陕西西安交通大学附属中学2024-2025学年第一学期高二第二次阶段检测物理试题

**基本信息** 交大附中高二物理月考试卷注重物理观念与科学思维，以极光、回旋加速器、节水喷灌等真实情境为载体，覆盖电磁学核心知识，通过分层设问实现基础巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|磁场性质、电磁感应、洛伦兹力|结合极光现象考查磁场对运动电荷作用，体现科学推理| |多选题|3/18|电路动态分析、电场性质|两等量正电荷电场中负电荷运动分析，强化模型建构| |实验题|2/16|电阻率测量、电源电动势与内阻|游标卡尺/螺旋测微器读数及误差分析，落实科学探究| |解答题|3/38|安培力计算、电动机能量转化、电磁场复合运动|医用回旋加速器中粒子运动综合题，突出综合应用能力|

交大附中 2024～2025学年第一学期高二年级第二次月考物理试题 一、单选题（共28分） 1．（本题4分）磁场和电场都是看不见、摸不着的特殊物质。关于电场和磁场，下列说法正确的是（　　） A．电场和磁场是假想的，实际并不存在 B．法拉第发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互作用的序幕 C．磁场的基本性质是对放入其中的磁体、通电导线和运动电荷有力的作用 D．根据公式可知，电流元所受磁场力为零的地方磁感应强度一定为零 2．（本题4分）如图所示，在通电长直导线AB的一侧悬挂一可以自由摆动的闭合矩形金属线圈P，AB在线圈平面内。当AB导线中电流I发生变化时，发现闭合线圈向左摆动，下列说法正确的是（　　） A．AB中的电流减小，线圈中产生逆时针方向的电流 B．AB中的电流减小，线圈中产生顺时针方向的电流 C．AB中的电流增大，线圈中产生逆时针方向的电流 D．AB中的电流增大，线圈中产生顺时针方向的电流 3．（本题4分）来自宇宙的高速带电粒子流在地磁场的作用下偏转进入地球两极，撞击空气分子产生美丽的极光。高速带电粒子撞击空气分子后动能减小。假如我们在地球北极仰视，发现正上方的极光如图甲所示，某粒子运动轨迹如乙图所示。下列说法正确的是（　　） A．粒子从M沿逆时针方向射向N B．高速粒子带正电 C．粒子受到的磁场力不断增大 D．若该粒子在赤道正上方垂直射向地面，会向东偏转 4．（本题4分）如图所示，质量为m、带电荷量为-q的三个相同带电小球a、b、c，从同一高度以初速度水平抛出，小球a只在重力作用下运动，小球b在重力和洛伦兹力作用下运动，小球c在重力和电场力作用下运动，它们落地的时间分别为ta、tb、tc，落地过程中重力的冲量分别为Ia、Ib、Ic，落地时的动能分别为Ea、Eb、Ec，落地时重力的瞬时功率分别为Pa、Pb、Pc，则以下判断中正确的是（　　） A．ta＝tb＜tc B．Ia＝Ib＝Ic C．Ea＜Eb＜Ec D．Pa＝Pb＞Pc 5．（本题4分）如图是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连．现分别加速氘核（）和氦核（）。下列说法中正确的是（ ） A．它们的最大速度相同 B．它们的最大动能相同 C．两次所接高频电源的频率不相同 D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能 6．（本题4分）在同一平面内有互相绝缘的三根无限长直导线ab、cd、ef围成一个等边三角形，三根导线通过的电流大小相等，方向如图所示。O点为等边三角形的中心，M、N两点分别为O点关于导线ab、cd的对称点。已知O点的磁感应强度大小为，M点的磁感应强度大小为，则下列选项正确的是（　　） A．大于 B．M点磁场方向垂直纸面向内 C．N点磁感应强度与O点大小相同 D．若仅撤去导线ef，则M点的磁感应强度大小为 7．（本题4分）某节水喷灌系统如图所示，水以的速度水平喷出，每秒喷出水的质量为2.0kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H=3.75m不变。水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220V，输入电流为2.0A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%，忽略水在管道中运动的机械能损失，则（　　） A．每秒水泵对水做功为75J B．每秒水泵对水做功为225J C．水泵输入功率为440W D．电动机线圈的电阻为10 二、多选题（共18分） 8．（本题6分）如图，电源电动势为E（内阻不可忽略），为定值电阻，为滑动变阻器。闭合开关S，使灯泡L发光后，若将滑动片向右滑动，下列说法中正确的是（　　） A．灯泡L变暗 B．电压表示数变大 C．电流表示数变大 D．电源输出功率一定变大 9．（本题6分）两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A为MN上的一点，一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为零，则（　　） A．q运动到O点时的动能最大 B．q运动到O点时电势能为零 C．q由A向O的运动是匀加速直线运动 D．q由A向O运动的过程电势能逐渐减小 10．（本题6分）如图所示，半径为R的圆形区域内有一垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场，P点有一粒子源，某时刻粒子源向磁场所在区域与磁场垂直的平面内所有方向发射大量质量为m，电荷量为q的带正电的粒子，粒子的速度大小相等，这些粒子射出磁场时的位置均位于PQ圆弧上且Q点为最远点。已知PQ圆弧长等于磁场边界周长的四分之一，不计粒子重力和粒子间的相互作用，则（　　） A．粒子从P点入射的速率 B．粒子在磁场中运动的最长时间 C．若将磁感应强度的大小增加到，则粒子射出边界的圆弧长度变为原来的 D．若将粒子的速率增大为原来的2倍，则粒子在磁场中运动的最长时间 三、实验题（共16分） 11．（本题8分）现有一段由某种金属材料制成的圆柱体形状的电阻丝，小明同学想在实验室测量其电阻并尝试计算其电阻率，实验室提供的主要器材有： A．电流表（量程0.6 A和3 A） B．电压表（量程3 V和15 V） C．滑动变阻器（10 Ω，2 A） D．铅蓄电池（6 V，0.05 Ω） E.一个开关和导线若干 F.一个多用电表和游标卡尺、螺旋测微器 (1)小明同学先用欧姆表粗测其电阻值，将欧姆表“选择开关”置于“×10”挡时，正确操作后测量出的结果如图所示，为使测量结果更为准确，对于下列操作步骤：①进行机械调零；②进行欧姆调零；③换“×1”挡；④换“×100”挡；⑤测量、读数且乘上相应倍率。必须操作且操作顺序正确的是（　　） A．①④②⑤ B．①③⑤ C．③②⑤ D．④②⑤ (2)为了较为准确的测量该金属丝的电阻，根据提供的器材，小明同学设计了如图所示的测量电路，则用该电路测得的电阻值R将________（填“大于”或“小于”）真实值；这种误差________（填“能”或“不能”）通过多次测量取平均值来减少。 (3)小明同学进一步利用游标为20分度的游标卡尺测量该金属丝长度，由图甲可知其长度为L=_________cm；用螺旋测微器测其直径d，如图乙所示，则d=__________mm。 (4)请写出该金属丝的电阻率的表达式ρ=___________________（用R、d、L表示）。 12．（本题8分）某同学要测量两节干电池串联组成的电池组的电动势和内阻（约为2Ω），设计了如图甲所示的电路。图中电压表的量程为3V，电流表量程为0.6A、内阻约为1Ω，滑动变阻器的最大阻值为15Ω，R0为未知的定值电阻。 (1)将滑动变阻器接入电路的电阻调到最大，闭合开关S1、开关S2合向2，调节滑动变阻器，使滑动变阻器接入电路的电阻逐渐减小，当滑动变阻器接入电路的电阻为零时，电流表的指针指在0.5A左右，则R0的阻值约为 。 A．1Ω B．3Ω C．5Ω D．7Ω (2)若在（1）中，R0阻值已知，当滑动变阻器接入电路的电阻调为零时，记录电压表和电流表的示数分别为U0、I0，则电流表的内阻RA=__________（用U0、I0、R0表示）。 (3)将开关S2合向1，多次调节滑动变阻器的滑片位置，记录每次调节后电压表和电流表的示数U、I，某次电流表的指针指在如图乙所示的位置，这时电路中电流为__________A；若RA已知，根据记录的多组U、I，作U-I图像，得到图像的斜率大小为k，图像与纵轴的截距为b，则电池的电动势E=__________，电池的内阻r=__________。（后两空用b、k、RA表示） 四、解答题（共38分） 13．（本题10分）如图所示，两平行导轨间距为，导轨电阻忽略不计。导体棒质量为，位于导轨间的电阻，与导轨竖直部分接触良好。已知电源电动势为，内阻为，定值电阻。在导体棒所在空间加一匀强磁场（图中仅用一根磁感线表示），磁场方向垂直于导体棒，且与竖直方向夹角可变，导体棒始终处于静止状态，重力加速度，则： （1）若磁场与竖直方向夹角，求磁感应强度的大小； （2）若导轨竖直部分与导体棒间的动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），且磁场与竖直方向夹角，求磁感应强度的最小值； （3）若导轨竖直部分与导体棒间的动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且磁场与竖直方向夹角，求磁感应强度的最大值。    14．（本题12分）日常应用电动机提升物体来研究微型电动机的性能。如图所示是采用的原理电路，初始时使电动机停止转动时，此时电压表和电流表的示数分别为和。重新调整后，滑动变阻器R也能按照工作要求进行调节，使电动机恢复正常运转，电动机的输出功率全部转化为机械功率。此时电动机能拉着原来静止重物以加速度匀加速上升，当重物的速度时，此时电压表和电流表的示数分别为和，g取10m/s2.求： （1）电动机的输出电功率P； （2）电动机的效率η； （3）重物的质量m。 15．（本题16分）如图，在的区域存在方向沿轴负方向的匀强电场，场强大小为；在的区域存在方向垂直于平面向外的匀强磁场。一个氕核和一个氘核先后从轴上点以相同的动能射出，速度方向沿轴正方向。已知进入磁场时，速度方向与轴正方向的夹角为，并从坐标原点处第一次射出磁场。氕核的质量为，电荷量为。氘核的质量为，电荷量为，不计重力。求： (1)第一次进入磁场的位置到原点的距离； (2)磁场的磁感应强度大小； (3)第一次进入磁场到第一次离开磁场的运动时间。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《交大附中2024～2025学年第一学期高二年级第二次月考物理试题》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B A B A C D AC AD ACD 1．C 【难度】0.85 【知识点】磁感线的概念与特征、磁感应强度的定义（式）、奥斯特实验与安培定则 【详解】A．电场和磁场真实存在，故A错误； B．奥斯特发现了电流的磁效应，故B错误； C．磁场的基本性质是对放入其中的磁体、通电导线和运动电荷有力的作用，故C正确； D．电流元所受磁场力为零的地方磁感应强度不一定为零，故D错误。 故选C。 2．B 【难度】0.65 【知识点】增反减同 【详解】根据安培定则可知导线框所在处的磁场方向垂直纸面向里； AB．AB中的电流减小，线圈中向里的磁通量减小，所以将产生顺时针方向的电流，同时线圈向左运动，故A错误，B正确； CD．AB中的电流增大，穿过线框的磁通量增大，根据楞次定律得到：线框中感应电流方向为逆时针方向，同时线圈向右运动，故CD错误。 故选B。 3．A 【难度】0.65 【知识点】洛伦兹力的方向 【详解】A．高速带电粒子撞击空气分子后动能减小，速度变小，根据洛伦兹力提供向心力 可得 速度变小，半径变小，结合图像可知，粒子从M沿逆时针方向射向N，故A正确； B．地理北极附近是地磁南极，所以北极上空的地磁场方向竖直向下，根据左手定则可以判断，高速粒子带负电，故B错误； C．由于粒子的速度不断减小，则粒子受到的磁场力不断减小，故C错误； D．若该粒子在赤道正上方垂直射向地面，赤道位置磁场由南向北，根据左手定则可以判断，粒子会向西偏转，故D错误。 故选A。 4．B 【难度】0.65 【知识点】动量定理的内容、带电物体（计重力）在匀强电场中的一般运动、带电粒子在叠加场中做旋进运动、瞬时功率 【详解】A．根据题意可知a球只受重力作用，竖直方向上做自由落体运动；b球除重力之外还受到洛伦兹力作用，但b的洛伦兹力的方向总是水平方向的，不影响重力方向，所以竖直方向也做自由落体运动；c球除受重力之外，还受到垂直纸面向里的电场力作用，竖直方向上做自由落体运动，故，故A错误； B．根据 又三个小球落地时间相同，则有 Ia＝Ib＝Ic 故B正确； C．a球和b球下落过程中，只有重力做正功，而c球下落过程重力和电场力都做正功，根据动能定理可得 Ea=Eb＜Ec 故C错误； D．小球落体时的重力的瞬时功率等于重力乘以重力方向的速度，通过分析， b球受的洛伦兹力总是垂直纸面向里，不影响竖直方向，c球受的电场力方向也是垂直纸面向里的，对竖直方向也没用影响，故竖直方向小球都做自由落体运动，高度相同，所以小球的末速度在竖直方向的分量相同，重力又相等，根据 可知三个球落地瞬间重力的瞬时功率相等，即 Pa＝Pb=Pc 故D错误。 故选B。 5．A 【难度】0.65 【知识点】回旋加速器的综合计算 【详解】A．根据 解得 两粒子的比荷相等，所以最大速度相等，故A正确； B．最大动能 两粒子的比荷相等，但质量不等，所以最大动能不等，故B错误； C．带电粒子在磁场中运动的周期 两粒子的比荷相等，所以周期和频率相等，故C错误； D．根据 知仅增大高频电源的频率不能增大粒子动能，故D错误。 故选A。 6．C 【难度】0.65 【知识点】磁感应强度的矢量性与叠加、直线电流周围的磁场 【详解】A B．设三个电流在O点产生的磁感应强度均为B，cd、ef在M点产生的磁感应强度为B，根据安培定则可知，ab、cd在O点的磁场反向，ef在O点的磁场垂直纸面向外；三个电流在M处的磁场均垂直纸面向外，则 ， 则小于，AB错误； C．ab、cd在N点的磁场垂直纸面向内，ef在N点的磁场垂直纸面向外，则N点磁感应强度为 则N点磁感应强度与O点大小相同，C正确； D．撤去导线ef，ab、cd在M点的磁场均垂直纸面向外，则M点的磁感应强度大小为 又 得 D错误。 故选C。 7．D 【难度】0.65 【知识点】能量守恒定律的初步应用、电动机工作时的能量转化 【详解】AB．每秒喷出水的质量为,抽水增加了水的重力势能和动能，则每秒水泵对水做功为 故AB错误； C．水泵的输出能量转化为水的机械能，则 而水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%，则 故C错误； D．电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率，则电动机的机械功率为 而电动机的电功率为 由能量守恒可知 联立解得 故D正确； 故选D。 8．AC 【难度】0.4 【知识点】利用局部→整体→局部的方法分析动态电路 【详解】AC．滑动变阻器的滑片向右滑动，接入电路的变小，则总电阻变小，总电流变大。灯泡的电压为 总电流变大，可知灯泡的电压变小，则灯泡亮度变暗，故AC正确； B．电压表的示数为 总电流变大，可知电压表的示数变小，故B错误； D．因不清楚外电路电阻与电源内阻的大小关系，则不能确定电源输出功率的变化，故D错误。 故选AC。 9．AD 【难度】0.85 【知识点】同种等量点电荷电场线分布、比较电势能的大小 【详解】AD．从A到O过程，电场力做正功，动能增大，电势能减小；过了O点后，电场力做负功，动能减小，故在O点试探电荷的动能最大，故AD正确； B．取无限远处的电势为零，正电荷周围电势为正值，所以O点的电势大于0，根据电势能定义 Ep＝qφ 电荷q带负电，则q运动到O点时电势能为负值，并不为零．故B错误； C．根据两等量正电荷周围电场线分布可知，从无穷远到O过程中电场强度先增大后减小，且方向始终指向无穷远方向，故试探电荷所受的电场力是变化的，q由A向O的运动做非匀加速直线运动，故C错误； 故选AD。 10．ACD 【难度】0.65 【知识点】带电粒子在圆（弧）形边界磁场中运动 【详解】A．从点射入的粒子射出磁场时与磁场边界的最远交点为，则之间的距离为轨迹圆的直径，已知圆弧长等于磁场边界周长的四分之一，可知旋转圆的轨迹半径 粒子在匀强磁场中由洛伦兹力提供向心力有 解得 故A正确； B．当粒子轨迹半径时，粒子在磁场中运动的最长时间为一个周期 故B错误； C．根据洛伦兹力提供向心力可得 当将磁感应强度的大小增加到，旋转圆半径 此时弧长对应的弦长为，因此有粒子射出的边界圆弧对应的圆心角为，则粒子射出边界的圆弧长度变为原来的。故C正确； D．若将粒子的速率增大为原来的2倍，则旋转圆的半径变为原来的2倍，即 此时粒子运动轨迹对应的弦最长时，圆心角最大，粒子运动时间最长，磁场圆直径为弦是最长时间，根据几何关系，此时圆心角为，因此粒子在磁场中运动的时间为 故D正确。 故选ACD。 11．(1)C (2) 小于 不能 (3) 6.170 1.600 (4) 【难度】0.65 【知识点】螺旋测微器的读数、游标卡尺的使用与读数、测量电阻丝的电阻率、用多用电表测量电学中的物理量 【详解】（1）小明同学先用欧姆表粗测其电阻值，将欧姆表“选择开关”置于“×10”挡时，发现指针偏转角度过大，则说明倍率选择过大，应换换“×1”挡，再重新欧姆调零，再测量、读数且乘上相应倍率。 故选C。 （2）[1][2]如图电路图可知，电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，电流测量值大于真实值，由欧姆定律可知，电阻测量值小于真实值；此误差是因为电表内阻引起的，是系统误差，所以不能通过多次测量取平均值来减少。 （3）[1]20分度的游标卡尺分度值为0.05mm，则该金属丝的长度为 [2]用螺旋测微器测其直径为 （4）由电阻定律可知 其中 可得该金属丝的电阻率的表达式为 12．(1)B (2) (3) 0.30 b 【难度】0.85 【知识点】利用伏安法测量电源的电动势和内阻 【详解】（1）根据闭合电路的欧姆定律有 代入数据解得 故选B。 （2）根据 解得 （3）[1]由图乙，可知电流表的示数为0.30A； [2][3]根据闭合电路的欧姆定律 可得 根据题意，可得， 解得 13．（1）；（2）；（3） 【难度】0.65 【知识点】安培力的计算式及初步应用 【详解】（1）由闭合电路欧姆定律有 磁场与竖直方向夹角，由左手定则可知安培力竖直向上，由受力分析得 ， 解得 （2）磁场与竖直方向夹角时，安培力水平向右。由受力分析知，当物体重力恰好等于最大静摩擦力时，磁感应强度有最小值。此时在竖直方向有 水平方向有 ， 数据代入解得 （3）当磁感应强度最大时，摩擦力应当竖直向下。由受力分析得，竖直方向 水平方向 ， 解得 14．（1）22W；（2）73.3%；（3）2kg 【难度】0.65 【知识点】含有电动机电路综合计算 【详解】（1）电机不转时，由欧姆定律得电动机的内电阻 正常工作时，电动机总功率为 电动机热功率为 电动机输出功率为 （2）电动机的效率为 （3）根据机械功率知 根据牛顿第二定律知 联立解得 15．(1)；(2)；(3)。 【难度】0.4 【知识点】粒子由电场进入磁场 【详解】氕核在电场中做类平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示 设氕核在电场中的加速度大小为，初速度大小为，它在电场中的运动时间为，第一次进入磁场的位置到原点的距离为，由运动学公式有 ， 由题给条件，氕核进入磁场时速度的方向与轴正方向夹角，进入磁场时速度的分量的大小为 联立可得 (2)氕核在电场中运动时，由牛顿第二定律有 设氕核进入磁场时速度的大小为，由速度合成法则有 设磁感应强度大小为，氕核在磁场中运动的圆轨道半径为，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有 由几何关系得 联立可得 (3)设氘核在电场中沿轴正方向射出的速度大小为，在电场中的加速度大小为，由题给条件得 由牛顿第二定律有 设氘核第一次射入磁场时的速度大小为，速度的方向与轴正方向夹角为，入射点到原点的距离为，在电场中运动的时间为，由运动学公式有 ， 则 联立可得 ，， 设在磁场中做圆周运动的时间为，及粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期公式得 且有 所以第一次进入磁场到第一次离开磁场的运动时间 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $