精品解析：河南省周口市鹿邑县第二高级中学2024-2025学年高二下学期4月月考物理试题

高二第二次月考物理试题 时间75分钟 满分100分 一、选择题：本题共10小题，单选1-7题每小题4分，多选8-10题每小题6分，共46分。多选题选不全者得3分，有错选不得分。 1. 如图，两质量相同的铝环套在水平放置的光滑圆柱体上，环可在圆柱体上自由移动，设大小不同的电流按图示方向通入两个铝环，两环的运动情况是（　　） A. 彼此相向运动，加速度大小相等 B. 彼此相向运动，电流大的加速度大 C. 彼此背向运动，加速度大小相等 D. 彼此背向运动，电流大的加速度大 2. 如图所示，某区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小，一正方形刚性线圈，其边长，匝数，线圈平面与磁场方向垂直，线圈一半在磁场内。某时刻线圈中通过大小的电流，则此线圈所受安培力的大小为（　　） A. B. 1N C. 0.1N D. 3. 如图为洛伦兹力演示仪示意图。电子枪发出的电子经电场加速后形成电子束，玻璃泡内充有稀薄的气体，在电子束通过时能显示电子的径迹，励磁线圈能够产生垂直纸面向里的匀强磁场。下列说法正确的是（　　） A. 仅增大励磁线圈中的电流，运动径迹的半径变大 B. 仅增大励磁线圈中的电流，电子运动的周期将变大 C. 仅升高电子枪加速电场的电压，运动径迹的半径变大 D. 仅升高电子枪加速电场的电压，电子运动的周期将变大 4. 质谱仪如图，虚线AD上方区域处在垂直纸面向外的匀强磁场中，C，D间有一荧光屏。离子源产生a、b两种电荷量相同的离子，无初速度进入加速电场，经同一电压加速后，垂直进入磁场，a离子恰好打在荧光屏C点，b离子恰好打在D点，离子重力不计，则（　　） A. a、b离子均带负电 B. a、b离子在磁场中的运动时间相等 C. b离子质量比a离子的大 D. b离子在磁场中的运动速度比a的大 5. 如图，一个可绕竖直轴转动的水平金属圆盘，盘中心O和盘边缘D通过电刷与螺线管相连，螺线管右侧有竖直悬挂的铜环，匀强磁场垂直于圆盘平面向上，从上向下看，圆盘逆时针转动，则下述结论中正确的是（　　） A. 若圆盘匀速转动，则铜环中有恒定的感应电流 B. 若圆盘加速转动，则铜环将靠近螺线管 C. 若圆盘不动，使磁场均匀增强，则铜环中产生恒定电流 D. 若圆盘不动，使磁场均匀增强，则铜环保持不动 6. 如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉至某一位置并释放，圆环摆动过程中（环平面与磁场始终保持垂直）经过有界的水平匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界，若不计空气阻力，则（　　） A. 圆环向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度 B. 在进入磁场和离开磁场时，圆环中感应电流方向相反 C. 圆环进入磁场后离最低点越近速度就越大，感应电流也越大 D. 圆环最终将静止在最低点 7. 一交变电流的图像如图所示，则对于该交变电流，下列说法正确的是（　　） A. 该交变电流的周期为 B. 该交变电流的周期为 C. 该交变电流的有效值为 D. 该交变电流的有效值为 8. 如图所示，R是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小。理想变压器原、副线圈的匝数比为，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为，则（　　） A. 副线圈中交流电的频率为50Hz B. 在天逐渐变黑的过程中，电压表V的示数变小 C. 在天逐渐变黑的过程中，电流表A2的示数变小 D. 在天逐渐变黑的过程巾，理想变压器的输入功率变小 9. 如图所示，L是直流电阻可忽略的线圈，a、b、c是三个相同的小灯泡，下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合瞬间，a、b灯立即亮，c灯逐渐变亮 B. 开关S闭合电路稳定后，a、b灯都亮，c灯不亮 C. 开关S断开后，a、b灯立即熄灭，c灯逐渐熄灭 D. 开关S断开后，b灯立即熄灭，a、c灯逐渐熄灭 10. 如图，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电量相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用。则下列说法正确的是（　　） A. a粒子动能最大 B. c粒子速率最大 C. a粒子在磁场中运动时间最长 D. 它们做圆周运动的周期 二、实验题（前两个空每空1分，后边每空2分，共计16分） 11. 在“探究楞次定律”的实验中。某同学用试触法判断电流计指针偏转方向与电流方向的关系时，将电池的负极与电流计的A接线柱连接，连接B接线柱的导线试触电池正极，发现指针指在如图甲中的b位置。 （1）现将电流计的两接线柱与图乙中线圈的两个接线柱连接（A与C连接，B与D连接），将磁铁N极从线圈中拔出，线圈中原磁通量的方向为___________（选填“向上”或“向下”，线圈中的原磁通量___________（选填“变大”或“减小”），你所看到的指针___________（选填“不偏”、“向a位置偏转”或“向b位置偏转”）。 （2）若将电流计的A、B接线柱分别与图丙中线圈的E、F接线柱连接，将磁铁从线圈中抽出时，电流计指针指示位置如图甲中a所示，则磁铁的Q端是___________（选填“N”或“S”）极。 12. 小李同学在“用单摆测定重力加速度”实验中： （1）用游标卡尺测实验所用的匀质小球的直径D，如图1所示，则小球的直径D是_____mm。 （2）下列做法正确的是_____。（填正确答案的标号） A. 为减少误差应选用轻质小球 B. 记录摆球完成一次全振动的时间 C. 选用的细线应细、质量小，且不易伸长 D. 从摆球到达最高位置时开始计时 （3）如果他在实验中误将49次全振动记为50次，测得的g值______（填“偏大”或“偏小”或“准确”） （4）实验时改变摆长，测出几组摆线长度l和对应周期T的数据作出l-T2图像。如图2，利用图2中给出的坐标求出重力加速度，其表达式g=_____。（用T1、T2、l1、l2、D、表示）若该同学实验操作步骤完全正确，那么纵轴截距的绝对值是_____。（用D表示） 三、计算题（要求写出必要的步骤、公式和文字说明，共计38分） 13. 如图甲所示，匝的正方形线框abcd的电阻，边长，匀强磁场垂直于线框平面，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。求： （1）0~4s内线框中产生的感应电流的大小I； （2）2s时ab边所受安培力的大小F； （3）0~4s内线框中产生的焦耳热。 14. 如图所示，圆形区域中存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，区域半径为R。带电粒子a质量为m，电荷量为q，从A点沿半径方向进入磁场区域，从B点离开磁场，出磁场时速度偏转角为，带同种电荷的b粒子质量为m，从A点以相同速度沿半径方向进入磁场区域，从AB圆弧中点C点离开磁场。不计重力和粒子间的相互作用，求： （1）a粒子的速度和在磁场中的运动时间； （2）b粒子的电荷量。 15. 如图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的边，边，共有匝，总电阻为，与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为的定值电阻，电压表为理想电表，线圈以角速度在磁感应强度为的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴匀速转动，从图示位置（线圈平面与磁场平行）开始计时，求：（，结果可保留根号） （1）写出线圈转动过程中感应电动势的瞬时值表达式； （2）线圈从图示位置开始到转过30°时的瞬时电流； （3）电压表示数； （4）线圈转一圈的过程中整个电路产生的焦耳热； （5）从图示位置开始的周期内通过R的电荷量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二第二次月考物理试题 时间75分钟 满分100分 一、选择题：本题共10小题，单选1-7题每小题4分，多选8-10题每小题6分，共46分。多选题选不全者得3分，有错选不得分。 1. 如图，两质量相同的铝环套在水平放置的光滑圆柱体上，环可在圆柱体上自由移动，设大小不同的电流按图示方向通入两个铝环，两环的运动情况是（　　） A. 彼此相向运动，加速度大小相等 B. 彼此相向运动，电流大的加速度大 C. 彼此背向运动，加速度大小相等 D. 彼此背向运动，电流大的加速度大 【答案】A 【解析】 【详解】由图可知，两环的电流方向相同，则两环之间的安培力为吸引力，两环彼此相向运动；根据牛顿第三定律可知，两环之间的安培力大小相等，又两环的质量相等，所以两环的加速度大小相等。 故选A。 2. 如图所示，某区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小，一正方形刚性线圈，其边长，匝数，线圈平面与磁场方向垂直，线圈一半在磁场内。某时刻线圈中通过大小的电流，则此线圈所受安培力的大小为（　　） A. B. 1N C. 0.1N D. 【答案】A 【解析】 【详解】 由图可知 根据题意 故选A。 3. 如图为洛伦兹力演示仪示意图。电子枪发出的电子经电场加速后形成电子束，玻璃泡内充有稀薄的气体，在电子束通过时能显示电子的径迹，励磁线圈能够产生垂直纸面向里的匀强磁场。下列说法正确的是（　　） A. 仅增大励磁线圈中的电流，运动径迹的半径变大 B. 仅增大励磁线圈中的电流，电子运动的周期将变大 C. 仅升高电子枪加速电场的电压，运动径迹的半径变大 D. 仅升高电子枪加速电场的电压，电子运动的周期将变大 【答案】C 【解析】 【详解】AC．由题意可得， 可得 仅增大励磁线圈中的电流，磁感应强度B变大，则运动径迹的半径变小；仅升高电子枪加速电场的电压U，运动径迹的半径变大，故A错误，C正确； BD．由， 可得电子的周期为 电子周期与电子枪加速电场的电压无关，且仅增大励磁线圈中的电流，电子运动的周期将变小，故BD错误。 故选C。 4. 质谱仪如图，虚线AD上方区域处在垂直纸面向外的匀强磁场中，C，D间有一荧光屏。离子源产生a、b两种电荷量相同的离子，无初速度进入加速电场，经同一电压加速后，垂直进入磁场，a离子恰好打在荧光屏C点，b离子恰好打在D点，离子重力不计，则（　　） A. a、b离子均带负电 B. a、b离子在磁场中的运动时间相等 C. b离子质量比a离子的大 D. b离子在磁场中的运动速度比a的大 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于离子进入磁场中向右偏转，即离子受到向右的洛伦兹力，根据左手定则可知，两离子均带正电，故A错误； C．设离子进入磁场的速度为v，在电场中有 在磁场中 联立解得 由图可知 两离子电荷量相同，所以a离子质量比b离子的小，故C正确； B．在磁场中运动的时间均为半个周期，即 由于a离子的质量小于b离子的质量，故a离子在磁场中运动的时间较短，故B错误； D．离子在磁场中的运动的速度为 a离子的质量小，则a离子的速度大，故D错误。 故选C。 5. 如图，一个可绕竖直轴转动的水平金属圆盘，盘中心O和盘边缘D通过电刷与螺线管相连，螺线管右侧有竖直悬挂的铜环，匀强磁场垂直于圆盘平面向上，从上向下看，圆盘逆时针转动，则下述结论中正确的是（　　） A. 若圆盘匀速转动，则铜环中有恒定的感应电流 B. 若圆盘加速转动，则铜环将靠近螺线管 C. 若圆盘不动，使磁场均匀增强，则铜环中产生恒定电流 D. 若圆盘不动，使磁场均匀增强，则铜环保持不动 【答案】D 【解析】 【详解】A．圆盘在匀强磁场中匀速转动时，盘中心与边缘之间虽存在恒定电动势，但流经螺线管的电流也为恒定，铜环所处区域的磁通量不随时间变化，故铜环中无感应电流，故A错误； B．若圆盘加速转动，螺线管中的电流随时间增大，铜环中感应电流将阻碍磁通量的增加，环与螺线管相互排斥，故环不会向螺线管靠近，故B错误； C．若圆盘不动而外部磁场均匀增强，由于螺线管轴线与磁场方向垂直，螺线管与铜环中实际不产生随时间变化的磁通量，铜环中无持续电流，故C错误； D．同理在磁场均匀增强且圆盘不动情况下，铜环中无感应电流，不会受到额外作用力，故环保持不动，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉至某一位置并释放，圆环摆动过程中（环平面与磁场始终保持垂直）经过有界的水平匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界，若不计空气阻力，则（　　） A. 圆环向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度 B. 在进入磁场和离开磁场时，圆环中感应电流方向相反 C. 圆环进入磁场后离最低点越近速度就越大，感应电流也越大 D. 圆环最终将静止在最低点 【答案】B 【解析】 【详解】A．在圆环进入和穿出磁场的过程中环中磁通量发生变化，有感应电流产生，即圆环的机械能向电能转化，其机械能越来越小，上升的高度越来越低，故A错误； B．圆环在向右运动过程，在圆环进入磁场的过程中环中的磁通量向里增加，根据楞次定律，可知产生逆时针的感应电流；在圆环穿出磁场的过程中环中的磁通量向里减小，根据楞次定律，可知产生顺时针的感应电流，即圆环中感应电流方向相反；同理，圆环在向左运动过程，在进入磁场和离开磁场时，圆环中的感应电流方向也相反，故B正确； C．整个圆环进入磁场后，磁通量不发生变化，不产生感应电流，机械能守恒，离平衡位置越近速度越大，感应电流为零，故C错误； D．在圆环不断经过磁场，机械能不断损耗过程中圆环越摆越低，最后整个圆环只会在磁场区域来回摆动，因为在此区域内没有磁通量的变化（一直是最大值），所以机械能守恒，即圆环最后的运动状态为在磁场区域来回摆动，而不是静止在平衡位置，故D错误。 故选B。 7. 一交变电流的图像如图所示，则对于该交变电流，下列说法正确的是（　　） A. 该交变电流的周期为 B. 该交变电流的周期为 C. 该交变电流的有效值为 D. 该交变电流的有效值为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由图像可知，该交变电流的周期为0.03s，AB错误； CD．由交变电流有效值的定义可得 代入数据解得 C正确，D错误。 故选C。 8. 如图所示，R是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小。理想变压器原、副线圈的匝数比为，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为，则（　　） A. 副线圈中交流电的频率为50Hz B. 在天逐渐变黑的过程中，电压表V的示数变小 C. 在天逐渐变黑的过程中，电流表A2的示数变小 D. 在天逐渐变黑的过程巾，理想变压器的输入功率变小 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．由交变电压的表达式可知，交流电的周期为 变压器不改变频率，所以副线圈中交流电的频率为，故A正确； B．在天逐渐变黑的过程中，根据，由于原线圈输入电压不变，所以副线圈输出电压不变，即电压表V的示数不变，故B错误； CD．在天逐渐变黑的过程中，光敏电阻的阻值变大，由于副线圈输出电压不变，根据欧姆定律可知，副线圈电流变小，即电流表A2的示数变小；根据 可知理想变压器的输入功率变小，故CD正确。 故选ACD。 9. 如图所示，L是直流电阻可忽略的线圈，a、b、c是三个相同的小灯泡，下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合瞬间，a、b灯立即亮，c灯逐渐变亮 B. 开关S闭合电路稳定后，a、b灯都亮，c灯不亮 C. 开关S断开后，a、b灯立即熄灭，c灯逐渐熄灭 D. 开关S断开后，b灯立即熄灭，a、c灯逐渐熄灭 【答案】AD 【解析】 【详解】A．开关S闭合瞬间，a、b灯立即亮，线圈中产生自感电动势阻碍电流的增大，使得c灯逐渐变亮，故A正确； B．开关S闭合至电路稳定后，L相当于导线，则三灯都亮，故B错误； CD．开关S断开后，b灯立即熄灭，线圈中产生自感电流阻碍原电流的减小，则电流将在线圈与a、c灯之间形成新的回路，使得a、c灯逐渐熄灭，故C错误，D正确。 故选AD。 10. 如图，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电量相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用。则下列说法正确的是（　　） A. a粒子动能最大 B. c粒子速率最大 C. a粒子在磁场中运动时间最长 D. 它们做圆周运动的周期 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．粒子的轨迹如图所示 根据洛伦兹力提供向心力可得 解得 由于三个带电粒子的质量、电荷量均相同，在同一个磁场中，c粒子的轨道半径最大，所以c粒子速率最大，c粒子的动能最大，故A错误，B正确； CD．粒子做圆周运动的周期为 由于三个带电粒子的质量、电荷量均相同，在同一个磁场中，所以它们做圆周运动的周期 根据 由于a粒子转过的圆心角最大，则a粒子在磁场中运动的时间最长，故C正确，D错误。 故选BC。 二、实验题（前两个空每空1分，后边每空2分，共计16分） 11. 在“探究楞次定律”的实验中。某同学用试触法判断电流计指针偏转方向与电流方向的关系时，将电池的负极与电流计的A接线柱连接，连接B接线柱的导线试触电池正极，发现指针指在如图甲中的b位置。 （1）现将电流计的两接线柱与图乙中线圈的两个接线柱连接（A与C连接，B与D连接），将磁铁N极从线圈中拔出，线圈中原磁通量的方向为___________（选填“向上”或“向下”，线圈中的原磁通量___________（选填“变大”或“减小”），你所看到的指针___________（选填“不偏”、“向a位置偏转”或“向b位置偏转”）。 （2）若将电流计的A、B接线柱分别与图丙中线圈的E、F接线柱连接，将磁铁从线圈中抽出时，电流计指针指示位置如图甲中a所示，则磁铁的Q端是___________（选填“N”或“S”）极。 【答案】 ①. 向下 ②. 减少 ③. 向b位置偏转 ④. S 【解析】 【详解】（1）[1][2][3]将磁铁N极从线圈中拔出，线圈中原磁通量的方向向下，线圈中的原磁通量减小，根据楞次定律，可知D端为感应电动势的正极，A与C连接，B与D连接，电流从B流入，指针向b位置偏转。 （2）[4]指针向a位置偏转，则电流从A流入，E为感应电动势的正极，根据安培定则可知，感应电流的磁场向上，根据楞次定律可知，磁铁的Q端是S极。 12. 小李同学在“用单摆测定重力加速度”实验中： （1）用游标卡尺测实验所用的匀质小球的直径D，如图1所示，则小球的直径D是_____mm。 （2）下列做法正确的是_____。（填正确答案的标号） A. 为减少误差应选用轻质小球 B. 记录摆球完成一次全振动的时间 C. 选用的细线应细、质量小，且不易伸长 D. 从摆球到达最高位置时开始计时 （3）如果他在实验中误将49次全振动记为50次，测得的g值______（填“偏大”或“偏小”或“准确”） （4）实验时改变摆长，测出几组摆线长度l和对应周期T的数据作出l-T2图像。如图2，利用图2中给出的坐标求出重力加速度，其表达式g=_____。（用T1、T2、l1、l2、D、表示）若该同学实验操作步骤完全正确，那么纵轴截距的绝对值是_____。（用D表示） 【答案】（1）12.5 （2）C （3）偏大 （4） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 小球的直径D是 【小问2详解】 A．为减少误差应选用密度大的小球，A错误； B．记录摆球完成多次全振动的时间，然后取平均值求周期，B错误； C．选用的细线应细、质量小，且不易伸长，C正确； D．在摆球到达最低位置时开始计时，此时速度大，误差小，D错误。 故选C。 【小问3详解】 根据单摆的周期公式 解得 如果他在实验中误将49次全振动记为50次，测得的g偏大。 【小问4详解】 根据单摆的周期公式 解得 结合l-T2图像可知其斜率为 解得 图像纵轴截距的绝对值是小球的半径 三、计算题（要求写出必要的步骤、公式和文字说明，共计38分） 13. 如图甲所示，匝的正方形线框abcd的电阻，边长，匀强磁场垂直于线框平面，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。求： （1）0~4s内线框中产生的感应电流的大小I； （2）2s时ab边所受安培力的大小F； （3）0~4s内线框中产生的焦耳热。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 0~4s内，由法拉第电磁感应定律可得电动势大小为 则感应电流的大小为 【小问2详解】 由图乙可知2s时，磁感应强度大小为，则ab边所受安培力的大小为 【小问3详解】 0~4s内线框中产生的焦耳热为 14. 如图所示，圆形区域中存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，区域半径为R。带电粒子a质量为m，电荷量为q，从A点沿半径方向进入磁场区域，从B点离开磁场，出磁场时速度偏转角为，带同种电荷的b粒子质量为m，从A点以相同速度沿半径方向进入磁场区域，从AB圆弧中点C点离开磁场。不计重力和粒子间的相互作用，求： （1）a粒子的速度和在磁场中的运动时间； （2）b粒子的电荷量。 【答案】（1）； （2） 【解析】 【小问1详解】 粒子运动的轨迹如图所示， 由几何关系 解得a粒子的轨迹半径 洛伦兹力提供向心力 解得 由于 解得 【小问2详解】 b粒子运动的轨迹图所示， 由几何关系可知 解得 洛伦兹力提供向心力 联立，解得 15. 如图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的边，边，共有匝，总电阻为，与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为的定值电阻，电压表为理想电表，线圈以角速度在磁感应强度为的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴匀速转动，从图示位置（线圈平面与磁场平行）开始计时，求：（，结果可保留根号） （1）写出线圈转动过程中感应电动势的瞬时值表达式； （2）线圈从图示位置开始到转过30°时的瞬时电流； （3）电压表示数； （4）线圈转一圈的过程中整个电路产生的焦耳热； （5）从图示位置开始的周期内通过R的电荷量。 【答案】（1） （2） （3） （4）384J （5）0.4C 【解析】 【小问1详解】 从垂直于中性面的平面开始计时，感应电动势随时间按余弦规律变化，最大感应电动势为 所以感应电动势的瞬时值表达式为 【小问2详解】 从图示位置开始到转过30°的瞬时感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律可得瞬时电流 【小问3详解】 电流的有效值为 所以电压表的读数为 【小问4详解】 根据焦耳定律可得，线圈转动一圈产生的总焦耳热为 【小问5详解】 从垂直于中性面的平面开始计时，磁通量随时间按正弦规律变化，即 从图示位置开始的内 感应电流为 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $