精品解析：江苏省南京市临江高级中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

高二物理月考试卷 一、单选题（每题4分，共44分） 1. 下列图中，洛伦兹力方向判断正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据左手定则，磁感线穿过手心，四指指向正电荷的运动方向向左，大拇指指向洛伦兹力的方向；图中速度与磁场方向平行，则粒子不受洛伦兹力作用，故A错误； B．根据左手定则，图中粒子受洛伦兹力垂直纸面向里，故B错误； C．根据左手定则，图中的粒子受向右的洛伦兹力，故C错误； D．根据左手定则，图中的粒子受向左的洛伦兹力，故D正确。 故选D。 2. 如图为同种电荷在同一有界磁场中运动的四条轨迹，那么可以判断（） A. 运动速率v1>v2>v3>v4 B. 运动速率v1<v2<v3<v4 C. 运动时间t1>t2>t3>t4 D. 运动时间t1<t2<t3<t4 【答案】B 【解析】 【详解】AB．粒子受到洛伦兹力的作用，洛伦兹力提供向心力，则： 可得： 由图可知粒子做圆周运动的轨道半径关系： 又由于粒子是同种电荷，比荷相同，则有： 故A错误，B正确； CD．粒子受到洛伦兹力的作用做圆周运动，粒子在磁场中运动的时间为： 由图可知粒子做圆周运动的圆心角关系为： 所以粒子在磁场中运动的时间关系为： 故C、D错误； 故选B。 3. 当条形磁铁相对螺线管A上下运动时，产生了如图所示的感应电流，则（ ） A. 条形磁铁正在向下运动 B. 螺线管A有收缩的趋势 C. 通过螺线管A的磁通量正在变小 D. 螺线管A对水平桌面的压力将变大 【答案】C 【解析】 【详解】根据右手定则判断，感应电流在螺线管中产生向下的磁场，因为管中原磁场方向向下，所以根据楞次定律，通过螺线管的磁通量变小，即条形磁铁向上运动，为了阻碍磁通量的减小，螺线管有扩张的趋势和向上运动的趋势，所以螺线管对水平桌面的压力将减小。 故选C。 4. 如图所示，轻质弹簧一端固定在天花板上，另一端拴接条形磁铁，置于绝缘水平桌面上的圆形铝质闭合线圈放在条形磁铁的正下方，开始时整个装置处于静止状态。在外力作用下将磁铁竖直向下移动一定距离(未接触桌面)，然后由静止释放，在之后的运动过程中，线圈始终未离开桌面，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 磁铁所受弹簧拉力与其重力相等时，磁铁的加速度为零 B. 磁铁上升过程中，从上向下看，线圈中产生顺时针方向的电流 C. 线圈对桌面压力大小可能大于其重力 D. 磁铁最终会静止，整个过程线圈中产生的热量等于磁铁机械能的减少量 【答案】C 【解析】 【详解】A．若磁铁向上运动，会受到向下的安培阻力，若向下运动，会受到向上的安培阻力，因此当磁铁所受弹力与重力等大反向时，磁铁的加速度不一定为零，故A错误； B．当磁铁向上运动时，穿过线圈的磁通量向上减小，根据楞次定律知，感应电流的磁场的方向向上，俯视线圈，线圈中产生逆时针方向的电流，故B错误； C．根据楞次定律，磁铁向下运动时，受到向上的安培阻力，所以磁铁对线圈的作用力的方向向下，此时线圈对桌面压力大于其重力，故C正确； D．磁铁最终静止于起始时的平衡位置，根据能量守恒定律，从静止释放至停止，弹簧的弹性势能的减少量等于磁铁重力势能的增加量与线圈中产生的焦耳热之和，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，金属棒ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则（　　） A. ab棒不受安培力作用 B. ab棒a端的电势比b端低 C. ab棒中感应电流的方向由b到a D. 螺线管产生的磁场，A端为N极 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．金属棒ab沿导轨向右运动时，所受安培力方向向左，以“阻碍”其运动，故A错误； B．根据右手定则可知，流过金属棒ab的感应电流的方向是从b流向a，ab棒相当于电路中的电源，在电源内部，电流是从负极（低电势）流向正极（高电势），即a端电势更高，故B错误； CD．流过螺线管的电流方向是从A端到达B端，根据右手螺旋定则可知，螺线管的A端为S极，故C正确，D错误。 故选C。 6. 如图所示，螺旋管中通入正弦交流电，将电子沿轴线方向射入后，电子在螺旋管中的运动情况是（　　） A. 匀速圆周运动 B. 往复运动 C. 匀速直线运动 D. 匀变速直线运动 【答案】C 【解析】 【详解】螺线管内部的磁场方向与轴线平行，电子进入螺线管时，速度与磁感线平行，不受磁场力作用，则电子做匀速直线运动。 故选C。 7. 如图所示，在匀强磁场中放一电阻不计的平行光滑金属导轨，导轨跟大线圈M相接，小闭合线圈N在大线圈M包围中，导轨上放一根光滑的金属杆ab，磁感线垂直于导轨所在平面。最初一段时间t0内，线圈N中电流方向如图。要使金属杆ab由静止开始向右运动，则N中的电流应按下图中哪种方式变化（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．电流均匀增大，根据安培定则，线圈N中产生的磁场方向是垂直直面向里且磁场增强，即穿过大线圈M的磁场也是垂直直面向里也增强，根据楞次定律，大线圈M产生的感应电流方向是逆时针，即电流从，根据左手定则， ab受到向右的安培力，向右运动，A正确； B．电流恒定，不变化，则在大线圈M不产生感应电流，ab由静止不动，B错误； CD．线圈N中电流在减小，根据安培定则，线圈N中产生的磁场方向是垂直直面向里且磁场减弱，即穿过大线圈M的磁场也是垂直直面向里也减弱，根据楞次定律，大线圈M产生的感应电流方向是顺时针，即电流从，根据左手定则，ab受到向左的安培力，向左运动，CD错误。 故选A。 8. 矩形导线框固定在匀强磁场中，如图甲所示。磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向为垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，则（ ） A. 从0～t1时间内，导线框中电流的方向为a→b→c→d→a B. 从0～t1时间内，导线框中电流越来越小 C. 从0～t2时间内，导线框中电流的方向始终为a→d→c→b→a D. 从0～t2时间内，导线框bc边受到的安培力越来越大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．从0～t1时间内，导线框中磁通量垂直纸面向里均匀减小，根据楞次定律可知感应电流的方向为a→d→c→b→a，根据法拉第电磁感应定律可知感应电动势不变，所以感应电流不变，故AB错误； CD．从0～t2时间内，导线框中磁通量先垂直纸面向里均匀减小，再垂直纸面向外均匀增大，根据楞次定律可知感应电流的方向始终为a→d→c→b→a，根据法拉第电磁感应定律可知感应电动势不变，所以感应电流不变，根据可知导线框bc边受到的安培力先减小后增大，故C正确，D错误。 故选C。 9. 如图所示，用轻绳将一条形磁铁竖直悬挂于O点，在其正下方的水平绝缘桌面上放置一铜质圆环。现将磁铁从A处由静止释放，经过最低处B，再摆到左侧最高处C，圆环始终保持静止，则（　　） A. A、C两点处在同一水平高度 B. 从A到B的过程中，圆环对桌面压力大于圆环重力 C. 从A到B的过程中，圆环受到摩擦力方向水平向左 D. 从B到C的过程中，圆环受到摩擦力方向水平向左 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题意可知，磁铁运动过程中，穿过线圈的磁通量变化，圆环中产生感应电流，产生焦耳热，根据能量守恒定率可知，磁铁的机械能减小，则C点低于A点，故A错误； BC．从A到B的过程中，穿过线圈的磁通量变大，由楞次定律可知，圆环有远离磁铁的趋势，则磁铁对圆环的作用力有向下和向左的分力，则圆环对桌面压力大于圆环重力，圆环受到摩擦力方向水平向右，故C错误，B正确； D．从B到C的过程中，穿过线圈的磁通量变小，由楞次定律可知，圆环有靠近磁铁的趋势，则磁铁对圆环的作用力有向上和向左的分力，则圆环受到摩擦力方向水平向右，故D错误。 故选B。 10. 电磁炮是一种现代化武器，模拟图如图所示，当接通电源之后，炮弹就会在导轨中的电流磁场作用下，向前加速飞行，关于电磁炮的有关说法错误的是（ ） A. 将电流反向，炮弹所受磁场力方向不变 B. 将电流反向，炮弹所受磁场力方向也会反向 C. 其他条件相同时，电流越大，炮弹飞出速度越大 D. 其他条件相同时，导轨越长，炮弹飞出速度越大 【答案】B 【解析】 【详解】AB．若将电流反向，则磁场也反向，根据左手定则可知，炮弹受力方向不变，A正确，B错误； C．相同条件下，电流越大，磁场越强，炮弹受安培力越大，则炮弹飞出速度越大，C正确； D．相同条件下，导轨越长，安培力做功越大，则炮弹飞出速度越大，D正确。 本题选错误的，故选B。 11. 如图所示一矩形金属框两侧分别接上一个电流表和电压表，整个线框处在一个垂直纸面向里的无界匀强磁场中，现向右匀速拉动金属框，稳定后，两表的示数情况是（　　） A. 两表都没有示数 B. 两表都有示数 C. 只有电流表有示数 D. 只有电压表有示数 【答案】A 【解析】 【详解】线框在匀强磁场中匀速运动，磁通量不变，无感应电流，电流表无示数；左右两边切割磁感线产生的电动势相互抵消，电压表两端无电势差，电压表也无示数。 故选A。 二、非选择题（共5小题，56分） 12. 如图所示，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v从M点沿垂直磁场边界的方向垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动，从N点飞出磁场。不计带电粒子所受重力。 （1）请判断该带电粒子的正负； （2）求M、N的直线距离； （3）要使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场，求电场强度E的大小。 【答案】（1）负；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由左手定则可知该粒子带负电。 （2）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R，根据牛顿第二定律有 解得 M、N的直线距离为 （3）要使该粒子做匀速直线运动，则粒子所受洛伦兹力与电场力大小相等，即 解得 13. 如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n=1000匝，线圈面积S=200cm2，线圈的电阻r=1Ω，在线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻。把线圈放入一个方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示，求： （1）从计时起，在t=2s时流过R的电流是多少？方向怎样？ （2）在t=5s时ab两点的电势差Uab是多少？ （3）0-6s时间内电阻R上产生的电热是多少？ 【答案】（1）0.2A 感应电流的方向为从b到a （2）3.2V （3）5.76J 【解析】 【小问1详解】 时，线圈内产生的感应电动势大小为 感应电流的大小为 由楞次定律可知，电阻上感应电流的方向为从b到a； 【小问2详解】 由题图知，在t=5s时，线圈的感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律得电路中的电流为 所以ab两点的电势差Uab=IR=0.8×4 V=3.2V 【小问3详解】 0-4s时间内电阻R上产生的电热是 4-6s时间内电阻R上产生的电热是 0-6s时间内电阻R上产生的电热是 14. 如图，在直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m＝5.0×10－8 kg、电荷量为q＝1.0×10－6 C的带电粒子，从P点以v＝20 m/s的速度沿图示方向进入磁场，已知OP＝30 cm．(不计粒子重力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) (1)若磁感应强度B＝2.0 T，粒子从x轴上的Q点(图中未画出)离开磁场，求OQ的距离； (2)若粒子不能进入x轴上方，求磁感应强度B满足的条件． 【答案】（1）0.90 m（2）5.33 T 【解析】 【详解】(1)带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，有 qvB＝ 即R＝代入数据得 R＝0.50 m 而 O′P＝ ＝0.50 m 故圆心一定在x轴上，轨迹如图甲所示． 由几何关系可知 OQ＝R＋Rsin 53° 故 OQ＝0.90 m (2)带电粒子不从x轴射出的临界情况如图乙所示 由几何关系得 OP>R′＋R′cos 53°① R′＝② 由①②并代入数据得 B′>T＝5.33 T 15. 如图所示，电阻不计、间距为L=1.5m的光滑平行金属导轨，水平放置于磁感应强度为B=1.0T、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R=2.5。质量为m=1.0kg、电阻为r =0.5的金属棒PQ置于导轨上，始终垂直导轨且接触良好。当PQ受到垂直于棒的水平外力F=1.5N的作用，由静止开始运动，经过位移x=16m 到达MN处，在到达MN前已做匀速运动，（图中MN未画出）求： (1)金属棒运动到MN处时的速度大小； (2)金属棒从静止运动到MN处的过程中，流过金属棒的电量； (3)金属棒从静止运动到MN处的过程中，回路总共产生的热量。 【答案】(1)；(2) ； (3)22J 【解析】 【详解】(1)金属棒切割磁感线产生的感应电动势 E=BLv 产生的电流 又 金属棒做匀速直线运动，由平衡条件得 FA=F 由此得金属棒在MN处的速度为 (2)流过金属棒的电荷量 (3)金属棒运动过程，由能量守恒定律得 解得 J 棒克服安培力所做的功，即回路中总共产生的热能为22J 16. 两根金属导轨平行放置在倾角为θ=30°的斜面上，导轨底端接有电阻R=8Ω，导轨自身电阻忽略不计。匀强磁场垂直于斜面向上，磁感强度B=0.5T。质量为m=0.1kg，电阻r=2Ω的金属棒ab由静止释放，沿导轨下滑。如图所示，设导轨足够长，导轨宽度L=2m，金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好，当金属棒下滑h=3m时，速度恰好达到最大速度2m/s，求： (1)滑动摩擦力的大小？ (2)此过程中电阻R上产生的热量？（g取10m/s2） 【答案】(1)0.3N；(2)0.8J 【解析】 【详解】(1)由 E=BLv， 得安培力 设金属棒下滑过程所受摩擦力大小为f，则由平衡条件得到 mgsin30°=f+F 联立得 (2) 在金属棒ab静止释放到速度刚达到最大的过程中，金属棒的重力转化为金属棒的动能、焦耳热和摩擦生热，根据能量守恒定律得，电路中产生的焦耳热为 代入解得， Q=1J 则电阻R上产生的热量为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理月考试卷 一、单选题（每题4分，共44分） 1. 下列图中，洛伦兹力方向判断正确的是（ ） A. B. C. D. 2. 如图为同种电荷在同一有界磁场中运动的四条轨迹，那么可以判断（） A. 运动速率v1>v2>v3>v4 B. 运动速率v1<v2<v3<v4 C. 运动时间t1>t2>t3>t4 D. 运动时间t1<t2<t3<t4 3. 当条形磁铁相对螺线管A上下运动时，产生了如图所示的感应电流，则（ ） A. 条形磁铁正在向下运动 B. 螺线管A有收缩的趋势 C. 通过螺线管A的磁通量正在变小 D. 螺线管A对水平桌面的压力将变大 4. 如图所示，轻质弹簧一端固定在天花板上，另一端拴接条形磁铁，置于绝缘水平桌面上的圆形铝质闭合线圈放在条形磁铁的正下方，开始时整个装置处于静止状态。在外力作用下将磁铁竖直向下移动一定距离(未接触桌面)，然后由静止释放，在之后的运动过程中，线圈始终未离开桌面，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 磁铁所受弹簧拉力与其重力相等时，磁铁的加速度为零 B. 磁铁上升过程中，从上向下看，线圈中产生顺时针方向的电流 C. 线圈对桌面压力大小可能大于其重力 D. 磁铁最终会静止，整个过程线圈中产生的热量等于磁铁机械能的减少量 5. 如图所示，金属棒ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则（　　） A. ab棒不受安培力作用 B. ab棒a端的电势比b端低 C. ab棒中感应电流的方向由b到a D. 螺线管产生的磁场，A端为N极 6. 如图所示，螺旋管中通入正弦交流电，将电子沿轴线方向射入后，电子在螺旋管中的运动情况是（　　） A. 匀速圆周运动 B. 往复运动 C. 匀速直线运动 D. 匀变速直线运动 7. 如图所示，在匀强磁场中放一电阻不计的平行光滑金属导轨，导轨跟大线圈M相接，小闭合线圈N在大线圈M包围中，导轨上放一根光滑的金属杆ab，磁感线垂直于导轨所在平面。最初一段时间t0内，线圈N中电流方向如图。要使金属杆ab由静止开始向右运动，则N中的电流应按下图中哪种方式变化（　　） A. B. C. D. 8. 矩形导线框固定在匀强磁场中，如图甲所示。磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向为垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，则（ ） A. 从0～t1时间内，导线框中电流的方向为a→b→c→d→a B. 从0～t1时间内，导线框中电流越来越小 C. 从0～t2时间内，导线框中电流的方向始终为a→d→c→b→a D. 从0～t2时间内，导线框bc边受到的安培力越来越大 9. 如图所示，用轻绳将一条形磁铁竖直悬挂于O点，在其正下方的水平绝缘桌面上放置一铜质圆环。现将磁铁从A处由静止释放，经过最低处B，再摆到左侧最高处C，圆环始终保持静止，则（　　） A. A、C两点处在同一水平高度 B. 从A到B的过程中，圆环对桌面压力大于圆环重力 C. 从A到B的过程中，圆环受到摩擦力方向水平向左 D. 从B到C的过程中，圆环受到摩擦力方向水平向左 10. 电磁炮是一种现代化武器，模拟图如图所示，当接通电源之后，炮弹就会在导轨中的电流磁场作用下，向前加速飞行，关于电磁炮的有关说法错误的是（ ） A. 将电流反向，炮弹所受磁场力方向不变 B. 将电流反向，炮弹所受磁场力方向也会反向 C. 其他条件相同时，电流越大，炮弹飞出速度越大 D. 其他条件相同时，导轨越长，炮弹飞出速度越大 11. 如图所示一矩形金属框两侧分别接上一个电流表和电压表，整个线框处在一个垂直纸面向里的无界匀强磁场中，现向右匀速拉动金属框，稳定后，两表的示数情况是（　　） A. 两表都没有示数 B. 两表都有示数 C. 只有电流表有示数 D. 只有电压表有示数 二、非选择题（共5小题，56分） 12. 如图所示，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v从M点沿垂直磁场边界的方向垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动，从N点飞出磁场。不计带电粒子所受重力。 （1）请判断该带电粒子的正负； （2）求M、N的直线距离； （3）要使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场，求电场强度E的大小。 13. 如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n=1000匝，线圈面积S=200cm2，线圈的电阻r=1Ω，在线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻。把线圈放入一个方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示，求： （1）从计时起，在t=2s时流过R的电流是多少？方向怎样？ （2）在t=5s时ab两点的电势差Uab是多少？ （3）0-6s时间内电阻R上产生的电热是多少？ 14. 如图，在直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m＝5.0×10－8 kg、电荷量为q＝1.0×10－6 C的带电粒子，从P点以v＝20 m/s的速度沿图示方向进入磁场，已知OP＝30 cm．(不计粒子重力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) (1)若磁感应强度B＝2.0 T，粒子从x轴上的Q点(图中未画出)离开磁场，求OQ的距离； (2)若粒子不能进入x轴上方，求磁感应强度B满足的条件． 15. 如图所示，电阻不计、间距为L=1.5m的光滑平行金属导轨，水平放置于磁感应强度为B=1.0T、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R=2.5。质量为m=1.0kg、电阻为r =0.5的金属棒PQ置于导轨上，始终垂直导轨且接触良好。当PQ受到垂直于棒的水平外力F=1.5N的作用，由静止开始运动，经过位移x=16m 到达MN处，在到达MN前已做匀速运动，（图中MN未画出）求： (1)金属棒运动到MN处时的速度大小； (2)金属棒从静止运动到MN处的过程中，流过金属棒的电量； (3)金属棒从静止运动到MN处的过程中，回路总共产生的热量。 16. 两根金属导轨平行放置在倾角为θ=30°的斜面上，导轨底端接有电阻R=8Ω，导轨自身电阻忽略不计。匀强磁场垂直于斜面向上，磁感强度B=0.5T。质量为m=0.1kg，电阻r=2Ω的金属棒ab由静止释放，沿导轨下滑。如图所示，设导轨足够长，导轨宽度L=2m，金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好，当金属棒下滑h=3m时，速度恰好达到最大速度2m/s，求： (1)滑动摩擦力的大小？ (2)此过程中电阻R上产生的热量？（g取10m/s2） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $