内容正文:
册亨县第一高级中学2025-2026学年度第二学期
第一次月考质量检测
高二物理
满分:100分;考试时长:75分钟
注意事项:
1.答题前考生务必将自己的姓名,准考证号填涂在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上,在试卷上作答无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
5.考试范围:选择性必修一第一章到第三章。
一、单选题(每小题4分,共28分。)
1. 在如图所示的四幅图中,正确标明了通电导线所受安培力方向的是( )
A. B.
C. D.
2. 如图所示,在水平放置的条形磁体的N极附近,一个闭合线圈竖直向下沿ABC直线运动并线圈平面始终保持水平;在位置B,磁体N极附近的磁感线正好与线圈平面平行,B、C位置之间的距离足够大。关于线圈经B到C的运动过程中,其感应电流的方向(俯视)描述正确的是( )
A. 先顺时针、后逆时针 B. 先逆时针、后顺时针
C. 始终顺时针 D. 始终逆时针
3. 如图所示,两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流。通电直导线周围所产生磁场的磁感应强度,式中k为比例系数,I为导线中的电流,r为该点到直线电流的距离。a、O、b在M、N的连线上,O为MN的中点,c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d到O点的距离均相等。下列说法正确的是( )
A. a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反
B. c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相同
C. 静止在O点处的电子所受洛伦兹力方向由O指向c
D. 经O点垂直纸面向里运动的电子所受洛伦兹力方向由O指向a
4. 图为洛伦兹力演示仪的示意图。电子枪可以发射电子束,玻璃泡内充有稀薄的气体,在电子束通过时能够显示电子的径迹。励磁线圈能够在两个线圈之间产生匀强磁场,磁场的方向与两个线圈中心的电子枪连线平行。不加磁场时电子束的径迹是一条直线,加磁场后电子束的径迹是一个圆。下列说法正确的是( )
A. 当电子的出射速度不变、只增大磁感应强度时,圆的半径将增大
B. 当磁感应强度不变、只增大电子的出射速度时,圆的半径将增大
C. 当磁感应强度不变、只增大电子的出射速度时,电子的运动周期将变大
D. 当电子的出射速度不变、只增大磁感应强度时,电子的运动周期将变大
5. 如图所示,正方形线圈MNPQ边长为1m,共10匝,其内部存在一垂直纸面向里的正方形磁场,磁场的边长为,磁感应强度逐渐增大且变化率,已知线圈的总电阻为,那么线圈中产生的感应电流为( )
A. ,方向逆时针 B. ,方向顺时针
C. 方向逆时针 D. ,方向顺时针
6. 如图所示,宽为L的金属导轨竖直放置,上端接有一阻值为R的电阻,导轨上有一质量为m、电阻也为R的金属棒,与导轨始终接触良好且无摩擦,且保持水平。垂直于导轨平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。不计导轨的电阻,重力加速度为g。将金属棒由静止释放,当运动达到稳定时,其速度大小为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,粒子a和粒子b所带的电荷量相同,以相同的动能从A点射入匀强磁场中,做圆周运动的半径ra=2rb,则下列说法正确的是(重力不计)( )
A. 两粒子都带正电,质量之比=4 B. 两粒子都带负电,质量之比=4
C. 两粒子都带正电,质量之比= D. 两粒子都带负电,质量之比=
二、多选题(每小题5分,共15分。)
8. 一交变电流的瞬时值随时间变化如图,则由图可知( )
A. 该交流电流的频率为50Hz
B. 用电流表测该电流时,示数为10A
C. 该交流电流1秒内的平均电流值为零
D. 该交流电流的瞬时值表达式为
9. 质量为m,电荷量为q的粒子,从容器A下方的小孔S,飘入电势差为U的加速电场,其初速度几乎为0,然后经过沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片D上,则( )
A. 粒子进入匀强磁场的速度
B. 粒子进入匀强磁场的速度
C. 粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径
D. 粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径
10. 如图所示,某小型水电站发电机的输出功率P=100kW,发电机的电压,经变压器升压后向远处输电,输电线总电阻,在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率,假设两个变压器均是理想变压器,下列说法正确的是( )
A. 发电机输出的电流
B. 输电线上的电流
C. 降压变压器的匝数比
D. 升压变压器匝数比
三、实验题(共15分)
11. 用图示电路来模仿法拉第的实验进行探究。线圈B两端连接在电流表上,线圈A通过变阻器和开关连接到电源上。应选用________(选填“直流”或“交流”)电源进行实验;闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于最________(选填“左”或“右”)端;闭合开关瞬间,电流表指针向左偏转;保持开关闭合,将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动,电流表指针________(选填“向右”或“向左”)偏转。
12. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中,可拆变压器如图所示。
(1)为实现探究目的,保持原线圈输入的电压一定,通过改变原、副线圈匝数,测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是___________。
A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 演绎法 D. 理想实验法
(2)为了保证安全,低压交流电源的电压不要超过___________。(填字母)
A. 2V B. 12V C. 50V
(3)在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间,用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V,则原线圈的输入电压可能为___________。(填字母)
A. 1.5V B. 6.4V C. 12.0V
四、计算题(共42分)
13. 如图所示,空间存在垂直纸面向里的匀强磁场,宽度为d ,磁感应强度为B,一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,垂直磁场的左边界射入,穿出磁场时速度方向与原来入射方向的夹角为30°。不粒子的重力,求:
(1)带电粒子进入磁场时速度的大小v;
(2)带电粒子穿过磁场区域的时间t。
14. 如图所示,水平面内有一对相互平行的金属导轨MN、PQ,间距为d,左端接有定值电阻R。质量为m、电阻为r的导体棒CD垂直于MN、PQ放置在金属导轨上,且与导轨保持良好接触。整个装置处于竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中。不计导轨的电阻及导轨和导体棒间的摩擦。在时刻,给导体棒一个平行于导轨向右的初速度,求:
(1)时导体棒CD产生的感应电动势E;
(2)时导体棒CD所受安培力的大小和方向;
(3)在导体棒CD从开始运动到停下的过程中,定值电阻R产生的焦耳热。
15. 如图所示,某个小水电站发电机的输出功率为1000kW,发电机的输出电压为500V。通过升压变压器升压后向远处输电,输电线的总电阻为R0=25Ω,用户端需求为240V、960kW。为满足发电机与用户需求的匹配,请你计算:
(1)降压变压器输出的电流多大;
(2)升压变压器输出的电流多大;
(3)升压变压器的匝数比n1∶n2应等于多少?
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第一次月考质量检测
高二物理
满分:100分;考试时长:75分钟
注意事项:
1.答题前考生务必将自己的姓名,准考证号填涂在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上,在试卷上作答无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
5.考试范围:选择性必修一第一章到第三章。
一、单选题(每小题4分,共28分。)
1. 在如图所示的四幅图中,正确标明了通电导线所受安培力方向的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据左手定则可知,该通电导线所受安培力方向向左,A错误;
B.根据左手定则可知,该通电导线所受安培力方向斜向左上,B正确;
C.根据左手定则可知,该通电导线所受安培力方向垂直纸面向里,C错误;
D.该通电导线电流方向与磁场方向平行,可知不受安培力,D错误。
故选B。
2. 如图所示,在水平放置的条形磁体的N极附近,一个闭合线圈竖直向下沿ABC直线运动并线圈平面始终保持水平;在位置B,磁体N极附近的磁感线正好与线圈平面平行,B、C位置之间的距离足够大。关于线圈经B到C的运动过程中,其感应电流的方向(俯视)描述正确的是( )
A. 先顺时针、后逆时针 B. 先逆时针、后顺时针
C. 始终顺时针 D. 始终逆时针
【答案】B
【解析】
【详解】线圈到达B处时磁通量为零,因为向下运动,所以磁通量向下增大,线圈中感应电流方向沿逆时针(俯视);由于B、C位置之间的距离足够大,继续向下运动,穿过线圈的磁通量向下减小,据楞次定律判断可知:线圈中感应电流方向沿顺时针,所以线圈经B到C的运动过程中,其感应电流的方向(俯视)先沿沿逆时针,后沿沿顺时针。
故选B。
3. 如图所示,两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流。通电直导线周围所产生磁场的磁感应强度,式中k为比例系数,I为导线中的电流,r为该点到直线电流的距离。a、O、b在M、N的连线上,O为MN的中点,c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d到O点的距离均相等。下列说法正确的是( )
A. a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反
B. c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相同
C. 静止在O点处的电子所受洛伦兹力方向由O指向c
D. 经O点垂直纸面向里运动的电子所受洛伦兹力方向由O指向a
【答案】B
【解析】
【详解】根据安培定则作出各点的磁感应强度合成图如图所示
A.根据上述,结合对称性可知,a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相同,故A错误;
B.根据上述,结合对称性可知,c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同,故B正确;
CD.O点处的磁感应强度方向向下,但静止的电荷在磁场中不受洛伦兹力;根据左手定则可知,经O点垂直纸面向里运动的电子所受洛伦兹力方向由O指向b,故CD错误。
故选B。
4. 图为洛伦兹力演示仪的示意图。电子枪可以发射电子束,玻璃泡内充有稀薄的气体,在电子束通过时能够显示电子的径迹。励磁线圈能够在两个线圈之间产生匀强磁场,磁场的方向与两个线圈中心的电子枪连线平行。不加磁场时电子束的径迹是一条直线,加磁场后电子束的径迹是一个圆。下列说法正确的是( )
A. 当电子的出射速度不变、只增大磁感应强度时,圆的半径将增大
B. 当磁感应强度不变、只增大电子的出射速度时,圆的半径将增大
C. 当磁感应强度不变、只增大电子的出射速度时,电子的运动周期将变大
D. 当电子的出射速度不变、只增大磁感应强度时,电子的运动周期将变大
【答案】B
【解析】
【详解】A.当电子的出射速度v不变、只增大磁感应强度B时,根据轨道半径公式 可知,圆的半径r将减小,故A错误;
B.当磁感应强度B不变、只增大电子的出射速度v时,根据轨道半径公式 可知,圆的半径r将增大,故B正确;
C.当磁感应强度B不变、只增大电子的出射速度v时,根据周期公式 可知,电子的运动周期T与速度v无关,将保持不变,故C错误;
D.当电子的出射速度v不变、只增大磁感应强度B时,根据周期公式 可知,电子的运动周期T将变小,故D错误。
故选B。
5. 如图所示,正方形线圈MNPQ边长为1m,共10匝,其内部存在一垂直纸面向里的正方形磁场,磁场的边长为,磁感应强度逐渐增大且变化率,已知线圈的总电阻为,那么线圈中产生的感应电流为( )
A. ,方向逆时针 B. ,方向顺时针
C. 方向逆时针 D. ,方向顺时针
【答案】A
【解析】
【详解】根据法拉第电磁感应定律,可得线圈中产生的感应电动势的大小为
根据欧姆定律可得感应电流的大小为
由楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向。
故选A。
6. 如图所示,宽为L的金属导轨竖直放置,上端接有一阻值为R的电阻,导轨上有一质量为m、电阻也为R的金属棒,与导轨始终接触良好且无摩擦,且保持水平。垂直于导轨平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。不计导轨的电阻,重力加速度为g。将金属棒由静止释放,当运动达到稳定时,其速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】当运动达到稳定时,重力等于安培力,则
解得
故选A。
7. 如图所示,粒子a和粒子b所带的电荷量相同,以相同的动能从A点射入匀强磁场中,做圆周运动的半径ra=2rb,则下列说法正确的是(重力不计)( )
A. 两粒子都带正电,质量之比=4 B. 两粒子都带负电,质量之比=4
C. 两粒子都带正电,质量之比= D. 两粒子都带负电,质量之比=
【答案】B
【解析】
【详解】由动能表达式Ek=mv2
粒子在磁场中运动,洛伦兹力提供向心力,有
解得粒子做圆周运动的半径r=
联立可得
根据题意有qa=qb、Eka=Ekb,可知质量m与半径r的平方成正比,故
再根据左手定则可知两粒子都带负电,故选B。
二、多选题(每小题5分,共15分。)
8. 一交变电流的瞬时值随时间变化如图,则由图可知( )
A. 该交流电流的频率为50Hz
B. 用电流表测该电流时,示数为10A
C. 该交流电流1秒内的平均电流值为零
D. 该交流电流的瞬时值表达式为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由图中可知该交流电的周期为
则该交流电流的频率为,故A错误;
B.电流表测量值为交流电流的有效值,所以示数为,故B正确;
C.该交流电流1秒内的平均电动势为
则平均电流值为,故C正确;
D.因为
所以,该交流电流的瞬时值表达式为,故D错误。
故选BC。
9. 质量为m,电荷量为q的粒子,从容器A下方的小孔S,飘入电势差为U的加速电场,其初速度几乎为0,然后经过沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片D上,则( )
A. 粒子进入匀强磁场的速度
B. 粒子进入匀强磁场的速度
C. 粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径
D. 粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.粒子飘入电势差为U的加速电场,有
解得,故A错误,B正确;
CD.粒子进入磁场做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,有
联立解得,故C错误,D正确。
故选BD。
10. 如图所示,某小型水电站发电机的输出功率P=100kW,发电机的电压,经变压器升压后向远处输电,输电线总电阻,在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率,假设两个变压器均是理想变压器,下列说法正确的是( )
A. 发电机输出的电流
B. 输电线上的电流
C. 降压变压器的匝数比
D. 升压变压器匝数比
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由功率
得发电机输出的电流
故A错误;
B.由输电线上损失的功率
得
故B正确;
D.由升压变压器的电流关系
,
升压变压器匝数比
故D错误;
C.升压变压器电压关系
解得
输电线上损失的电压
降压变压器的电压
由电压关系
解得
故C正确。
故选BC。
三、实验题(共15分)
11. 用图示电路来模仿法拉第的实验进行探究。线圈B两端连接在电流表上,线圈A通过变阻器和开关连接到电源上。应选用________(选填“直流”或“交流”)电源进行实验;闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于最________(选填“左”或“右”)端;闭合开关瞬间,电流表指针向左偏转;保持开关闭合,将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动,电流表指针________(选填“向右”或“向左”)偏转。
【答案】 ①. 直流 ②. 右 ③. 左偏
【解析】
【详解】[1]应选用直流电源进行实验;
[2]闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于最右端;
[3]闭合开关瞬间,电流表指针向左偏转,即当电流增加时,产生的感应电流使电流表指针左偏;保持开关闭合,将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动,则电阻减小,电流增加,则电流表指针也向左偏转。
12. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中,可拆变压器如图所示。
(1)为实现探究目的,保持原线圈输入的电压一定,通过改变原、副线圈匝数,测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是___________。
A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 演绎法 D. 理想实验法
(2)为了保证安全,低压交流电源的电压不要超过___________。(填字母)
A. 2V B. 12V C. 50V
(3)在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间,用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V,则原线圈的输入电压可能为___________。(填字母)
A. 1.5V B. 6.4V C. 12.0V
【答案】(1)A (2)B (3)B
【解析】
【小问1详解】
该实验要探究多个物理量之间的关系,这个探究过程采用的科学探究方法是控制变量法,故选A。
【小问2详解】
为了保证安全,低压交流电源的电压不要超过12V。
故选B。
【小问3详解】
若为理想变压器,则有
考虑到该变压器不是理想变压器,有“铜损”和“铁损”,则输入电压应该略大于6V。
故选B。
四、计算题(共42分)
13. 如图所示,空间存在垂直纸面向里的匀强磁场,宽度为d ,磁感应强度为B,一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,垂直磁场的左边界射入,穿出磁场时速度方向与原来入射方向的夹角为30°。不粒子的重力,求:
(1)带电粒子进入磁场时速度的大小v;
(2)带电粒子穿过磁场区域的时间t。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)粒子垂直射入匀强磁场中,只受洛伦兹力作用做匀速圆周运动,如图
由几何知识得到,轨迹的半径为
由牛顿第二定律得
解得带电粒子进入磁场时速度的大小
(2)由几何知识得到,轨迹的圆心角为
带电粒子穿过磁场区域的时间
14. 如图所示,水平面内有一对相互平行的金属导轨MN、PQ,间距为d,左端接有定值电阻R。质量为m、电阻为r的导体棒CD垂直于MN、PQ放置在金属导轨上,且与导轨保持良好接触。整个装置处于竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中。不计导轨的电阻及导轨和导体棒间的摩擦。在时刻,给导体棒一个平行于导轨向右的初速度,求:
(1)时导体棒CD产生的感应电动势E;
(2)时导体棒CD所受安培力的大小和方向;
(3)在导体棒CD从开始运动到停下的过程中,定值电阻R产生的焦耳热。
【答案】(1)
(2),水平向左
(3)
【解析】
【小问1详解】
时,根据法拉第电磁感应定律可知,导体棒CD切割磁感线产生的感应电动势为
【小问2详解】
由闭合电路欧姆定律可得导体棒CD中的电流
由安培力计算公式可得,t=0时导体棒CD所受安培力大小为
由右手定则可知导体棒CD中电流方向从D到C,由左手定则可知,安培力方向水平向左。
【小问3详解】
在导体棒CD从开始运动到停下的过程中,由能量守恒定律,可知电路中产生的焦耳热量
由于定值电阻R与r串联,可知定值电阻R产生的焦耳热
15. 如图所示,某个小水电站发电机的输出功率为1000kW,发电机的输出电压为500V。通过升压变压器升压后向远处输电,输电线的总电阻为R0=25Ω,用户端需求为240V、960kW。为满足发电机与用户需求的匹配,请你计算:
(1)降压变压器输出的电流多大;
(2)升压变压器输出的电流多大;
(3)升压变压器的匝数比n1∶n2应等于多少?
【答案】(1)4kA (2)40A
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据题意可得
代入数据,解得
【小问2详解】
损失的功率为
又因为
代入数据,解得I2=40A
【小问3详解】
根据
解得
则升压变压器的匝数比为
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