2023-2024年山東省臨沂市第二十四中學(xué)高二3月月考物理試題（解析版）

臨沂第二十四中學(xué)3月份月考一、單選題1.關(guān)于渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動，下列說法正確的是（）A.超高壓帶電作業(yè)的工人穿戴包含金屬絲織物制成的工作服是為了減少渦流B.利用相互絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯代替整塊硅鋼鐵芯是為了減少變壓器中的渦流C.當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運動時，感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是與導(dǎo)體的運動方向相同D.磁場相對于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動，在導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力作用，這就是電磁阻尼【答案】B【解析】超高壓帶電作業(yè)的工人穿戴包含金屬絲織物制成的工作服，是為了防止高電壓對工人產(chǎn)生傷害，屬于靜電的防止，與渦流無關(guān)，故A錯誤；當(dāng)變壓器線圈中的電流變化時，在其鐵芯將產(chǎn)生渦流，使用硅鋼片做成的鐵芯可以盡可能減小渦流的損失，屬于渦流的防止，故B正確；當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運動時，感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是與導(dǎo)體的運動方向相反，阻礙導(dǎo)體的運動，這就是電磁阻力，故C錯誤；如果磁場相對于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動，在導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用，從而使導(dǎo)體運動起來，這就是電磁驅(qū)動，故D錯誤。故選B。2.圖甲是法拉第在一次會議上展示的圓盤發(fā)電機，圖乙是這個圓盤發(fā)電機的示意圖。銅盤安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片、分別與轉(zhuǎn)動軸和銅盤的邊緣接觸。若銅盤半徑為，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為，從左往右看，銅盤以角速度沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，則（）A.通過電阻的電流方向向下B.回路中有周期性變化的感應(yīng)電流C.圓盤轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小D.由于穿過銅盤的磁通量不變，故回路中無感應(yīng)電流【答案】C【解析】根據(jù)右手定則可知，通過電阻的電流方向向上，選項A錯誤；圓盤轉(zhuǎn)動時相當(dāng)一個半徑切割磁感線，產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動勢，則回路中有恒定不變的的感應(yīng)電流，選項BD錯誤；圓盤轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小，選項C正確；故選C。3.如圖甲所示為一交變電壓隨時間變化的圖像，每個周期內(nèi)，前二分之一周期電壓按正弦規(guī)律變化，后二分之一周期電壓恒定。若將此交流電連接成如圖乙所示的電路，電阻阻值為，則（）A.理想電壓表讀數(shù)為B.理想電流表讀數(shù)為C.電阻消耗的電功率為D.電阻在秒內(nèi)產(chǎn)生的熱量為【答案】D【解析】設(shè)交流電電壓有效值為，根據(jù)有效值定義可得，解得，則理想電壓表讀數(shù)為；根據(jù)歐姆定律可得理想電流表讀數(shù)為，電阻消耗的電功率為，電阻在秒內(nèi)產(chǎn)生的熱量為，故選D。4.如圖所示，有、、、四個粒子，它們帶同種電荷且電荷量相等，它們的速率關(guān)系為，質(zhì)量關(guān)系為。進入速度選擇器后，有兩種粒子從速度選擇器中射出，由此可以判定（）A.射向的是粒子 B.射向的是粒子C.射向的是粒子 D.射向的是粒子【答案】D【解析】根據(jù)粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)方向，由左手定則可知，粒子帶正電。粒子能通過速度選擇器時有，可得，結(jié)合題意可知，、兩粒子能通過速度選擇器，的速度小于的速度，所以所受的靜電力大于洛倫茲力，向板偏轉(zhuǎn)，的速度大于的速度，所以所受的靜電力小于洛倫茲力，向板偏轉(zhuǎn)，故B錯誤，D正確；只有、兩粒子能通過速度選擇器進入磁場，根據(jù)知，質(zhì)量大的軌道半徑大，則射向的是粒子，射向的是粒子，故A、C錯誤。故選D。5.如圖所示，足夠長的水平光滑金屬導(dǎo)軌所在空間中，分布著垂直于導(dǎo)軌平面且方向豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為。兩導(dǎo)體棒、均垂直于導(dǎo)軌靜止放置。已知導(dǎo)體棒質(zhì)量為，導(dǎo)體棒質(zhì)量為，長度均為，電阻均為，其余部分電阻不計?，F(xiàn)使導(dǎo)體棒獲得瞬時平行于導(dǎo)軌水平向右的初速度。除磁場作用外，兩棒沿導(dǎo)軌方向無其他外力作用，在兩導(dǎo)體棒運動過程中，下列說法錯誤的是（）A.任何一段時間內(nèi)，導(dǎo)體棒的動能增加量小于導(dǎo)體棒的動能減少量B.全過程中，兩棒共產(chǎn)生的焦耳熱為C.全過程中，通過導(dǎo)體棒的電荷量為D.任何一段時間內(nèi)，導(dǎo)體棒的動量改變量跟導(dǎo)體棒的動量改變量總是大小相等、方向相反【答案】B【解析】由能量關(guān)系可知，任何一段時間內(nèi)，導(dǎo)體棒的動能減少量等于導(dǎo)體棒的動能增加量與回路產(chǎn)生的焦耳熱之和，則導(dǎo)體棒的動能增加量小于導(dǎo)體棒的動能減少量，選項A正確，不符合題意；全過程中，由動量守恒定律可知，兩棒共產(chǎn)生的焦耳熱為，選項B錯誤，符合題意；全過程中，對導(dǎo)體棒由動量定理，通過導(dǎo)體棒的電荷量為，選項C正確，不符合題意；對導(dǎo)體棒系統(tǒng)，受合外力為零，則系統(tǒng)動量守恒，則任何一段時間內(nèi)，導(dǎo)體棒的動量改變量跟導(dǎo)體棒的動量改變量總是大小相等、方向相反，選項D正確，不符合題意。故選B。6.如圖所示，輕質(zhì)彈簧測力計下懸掛的圓形線圈中通有順時針方向的電流，線圈的正下方固定有一根足夠長的直導(dǎo)線，線圈靜止時導(dǎo)線垂直于線圈平面，現(xiàn)在導(dǎo)線中通有垂直紙面向外的較大電流，則下列判斷正確的是（）A.線圈仍靜止不動B.從上往下看，線圈將逆時針轉(zhuǎn)動C.彈簧測力計示數(shù)減小D.線圈左右擺動【答案】B【解析】根據(jù)安培定則可知，環(huán)形電流內(nèi)部磁場的方向垂直紙面向里，則圓形線圈相當(dāng)于極指向紙面內(nèi)的小磁針；導(dǎo)線中通入電流時，由安培定則可判斷出，導(dǎo)線中電流在線圈處產(chǎn)生的磁場向左，因小磁針極指向磁場方向，故從上向下看時，線圈將逆時針轉(zhuǎn)動，AD錯誤、B正確；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過時，根據(jù)同向電流相互吸引，反向電流相互排斥可知，線圈上半部分受力向上，線圈下半部分受力向下，由于下半部分距離導(dǎo)線較近，所以下半部分受到的安培力比較大，線圈整體受到向下的安培力，可知彈簧測力計的示數(shù)一定增大，C錯誤。故選B。7.為了測量某化工廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計，該裝置由絕緣材料制成，長、寬、高分別為、、，左右兩端開口，加垂直于上下底面磁感應(yīng)強度為的勻強磁場，在前后兩個面內(nèi)側(cè)固定有金屬板作為電極，污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時，電壓表將顯示兩個電極間的電壓。若用表示污水流量（單位時間內(nèi)流出的污水體積），下列說法中正確的是（）A.若污水中正離子較多，則前表面比后表面電勢高B.前表面的電勢一定低于后表面的電勢，與哪種離子較多無關(guān)C.電壓表的示數(shù)與污水中離子濃度有關(guān)D.污水流量與成正比，與、、無關(guān)【答案】B【解析】正、負(fù)離子從左向右移動，根據(jù)左手定則，正離子所受的洛倫茲力指向后表面，負(fù)離子所受的洛倫茲力指向前表面，所以后表面電極的電勢比前表面電極的電勢高，且電勢的高低與哪種離子較多無關(guān)，故A錯誤，B正確。最終穩(wěn)定時，離子受洛倫茲力和靜電力平衡，有，求得，可知電壓表的示數(shù)與成正比，與離子濃度無關(guān)，故C錯誤。污水的流量，與電壓表的示數(shù)和該裝置高度成正比，與、無關(guān)，故D錯誤。故選B。8.如圖所示，兩個同心圓是磁場的理想邊界，內(nèi)圓半徑為，外圓半徑為，磁場方向均垂直于紙面向里，內(nèi)外圓之間環(huán)形區(qū)域磁感應(yīng)強度為，內(nèi)圓的磁感應(yīng)強度為。時刻，一個質(zhì)量為，帶電量為的離子（不計重力），從內(nèi)圓上的點沿半徑方向飛進環(huán)形磁場，剛好沒有飛出磁場。關(guān)于該離子運動情況的說法中正確的是（）A.離子在磁場中勻速圓周的方向先順時針后逆時針，交替進行B.離子在環(huán)形區(qū)域和內(nèi)圓區(qū)域運動時，經(jīng)過相同的時間，速度偏轉(zhuǎn)角相等C.離子的速度大小為D.粒子從點出發(fā)到第一次回到點經(jīng)歷的時間為【答案】C【解析】根據(jù)左手定則可知，負(fù)電荷從內(nèi)圓上的點沿半徑方向飛進環(huán)形磁場，離子在環(huán)形磁場中沿順時針方向做勻速圓周運動，然后出離環(huán)形磁場后進入內(nèi)圓磁場仍做順時針方向的圓周運動，再次進入環(huán)形磁場時運行方向不變，選項A錯誤；由幾何關(guān)系可知，設(shè)粒子在環(huán)形區(qū)域內(nèi)的運動半徑為，則，解得，粒子在環(huán)形磁場中轉(zhuǎn)過的角度為，周期，則時間，根據(jù)，可知，粒子進入內(nèi)圓磁場時運動半徑為，由幾何關(guān)系可知，粒子在內(nèi)圓磁場中轉(zhuǎn)過的角度為，周期，則時間，則選項B錯誤；根據(jù)，且，可得離子的速度大小為，選項C正確；粒子從點出發(fā)到第一次回到點經(jīng)歷的時間為選項D錯誤。故選C。二、多選題9.如圖所示，、兩燈泡與兩電阻的阻值均為。閉合、，電路穩(wěn)定后，兩燈亮度相同，則（）A.只斷開，兩燈亮度不變B.在只斷開的瞬間，電流從C.只斷開，燈立即熄滅，燈閃亮一下再熄滅D.只斷開，燈立即熄滅，燈閃亮一下再熄滅【答案】A、B【解析】電路穩(wěn)定后，兩燈亮度相同，故只斷開，電路結(jié)構(gòu)不變，兩燈亮度不變，故A正確；只斷開，由于自感現(xiàn)象，電流從經(jīng)過燈構(gòu)成回路，燈立即熄滅，由于原來電阻中電流與燈中電流相等，則燈不會閃亮一下，而是逐漸熄滅，故B正確，CD錯誤。故選AB。10.如圖，是一個正方形金屬框放在光滑水平面上的俯視圖，虛線右側(cè)存在方向豎直向上的勻強磁場．正方形金屬框電阻為，邊長為，在外力作用下由靜止開始，以垂直于磁場邊界的恒定加速度進入磁場區(qū)域．自線框從左邊界進入磁場時開始計時，時刻線框全部進入磁場．設(shè)金屬框中感應(yīng)電流大小為，外力大小為，線框中電功率為，通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為，則上述物理量隨時間變化的關(guān)系可能正確的是（）A. B. C. D.【答案】A、C【解析】時間內(nèi)，線框由靜止開始以垂直于磁場邊界的恒定加速度進入磁場區(qū)域，根據(jù)速度時間關(guān)系可得：，感應(yīng)電動勢：，感應(yīng)電流：，、、、是定值，則與成正比，故A正確；線框受到的安培力：，對線框，由牛頓第二定律可得：，解得：，故B錯誤；電功率：，為時間的二次函數(shù)，故C正確；電荷量：；與的平方成正比，故D錯誤；11.如圖所示，足夠長的斜面與水平虛線之間的夾角為，相交于點，虛線以上勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為，方向垂直紙面向里；虛線以下勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小也為，方向垂直紙面向外。一帶電量為、質(zhì)量為的帶負(fù)電滑塊，在水平虛線上方斜面上的某點由靜止釋放，運動過程中始終沒脫離斜面，已知滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為，關(guān)于它的運動說法正確的是（）A.滑塊在到達(dá)點之前做勻加速直線運動B.滑塊經(jīng)過點后的一小段時間內(nèi)加速度可能增大C.滑塊經(jīng)過點后的一小段時間內(nèi)速度可能減小D.滑塊最終一定以大小為的速度沿斜面向下運動【答案】C、D【解析】對滑塊受力分析，如圖所示：由牛頓第二定律得：，隨著速度增加，加速度增加，滑塊做加速度增加的加速運動，A錯誤；滑塊經(jīng)過點后受到的洛倫茲力垂直斜面向下，摩擦力變大，加速度不會變大，若，滑塊可能減速運動，速度減小，B錯誤，C正確；滑塊最終做勻速運動，則有：，解得：，D正確。故選CD。12.如圖所示在光滑水平面上用恒力拉質(zhì)量的單匝均勻正方形銅線框，邊長為，在位置以速度進入磁感應(yīng)強度為的勻強磁場并開始計時，若磁場的寬度為，在時刻線框到達(dá)位置速度又為并開始離開勻強磁場．此過程中圖象如圖所示，則（）A.時，線框右側(cè)邊的兩端電壓為B.在時刻線框的速度為C.線框完全離開磁場的瞬間位置速度一定比時刻線框的速度大D.線框從位置進入磁場到完全離開磁場位置過程中，線框中產(chǎn)生的電熱為【答案】B、D【解析】時，邊切割磁感線相當(dāng)于電源，線框右側(cè)邊的兩端電壓為外電壓，感應(yīng)電動勢：，外電壓，故A項不合題意.根據(jù)圖象可知在時間內(nèi)，線框做勻加速直線運動，合力等于，則在時刻線框的速度為，故B項符合題意.因為時刻和時刻線框的速度相等，進入磁場和穿出磁場的過程中受力情況相同，故線框完全離開磁場時的速度與時刻的速度相等，故C項不合題意.因為時刻和時刻線框的速度相等，進入磁場和穿出磁場的過程中受力情況相同，故線框完全離開磁場時的速度與時刻的速度相等，進入磁場克服安培力做的功和離開磁場克服安培力做的功一樣多.線框在位置和位置時的速度相等，從位置到位置過程中外力做的功等于克服安培力做的功，即有，所以線框穿過磁場的整個過程中，產(chǎn)生的電熱為，故D項符合題意.三、實驗題13.如圖所示，虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強磁場?，F(xiàn)通過測量通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力，來測量磁場的磁感應(yīng)強度大小，并判定其方向。所用部分器材已在圖中給出，其中為位于紙面內(nèi)的形金屬框，其底邊水平，兩側(cè)邊豎直且等長；為直流電源；為電阻箱；為電流表；為開關(guān)，此外還有細(xì)沙、天平、米尺和若干輕質(zhì)導(dǎo)線，實驗電路圖如圖所示。（1）完成下列主要實驗步驟中的填空。①按圖接線。②保持開關(guān)斷開，在托盤內(nèi)加入適量細(xì)沙，使處于平衡狀態(tài)，然后用天平稱出細(xì)沙質(zhì)量。③閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)的值使電流大小適當(dāng)，在托盤內(nèi)重新加入適量細(xì)沙，使重新處于平衡狀態(tài)；然后讀出________________，并用天平稱出________________。④用米尺測量________________。（2）用測量的物理量和重力加速度表示磁感應(yīng)強度的大小，可以得出______________。（3）判定磁感應(yīng)強度方向的方法是：若________，磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向外；反之，磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向里?！敬鸢浮浚?）電流表的示數(shù)；此時細(xì)沙的質(zhì)量；的底邊長度；（2）；（3）【解析】（1）③閉合開關(guān)后，受重力、細(xì)線拉力和安培力作用，處于平衡狀態(tài)。讀出電流表的示數(shù)。并用天平稱出此時細(xì)沙的質(zhì)量。用米尺測出的底邊長度，可列式求磁感應(yīng)強度的大小。（2）根據(jù)平衡條件，有,解得；（3）若，則受到的向上的拉力大于重力，所以安培力的方向向下，根據(jù)左手定則可知磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向外；若，則受到的向上的拉力小于重力，所以安培力的方向向上，根據(jù)左手定則可知磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向里。14.某學(xué)習(xí)小組在“研究回路中感應(yīng)電動勢大小與磁通量變化快慢的關(guān)系”實驗中采用了如圖甲所示的實驗裝置。（1）實驗需用螺旋測微器測量擋光片的寬度，如圖乙所示，___________。（2）在實驗中，讓小車以不同速度靠近螺線管，記錄下光電門擋光時間內(nèi)感應(yīng)電動勢的平均值，改變速度多次實驗，得到多組數(shù)據(jù)。這樣的實驗設(shè)計滿足了物理實驗中常用的“控制變量法”，你認(rèn)為小車以不同速度靠近螺線管過程中不變的量是：在時間內(nèi)___________。（3）得到多組與的數(shù)據(jù)之后，若以為縱坐標(biāo)、為橫坐標(biāo)畫出圖象，發(fā)現(xiàn)圖象是一條曲線，不容易得出清晰的實驗結(jié)論，為了使畫出的圖象為一條直線，最簡單的改進辦法是以___________為橫坐標(biāo)。（4）根據(jù)改進后畫出的圖象得出的結(jié)論是：在誤差允許的范圍內(nèi)___________。（5）其他條件都不變，若換用匝數(shù)加倍的線圈做實驗，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)所作出的那條直線，其斜率___________（填“減半”“不變”或“加倍”）?！敬鸢浮浚?）（）；（2）穿過線圈的磁通量的變化量；（3）；（4）感應(yīng)電動勢與磁通量變化率成正比（或者在磁通量變化量相同的情況下，感應(yīng)電動勢與時間成反比）；（5）加倍【解析】（1）螺旋測微器固定刻度為，可動刻度為，所以最終讀數(shù)為（2）在擋光片每次經(jīng)過光電門的過程中，磁鐵與線圈之間相對位置的改變量都一樣，穿過線圈磁通量的變化量都相同。（3）根據(jù)，因不變，與成正比，橫坐標(biāo)應(yīng)該是。（4）感應(yīng)電動勢與磁通量變化率成正比（或者在磁通量變化量相同的情況下，感應(yīng)電動勢與時間成反比）。（5）匝數(shù)加倍后，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢加倍，圖象縱坐標(biāo)加倍橫坐標(biāo)不變，所以新圖象的斜率加倍。四、解答題15.如圖所示，交流發(fā)電機的矩形金屬線圈的邊長，，匝數(shù)為，線圈電阻為，在磁感應(yīng)強度為的勻強磁場中繞垂直于磁場的（和邊中點連線）軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，線圈的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)、（集流環(huán)）焊接在一起，并通過電刷與阻值為的外電路定值電阻連接，電路中其他電阻以及線圈的自感系數(shù)均可忽略不計，當(dāng)線圈平面與磁場方向平行時，從該時刻開始計時。（1）寫出感應(yīng)電動勢隨時間變化的表達(dá)式；（2）經(jīng)過周期，求：a．通過電阻的電荷量；b．線圈轉(zhuǎn)動過程中電阻上產(chǎn)生的熱量?！敬鸢浮浚?）；（2）a.；b.【解析】（1）感應(yīng)電動勢的最大值，當(dāng)線圈平面與磁場方向平行時開始計時，則感應(yīng)電動勢隨時間變化的表達(dá)式；（2）a．經(jīng)過周期，，，通過電阻的電荷量；b．電動勢有效值，線圈轉(zhuǎn)動過程中電阻上產(chǎn)生的熱量，解得；16.小明設(shè)計的電磁健身器的簡化裝置如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌相距，傾角，導(dǎo)軌上端串接一個的電阻．在導(dǎo)軌間長的區(qū)域內(nèi)，存在方向垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度．質(zhì)量的金屬棒水平置于導(dǎo)軌上，用絕緣繩索通過定滑輪與拉桿相連．棒的初始位置與磁場區(qū)域的下邊界相距．一位健身者用恒力拉動桿，棒由靜止開始運動，上升過程中棒始終保持與導(dǎo)軌垂直．當(dāng)棒到達(dá)磁場上邊界時健身者松手，觸發(fā)恢復(fù)裝置使棒回到初始位置（重力加速度，，不計其它電阻、摩擦力以及拉桿和繩索的質(zhì)量）．求：（1）棒進入磁場時速度的大??；（2）棒進入磁場時所受的安培力的大小；（3）在拉升棒的過程中，健身者所做的功和電阻產(chǎn)生的焦耳熱?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）；【解析】（1）由牛頓第二定律：，進入磁場時的速度：；（2）感應(yīng)電動勢：，感應(yīng)電流：，安培力：，代入得：；（3）健身者做功：，由牛頓定律：，棒在磁場區(qū)做勻速運動在磁場中運動時間：，焦耳熱：；17.在如圖所示的直角坐標(biāo)系中，第一象限內(nèi)有沿軸正方向的勻強電場，場強大小。在第四象限部分區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向里的有界矩形勻強磁場（磁場邊界未知）。一質(zhì)量為，電荷量為的帶負(fù)電的粒子從軸上的點以大小為的初速度沿軸正方向射入電場，并從軸上的點進入有界矩形磁場區(qū)域，粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后飛出磁場區(qū)域，再運動一段時間后，從點速度與軸正方向成斜向左上方射出第四象限。不計粒子自身重力，求：（1）的長度；（2）粒子到達(dá)點時的速度的大小與方向；（3）有界矩形磁場的最小面積?！敬鸢浮浚?）；（2），與軸正方向成角；（3）【解析】（1）粒子在電場中做類平拋運動，沿軸方向，有，其中，在沿軸方向，解得；（2）粒子到達(dá)點時的水平