江苏省扬州中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试卷（PDF版含答案）

江苏省扬州中学 2023-2024 学年第二学期练习
高二物理 2024.03
时间 75分钟 满分 100分
一、单项选择题：共 10 题，每题 4 分，共 40 分．每题只有一个选项最符合题意．
1.如图所示为洛伦兹力演示仪的结构图.励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向
外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直.
电子速度的大小和磁场强弱可分别由通过电子枪的加速
电压和励磁线圈的电流来调节（电流越大，磁场越强）.
下列说法中正确的是
A. 仅增大励磁线圈中电流，电子束径迹的半径变大
B. 仅提高电子枪加速电压，电子束径迹的半径变大
C. 仅增大励磁线圈中电流，电子做圆周运动的周期
将变大
D. 仅提高电子枪加速电压，电子做圆周运动的周期将变大
2.回旋加速器是加速带电粒子的装置.其主体部分是两个 D形金属盒，两金属盒处于
垂直于盒底的匀强磁场中，并分别与高频交流电源两极相连接，从而使粒子每次经过两
盒间的狭缝时都得到加速，如图所示.现要增大带电粒子从回旋加速器
射出时的动能，下列方法中可行的是
A. 减小狭缝间的距离
B. 减小金属盒的半径
C. 增大高频交流电压
D. 增大磁场的磁感应强度
3. 如图所示，通电长直导线ab位于两平行导线横截面MN
的连线的中垂线上.当平行导线通以同向等值电流时，下列说
法中正确的是
A. ab顺时针旋转
B. ab逆时针旋转
C. a端向外，b端向里旋转
D. a端向里，b端向外旋转
4.如图是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布，线圈中
a、b两条导线通以图示方向的恒定电流，
两条导线所在处的磁感应强度大小均为
B．则
A．线圈在转动过程中，通过它的磁通
量不变
B．线圈平面总与磁场方向垂直
C．线圈将逆时针方向转动
D．线圈在磁场内转动过程中，a、b导线受到的安培力大小 mV
在发生变化
东
5．南半球海洋某处，地磁场水平分量 B1=0.8×10－4T
西
，竖直分 L
量 B2=0.5×10－4T，海水向北流动．海洋工作者测量海水的流速时，
将两极板竖直插入此处海水中，保持两极板正对且垂线沿东西方
向，两极板相距 L=10m，如图所示．与两极板相连的电压表(可看
1
{#{QQABDQIAogAgApBAABhCUQWiCkGQkAGACIoGABAAsAAASANABAA=}#}
作理想电压表)示数为 U=0.2mV，则
A．西侧极板电势高，东侧极板电势低
B．西侧极板电势低，东侧极板电势高
C．海水的流速大小为 0.25 m / s
D．海水的流速大小为 0.04 m / s
6.在水平光滑绝缘桌面上有一边长为 L的正方形线框 abcd，被限制在沿 ab方向的水
平直轨道自由滑动．bc边右侧有一正直角三角形匀强磁场区域 efg，直角边 ge和 ef的长
也等于 L，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示，线框在水平拉力作用下向右以速度 v
匀速穿过磁场区，若图示位置为 t＝0时刻，设逆时针方向为电流的正方向．则感应电流
i L－t图像正确的是(时间单位为 )
v
7.为监测某化工厂的污水（导电液体）排放量，环境保护机构在该厂的排污管末端安
装了如图所示的流量计．该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端
开口．在垂直于上、下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，在前后两个内侧面分
别固定有金属板作为电极．污水充满管口从左向右流经该装置时，
后
理想电压表将显示两个电极间的电压U．若用Q表示污水流量（单
位时间内排出的污水的体积），下列说法中正确的是
A．后表面电极电势比前表面电极电势低
B．电压表的示数U与污水中离子浓度成正比
C．污水流量Q与电压表的示数U成正比 前
D．污水流量Q与a、b有关
8.如图所示，螺线管内有平行于轴线的匀强磁场，规定图甲中箭头所示方向为磁感
应强度 B的正方向，螺线管与
U型导线框 cdef相连，导线框
cdef内有一半径很小的金属圆
环 L，圆环与导线框 cdef在同
一平面内．当螺线管内的磁感
应强度随时间按图乙所示规
律变化时
2
{#{QQABDQIAogAgApBAABhCUQWiCkGQkAGACIoGABAAsAAASANABAA=}#}
A．在 t1时刻，金属圆环 L内的磁通量最大
B．在 t2 时刻，导线框 cdef内的感应电流最小
C．在 t1 t2 时间内，金属圆环 L有收缩趋势
D．在 t1 t2 时间内，金属圆环 L内有逆时针方向的感应电流
9.如图所示，在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场，MN是一竖直
放置的感光板.从圆形磁场最高点P以速度v垂直磁场射入大量的带正电的粒子，且粒子所
带电荷量为q、质量为m.不考虑粒子间的相互作用力，关于这些粒子的运动，下列说法中
正确的是
A. 只要对着圆心入射，出射后均可垂直打在MN上
B. 对着圆心入射的粒子，其出射方向的反向延长线不一定过圆
心
C. 对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中通过的弧长越长，
时间也越长
qBR
D. 只要速度满足v= ，沿不同方向入射的粒子出射后均可
m
垂直打在MN上
10.如图所示，直角坐标系 xOy位于竖直平面内，y轴竖直向上，第Ⅲ、Ⅳ象限内有
垂直于坐标平面向外的匀强磁场，第Ⅳ象限同时存在方向平行于 y轴的匀强电场(图中未
画出)，一质量为 m、带电量绝对值为 q的小球从 x轴上的 A点由静止释放，恰好从 P点
垂直于 y轴进入第 IV象限，然后做圆周运动，从 Q点以速度 v垂直于 x轴进入第Ⅰ象限，
重力加速度为 g，不计空气阻力.则
A．小球从 A点到 P点做圆周运动
B．电场方向可能竖直向上
v2
C．O点到 P点距离大于
2g
v
D．小球在第 IV象限运动的时间为
4g
二、非选择题：共 5 题，共 60 分.其中第 12 题～第 15 题解答时请写出必要的文字说明、
方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明
确写出数值和单位.
11．（15分）为探究“影响感应电流方向的因素”，某同学实验如下：
- + - +
3
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（1）首先按图甲所示连接电路，闭合开关后，发现灵敏电流计指针向左偏转；再按
图乙所示连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转．进行上述实验的目的是检
验________________
A．各仪器及导线是否完好
B．干电池是否为新电池
C．电流计测量的电流是否准确
D．电流计指针偏转方向与电流方向的关系
（2）接下来用如图丙所示的装置做实验，图中螺线
管上的粗线标示的是导线的绕行方向．某次实验中在条
形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏
转，说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿
（选填“顺”或“逆”）时针方向，由此可推断磁铁下端的
磁极为 极．
（3）用通电螺线管代替条形磁铁，实验器材如图丁 丙
所示，请完善实物连接图.
戊
丁
（4）如图戊所示，R为光敏电阻，其阻值随着光照强度的加强而减小．金属环 A用
轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧．当光照减弱时，金属环 A将向 （选
填“左”或“右”）运动．
12.（9分）如图所示，金属圆环轨道 MN、PQ竖直放置，两环之间 ABDC内(含边界)
有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B0，AB水平且与圆心等高，CD竖直且延长
线过圆心．电阻为 r，长为 2l的轻质金属杆，一端套在内环 MN上，另一端连接带孔金
属球，球套在外环 PQ上，且都与轨道接触良好．内圆半径 r1＝l，外圆半径 r2＝3l，PM
间接有阻值为 R的电阻，让金属杆从 AB处无初速释放，金属杆第一次即将离开磁场时，
金属球的速度为 v，其他电阻不计，忽略一切摩擦，重力加速度为 g．求：
（1）金属球向下运动过程中，通过电阻 R的电流方向；
（2）金属杆从 AB滑动到 CD的过程中，通过 R的电荷量 q；
（3）金属杆第一次即将离开磁场时，金属杆两端的电压 U．
4
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13.（9分）如图所示装置，电源的电动势为 E=8V，内阻 r1=0.5Ω，两光滑金属导轨
平行放置，间距为 d=0.2m，导体棒 ab用等长绝缘细线悬挂并刚好与导轨接触，ab左侧
为水平直轨道，右侧为半径 R=0.2m的竖直圆弧导轨，圆心恰好为细线悬挂点，整个装置
处于竖直向下的、磁感应强度为 B=0.5T 的匀强磁场中．闭合开关后，导体棒从静止开始
沿圆弧运动，已知导体棒的质量为 m=0.06kg，电阻 r2=0.5Ω．导体棒始终未离开导轨（不
考虑导体棒运动过程中产生的电动势），取 g=10m/s2.求在摆动过程中：
（1）导体棒所受安培力的大小；
（2）导体棒的最大动能及此时细线与竖直方向的
夹角θ．
14.（12分）如图甲所示，两根平行光滑金属导轨相距 L=1m，导轨平面与水平面的
夹角θ=30°，导轨的下端 PQ间接有 R=8Ω电阻.相距 x=6m的 MN和 PQ间存在磁感应强度
大小为 B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场.磁感应强度 B随时间 t的变化情况如图
乙所示.将阻值 r=2Ω的导体棒 ab垂直放在导轨上，使导体棒从 t=0 时由静止释放，t=1s
时导体棒恰好运动到 MN，开始匀速下滑. 不计导轨电阻，取 g=10m/s2.求:
（1）0~1s内回路中的感应电动势;
（2）导体棒 ab的质量;
（3）0~2s时间内导体棒所产生的热量.
甲 乙
5
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15．（15分）如图，在坐标系 xOy的第二象限存在匀强磁场，磁场方向垂直于 xOy平
面向里；第三象限内有沿 x轴正方向的匀强电场；第四象限的某圆形区域内存在一垂直
于 xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为第二象限磁场磁感应强度的 4倍．一质
量为m、带电荷量为（q q 0）的粒子以速率 v自 y轴的A点斜射入磁场，经 x轴上的C点
以沿 y轴负方向的速度进入电场，然后从 y轴负半轴上的D点射出，最后粒子以沿着 y轴
正方向的速度经过 x轴上的Q点．已知OA 3d，OC 2 3 d，OD d，OQ 4d，不计
3
粒子重力．
（1）求第二象限磁感应强度 B的大小；
（2）求粒子由A至D过程所用的时间；
（3）求第四象限圆形磁场区域的最小面积．
6
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高二物理练习参考答案 2024.03
一、单项选择题：共 10 题，每题 4 分，共 40 分．
1、B 2、D 3、C 4、A 5、B 6、D 7、C 8、C 9、D 10、D
二、非选择题：共 5 题，共 60 分.
11． （1） D （2）顺 S
（3）
（4）右
12.（1）由楞次定律可以判断出通过 R的电流方向由 M指向 P．
－
（2）金属杆从 AB滑动到 CD的过程中，q＝IΔt
－
－
I E＝
R＋r
－
E ΔΦ＝
Δt
ΔΦ 1＝B0ΔS＝ π(r22－r12)B0
4
2πl2B0
联立得出 q＝ ．
R＋r
（3）金属杆第一次即将离开磁场时，产生的电动势为
E＝B0·2l·1(v＋vC)
2
v＝ωr2
vC＝ωr1
E 4联立得出 ＝ B0lv
3
R E 4B0lvR两端电压 U＝ R＝ ．
R＋r 3（R＋r）
13．解：（1）导体棒沿圆弧摆动过程中的电流
E 8
I= r r = A=8.0 A1 2 0.5 0.5
导体棒受到的安培力
F=BId=0.5×8.0×0.2 N=0.8 N
（2）导体棒受到的重力与安培力的合力大小
7
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F 合= 0.82 0.62 N=1.0 N
合力与竖直方向的夹角
4
tan =
3
=53°
故导体棒 ab速度最大时，细线与竖直方向的夹角θ=53°，由动能定理，导体棒在摆动过
程中的最大动能
Ekm=FR sin 53 -mgR(1－cos 53°)=0.08 J
14. 解：（1）0～1s内，磁场均匀变化，由法拉第电磁感应定律有
E B1 S ， t t
B
由图象可得 2T / s
t
S Lx，
代入解得： E1 12V
（2）导体棒从静止开始做匀加速运动，加速度 g sin 5m/s2
t=1s末进入磁场区域的速度为 v at 5m/s
导体棒切割磁感线产生的电动势 E2 BLv 10V
可知导体受到的合力为零，有：mg sin BI2L
I E根据闭合电路欧姆定律有： 22 R r
联立以上各式得：m=0.4kg
（3）在 0～1s 根据闭合电路欧姆定律可得
I E 11 1.2AR r
0～2s时间内导体棒所产生的热量
Q I 21 rt
2
1 I2 r (t t1) 4.88J
15.解：由题意画出粒子轨迹图如图所示
（1）粒子在第二象限做匀速圆周运动，设粒
子在第二象限磁场中做匀速圆周运动的半径
为 r，由牛顿第二定律有
2
qvB v m
r
由几何关系有
(r d )2 ( 3d )2 r 2
可得
r 2d
联立以上各式得
B mv
2qd
8
{#{QQABDQIAogAgApBAABhCUQWiCkGQkAGACIoGABAAsAAASANABAA=}#}
（2）设粒子在第二象限磁场中运动的时间为 t1，AC弧对应的圆心角为 ，由几何关系
知
sin 3d
r
解得
60
由运动学公式有
1
t s
r 2 d
1
3
v v 3v
粒子在第三象限做类平抛运动，设粒子在第三象限电场中运动的时间为 t2 ，y轴方向分运
动为匀速直线运动有
2 3 d vt
3 2
解得
t 2 3d2 3v
所以粒子由A至D过程所用的时间为
2 π 3 d
t t1 t2 3v
（3）粒子在C到D过程： x轴方向匀加速运动的加速度为 a，有
d 1 at 2
2 2
在D点的速度与 y轴负方向夹角为 ，其 x轴分速度
vx at
qE
2 t 3vm 2
由合速度与分速度的关系得
tanθ v x
v
联立可得
θ 60
v vxD 2vsin
设粒子在第四象限磁场中做匀速圆周运动的半径为 r1，由牛顿第二定律有
2v 2
4B q 2v m
r1
结合（1）问：解得
r1 d
故粒子在第四象限运动的轨迹必定与D、Q速度所在直线相切，由于粒子运动轨迹半径
为d ，故粒子在第四象限运动的轨迹是如图所示的轨迹圆O2
9
{#{QQABDQIAogAgApBAABhCUQWiCkGQkAGACIoGABAAsAAASANABAA=}#}
该轨迹圆与 vD速度所在直线相切于M 点、与 vQ 速度所在直线相切于 N 点，连接MN，
由几何关系可知
MN 3d
由于M 点、N 点必须在磁场内，即线段MN在磁场内，故可知磁场面积最小时必定是以
MN为直径（如图所示）的圆．即面积最小的磁场半径为
r 1 MN 3d3 2 2
设磁场的最小面积为S，得
S r2 3 d
2
3 4
10
{#{QQABDQIAogAgApBAABhCUQWiCkGQkAGACIoGABAAsAAASANABAA=}#}