临江中学2023-2024学年高二下学期第一次月考
物理试卷
一、选择题(本大题共10小题，单选每小题4分，多选每小题5分，共43分。在第1～7题给出的四个选项中，只有一个选项正确；在第8～10题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)
1．金属探测器是考生入场前统一使用的合法预防考生作弊的辅助检测设施。其结构原理图可简化为下图所示。探测器的发射线圈（外环）用于产生垂直于线圈平面的磁场，内环线圈是接收线圈，用来收集被查金属目标发出的磁场（接收线圈能完全屏蔽发射线圈产生的磁场）。某一时刻发射线圈发射一向下的磁场，则下列说法正确的是（ ）
A．金属探测器使用的是两节干电池，所以探测器的发射线圈中使用的是直流电
B．如果发射线圈发射的向下磁场增强，则金属物中感应电流所产生的磁场也增强
C．金属物发出的磁场穿过接收线圈时，接收线圈中会产生一个微弱的电流，探测器相应的元件就是依据这一信号电流做出报警的
D．金属物发出的磁场穿过接收线圈时，如果接收线圈中产生的微弱电流俯视看沿逆时针方向，则金属物发出的穿过接收线圈的磁场方向向上
2.如图所示，图甲为速度选择器，图乙为磁流体发电机，图丙为回旋加速器，图丁为质谱仪。下列说法正确的是( )
A．图甲中电子、质子能够沿直线通过速度选择器的条件是v＝
B．图乙是磁流体发电机，a点电势比b点电势高
C．图丙要增大某种粒子的最大动能，可减小磁场的磁感应强度
D．图丁中不同粒子经过质谱仪偏转半径之比等于粒子的比荷之比
3.如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数比为3∶1，副线圈上并联三个相同的灯泡，均能正常发光，原线圈中串联一个相同的灯泡L，则( )
A．灯L也能正常发光 B．灯L比另外三个灯都暗
C．灯L将会被烧坏 D．不能确定灯L能否正常发光
4．CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称。图（a）是某种CT机主要部分的剖面图，其中X射线产生部分的示意图如图（b）所示。图（b）中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内有匀强偏转磁场；经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到靶上，产生X射线（如图中带箭头的虚线所示）；将电子束打到靶上的点记为P点则（）
A．M处的电势高于N处的电势 B．增大M、N之间的加速电压可使P点右移
C．偏转磁场的方向垂直于纸面向外 D．减小偏转磁场磁感应强度的大小可使P点左移
5.如图甲所示，面积S=0.2m2的线圈，匝数n=630匝，总电阻r=1.0，线圈处在变化的磁场中，设磁场垂直纸面向外为正方向，磁感应强度B随时间t按图乙所示规律变化，方向垂直线圈平面，图甲中传感器可看成一个纯电阻R，并标有“3V，0.9W”，滑动变阻器R0上标有“10，1A”。则下列说法正确的是（）
A．电流表的电流方向向左
B．线圈中产生的感应电动势为定值
C．为了保证电路的安全，电路中允许通过的电流最大值为1A
D．若滑动变阻器的滑片置于最左端，为了保证电路的安全，图乙中的t0最小值为20s
6.如图所示，在半径为R的圆形区域内有一匀强磁场，边界上的A点处，有一粒子源能在垂直于磁场的平面内沿不同方向向磁场中发射速率相同的同种带电粒子，在磁场边界的圆周上可观测到有粒子飞出，则粒子在磁场中的运动半径为（）
A． B． C． D．R
7.如图所示为两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于纸面向里和向外，磁场宽度均为L，距磁场区域的左侧L处有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直。现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ的方向为正，外力F向右为正。线框中的磁通量Φ、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化的图像正确的是图中的（）
A．B．C．D．
8．下列说法符合物理学史的是()
A．奥斯特发现了电流的磁效应 B．法拉第发现了电磁感应现象
C．牛顿解释了涡旋电场的产生原理 D．楞次找到了判断感应电流方向的方法
9.如图所示，用两根轻质绝缘细线将质量为、长为的金属棒悬挂在两处，整个装置处于匀强磁场中。棒中通以从到的电流，两悬线偏离竖直方向的夹角处于平衡状态，则磁感应强度的大小可能为（重力加速度）（）
A． B． C． D．
10.如图所示，两个倾角分别为30°和60°的足够长光滑绝缘斜面固定于水平地面上，并处于方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中，两个质量为m、带电荷量为＋q的小滑块甲和乙分别从两个斜面顶端由静止释放，运动一段时间后，两小滑块都将飞离斜面，在此过程中（）
A．甲滑块飞离斜面瞬间的速度比乙滑块飞离斜面瞬间的速度大
B．甲滑块在斜面上运动的时间比乙滑块在斜面上运动的时间短
C．两滑块在斜面上运动的位移大小相同
D．两滑块在斜面上运动的过程中，重力的平均功率相等
二、实验题(本大题共2小题，共15分，把答案填在题中横线上或按题目要求作答。)
11．（6分）学习小组研究自感现象实验如图所示，电源电动势为1.5V，人两手间电阻约为100kΩ，L为自感系数很大的电感线圈，当开关S1和S2都闭合稳定时，电流表A1、A2的示数分别为0.5A和0.3A；当断开S2，闭合S1，电路稳定时电流表A1、A2的示数都为0.4A。电流表为理想电表，实验前先将两开关都断开；
（1）由实验数据可以测得自感线圈L的直流电阻 ；
（2）先将和闭合，稳定后再突然断开S1有可能出现的现象是 ；
A．小灯泡闪亮一下逐渐熄灭 B．电流表A1被烧坏
C．小灯泡被烧坏 D．电流表A2被烧坏
（3）保持断开，先闭合待稳定后突然打开，此时人的两只手电势较高的是 手（选填“左”或“右”），A、B间瞬时电压是否能让人体产生触电的感觉 （选填“是”或“否”）。
12．（9分）某同学利用如图甲所示装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化，螺线管的内阻，初始时滑动变阻器的滑片位于正中间20的位置，打开传感器，将质量为m的磁铁置于螺线管正上方静止释放，磁铁上表面为N极.穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止（磁铁下落中受到的电磁阻力远小于磁铁重力，不发生转动），释放点到海绵垫的高度差为h.计算机屏幕上显示出如图乙所示的曲线.
（1）磁铁穿过螺线管的过程中，产生第一峰值时线圈中的感应电动势约为 V.
（2）图像中UI出现前后两个峰值，对比实验过程发现，这两个峰值是磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的，对这一现象相关说法正确的是 .
A．磁铁从静止下落到穿过螺线管掉落到海绵垫上的过程中，线圈中的磁通量变化率先增大后减小
B．如果仅将滑动变阻器的滑片从中间向左移动，坐标系中的两个峰值都会减小
C．磁铁在穿过线圈过程中加速度始终小于重力加速度g
D．如果仅略减小h，两个峰值都会减小
（3）在磁铁下降h的过程中，可估算由机械能转化的电能的大小约为 J.
三、计算题(本大题共3小题，共42分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位。)
13.（12分）在如图甲所示电路中，变压器原线圈输入如图乙所示的正弦式交变电压；副线圈所接两只灯泡L1、L2的额定电压均为36V，其中L1额定功率为12W，L2额定功率为6W．开关S闭合时，两灯泡均恰好正常发光．求：
(1)该变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2.
(2)开关S闭合前、后通过原线圈的电流之比．
14．(14分)新一代航母采用了全新的电磁阻拦技术。为方便研究问题，我们将其简化为如图所示的模型。在磁感应强度大小为B，方向如图所示的匀强磁场中，两根光滑的平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计。轨道端点M、P间接有阻值为R的电阻，一个长度为L、阻值为R的轻质导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，质量为m的飞机着舰时迅速钩住导体棒ab，两者瞬间共速，速度大小为v0，钩住之后飞机立即关闭动力系统，不计飞机和导体棒ab受到的空气阻力。求：
(1)飞机减速过程中导体棒ab中产生的焦耳热；
(2)飞机速度为时的加速度大小；
(3)飞机减速过程中的位移大小。
15．(16分)如图所示，y轴左侧区域存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E，y轴右侧区域存在匀强磁场，第一象限磁场方向垂直纸面向外，第四象限磁场方向垂直纸面向里，且第四象限磁感应强度大小是第一象限的2倍。在第一象限垂直x轴放置粒子吸收屏，该屏距y轴的距离为L。某时刻电荷量为q，质量为m的带正电粒子在A点以水平向右的初速度射出，粒子恰好从O点进入磁场，一段时间后粒子垂直击中吸收屏。已知A点的坐标为(－L，)，粒子的重力不计。
(1)求粒子从A点射出时的速度大小；
(2)求第一象限中磁场磁感应强度的最小值；
(3)求粒子击中吸收屏的纵坐标的可能值。临江中学 2023-2024 学年高二下学期第一次月考
物理答案（高二）
一、选择题（单选每个 4 分，多选每个 5 分，共 43 分）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
C A A B B C D ABD CD AD
二、实验题（共 15 分）
11、(6分)【答案】(1) 1.875 (2) A (3) 左 是
4 4 4
12、(9分)【答案】(1) 0.9 (2) BD (3) 2.1 10 （1.9 10 ~ 2.3 10 均正确）
n1 U1
13（12 分）【解析】(1)由公式 ＝ ，且由题图乙可知 U1＝220V
n2 U2
n1 220V 55
可得 ＝ ＝ .------------(4分)
n2 36V 9
P 1 n1 I2 3 P′ 1
(2)开关 S 断开时 I2＝ ＝ A，由公式 ＝ ，得 I1＝ A，开关 S 闭合时 I2′＝ ＝ A，
U 3 n2 I1 55 U 2
n1 I2′ 9 I1 2
由公式 ＝ ，得 I1′＝ A，所以 ＝ .----------(8分)
n2 I1 110 I1′ 3
14.（14 1分）【解析】（1） (1)飞机减速至 0的过程中，根据能量守恒定律有 Q＝ mv02(1分)
2
ab Q Q 1飞机减速过程中导体棒 中产生的焦耳热 ′＝ R(1分) 解得 Q′＝ mv02(1分)
R＋R 4
v BLv
(2) 0 0 E飞机速度为 时的感应电动势 E＝ (1分) 感应电流为 I＝ (1分)
3 3 R＋R
B2L2v
根据牛顿第二定律有 BIL＝ma(1 0分) 解得 a＝ (1分)
6Rm
(3) BLx减速过程中的平均感应电动势为 E ＝ (2分)
Δt
E
感应电流的平均值 I ＝ (2分)
R＋R
根据动量定理有－B I L·Δt＝0－mv0(2分)
2Rmv
解得 x 0＝ 。(1分)
B2L2
15.（16 分）【解析】(1)粒子由 A到 O做类平抛运动，则有 L＝vAt(1分)
L at2
＝ (1分)
2 2
据牛顿第二定律有 Eq＝ma(1分)
EqL
联立解得 vA＝ (1分)
m
(2)粒子到达 O点时的竖直分速度为
vOy＝at v EqL＝ A＝ (1分)
m
则进入磁场时的速度大小为 v 2v 2EqL＝ A＝ (1分)
m
速度方向与 x轴正方向成 45°角斜向右下；设粒子在第四象限做匀速圆周运动的半径为 r1，在
第一象限做匀速圆周运动的半径为 r2，第一象限磁感应强度大小为 B，第四象限磁感应强度大
mv2
小为 2B，则在第四象限运动时 qv·2B＝ (1分)
r1
mv2 mv
在第一象限运动时 qvB＝ (1分) 解得 r2＝2r1＝ (1分)
r2 qB
2
磁感应强度最小即半径最大时，由几何关系可知 2r1max＋ r2max＝L
2
得 r L2max＝ ，(1 ) r
L
分 1max＝ (1分)
2 2 2
mE
联立解得第一象限磁感应强度的最小值为 Bmin＝2 (1分)
qL
(3)根据粒子在磁场中做圆周运动的周期性得
L＝n( 2r1＋ 2r2) 2r 2r＋ ＋ 21 (n＝0,1,2，…)(2分)
2
2
粒子击中吸收屏的纵坐标 y＝r2－ r2(1分)
2
联立解得 y 2－1＝ L(n＝0,1,2，…)。(1分)
3n＋2
