2024北京理工大附中高二12月月考物理（PDF版，无答案）

2024北京理工大附中高二 12月月考
物 理
考试时间 60 分钟
班级： 姓名： 学号：
一、不定项选择题（共 60 分，每小题 4 分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的，选对
得 4 分，选不全得 2 分，选错或不答得 0 分）
1．下列现象中，属于电磁感应现象的是 ( )
A. 通电导线发热
B. 因闭合线圈在磁场中运动而产生了电流
C. 磁铁吸引小磁针
D. 小磁针在通电导线附近发生偏转
2. 下列关于磁场的说法，正确的是( )
A. 只有磁铁周围才存在磁场
B. 磁场是假想的，不是客观存在的
C. 磁场是在磁体与磁体、磁体与电流发生作用时才产生的
D. 磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流之间都是通过磁场发生相互作用的
3. 关于磁感应强度，下列说法正确的是( )
A. 磁场中某处磁感应强度的大小，等于长为 L、通以电流 I的一小段导线放在该处时所受磁场力 F与乘积
IL的比值
B. 一小段通电导线放在某处若不受磁场力作用，则该处的磁感应强度一定为零

C. 因为 = ，所以磁场中某处磁感应强度的大小与放在该处的导线所受磁场力 F 的大小成正比，与 IL

的大小成反比
D. 磁场中某处磁感应强度的大小跟放在磁场中的通电导线长度、电流大小及所受磁场力的大小均无关
4. 磁单极子是物理学家设想的一种仅带有单一磁极（N 极或 S 极）的粒子，它们的磁感线分布类似于点电
荷的电场线分布，目前科学家还没有证实磁单极子的存在。若自然界中存在磁单极子，以其为球心画出两
个球面 1 和 2，如图所示，a点位于球面 1 上，b点位于球面 2 上，则下列说法中正确的是( )
A. a点的磁感应强度比 b点的大
B. a点的磁感应强度比 b点的小
C. 球面 1 的磁通量比球面 2 的大
D. 球面 1 的磁通量比球面 2 的小
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5. 如图所示的平行板器件中有方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场。一带正电的粒子以某一速度从该装置
的左端 P水平向右进入两板间后，恰好能做直线运动。忽略粒子重力的影响，则( )
A. 若只将粒子改为带负电，其将往上偏
B. 若只增加粒子进入该装置的速度，其将往上偏
C. 若只增加粒子的电荷量，其将往下偏
D. 若粒子从右端 Q 水平向左进入，则仍沿直线水平飞出
6. 如图所示，宽为 L的光滑导轨与水平面成 α角，质量为 m、长为 L的金属杆水
平放置在导轨上。空间存在着匀强磁场。当回路总电流为 I时，金属杆恰好能静
止。则下列说法中正确的是( )
A. 磁场方向可能为竖直向上 B. 磁场方向可能为水平向右
sin
C. 磁场大小最小为 D. 磁场大小最小为

7. 如图所示，两根垂直纸面放置的直导线，通有大小相同、方向相反的电流。O为两导
线连线的中点，P、Q是两导线连线中垂线上的两点，且 OP=OQ。以下说法正确的是
( )
A. O 点的磁感应强度为零
B. P、Q 两点的磁感应强度方向相同
C. 若在 P 点放置一条电流方向垂直纸面向里的通电导线，其受力方向为 P→O
D. 若在 Q 点放置一条电流方向垂直纸面向里的通电导线，其受力方向为 Q→O
8. 用如图所示的方法可测得金属导体中单位体积内的自由电子数 n。现测得一块横截面为矩形的金属导体
的宽为 b，厚为 d，并加有与侧面垂直的磁感应强度为 B 的匀强磁场，当通以图示方向电流 I 时，在导体上、
下表面间用电压表可测得电压为 U。已知自由电子的电荷量为 e，则下列判断正确的是( )
A. 上表面电势高
B. 下表面电势高

C. 该导体单位体积内的自由电子数为


D. 该导体单位体积内的自由电子数为

9. 如图所示，在一个圆形区域内有垂直于圆平面的匀强磁场，现有两个质量相等、所带电荷量大小也相等
的粒子 a和 b，先后以不同的速率从圆边沿的 A点对准圆形区域的圆心 O射入圆形磁场区域，它们穿过磁
场区域的运动轨迹如图所示。粒子之间的相互作用力及所受重力和空气阻力均可忽略不计，下列说法中正
确的是( )
A. a、b两粒子所带电荷的电性一定不同
B. 射入圆形磁场区域时，a粒子的速率较大
C. 穿过磁场区域的过程，洛伦兹力对 a做功较多
D. 穿过磁场区域的过程，a粒子运动的时间较长
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10. 如图所示平面内，在通有图示方向电流 I的长直导线右侧，固定一矩形金属线框 abcd，
ad边与导线平行。调节电流 I使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则( )
A. 线框中产生的感应电流方向为 abcda
B. 线框中产生的感应电流不变
C. 线框 ad边所受的安培力大小恒定
D. 线框整体受到的安培力方向水平向右
11. 质谱仪是分析同位素的重要工具，其原理如图所示。氖元素的两种同位素粒子 a、b质量不同、电荷量
相同。a、b两种粒子从容器 A 下方的小孔 S1，飘入电势差为 U 的加速电场，其初速度可视为 0，然后经过
S2沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为 B 的匀强磁场。a、b两种粒子分别打到照相底片 D 上的 M和
N处，关于 a、b两种粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是( )
A. 两种粒子的动能相同
B. a粒子的速度大于 b粒子的速度
C. a粒子受到的洛伦兹力大于 b粒子受到的洛伦兹力
D. a粒子的运动时间大于 b粒子的运动时间
12. 回旋加速器的工作原理如图所示，D1和 D2是两个中空的半圆金属盒，它们之间有电势差。两个半圆盒
处于与盒面垂直的匀强磁场中。中央 O 处的粒子源可以产生粒子，粒子在两盒之间被电场加速，进入磁场
后做匀速圆周运动。粒子离开 O 处时的速度、在电场中的加速时间以及粒子的重力均可忽略不计。不考虑
粒子间的相互作用及相对论效应。下列说法正确的是( )
A. 粒子在磁场中运动的周期越来越大
B. 加速粒子的最大速度与 D 形盒的尺寸无关
C. 电势差一定时，磁感应强度越大，粒子离开加速器时的动能越小
D. 磁感应强度一定时，电势差越大，粒子在加速器中的运动时间越短
13. 如图所示，在光滑水平面上有一边长为 L 的单匝正方形闭合导体线框 abcd，处于磁感应强度为 B 的有
界匀强磁场中，其 ab边与磁场的右边界重合。线框由同种粗细均匀的导线制成，它的总电阻为 R。现将线
框以恒定速度 v 水平向右匀速拉出磁场。此过程中保持线框平面与磁场方向垂直，拉力在线框平面内且与
ab边垂直，bc边始终与磁场的右边界保持垂直。在线框被拉出磁场的过程中，下列说法中正确的是( )
A. 线框内的电流方向为 abcda

B. 线框内的电流大小为

1
C. cd两端的电压为
4
2 3
D. 线框中产生的焦耳热为

14. 如图所示， MN和 PQ是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计。有一
垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B，宽度为 L， ab是一根不仅与导轨垂直而且
始终与导轨接触良好的金属杆。开始，将开关 S断开，让 ab由静止开始自由下落，过段时间
后，再将 S闭合，若从 S闭合开始计时，则金属杆 ab的速度 v随时间 t变化的图像可能是( )
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A. B. C. D.
15. 如图所示装置中，cd杆原来静止。当 ab杆做如下哪些运动时，cd杆将向右移动( )
A. 向右匀速运动 B. 向右加速运动 C. 向左加速运动 D. 向左减速运动
二、实验题（共 12 分）
15．某同学用如图所示的实验器材来探究影响感应电流方向的因素。
(1) 图中已经用导线将部分器材连接，请补充完成实物间的连线。
(2)若连接好实验电路并检查无误后，在闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏转，说明线圈
__________ (填“A”或“B”)中有了感应电流。要使电流计指针向左偏转，请写出两种可行的操作：
①________________________________________；
②________________________________________。
(3)该同学通过实验探究，对楞次定律有了比较深刻的认识：理解楞次定律，关键在于抓住__________ (选
填“原磁场”或“感应磁场”)总是要阻碍__________ (选填“原磁场”或“感应磁场”)磁通量的变化。
三、计算论述题（共 28 分，要求有必要的文字说明、原始公式和计算结果）
16．（8 分）如图甲所示，N=200 匝的线圈(图中只画了 2 匝)，电阻 r=2Ω，其两端与一个 R=48Ω 的电阻相
连，线圈内有垂直纸面向外的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。
(1)判断通过电阻 R 的电流方向；
(2)求线圈产生的感应电动势 E；
(3)求电阻 R 两端的电压 U。
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17.（9 分）两根足够长平行金属导轨 MN、PQ 固定在倾角 θ=37°的光滑绝缘斜面上，顶部接有一阻值
R=3 Ω 的定值电阻，下端开口， 轨道间距 L=1 m。整个装置处于磁感应强度为 B=2 T 的匀强磁场中，
磁场方向垂直斜面向上。质量 m=1 kg 的金属棒 ab， 由静止释放后沿导轨运动， 运动时始终垂直于
导轨， 且与导轨接触良好。从金属棒 ab 开始运动至达到最大速度过程中， 金属棒下降的竖直高度
为 h=3 m。金属棒 ab 在导轨之间的电阻 r =1 Ω， 电路中其余电阻不计。 sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，
取 g=10 m/s2。求：
(1) 金属棒 ab 达到的最大速度 vm；
(2) 金属棒 ab 沿导轨向下运动速度 v=5 m/s 时的加速度大小；
(3) 从金属棒 ab 开始运动至达到最大速度过程中， 电阻 R 上产生的热量 QR。
18．（11 分）如图所示是磁流体发电的示意图。平行金属板 P、Q两板相距为 d，之间有一个很强的匀强磁
场 B，将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带电量为 q的正、负带电离子)沿垂直于 B的方向射
入磁场， P、Q 两板间便产生电压。开关闭合前、后，等离子体在管道进、出口两端压强差的作用下， 均
以恒定速率 v沿图示方向运动。忽略重力及离子间的相互作用力。
(1) 图中 P、Q 板哪一个是电源的正极；
(2) 请证明该磁流体发电机的电动势 E=Bdv；
(3) 开关闭合，电路稳定后，电源的内阻为 r，外电路电阻为 R，求 PQ 两端的电势差大小；
(4) 在问题(3)给定的条件下，可认为等离子体在 PQ 两板间竖直方向上的速度大小不变，求两板间某运动的
带电离子在该方向受到的阻力 f。
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