甘肃省定西市第一中学2024-2025学年高二下学期4月月考物理试卷（含答案）
文档属性
| 名称 | 甘肃省定西市第一中学2024-2025学年高二下学期4月月考物理试卷（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 988.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-06-23 17:44:03 | ||
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文档简介
甘肃省定西市第一中学2024-2025学年高二下学期4月月考物理试卷
一、单选题
1．下图中分别标明了通电直导线中电流I、匀强磁场的磁感应强度B 和电流所受安培力F的方向，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
2．如图，纸面内一长直导线通有方向向上的电流I，导线附近一粒子源S正对着导线发射一带正电的粒子，则刚发射出的粒子所受洛伦兹力的方向（ ）
A．垂直纸面向里 B．垂直纸面向外 C．在纸面内向上 D．在纸面内向下
3．下列哪个定律是能量守恒定律的具体体现（ ）
A．库仑定律 B．电阻定律 C．欧姆定律 D．楞次定律
4．平行金属导轨间距为L，甲、乙水平放置，丙倾斜放置。三种情况下闭合回路电流均为I，导轨区域内匀强磁场磁感应强度大小均为B，方向如图。金属杆均垂直于导轨且处于静止状态，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中受到的安培力方向水平向左 B．乙图中受到的安培力大小为
C．丙图中可能不受摩擦力 D．三幅图中，受到的安培力大小均不相等
5．如图所示，挂在横梁上的A和B都是薄铝环，横梁可以绕中间的支点转动。手持磁铁将N极沿着A环圆心的轴线靠近或远离 （不接触、未穿过）A环，下列说法正确的是（ ）
A．将磁铁N极靠近A 环的过程中，A环中感应电流的方向为顺时针方向
B．将磁铁靠近A 环的过程中，A环被吸引
C．将磁铁靠近A环的过程中，磁场力对磁铁做正功
D．将磁铁远离A 环的过程中，磁场力对磁铁做负功
6．如图，甲为磁流体发电机原理示意图，乙为速度选择器原理示意图，丙为质谱仪原理示意图，丁为回旋加速器原理示意图，不计粒子的重力。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中将等离子体喷入磁场，A、B之间产生电势差，A板是发电机的正极
B．图乙中粒子沿着图示虚线路径通过速度选择器时，粒子速度大小为
C．图丙中质量为m电荷量为q的粒子在磁场中轨道半径为
D．图丁中仅增大加速电压U，粒子的最大速率增大
7．如图所示，坐标系中第Ⅰ象限内存在与纸面垂直的匀强磁场，a点和b点的坐标分别为和，过x轴上点的虚线与x轴垂直。两个完全相同的带电粒子甲和乙分别从a点和b点以相同的速度沿x轴正方向射入磁场，甲到达点时速度方向刚好与虚线相切，不计粒子重力，则乙到达虚线上的位置坐标是（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
8．如图甲所示，列车车头底部安装强磁铁，线圈及电流测量仪埋设在轨道地面（测量仪未画出）。俯视图如图乙，磁铁的匀强磁场垂直地面向下，宽度与线圈宽度相同，、为接测量仪器的端口。当磁铁经过线圈的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．线圈的磁通量先增加后减小
B．线圈的磁通量先减小后增大
C．线圈中的感应电流方向先顺时针后逆时针
D．线圈中的感应电流方向先逆时针后顺时针
9．如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，MN是它的下边界。现有质量为m、电荷量为q的带电粒子与MN成30°角垂直射入磁场，则粒子在磁场中运动的时间可能为（ ）
A． B．
C． D．
10．如图甲所示，面积为S，电阻为r的单匝金属线框处在垂直纸面向里的匀强磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，线框与电阻为R的定值电阻相连形成闭合回路。下列说法正确的是（ ）
A．线框有扩张的趋势
B．a点的电势高于b点的电势
C．时间内通过定值电阻的电流为
D．时间内通过定值电阻的电荷量为
三、填空题
11．图为质谱仪的工作原理图，若干种带电粒子经过加速电场加速后，垂直射入速度选择器，速度选择器中的电场强度大小为E、磁感应强度大小为，电场方向、磁场方向、离子速度方向两两垂直。沿直线通过速度选择器的粒子接着进入磁感应强度大小为的匀强磁场中，沿着半圆周运动后到达照相底片上形成谱线。
（1）速度选择器中的磁场方向为 。
（2）不计带电粒子所受的重力和带电微粒之间的相互作用，带电粒子通过狭缝P的速度大小为 。
（3）若测出谱线到狭缝P的距离为x，则带电粒子的比荷为 。
四、实验题
12．为探究影响感应电流方向的因素，同学们做了如下实验。
(1)小明同学用如图甲所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。
①部分实验记录如下：
i.实验得出所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“＋”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。
ii.将条形磁铁按如图甲方式N极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。判断出螺线管中电流的方向，再判断出螺线管中的感应电流磁场的方向。
iii.经分析可得出结论：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向 （填“相同”或“相反”）。
②关于该实验，下列说法正确的是 。
A．只有磁铁N极向下插入螺线管，灵敏电流计指针才会向右偏转
B．将磁铁的S极向下插入螺线管时，灵敏电流计指针向右偏转
C．将磁铁的S极向下插入螺线管时，灵敏电流计指针向左偏转
D．将磁铁向下插入或向上抽出的速度越大，灵敏电流计指针偏转幅度越大
(2)小宁同学用如图乙所示的电路研究感应电流的方向。
①将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针向左偏转，则保持开关闭合，将滑动变阻器的滑片向左匀速移动，则电流计指针 （填“向左”、“向右”或“不”）偏转。
②实验结束后，某同学在开关还没断开，A、B两螺线管和铁芯也没分开放置的情况下，直接用手去拆除某螺线管处的导线，突然被电击了一下，则该同学被电击是在拆除 （选填“A”或“B”）螺线管所在电路时发生的。
五、解答题
13．如图所示，金属杆的质量为m，长为l，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面为θ角斜向上，结果静止于水平导轨上。求：
(1)金属杆受到的摩擦力；
(2)金属杆对导轨的压力。
14．如图所示，在平面直角坐标系内，轴上方有沿轴正方向的匀强电场，轴下方有垂直坐标系平面向外的匀强磁场。一质量为、电荷量大小为的带负电粒子（不计粒子的重力），从图中坐标原点处以与轴负方向成角的速度沿坐标平面射入匀强磁场中，经磁场到达点，再经轴上方的匀强电场恰好从点回到磁场。求：
(1)磁感应强度大小B；
(2)电场强度大小E；
(3)带电粒子从点出发到下一次回到点所用的时间。
15．如图所示，倾角为的粗糙金属轨道固定放置，导轨间距，电阻不计。沿轨道向下建立轴，为两磁场分界线且垂直于轴。在区域：存在方向垂直轨道平面向下，磁感应强度为的匀强磁场；在区域：存在方向垂直轨道平面向上，磁感应强度大小随坐标变化的磁场，变化规律为。初始状态，U形框锁定在轨道平面上，、分别与、重合，U形框质量为，三边长均为，由阻值的金属棒和两根绝缘棒、组成。另有质量为、长为、阻值的金属棒在离一定距离处获得沿轨道向下的初速度，金属棒及U形框与轨道间的动摩擦因数均为。金属棒及U形框始终与轨道接触良好，形成闭合回路，不计金属轨道及接触点的电阻，，。
(1)若金属棒的初速度为，求流过金属棒的电流大小及金属棒受到安培力的大小；
(2)若金属棒获得初速度的同时，解除对U形框的锁定，为保持U形框仍静止，求的最大值；
(3)若金属棒以初速度从处开始运动，同时解除对U形框的锁定，金属棒与U形框会发生完全非弹性碰撞，求碰后U形框的最大位移为多大。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A D D C D C D AD AD BD
11． 垂直纸面向外 /
12．(1) 相反 CD/DC
(2) 向左 A
13．(1) f = BIlsinθ，(2) FN = mg - BIlcosθ
【详解】(1)对导体棒作受力分析有
F安 = BIl
根据共点力的平衡有
f = F安sinθ = BIlsinθ
(2)竖直方向的受力有
mg = FN + F安y = FN + BIlcosθ
整理得
FN = mg - BIlcosθ
14．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）带负电粒子的轨迹如图所示。
根据几何关系可知，带电粒子在磁场中做圆周运动的半径
根据
解得
（2）带电粒子刚要进入电场时，速度与水平方向的夹角为
其沿轴方向的速度
沿轴方向的速度
粒子沿轴负方向做匀速直线运动
粒子在电场中的运动时间
沿轴方向上先做匀减速直线运动后做匀加速直线运动 ，
解得
（3）由几何关系可知带电粒子在磁场中运动的圆心角
带电粒子在磁场中运动的周期
时间
从点出发到下一次回到点的时间
15．(1)4A，1.6N
(2)
(3)
【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律有
根据闭合电路欧姆定律有
则此时的磁感应强度为
则金属棒受到安培力的大小
（2）根据法拉第电磁感应定律有
根据闭合电路欧姆定律有
根据平衡条件有
联立解得
（3）因，所以U型框仍静止
对棒，从开始到与U型框碰撞之前，根据动量定理有
又， ，
解得
棒与U型框碰撞，根据动量守恒定律有
解得
对整体从撞后到速度减为0，根据动量定理有
又
且
联立解得
一、单选题
1．下图中分别标明了通电直导线中电流I、匀强磁场的磁感应强度B 和电流所受安培力F的方向，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
2．如图，纸面内一长直导线通有方向向上的电流I，导线附近一粒子源S正对着导线发射一带正电的粒子，则刚发射出的粒子所受洛伦兹力的方向（ ）
A．垂直纸面向里 B．垂直纸面向外 C．在纸面内向上 D．在纸面内向下
3．下列哪个定律是能量守恒定律的具体体现（ ）
A．库仑定律 B．电阻定律 C．欧姆定律 D．楞次定律
4．平行金属导轨间距为L，甲、乙水平放置，丙倾斜放置。三种情况下闭合回路电流均为I，导轨区域内匀强磁场磁感应强度大小均为B，方向如图。金属杆均垂直于导轨且处于静止状态，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中受到的安培力方向水平向左 B．乙图中受到的安培力大小为
C．丙图中可能不受摩擦力 D．三幅图中，受到的安培力大小均不相等
5．如图所示，挂在横梁上的A和B都是薄铝环，横梁可以绕中间的支点转动。手持磁铁将N极沿着A环圆心的轴线靠近或远离 （不接触、未穿过）A环，下列说法正确的是（ ）
A．将磁铁N极靠近A 环的过程中，A环中感应电流的方向为顺时针方向
B．将磁铁靠近A 环的过程中，A环被吸引
C．将磁铁靠近A环的过程中，磁场力对磁铁做正功
D．将磁铁远离A 环的过程中，磁场力对磁铁做负功
6．如图，甲为磁流体发电机原理示意图，乙为速度选择器原理示意图，丙为质谱仪原理示意图，丁为回旋加速器原理示意图，不计粒子的重力。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中将等离子体喷入磁场，A、B之间产生电势差，A板是发电机的正极
B．图乙中粒子沿着图示虚线路径通过速度选择器时，粒子速度大小为
C．图丙中质量为m电荷量为q的粒子在磁场中轨道半径为
D．图丁中仅增大加速电压U，粒子的最大速率增大
7．如图所示，坐标系中第Ⅰ象限内存在与纸面垂直的匀强磁场，a点和b点的坐标分别为和，过x轴上点的虚线与x轴垂直。两个完全相同的带电粒子甲和乙分别从a点和b点以相同的速度沿x轴正方向射入磁场，甲到达点时速度方向刚好与虚线相切，不计粒子重力，则乙到达虚线上的位置坐标是（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
8．如图甲所示，列车车头底部安装强磁铁，线圈及电流测量仪埋设在轨道地面（测量仪未画出）。俯视图如图乙，磁铁的匀强磁场垂直地面向下，宽度与线圈宽度相同，、为接测量仪器的端口。当磁铁经过线圈的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．线圈的磁通量先增加后减小
B．线圈的磁通量先减小后增大
C．线圈中的感应电流方向先顺时针后逆时针
D．线圈中的感应电流方向先逆时针后顺时针
9．如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，MN是它的下边界。现有质量为m、电荷量为q的带电粒子与MN成30°角垂直射入磁场，则粒子在磁场中运动的时间可能为（ ）
A． B．
C． D．
10．如图甲所示，面积为S，电阻为r的单匝金属线框处在垂直纸面向里的匀强磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，线框与电阻为R的定值电阻相连形成闭合回路。下列说法正确的是（ ）
A．线框有扩张的趋势
B．a点的电势高于b点的电势
C．时间内通过定值电阻的电流为
D．时间内通过定值电阻的电荷量为
三、填空题
11．图为质谱仪的工作原理图，若干种带电粒子经过加速电场加速后，垂直射入速度选择器，速度选择器中的电场强度大小为E、磁感应强度大小为，电场方向、磁场方向、离子速度方向两两垂直。沿直线通过速度选择器的粒子接着进入磁感应强度大小为的匀强磁场中，沿着半圆周运动后到达照相底片上形成谱线。
（1）速度选择器中的磁场方向为 。
（2）不计带电粒子所受的重力和带电微粒之间的相互作用，带电粒子通过狭缝P的速度大小为 。
（3）若测出谱线到狭缝P的距离为x，则带电粒子的比荷为 。
四、实验题
12．为探究影响感应电流方向的因素，同学们做了如下实验。
(1)小明同学用如图甲所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。
①部分实验记录如下：
i.实验得出所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“＋”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。
ii.将条形磁铁按如图甲方式N极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。判断出螺线管中电流的方向，再判断出螺线管中的感应电流磁场的方向。
iii.经分析可得出结论：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向 （填“相同”或“相反”）。
②关于该实验，下列说法正确的是 。
A．只有磁铁N极向下插入螺线管，灵敏电流计指针才会向右偏转
B．将磁铁的S极向下插入螺线管时，灵敏电流计指针向右偏转
C．将磁铁的S极向下插入螺线管时，灵敏电流计指针向左偏转
D．将磁铁向下插入或向上抽出的速度越大，灵敏电流计指针偏转幅度越大
(2)小宁同学用如图乙所示的电路研究感应电流的方向。
①将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针向左偏转，则保持开关闭合，将滑动变阻器的滑片向左匀速移动，则电流计指针 （填“向左”、“向右”或“不”）偏转。
②实验结束后，某同学在开关还没断开，A、B两螺线管和铁芯也没分开放置的情况下，直接用手去拆除某螺线管处的导线，突然被电击了一下，则该同学被电击是在拆除 （选填“A”或“B”）螺线管所在电路时发生的。
五、解答题
13．如图所示，金属杆的质量为m，长为l，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面为θ角斜向上，结果静止于水平导轨上。求：
(1)金属杆受到的摩擦力；
(2)金属杆对导轨的压力。
14．如图所示，在平面直角坐标系内，轴上方有沿轴正方向的匀强电场，轴下方有垂直坐标系平面向外的匀强磁场。一质量为、电荷量大小为的带负电粒子（不计粒子的重力），从图中坐标原点处以与轴负方向成角的速度沿坐标平面射入匀强磁场中，经磁场到达点，再经轴上方的匀强电场恰好从点回到磁场。求：
(1)磁感应强度大小B；
(2)电场强度大小E；
(3)带电粒子从点出发到下一次回到点所用的时间。
15．如图所示，倾角为的粗糙金属轨道固定放置，导轨间距，电阻不计。沿轨道向下建立轴，为两磁场分界线且垂直于轴。在区域：存在方向垂直轨道平面向下，磁感应强度为的匀强磁场；在区域：存在方向垂直轨道平面向上，磁感应强度大小随坐标变化的磁场，变化规律为。初始状态，U形框锁定在轨道平面上，、分别与、重合，U形框质量为，三边长均为，由阻值的金属棒和两根绝缘棒、组成。另有质量为、长为、阻值的金属棒在离一定距离处获得沿轨道向下的初速度，金属棒及U形框与轨道间的动摩擦因数均为。金属棒及U形框始终与轨道接触良好，形成闭合回路，不计金属轨道及接触点的电阻，，。
(1)若金属棒的初速度为，求流过金属棒的电流大小及金属棒受到安培力的大小；
(2)若金属棒获得初速度的同时，解除对U形框的锁定，为保持U形框仍静止，求的最大值；
(3)若金属棒以初速度从处开始运动，同时解除对U形框的锁定，金属棒与U形框会发生完全非弹性碰撞，求碰后U形框的最大位移为多大。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A D D C D C D AD AD BD
11． 垂直纸面向外 /
12．(1) 相反 CD/DC
(2) 向左 A
13．(1) f = BIlsinθ，(2) FN = mg - BIlcosθ
【详解】(1)对导体棒作受力分析有
F安 = BIl
根据共点力的平衡有
f = F安sinθ = BIlsinθ
(2)竖直方向的受力有
mg = FN + F安y = FN + BIlcosθ
整理得
FN = mg - BIlcosθ
14．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）带负电粒子的轨迹如图所示。
根据几何关系可知，带电粒子在磁场中做圆周运动的半径
根据
解得
（2）带电粒子刚要进入电场时，速度与水平方向的夹角为
其沿轴方向的速度
沿轴方向的速度
粒子沿轴负方向做匀速直线运动
粒子在电场中的运动时间
沿轴方向上先做匀减速直线运动后做匀加速直线运动 ，
解得
（3）由几何关系可知带电粒子在磁场中运动的圆心角
带电粒子在磁场中运动的周期
时间
从点出发到下一次回到点的时间
15．(1)4A，1.6N
(2)
(3)
【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律有
根据闭合电路欧姆定律有
则此时的磁感应强度为
则金属棒受到安培力的大小
（2）根据法拉第电磁感应定律有
根据闭合电路欧姆定律有
根据平衡条件有
联立解得
（3）因，所以U型框仍静止
对棒，从开始到与U型框碰撞之前，根据动量定理有
又， ，
解得
棒与U型框碰撞，根据动量守恒定律有
解得
对整体从撞后到速度减为0，根据动量定理有
又
且
联立解得
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