山东省滕州市第一中学2022-2023学年高二下学期3月质量检测物理试题 word版含解析

高二年级三月份质量检测  物理试题

学校∶___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题（每题3分，共24分）

1. 下列说法正确的是（　　）

A. 磁感应强度和磁通量都是矢量

B. 磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量一定越大

C. 一小段通电直导线在磁场中某处不受磁场力作用，该处的磁感应强度不一定为零

D. 由可知，某处磁感应强度大小与放入该处的通电导线所受安培力成正比

【答案】C

【解析】

【详解】A．磁感应强度是矢量，磁通量是标量，故A错误；

B．磁感应强度大的地方，磁通量不一定越大，还取决于穿过面积与夹角，故B错误；

C．当通电导线与磁场方向平行时受力也为零，所以通电导线在磁场中不受磁场力时磁感应强度不一定为零，故C正确；

D．磁感应强度仅与磁场本身和空间位置有关，与放入的通电导线无关，故D错误。

故选C。

2. 如图所示，小灯泡与线圈并联，用传感器测量小灯泡所在支路的电流，在时刻闭合开关，经过一段时间后，在时刻断开开关，计算机上显示小灯泡中电流随时间变化的图象如图所示，图中，下列说法正确的是（　　）

A. 开关闭合瞬间，线圈中的电流为零，之后保持不变

B 开关断开后瞬间，灯泡中电流大小不变，方向与原来相反

C. 开关断开后瞬间，灯泡中的电流大小与线圈相同

D. 线圈电阻等于灯泡电阻

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．开关闭合瞬间，线圈中的电流为零，之后逐渐增大，最后保持稳定，A错误；

B．开关断开后瞬间，灯泡中电流大小变为I2，方向与原来相反，B错误；

C．开关断开后瞬间，灯泡与线圈直接串联，灯泡中电流大小与线圈相同，C正确；

D．由图可知，I2>I1，即断开开关瞬间，产生的感应电流更大，所以在电路稳定时，流过线圈的电流大于流过灯泡的电流，线圈电阻小于灯泡电阻，D错误。

故选C。

3. 如图所示，边长为l的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通以恒定的逆时针方向的电流。图中虚线过边中点和边中点，在虚线的下方为垂直于导线框向里的有界矩形匀强磁场，其磁感应强度大小为B。此时导线框处于静止状态，细线中的拉力为；现将虚线下方的磁场移至虚线上方且磁感应强度的大小改为原来的两倍，保持其他条件不变，导线框仍处于静止状态，此时细线中拉力为。则导线框中的电流大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】当磁场在虚线下方时，通电导线的等效长度为，受到的安培力方向竖直向上，设三角形导线框质量为m，则有：

当磁场在虚线上方时，通电导线的等效长度为，受到的安培力方向竖直向下，磁感应强度增大到原来的两倍，故此时有：

联立可得

故C正确，ABD错误；

故选C。

4. 如图所示，右端为N极的磁铁置于粗糙水平桌面上并与轻质弹簧相连，弹簧一端固定在竖直墙面上，当弹簧处于原长时，磁铁的中心恰好是接有一盏小灯泡的竖直固定线圈的圆心。用力将磁铁向右拉到某一位置，撤去作用力后磁铁穿过线圈来回振动，有关这个振动过程，以下说法正确的是（　　）

A. 灯泡的亮暗不会发生变化 B. 磁铁接近线圈时，线圈对磁铁产生排斥力

C. 从左往右看线圈中的电流一直沿逆时针方向 D. 若忽略摩擦力和空气阻力，磁铁振动的幅度不会减小

【答案】B

【解析】

【详解】A．以S极靠近线圈分析，速度增大，且靠近线圈时磁感强度，则穿过线圈磁通量变化率增大，感应电流增大，灯泡会变亮，故A错误；

B．根据楞次定律“来拒去留”可知磁铁接近线圈时，线圈对磁铁产生排斥力，故B正确；

C．当S极靠近线圈时，根据楞次定律可知，线圈中的电流沿逆时针方向，当S极向右运动远离线圈时，根据楞次定律可知，线圈中的电流沿顺时针方向，故C错误；

D．若忽略摩擦力和阻力，磁铁的振幅也会越来越小，因为弹簧和磁铁的机械能逐渐转化为焦耳热，故D错误。

故选B。

5. 图1为CT的剖面图，图2为其简化的工作原理示意图。M、N间有一加速电场，虚线框内有垂直纸面的匀强偏转磁场。从电子枪逸出的电子（忽略初速度），经M、N间的电场加速后沿带箭头的实线方向前进，打到靶上的P点，从而产生X射线进行工作，则（　　）

A. M处的电势高于N处的电势

B. 偏转磁场的方向垂直于纸面向外

C. 当加速电压增加为原来的2倍时，射出电场时的速度变为原来的2倍

D. 当加速电压增加为原来的2倍时，在磁场中运动的半径变为原来的倍

【答案】D

【解析】

【详解】A．由于电子在MN间做加速运动，所以电子受到的电场力水平向右，所以电场强度的方向水平向左，即N的电势高于M的电势，故A错误；

B．由于电子向下偏转，根据左手定则可以确定磁场的方向应垂直纸面向里，故B错误；

C．在加速电场中，有

解得

由此可知，当加速电压增加为原来的2倍时，射出电场时的速度变为原来的倍，故C错误；

D．在偏转磁场中，洛伦兹力提供向心力，有

所以

由此可知，当加速电压增加为原来的2倍时，在磁场中运动的半径变为原来的倍，故D正确。

故选D。

6. 下列关于教材中四幅插图的说法，不正确的是（　　）

A. 图甲中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁铁转的慢

B. 图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈中会产生大量热量，从而冶炼金属

C. 图丙中，当人对着话筒讲话时线圈中会产生强弱变化的电流，这利用了电磁感应原理

D. 图丁是毫安表的表头，运输时要把正、负接线柱用导线连在一起， 这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理

【答案】B

【解析】

【详解】A．由电磁驱动原理，图甲中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁铁转的慢，即同向异步，A正确，不符合题意；

B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属块中会产生涡流，金属块中就会产生大量热量，从而冶炼金属，B错误，符合题意；

C．图丙中，当人对着话筒讲话时线圈就做受迫振动，线圈在磁场中运动，线圈中会产生强弱变化的电流，这利用了电磁感应原理，C正确，不符合题意；

D．图丁是毫安表的表头，运输时要把正、负接线柱用导线连在一起， 这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，D正确，不符合题意。

故选B。

7. 1831年10月28日，法拉第展示人类历史上第一台发电机---圆盘发电机，如图为法拉第圆盘发电机示意图，铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，圆盘以角速度ω顺时针旋转（从上往下看），则（　　）

A. 圆盘转动过程中电流沿a到b的方向流过电阻R

B. 圆盘转动过程中Q点电势比P点电势低

C. 圆盘转动过程中产生的电动势大小与圆盘半径成正比

D. 若圆盘转动的角速度变为原来的3倍，则电流在R上的热功率也变为原来的3倍

【答案】A

【解析】

【详解】AB．圆盘转动可等效看成无数轴向导体切割磁感线，若从上向下看圆盘顺时针转动，根据右手定则可知圆盘中心电势比边缘要高，即Q相当于电源的正极，Q点电势比P点电势高，电流沿a到b的方向流过电阻R，选项A正确，B错误；

C．根据法拉第电磁感应定律可知感应电动势

则感应电动势大小与圆盘半径的平方成正比，选项C错误；

D．电流在R上的热功率

可见电流在R上的热功率有角速度的平方成正比，若圆盘转动的角速度变为原来的3倍，则电流在R上的热功率也变为原来的9倍，选项D错误。

故选A。

8. 如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，在磁场边界上的M点放置一个放射源，能在纸面内以速率v向各个方向发射大量的同种粒子，粒子的电荷量为q、质量为m（不计粒子的重力），所有粒子均从某段圆弧边界射出，其圆弧长度为。下列说法正确的是（　　）

A. 粒子进入磁场时的速率为

B. 所有粒子中在磁场中运动的最长时间是

C. 将磁感应强度大小改为时，有粒子射出的边界弧长变为

D. 若粒子入射速率为时，有粒子射出的边界弧长变为

【答案】C

【解析】

【详解】A．由题意，如图所示，当粒子在磁场中运动转过的圆心角为180°时，其射出点N离M最远，此时对应磁场区域的圆心角为120°，则根据几何关系可知粒子做匀速圆周运动的半径为

根据牛顿第二定律有

解得

故A错误；

B．粒子在磁场中运动的周期为

当粒子的轨迹与磁场区域内切时，其运动时间最长，恰好为1个周期，故B错误；

C．将磁感应强度大小改为时，粒子运动半径变为

如图所示，可知此时磁场区域所截粒子轨迹弦长最大值为R，所以有粒子射出的边界弧长变为

故C正确；

D．若粒子入射速率为时，粒子运动半径变为

如图所示，可知此时磁场区域所截粒子轨迹弦长最大值为，所以有粒子射出的边界弧长变为

故D错误。

故选C。

二、多选题（每题4分，选不全得2分，选错不得分，共16分）

9. 如图甲所示为无线充电技术中使用的通电线圈示意图，线圈匝数为，面积为，电阻为。匀强磁场平行于线圈轴线穿过线圈，设向右为正方向，磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示。则在0到时间内，下列说法正确的是（　　）

A. 线圈端的电势比线圈端的电势高

B. 通过线圈的磁通量的变化量为

C. 线圈两端的电势差恒为

D. 若用导线将线圈、两端连接起来，则通过导线横截面的电荷量为

【答案】AD

【解析】

【详解】A．由题意可知线圈中原磁场先向左减弱后向右增强，根据楞次定律可知，感应磁场方向一直向左，根据线圈环绕方向知线圈端的电势比线圈端的电势高，故A正确；

B．在0到时间内，通过线圈的磁通量的变化量为

故B错误；

C．由法拉第电磁感应定律得

由于是开路，因此线圈两端的电势差等于线圈的感应电动势E，故C错误；

D．若用导线将线圈、两端连接起来，则通过导线横截面电荷量为

故D正确。

故选AD。

10. 如图是创意物理实验设计作品《小熊荡秋千》．两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上，与两个铜线圈P、Q组成一闭合回路，两个磁性很强的条形磁铁如图放置，当用手左右摆动线圈P时，线圈Q也会跟着摆动，仿佛小熊在荡秋千．以下说法正确的是（  ）

A. P向右摆动的过程中，P中的电流方向为顺时针方向（从右向左看）

B. P向右摆动的过程中，Q也会向右摆动

C. P向右摆动的过程中，Q会向左摆动

D. 若用手左右摆动Q，P会始终保持静止

【答案】AB

【解析】

【详解】A.P向右摆动的过程中，线圈P平面内从右往左的磁通量减小，根据楞次定律可以得出电流方向为顺时针方向（从右向左看），选项A正确；

BC.根据P中产生的感应电流方向流过Q线圈也是顺时针方向，根据左手定则判断Q下边受安培力向右摆动，选项B正确，C错误；

D.若用手左右摆动Q，线圈Q的下边切割磁感线会产生感应电流，线圈P中会有感应电流通过，在磁场中会受到安培力，选项D项。

故选AB。

11. 如图所示，空间存在一水平方向的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度大小为B，电场强度大小为，且电场方向与磁场方向垂直。在电磁场的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆，与电场正方向成60º夹角且处于竖直平面内。一质量为m，带电量为＋q的小球套在绝缘杆上。若给小球一沿杆向下的初速度v0，小球恰好做匀速运动。已知小球电量保持不变，重力加速度为g，则以下说法正确的是（　　）

A. 小球的初速度为

B. 若小球的初速度为，小球将做加速度不断减小的减速运动，最后停止

C. 若小球的初速度为，小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止

D. 若小球的初速度为，则运动中克服摩擦力做功为

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．对小球进行受力分析可知

解得

从而

解得

A正确；

B．若小球的初速度为，小球下滑时受到垂直杆向下的支持力，下滑时有摩擦力，减速下滑，随速度减小，支持力减小，导致摩擦力减小，当速度减小到时，支持力减小到零，没有摩擦力，小球匀速运动，因此小球做加速度不断减小的减速运动，最后匀速运动，B错误；

C．若小球的初速度为，小球下滑时受到垂直杆向上的支持力，下滑时有摩擦力，减速下滑，随速度减小，洛伦兹力减小，支持力增大，导致摩擦力增大，加速度增大，因此小球做加速度不断增大的减速运动，最后停止运动，C正确；

D．整个运动过程中，小球所受的合力就是摩擦力，根据动能定理

D正确。

故选ACD。

12. 如图所示，在水平面内固定一个“∠”导轨ABC，导体棒DE垂直于AB边放置在光滑导轨上，棒与导轨接触良好，导体棒和导轨由相同材料、相同粗细的导体制成，匀强磁场垂直向下．导体棒在水平拉力作用下，向右匀速运动至B点的过程中，回路中产生的感应电动势E、感应电流i、焦耳热Q以及拉力F大小随时间t的变化图象中，正确的是

A.  B.

C.  D.

【答案】AC

【解析】

【详解】设“∠”型导轨的顶角为，导体棒和导轨的电阻率为，横截面积为s，AB的长度为．

A.由几何知识可知，有效长度

则感应电动势

说明电动势随时间均匀减小，故A正确；

B.由几何知识可知，回路BDE总长度为

所以总电阻为

根据闭合电路欧姆定律可知：

一定值，故B错误；

C.根据安培力

则有：

说明安培力随时间均匀减小，故C正确；

D.根据

则有：

说明热量随时间不是均匀减小，故D错误．

三、实验题（13题6分，14题8分共14分）

13. 胡丽同学在做探究电磁感应现象规律的实验中，她选择了一个灵敏电流计G，在没有电流通过灵敏电流计的情况下，电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计G连接在图甲所示的电路中，电流计的指针如图甲所示。

（1）为了探究电磁感应规律，胡同学将灵敏电流计G与一螺线管串联，如图乙所示。通过分析可知图乙中的条形磁铁的运动情况是______（填“向上拔出”或“向下插入”）。

（2）胡丽同学将灵敏电流计G接入图丙所示的电路。此时电路已经连接好，A线圈已插入B线圈中，她合上开关后，灵敏电流计的指针向右偏了一下，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是______。

A．在A线圈中插入铁芯    B．拔出A线圈

C．变阻器的滑片向右滑动    D．变阻器的滑片向左滑动

（3）通过本实验可以得出：感应电流产生的磁场，总是______。

【答案】    ①. 向下插入    ②. BCCB    ③. 阻碍引起感应电流的磁通量的变化

【解析】

【详解】（1）[1]要使灵敏电流计的指针向左偏转，可知线圈中感应电流的方向时顺时针的，由安培定则可知，感应电流的磁场方向向下，条形磁铁磁场方向向上，根据楞次定律可知，磁通量增加，条形磁铁向下插入。

（2）[2]A．要使灵敏电流计的指针向左偏转，根据楞次定律可知，磁通量减小，插入铁芯，B线圈磁通量增加，故A错误；

B．拔出线圈A时，B线圈中的磁通量减小，B正确；

CD．滑动变阻器滑片向右滑动，电流减小，B线圈磁通量减小，故C正确，D错误。

故选BC。

（3）[3]通过本实验可以得出：感应电流产生的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

14. 电磁血流量计是基于法拉第电磁感应定律，运用在心血管手术和有创外科手术的精密监控仪器，可以测量血管内血液的流速。如图甲所示，某段监测的血管可视为规则的圆柱体模型，其前后两个侧面、上固定两块竖直正对的金属电极板（未画出，电阻不计），磁感应强度大小为的匀强磁场方向竖直向下，血液中的正负离子随血液一起从左至右水平流动，则、电极间存在电势差。

（1）若用多用电表监测、电极间的电势差，则图甲中与相连的是多用电表的___________色表笔（选填“红”或“黑”）；

（2）某次监测中，用多用电表的“”挡测出、电极间的电势差，如图乙所示，则___________；

（3）若、电极间的距离为，血管壁厚度不计，结合（2）中数据可估算出血流速度为___________（结果保留两位有效数字）；

（4）为了测量动脉血流接入电路的电阻，某小组在、间设计了如图丙所示的测量电路。闭合开关，调节电阻箱的阻值，由多组灵敏电流计的读数和电阻箱的示数，绘制出图像为一条倾斜的直线，且该直线的斜率为，纵截距为，如图丁所示。已知灵敏电流计的内阻为，则血液接入电路的电阻为___________（用题中的字母、、表示）。

【答案】    ①. 红    ②. 150    ③. 0.42    ④.

【解析】

【详解】（1）[1]由于电荷在磁场中受洛伦兹力的作用，故可得电极为正，电极为负，故图甲中与相连的是多用电表的红表笔；

（2）[2]由于监测中，用多用电表的“”挡测出、电极间的电势差，根据图乙可得

（3）[3]根据

可得

代入数据，解得

（4）[4]由闭合电路的欧姆定律可得

变形可得

由于该直线的斜率为，纵截距为，解得

四、解答题（共46分）

15. 如图所示，两平行导轨相距，金属棒的质量，其电阻为，滑动变阻器与串联，匀强磁场的磁感应强度B竖直向上，大小为，电源电动势，内阻。当开关S闭合时，金属棒处于静止状态（）。

（1）若平行导轨光滑，求金属棒所受到的安培力的大小和的阻值（结果保留一位有效数字）；

（2）若平行导轨不光滑若将滑动变阻器的阻值调至，金属棒仍然保持静止状态，求金属棒受到的摩擦力的大小和方向。

【答案】（1）0.1N，4；（2）0.034N，沿斜面向上

【解析】

【分析】

【详解】（1）金属棒受重力mg、支持力N、安培力F的作用，受力分析如图所示

根据平衡条件得安培力

安培力F=BIL，由欧姆定律可知

解得

（2）若将滑动变阻器的阻值调至大于，则由安培力F1=BI1L可知，安培力减小，金属棒有沿斜面向下移动的趋势，摩擦力沿斜面向上，电流

根据平衡条件可知沿着斜面方向

解得

16. 如图甲所示，一个阻值为R=10，匝数为n=10匝的圆形金属线圈与阻值同为10的电阻R1连接成闭合回路。线圈的半径为r1=0.8m。在线圈中半径为r2=0.5m的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0，其中t0=10s，B0=2T，导线的电阻不计。求：

（1）t1=6s时刻通过电阻R1上的电流大小和方向，其中方向请用“从a到b”或“从b到a”表示；

（2）0至6s时间内通过电阻R1上的电荷量q；

（3）0至6s时间内电阻R1上产生的焦耳热Q。

【答案】（1），；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）由电磁感应定律可得

由闭合电路欧姆定律可得

由楞次定律可知，经电阻R1上的电流方向。

（2）由电流定义公式可得，0至6s时间内通过电阻R1上的电荷量

（3）由焦耳定律可得，0至6s时间内电阻R1上产生的焦耳热    

17. 如图所示，两光滑金属导轨，间距为1 m，固定在绝缘桌面上的导轨部分是水平的，且处在磁感应强度大小为1 T、方向竖直向下的有界匀强磁场中（导轨其他部分无磁场），电阻R的阻值为2 Ω，桌面距水平地面的高度为H＝1.25 m，金属杆ab的质量为0.1 kg，有效电阻为1 Ω。现将金属杆ab从导轨上距桌面高度为h＝0.45 m的位置由静止释放，其落地点距桌面左边缘的水平距离为x＝1 m。取g＝10 m/s2，空气阻力不计，离开桌面前金属杆ab与金属导轨垂直且接触良好。求：

（1）金属杆刚进入磁场时，切割磁感线产生感应电动势E；

（2）金属杆穿过匀强磁场的速度大小和克服安培力所做的功；

（3）金属杆穿过匀强磁场的过程中，通过金属杆某一横截面的电荷量。

【答案】（1）3 V；（2）2 m/s，0.25 J；（3）0.1 C

【解析】

【详解】（1）由机械能守恒定律，有

解得

v＝3 m/s

感应电动势

E＝BLv＝3 V

（2）由平抛运动规律，有

x＝v0t，

联立解得

v0＝2 m/s

由动能定理，得金属杆穿过匀强磁场的过程中，克服安培力做功

（3）由动量定理有

即

－BLq＝m（v0－v）

解得

q＝0.1 C

18. 如图所示，平面直角坐标系中，在第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场，第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场，两磁场宽度，磁场上下区域足够大，在第二象限内存在着沿x轴正方向的匀强电场，一带电粒子从x轴上的M点以速度平行于y轴正方向射入电场中，粒子经过电场偏转后从y轴上的P点进入第一象限，经过一段时间后刚好垂直x轴进入第四象限磁场中，再次偏转后从磁场右边界上Q点（图中未画出）离开磁场，粒子质量，电荷量，不计粒子的重力，试求：

（1）电场强度E的大小；

（2）第一象限内磁感应强度的大小；

（3）若，则粒子从M点进入电场到从磁场右边界Q点离开磁场，运动的总时间。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【分析】

【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，有

解得

（2）粒子进入磁场时的速度大小为v，方向与y轴成角，则有

得

由几何关系得，粒子在磁场中做圆周运动的半径

由洛伦兹力提供向心力有

得

（3）粒子进入磁场时，半径

粒子离开磁场时，其半径与x轴夹角为，由几何关系有

得

粒子在磁场中运动的周期

得

粒子从M点进入电场到从磁场右边界Q点离开磁场，运动的总时间