2024扬州中学高二下学期3月月考试题物理含答案

这是一份2024扬州中学高二下学期3月月考试题物理含答案，共12页。试卷主要包含了03，回旋加速器是加速带电粒子的装置，25m／s，为监测某化工厂的污水等内容，欢迎下载使用。

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在发生变化
5.南半球海洋某处，地磁场水平分量，竖直分量，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0.25m／s
D.海水的流速大小为0.04m／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-t图像正确的是（时间单位为）
A. B.
C. D.
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，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
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（ ）
A.在时刻，金属圆环L内的磁通量最大
B.在时刻，导线框cdef内的感应电流最小
C.在时间内，金属圆环L有收缩趋势
D.在时间内，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
D.只要速度满足，沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在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
C.O点到P点距离大于
D.小球在第Ⅳ象限运动的时间为
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：
（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，实验器材如图丁所示，请完善实物连接图.
（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，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，外圆半径，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.
13.（9分）如图所示装置，电源的电动势为E＝8V，内阻，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.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.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.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.
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，，，，不计粒子重力.
（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.
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，
联立得出.
（3）金属杆第一次即将离开磁场时，产生的电动势为
联立得出
R两端电压.
13.解：（1）导体棒沿圆弧摆动过程中的电流
导体棒受到的安培力
（2）导体棒受到的重力与安培力的合力大小
合力与竖直方向的夹角
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
14.解：（1）0～1s内，磁场均匀变化，由法拉第电磁感应定律有
，
由图象可得
，
代入解得：
（2）导体棒从静止开始做匀加速运动，加速度
t＝1s末进入磁场区域的速度为
导体棒切割磁感线产生的电动势
可知导体受到的合力为零，有：
根据闭合电路欧姆定律有：
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
0~2s时间内导体棒所产生的热量
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
由几何关系有
可得
联立以上各式得
（2）设粒子在第二象限磁场中运动的时间为，AC弧对应的圆心角为α，由几何关系知
解得
由运动学公式有
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，y轴方向分运动为匀速直线运动有
解得
所以粒子由A至D过程所用的时间为
（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
在D点的速度与y轴负方向夹角为θ，其x轴分速度
由合速度与分速度的关系得
联立可得
设粒子在第四象限磁场中做匀速圆周运动的半径为，由牛顿第二定律有
结合（1）问：解得
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
该轨迹圆与速度所在直线相切于M点、与速度所在直线相切于N点，连接MN，由几何关系可知
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
设磁场的最小面积为S，得