资料中包含下列文件，点击文件名可预览资料内容
还剩6页未读，
继续阅读
山东省2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题（B卷）（原卷版+解析版）
展开
这是一份山东省2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题（B卷）（原卷版+解析版），文件包含山东省2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题B卷原卷版docx、山东省2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题B卷解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共32页， 欢迎下载使用。
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间为90分钟，满分100分
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 某时刻，LC振荡电路的状态如图所示（电流流向电容器带正电的极板），则下列判断中正确的是（ ）
A. 振荡电流在减小B. 线圈中的磁场在增强
C. 电容器极板上的电荷在减少D. 电场能在向磁场能转化
【答案】A
【解析】
【详解】C．由于电流流向电容器带正电的极板可知，上极板失去电子，极板所带电荷量增大，故C错误；
D．根据上述，电容器处于充电状态，磁场能转化为电场能，故D错误；
A．根据上述，电容器处于充电状态，磁场能转化为电场能，则振荡电流在减小，故A正确；
B．根据上述，电容器处于充电状态，磁场能转化为电场能，则线圈中的磁场在减弱，故B错误。
故选A。
2. 下列说法正确的是（ ）
A. 红外线的光子能量比紫外线的大
B. 真空中红外线的传播速度比紫外线的大
C. 频率越高振荡电路发射电磁波的本领越强
D. 变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场
【答案】C
【解析】
【详解】A．红外线的光子频率比紫外线的小，则能量比紫外线的小，故A错误；
B．电磁波在真空中的传播速度都相等，所以真空中红外线的传播速度和紫外线相等，故B错误；
C．发射电磁波的本领就是单位时间内辐射出去的能量，频率越高，振荡电路向外发射电磁波的本领越大，故C正确；
D．均匀变化的电场会产生恒定的磁场，均匀变化的磁场会产生恒定的电场，故D错误；
故选C。
3. 在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化．设线圈总电阻为，则（ ）
A. 时，线圈平面垂直于磁感线B. 时，线圈中的电流改变方向
C. 时，线圈中的感应电动势最大D. 一个周期内，线圈产生的热量为
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据图象可知，在t=0时穿过线圈平面的磁通量为零，所以线圈平面平行于磁感线，A错误；
B．Φ-t图象的斜率为，即表示磁通量的变化率，在0.5s～1.5s之间，“斜率方向“不变，表示的感应电动势方向不变，则电流强度方向不变，B错误；
C．由图像可得在t=1.5s时，通过线圈的磁量最大，线圈位于中性面，感应电动势为0，C错误；
D．感应电动势的最大值为
有效值为
根据焦耳定律可得一个周期产生的热为
D正确。
故选AD。
4. 高压输电可使输送中的电压损失大幅降低，当采用高电压U向远方某地区输电时，电压损失U。保持输电线电阻不变，若U变小，则（ ）
A. 输电线上损耗的电功率P不变
B. 输电线上损耗的电功率P变大
C. 若输入功率不变，则U变小
D. 若U不变，则输入的功率变小
【答案】D
【解析】
【详解】AB．输电线上损耗的电功率
保持输电线电阻不变，若U变小，则P变小。故AB错误；
CD．设输入功率为P，电压损失可以表示为
保持输电线电阻不变，当U变小，若输入功率不变，则U变大；若U不变，则输入的功率变小。故C错误；D正确。
故选D。
5. 图甲为手机及无线充电板，图乙为充电原理示意图。为方便研究，现将问题做如下简化：设受电线圈的匝数为n，面积为S，若在到时间内，磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度由均匀增加到。下列说法正确的是（ ）
A. c点的电势高于d点的电势
B. 受电线圈中感应电流方向由d到c
C. c、d之间的电压为
D. 若仅增大送电线圈中的电流，c、d之间的电压一定增大
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据楞次定律可知，受电线圈内部产生的感应电流方向俯视为顺时针，受电线圈中感应电流方向由c到d，所以c点的电势低于d点的电势。故AB错误；
C．根据法拉第电磁感应定律可得c、d之间的电压
故C正确；
D．c、d之间的电压与送电线圈中的磁通量变化率成正比，若仅增大送电线圈中的电流，但电流的变化率不变，c、d之间的电压不变。故D错误。
故选C。
6. 如图所示，质量为m，通电电流为I的金属棒ab置于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与宽为L的水平导轨平面夹角为θ，金属棒ab处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A. 金属棒受到的安培力大小为BILsinθ
B. 金属棒受到的支持力大小为BILcsθ
C. 若只减小夹角θ，金属棒受到的摩擦力将减小
D. 若只改变电流方向，金属棒对导轨压力将减小
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，金属棒ab与磁感应强度方向垂直，则金属棒受到的安培力大小为
故A错误；
B．对金属棒受力分析，如下图所示
根据平衡条件有
可得，金属棒受到的支持力大小为
故B错误；
C．根据平衡条件有
则若只减小夹角θ，金属棒受到的摩擦力将减小，故C正确；
D．若只改变电流方向，则对金属棒受力分析，如下图所示
根据平衡条件可得，金属棒受到的支持力为
则金属棒对导轨的压力将增大，故D错误。
故选C。
7. 如图所示是圆盘发电机的示意图，铜盘安装在水平的铜轴上，它的盘面恰好与匀强磁场垂直，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路的总电阻为R，从左往右看，铜盘以角速度沿顺时针方向匀速转动。则（ ）
A. 由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流
B. 回路中感应电流大小不变，
C. 回路中感应电流方向不变，为
D. 若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在上的热功率也变为原来的2倍
【答案】B
【解析】
【详解】A．将圆盘看成由无数条幅向分布的导体棒组成的，圆盘在外力作用下这些导体棒转动切割磁感线，从而产生感应电动势，出现感应电流，故A错误；
C．根据右手定则可知，电流从D点流出，流向C点，因此电流方向为从D向R再到C，即为C→D→R→C，故C错误；
B．根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势
产生的感应电动势大小不变，感应电流大小不变，由闭合电路的欧姆定律可知，感应电流大小为
故B正确；
D．电流在上的热功率
则圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在上的热功率也变为原来的4倍，故D错误。
故选B。
8. 如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，两导轨间的距离为L。导轨上面横放着两根导体棒、，与导轨一起构成闭合回路。两根导体棒的质量均为m，长度均为L，电阻均为R，其余部分的电阻不计。在整个导轨所在的平面内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。开始时，两导体棒均在导轨上静止不动，某时刻给导体棒以水平向右的初速度，则（ ）
A. 导体棒刚获得速度时受到的安培力大小为
B. 导体棒、速度会减0
C. 两导体棒运动的整个过程中产生的热量为
D. 当导体棒的速度变为时，导体棒的加速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．导体棒ab刚获得速度v0时产生感应电动势
感应电流为
安培力为
联立可得
故A错误；
B．运动过程中，两导体棒系统动量守恒，有
可得最终两棒速度为
故B错误；
C．两导体棒运动的整个过程中产生的热量为机械能的损失
故C错误；
D．由动量守恒可得
解得
导体棒ab产生的电动势为
导体棒cd产生的电动势为
两电动势反向，则总电动势为
感应电流为
安培力为
联立可得
则导体棒cd的加速度大小为
故D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈上会由于涡流产生大量热量，从而冶炼金属
B. 乙图中，摇动手柄使蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且和磁铁转得一样快，这是电磁驱动现象
C. 丙图中，浙江交通之声广播FM93发射的电磁波调制方式为调频
D. 丁图中，磁电式电流表线圈的铝框骨架在指针偏转时起到了电磁阻尼的作用
【答案】CD
【解析】
【详解】A．真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生交变磁场，被冶炼的金属中产生涡流，产生大量的热，从而冶炼金属。故A错误；
B．由电磁驱动原理可知图乙中，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。故B错误；
C．浙江交通之声广播FM93发射的电磁波调制方式为调频。故C正确；
D．磁电式电流表的指针偏转时，会带动铝框转动，铝框中会产生感应电流，从而受到安培力阻碍铝框的运动，起到电磁阻尼的作用。故D正确。
故选CD。
10. 如图所示，垂直纸面向外的正方形匀强磁场区域内，有一个位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别沿两个方向以v、4v的速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的过程中（ ）
A. 导体框ad边两端电势差之比为1:1
B. 通过导体框截面的电荷量之比为1:1
C. 导体框中产生的焦耳热之比为1:4
D. 导体框中产生的感应电流方向相同
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．设导体框的边长为L，以速度v向上匀速拉出磁场时，由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可得，导体框ad边两端电势差为
以4v的速度向右匀速拉出磁场时，导体框ad边两端电势差为
则
故A错误；
B．通过导体框截面的电荷量为
由闭合电路欧姆定律可得
由法拉第电磁感应定律可得
解得
可知q与速度无关，通过导体框截面的电荷量相同，故B正确；
C．以速度v匀速拉出磁场时，导体框中产生的焦耳热为
解得
可知速度越大，焦耳热越多，则
故C正确；
D．两次运动中穿过导体框的磁通量均减小，根据楞次定律知，导体框中产生的感应电流方向相同，都是逆时针方向，故D正确。
故选BCD。
11. 如图所示为某种质谱仪的工作原理示意图。此质谱仪由以下几部分构成：粒子源N，P、Q间的加速电场，静电分析器，磁感应强度为B的有界匀强磁场、方向垂直纸面向外，胶片M。若静电分析器通道中心线半径为R，通道内有均匀辐射电场，在中心线处的电场强度大小为E；由粒子源发出一质量为m、电荷量为q的正离子（初速度为零，重力不计），经加速电场加速后，垂直场强方向进入静电分析器，在静电分析器中，离子沿中心线做匀速圆周运动，而后由S点沿着既垂直于磁分析器的左边界，又垂直于磁场方向射入磁分析器中，最终打到胶片上的某点。下列说法正确的是（ ）
A. P、Q间加速电压为ER
B. 离子在磁场中运动的半径为
C. 若一质量为4m、电荷量为q正离子加速后进入静电分析器，离子不能从S射出
D. 若一群离子经过上述过程打在胶片上同一点，则这些离子具有相同的比荷
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】AB．直线加速过程，根据动能定理得
qU＝mv2
电场中偏转过程，根据牛顿第二定律得
qE＝m
在磁场中偏转过程，根据牛顿第二定律得
qvB＝m
解得
U＝ER，r＝＝
故A正确，B错误；
C．只要满足
R＝
所有粒子都可以在弧形电场区通过，故C错误；
D．由
r＝
可知，打到胶片上同一点的粒子的比荷一定相等，故D正确。
故选AD。
12. 如图所示，匀强磁场垂直于平面向里，轴和轴是磁场的边界，是轴上与距离为的一点。一质量为、电荷量为的质子从轴上的点以初速度垂直于轴方向射入磁场，质子能够打到轴上的点，此时速度方向与轴正方向成角；若质子在轴上的入射点右移，当入射点在点（点没有画出）右侧时，在入射速度大小不变的前提下，无论怎样调整的方向，质子都不能打到点。下面说法正确的是（ ）
A. 质子在磁场中运动的半径为
B. 匀强磁场的磁感应强度大小为
C. 之间距离为
D. 从点射入到恰好打到点时，射入速度与轴正方向成
【答案】BC
【解析】
【详解】A．粒子运动轨迹如图，根据几何关系
解得质子在磁场中运动的半径为2L，故A错误；
B．根据
解得
故B正确；
C．当入射点在点（点没有画出）右侧时，在入射速度大小不变的前提下，无论怎样调整的方向，质子都不能打到点，说明PN连线为对应圆弧的直径，之间距离为
故C正确；
D．从点射入到恰好打到点时，设射入速度与轴正方向成角，根据几何关系可知，与互余，则
不是30°，则射入速度与轴正方向夹角不是60°，故D错误。
故选BC。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，用它可以检测磁场及其变化，图甲为使用霍尔元件测量通电直导线产生磁场的装置示意图，由于磁芯的作用，霍尔元件所处区域磁场可看做匀强磁场，测量原理如乙图所示，直导线通有垂直纸面向里的电流，霍尔元件前、后、左、右表面有四个接线柱，通过四个接线柱可以把霍尔元件接入电路，所用器材已在图中给出并已经连接好电路。
（1）制造霍尔元件的半导体参与导电的自由电荷带负电，电流从乙图中霍尔元件右侧流入，左侧流出，霍尔元件______（填“前表面”或“后表面”）电势高；
（2）已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为e，霍尔元件的厚度为h。为测量霍尔元件所处区域的磁感应强度B，根据乙图中所给的器材和电路，还必须测量的物理量有______（写出具体的物理量名称及其符号），计算式B=______。
【答案】 ①. 后表面 ②. 电压表示数U，电流表示数I ③.
【解析】
【详解】（1）[1]磁场是直线电流产生，根据安培定则，磁场方向向下；电流向左，根据左手定则，安培力向外，载流子是负电荷，故前表面带负电，后表面带正电，故后表面电势较高。
（2）[2][3]设前后表面的厚度为d，最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡有：
根据电流微观表达式，有：
联立解得：
因此还必须测量的物理量有：电压表读数U，电流表读数I。
14. 如图是“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验电路图。小明在某次实验中，当伏特表示数V时，在开关K断开与闭合时，伏特表的示数分别V和V，已知原副线圈匝数分别匝和匝。实验过程操作规范正确。
（1）下列说法正确的是____________（多选）
A．该变压器为理想变压器
B．小于的可能原因是线圈存在电阻
C．的主要原因是变压器使用过程中有能量损耗
D．若以为原线圈、为副线圈，输入和输出电压分别为、，则有
（2）小明利用多用电表粗测副线圈的电阻。测量前先把两支表笔直接接触，调整欧姆调零旋钮，使指针指向表盘的________________（选填“电流”或“电阻”）零刻度。测量时指针位置如图所示，则线圈电阻约为____________Ω。
（3）小明为了进一步精确测量副线圈的电阻，设计的部分电路如图所示，为了绘制尽可能完整的伏安特性图线，还需连接的导线是____________（选填“ab”、“be”或“ce”），开关闭合前，滑动变阻器滑片应置于____________（选填“左”或“右”）端。测得线圈上一组电流、电压数据并得到如图所示的伏安特性图线。若将该线圈接在电压为4V的交流电源两端，则通过线圈的电流____________0.18A（选填“＞”、“＝”或“＜”）
【答案】 ①. BC##CB ②. 电阻 ③. 22 ④. ab ⑤. 左 ⑥. ＜
【解析】
【详解】（1）[1]A．由题可得
因此，该变压器不满足理想变压器原副线圈比与匝数比之间的关系，因此不是理想变压器，故A错误；
B．开关K闭合后,副线圈中电流增大，相应原线圈内电流增大，但小于，因此线圈存在电阻，使得线圈电阻分压增多，故B正确；
C．变压器不是理想变压器，线圈存在电阻，因此
即
故C正确；
D．变压器使用过程中有能量损耗，若以为原线圈、为副线圈，输入和输出电压分别为、，则有
即
故D错误；
故选BC。
（2）[2]使用多用电表测量电阻前，把两支表笔直接接触，调整欧姆调零旋钮，使指针指向表盘的电阻零刻度。
[3]多用电表读数时，欧姆挡调在了“”档，指针指在，因此线圈电阻约为
（3）[4]此电路图的要求为“绘制尽可能完整的伏安特性图线”，即需要选用滑动变阻器的分压式接法，测量电阻电路需要与滑动变阻器的上支路连接，因此需要连接的导线是“ab”。
[5]开关闭合前，需要保证测量电路的安全，即需要测量电路被短路，因此滑动变阻器滑片位置应置于左端。
[6]由线圈的伏安特性图线可知，线圈接在4V的直流电源两端，流过线圈的电流为0.18A，若接在电压为4V的交流电源两端，线圈发生自感产生感应电流，感应电流的方向阻碍原电流的变化，因此通过线圈的电流小于0.18A。
15. 在空间中足够大的范围内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，某时刻，置于其中的闭合矩形线圈abcd的ab边与磁场平行，bc边与磁场垂直，如图所示。线圈匝数为n、总电阻为R、边长、。线圈绕ad边以角速度逆时针（从上往下看）转动。求：
（1）转动至图示位置时，线圈中感应电流的大小和方向；
（2）由图示位置转过的时间内，线圈中平均感应电动势的大小；
（3）线圈产生的热功率。
【答案】（1）； abcda（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）绕ad边转动至图示位置时，线圈中感应电动势
感应电流的大小为
由楞次定律可得电流方向为abcda。
（2）由图示位置转过的时间内，线圈中平均感应电动势
（3）线圈的热功率
16. 如图所示，发电机发出的是正弦交流电，电压的瞬时值表达式为，用户端的电压，两条导线的总电阻。
（1）求用户得到的功率；
（2）求输电线上损失的功率；
（3）根据已有知识说明在远距离输电中，减少输电线路功率损失的两种方法。
【答案】（1）2200W;（2）100W;（3）见解析
【解析】
【详解】（1）发电机发出的正弦交流电的电压有效值
输电线上损失的电压
输电线上的电流
用户得到的功率
（2）根据
得
（3）根据，知输电线上损失的功率大小与电流大小和输电线的电阻有关，即减小输电线上的电流、减小输电线的电阻，可减少损失的功率；根据可知，在输电功率一定的情况下，增大输电电压可以减小输电电流；根据可知，在输电距离一定的情况下，选用电阻率小的金属材料（例如用铜、铝来制作导线）、可以减小输电线的电阻。
17. 如图，两条平行的光滑金属轨道MN、PQ与水平面成θ角固定，轨距为d。P、M间接有阻值为R的电阻，质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其有效阻值为R。空间存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，现从静止释放ab。若轨道足够长且电阻不计，重力加速度为g，求：
（1）ab运动的最大速度；
（2）当ab具有最大速度时，ab消耗的电功率P；
（3）为使ab向下做匀加速直线运动，加速度大小为a，在ab中点施加一个平行于轨道且垂直于ab的力F，推导F随时间t变化的关系式。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）ab具有最大速度时，处于平衡状态，受力分析如下图，由平衡条件可得
由闭合电路欧姆定律可得
解得
（2）由电功率公式
得
（3）ab向下做匀加速直线运动时，设F沿斜面向下，做匀加速直线运动的加速度大小为a，受力分析如下图，由牛顿运动定律
而
联合解得
可见F的大小随时间t呈线性变化。
18. 利用偏转电场和偏转磁场都可以实现对含有带电离子和中性粒子的混合粒子束的剥离。混合粒子束中的带电离子包含动能为、、的三种正离子，所有离子电荷量均为q，质量均为m。如图甲所示，水平平行极板间电压为U，间距为d，极板间电场是偏转电场，混合粒子束平行于极板射入偏转电场后，带电离子被极板吞噬，中性粒子沿初速度方向运动。如图乙所示，竖直放置的吞噬板MN长度为2d，MN所在竖直线右边是偏转磁场，混合粒子束宽度为d，从紧贴M端射进入偏转磁场，速度垂直于MN，经磁场偏转后，带电离子被吞噬板吞噬，中性粒子沿初速度方向运动。不计混合粒子重力。
（1）动能为Ek的离子是从初速度为零开始在电势差为U0的两点间加速获得动能，求U0；
（2）求离子在偏转电场中运动的最长时间t和偏转电场极板的最短长度L；
（3）求偏转磁场磁感应强度大小B的的取值范围。
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）根据动能定理有
两点间的电势差为
（2）所有打在极板上的离子中，运动的时间最长的离子偏转距离为，离子在水平平行极板间做类平抛运动，有
加速度为
离子在偏转电场中运动的最长时间为
要使所有离子都能被极板吞噬，上极板左边缘进入的动能为的离子要恰好打到下极板的右边缘。此过程离子水平飞行的距离即为极板最短长度，根据
偏转电场极板的最短长度为
（3）粒子束中从上边缘进入磁场且动能为的离子到达吞噬板上边缘时，半径最小，磁感应强度最大，根据洛伦兹力提供向心力
且
可得磁感应强度的最大值为
粒子束中从下边缘进入磁场且动能为的离子到达吞噬板下边缘时，半径最大，磁感应强度最小，此时
可得磁感应强度的最小值为
综上所述，磁感应强度的取值范围为
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间为90分钟，满分100分
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 某时刻，LC振荡电路的状态如图所示（电流流向电容器带正电的极板），则下列判断中正确的是（ ）
A. 振荡电流在减小B. 线圈中的磁场在增强
C. 电容器极板上的电荷在减少D. 电场能在向磁场能转化
【答案】A
【解析】
【详解】C．由于电流流向电容器带正电的极板可知，上极板失去电子，极板所带电荷量增大，故C错误；
D．根据上述，电容器处于充电状态，磁场能转化为电场能，故D错误；
A．根据上述，电容器处于充电状态，磁场能转化为电场能，则振荡电流在减小，故A正确；
B．根据上述，电容器处于充电状态，磁场能转化为电场能，则线圈中的磁场在减弱，故B错误。
故选A。
2. 下列说法正确的是（ ）
A. 红外线的光子能量比紫外线的大
B. 真空中红外线的传播速度比紫外线的大
C. 频率越高振荡电路发射电磁波的本领越强
D. 变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场
【答案】C
【解析】
【详解】A．红外线的光子频率比紫外线的小，则能量比紫外线的小，故A错误；
B．电磁波在真空中的传播速度都相等，所以真空中红外线的传播速度和紫外线相等，故B错误；
C．发射电磁波的本领就是单位时间内辐射出去的能量，频率越高，振荡电路向外发射电磁波的本领越大，故C正确；
D．均匀变化的电场会产生恒定的磁场，均匀变化的磁场会产生恒定的电场，故D错误；
故选C。
3. 在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化．设线圈总电阻为，则（ ）
A. 时，线圈平面垂直于磁感线B. 时，线圈中的电流改变方向
C. 时，线圈中的感应电动势最大D. 一个周期内，线圈产生的热量为
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据图象可知，在t=0时穿过线圈平面的磁通量为零，所以线圈平面平行于磁感线，A错误；
B．Φ-t图象的斜率为，即表示磁通量的变化率，在0.5s～1.5s之间，“斜率方向“不变，表示的感应电动势方向不变，则电流强度方向不变，B错误；
C．由图像可得在t=1.5s时，通过线圈的磁量最大，线圈位于中性面，感应电动势为0，C错误；
D．感应电动势的最大值为
有效值为
根据焦耳定律可得一个周期产生的热为
D正确。
故选AD。
4. 高压输电可使输送中的电压损失大幅降低，当采用高电压U向远方某地区输电时，电压损失U。保持输电线电阻不变，若U变小，则（ ）
A. 输电线上损耗的电功率P不变
B. 输电线上损耗的电功率P变大
C. 若输入功率不变，则U变小
D. 若U不变，则输入的功率变小
【答案】D
【解析】
【详解】AB．输电线上损耗的电功率
保持输电线电阻不变，若U变小，则P变小。故AB错误；
CD．设输入功率为P，电压损失可以表示为
保持输电线电阻不变，当U变小，若输入功率不变，则U变大；若U不变，则输入的功率变小。故C错误；D正确。
故选D。
5. 图甲为手机及无线充电板，图乙为充电原理示意图。为方便研究，现将问题做如下简化：设受电线圈的匝数为n，面积为S，若在到时间内，磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度由均匀增加到。下列说法正确的是（ ）
A. c点的电势高于d点的电势
B. 受电线圈中感应电流方向由d到c
C. c、d之间的电压为
D. 若仅增大送电线圈中的电流，c、d之间的电压一定增大
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据楞次定律可知，受电线圈内部产生的感应电流方向俯视为顺时针，受电线圈中感应电流方向由c到d，所以c点的电势低于d点的电势。故AB错误；
C．根据法拉第电磁感应定律可得c、d之间的电压
故C正确；
D．c、d之间的电压与送电线圈中的磁通量变化率成正比，若仅增大送电线圈中的电流，但电流的变化率不变，c、d之间的电压不变。故D错误。
故选C。
6. 如图所示，质量为m，通电电流为I的金属棒ab置于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与宽为L的水平导轨平面夹角为θ，金属棒ab处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A. 金属棒受到的安培力大小为BILsinθ
B. 金属棒受到的支持力大小为BILcsθ
C. 若只减小夹角θ，金属棒受到的摩擦力将减小
D. 若只改变电流方向，金属棒对导轨压力将减小
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，金属棒ab与磁感应强度方向垂直，则金属棒受到的安培力大小为
故A错误；
B．对金属棒受力分析，如下图所示
根据平衡条件有
可得，金属棒受到的支持力大小为
故B错误；
C．根据平衡条件有
则若只减小夹角θ，金属棒受到的摩擦力将减小，故C正确；
D．若只改变电流方向，则对金属棒受力分析，如下图所示
根据平衡条件可得，金属棒受到的支持力为
则金属棒对导轨的压力将增大，故D错误。
故选C。
7. 如图所示是圆盘发电机的示意图，铜盘安装在水平的铜轴上，它的盘面恰好与匀强磁场垂直，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路的总电阻为R，从左往右看，铜盘以角速度沿顺时针方向匀速转动。则（ ）
A. 由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流
B. 回路中感应电流大小不变，
C. 回路中感应电流方向不变，为
D. 若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在上的热功率也变为原来的2倍
【答案】B
【解析】
【详解】A．将圆盘看成由无数条幅向分布的导体棒组成的，圆盘在外力作用下这些导体棒转动切割磁感线，从而产生感应电动势，出现感应电流，故A错误；
C．根据右手定则可知，电流从D点流出，流向C点，因此电流方向为从D向R再到C，即为C→D→R→C，故C错误；
B．根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势
产生的感应电动势大小不变，感应电流大小不变，由闭合电路的欧姆定律可知，感应电流大小为
故B正确；
D．电流在上的热功率
则圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在上的热功率也变为原来的4倍，故D错误。
故选B。
8. 如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，两导轨间的距离为L。导轨上面横放着两根导体棒、，与导轨一起构成闭合回路。两根导体棒的质量均为m，长度均为L，电阻均为R，其余部分的电阻不计。在整个导轨所在的平面内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。开始时，两导体棒均在导轨上静止不动，某时刻给导体棒以水平向右的初速度，则（ ）
A. 导体棒刚获得速度时受到的安培力大小为
B. 导体棒、速度会减0
C. 两导体棒运动的整个过程中产生的热量为
D. 当导体棒的速度变为时，导体棒的加速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．导体棒ab刚获得速度v0时产生感应电动势
感应电流为
安培力为
联立可得
故A错误；
B．运动过程中，两导体棒系统动量守恒，有
可得最终两棒速度为
故B错误；
C．两导体棒运动的整个过程中产生的热量为机械能的损失
故C错误；
D．由动量守恒可得
解得
导体棒ab产生的电动势为
导体棒cd产生的电动势为
两电动势反向，则总电动势为
感应电流为
安培力为
联立可得
则导体棒cd的加速度大小为
故D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈上会由于涡流产生大量热量，从而冶炼金属
B. 乙图中，摇动手柄使蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且和磁铁转得一样快，这是电磁驱动现象
C. 丙图中，浙江交通之声广播FM93发射的电磁波调制方式为调频
D. 丁图中，磁电式电流表线圈的铝框骨架在指针偏转时起到了电磁阻尼的作用
【答案】CD
【解析】
【详解】A．真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生交变磁场，被冶炼的金属中产生涡流，产生大量的热，从而冶炼金属。故A错误；
B．由电磁驱动原理可知图乙中，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。故B错误；
C．浙江交通之声广播FM93发射的电磁波调制方式为调频。故C正确；
D．磁电式电流表的指针偏转时，会带动铝框转动，铝框中会产生感应电流，从而受到安培力阻碍铝框的运动，起到电磁阻尼的作用。故D正确。
故选CD。
10. 如图所示，垂直纸面向外的正方形匀强磁场区域内，有一个位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别沿两个方向以v、4v的速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的过程中（ ）
A. 导体框ad边两端电势差之比为1:1
B. 通过导体框截面的电荷量之比为1:1
C. 导体框中产生的焦耳热之比为1:4
D. 导体框中产生的感应电流方向相同
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．设导体框的边长为L，以速度v向上匀速拉出磁场时，由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可得，导体框ad边两端电势差为
以4v的速度向右匀速拉出磁场时，导体框ad边两端电势差为
则
故A错误；
B．通过导体框截面的电荷量为
由闭合电路欧姆定律可得
由法拉第电磁感应定律可得
解得
可知q与速度无关，通过导体框截面的电荷量相同，故B正确；
C．以速度v匀速拉出磁场时，导体框中产生的焦耳热为
解得
可知速度越大，焦耳热越多，则
故C正确；
D．两次运动中穿过导体框的磁通量均减小，根据楞次定律知，导体框中产生的感应电流方向相同，都是逆时针方向，故D正确。
故选BCD。
11. 如图所示为某种质谱仪的工作原理示意图。此质谱仪由以下几部分构成：粒子源N，P、Q间的加速电场，静电分析器，磁感应强度为B的有界匀强磁场、方向垂直纸面向外，胶片M。若静电分析器通道中心线半径为R，通道内有均匀辐射电场，在中心线处的电场强度大小为E；由粒子源发出一质量为m、电荷量为q的正离子（初速度为零，重力不计），经加速电场加速后，垂直场强方向进入静电分析器，在静电分析器中，离子沿中心线做匀速圆周运动，而后由S点沿着既垂直于磁分析器的左边界，又垂直于磁场方向射入磁分析器中，最终打到胶片上的某点。下列说法正确的是（ ）
A. P、Q间加速电压为ER
B. 离子在磁场中运动的半径为
C. 若一质量为4m、电荷量为q正离子加速后进入静电分析器，离子不能从S射出
D. 若一群离子经过上述过程打在胶片上同一点，则这些离子具有相同的比荷
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】AB．直线加速过程，根据动能定理得
qU＝mv2
电场中偏转过程，根据牛顿第二定律得
qE＝m
在磁场中偏转过程，根据牛顿第二定律得
qvB＝m
解得
U＝ER，r＝＝
故A正确，B错误；
C．只要满足
R＝
所有粒子都可以在弧形电场区通过，故C错误；
D．由
r＝
可知，打到胶片上同一点的粒子的比荷一定相等，故D正确。
故选AD。
12. 如图所示，匀强磁场垂直于平面向里，轴和轴是磁场的边界，是轴上与距离为的一点。一质量为、电荷量为的质子从轴上的点以初速度垂直于轴方向射入磁场，质子能够打到轴上的点，此时速度方向与轴正方向成角；若质子在轴上的入射点右移，当入射点在点（点没有画出）右侧时，在入射速度大小不变的前提下，无论怎样调整的方向，质子都不能打到点。下面说法正确的是（ ）
A. 质子在磁场中运动的半径为
B. 匀强磁场的磁感应强度大小为
C. 之间距离为
D. 从点射入到恰好打到点时，射入速度与轴正方向成
【答案】BC
【解析】
【详解】A．粒子运动轨迹如图，根据几何关系
解得质子在磁场中运动的半径为2L，故A错误；
B．根据
解得
故B正确；
C．当入射点在点（点没有画出）右侧时，在入射速度大小不变的前提下，无论怎样调整的方向，质子都不能打到点，说明PN连线为对应圆弧的直径，之间距离为
故C正确；
D．从点射入到恰好打到点时，设射入速度与轴正方向成角，根据几何关系可知，与互余，则
不是30°，则射入速度与轴正方向夹角不是60°，故D错误。
故选BC。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，用它可以检测磁场及其变化，图甲为使用霍尔元件测量通电直导线产生磁场的装置示意图，由于磁芯的作用，霍尔元件所处区域磁场可看做匀强磁场，测量原理如乙图所示，直导线通有垂直纸面向里的电流，霍尔元件前、后、左、右表面有四个接线柱，通过四个接线柱可以把霍尔元件接入电路，所用器材已在图中给出并已经连接好电路。
（1）制造霍尔元件的半导体参与导电的自由电荷带负电，电流从乙图中霍尔元件右侧流入，左侧流出，霍尔元件______（填“前表面”或“后表面”）电势高；
（2）已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为e，霍尔元件的厚度为h。为测量霍尔元件所处区域的磁感应强度B，根据乙图中所给的器材和电路，还必须测量的物理量有______（写出具体的物理量名称及其符号），计算式B=______。
【答案】 ①. 后表面 ②. 电压表示数U，电流表示数I ③.
【解析】
【详解】（1）[1]磁场是直线电流产生，根据安培定则，磁场方向向下；电流向左，根据左手定则，安培力向外，载流子是负电荷，故前表面带负电，后表面带正电，故后表面电势较高。
（2）[2][3]设前后表面的厚度为d，最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡有：
根据电流微观表达式，有：
联立解得：
因此还必须测量的物理量有：电压表读数U，电流表读数I。
14. 如图是“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验电路图。小明在某次实验中，当伏特表示数V时，在开关K断开与闭合时，伏特表的示数分别V和V，已知原副线圈匝数分别匝和匝。实验过程操作规范正确。
（1）下列说法正确的是____________（多选）
A．该变压器为理想变压器
B．小于的可能原因是线圈存在电阻
C．的主要原因是变压器使用过程中有能量损耗
D．若以为原线圈、为副线圈，输入和输出电压分别为、，则有
（2）小明利用多用电表粗测副线圈的电阻。测量前先把两支表笔直接接触，调整欧姆调零旋钮，使指针指向表盘的________________（选填“电流”或“电阻”）零刻度。测量时指针位置如图所示，则线圈电阻约为____________Ω。
（3）小明为了进一步精确测量副线圈的电阻，设计的部分电路如图所示，为了绘制尽可能完整的伏安特性图线，还需连接的导线是____________（选填“ab”、“be”或“ce”），开关闭合前，滑动变阻器滑片应置于____________（选填“左”或“右”）端。测得线圈上一组电流、电压数据并得到如图所示的伏安特性图线。若将该线圈接在电压为4V的交流电源两端，则通过线圈的电流____________0.18A（选填“＞”、“＝”或“＜”）
【答案】 ①. BC##CB ②. 电阻 ③. 22 ④. ab ⑤. 左 ⑥. ＜
【解析】
【详解】（1）[1]A．由题可得
因此，该变压器不满足理想变压器原副线圈比与匝数比之间的关系，因此不是理想变压器，故A错误；
B．开关K闭合后,副线圈中电流增大，相应原线圈内电流增大，但小于，因此线圈存在电阻，使得线圈电阻分压增多，故B正确；
C．变压器不是理想变压器，线圈存在电阻，因此
即
故C正确；
D．变压器使用过程中有能量损耗，若以为原线圈、为副线圈，输入和输出电压分别为、，则有
即
故D错误；
故选BC。
（2）[2]使用多用电表测量电阻前，把两支表笔直接接触，调整欧姆调零旋钮，使指针指向表盘的电阻零刻度。
[3]多用电表读数时，欧姆挡调在了“”档，指针指在，因此线圈电阻约为
（3）[4]此电路图的要求为“绘制尽可能完整的伏安特性图线”，即需要选用滑动变阻器的分压式接法，测量电阻电路需要与滑动变阻器的上支路连接，因此需要连接的导线是“ab”。
[5]开关闭合前，需要保证测量电路的安全，即需要测量电路被短路，因此滑动变阻器滑片位置应置于左端。
[6]由线圈的伏安特性图线可知，线圈接在4V的直流电源两端，流过线圈的电流为0.18A，若接在电压为4V的交流电源两端，线圈发生自感产生感应电流，感应电流的方向阻碍原电流的变化，因此通过线圈的电流小于0.18A。
15. 在空间中足够大的范围内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，某时刻，置于其中的闭合矩形线圈abcd的ab边与磁场平行，bc边与磁场垂直，如图所示。线圈匝数为n、总电阻为R、边长、。线圈绕ad边以角速度逆时针（从上往下看）转动。求：
（1）转动至图示位置时，线圈中感应电流的大小和方向；
（2）由图示位置转过的时间内，线圈中平均感应电动势的大小；
（3）线圈产生的热功率。
【答案】（1）； abcda（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）绕ad边转动至图示位置时，线圈中感应电动势
感应电流的大小为
由楞次定律可得电流方向为abcda。
（2）由图示位置转过的时间内，线圈中平均感应电动势
（3）线圈的热功率
16. 如图所示，发电机发出的是正弦交流电，电压的瞬时值表达式为，用户端的电压，两条导线的总电阻。
（1）求用户得到的功率；
（2）求输电线上损失的功率；
（3）根据已有知识说明在远距离输电中，减少输电线路功率损失的两种方法。
【答案】（1）2200W;（2）100W;（3）见解析
【解析】
【详解】（1）发电机发出的正弦交流电的电压有效值
输电线上损失的电压
输电线上的电流
用户得到的功率
（2）根据
得
（3）根据，知输电线上损失的功率大小与电流大小和输电线的电阻有关，即减小输电线上的电流、减小输电线的电阻，可减少损失的功率；根据可知，在输电功率一定的情况下，增大输电电压可以减小输电电流；根据可知，在输电距离一定的情况下，选用电阻率小的金属材料（例如用铜、铝来制作导线）、可以减小输电线的电阻。
17. 如图，两条平行的光滑金属轨道MN、PQ与水平面成θ角固定，轨距为d。P、M间接有阻值为R的电阻，质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其有效阻值为R。空间存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，现从静止释放ab。若轨道足够长且电阻不计，重力加速度为g，求：
（1）ab运动的最大速度；
（2）当ab具有最大速度时，ab消耗的电功率P；
（3）为使ab向下做匀加速直线运动，加速度大小为a，在ab中点施加一个平行于轨道且垂直于ab的力F，推导F随时间t变化的关系式。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）ab具有最大速度时，处于平衡状态，受力分析如下图，由平衡条件可得
由闭合电路欧姆定律可得
解得
（2）由电功率公式
得
（3）ab向下做匀加速直线运动时，设F沿斜面向下，做匀加速直线运动的加速度大小为a，受力分析如下图，由牛顿运动定律
而
联合解得
可见F的大小随时间t呈线性变化。
18. 利用偏转电场和偏转磁场都可以实现对含有带电离子和中性粒子的混合粒子束的剥离。混合粒子束中的带电离子包含动能为、、的三种正离子，所有离子电荷量均为q，质量均为m。如图甲所示，水平平行极板间电压为U，间距为d，极板间电场是偏转电场，混合粒子束平行于极板射入偏转电场后，带电离子被极板吞噬，中性粒子沿初速度方向运动。如图乙所示，竖直放置的吞噬板MN长度为2d，MN所在竖直线右边是偏转磁场，混合粒子束宽度为d，从紧贴M端射进入偏转磁场，速度垂直于MN，经磁场偏转后，带电离子被吞噬板吞噬，中性粒子沿初速度方向运动。不计混合粒子重力。
（1）动能为Ek的离子是从初速度为零开始在电势差为U0的两点间加速获得动能，求U0；
（2）求离子在偏转电场中运动的最长时间t和偏转电场极板的最短长度L；
（3）求偏转磁场磁感应强度大小B的的取值范围。
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）根据动能定理有
两点间的电势差为
（2）所有打在极板上的离子中，运动的时间最长的离子偏转距离为，离子在水平平行极板间做类平抛运动，有
加速度为
离子在偏转电场中运动的最长时间为
要使所有离子都能被极板吞噬，上极板左边缘进入的动能为的离子要恰好打到下极板的右边缘。此过程离子水平飞行的距离即为极板最短长度，根据
偏转电场极板的最短长度为
（3）粒子束中从上边缘进入磁场且动能为的离子到达吞噬板上边缘时，半径最小，磁感应强度最大，根据洛伦兹力提供向心力
且
可得磁感应强度的最大值为
粒子束中从下边缘进入磁场且动能为的离子到达吞噬板下边缘时，半径最大，磁感应强度最小，此时
可得磁感应强度的最小值为
综上所述，磁感应强度的取值范围为
相关试卷
山东省济宁市第一中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版）： 这是一份山东省济宁市第一中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版），文件包含山东省济宁市第一中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题原卷版docx、山东省济宁市第一中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共31页， 欢迎下载使用。
山东省东营市利津县高级中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版）： 这是一份山东省东营市利津县高级中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版），文件包含山东省东营市利津县高级中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题原卷版docx、山东省东营市利津县高级中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共28页， 欢迎下载使用。
山东省日照市五莲中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版）： 这是一份山东省日照市五莲中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版），文件包含山东省日照市五莲中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题原卷版docx、山东省日照市五莲中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共33页， 欢迎下载使用。
