福建省南安市侨光中学2023-2024学年高二下学期4月月考物理试题（原卷版+解析版）

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（考试时间90分钟，总分100分）
一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求，选对的得4分，选错或不选的得0分）
1. 如图所示，一根通电金属直棒置于光滑的斜面上，金属棒与斜面底边平行，电流方向从。现在在金属棒周围加上匀强磁场，释放金属棒后，下列四种情况中金属棒能保持静止的是（ ）
A. B. C. D.
2. 如图所示，将两端刮掉绝缘漆的导线绕在一把锉刀上，一端接上电池（电池另一极与锉刀接触），手执导线的另一端，在锉刀上来回划动，由于锉刀表面凹凸不平，回路不停通、断电产生电火花。则（ ）
A. 产生电火花的主要原因是电池放电
B. 导线端划动的方向决定了自感电动势的方向
C. 锉刀采用什么材料制成对实验没有影响
D. 如导线端只向一个方向划动，也能产生电火花
3. 为了测量列车运行的速度和加速度大小，可采用如图甲所示的装置，它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成（电流测量记录仪未画出）。当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，P、Q为接测量仪器的端口。若俯视轨道平面时强磁体的磁场垂直地面向里（如图乙），则在列车经过测量线圈的过程中，流经线圈的电流方向为（ ）
A. 始终沿逆时针方向B. 先沿顺时针，再沿逆时针方向
C. 先沿逆时针，再沿顺时针方向D. 始终沿顺时针方向
4. 如图，回旋加速器所接的电源保持不变，将其先后置于两个不同的匀强磁场中，磁感应强度，方向均垂直于盒面向下。同一带电粒子均从加速器的中心由静止开始运动，设粒子两次在加速器中获得的最大速度分别为和，在电场中加速的次数分别为和，不计粒子重力，则（ ）
A. ，B. ，C. ，D. ，
5. 如图；粗细均匀的正方形金属线框MNPQ，边长为1m；每边电阻均为1Ω，固定在磁感应强度为1T的匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直。现将MQ两端通过导线与电动势为3V、内阻不计的直流电源连接，则金属线框受到的安培力大小为（ ）
A 0B. 1NC. 3ND. 4N
6. 如图甲所示，两条平行虚线间存在方向与纸面垂直的匀强磁场，一边长为0.2m、总电阻为0.1Ω的正三角形导线框abc位于纸面内且bc边与磁场边界垂直．已知导线框始终向右做匀速直线运动，bc边在t＝0时刻进入磁场，线框中感应电流随时间变化的图线如图乙所示，规定顺时针方向为感应电流的正方向．下列说法正确的是（ ）
A. 磁感应强度方向垂直纸面向里
B. 匀强磁场的磁感应强度大小为0.1T
C. 导线框运动的速度大小为0.2m/s
D. 导线框运动过程中受到最大安培力大小为0.15N
二、双项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中有两项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）
7. 如图为研究断电自感现象的电路图，其中为定值电阻，小灯泡的电阻为R，线圈的自感系数为L、直流电阻为．电路接通并达到稳定状态后，断开S，可以观察到灯泡先闪亮一下再逐渐熄灭，但闪亮现象并不明显．下列措施可使闪亮现象更明显的是
A. 撤去自感线圈中的铁芯
B. 换用阻值更大的定值电阻
C. 换用阻值更大的小灯泡
D. 换用更小、但L不变的线圈
8. 如图，直线PQ上方有垂直纸面向里的匀强磁场；电子1从磁场边界上的a点以速度v1垂直PQ射入磁场；经时间t1从b点离开磁场。电子2也从a点与PQ成θ=30°方向以速度v2射入磁场；经时间t2也从b点离开磁场，则（ ）
A. B. C. D.
9. 如图，空间中同时存在着水平向右的匀强电场和水平方向的匀强磁场，磁场方向与电场方向垂直。一带电微粒在该区域刚好能沿直线ab向上运动，则微粒（ ）
A. 带正电B. 做匀速直线运动
C. 在运动过程中电势能减少D. 在运动过程中机械能减少
10. 如图甲为电动汽车无线充电原理示意图，M为受电线圈，N为送电线圈．图乙为受电线圈M内部示意图，线圈匝数为n、电阻为r、横截面积为S，a、b两端连接车载变流装置，磁场平行于线圈轴线向上穿过线圈.下列说法正确的是（ ）
A. 当线圈N接入恒定电流时，不能为电动汽车充电
B 当线圈N接入正弦式交变电流时，线圈M两端产生恒定电压
C. 当线圈M中的磁感应强度增加时，a端电势比b端高
D. 充电时，△t时间内线圈M中磁感应强度大小增加△B，则M两端电压恒为
三、填空、实验题（本题共4小题，第11、12、13题各4分，第14题8分，共20分）
11. 如图所示，金属棒两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中。棒中通以由向的电流，平衡时两悬线与竖直方向的夹角均为。如果只将通过棒中的电流变大，则将________；如果只将金属棒质量变大，则将________。（均选填“变大”、“变小”或“不变”）
12. 如图所示，表示一块非常薄的金属板，带电粒子（不计重力）在匀强磁场中运动并穿过薄金属板，虚线表示其运动轨迹，由图可知粒子带_______（选填“正电荷”或“负电荷”）；粒子穿越金属板后，轨迹半径_______。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
13. 一圆盘发电机的结构如图所示。铜盘安装在水平的铜轴上，整个铜盘处于垂直于盘面的匀强磁场中，两块铜片、分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为，匀强磁场的磁感应强度为，回路的总电阻为，从左向右看，铜盘以角速度沿顺时针方向匀速转动。则点电势_______点电势（选填“>”、“<”或“=”）；回路中感应电流的大小为______。
14. 甲、乙、丙三位同学分别利用如图所示的装置进行电磁感应现象的探究。
（1）如图a，甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中同样能使指针向右偏转的有_______。
A. 闭合开关
B. 开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动
C. 开关闭合时将A线圈从B线圈中拔出
D. 开关闭合时将A线圈倒置再重新插入B线圈中
（2）如图b所示，乙同学在研究电磁感应现象时，将一线圈两端与电流传感器相连，强磁铁从长玻璃管上端由静止下落，电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流随时间变化的图像，时刻电流为0，如图c所示。下列说法正确的是（ ）
A. 在时刻，穿过线圈磁通量的变化率为0
B. 在到时间内，强磁铁加速度大于重力加速度
C. 强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力先向上后向下
D. 在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加
（3）丙同学设计了如图d所示的实验装置，其中R为光敏电阻（其阻值与光照强度呈负相关），轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管左侧。当光照增强时，从左向右看，金属环A中电流方向为______（选填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将______（选填“向左”或“向右”）运动。
四、计算题（本题共4小题，每题10分，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的，答案中有单位的必须明确写出数值的单位）
15. 如图，质量m=0.2kg、长度L=1.0m的水平导体棒MN，用两根劲度系数均为k=100N/m的竖直绝缘轻弹簧悬挂起来，导体棒置于水平向里的匀强磁场中．当导体棒中通以大小为I=5A的电流，并处于静止时，两弹簧恰好都恢复到原长状态．（重力加速度g取10m/s2）
(1)求匀强磁场磁感应强度B的大小；
(2)欲使导体棒下移1.5cm后能重新处于静止状态，应当通入什么方向、多大的电流．

16. 如图所示，匀强磁场中有一个用软导线制成的单匝闭合线圈，线圈平面与磁场垂直。已知线圈的面积S=0.3m2、电阻R=0.6Ω，磁场的磁感应强度B=0.2T。现同时向两侧拉动线圈，线圈的两边在时间内合到一起。求线圈在上述过程中
（1）感应电动势的平均值；
（2）通过导线横截面的电荷量q。
17. 如图，两根相距且足够长的光滑平行金属导轨、倾斜固定放置，与水平面成，顶端接一阻值为的电阻，轨道平面内有磁感应强度为的匀强磁场，方向垂直轨道平面向上。现有一质量为、电阻为的金属杆与金属导轨垂直，以一定初速度从导轨底端沿导轨向上运动。已知金属杆与导轨始终接触良好，导轨电阻不计，重力加速度为。
（1）求杆刚开始运动时的加速度大小；
（2）若已知杆上升的最大高度为，求该上升过程中电阻产生的热量。
18. 如图，直角坐标系的第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ象限内分布有垂直纸面向里的匀强磁场，其中第Ⅰ象限内的磁感应强度大小为，第Ⅲ、Ⅳ象限内的磁感应强度大小未知，第Ⅱ象限内分布有沿轴负方向的匀强电场。一带正电的粒子（不计重力）从轴上的点，以速度沿与轴负方向成角射入第Ⅰ象限内，从点垂直轴进入匀强电场，经轴上的点进入下方的磁场中，一段时间后再次经过A点，且速度方向与相同。求：
（1）粒子的比荷；
（2）电场的场强的大小；
（3）磁感应强度的大小。