安徽省泗县第一中学2023-2024学年高三下学期4月月考物理试题（原卷版+解析版）

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一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中只有一项是符合要求的。
1. 下列四幅图关于各物理量方向的关系中，正确的是（ ）
A. B.
C. D.
2. 如图，完全相同的电源、导体棒ab和平行金属导轨形成闭合回路放入磁感应强度大小相等的匀强磁场。甲、乙中导轨平面水平，丙中导轨与水平面成角。甲、丙中磁场方向均垂直导轨平面向上，乙中磁场方向与水平面成角。图中导体棒均静止，则（ ）
A. 甲图导体棒对导轨压力最大B. 乙图导体棒对导轨压力最小
C. 乙图轨道对导体棒的摩擦力最大D. 丙图轨道对导体棒的摩擦力可能为零
3. 图中关于磁场中的四种仪器的说法正确的是（ ）
A. 甲图中要使粒子获得的最大动能增大，可以增大交变电流的电压
B. 乙图中不改变质谱仪各区域的电场、磁场时击中光屏同一位置的粒子比荷不同
C. 丙图是载流子为负电荷的霍尔元件，通上如图所示电流和加上如图磁场时N侧电势高于M侧
D. 丁图长宽高分别为a、b、c的电磁流量计加上如图所示磁场，若流量Q恒定，则前后两个金属侧面的电压与a、b均无关
4. 如图所示，水平放置绝缘桌面上有一个金属环，圆心的正上方有一条形磁铁，若条形磁铁水平向右运动，下列说法正确的是（ ）
A. 环的磁通量变大
B. 环有收缩的趋势
C. 环对桌面压力变小
D. 环所受的摩擦力方向水平向右
5. 如图，光滑平行金属导轨固定在水平面上，左端由导线相连，导体棒垂直静置于导轨上构成回路。在外力F作用下，回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运动。在匀速运动过程中外力F做功，磁场力对导体棒做功W1，磁铁克服磁场力做功W2，重力对磁铁做功，回路中产生的焦耳热为Q，导体棒获得的动能为。则（ ）
A. W1=QB. W2=Q
C. D.
6. 如图甲所示，横截面积，匝数匝，电阻的线圈，沿线圈轴向有匀强磁场，设图示磁场方向为正向，磁感应强度随图乙规律变化，则0~2.0s内（ ）
A. 磁通量的变化量为0.004WbB. 磁通量的变化率为0.2Wb/s
C. a点的电势比b点的电势低0.2VD. 在a、b间接一个理想电流表时，电示数为0.4A
7. 如图所示，有一宽为2L的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里。现有一边长为L、粗细均匀的正方形金属线框MNPQ，以恒定速度穿过磁场区域。在运动过程中，金属线框MN边始终与磁场区域边界平行，取MN边刚进入磁场为计时起点，规定逆时针方向为电流正方向，则在下列选项中，能正确反映线框中感应电流以及MN两点间电势差随时间变化规律的是（ ）
A. B.
C D.
8. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场B中，将一根水平放置的金属棒ab以某一水平速度v0抛出，不计空气阻力，金属棒在运动过程中始终保持水平且未离开磁场区域，下列说法正确的是（ ）
A. a点电势比b点电势高
B. 金属棒中的感应电动势越来越大
C. 单位时间内ab扫过的曲面中的磁通量不变
D. 金属棒在运动过程中机械能越来越小
二、多项选择题：本题共2小题、每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。
9. 如图所示为一半径为R圆形区域匀强磁场，在A点沿半径方向射入一速率为v的带电粒子，带电粒子从B点飞出磁场，速度偏角为60°，不考虑带电粒子的重力，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子带正电B. 粒子运动的轨迹半径为
C. 粒子的比荷为D. 粒子在磁场中运动的时间为
10. 如图甲所示，固定在同一绝缘水平面上的两根平行光滑金属导轨，两导轨间的距离，左端接有阻值的定值电阻，一根质量、电阻。长度也为的金属棒ab跨接在导轨上，形成闭合回路。空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小。ab棒在外力F的作用下沿着导轨运动的图像如图乙所示。导轨的电阻忽略不计，且运动过程中金属棒始终与导轨垂直。下列说法正确的是（ ）
A. 0~3s内通过ab棒的电荷量为3CB. 0~3s内外力F的冲量大小为
C. 3s~6s内ab棒两端电压为3VD. 3s~6s内回路产生的焦耳热为18J
三、非选择题（本题共4小题，共58分）
11. 为探究影响感应电流方向的因素，同学们做了如下的实验。
（1）小明同学用如图甲实验装置“探究影响感应电流方向的因素”，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。
①将条形磁铁按如图甲方式S极向下匀速插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图乙所示。请在图乙中标出螺线管中的感应电流方向。_____
②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”）。
③接上面的①，将条形磁铁从螺线管中抽出时，电流表的指针向_________ （ 填“左”或“右”）偏转。
④关于该实验，下列说法正确是_____
A．必须保证磁体匀速运动，灵敏电流计指针才会向右偏转
B．将磁体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小
C．将磁体的N、S极对调，并将其向上抽出，灵敏电流计指针仍向右偏转
D．将磁体N、S极对调，并将其向下插入，灵敏电流计指针仍向右偏转
（2）小宁同学用如图所示的器材研究感应电流的方向。
①在给出的实物图中，用笔线代替导线将实验仪器连成完整的实验电路。_________
②将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，则保持开关闭合，以下操作中也能使电流计右偏的是_________
A．插入铁芯
B．拔出线圈A
C．将滑动变阻器的滑片向左移动
D．将滑动变阻器的滑片向右移动
③写出闭合导体回路中产生感应电流的条件：______________________
（3）小齐设计了一种延时继电器：如图 2所示是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A和电源连接，线圈B与直导线构成一个闭合回路。弹簧K与衔铁D相连，D的右端触头C连接工作电路（未画出）。开关S闭合状态下，工作电路处于导通状态。S断开瞬间，延时功能启动，此时直导线中电流方向为______ （填写“a到b”或“b到a”）。
12. 如图所示，在竖直平面内有一个半径为R，质量为M的金属圆环，圆环平面与纸面平行，圆环恰好有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁场的水平边界与圆环相交于P、Q点，用绝缘轻绳把放在斜面上的滑块通过定滑轮与圆环相连。当圆环中通有逆时针方向大小为I的电流时，滑块保持静止。已知斜面倾角为30°，斜面和滑轮均光滑，重力加速度为g。求：
（1）滑块的质量m；
（2）若剪断细线，求剪断细线瞬间圆环的加速度大小。
13. 如图所示，在直角坐标系xOy的第一象限中分布着沿y轴负方向的匀强电场，。在第四象限中分布着方向垂直于纸面向里的匀强磁场，。一个质量为m、电荷量为的微粒，在A点以初速度平行x轴正方向射入电场区域，然后从电场区域进入磁场，又从磁场进入电场，并且先后只通过x轴上的P点和Q点各一次。已知该微粒的比荷为，微粒重力不计。
（1）求微粒到P点时的速度；
（2）求出微粒由A至Q所用的时间。
14. 如图所示，MN、PQ是两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距，导轨所在平面与水平面的夹角，M、P间接有的电阻。范围足够大的匀强磁场垂直导轨所在平面向上，磁感应强度大小。长度与导轨间距相等、质量、阻值的金属棒放在两导轨上，在大小为1.8N、方向平行于导轨向上的恒定拉力F作用下，从静止开始向上运动。已知金属棒与导轨始终垂直并保持良好接触，导轨足够长且电阻不计，取重力加速度大小。
（1）当金属棒的速度大小时，求金属棒的加速度大小a；
（2）金属棒向上位移大小前，已经进入匀速运动状态，求匀速时的速度大小；
（3）求金属棒从开始运动到位移大小为的过程中R上产生的焦耳热。