福建省龙岩第一中学2024-2025学年高二上学期第三次月考（12月）物理试题

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一、单选题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的4个选项中，只有一个选项符合题目要求。）
1．如图所示，直导线ab与圆线圈的平面垂直且隔有一小段距离，其中直导线固定，线圈可自由运动，当同时通有图示方向电流时，从左向右看，线圈将( )
A．不动B．顺时针转动，同时靠近导线
C．逆时针转动，同时离开导线D．逆时针转动，同时靠近导线
2．如图所示,有一个正方形的匀强磁场区域abcd,e是ad的中点,f是cd的中点,如果在a点沿对角线方向以速度v射入一带负电的粒子,最后粒子恰好从e点射出,则 （ ）
A．如果粒子的速度增大为原来的二倍,将从d点射出
B．如果粒子的速度增大为原来的二倍,将从f点射出
C．如果粒子的速度不变,磁场的磁感应强度变为原来的二倍,也将从d点射出
D．只改变粒子的速度使其分别从e、d、f点射出时,从e点射出所用时间最短
3．电磁场与现代高科技密切关联，并有重要应用。对以下说法正确的是（ ）
A．图甲的速度选择器能使速度大小的粒子沿直线匀速通过，P→Q和Q→P均可使用
B．图乙的磁流体发电机正常工作时电流方向为b→R→a
C．图丙为回旋加速器，若增大D形盒狭缝之间的加速电压U，则粒子射出加速器时的最大动能增大
D．图丁为霍尔元件，若载流子带负电，稳定时元件左侧的电势低于右侧的电势
4．空间中有垂直于纸面的匀强磁场。场中有三角形，其中，。某时刻，两个不计重力，电荷量绝对值相等、质量为的粒子和质量为的粒子分别从、两点开始运动。其中粒子的速率为，速度垂直于向上。粒子速度未知。两粒子恰好在各自第一次到达点时相遇。则粒子的速率为（ ）
A． B． C． D．
二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的4个选项中，有两项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。）
5．下列说法正确的是（ ）
A．图甲中装置可以利用导体棒左右运动研究磁场对通电导线的作用力方向
B．图乙中增大电子枪的加速电压，粒子在磁场中运动周期不变
C．图丙中真空冶炼炉利用冶炼炉中的涡流产生热量融化金属
D．图丁中一只小鸟站在一条通过500A电流的铜质裸导线上，小鸟不会被电死的原因是两爪之间的电压很小。
6．如图所示，a、b、c为三个被悬挂起的小金属圆环线圈，其中a位于螺线管左侧附近，b位于螺线管右侧附近，c位于螺线管中央的正上方，螺线管与电阻、电源以及开关串联组成一电路，当开关S闭合瞬间，忽略三环中感应电流之间的相互作用力，则a、b、c小金属圆环线圈（不考虑形变）的运动情况是（ ）
A．如果电源左边是正极，a向左摆动，b向左摆动，c向左摆动
B．如果电源左边是负极，a向右摆动，b向右摆动，c向右摆动
C．如果电源左边是正极，从左边看，a、b的电流方向均是逆时针，c的电流方向是顺时针
D．无论电源正极在左边还是右边，a向左摆动，b向右摆动，c不动
7．演示自感现象的实验电路图如图所示，线圈的自感系数较大，且使滑动变阻器接入电路中的阻值大于线圈直流电阻，A1、A2为两个完全相同的灯泡，下列判断正确的是（ ）
A．接通开关S，灯A1、A2立即变亮
B．接通开关S，灯A1逐渐变亮，灯A2立即变亮
C．接通开关S，待电路稳定后断开开关S，灯A1、A2逐渐熄灭
D．接通开关S，待电路稳定后断开开关S，灯A1逐渐熄灭，灯A2闪一下后逐渐熄灭
8．如图所示，光滑平行的金属轨道分水平段（左端接有阻值为的定值电阻）和半圆弧段两部分，两段轨道相切于和点，圆弧的半径为，两金属轨道间的宽度为，整个轨道处于磁感应强度为，方向竖直向上的匀强磁场中。质量为、长为、电阻为的金属细杆置于轨道上的处，。在时刻，给金属细杆一个垂直金属细杆、水平向右的初速度，之后金属细杆沿轨道运动，在时刻，金属细杆以速度通过与圆心等高的和；在时刻，金属细杆恰好能通过圆弧轨道的最高点，金属细杆与轨道始终接触良好，轨道的电阻和空气阻力均不计，重力加速度为。以下说法正确的是（ ）
A．时刻，金属细杆两端的电压为
B．时刻，金属细杆所受的安培力为
C．从到时刻，通过金属细杆横截面的电荷量为
D．从到时刻，定值电阻产生的焦耳热为
三、非选择题：共60分，其中第9-11题为填空题（每空1分，共7分），第12-13题为实验题（每空2 分，共14分），第14-16题为计算题（第14题11分，第15题14分，第16题14分）。
9．轻质细线吊着一边长L=1m、匝数n=1匝的正方形线圈，其总电阻R=1Ω。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图甲所示，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。求：
（1）线圈中产生的感应电动势的大小为 V，感应电流的方向
为 （选填“顺时针” 或“逆时针”）。
（2）t=6s时，磁场对线圈的作用力大小为 N。
10．如图所示，一线圈处于一均匀增强的磁场中，线圈匝数为n，横截面积为S，线圈电阻为R，磁感应强度随时间的变化率为k，磁场方向水平向右且与线圈平面垂直，电容器的电容为C，两个电阻的阻值均为2R。则电容器上极板带 （选填“正电”或“负电”），电容器所带的电荷量为 。
11．如图所示，桌面上放一只10匝线圈，线圈中心上方有一竖立的条形磁体。当磁体竖直向下运动时，穿过线圈的磁通量将 （选填“变大”或“变小”），线圈的面积有 （填“收缩”或“扩张”）的趋势。在上述过程中，穿过线圈的磁通量变化0.1Wb，经历的时间为0.5s，则线圈中的感应电动势为 V。
12．某物理探究小组选用图示器材和电路研究电磁感应规律。
（1）请用笔画线代替导线，将图中各器材连接起来，组成正确的实验电路 。
（2）把A线圈插入B线圈中，如果闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下，请完成下列填空：
①向右移动滑动变阻器滑片，灵敏电流计指针将向 （选填“左”或“右”）偏转；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，拔出线圈A中的铁芯，灵敏电流计指针将向 （选填“左”或“右”）偏转。
（3）根据实验结果判断，当穿过线圈B的磁通量变化时，产生的感应电流的磁场总是阻碍线圈B中磁通量的变化。
13．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电流计指针向左偏转，下列操作中也能使指针向左偏转的有________。
A．闭合开关
B．开关闭合时将A线圈从B线圈中拔出
C．开关闭合时，将滑动变阻器滑片向左滑动
(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，如图c所示，时刻电流为0。下列说法正确的是（ ）
A．在时刻，穿过线圈的磁通量的变化率为0
B．在到时间内，强磁铁的加速度小于重力加速度
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，从右向左看，金属环A中电流方向为 （填“顺时针”或“逆时针”），A将会 （填“向左”或“向右”）运动。
五、解答题
14．如图，足够长水平U形光滑导轨固定在地面上，电阻不计，左端连接电阻。质量、宽度、阻值的杆ab垂直放置在导轨上，匀强磁场的磁感应强度，方向竖直向上，现给杆ab一个向右的水平初速度1m/s，杆ab运动的过程中始终和导轨垂直。求：
(1)杆ab刚开始运动时，电阻R两端电压的大小；
(2)杆ab从开始运动到停下来，电阻R上产生的焦耳热。
15．如图所示，足够长的平行金属导轨MN、PQ平行放置，间距为L=3m，与水平面成θ=53°，导轨与固定电阻R1和R2相连，且R1=R2=2Ω。R1支路串联开关S，原来S闭合，匀强磁场垂直导轨平面斜向上。有一质量为m=1kg的导体棒ab与导轨垂直放置，接触面粗糙且始终接触良好，导体棒的电阻R也为2Ω.现让导体棒从静止释放沿导轨下滑，当导体棒运动达到稳定状态时速率为v=2m/s，此时整个电路消耗的电功率为12W。已知当地的重力加速度为g，导轨电阻不计。求：
(1)在上述稳定状态时，导体棒ab中的电流I和磁感应强度B的大小；
(2)如果导体棒从静止释放沿导轨下滑x=1m距离后运动达到稳定状态，在这一过程中回路产生的焦耳热；
(3)断开开关S后，导体棒沿导轨下滑一段距离d后，通过导体棒ab的电量为q=3C，求这段距离d。
16．如图，Ⅰ为半径为R的匀强磁场区域，圆心为O，在圆心正下方S处有一粒子发射源，均匀地向圆内各方向发射质量为m，电荷量为q，速率为v0的带正电粒子，每秒钟共N个，其中射向O点的粒子恰好从C点射出；Ⅱ为由平行板电容器形成的匀强电场区域，上极板带正电，下极板接地，极板长度为L，极板间距为2R，场强；Ⅲ为宽度足够的匀强磁场区域，磁感应强度与Ⅰ相同。在Ⅲ区域的右侧竖直固定有平行板电容器，右极板带正电，左极板接地，AB为左极板上长度为的窄缝（窄缝不影响两极板间电场），电容器两极板电压为，O、C、A三点连线过Ⅱ区域轴线，不计粒子重力，各磁场方向如图所示，重力加速度为g。
(1)Ⅰ区域磁感应强度的大小。
(2)若在Ⅱ区域加匀强磁场可使射入的粒子做直线运动，求所加磁场磁感应强度的大小和方向。
(3)在Ⅱ区域的最右侧紧贴下极板放置长度为R的粒子收集板PQ，求每秒收集到的粒子数。龙岩一中2026高二上学期第三次月考物理参考答案
1．D
2．A 【详解】如图所示，根据几何关系可以看出，当粒子从d点射出时，轨道半径增大为原来的二倍，由半径可知，速度也增大为原来的二倍，选项A正确，选项B、C错误；由粒子的周期，可见粒子的周期与速度无关，在磁场中的运动时间取决于其轨迹圆弧所对应的圆心角，所以从e、d射出时所用时间相等，从f点射出时所用时间最短，选项D错误；故选A．
3．D 【详解】A．假设粒子带正电，从P→Q运动时，受向下的电场力及向上的洛伦兹力，二力平衡时粒子做匀速直线运动 当粒子从Q→P时，受电场力向下，洛伦兹力向下，合力不会为零，粒子不能做直线运动，所以只适合P→Q，故A错误；
B．根据左手定则可判断，正电荷受洛伦兹力向上，负电荷受洛伦兹力向下，P的电势高，Q电势低，电流方向为a→R→b，故B错误；
C．设D型盒的半径为R，粒子离开时速度为v，磁感应强度为B，粒子质量为m，电荷量为q，根据牛顿第二定律得 最大动能与加速电压无关，故C错误；
D．根据左手定则可判断负电荷受洛伦兹力向左，所以，左侧电势低，右侧电势高，D正确。
4．C 【详解】对a粒子运到到P点时，MP是粒子圆周运动的弦长，故其中垂线和在M点的速度垂线交与MN的中点A，即为a粒子的圆周运动的圆心，几何关系可知，a粒子扫过的圆心角为120，设NP边长L，故ra=L，由所以a粒子在磁场中运动时间因为b粒子运动时间和a相同，设b粒子扫过的圆心角为，则其在磁场中运动时间可得故b粒子的轨迹如图，圆心在PN的中点B
几何关系可知由洛伦兹力提供向心力可得
得联立解得故C正确，ABD错误；
5．BD 【详解】A．甲图探究产生感应电流的条件，故A错误；
B．粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有又得可见增大电子枪的加速电压，粒子在磁场中运动周期不变，故B正确；
C．丙图是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，在冶炼炉内金属中产生涡流，产生大量热量，故C错误；
D．小鸟两爪的距离很小，所以两爪之间的电压很小，不会被电死，故D正确。
6．CD 【详解】ABD．当开关S闭合瞬间，穿过线圈的磁通量增大，根据“来拒去留”可知，无论电源正极在左边还是右边，a向左摆动，b向右摆动，c不动，故AB错误，D正确；
C．如果电源左边是正极，a处磁场方向向右，b处磁场方向向右，c处磁场方向向左，根据楞次定律，从左边看，a、b的电流方向均是逆时针，c的电流方向是顺时针，故C正确。
7．BD 【详解】AB．接通开关S瞬间，灯A2立即变亮，而线圈L产生自感电动势，根据楞次定律可知，自感电动势阻碍电流的增大，使得该支路中电流逐渐增大，所以闭合开关的瞬间，灯A1逐渐变亮，故A错误，B正确；
CD．接通开关S，待电路稳定后断开开关S，原来通过灯A2的电流立即消失，线圈L产生自感电动势，相当于电源，两灯串联，由于滑动变阻器接入电路中的阻值大于线圈直流电阻，原来电路稳定后通过灯A1的电流大于通过灯A2的电流，故灯A1逐渐熄灭，灯A2闪一下后逐渐熄灭，故C错误，D正确。
8．CD 【详解】A．时刻，金属细杆产生的感应电动势
金属细杆两端的电压 故A错误；
B．时刻，金属细杆的速度与磁场平行，不切割磁感线，不产生感应电流，所以此时，金属细杆不受安培力，故B错误；
C．从到时刻，电路中的平均电动势回路中的电流
在这段时间内通过金属细杆横截面的电荷量解得故C正确；
D．设金属细杆恰好通过圆弧轨道的最高点的速度为，对杆受力分析，由牛顿第二定律可得解得从到时刻，据功能关系可得，回路中的总电热定值电阻产生的焦耳热解得故D正确。
9． 0.05 逆时针 0.04
10． 正电
11． 变大 收缩 2
12． 左 右
（2）①[2]把A线圈插入B线圈中，如果闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下，可知当穿过B线圈的磁通量增加时，灵敏电流计的指针向左偏转；向右移动滑动变阻器滑片，滑动变阻器接入电路阻值减小，A线圈电流增大，穿过B线圈的磁通量增加，则灵敏电流计指针将向左偏转；
②[3]保持滑动变阻器滑片位置不变，拔出线圈A中的铁芯，穿过B线圈的磁通量减少，则灵敏电流计指针将向右偏转。
13．(1)B (2)AB (3) 顺时针 向左
【详解】（1）断开开关时，A线圈中电流迅速减小，则B线圈中磁通量减小，出现感应电流，使灵敏电流计指针向左偏转；为了同样使指针向左偏转，应减小B线圈中的磁通量或增加B线圈中反向的磁通量。
A．闭合开关，A线圈中的电流突然增大，则B线圈中的磁通量增大，故A错误；
B．开关闭合时将A线圈从B线圈中拔出，则B线圈中的磁通量减小，故B正确；
C．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动，滑动变阻器接入电路阻值减小，A线圈中的电流增大，则B线圈中的磁通量增大，故C错误。
故选B。
（2）A．时刻电流为0，说明感应电动势为零，由可知穿过线圈的磁通量的变化率为0，故A正确；
B．由“来拒去留”可知在到时间内，强磁铁受到线圈向上的作用力F，且初始阶段有F小于重力，由可知初始阶段强磁铁的加速度小于重力加速度，故B正确；
C．由“来拒去留”可知强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力始终向上，故C错误；
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量加上线圈产生的内能，故D错误。
故选AB。
（3）根据安培定则，螺线管内部磁场向右，金属环中的磁场向右，当光照增强时，光敏电阻的阻值减小，回路电流增大，金属环的磁通量增大，根据增反减同，感应电流的磁场向左，根据安培定则，从右向左看，金属环A中电流方向为顺时针；金属环A是顺时针电流，螺线管是逆时针的电流，反向电流相互排斥，金属环将向左运动。
14．(1) (2)
【详解】（1）杆ab向右运动切割磁感线，此时杆ab产生的电动势为 (2分)
回路感应电流为 (2分)
此时两端的电压为 (1分)
（2）整个过程，根据能量守恒 (2分)
再根据 (2分)
(1分)
解得 (1分)
15．(1)， (2) (3)
【详解】（1）当导体棒以速率v匀速下降时，电路中的总电阻 (1分)
由 (1分)
得 (1分)
感应电动势
由 (1分)
得 (1分)
根据能的转化和守恒定律可知
(1分)
得
由能量守恒
(2分)
得 (1分)
根据法拉第电磁感应定律有 (1分)
(1分)
(1分)
可得
由 (1分)
得 (1分)
16．(1) (2)，垂直纸面向内 (3) (4)
【详解】（1）射向O点的粒子恰好从C点射出，可知半径为R，根据洛伦兹力提供向心力
(2分)
解得 (1分)
使射入的粒子做直线运动，则洛伦兹力与电场力等大反向，电场力竖直向下，则洛伦兹力竖直向上，根据平衡可知
(2分)
解得 (1分)
根据左手定则，磁感应强度方向垂直纸面向内。
（3）设粒子在电场偏转后进入Ⅲ区域速度大小为v，与水平方向的夹角为α，如图
根据几何关系可知
(1分)
水平方向做匀速直线运动 (1分)
竖直方向做匀加速运动
(2分)
由此可知，能达到粒子收集板PQ的粒子在Ⅰ区域射出时距离S点的高度在
(1分)
结合几何知识，可知发生粒子与竖直方向偏左的角度的范围
(1分)
每秒收集到的粒子数
(2分)题号
1
2
3
4
5
6
7
8


答案
D
A
D
C
BD
CD
BD
CD