山东省滕州市第一中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题（Word版附解析）

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考试时间：90 分钟
一、单项选择题：共 8 题，每题 3 分，共 24 分。
1. 下列图片源于教科书。关于它们情景的说法中正确的是（ ）
A. 图甲是磁电式电流表的内部结构图，里面的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，因为铝框中能
产生感应电流，磁场对该感应电流的安培力使指针偏转
B. 图乙是动圈式扬声器的结构示意图，随声音变化的电流通过线圈，在安培力作用下线圈发生振动，从而
带动纸盆振动发出声音，如果我们对着纸盆说话，扬声器也能把声音变成相应的电流
C. 图丙是闭合线圈竖直向下通过水平放置的条形磁铁，闭合线圈在 A 位置的加速度小于 g，在 B（该位置
与磁感线平行）位置的加速度等于 g，在 C 位置的加速度大于 g
D. 图丁是两根空心铝管，左管完好，右管右侧开有竖直裂缝，现让一块磁性很强的小磁铁依次从两管上端
由静止释放，小磁铁在左侧铝管下落的快，在右侧铝管中下落的慢
2. 如图所示，L 是直流电阻不计的带铁芯线圈，D 为理想二极管，R 为电阻，Ll、L2 和 L3 是三个完全相同
的小灯泡。下列说法正确的是（ ）
A. 闭合 S 瞬间，三个灯立即亮
B. 闭合 S 瞬间，Ll 灯比 L2 灯先亮
C. 断开 S 瞬间，L2 灯闪亮后慢慢熄灭
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D 断开 S 瞬间，Ll 灯闪亮后慢慢熄灭
3. 如图所示，在磁感应强度大小为 B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，一带电量为 q（ ）的滑块自
a 点由静止沿光滑绝缘轨道滑下，下降竖直高度为 h 时到达 b 点。不计空气阻力，重力加速度为 g，则（
）
A. 滑块在 a 点受重力、支持力和洛伦兹力作用
B. 该过程中，洛伦兹力做正功
C. 该过程中，滑块的机械能增大
D. 滑块在 b 点受到的洛伦兹力大小为
4. 1930 年，物理学家劳伦斯发明了世界上第一台回旋加速器，因此获得 1939 年诺贝尔物理学奖。回旋加速
器的基本结构如图，两个正对着的 D 型金属盒处在垂直底面的匀强磁场中，两个 D 型盒之间的狭缝连接高
压交流电源，整个装置处在真空环境中，实现对带电粒子的加速，且加速过程中忽略相对论效应和重力的
影响。下列说法正确的是（ ）
A. 粒子能获得的最大动能跟所加交变电压的大小有关
B. 随着带电粒子加速，带电粒子在磁场中做圆周运动的周期将减小
C. 仅减小 D 型盒的半径，带电粒子加速所获得的最大动能减小
D. 加速质子（ ） 交变电场，也可以用来加速氘（ ）原子核
5. 某小组设计了一种呼吸监测方案：在人身上缠绕弹性金属线圈，观察人呼吸时处于匀强磁场中的线圈面
积变化产生的电压，了解人的呼吸状况。如图所示，线圈 P 的匝数为 N，磁场的磁感应强度大小为 B，方向
与线圈轴线的夹角为θ。若某次吸气时，在 t 时间内每匝线圈面积增加了 S，则线圈 P 在该时间内的平均感
应电动势为（ ）
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A. B.
C. D.
6. 某国产直升机在我国某地上空悬停，长度为 L 的导体螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动（俯视），转
动角速度为 。该处地磁场的水平分量为 ，竖直分量为 。叶片的近轴端为 a，远轴端为 b。忽略转轴
的尺寸，则叶片中感应电动势为（ ）
A. ，a 端电势高于 b 端电势 B. ，a 端电势低于 b 端电势
C. ，a 端电势高于 b 端电势 D. ，a 端电势低于 b 端电势
7. 如图所示，两平行虚线间区域存在垂直纸面向里、宽度为 l 的匀强磁场，梯形 abcd 是位于纸面内的直角
梯形导线框，ab 边刚好与磁场区域右边界重合，bc 间的距离为 2l， ．从 时刻起，使线圈沿
垂直于磁场区域边界的方向以速度 v 匀速穿越磁场区域，规定梯形线圈中感应电流顺时针方向为正方向，
则在线圈穿越磁场区域的过程中，下列关于感应电流 I 随时间 t 变化的图像可能正确的是（ ）
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A. B. C.
D.
8. 如图所示，在平面直角坐标系 内，以坐标原点 为圆心，半径为 的圆形区域内存在垂直于坐标平
面的匀强磁场（图中未画出），磁场区域外右侧有宽度为 的粒子源， 为粒子源两端点， 连
线垂直于 轴，粒子源中点 位于 轴上，粒子源持续沿 轴负方向发射质量为 、电荷量为 ，速
率为 的粒子。已知从粒子源中点 发出的粒子，经过磁场区域后，恰能从圆与 轴负半轴的交点 处沿
轴负方向射出磁场，不计粒子重力及粒子间相互作用力，则（ ）
A. 带电粒子在磁场中运动的半径为 R B. 匀强磁场的磁感应强度大小为
C. 在磁场中运动的带电粒子路程最长为 D. 带电粒子在磁场中运动的时间最短为
二、多项选择题：共 4 题，每题 4 分，共 16 分。漏选得 2 分，错选得 0 分。
9. 如图所示，一平行光滑金属导轨水平置于竖直向下的匀强磁场中，导轨电阻不计，与大螺线管 M 相接，
在 M 螺线管内同轴放置一绝缘圆盘 N，N 的边缘固定着许多带负电的小球（每个小球都可视为一点电荷），
且圆盘 N 可绕轴心在水平面内自由转动。当导体棒 ab 运动时，圆盘 N 能沿箭头方向逆时针转动，则导体
棒 ab 的运动情况是（ ）
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A. 导体棒 ab 向右做匀速运动 B. 导体棒 ab 向右做加速运动
C. 导体棒 ab 向左做加速运动 D. 导体棒 ab 向左做减速运动
10. 磁流体发电是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化为电能，如图是它的示意图。平行金属板 A
、B 之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，
A、B 两板间便产生电压。如果把 A、B 和电阻 R 连接，设 A、B 两板间距为 d，正对面积为 S，等离子体
的电阻率为 ，磁感应强度为 B，等离子体以速度 v 沿垂直于磁场的方向射入 A、B 两板之间，则下列说法
正确的是（ ）
A. A 是直流电源的负极
B. 回路中电流为
C. 极板 A、B 间电压大小为
D. 等离子气体 浓度越大，电源电动势越大
11. 如图所示为质谱仪原理示意图，带电粒子从小孔 O“飘入”加速电场（初速度忽略不计），经加速后以
速度 从小孔 进入速度选择器并恰好沿直线通过，粒子从小孔 S 进入磁分析器后做匀速圆周运动打在照
相底片上。已知速度选择器中匀强电场的电场强度为 E，磁分析器中匀强磁场的磁感应强度为 （方向未
知），在底片上留下的痕迹点到狭缝 S 的距离为 l，忽略带电粒子的重力及相互间作用力。下列说法正确的
是（ ）
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A. 速度选择器中磁场方向垂直纸面向里
B. 速度选择器中匀强磁场的磁感应强度为
C. 带电粒子的比荷
D. 加速电场的极板间电势差
12. 如图所示，有方向垂直于光滑绝缘水平桌面的两匀强磁场，磁磁感应强度的大小分别为
，PQ 为两磁场的边界，磁场范围足够大，一个水平放置的桌面上的边长为 L，质量为 m，
电阻为 R 的单匝正方形金属线框，以初速度 v 垂直磁场方向从图示位置开始向右运动，当线框恰有一半进
入右侧磁场时速度为 ，则下列判断正确的是（ ）
A.
B. 此时线框 加速度大小为
C. 此过程中通过线框截面的电量为
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D. 此时线框的电功率为
三、实验题：共 2 题，共 14 分。
13. 小明和小迪做“探究影响感应电流方向的因素”实验。
（1）按图甲连接电路，短暂闭合开关的瞬间，发现电流计指针向左偏转。
（2）小明用图乙所示的装置做实验，将条形磁铁（下端为 N 极）从螺线管取出的过程中，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_________方向。
（3）小迪用图丙所示 装置做实验。闭合开关，当导体棒_________（选填“向左”或“向右”）切割磁感线运
动时，可观察到电流计指针向左偏转。
（4）小明用图乙所示的装置做实验，把磁铁从同样高度插到线圈中同样的位置处，第一次缓慢插入，第二
次快速插入，发现第二次电流计指针的摆动幅度较大，原因是线圈中的__________________（选填“磁通量
”“磁通量的变化”或“磁通量的变化率”）第二次比第一次的大。
14. 甲、乙两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，甲同学在闭合开关时发现电流计指针向右偏转，下列操作中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
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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）实验结束后，两位同学又根据教材结合自感实验做了如下改动。在两条支路上将电流计换成电流传感
器，接通电路稳定后，再断开电路，并记录下两支路的电流情况如图所示，由图可知：
①流过灯泡的电流是_________。（选填“ ”或“ ”）
②在不改变线圈电阻等其他条件的情况下，只将铁芯拔出后重做上述实验，可观察到灯泡在断电后处于亮
着的时间将_________。（选填“变长”、“变短”或“不变”）
四、解答题：共 4 题，共 46 分。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。
15. 如图所示，质量为 m、长为 l 的金属棒 N 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。
金属棒中通入由 M 向 N 的电流 I，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为 ，已知重力加速度为 g。
（1）求匀强磁场磁感应强度的大小 。
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（2）若导线中的电流不变，要使导线依然静止在此位置，求所加匀强磁场的最小值 及方向。
16. 如图所示，与水平面成 角的光滑平行倾斜导轨，下端接阻值为 的电阻。导轨中间虚线框部分为
边长 1m 的正方形。 时刻，质量为 、阻值为 的导体棒垂直导轨放置，从距离上端虚线 的
位置由静止释放，同时虚线框内匀强磁场磁感应强度由 0 开始随时间均匀增加，方向垂直导轨平面向上。
当导体棒刚进入磁场时，磁感应强度停止变化，且导体棒恰能匀速下滑。不计导轨电阻，重力加速度为
。求：
（1）导体棒刚进磁场时磁感应强度的大小；
（2）导体棒进入磁场前流过电阻的电流；
（3）导体棒从开始运动到出磁场的过程中回路产生的焦耳热。
17. 极光是由太阳抛射出的高能带电粒子受到地磁场作用，在地球南北极附近与大气碰撞产生的发光现象。
从北极地区看赤道平面的地磁场，可简化为下图：O 为地球球心，R 为地球半径，将地磁场在半径为 R 到
之间的圆环区域看成是匀强磁场，磁感应强度为 B。假设高能粒子的质量为 m，电荷量为 。不计粒
子重力及大气对粒子运动的影响，且不考虑相对论效应。
（1）若高能粒子从 A 点以不同的速率 沿切线进入磁场边界位置，求能到达地球表面的粒子的速率 范围。
（2）地球磁层是保护地球的一道天然屏障，它阻挡着高能粒子直接到达地球表面，从而保护了地球上的生
态环境。
a．假设高能粒子从磁场边缘 A 点以速率 v 沿半径方向射入磁场时恰好不能到达地球表面，求粒子的比荷 ；
b．高能粒子实际上可在赤道平面内向各个方向均匀地射入磁场。若高能粒子仍从 A 点以速率 v 沿不同方向
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射入地球磁场，若入射角用速度方向和 AO 连线之间的夹角 表示，求能到达地球粒子的最大入射角的正弦
值。
18. 空间直角坐标系如图所示，在 、 的区域内存在沿 轴负方向的匀强电场，电场强度大小为
（未知）；在 、 的区域内存在沿 轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为 （未知）；在
、 的区域内存在沿 轴正方向、磁感应强度大小也为 的匀强磁场。一质量为 、电荷量为 的
带正电粒子在 的平面内由 轴上的 点沿与 轴正方向成 角的方向射入电场区域，粒子由
轴上的点 沿 轴正方向以大小为 的速度射入 、 区域，粒子经该磁场偏转后，沿与
轴正方向成 角的方向射入 平面下方。不计粒子的重力。求：
（1）电场强度的大小 ；
（2）磁感应强度的大小 ；
（3）粒子经 点后第三次穿过 平面时的位置坐标。
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