天津市滨海新区田家炳中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版）

这是一份天津市滨海新区田家炳中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版），共15页。试卷主要包含了单项选择题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（本大题共8个小题，每题5分，共40分）
1. 把一根直导线放入磁感应强度为B的匀强磁场中，由于通过的电流或者放置的方位不同，导线受到的安培力也不同，下列哪个图中导线受到的安培力最大（ ）
A B.
C. D.
2. 如图所示，B为匀强磁场，v为正电荷的运动速度，F为磁场对电荷的洛伦兹力，其中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
3. 如图所示，CDEF是一个矩形金属框，当导体棒AB向右移动时，回路中会产生感应电流，则下列说法中正确的是（ ）
A. 导体棒中的电流方向为B→A
B. 电流表A1中的电流方向为F→E
C. 电流表A1中的电流方向为E→F
D. 电流表A2中电流方向为D→C
4. 如图所示，当条形磁铁N极移近螺线管时，关于螺线管中A点与B点电势关系，下列说法正确的是（ ）

A. A点电势低于B点电势B. A点电势等于B点电势
C. A点电势高于B点电势D. 无法确定
5. 小王同学为了探究感应电流的方向与什么因素有关，他将一灵敏电流计与一个线圈相连构成闭合电路，然后将条形磁铁插入或拔出线圈，如图所示。其中线圈中所标箭头方向为感应电流方向。则下列判断正确的是（ ）
A. 图甲磁铁正在向下运动B. 图乙磁铁正在向上运动
C. 图丙磁铁正在向上运动D. 图丁磁铁正在向上运动
6. 如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN．第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面积的电荷量为q1；第二次bc边平行于MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则（ ）
A. Q1＞Q2，q1=q2B. Q1＞Q2，q1＞q2C. Q1=Q2，q1=q2D. Q1=Q2，q1＞q2
7. 带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹。如图是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里。该粒子在运动过程中，质量和电量保持不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子由a点运动到b点，带负电
B. 粒子由a点运动到b点，带正电
C. 粒子由b点运动到a点，带负电
D. 粒子由b点运动到a点，带正电
8. 如图所示，两根不计电阻的光滑金属导轨平行放置，导轨及其构成的平面均与水平面成某一角度，导轨上端用直导线连接，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。具有一定阻值的金属棒MN从某高度由静止开始下滑，下滑过程中MN始终与导轨垂直并接触良好，则MN所受的安培力F及其加速度a、速度v、电流I，随时间t变化的关系图像可能正确的是（ ）

A B.
C. D.
9. 如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有强度为 B0的匀强磁场。下列表述正确的是（ ）
A. 质谱仪是分析同位素的重要工具
B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
D. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P，粒子的荷质比越小
四、计算题（本题共3小题，共40分）
10. 如图，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻不计，在M和P之间接有R=3.0Ω的定值电阻，导体棒长ab=0.5m，其电阻为r=1.0Ω，与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，B=0.4T。现使ab以v=10m/s的速度向右做匀速运动。
（1）导体棒切割产生的感应电动势多大？
（2）ab中的电流多大？
（3）ab两点间的电压多大？
（4）维持ab做匀速运动外力多大？
11. 如图所示，质量为m、电荷量为q的粒子，从容器A下方的小孔飘入、之间的加速电场，其初速度可视为0，加速后经小孔以速度v沿与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后垂直打到照相底片上的D点。不计粒子所受的重力，求：
（1）加速电场的电势差U。
（2）到D点的距离L。
（3）粒子在磁场中运动时间t。
12. 如图甲所示，匝的线圈（图中只画了2匝），电阻，其两端与一个的电阻相连，线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。
（1）判断通过电阻的电流方向和线圈产生的感应电动势；
（2）求电阻的热功率P。
滨海新区田家炳中学2024-2025-2高二年级月考考试
物理试卷
一、单项选择题（本大题共8个小题，每题5分，共40分）
1. 把一根直导线放入磁感应强度为B的匀强磁场中，由于通过的电流或者放置的方位不同，导线受到的安培力也不同，下列哪个图中导线受到的安培力最大（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设直导线长度为。
选项A中电流方向与磁场方向垂直，受到的安培力大小为
选项B中电流方向与磁场方向平行，受到的安培力大小为0；
选项C中电流方向与磁场方向垂直，受到的安培力大小为
选项D中电流方向与磁场方向垂直，受到的安培力大小为
故选C。
2. 如图所示，B为匀强磁场，v为正电荷的运动速度，F为磁场对电荷的洛伦兹力，其中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据左手定则，图中洛伦兹力方向向上，故A错误；
B．根据左手定则，图中洛伦兹力方向向下，故B正确；
C．根据左手定则，图中洛伦兹力方向垂直纸面向内，故C错误；
D．根据左手定则，图中洛伦兹力方向垂直纸面向外，故D错误。
故选B。
3. 如图所示，CDEF是一个矩形金属框，当导体棒AB向右移动时，回路中会产生感应电流，则下列说法中正确的是（ ）
A. 导体棒中的电流方向为B→A
B. 电流表A1中的电流方向为F→E
C. 电流表A1中的电流方向为E→F
D. 电流表A2中的电流方向为D→C
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】ABC．根据右手定则，导体棒中的电流方向为A→B，所以电流表A1中的电流方向为F→E，故A、C错误，B正确；
D．电流表A2中的电流方向为C→D，故D错误。
故选B。
4. 如图所示，当条形磁铁N极移近螺线管时，关于螺线管中A点与B点电势关系，下列说法正确的是（ ）

A. A点电势低于B点电势B. A点电势等于B点电势
C. A点电势高于B点电势D. 无法确定
【答案】A
【解析】
【详解】当条形磁铁N极移近螺线管时原磁场方向水平向右，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流的磁场方向水平向左，根据楞次定律可知，线圈中的电流方向从A到B，线圈相当于电源，B为电源的正极，因此A点的电势低于B点的电势，故选A。
5. 小王同学为了探究感应电流的方向与什么因素有关，他将一灵敏电流计与一个线圈相连构成闭合电路，然后将条形磁铁插入或拔出线圈，如图所示。其中线圈中所标箭头方向为感应电流方向。则下列判断正确的是（ ）
A. 图甲磁铁正在向下运动B. 图乙磁铁正在向上运动
C. 图丙磁铁正在向上运动D. 图丁磁铁正在向上运动
【答案】D
【解析】
【详解】A. 由图示可知，条形磁铁N极向下插入线圈时，向下穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向上，则线圈外侧的电流方向向右，与图中矛盾，故A错误；
B. 由图示可知，条形磁铁N极向上运动时，向下穿过线圈的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向下，则线圈外侧的电流方向向左，与图中矛盾，故B错误；
C. 由图示可知，条形磁铁S极向上运动时，向上穿过线圈的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向上，则线圈外侧的电流方向向右，与图中矛盾，故C错误；
D. 由图示可知，条形磁铁S极向上运动时，向上穿过线圈的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向上，则线圈外侧的电流方向向右，与图中方向一致。故D正确。
故选D。
6. 如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN．第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面积的电荷量为q1；第二次bc边平行于MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则（ ）
A. Q1＞Q2，q1=q2B. Q1＞Q2，q1＞q2C. Q1=Q2，q1=q2D. Q1=Q2，q1＞q2
【答案】A
【解析】
【详解】设ab和bc边长分别为L1，L2，若假设穿过磁场区域的速度为v，， ；
同理可以求得：，；
L1＞L2，由于两次“穿越”过程均为相同速率穿过，因此：Q1＞Q2，q1=q2，故A正确，BCD错误．故选A．
在电磁感应题目中，公式，常考，要牢记，选择题中可直接应用，计算题中要写出推导过程；对于电磁感应能量问题一般有三种方法求解：①利用电路中产生的热量等于克服安培力做得功；②利用动能定理；③利用能量守恒；具体哪种方法，要看题目中的已知条件.
7. 带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹。如图是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里。该粒子在运动过程中，质量和电量保持不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子由a点运动到b点，带负电
B. 粒子由a点运动到b点，带正电
C. 粒子由b点运动到a点，带负电
D. 粒子由b点运动到a点，带正电
【答案】D
【解析】
【详解】A．带电粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
则粒子轨迹半径
由题意，粒子动能不断减小，故速率v减小，则粒子轨迹半径不断减小。从粒子运动轨迹可以判断，粒子在a点的曲率半径小于在b点的曲率半径，故粒子由b运动到a点，在b点所受洛伦兹力斜向左上方，由左手定则可以判断粒子带正电。
故选D。
8. 如图所示，两根不计电阻的光滑金属导轨平行放置，导轨及其构成的平面均与水平面成某一角度，导轨上端用直导线连接，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。具有一定阻值的金属棒MN从某高度由静止开始下滑，下滑过程中MN始终与导轨垂直并接触良好，则MN所受的安培力F及其加速度a、速度v、电流I，随时间t变化的关系图像可能正确的是（ ）

A B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】ABC．根据题意，设导体棒的电阻为R，导轨间距为L，磁感应强度为B，导体棒速度为v时，受到的安培力为
可知
由牛顿第二定律可得，导体棒的加速度为
可知，随着速度的增大，导体棒的加速度逐渐减小，当加速度为零时，导体棒开始做匀速直线运动，则v − t图像的斜率逐渐减小直至为零时，速度保持不变，由于安培力F与速度v成正比，则F − t图像的斜率逐渐减小直至为零时，F保持不变，故A正确，BC错误；
D．根据题意，由公式可得，感应电流为
由数学知识可得
由于加速度逐渐减小，则I − t图像的斜率逐渐减小，故D错误。
故选A
9. 如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有强度为 B0的匀强磁场。下列表述正确的是（ ）
A. 质谱仪是分析同位素的重要工具
B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
D. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P，粒子的荷质比越小
【答案】ABC
【解析】
【详解】B．带正电荷的粒子进入速度选择器，所受静电力向右，则洛伦兹力必须向左，根据左手定则可判断速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外。故B正确；
C．能通过狭缝P的带电粒子在速度选择器中做直线运动，受力平衡，则

所以得
故C正确；
AD．粒子进入磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则

则得

其中E、B、B0都时定值，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P，则粒子的轨道半径R越小，粒子的荷质比越大。所以质谱仪是分析同位素的重要工具。故A确。D错误。
故选ABC。
四、计算题（本题共3小题，共40分）
10. 如图，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻不计，在M和P之间接有R=3.0Ω的定值电阻，导体棒长ab=0.5m，其电阻为r=1.0Ω，与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，B=0.4T。现使ab以v=10m/s的速度向右做匀速运动。
（1）导体棒切割产生的感应电动势多大？
（2）ab中的电流多大？
（3）ab两点间的电压多大？
（4）维持ab做匀速运动的外力多大？
【答案】（1）2V （2）0.5A
（3）1.5V （4）0.1N
【解析】
【小问1详解】
导体棒切割产生的感应电动势
【小问2详解】
根据闭合电路欧姆定律可知，ab中的电流
【小问3详解】
导体棒切割磁感线，导体棒相当于电源，故ab两点间的电压为R两端电压，即路端电压，则ab两点间的电压
【小问4详解】
ab做匀速运动，则外力F与安培力等大反向，则有
11. 如图所示，质量为m、电荷量为q的粒子，从容器A下方的小孔飘入、之间的加速电场，其初速度可视为0，加速后经小孔以速度v沿与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后垂直打到照相底片上的D点。不计粒子所受的重力，求：
（1）加速电场的电势差U。
（2）到D点的距离L。
（3）粒子在磁场中运动的时间t。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
详解】（1）经过加速电场，由动能定理，有
得
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力
得
所以
（3）粒子做圆周运动的周期为
粒子在磁场中运动了半圆，所以运动时间为
12. 如图甲所示，匝的线圈（图中只画了2匝），电阻，其两端与一个的电阻相连，线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。
（1）判断通过电阻的电流方向和线圈产生的感应电动势；
（2）求电阻的热功率P。
【答案】（1），；（2）1.92W
【解析】
【详解】（1）根据楞次定律可知通过电阻的电流方向为。根据法拉第电磁感应定律可知线圈产生的感应电动势为
（2）根据闭合电路欧姆定律可知通过R的电流大小为
电阻的热功率为