福建省厦门集美中学2025-2026学年高一下学期3月月考物理试题含答案

这是一份福建省厦门集美中学2025-2026学年高一下学期3月月考物理试题含答案，共16页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
（考试时间：75 分钟；满分：100 分）
学校： 班级： 姓名： 座号：
一、单选题（每题 4 分，共 16 分）
1 ．关于安培力和洛伦兹力的方向，下列各图中物理量表示正确的是( )
A．
B．
C．
D．
2 ．以下四幅图片：图甲中闭合线圈平面垂直于磁场，线圈在磁场中旋转；图乙是真空冶炼炉；图丙是在匀强磁场内运动的闭合线框；图丁是匀速转动的法拉第圆盘发电机。下列说法正确的是( )
A ．图甲中，线圈在磁场中旋转会产生感应电流
B ．图乙中，真空冶炼炉是利用交流电直接来熔化金属的装置
C ．图丙中，线框 bc 两点电势差等于 ac 两点电势差
D ．图丁中，法拉第圆盘发电机产生的是交变电流
3 ．对于如图所示的电流 i 随时间 t 做周期性变化的图象，下列说法中正确的是( )
A ．电流大小变化，方向不变，是直流电
B ．电流大小、方向都变化，是交流电
C ．电流的周期是 0.2s，最大值是 0.2A
D ．电流做周期性变化，是交流电
4 ．交流发电机原理如图所示，线圈在转动时通过滑环和电刷保持与外电路的连接，电路中电阻 R=99Ω, 电表为理想交流电流表。线圈匝数为 100 匝，电阻为 1Ω, 面积是 0.05m2。线圈沿逆时针方向匀速转动，角速度为 100πrad/s。磁场可视为匀强磁场，磁感应强度为 0. 1T。则( )
A ．线圈经过甲位置时，电流表的示数为 A
B ．线圈每次经过乙位置时，电路中电流方向发生变化
C ．线圈转动 1s，定值电阻 R 产生的焦耳热为 100J
D ．线圈转至丙位置开始计时，线圈产生的电动势瞬时值为 100πsin100πtV
二、双选题（每题 6 分，共 24 分。每题有两个正确选项，漏选得 3 分，有错选
0 分）
5 ．为演示断电自感现象，用小灯泡、带铁芯的电感线圈 L 和定值电阻 R 等元件组成如图甲所示的电路。闭合开关待电路稳定后， 电路中两支路的电流分别为I1 和I2 。如图乙反映断开开关前后的一小段时间内电路中的电流随时间变化的关系。断开开关后( )
A ． 自感线圈所在支路的电流如曲线 a 所示 B ． 自感线圈所在支路的电流如曲线 b 所示
C ．小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭 D ．小灯泡逐渐变暗直至熄灭
6 ．如图甲所示，交流发电机的矩形金属线圈abcd 的匝数n = 100 匝，线圈的总电阻
r = 5.0Ω , 线圈位于匀强磁场中，且线圈平面与磁场方向平行。线圈的两端分别与两个彼此绝缘的铜环 E 、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值R = 45Ω 的定值电阻连接。现使线圈绕过bc 和ad 边中点、且垂直于磁场的转轴OO9 以一定的角速度匀速转动。穿过线圈的磁通量 Φ 随时间t 变化的图像如图乙所示。若电路其他部分的电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计，则下列说法中正确的是( )
A ．线圈中产生感应电动势的最大值为 10V
B ．电阻R 消耗的电功率为 2.0W
C ．t 秒时，线圈中磁通量的变化率为0.05Wb/s
20
D ．0 ~ π 秒内，通过电阻R 的电荷量为2´ 10-4 C
7 ．我国研制的世界首套磁聚焦霍尔电推进系统已经完成了全部在轨飞行验证工作，可作为太空发动机使用，带电粒子流的磁聚焦是其中的关键技术之一。如图， 实线所示的两个圆形
区域内存在垂直于纸面的匀强磁场 I 、II，磁感应强度分别为 B1 ，B2。两圆半径均为 r，相切于 O 点。一束宽度为 2r 的带电粒子流沿 x 轴正方向射入后都汇聚到坐标原点 O。已知粒子的质量均为 m、电荷量均为+q、进入磁场的速度均为 v ，不计带电粒子的重力及粒子间的相互作用力。下列说法正确的是( )
mv
A．B1 的大小为 qr
B ．从 O 点进入磁场 II 的粒子的速度仍相等
C ．若B2 = 2B1 ，则粒子在磁场 II 的边界的射出点在四分之一圆周上
2π r
D ．若B2 = 0.5B1 ，则粒子在磁场 II 中运动的最长时间为 3v
8 ．如图所示，间距为 L 的平行光滑金属导轨水平固定，定值电阻大小为 R，电容器的电容大小为 C。质量为 m 的金属棒始终与导轨接触良好并保持垂直，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度大小为 B，金属导轨和金属棒的电阻均不计。开关 S 开始处于闭合状态，对金属棒施加水平向右的恒定拉力，使其从静止开始运动，经时间 t 金属棒达到最大速度v0 ，此时断开开关 S，改变水平拉力大小，使金属棒保持速度v0 匀速运动。整个过程中电容器始终未击穿，下列说法正确的是( )
B2L2v0
R
A ．开关断开前水平拉力大小为
mv R
B L
B ．开关断开前金属棒运动的位移为v0t -
1
C ．开关断开后，当外力的功率为定值电阻功率的 3 倍时，电容器两端的电压为 BLv0 3
2
D ．从开关断开到外力功率为定值电阻功率的 3 倍时，外力做的功为 CB2L2vEQ \* jc3 \* hps12 \\al(\s\up 4(2),0)
3
三、填空题（每小题 3 分，共 12 分。每空 1.5 分）
9 ．如图所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁。“+”为灵敏电流计 G 的正接线柱位置，电流从“+”流入电流计时指针向右偏转。当磁铁向下运动（但未插入线圈内部）时，线圈中感应电流的方向与图中箭头方向 （相同/相反），电流表指针向 （左/右）偏。
10．家用电子调光灯的调光原理是用电子线路将输入的正弦式交流电压的波形截去一部分来实现调节电压，从而调节灯光的亮度。某电子调光灯经调整后的电压波形如图所示， 则电压有效值为 V。若将此电压加在阻值 R = 121Ω 的电热丝两端，功率为 W。
11 ．如图所示是医用回旋加速器的示意图，其核心部分是两个 D 形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频交流电源相连，保持回旋加速器中所加磁场不变，分别加速氚核（ EQ \* jc3 \* hps12 \\al(\s\up 5(3),1)H）和氦核（ EQ \* jc3 \* hps12 \\al(\s\up 5(4),2)He），则加速氚核（ EQ \* jc3 \* hps12 \\al(\s\up 5(3),1)H）和氦核（ EQ \* jc3 \* hps12 \\al(\s\up 5(4),2)H）时所加高频电源的频率之比为
,氚核（ EQ \* jc3 \* hps12 \\al(\s\up 5(3),1)H）和氦核（ EQ \* jc3 \* hps12 \\al(\s\up 5(4),2)He）的最大速度之比为 。
12．有一种利用磁流体发电的装置如图所示。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 和用电器连接，A 、B 就是一个直流电源的两个电极。则该磁流体发电机的正极为 （选填 A 或 B ）；若 A 、B 两板相距为d ，板间的磁场按匀强磁场处理，磁感应强度为B ，等离子体以速度v 沿垂直于B 的方向射入磁场，这种磁流体发电机的电动势大小为 。
四、实验题（1+1+1+2+2，共 7 分）
13．在 探究感应电流方向及规律 实验的基础上，请协助甲、乙、丙三位同学完成进一步的探究，并解答问题：
(1)用笔划线代替导线将图 1 电路连接完整 。
(2)正确连接电路后，甲同学将线圈A 放入线圈B 中，闭合开关时，发现电流表指针向右偏；开关保持闭合，待电流表指针稳定后，迅速将线圈A 从线圈B 中拔出，这时电流表指针
偏转。（选填 向左 或 向右 或 不 ）
(3)乙同学为了让实验现象更直观，利用发光二极管（LED）设计了如图 2 所示的 楞次定律演示仪 。正确连接实验器材，将条形磁铁从图示位置快速向下移动一小段距离，出现的现象是( )
A ．红灯短暂发光、黄灯不发光
B ．红灯不发光、黄灯短暂发光
C ．红灯、黄灯均不发光
D ．两灯交替短暂发光
(4)丙同学设计“汽车电磁减震器”。如图 3（a），减震器是强磁体，其截面是“ E ”形，俯视图如图 3（b）所示，柱状的内芯与外环之间有磁场。匝数为 100、半径为 25cm 的线圈 ab 固定在减震器内芯的外面并连接能量回收装置，减震器内芯可在线圈内上下自由移动。汽车运动过程中，内芯上下振动，线圈 ab 中产生感应电流，既起电磁阻尼作用，减轻驾乘人员颠簸感，又收集振动产生的能量，降低汽车油耗。强磁体磁场方向沿径向， 线圈处磁感应强度大小为 0.5T；若内芯在某段时间内上下振动图像如图 3（c），已知其振动过程中的最大速度为 πm/s，则线圈产生的最大感应电动势为 V（计算结果保留三位有效数字，π2取 10），电动势的表达式 e= V。
五、解答题（11+11+19，共 41 分）
14 ．如图甲所示，一个圆形线圈的匝数 n=100，线圈面积 S=200cm2 ，线圈的电阻 r=1Ω, 线圈外接一个阻值 R=9Ω 的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。求：
（1）线圈中的感应电流的大小和方向；
（2）电阻 R 两端电压；
（3）前 4s 内通过 R 的电荷量。
15．在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工应。为了准确的注入离子， 需要在一个空间中用电场、磁场对离子的运动轨迹进行调控。图所示便是一种调控粒子轨迹的模型。如图所示，在xOy 平面（纸面）内，x > 0 空间存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，第三象
限空间存在方向沿x 轴正方向的匀强电场。一质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子（不计重力），以大小为v0 、方向与x 轴垂直的速度沿纸面从坐标为(-L, O )的P0 点进入电场中，然后从坐标为(0, -2L)的P1 点进入磁场区域，再次垂直经过x 轴之后，最后从y 轴正半轴上的P2点（图中未画出）射出磁场。求：
（1）电场强度的大小 E ；
（2）磁场的磁感应强度大小 B ；
（3）粒子从P0 点运动到P2 点所用的时间t0
16 ．边长L = 2m 、质量m = 0.1kg 、电阻R = 4Ω 的正方形线框cdef 沿倾角 θ = 30 的光滑斜 面向上运动，在斜面虚线区域内有垂直斜面向下的匀强磁场，其宽度D = 2.5m ，B = 0.5T ，重力加速度大小g 取10m / s2 ，cf 边与磁场边界平行，当cf 边刚进入磁场区域时，在cf 边加一沿斜面向上、大小为1N 的恒定拉力F ，线框恰好可做匀速直线运动。
(1)求cf 边刚进入磁场区域时的速度大小；
(2)若当线框完全进入磁场时撤去F ，求线框从进入磁场到离开磁场的过程中，线框产生的焦耳热Q；
(3)若恒力F 始终作用在线框上，从线框cf 边刚出磁场到线框加速度再次为 0 的过程中流过
线框横截面的电荷量q = 0.375C ，求线框cf 边刚进入磁场到加速度再次为 0 的过程中运动了多长时间。
1 ．B
A ．电荷的速度方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力的作用，故 A 错误；
B ．对于负电荷，根据左手定则，伸开左手，让磁感线垂直穿过手心，四指指向负电荷运动的反方向，大拇指所指方向即为洛伦兹力方向，故 B 正确；
C．对于通电导线，根据左手定则，伸开左手，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，大拇指所指方向即为安培力方向，所以 C 图中安培力方向应水平向右，故 C 错误；
D ．电流的方向与磁场方向平行，不受安培力的作用，故 D 错误。
故选 B。
2 ．C
A ．图甲中，线圈旋转时通过线圈的磁通量是不变的，不会产生感应电流，故 A 错误；
B ．图乙中，冶炼炉在交流电的作用下产生涡流效应来发热，从而熔化金属，故 B 错误；
C ．图丙中，通过旋转切割磁感线使导线两端产生电势差，由于回路中的磁通量一直为 0 ，不会产生感应电流。其中 ac 边转动切割磁感线的有效长度与 bc 边长度相同，故产生的电势差也相同，故 C 正确；
D ．图丁中，法拉第圆盘切割磁感线产生的感应电动势大小为E = BLBR2 w电动势大小恒定，不是交变电流，故 D 错误。
故选 C。
3 ．A
ABD ．由图象可知，电流的方向不变，而大小作周期性变化，所以不是交流电，而是直流电，但不是恒定直流，故 A 正确，BD 错误；
C ．电流的周期是 0.01s，最大值是 0.2A，故 C 错误。
故选 A。
4 ．A
A ．线圈产生的感应电动势的最大值为Em = nBSw = 50π V电流有效值I A
电流表示数为电流有效值，可知线圈经过甲位置时，电流表的示数为 A ，选项 A 正确；
B．线圈每次经过中性面位置时，电路中电流方向发生变化，乙位置与中性面垂直，选项 B
错误；
C ．线圈转动 1s，定值电阻 R 产生的焦耳热为Q = I2Rt J ≈ 122J ，选项 C 错误；
D ．线圈转至丙位置开始计时，线圈产生的电动势瞬时值为 e=50πsin100πtV，选项 D 错误。故选 A。
5 ．AC
AB ．断开开关前后的一小段时间内，通过自感线圈的电流方向是不变的，则自感线圈所在支路的电流如曲线 a 所示，选项 A 正确，B 错误；
CD ．由图可知，断开开关之前通过线圈的电流大于通过小灯泡的电流，则断开开关后，线圈产生自感电动势阻碍电流减小，线圈相当电源，由于线圈、电阻和灯泡重新组成回路， 则小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭，选项 C 正确，D 错误。
故选 AC。
6 ．AC
A ．线圈中产生感应电动势的最大值为
故 A 正确；
B ．电动势的有效值为
电路电流为
电阻R 消耗的电功率为
故 B 错误；
C ．线圈平面与磁场方向平行时计时，则有
可知，t 秒时，电动势为
根据
可知此时线圈中磁通量的变化率为
故 C 正确；
D ．根据图乙可知磁通量随时间关系为
Φ = 0.01sin10t(Wb)
π
则0 ~ 秒内有20
又
联立解得
故 D 错误。
故选 AC。
7 ．AD
A ．由磁聚焦的特点可知，粒子在磁场中的运动半径与磁场圆的半径相等，即
解得
故 A 正确；
B ．洛伦兹力只改变带电粒子的运动方向不改变其速度的大小，其速度大小相等，但速度的方向不同，故 B 错误；
C ．若B2 = 2B1 ，则
可知粒子离开磁场 II 最远的位置离原点为 r，如图所示
由几何关系，弦所对最大圆心角为 60°, 故粒子在磁场 II 的边界的射出点在六分之一圆周上，故 C 正确；
D ．若B2 = 0.5B1 ，则
由此可知，粒子离开磁场 II 运动轨迹的弦越长，运动的时间越长，如图所示
粒子在磁场中运动轨迹的圆心角为 60°,则粒子在磁场 II 中运动的最长时间为
故 D 正确；
故选 AD。
8 ．AD
A ．开关 S 闭合后，当外力与安培力相等时，金属棒的速度最大，则F = F安 = BIL
由闭合电路欧姆定律I
金属棒切割磁感线产生的感应电动势为E = BLv0联立可得，恒定的外力为F
故 A 正确；
B ．开关断开前，金属棒达到最大速度过程，由动量定理Ft - BILt = mv0 - 0又
解得金属棒运动的位移大小x = v0t 故 B 错误；
CD ．开关闭合后，金属棒做匀速直线运动，当外力的功率为定值电阻功率的 3 倍时，设回
路的电流为 I，则F外v0 = 3I2R由平衡条件知，外力F外 = BIL联立，解得I
金属棒产生的感应电动势E = BLv0
则电容器两端的电压U = E - IR BLv0
此时电容器所带的的电荷量即通过电源的电荷量，为q = CU CBLv0
由功能关系知，外力做功W = qE CB2L2v 故 C 错误；D 正确。
故选 AD。
9 ． 相同 左
[ \l "bkmark1" 1][ \l "bkmark2" 2] 由题图可知，当磁铁向下运动时，其 N 极靠近线圈，则穿过线圈的磁通量向下增强，由楞次定律可知感应电流产生的磁场应向上，再由安培定则可判定此时感应电流的方向与图中箭头方向相同。由于电流从“+”流入电流计时指针向右偏转，则此时电流表指针应向左偏转。
10 ． 110 100
[ \l "bkmark3" 1]根据有效值的定义有 效RT解得U有效 = 110V
[ \l "bkmark4" 2]若将此电压加在阻值R = 121Ω 的电热丝两端，功率为PW=100W
11 ． fH : fHe = 2 : 3 vH : vHe = 2 : 3
[ \l "bkmark5" 1] 回旋加速器的高频电源的周期和粒子圆周运动的周期相同，带电粒子在磁场中运动得周期为
因为两个粒子的周期之比
TH : THe = 3: 2
则它们的频率之比
fH : fHe = 2 : 3
[ \l "bkmark6" 2]根据
得
氚核（ EQ \* jc3 \* hps12 \\al(\s\up 5(3),1)H）和氦核（ EQ \* jc3 \* hps12 \\al(\s\up 5(4),2)He）的最大速度之比
vH : vHe = 2 : 3
12 ． B Bdv
[ \l "bkmark7" 1]根据左手定则可知，正离子受洛伦兹力向下，则 B 板集聚正电荷，则该磁流体发电机的正极为 B；
[ \l "bkmark8" 2] 当平衡时
可得这种磁流体发电机的电动势大小为
E=U=Bdv
13 ．(1)
(2)向左(3)B
(4) 250 250sin100π t
（1）线圈 A 应与电源相连，线圈 B 与灵敏电流计相连，电路图如图所示
（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，说明当穿过线圈 B的磁通量增加时指针向右偏转，若开关闭合后将 A 线圈的铁芯迅速拔出时，磁通量减小，则指针向左偏转；
（3）条形磁铁向下移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线向下增大，根据楞次定律可知，螺线管中的感应电流由上到下，则红光二极管截止，黄光二极管导通，则红灯不发光、黄灯短暂发光。
故选 B。
（4）[ \l "bkmark9" 1]线圈产生的最大感应电动势为Em = nB . 2π r . vm = 100 ´ 0.5 ´ 2π ´ 0.25 ´ π V = 250V
[ \l "bkmark10" 2] 电动势的表达式e = Em sin wt = 250sin = 250sin100π t
14 ．（1）0.01A，线圈中的感应电流的方向为逆时针；（2）0.09V；（3）0.04C （1） 由图像可知
根据
由闭合电路欧姆定律得
根据楞次定律可得线圈中的感应电流的方向为逆时针；
（2）根据欧姆定律
U = IR = 0.09V
（3）前 4s 内通过 R 的电荷量
q = It = 0.04C
（1）粒子在电场中运动时
2L = v0t1解得
（2）进入第二象限的磁场时
则速度方向与 y 轴负向成 45°角，速度大小为
然后再次垂直经过x 轴，由几何关系可知粒子在磁场中的轨道半径
r = 2 2L根据
可得
（3）由几何关系可知，粒子在第二和第一象限中运动的轨迹所对的圆心角为 270°, 则时间
则总时间为
16 ．(1) 2m/s
(2) 2J
(3)1.75s
（1）线框匀速进场，由平衡条件有F = mgsinθ + BIL解得I = 0.5A
又E = BLv1 ，E = IR
解得v1 = 2m/s
（2）当线框完全进入磁场区域后做匀减速直线运动，加速度 a = g sin 30 = 5m/s2则有vEQ \* jc3 \* hps12 \\al(\s\up 5(2),1) = 2ax
解得x = 0.4m < D - L
所以cf 边不能通过磁场区域上边界，线框将从磁场下边界离场。线框ed 边刚下滑到达磁场下边缘时的线速度大小为v2 = v1 = 2m/s感应电流IA
安培力F安 = BI1L = 0.5N = mgsinθ
可知线框往下运动通过磁场区域下边界时做匀速直线运动，则有Q = 2I12Rt1其中L = v1t1
解得Q = 2J
（3）线框将从磁场上边界离开磁场，从线框cf 边刚进入磁场到完全进入磁场的过程，根据
解得t1 = 1s
从线框完全进入磁场到加速度再次为 0 的过程中Ft2 - mgt2sin θ - BLt2 = 0
又q2 = I2t2 = 0.375C
可得t = t1 + t2 = 1.75s