2021-2022学年黑龙江省哈尔滨市宾县第二中学高二下学期6月物理试题含解析

宾县第二中学2021-2022学年度下学期6月份月考

高二物理试卷

一、选择题：（1-8题为单项选择题，9-12题为不定项选择题，每道题4分，计48分）

1. 如图所示，直导线通入垂直纸面向里的电流，在下列匀强磁场（磁感线只画一条）中，直导线能静止在光滑斜面上的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】根据左手定则可知，A图中直导线受安培力沿斜面向下，则直导线不能平衡；B图中直导线受安培力竖直向下，则直导线不能平衡；C图中直导线受安培力沿斜面向上，则直导线能平衡；D图中直导线受安培力水平向左，则直导线不能平衡；

故选C。

2. 下列各图中标出了磁场B和正电荷运动速度v的方向，该时刻粒子所受洛伦兹力沿纸面向右的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】A．由左手定则可知洛仑兹力方向垂直纸面向里，故A错误；

B．带电粒子运动方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力，故B错误；

C．由左手定则可知洛仑兹力方向沿纸面向左，故C错误；

D．由左手定则可知洛仑兹力方向沿纸面向右，故D正确。

故选D。

3. 下列各情况中，线圈都以角速度ω绕图中的转动轴匀速转动，磁场均为匀强磁场，其中不能产生正（余）弦式交变电流的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】A．线框从图中位置转到线框完全在磁场中过程中产生的感应电流大小恒定不变，框完全在磁场中转到图中位置过程中，电流方向相反，但大小恒定不变，产生的是不是正（余）弦交变电流，故A正确；

B．图中均能产生余弦式交变电流，故B错误。

C．图中均能产生正弦式交变电流，故C错误；

D．图中均能产生正弦式交变电流，故D错误．

故选A。

4. 如图所示，在中有一垂直纸面向里匀强磁场，质量和电荷量都相等的带电粒子、、以不同的速率从点沿垂直于的方向射入磁场，图中实线是它们的轨迹。已知是的中点，不计粒子重力，下列说法中正确的是（　　）

A. 粒子带负电，粒子、带正电

B. 粒子在磁场中运动的时间最短

C. 粒子b在磁场中运动的周期最长

D. 射入磁场时粒子c的速率最小

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据左手定则可知a粒子带正电，b、c粒子带负电，故A错误；

BC．由洛伦兹力提供向心力

可知周期

即各粒子的周期一样，粒子c的轨迹对应的圆心角最大，所以粒子c在磁场中运动的时间最长，故BC错误；

D．由洛伦兹力提供向心力

可知

可知射入磁场时粒子c速率最小，故D正确。

故选D。

5. 如图所示为某种质谱仪工作原理示意图，离子从电离室A中的小孔S1飘出（初速度不计），经相同的加速电场加速后，通过小孔S2，从磁场上边界垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，运动半个圆周后打在照相底片D上并被吸收形成谱线。照相底片D上有刻线均匀分布的标尺（图中未画出），可以直接读出离子的比荷。下列说法正确的是（　　）

A. 加速电压越大，打在底片上同一位置离子的比荷越大

B. 磁感应强度越大，打在底片上同一位置离子的比荷越大

C. 磁感应强度越大，打在底片上同一位置离子的电荷量越大

D. 若将该装置底片刻度标注的比荷值修改为同位素的质量值，则各刻线对应质量值是均匀的

【答案】A

【解析】

【详解】ABC．在加速电场中，根据动能定理

在偏转磁场中，洛伦兹提供向心力

打在屏上的位置

d=2r

联立可得

则加速电压越大，打在底片上同一位置离子的比荷越大；磁感应强度越大，打在底片上同一位置离子的比荷越小；磁感应强度越大，打在底片上同一位置离子的电荷量不一定越大，选项A正确，BC错误；

D．根据

可得

对同位素电量q相等，则

则若将该装置底片刻度标注的比荷值修改为同位素的质量值，则各刻线对应质量值不是均匀的，选项D错误。

故选A。

6. 回旋加速器利用磁场和电场使带电粒子作回旋运动，经过多次加速，粒子最终从D形盒边缘引出，成为高能粒子。若D形盒中磁场的磁感应强度大小为B，D形盒缝隙间电场变化周期为T，加速电压为U。D形盒的半径为R，则下列判断正确的是（　　）

A. 被加速粒子的比荷为

B. 被加速粒子获得的最大速度为

C. 只改变加速电压，粒子被加速的次数将不变

D. 粒子获得的最大动能会随加速电压的增大而增大

【答案】B

【解析】

【详解】A．忽略粒子在电场中加速时间，则交变电场变化周期等于粒子在磁场中圆周运动周期，有

可知

故A错误；

B．粒子在磁场中匀速圆周运动

知速度最大时圆周半径达到最大，等于D型盒半径R，则粒子被加速的最大速度为

故B正确；

C．粒子最大动能为

粒子每被加速一次，动能增加qU，所以粒子被加速的次数为

改变电压，则粒子被加速的次数会发生变化，故C错误；

D．由

可知，粒子获得的最大动能与加速电压无关，故D错误。

故选B。

7. 在如图所示的电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，“L是电感线圈，直流电阻为不能忽略”，说法正确的是（　　）

A. 闭合开关后，c先亮，a、b后亮

B. 断开开关后，c立即熄灭，b缓慢熄灭

C. 断开开关后，b、c同时熄灭，a缓慢熄灭

D. 断开开关后，a缓慢熄灭，b闪亮一下后缓慢熄灭

【答案】B

【解析】

【详解】A．开关闭合，因通过线圈L的电流增大，线圈会阻碍电流的增大，则b、c先亮，a后亮，故A错误；

BC．断开开关，c立即断路，会立即熄灭；因为流过线圈的电流减小，线圈会阻碍电流的减小，线圈与b、a形成回路，所以a、b缓慢熄灭，故C错误，B正确；

D．断开开关，线圈会阻碍通过自身电流的减小，所以a缓慢熄灭；电路稳定时，由于线圈的直流电阻不能忽略，通过线圈的电流比通过b的电流小，断开开关时，流过b的电流较断开前反向减小， b不会闪亮而是缓慢熄灭，故D错误。

故选B。

8. 一根上端固定的弹簧，其下端挂一条形磁铁，磁铁在上下振动，磁铁的振动幅度几乎保持不变。如图所示，若在磁铁振动过程中把一导电线圈靠近磁铁下方，则关于磁铁的振幅，下列说法中正确的是（    ）

A. S闭合时振幅迅速减小，S断开时振幅几乎不变

B. S闭合时振幅迅速增大，S断开时振幅几乎不变

C S闭合或断开，振幅变化相同

D. S闭合或断开，振幅都几乎不发生变化

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】S闭合时，由于磁铁的上下振动，穿过线圈的磁通量不断变化在线圈中产生感应电流，即有电能产生，消耗机械能，所以振幅逐渐减小；S断开时，线圈中无电能产生，不消耗机械能，故振幅不变，BCD错误， A正确。

故选A。

9. 如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙曲线a、b所示，则（　　）

A. 两次时刻线圈平面均与中性面垂直 B. 曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3

C. 曲线a表示的交变电动势频率为 D. 曲线b表示的交变电动势最大值为

【答案】CD

【解析】

【详解】A．从题图中看出，t＝0时刻a、b曲线上产生的感应电动势均为0，因此线圈平面与中性面重合，故A错误；

B．从图中可以看出a、b曲线的周期分别为

Ta＝0.04s

Tb＝0.06s

曲线a、b对应的线圈转速之比

故B错误；

C．曲线a所表示的频率

故C正确；

D．线圈转动时产生的感应电动势最大值

Em＝BSω

又转速之比

na∶nb＝3∶2

又

因此

ωa∶ωb＝3∶2

所以

Ema∶Emb＝3∶2

结合图像，计算出曲线b表示的交变电动势最大值为10 V，故D正确。

故选CD。

10. 如图甲所示，矩形导线框固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在的平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，规定垂直纸面向里为磁场的正方向，逆时针方向为感应电流i的正方向，水平向右为边所受安培力F的正方向。下图正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．由图乙可知，0～1s内，磁场方向向里，磁场及磁通量均匀增大，根据楞次定律，判断感应电流方向为逆时针，为正方向；1～3s，磁感应强度B随时间t变化的斜率为负值，感应电流方向与0～1s内相反；同理，3～4s内，感应电流方向与0～1s内相同，故A正确，B错误；

CD．根据磁感应强度大小的变化规律，利用“增缩减扩”，可判断边所受安培力方向，0～1s内向右均匀增大，1～2s内向左均匀减小，2～3s内向右均匀增大，3～4s内向左均匀减小，故C错误，D正确。

故选AD。

11. 某同学设计了一个电磁冲击钻，其原理示意图如图所示，若发现钻头M突然向右运动，则可能是（　　）

A. 开关S由断开到闭合的瞬间

B. 开关S由闭合到断开瞬间

C. 保持开关S闭合，变阻器滑片P向左滑动

D. 保持开关S闭合，变阻器滑片P向右滑动

【答案】AC

【解析】

【详解】A．开关S由断开到闭合的瞬间，线圈磁通量增大，钻头M中的磁通量也增大，根据楞次定律可知，为阻碍磁通量增大，钻头M向右运动。A正确；

B．开关S由闭合到断开的瞬间，线圈磁通量减小，钻头M中的磁通量也减小，根据楞次定律可知，为阻碍磁通量减小，钻头M向左运动。B错误；

C．保持开关闭合，变阻器滑片P向左滑动，滑动变阻器接入电路电阻减小，电路电流增大，线圈磁通量增大，钻头M中的磁通量也增大，根据楞次定律可知，为阻碍磁通量增大，钻头M向右运动。C正确；

D．保持开关闭合，变阻器滑片P向右滑动，滑动变阻器接入电路电阻增大，电路电流减小，线圈磁通量减小，钻头M中的磁通量也减小，根据楞次定律可知，为阻碍磁通量减小，钻头M向左运动。D错误；

故选AC。

12. 如图，理想变压器的原线圈接在交流电源上。为定值电阻，R为滑动变阻器，A和V为理想电表。下列说法中正确的是（　　）

A. 当开关由a拨向b时，V示数增大，A示数增大

B. 当开关由a拨向b时，V示数减小，A示数减小

C. 当滑片P向下滑动时，V示数减小，A示数增大

D. 当滑片P向上滑动时，V示数增大，A示数增大

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．当开关由a拨向b时，原线圈匝数减小，据

知输出电压增大，V示数增大，A示数大。故A正确；B错误；

C．当滑片P向下滑动时，接入电路的电阻减小，副线圈中的电流增大，定值电阻两端电压增大，根据串联分压原理，可知V示数减小，A示数增大。故C正确；

D．当滑片P向上滑动时，接入电路的电阻增大，副线圈中的电流减小，定值电阻两端电压减小，根据串联分压原理，V示数增大，A示数减小。故D错误。

故选AC。

二、实验题：（13题每空1分共10分；14题每空2分共4分）

13. 将螺线管与电流计组成闭合回路，如图所示，分别将N极、S极插入、拔出线圈，如图甲、乙、丙、丁所示，并记录感应电流方向。

（1）线圈内磁通量增加时的情况

（2）线圈内磁通量减少时的情况

（3）归纳结论

当线圈内磁通量______（增加或减少）时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，阻碍磁通量的变化；当线圈内磁通量______（增加或减少）时，感应电流的磁场与原磁场方向相同 。

【答案】    ①. 竖直向下    ②. 竖直向上    ③. 竖直向上    ④. 竖直向下    ⑤. 竖直向下    ⑥. 竖直向下    ⑦. 竖直向上    ⑧. 竖直向上    ⑨. 增加    ⑩. 减少

【解析】

【详解】（1）[1][2] 磁场方向竖直向下，感应电流的磁场方向竖直向上；

[3][4] 磁场方向竖直向上，感应电流的磁场方向竖直向下；

（2）[5][6] 磁场方向竖直向下，感应电流的磁场方向竖直向下；

[7][8] 磁场方向竖直向上，感应电流的磁场方向竖直向上；

（3）[9][10]当线圈内磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，阻碍磁通量的变化；当线圈内磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。

14. 在做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，某同学利用教学用的可拆变压器进行探究。

（1）下列器材中，实验需要的器材是__________。

A.干电池           

B.低压交流电源     

C.220V 交流电源     

D.条形磁铁

E.可拆变压器和导线       

F直流电压表      

G.多用电表

（2）关于实验操作，下列说法正确的是 _______

A.为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不要超过 12V

B.实验通电时，可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路

C.使用多用电表测电压时，先用中等量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量

D.若变压器上面的铁芯B忘记安装在铁芯A上，则U1∶U2>n1∶n2

【答案】    ①. BEG    ②. AD

【解析】

【详解】（1）[1]“探究变压器电压与线圈匝数关系”的实验，需要的器材有学生电源，提供低压交流电，同时要需要交流电压表测量电压及可拆变压器和导线，故BEG正确，ACDF错误；

（2）[2]A．实验时，为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不超过12V，故A正确；
B．实验通电时，用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，这样无形之中，将人体并联电路中，导致所测数据不准确，故B错误；
C．使用多用电表测电压时，先用最高量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，故C错误；
D．若铁芯B没有安装在铁芯A上，因为

而

△Φ1＞△Φ2

所以

即

所以

U1：U2＞n1：n2

故D正确。

故选AD。

三、解答题

15. 如图所示，一台理想变压器有两个副线圈。已知12V的副线圈输出电流是4.17A，匝数是30匝；127V的副线圈输出电流是。

（1）127V的副线圈匝数是多少？原线圈的匝数是多少？

（2）原线圈的输入功率是多少？原线圈的输入电流是多少？

【答案】(1)317，550；(2) 130.05W，0.59A

【解析】

【详解】(1)由变压器的电压之比等于匝数之比

解得

127V的副线圈匝数是317。

由变压器的电压之比等于匝数之比

解得

(2)由

P=U1I1=U2I2+U3I3

可得输出功率

P=12×4.17W+127×0.63W=130.05W

由

P=U1I1

可得

16. 如图所示，线圈的面积是，共有100匝；线圈电阻为1Ω，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为T，当线圈以50r/s的转速匀速旋转时，求

（1）若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；

（2）电路中电压表和电流表的示数各是多少？

（3）从计时开始，线圈转过的过程中，通过外电阻的电量为多少？

【答案】（1）；（2）50A；200V（3）C

【解析】

【详解】（1）线圈转动的角速度

感应电动势的最大值

从中性面开始计时瞬时值表达式为

（2）电动势的有效值为

电流表示数

电压表示数

（3）根据

从计时开始，线圈转过的过程中

17. 某带电粒子从静止开始经电场加速（加速装置未画出），进入如图所示的磁场区域。在Oxy平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。带电粒子从y轴上的M点射入磁场，速度方向与y轴正方向的夹角θ＝45°。粒子经过磁场偏转后在N点（图中未画出）垂直穿过x轴。已知OM＝a，粒子电荷量为q，质量为m，重力不计。

（1）判断带电粒子的电性；并求带电粒子在磁场中运动的速度大小；

（2）加速电压的大小；

（3）N 点的横坐标。

【答案】（1）；（2）；（3）（＋1）a

【解析】

【详解】（1）由左手定则可知，带电粒子带负电荷，作出粒子的轨迹，如图所示，假设轨迹的圆心为O′，有

由几何关系得粒子的运动轨道半径

R＝a

由洛伦兹力提供向心力有

qvB＝m

得

v＝＝

（2）设带电粒子的质量为m，电荷量为q，加速后的速度大小为v，由动能定理有

得        

（3）由以上分析可知，N与O点距离为

SON＝R＋a＝（＋1）a

18. 如图所示，两平行金属导轨间距离,金属导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源。现把一个质量的导体棒放在金属导轨上，此时导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻金属导轨电阻不计，取。已知，求：

（1）导体棒受到的安培力大小；

（2）导体棒受到的摩擦力大小及方向；

（3）若将直流电源置换成一个电阻为的定值电阻（图中未画出），然后将导体棒由静止释放，导体棒将沿导轨向下运动，求导体棒的最大速率（假设金属导轨足够长，导体棒与金属导轨之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等）。

【答案】(1) 0.28N  (2) 0.04N，方向沿斜面向下  (3) 15m/s2

【解析】

【详解】(1)导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：

导体棒受到的安培力：

根据左手定则可得安培力沿斜面向上；

(2)导体棒所受重力沿斜面向下的分力：

由于F1小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f，根据共点力平衡条件：

代入数据解得：f=0.04N。

(3)根据：

可得：

将直流电源置换成一个电阻为的定值电阻后，当导体棒达到最大速度时加速度为零，受力平衡，结合左手定则和右手定则有：

代入数据联立解得：v=15m/s2

答：(1)导体棒受到的安培力大小0.28N；

(2)导体棒受到的摩擦力大小0.04N，方向沿斜面向下；

(3)导体棒的最大速率v=15m/s2。