2023枣庄中区枣庄三中高二下学期3月月考考试物理试题含答案

枣庄三中2022～2023学年度高二年级3月质量检测考试

物理试题

本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分100分，考试用时90分钟。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目填涂在答题卡和答题纸规定的地方。

第Ⅰ卷（选择题  共40分）

注意事项：第Ⅰ卷共12小题，1-8题每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。9-12题每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，多个选项符合题目要求.全选对的得4分，选对但选不全者，得2分，有选错的得0分.每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。

1．下列说法正确的是（　　）

A．在电场中的静止电荷一定受到电场力的作用

B．在磁场中的运动电荷一定受到磁场力的作用

C．试探电荷在电场中的受力方向就是该点电场强度的方向

D．通电直导线在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向

2．如图所示，有三个离子沿图中虚线轨迹运动，最终分别打在挡板上的、和处，由此可判定（　　）

A．三个离子的速率大小关系为

B．三个离子的速率大小关系为

C．三个离子的比荷大小关系为

D．三个离子的比荷大小关系为

3．如图所示，虚线左侧的匀强磁场磁感应强度为B1，虚线右侧的匀强磁场磁感应强度为B2，且B1=2 B2，当不计重力的带电粒子从B1磁场区域运动到B2磁场区域时，粒子的（　　）

A．速率将加倍 B．轨迹半径将减半

C．周期将加倍 D．做圆周运动的角速度将加倍

4．如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，下列说法正确的是（　　）

A．甲图只要增大加速电压U，就能增大粒子能获得的最大动能

B．乙图可判断出电流方向为BbaA

C．丙图可以判断出能够沿直线匀速通过的粒子的电性、以及射入的速度大小（电场强度E和磁感应强度B已知）

D．丁图中稳定时一定是左侧的C板比右侧的D板电势高

5．如图所示的装置中，cd杆原来静止，当ab杆做如下哪种运动时，cd杆将向右移动(　　)

A．向右匀速运动                B．向右减速运动

C．向左加速运动                D．向左减速运动

6．如图所示，在磁感应强度B=2.0 T的匀强磁场中，质量m=1kg的金属杆PQ在水平向右的外力F作用下沿着粗糙U形导轨以速度v=2 m/s 向右匀速滑动，U形导轨固定在水平面上，两导轨间距离L=1.0m，金属杆PQ与U形导轨之间的动摩擦因数μ=0.3， 电阻R=3.0 Ω，金属杆的电阻r=1.0 Ω，导轨电阻忽略不计，取重力加速度g=10 m/s²，则下列说法正确的是（　　）

A．通过R的感应电流的方向为由d到a

B．金属杆PQ切割磁感线产生的感应电动势的大小为4.0 V

C．金属杆PQ受到的外力F的大小为2N

D．外力F做功的数值等于克服摩擦力所做的功与电阻R产生的焦耳热之和

7．如图所示，水平虚线上方存在垂直纸面向内的匀强磁场，磁感应强度大小为B，竖直边ab、cd的长为L，水平边bc的长为3L。一束质量为m、电荷量为q的带负电粒子，在纸面内从P点以不同速率垂直边界射入磁场，已知P点与a点之间距离为L。不计粒子之间的相互作用，粒子在磁场中运动的最长时间为（　　）

A．  B． C． D．

8．如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的水平金属棒，一端固定在竖直导电转轴OO＇上，随轴以角速度ω匀速转动，转动时棒与圆环接触良好，在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　）

A．棒产生的电动势为

B．微粒的电荷量与质量之比为

C．电阻消耗的电功率为

D．电容器所带的电荷量为

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9．如图所示，匀强磁场的左右边界相互平行，两个带电荷量绝对值相同的粒子a和b先后从O点沿垂直于左边界方向射入磁场，射出磁场时，a粒子的速度方向与右边界夹角为30°，b粒子的速度方向与右边界夹角为60°，不计粒子的重力，下列判断正确的是（　　）

A．粒子a和b在磁场中运动的半径之比为

B．粒子a和b在磁场中运动的动量大小之比为

C．粒子a和b在磁场中运动的动能之比为

D．粒子a和b在磁场中运动的时间之比为

10．“天问一号”环绕器携带的磁强计用于测定磁场的磁感应强度，原理如图所示。电路有一段金属导体，它的横截面是宽a、高b的长方形，放在沿y轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿x轴正方向、大小为I的电流。已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电荷量为e，金属导电过程中，自由电子所做的定向移动可视为匀速运动。两电极M、N分别与金属导体的前后两侧接触，用电压表测出金属导体前后两个侧面间的电势差为U。则关于磁感应强度的大小和电极M、N的正负说法正确的是（　　）

A．M为正、N为负 B．M为负、N为正

C．磁感应强度的大小为 D．磁感应强度的大小为

11．如图所示，两根间距为1m的足够长的光滑金属导轨ab、cd互相平行且水平固定，匀强磁场垂直导轨平面向上，磁感应强度大小为1T，电阻R1=R2=4Ω，金属杆MN在拉力作用下以6m/s的速度向右匀速运动，金属杆MN消耗的电功率恰好等于R1、R2消耗的电功率之和，金属杆MN始终与导轨接触良好，导轨电阻忽略不计，下列说法正确的是（　　）

A．金属杆MN的电阻为2Ω   B．金属杆MN产生的感应电动势为3V

C．两导轨间的电压为3V       D．金属杆MN受到的拉力大小为0.75N

12．我国第三艘航空母舰“福建号”采用的是电磁弹射装置，其原理可简化为如图所示，直流电源电动势为E，储能电容器的电容为C，固定于水平面内的两根光滑平行金属电阻不计。飞行器可视为一根有电阻的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。首先开关S接1，使电容器完全充电；然后将S接至2，导轨间存在垂直于导轨平面的匀强磁场（图中未画出），MN开始向右加速运动，达到最大速度之后离开导轨。根据上述信息可知（　　）

A．匀强磁场的方向应该垂直于导轨平面向下

B．电容器的电容C越大，MN的最大速度就越大

C．电容器的电容C越大，MN刚开始运动时的加速度就越大

D．当电容器储存的电荷全部放出时，MN的速度达到最大

第Ⅱ卷 (非选择题  共60分)

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13．（6分）某学习小组利用如图所示装置测量虚线框内匀强磁场的磁感应强度。U形单匝金属框底边水平、两侧边竖直且等长，其上端通过绝缘轻质细线跨过滑轮与托盘相连，且U形单匝金属框平面与磁场方向垂直。其实验步骤如下：

①用刻度尺测出U形单匝金属框的底边长为L；

②在托盘内加入适量细沙，使形单匝金属框处于静止状态，并用天平称出此时细沙的质量为m1；

③将U形单匝金属框接入电路，使其底边通入大小为I、方向水平向右的电流后，需在托盘内增加适量细沙，才能使U形单匝金属框重新处于静止状态，并用天平称出此时细沙的总质量为m2。

（1）由实验可知，U形单匝金属框底边受到的安培力方向________（填“竖直向上”或“竖直向下”），磁场方向垂直于纸面_________（填“向里”或“向外”）。

（2）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小为B=_________。

14．（8分）在研究电磁感应现象的实验中所用的实验仪器如图所示，它们是：电流计、直流电源、带铁芯的线圈a、线圈b、电键、滑动变阻器．

（1）如图是某同学按照实验的要求连接的电路，其中有没完成的部分，请你帮助这位同学将实物图连接好。

（2）某同学将实物连成电路，检查无误后，闭合电键的瞬间发现电流计的指针向右偏转．则下列方法中能使电流计的指针向右偏转的是(        )

A．闭合电键后再断开电键

B．闭合电键后将滑动变阻器的滑动触头P向右滑动

C．闭合电键后将a线圈从b线圈中抽出的瞬间

D．闭合电键后将软铁芯从a线圈中抽出的瞬间

（3）在闭合电键一段时间后电路达到稳定，电流计的指针指在________位置（填写 “0刻线的左方”或“0刻线”或“0刻线的右方”）．断开电键的瞬间，线圈a和线圈b中电流的磁场方向_________（填写“相同”或“相反”）。

15．（8分）如图所示，一个质量为m、带负电荷粒子电荷量为q、不计重力的带电粒子从x轴上的P点以速度v沿与x轴成的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限。已知，求：

(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小；

(2)带电粒子穿过第一象限所用的时间。

16．（8分）如图所示，间距为的足够长的光滑金属导轨竖直放置，导轨上以下区域存在垂直于纸面向外的磁感应强度大小为的匀强磁场。一质量为、电阻为R=1Ω的金属棒从磁场区域上方某位置由静止开始自由下落，进入磁场区域时恰好做匀速运动。设金属棒运动时能够与导轨充分接触，磁场区域无限大，导轨电阻、空气阻力不计，重力加速度g取10m/s2。求：

（1）金属棒在磁场中运动时受到的安培力的大小和感应电流的大小；

（2）金属棒在磁场中运动速度的大小；

（3）金属棒开始运动时与磁场边界的距离。

17．（14分）在坐标系中有匀强电场和匀强磁场，轴为两种场的分界线。电场、磁场方向如图所示，轴上、两点的纵坐标分别为和。在坐标原点处有一粒子源，能够向轴右侧各方向发射质量为、电荷量为的带正电荷的粒子（粒子重力不计），所发射的正电荷最大速度为。带电粒子经磁场偏转后，最远能够到达轴上的点；从点垂直轴进入电场的粒子与轴交点横坐标为，求：

（1）磁场的磁感应强度大小和电场的电场强度的大小；

（2）从点进入电场的粒子到达轴上最远点与点的距离。

18．（16分）如图，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距为l，电阻不计。左侧接有定值电阻R。质量为m、电阻为r的导体杆，以初速度滑轨道滑行，在滑行过程中保持与轨道垂直且接触良好。整个装置处于方向竖直向上，磁感应强度为B的匀强磁场中。

（1）若施加外力保持杆以的速度匀速运动，则导体杆上的电流方向是？导体杆两端的电压U是多少？

（2）不施加任何外力，在杆的速度从减小到的过程中，求：

a．电阻R上产生的热量

b．通过电阻R的电量

（3）a．证明杆的速度每减小一半所用的时间都相等

b．若杆的动能减小一半所用时间为，则杆的动量减小一半所用时间是多少？