江西省宜春市宜丰中学2023-2024学年高二下学期6月月考物理试题（创新部）

这是一份江西省宜春市宜丰中学2023-2024学年高二下学期6月月考物理试题（创新部），共4页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（每小题4分，共28分）
1．我国是对磁现象认识最早的国家之一，公元前4世纪左右成书的《管子》中就有“上有慈石者，其下有铜金”的记载，“慈石”是指磁铁矿，“铜金”是指黄铁矿或黄铜矿，常与磁铁矿共生。这是关于磁的最早记载。关于磁通量和电磁感应现象，下列说法正确的是（ ）
A．磁通量是矢量，不仅有大小而且有方向，磁感应强度越大，磁通量越大
B．发生电磁感应现象，必然会产生感应电动势，但不一定会产生感应电流
C．电磁感应现象最先是由奥斯特通过实验发现的，此现象中机械能转化为电能
D．其他条件不变时，线圈面积S越大，则磁通量Φ也越大
2．如图是一种电加热装置，当把一铁块放入线圈中且不接触线圈，稍等片刻，铁块就会烧得通红，小明同学由此做出了以下一些猜想，其中正确的是（ ）
A．若把一干燥的木棍伸入线圈中，木棍会被烧着
B．线圈内部一定通有随时间变化的电流
C．线圈内部一定通有强度很大的恒定直流
D．铁块是否会变红与线圈中电流是否变化无关
3．在家庭电路中，接地故障通断器在用电器发生漏电时，能保护人的生命和财产安全。当用电器正常工作时，紧靠的两根绝缘电线电流大小相等、方向相反；当用电器漏电时，线圈中就会产生感应电流，断路器切断电路。若某次漏电瞬间，电线1和电线2中电流流向如题图所示，且电线2中电流小于电线1中电流，则线圈内（ ）
A．磁通量增加，感应电流从N到MB．磁通量减少，感应电流从N到M
C．磁通量增加，感应电流从M到ND．磁通量减少，感应电流从M到N
4．如图所示，将一具有绝缘层的导线扭成由两个相同菱形组成的“8”字型闭合导线框abcdefa（ab与de交叉点之间绝缘），在线框右侧有一宽度为d的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，fc连线与磁场边界垂直且，现让线框由图示位置以速度v沿fc连线方向匀速向右运动并穿过磁场，线框中电流方向以abcdef流向为正，以c点刚进入磁场为计时起点，则以下能正确反应线框中电流随时间变化规律的是（ ）
A． B． C． D．
5．如图，在间距为d的水平固定平行金属导轨上，放置质量分别为2m0、m0的金属杆M、N。N的中点系着一条跨过定滑轮的细绳，细绳下端悬挂重物，滑轮左侧细绳与导轨平行。两导轨间存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。当重物质量m取不同值时，系统最终稳定的状态不同。设稳定时M杆的加速度大小为a，回路中电动势为E、电流为I、热功率为P。已知重力加速度大小为g，两杆接入回路的总电阻为R，导轨足够长且电阻不计，忽略一切摩擦，两杆始终与导轨垂直且接触良好。则下列关系图像合理的是（ ）
A． B． C． D．
6．如图甲所示，质量为1kg的金属棒静止在粗糙的平行导轨上且与导轨垂直，两平行导轨固定在同一水平面内。棒、导轨和定值电阻R组成面积为的闭合回路，回路总电阻为。回路内有与水平面成37°角斜向上且均匀变化的匀强磁场，从时刻开始，磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。已知两平行导轨的间距为1m，棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取重力加速度，，。在时，棒恰好相对导轨开始运动，则此时（ ）
A．棒中的电流方向为a流向b
B．棒受到的安培力大小为
C．棒与导轨间的压力大小为
D．棒与导轨之间的动摩擦因数为0.5
7．如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，所加磁场的磁感应强度为B，用来加速质量为m、电荷量为的质子，质子从下半盒的质子源由静止出发，加速到最大动能后射出，下列说法正确的是（ ）
A．增大交变电压U，质子的最大动能变大
B．增大交变电压U，质子在加速器中运行时间将不变
C．下半盒内轨道半径之比（由内到外）为
D．质子第2次进入上半盒的轨迹圆心在第1次进入上半盒的轨迹圆心的右侧
二、多选题（每小题6分，共18分）
8．地球的磁场是保护地球的一道天然屏障，它阻挡着能量很高的太阳风粒子直接到达地球表面，从而保护了地球上的人类和动植物。地球北极的磁场是沿竖直轴对称的非均匀磁场，如图所示为某带电粒子在从弱磁场区向强磁场区前进时做螺线运动的示意图，不计带电粒子的重力，下列说法正确的是（ ）
A．该带电粒子带正电
B．从弱磁场区到强磁场区的过程中带电粒子的速率不变
C．带电粒子每旋转一周沿轴线方向运动的距离不变
D．一段时间后该带电粒子可能会从强磁场区到弱磁场区做螺线运动
9．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和。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
10．如图所示，半径为L的导体环固定在水平面上，导体环的总电阻为，整个空间存在垂直导体环平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一长为、阻值可忽略的导体棒MN可绕导体环上的M点在水平面内转动，时刻导体棒由与导体环相切的位置，在外力的控制下沿逆时针的方向以恒定的角速度ω转动。导体棒与导体环接触良好，接触点用O表示，导体棒转过30°时为状态①，导体棒转过90°时为状态②。下列说法正确的是（ ）
A．状态①，MO两端的电压为
B．状态②，MO两端的电压为
C．状态①与状态②流过导体棒的电流之比为9:20
D．状态①与状态②，导体棒所受的安培力之比为9:20
三、实验题（每空2分，共18）
11．图甲是量程为5V和10V的双量程电压表原理电路图，其中电流表A的内阻RA=10Ω，R1=4990Ω.
（1）电流表A的量程为 mA;电阻R2的阻值为 Ω；
（2）用半 偏法可以测量改装后电压表的内阻，电路图如图乙，具体步骤是：
①将电阻箱R0调为零，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表满偏；
② ，使电压表半偏；
③读出电阻箱R0的阻值，即为电压表内阻的测量值R测。
（3）与电压表内阻的真实值R真相比，R测偏 ；采用该方案测量时，所测电压表的内阻越大， 的值越 。（均选填“大”或“小”）
12．如图甲所示是一个多量程多用电表的简化电路图，请完成下列问题。
(1)测量直流电流、直流电压和电阻各有两个量程。当S旋到位置 时，电表可测量直流电流，且量程较小。
(2)若该多用表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能欧姆调零，用正确使用方法再测量同一个电阻，则测得的电阻值将 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
(3)某实验小组利用下列器材研究欧姆挡不同倍率的原理，组装如图乙所示的简易欧姆表。实验器材如下：
A．干电池（电动势E为3.0V，内阻r不计）；
B．电流计G（量程300μA，内阻99Ω）；
C．可变电阻器R；
D．定值电阻R0=1Ω；
E.导线若干，红黑表笔各一只。
①表盘上100μA刻度线对应的电阻刻度值是 Ω；
②如果将R0与电流计并联，如图丙所示，这相当于欧姆表换挡，则换挡前、后倍率之比为 。
四、解答题（10+12+14=36分）
13．如图所示，在磁感应强度大小为B＝1T、水平向外的匀强磁场中，把质量为m＝0.2kg、电荷量为q＝0.1C的带负电小球用绝缘细线悬挂在O点，细线长度为L＝1m。现将小球从细线与竖直方向成θ＝37°角时由静止释放，小球在与磁场垂直的竖直面内摆动。不计空气阻力，重力加速度大小g取，sin37°＝0.7，cs37°＝0.8.求：
（1）小球第一次运动到最低点时的速率v。
（2）小球第一次运动到最低点时细线的拉力大小F。

14．如图所示，为平行金属固定导轨，其中MN、为半径为R的竖直四分之一圆弧，NP、水平平行且足够长，圆弧导轨与水平导轨相切于圆弧端点N、。右侧区域有磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。金属棒a、b的质量分别为、m，电阻分别为r、，导轨的电阻不计，不计一切摩擦，金属棒a、b碰撞为弹性碰撞，碰撞时间很短可不计，金属棒a、b与导轨始终垂直且接触良好，重力加速度为g。先将金属棒b静置于圆弧导轨的最低处，然后将金属棒a从圆弧导轨的最高处由静止释放，到金属棒a、b碰撞后经过足够长时间。求：
（1）金属棒a、b碰撞后瞬间，金属棒b的速度大小；
（2）金属棒a产生的焦耳热。
15．某兴趣小组设计了一种火箭落停装置，简化原理如图所示，它由两根竖直导轨、承载火箭装置（简化为与火箭绝缘的导电杆MN）和装置A组成，并形成闭合回路。装置A能自动调节其输出电压确保回路电流I恒定，方向如图所示。导轨长度远大于导轨间距，不论导电杆运动到什么位置，电流I在导电杆以上空间产生的磁场近似为零，在导电杆所在处产生的磁场近似为匀强磁场，大小（其中k为常量），方向垂直导轨平面向里；在导电杆以下的两导轨间产生的磁场近似为匀强磁场，大小，方向与B1相同。火箭无动力下降到导轨顶端时与导电杆粘接，以速度v0进入导轨，到达绝缘停靠平台时速度恰好为零，完成火箭落停。已知火箭与导电杆的总质量为M，导轨间距，导电杆电阻为R。导电杆与导轨保持良好接触滑行，不计空气阻力和摩擦力，不计导轨电阻和装置A的内阻。在火箭落停过程中，
（1）求导电杆所受安培力的大小F和运动的距离L；
（2）求回路感应电动势E与运动时间t的关系；
（3）求装置A输出电压U与运动时间t的关系和输出的能量W；
（4）若R的阻值视为0，装置A用于回收能量，给出装置A可回收能量的来源和大小。
江西省宜丰中学2023-2024（下）创新高二6月月考物理参考答案
1．B【详解】A．磁通量是标量。在匀强磁场中，当磁感线与闭合回路垂直时，磁感应强度越大，磁通量越大，当磁感线与闭合回路平行时，磁通量Φ为零， A错误；B．只有电路闭合时才会产生感应电流，电路不闭合时，发生电磁感应现象，只会产生感应电动势，B正确；C．电磁感应现象最先是由法拉第通过实验发现的，C错误；D．在匀强磁场中，只有线圈与磁场垂直时，线圈面积S越大，则磁通量Φ越大，当磁感线与闭合回路平行时，磁通量Φ为零， D错误。故选B。
2．B【详解】A．由题意可知这是电磁感应现象，木棍不能形成电流，故木棍不会烧着，A错误；BCD．变化的电流能产生变化的磁场，变化的磁场可在铁块内部产生涡流，由于电流的热效应才把铁块烧红，CD错误，B正确。故选B。
3．A【详解】当用电器正常工作时，紧靠的两根绝缘电线电流大小相等、方向相反，此时穿过线圈的磁通量为零；当用电器漏电时，且电线2中电流小于电线1中电流，则线圈内磁通量增加，根据楞次定律可知感应电流从N到M。故选A。
4．C【详解】AD．根据楞次定律，第一个菱形进入磁场的过程中，感应电流的方向为bcd，第二个菱形出磁场的过程中，感应电流的方向为efa，这两个过程感应电流的方向正值， AD错误；BC．当ab和de同时在磁场中切割磁感线时，根据右手定则，感应电流的方向是b到a、e到d，电流方向为负值；当只有一个菱形在磁场中切割磁感线时有效长度的最大值为菱形的对角线，等于d，当ab和de同时在磁场中切割磁感线时，切割磁感线有效长度的最大值等于ab有效长度与de有效长度之和，等于2d，所以反向电流的大小等于正向电流大小的2倍；B错误，C正确。故选C。
5．D【详解】A．根据牛顿第二定律，对N棒，有对重物，有所以对M棒，有根据闭合电路欧姆定律可得，回路中的电流为经过Δt时间的电流为当系统最终稳定时电流不变，即所以即稳定时，棒与重物的加速度相同，一起做匀加速直线运动，所以则由此可知，a与m的变化规律不是过原点的倾斜直线，故A错误；B．根据以上分析可知当m趋近于无穷大时，E达到最大，此时故B错误；C．回路中电流为所以故C错误；
D．回路中的热功率为所以故D正确。故选D。
6．D【详解】A．由楞次定律知棒中的电流方向为b流向a，故A错误；B．由图乙可知，磁感应强度的变化率为由法拉第电磁感应定律得则回路中的电流
时磁感应强度为，则所受安培力大小为故B错误；C．由左手定则知，安培力方向垂直磁场方向向左上，则棒与导轨间的压力大小为故C错误；D．由平衡条件得，棒与导轨间的摩擦力又解得故D正确。故选D。
7．D【详解】A．质子在射出回旋加速器时有解得射出回旋加速器时的动能为则最大动能与加速电压无关，A错误；B．若增大交变电压U，则质子在加速器中加速的次数将减小，则运行时间将减小，B错误；C．由于质子在下半盒内的速度之比为……，在磁场中的轨道半径为下半盒内部质子的轨道半径之比（由内到外）为……，C错误；D．由于粒子运动速度增大，则运动半径增大，所以质子第2次进入上半盒的轨迹圆心在第1次进入上半盒的轨迹圆心的右侧，故D正确；故选D。
8．ABD【详解】A．由左手定则可知，该带电粒子带正电，选项A正确；B．因洛伦兹力对带电粒子不做功，则从弱磁场区到强磁场区的过程中带电粒子的速率不变，选项B正确；
C．根据, ，可知随着磁场的增强，粒子运动半径逐渐减小，周期变小，则带电粒子每旋转一周沿轴线方向运动的距离由减小，选项C错误；
D．若粒子的速度方向与磁场方向不垂直，则一段时间后该带电粒子可能会从强磁场区到弱磁场区做螺线运动，选项D正确。故选ABD。
9．AC【详解】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。
10．BC【详解】A．根据几何关系可知，导体棒转过30°（状态①）时，M、O两点之间的距离为L，O点的速度则MO两端的电压A错误；B．根据几何关系可知，导体棒转过90°（状态②）时，两点之间的距离为2L，O点的速度则MO两端的电压B正确；CD．状态①时，电路的总电阻流过导体棒的电流导体棒所受的安培力大小状态②时，电路的总电阻流过导体棒的电流导体棒所受的安培力大小解得状态①与状态②流过导体棒的电流之比为9:20，状态①与状态②导体棒所受的安培力大小之比为9:40，C正确，D错误。故选BC。
11． 1 5000 保持滑片P位置不变，调节的阻值 大 小
【详解】（1）[1]电流表A的量程为，则有
[2]电阻R2的阻值为
（2）②[3]保持滑片P位置不变，调节的阻值
（3）[4]电压表串联电阻箱电阻后，总电阻增大，则与滑动变阻器并联后的总的并联电阻的阻值也增大，并联电路所分的电压增大，所以当电压表半偏后，电阻箱电阻所分的电压大于电压表半偏时的电压，则电阻箱的阻值比电压的内阻大，所以与电压表内阻的真实值R真相比，R测偏大。
[5]采用该方案测量时，所测电压表的内阻越大，则电压表分流越小，并联电路的电压变化越小，测量值越接近真实值，所以 的值越小。
12．(1)2(2)偏大(3) 2×104 100:1
【详解】（1）由图甲所示电路图可知，当S旋到位置2时与表头G并联的电阻阻值较大，此时电流表量程较小。
（2）当电池电动势变小、内阻变大时，欧姆得重新调零，由于满偏电流Ig不变，由公式
欧姆表内阻R内得调小，待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的，由
可知当R内变小时，I变小，指针跟原来的位置相比偏左了，故欧姆表的示数变大了，测得的电阻值将偏大。
（3）[1] 欧姆表内阻为；又因为，解得R=2×104Ω；
[2] 电流表内阻为99Ω，给电流表并联1Ω的电阻，电流表量程扩大100倍，用该电流表改装成欧姆表，同一刻度对应的电阻值变为原来的，欧姆表换挡前、后倍率之比等于100：1。
13．（1）；（2）
【详解】（1）在从小球开始运动到第一次运动到最低点过程中，洛伦兹力不做功，由动能定理得
求得
（2）在最低点对小球分析
求得
14．（1）；（2）
【详解】（1）导体棒a在圆弧轨道运动，机械能守恒，有
碰撞为弹性碰撞，有
，
联立得
，
（2）足够长时间后，两导体棒共速，由动量守恒有
由能量守恒可得，系统产生的焦耳热为
由焦耳定律可得
，，
联立得
15．（1）3Mg；；（2）；（3）；；（4）装置A可回收火箭的动能和重力势能及磁场能；
【详解】
（1）导体杆受安培力
方向向上，则导体杆向下运动的加速度
解得
a=-2g
导体杆运动的距离
（2）回路的电动势
其中
解得
（3）右手定则和欧姆定律可得：
可得
电源输出能量的功率
在时间内输出的能量对应图像的面积，可得：
（4）装置A可回收火箭的动能和重力势能，及磁场能；从开始火箭从速度v0到平台速度减为零，则
若R的阻值视为0
装置A可回收能量为