四川省自贡市富顺第二名校2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题
试卷更新日期：2024-05-07 类型：月考试卷
一、选择题（本题共7个小题，每小题4分，共28分）
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1. 关于电磁波谱，下列说法正确的是（ ）A、射线可用于广播 B、射线是波长最短的电磁波
C、紫外线的频率比紫光的低 D、长波可以摧毁病变的细胞2. 如图所示，实线表示在竖直平面内的电场线，电场方向水平，水平方向的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴在竖直面内斜向上做直线运动，速度与水平方向夹角为θ，则下列说法中正确的是（ ）
A、液滴有可能做匀变速直线运动 B、液滴一定带正电 C、电场方向不能确定 D、液滴在运动过程中机械能守恒3. 笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为a、高为b、长为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场B中，当通入方向向右的电流I后，元件的前、后表面间出现电压U，要使U增大，下列措施不可行的是（ ）
A、增大B B、增大I C、减小a D、减小b4. 一个边长为2L的正方形ABCD区域内，有垂直纸面的匀强磁场，其中ABC范围内的磁场垂直纸面向内，ACD范围内的磁场垂直纸面向外，磁感应强度大小均为B，如图所示。其左侧有一个用金属丝制成的边长为L的正方形线框abcd，线框以水平速度v匀速通过整个匀强磁场区域，设电流逆时针方向为正。在线框通过磁场的过程中，线框中感应电流i随时间t变化规律正确的是（ ）
A、
B、
C、
D、
5. 如图圆形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动下列表述正确的是（ ）
A、线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流 B、穿过线圈a的磁通量变小 C、线圈a对水平桌面的压力FN将增大 D、线圈a有扩大的趋势6. 如图所示，虚线左侧的匀强磁场垂直纸面向外，右侧的匀强磁场垂直纸面向里。一金属小球从固定的光滑绝缘圆弧轨道上的点a无初速度释放后向右侧运动到最高点b的过程中，下列说法正确的是（ ）
A、a、b两点等高 B、小球在最低点处于平衡状态 C、小球在穿过虚线时内部会产生涡流 D、小球在穿过虚线时受到竖直向上的磁场力7. 如图（a）是一种防止宇宙射线危害宇航员的装置，在航天器内建立半径分别为R和的同心圆柱，圆柱之间加上沿轴向方向的磁场，其横截面如图（b）所示。宇宙射线中含有大量的质子，质子沿各个方向运动的速率均为 ， 质子的电荷量为e、质量为m。下面正确的是（ ）
A、若沿任何方向入射的质子都无法进入防护区，则磁感应强度大小至少为 B、若正对防护区圆心入射的质子恰好无法进入防护区，则磁感应强度大小为 C、若正对防护区圆心入射的质子恰好无法进入防护区，则该情况下质子从进入磁场到离开磁场的总时间为 D、若正对防护区圆心入射的质子恰好无法进入防护区，则该情况下质子在磁场中的轨迹对应的圆心角为60°二、/span>.多选题（本题共3个小题，每小题5分，共15分，选择不全得3分，有错选得0分）
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8. 如图所示，一根不可伸长的细绳的上端固定，下端系在边长为l=0.40m的单匝正方形金属框的D点上。金属框的一条对角线AC水平，其下方有方向垂直于金属框所在平面向外的匀强磁场。已知构成金属框的导线单位长度的阻值为。在t=0到t=3.0s时间内，磁感应强度大小随时间t的变化关系为（SI制）。则下列说法正确的（ ）
A、t=0到t=3.0s时间内，金属框中产生的感应电动势为0.016V B、t=0到t=3.0s时间内，金属框中产生的感应电动势为0.008V C、t=2.0s时金属框所受安培力的大小为 D、t=2.0s时金属框所受安培力的大小为9. 如图所示，P、Q是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨，间距为L，导轨足够长且电阻可忽略不计。图中EFGH矩形区域有一方向垂直导轨平面向上、感应强度大小为B的匀强磁场。在t=t1时刻，两均匀金属棒a、b分别从磁场边界EF、GH进入磁场，速度大小均为v0；一段时间后，在t=t2时刻流经a棒的电流为0，b棒仍处于磁场区域内。已知金属棒a、b相同材料制成，长度均为L，电阻分别为2R和R，a、b棒的质量分别为2m和m。在运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，a、b棒没有相碰，则（ ）
A、时刻a棒加速度大小为 B、时刻a棒的速度为 C、时间内，通过a、b棒横截面的电荷量相等 D、时间内，a棒产生的焦耳热为10. 如图为一种质谱仪的工作原理示意图，此质谱仪由以下几部分构成∶粒子源、加速电场、静电分析器、磁分析器、收集器。加速电场的加速电压为U；静电分析器通道中心线MN所在圆的半径为R，通道内有均匀辐射的电场，中心线处的电场强度大小相等；磁分析器中分布着方向垂直于纸面，磁感应强度为B的匀强磁场，磁分析器的左边界与静电分析器的右边界平行。由粒子源发出一个质量为m的带电粒子b（粒子的初速度为零，重力不计），经加速电场加速后进入静电分析器，沿中心线MN做匀速圆周运动，而后由P点进入磁分析器中，最终经过Q点进入收集器（进入收集器时速度方向与O2P平行），O2Q的距离为d。下列说法正确的是（ ）
A、磁分析器中匀强磁场的方向垂直于纸面向外 B、静电分析器中心线处的电场强度 C、不同种类的带电粒子，通过静电分析器的时间相同 D、与带电粒子b比荷相同的正电粒子都能进入收集器，且在磁分析器中的时间相同三、/span>.实验题（本题共2小题，共16分，连图4分，其余每空2分）
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11. 为了探究感应电流的产生条件，某同学选择了一灵敏电流计G，当没有电流流入灵敏电流计时，其指针恰好指在刻度盘中央。将灵敏电流计G连接在图甲所示的电路中，电流计的指针如图甲所示。
(1)、该同学将灵敏电流计G按图乙的方式与一螺线管串联，分析可知图乙中的条形磁铁的运动情况是（填“向上拔出”或“向下插入”）。(2)、用螺线管代替条形磁铁继续实验，用笔画线代替导线将图丙中未完成的电路连接好。(3)、在图丙电路中，闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，则闭合开关后，将线圈迅速抽出的过程中，电流计的指针将向偏（填“左”或“右”）。12. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图甲所示。
(1)、下列说法正确的是____。A、变压器工作时副线圈电压频率与原线圈不相同 B、实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是控制变量法 C、为了人身安全，实验中只能使用低压直流电源，电压不要超过12V D、绕制降压变压器原、副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线粗一些好(2)、在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间（接入匝数为800匝），用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱（接入匝数为400匝）之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为____。A、1.5V B、3.5V C、5.5V D、7.0V(3)、实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因不可能为____。A、原、副线圈上通过的电流发热 B、铁芯在交变磁场作用下发热 C、原线圈输入电压发生变化 D、变压器铁芯漏磁(4)、图乙为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻R0可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为n1、n2 ， 在交流电源的电压有效值U0不变的情况下，调节可变电阻R的过程中，当时，R获得的功率最大。四、/span>.计算题（本题共3小题，共41分）
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13. 如图所示，虚线圆所围的区域内有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场和另一未知匀强电场（未画），一电子从A点沿直径AO方向以速度v射入该区域。已知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子所受的重力。
(1)、若电子做直线运动，求匀强电场的电场强度E的大小和方向；(2)、若撤掉电场，其它条件不变，电子束经过磁场区域后其运动方向与原入射方向的夹角为θ，求圆形磁场区域的半径r和电子在磁场中运动的时间t。14. 如图甲所示为某小型水电站的发电机示意图，已知正方形线圈边长 ， 匝数匝，线圈电阻不计；线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，转速；已知电动势最大值。
(1)、求发电机中匀强磁场的磁感应强度大小；(2)、从线圈在图甲所示位置开始计时，写出感应电动势随时间变化的函数表达式；(3)、如图乙所示，将发电机通过升压变压器升压后向远处输电，发电机的输出功率为200kW，输电线的总电阻为4Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V，要求在输电线上损失的功率控制在10kW，则、的原副线圈匝数比和分别为多少？15. 如图，水平桌面上固定一光滑U型金属导轨，其平行部分的间距为 ， 导轨的最右端与桌子右边缘对齐，导轨的电阻忽略不计。导轨所在区域有方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电阻为R、长度也为的金属棒P静止在导轨上。导轨上质量为3m的绝缘棒Q位于P的左侧，以大小为v0的速度向P运动并与P发生弹性碰撞，碰撞时间很短。碰撞一次后，P和Q先后从导轨的最右端滑出导轨，并落在地面上同一地点。P在导轨上运动时，两端与导轨接触良好，P与Q始终平行。不计空气阻力。求：
(1)、金属棒P滑出导轨时的速度大小；(2)、金属棒P在导轨上运动过程中产生的热量；(3)、与P碰撞后，绝缘棒Q在导轨上运动的时间。