四川省眉山市彭山区第一名校2023-2024学年高二下学期4月月考物理试题

试卷更新日期：2024-05-10 类型：月考试卷

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一、单项选择题：本大题共7小题，每题4分，共计28分。

1. 穿过闭合回路的磁通量Φ-t图像分别如图①～④。关于回路中感应电动势正确的是（　　）

A、图①中回路产生的感应电动势恒定不变 B、图②中回路产生的感应电动势一直在变大 C、图④中回路产生的感应电动势先变小后变大 D、图③中回路在0~t₁时间内产生的感应电动势等于在t₁~t₂时间内产生的感应电动势

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2. 三根相互平行的通电长直导线放在等边三角形的三个顶点上，图为其截面图，电流方向如图所示．若每根导线的电流均为I ，每根直导线单独存在时，在三角形中心O点产生的磁感应强度大小都是B ，则三根导线同时存在时O点的磁感应强度大小为（）

A、0 B、B C、2B D、 $\sqrt[]{3}$ B

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3. 如图所示，在赤道处，将一小球向东水平抛出，落地点为 a；给小球带上电荷后，仍以原来的速度抛出，考虑地磁场的影响，下列说法正确的是（　　）

A、无论小球带何种电荷，小球落地时的速度的大小相等 B、无论小球带何种电荷，小球在运动过程中机械能不守恒 C、若小球带负电荷，小球会落在更远的 b点 D、若小球带正电荷，小球仍会落在 a点

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4. 如图所示，图1为速度选择器，图2为磁流体发电机，图3为回旋加速器，图4为质谱仪。下列说法正确的是（　　）

A、图1中电子、质子能够沿直线通过速度选择器的条件是 $v = \frac{B}{E}$ B、图2磁流体发电机中，B点电势比A点电势高 C、图3要增大某种粒子的最大动能，可减小磁场的磁感应强度 D、图4中不同离子经过质谱仪偏转半径之比等于粒子的比荷之比

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5. 如图所示，导体棒ab跨接在金属框架MNPQ上与框架围成一个边长为L的正方形回路，空间有垂直框架平面的匀强磁场，磁感应强度为 $B_{0}$ ，方向如图。电路中除ab棒以外其余电阻均不计。若磁感应强度保持 $B_{0}$ 不变，让ab棒以恒定速度v向右运动时，导体棒中的电流大小为I；若保持ab棒在初始位置不动，让磁感应强度B随时间t均匀变化，要使通过导体棒的电流仍为I ，磁感应强度的变化率 $\frac{Δ B}{Δ t}$ 应为（）

A、 $\frac{v B_{0}}{2 L}$ B、 $\frac{v B_{0}}{L}$ C、 $\frac{2 v B_{0}}{L}$ D、 $\frac{v B_{0}}{L^{2}}$

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6. 如图所示，两相邻的宽均为20cm的匀强磁场区域，磁场方向分别垂直纸面向里和垂直纸面向外，一位于纸面内、边长为10cm的正方形导线框以垂直于磁场边界的恒定速度v=10cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻t=0，规定线框中电流逆时针方向为正方向．则下列绘出的表示线圈中感应电流i随时间t变化规律正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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7. 如图所示，电阻不计的水平导轨间距0.5m，导轨处于方向与水平面成53°角斜向右上方的磁感应强度为5T的匀强磁场中。导体棒ab垂直于导轨放置且处于静止状态，其质量m=1kg，电阻R=0.9Ω，与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，电源电动势E=10V，其内阻r=0.1Ω，定值电阻的阻值R₀=4Ω。不计定滑轮的摩擦，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，细绳对ab的拉力沿水平方向，重力加速度g取10m/s² ， sin53°=0.8，cos53°=0.6，则（　　）

A、导体棒ab受到的摩擦力方向一定向右 B、导体棒ab受到的安培力大小为5N，方向水平向左 C、重物重力G最小值是0.5N D、重物重力G最大值是4.5N

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二、多项选择题：每题6分，共计18分；错选不得分，漏选得3分。

8. 如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd ，则（　　）

A、当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是a→b→c→d B、若线圈在平面内上、下平动，无感应电流产生 C、若线圈向右平动，其中感应电流方向a→b→c→d D、当线圈以导线为轴转动时，其中感应电流方向是a→b→c→d

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9. 1831年10月28日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机—法拉第圆盘发电机，其原理如图所示，水平向右的匀强磁场垂直于盘面，圆盘绕水平轴C以角速度ω匀速转动，铜片D与圆盘的边缘接触，圆盘、导线和阻值为R的定值电阻组成闭合回路。已知圆盘半径为L ，圆盘接入CD间的电阻为 $r = \frac{R}{2}$ ，其他电阻均可忽略不计，下列说法正确的是（　　）

A、回路中的电流方向为b→a B、C、D两端的电势差为 $U_{C D} = \frac{1}{3} B L^{2} ω$ C、定值电阻的功率为 $\frac{B^{2} L^{4} ω^{2}}{6 R}$ D、圆盘转一圈的过程中，回路中的焦耳热为 $\frac{π B^{2} L^{4} ω}{3 R}$

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10. 如图所示，半径为R、圆心为O圆形区域内存在一垂直纸面向里的匀强磁场，a、b为圆形边界上的两点，a、O、b三点共线，ab水平。电子带电荷量为－e、质量为m ，以速率v从a处射入磁场，当电子在a处的速度方向与aO夹角为30°、斜向下时，离开磁场时的速度方向相比进入时的改变了60°。不计电子的重力，下列说法正确的是（　　）

A、圆形区域中磁场的磁感应强度大小为 $\frac{m v}{2 e R}$ B、改变入射方向，当电子经过O点时，电子在磁场中的运动时间为 $\frac{2 π R}{3 v}$ C、改变入射方向，电子离开磁场时的速度方向不变 D、改变入射方向，两次入射方向不同，电子可能从同一位置射出磁场

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三、实验题：每空3分，共计18分。

11. 乐山某学校兴趣小组的同学在学习了磁场的知识后设计了一个利用天平测定磁感应强度的实验方案。天平的左臂下面挂一个矩形线圈，宽为 $L$ ，共 $N$ 匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。实验步骤如下：
①未通电流时，在天平右盘内放入质量为 $m_{1}$ 的砝码，使天平平衡；
②当给线圈通以顺时针方向流动大小为 $I$ 的电流（如图所示）时，需在天平右盘更换质量为 $m_{2}$ 的砝码后，天平才能重新平衡。

(1)、若 $m_{1} > m_{2}$ ，此时矩形线圈的底边所受的安培力方向为（选填“竖直向上”或“竖直向下”），磁场方向垂直于纸面（选填“向里”或“向外”）。

(2)、若 $m_{1} < m_{2}$ ，用所测量的物理量和重力加速度 $g$ 表示磁感应强度的大小为 $B =$ 。

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12. 几位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。

(1)、如图，请补齐连线。

(2)、补齐线后，甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中同样能使指针向右偏转的有。
A．闭合开关时
B．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向左滑动时
C．开关闭合后将B线圈从A线圈中拔出时
D．开关闭合后将B线圈倒置再重新插入A线圈中时

(3)、补齐连线并闭合开关后，把B线圈从同样高度插到副线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下A线圈中产生的感应电动势的大小关系是 $E_{1}$ $E_{2}$ （选填“ $>$ ”“ $<$ ”或“ $=$ ”）。

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四、计算题：10+12+14=36分

13. 如图所示，在一个直角三角形区域 $A C B$ 内存在方向垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场， $A B 、 B C 、 A C$ 为磁场边界， $A C$ 边长为 $3 a$ ， $∠ C A B = 53 °$ 。一质量为m、电荷量为 $+ q$ 的粒子从 $A B$ 边上的D点垂直于磁场边界 $A B$ 射入匀强磁场，恰不从 $B C$ 边射出磁场区域。已知 $A D$ 距离为a（不计粒子重力， $s i n 53 ° = 0.8 ， c o s 53 ° = 0.6$ ）。求粒子的速率。

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14. 图甲所示电路中，匝数 $n = 20$ 的圆形线圈与匀强磁场垂直放置，磁场的磁感应强度大小B随时间t的变化规律如图乙所示，已知线圈的总电阻 $r = 1 Ω$ 、横截面积 $S = 0.5 m^{2}$ ，电路中的电阻 $R_{1} = 2 Ω$ 、 $R_{2} = 7 Ω$ ，电容器的电容 $C = 100 μ F$ ，求：

(1)、感应电动势E；

(2)、线圈两端的电压U；

(3)、电容器极板上所带的电荷量q。

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15. 如图所示，平面直角坐标系xOy中，在第I象限内存在方向沿y轴负方向的匀强电场，在第IV象限内 $y \geq - d$ 区域存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为 $q (q > 0)$ 的带电粒子以初速度v₀从y轴上P（0，h）点沿x轴正方向开始运动，经过电场后从x轴上的点 $Q (\frac{2 \sqrt{3}}{3} h, 0)$ 进入磁场，粒子恰好不能从磁场的下边界离开磁场。不计粒子重力。求：

(1)、粒子在Q点位置的速度v_Q和速度方向与x轴正方向夹角θ；

(2)、匀强磁场磁感应强度大小B；

(3)、粒子从P点开始运动至第一次到达磁场下边界所需要的时间。

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