山东省枣庄市第三名校2023-2024学年高二下学期4月物理质量检测试题

试卷更新日期：2024-06-28 类型：月考试卷

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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. 如图所示，在内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于圆环口径的带正电的小球，正以速率v₀沿逆时针方向匀速转动若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场，若运动过程中小球的带电荷量不变，那么（）

A、磁场力对小球一直做正功 B、小球受到的磁场力不断增大 C、小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做加速运动 D、小球仍做匀速圆周运动

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2. 一长直导线通以如图所示的大小、方向都变化的电流，以向右为正方向。在导线正下方有一断开的圆形线圈，两端分别记为a、b ，则（　　）

A、 $t_{1}$ 时刻a点电势最高 B、 $t_{2}$ 时刻a点电势最高 C、 $t_{3}$ 时刻a点电势最高 D、 $t_{4}$ 时刻a点电势最高

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3. 如图所示，由同种材料、粗细均匀的电阻丝绕制成的矩形导体框abcd的ab边长为 $l$ ， bc边长为 $2 l$ ，在外力作用下以速度v向右匀速进入有界匀强磁场。第一次ad边与磁场边界平行、第二次ab边与磁场边界平行。不计空气阻力，则先后两次进入过程（）

A、通过导体棒截面的电量之比为1：2 B、刚进入磁场时，a、b两点间的电势差之比为5：2 C、外力做功的大小之比为1：1 D、外力做功的功率之比为1：2

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4. 1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，凭借此项成果，他于1939年获得诺贝尔物理学奖。其原理如图所示，置于真空中的D形金属盒半径为R ，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略。A处粒子源产生质子的质量为m、电荷量为 $+ q$ ，在加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f ，加速电压为U。下列说法正确的是（）

A、带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大 B、带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的时间与加速电压U的大小无关 C、质子离开回旋加速器时的最大动能与D形盒的半径成正比 D、该加速器加速质量为 $4 m$ 、电荷量为 $+ 2 q$ 的 $α$ 粒子时，交流电频率应变为 $\frac{f}{2}$

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5. 轻质细线吊着一质量为 $m = 1 k g$ 、边长为0.2m、电阻 $R = 1 Ω$ 、匝数 $n = 10$ 的正方形闭合线圈 $a b c d$ ， bd下方区域分布着磁场，如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。不考虑线圈的形变和电阻的变化，整个过程细线未断且线圈始终处于静止状态，g取 $10 m / s^{2}$ 。则下列判断正确的是（　　）

A、线圈中感应电流的方向为 $a d c b a$ B、线圈中的感应电流大小为 $0.2 A$ C、 $0 ∼ 2 s$ 时间内线圈中产生的热量为 $0.02 J$ D、 $6 s$ 时线圈受安培力的大小为 $0.8 \sqrt{2} N$

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6. 如图所示，在水平面上固定着两条足够长的平行光滑金属导轨，导轨间连接定值电阻为R（其余电阻不计），导轨间距为L ，匀强磁场垂直于导轨所在的平面向下，磁感应强度大小为B。金属杆与导轨接触良好。现给金属杆瞬间冲量作用，获得水平初速度 $v_{0}$ 并向右滑动，不考虑空气阻力，在运动过程中，回路电流、加速度大小、通过回路的电量、位移大小，分别用I、a、q、x表示，则下图中错误的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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7. 如图所示，有界匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里。有一半径为R的线圈，其单位长度上的电阻为r ，线圈平面与磁场方向垂直，线圈直径MN垂直磁场边界于M点。线圈以M点为轴在纸面内沿顺时针方向匀速旋转90°，角速度为 $ω$ 。则（）

A、此时安培力方向为垂直磁场边界向右 B、感应电动势的最大值为 $B R^{2} ω$ C、感应电流的最大值为 $\frac{2 B R^{2} ω}{r}$ D、通过线圈任意横截面的电荷量为 $\frac{B R}{4 r}$

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8. 如图所示，竖直平面内有三根轻质细绳，绳1水平，绳2与水平方向成 $60 °$ 角， $O$ 为结点，竖直绳3的下端栓接一质量为 $m$ 、长度为 $L$ 的垂直于纸面放置的金属棒。金属棒所在空间存在竖直向上，磁感应强度大小为B的匀强磁场，整个装置处于平衡状态。现给金属棒通入方向向里，大小由零缓慢增大的电流，电流的最大值为 $I_{0}$ ，可观察到绳3转过的最大角度为 $60 °$ 。已知重力加速度为 $g$ ，则在此过程中，下列说法正确的是（）

A、绳1的拉力先增大后减小 B、绳2的拉力先增大后减小 C、绳3的拉力最大值为 $2 m g$ D、金属棒中电流 $I_{0}$ 的值为 $\frac{\sqrt{3} m g}{2 L B}$

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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，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9. 如图所示，质量为m、电荷量为q的带正电粒子以某一速度进入两平行板间的正交电磁场，恰好沿虚线做直线运动，然后从P点进入右侧的圆形匀强磁场，最后从Q点离开磁场。两板间的电压为U ，间距为d ，两板间磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里。圆形磁场的方向垂直纸面向里且圆心O在虚线上，半径也为d ， P、Q两点间的距离为 $\sqrt{2} d$ ，不计粒子受到的重力。下列说法正确的是（）

A、粒子在圆形磁场中运动的轨道半径为 $\sqrt{2} d$ B、粒子在两板间运动的速度大小为 $\frac{U}{B d}$ C、粒子在圆形磁场中运动的时间为 $\frac{π B d^{2}}{2 U}$ D、圆形磁场的磁感应强度大小为 $\frac{m U}{q B d^{2}}$

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10. 电磁流量计可以测量导电流体的流量Q（单位时间内流过某一横截面的流体体积）。如图所示，它是由一个产生匀强磁场的线圈，用来测量电动势的两个电极a、b构成。用v表示流体的流速，B表示线圈产生磁场的磁感应强度，D表示管路内径。若磁场B的方向、流速v的方向与测量电磁线圈感应电动势两电极连线的方向三者相互垂直。下列说法正确的是（）

A、电极a为正极，电极b为负极 B、电极a为负极，电极b为正极 C、测得的感应电动势可以表示为 $U = B D v$ D、测得的感应电动势可以表示为 $U = \frac{4 Q B}{π D}$

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11. 如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，磁感应强度大小为B ，边界为MN和PQ ，磁场方向垂直水平面向下。质量为m、边长为L的正方形导线框静止在水平面上，AB边和磁场边界平行。现给导线框一向右的初速度 $v_{0}$ ，导线框在水平面上穿过有界磁场，完全穿出有界磁场时的速度为 $\frac{v_{0}}{3}$ ，有界磁场的宽度d大于正方形线框的边长L。下列说法正确的是（）

A、线框进入磁场过程中，感应电流的方向为ADCBA B、线框穿出磁场过程中，通过线框横截面的电荷量为 $\frac{m v_{0}}{B L}$ C、线框完全进入磁场时的速度为 $\frac{2}{3} v_{0}$ D、线框进入磁场和穿出磁场过程中，产生的焦耳热之比5：3

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12. 如图所示，在以直角坐标系xOy的坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直xOy所在平面向里的匀强磁场。一带电粒子由磁场边界与x轴的交点A处，以速度v沿x轴负方向射入磁场，粒子恰好能从磁场边界与y轴的交点C处沿y轴正方向飞出磁场，之后经过D点，D点的坐标为（0，3r），不计带电粒子所受重力。若磁场区域以A点为轴，在xOy平面内顺时针旋转45°后，带电粒子仍以速度v沿x轴负方向射入磁场，飞出磁场后经过 $y = 3 r$ 直线时，以下说法正确的是（　　）

A、经过 $y = 3 r$ 直线时距D点的距离为 $(3 - \sqrt{2}) r$ B、经过 $y = 3 r$ 直线时距D点的距离为 $(4 - \sqrt{2}) r$ C、带电粒子将与 $y = 3 r$ 的直线成45°角经过这条直线 D、带电粒子仍将垂直经过 $y = 3 r$ 的这条直线

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三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13. 在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感系数较大而直流电阻可以忽略的线圈，R为固定电阻，E为电源，S为开关。
回答下列问题：

(1)、开关S由断开变为闭合，a、b两灯泡亮度的变化情况是____

A、合上开关，a先亮，b后亮 B、合上开关，b先亮，a后亮 C、过一段时间稳定后，a、b一样亮 D、过一段时间稳定后，a比b更亮一些

(2)、开关S由闭合变为断开，a灯泡的亮度变化情况为；当开关S由闭合变为断开瞬间，b灯泡的电流方向为（选填“无电流”、“向左”或“向右”）、

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14. 在“研究电磁感应现象”的实验中：

(1)、实验装置如下图（a）所示，合上电键S时发现电流表指针向右偏，填写下表空格：
实验操作
指针偏向（填“左”或“右”）
滑片P右移时
在原线圈中插入软铁棒时
拔出原线圈时

(2)、如图（b）所示，A、B为原、副线圈的俯视图，已知副线圈中产生顺时针方向的感应电流，根据图（a）可判知可能的情况是（）

A、原线圈中电流为顺时针方向，变阻器滑动片P在右移 B、原线圈中电流为顺时针方向，正从副线圈中拔出铁芯 C、原线圈中电流为逆时针方向，正把铁芯插入原线圈中 D、原线圈中电流为逆时针方向，电键S正断开时

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15. 如图所示，竖直平面xOy内存在水平向右的匀强电场，场强大小E=10N/C，还存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B=0.5T。一带电荷量q=+0.2C、质量m=0.4kg的小球由长l=0.4m的细线悬挂于P点，小球可视为质点。现将小球拉至水平位置A无初速度释放，取 $g = 10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、小球运动到O点时的速度大小；

(2)、小球运动到O点时细线拉力的大小。

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16. 如图所示，水平向右的匀强磁场磁感应强度为B。一个匝数为n的矩形线圈，ab边长为 $l_{1}$ ， ad边长为 $l_{2}$ ，总电阻为R。线圈以角速度 $ω$ 绕ab边所在直线沿逆时针方向（俯视）匀速转动，矩形线圈由图示位置转过角度 $θ$ ，已知 $0 < θ < \frac{π}{2}$ 。求：

(1)、转过角度 $θ$ 的过程中线圈平均感应电动势的大小；

(2)、转过角度 $θ$ 时线圈感应电动势的大小。

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17. 如图所示，MN、PQ是间距 $l = 0.5 m$ 的足够长的平行金属导轨， $N Q ⊥ M N$ ，导轨的电阻均不计。导轨平面与水平面的夹角 $θ = 37 °$ ， NQ间连接有一个R=4Ω的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度B=1T。将一质量m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好。当由静止释放金属棒时，金属棒的加速度 $a = 2 m / s^{2}$ ，当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度 $v = 2 m / s$ ，在此过程中通过金属棒截面的电荷量q=0.2C，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行。已知 $s i n 37 ° = 0.6$ ， $c o s 37 ° = 0.8$ ，取 $g = 10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、金属棒与导轨间的动摩擦因数 $μ$ ；

(2)、cd与NQ间的距离 $x$ ；

(3)、金属棒滑行至cd处的过程中，电阻R上产生的热量。

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18. 如图所示，在三维坐标系Oxyz中， $0 < x < d$ 的空间内，存在沿y轴正方向的匀强电场， $d < x < (1 + \frac{3 π}{4}) d$ 的空间内存在沿x轴正方向的匀强磁场 $B_{1}$ （未知）， $(1 + \frac{3 π}{4}) d \leq x < (3 + \frac{3 π}{4}) d$ 的空间内存在沿z轴负方向的匀强磁场（未画出），磁感强度大小 $B_{2} = \frac{m v_{0}}{q d}$ ；有一荧光屏垂直轴放置并可以沿x轴水平移动。从粒子源不断飘出电荷量为 $q$ ，质量为 $m$ 的带正电粒子，加速后以初速度 $v_{0}$ 沿x轴正方向经过O点，经电场偏转进磁场后打在荧光屏上，已知粒子在电场空间运动过程偏转角 $θ = 53 °$ ，忽略粒子间的相互作用，不计粒子重力。

(1)、求匀强电场电场强度的大小 $E$ ；

(2)、将荧光屏在磁场 $B_{1}$ 内沿x轴缓慢移动，屏上荧光轨迹最低点的y轴坐标值为 $y = \frac{d}{3}$ ，求匀强磁场磁感强度的大小 $B_{1}$ ；

(3)、将荧光屏在磁场 $B_{2}$ 内沿x轴缓慢移动，求屏上荧光轨迹最下端荧光点形成时的该点坐标。

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实验操作	指针偏向（填“左”或“右”）
滑片P右移时
在原线圈中插入软铁棒时
拔出原线圈时