广东省茂名市高州市第四中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

试卷更新日期：2025-03-25 类型：月考试卷

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一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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。

1. 如图所示，一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁铁沿圆环的轴线运动，使圆环内产生了感应电流。下列四幅图中，产生的感应电流方向与条形磁铁的运动情况相吻合的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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2. 如图，空间中存在平行于纸面向右的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一根在b点被折成直角的金属棒 $a b c$ 平行于纸面放置， $a b = b c = L$ ， ab边垂直于磁场方向。现该金属棒以速度v垂直于纸面向里运动。则 $a c$ 两点间的电势差 $U_{a c}$ 为（　　）。

A、 $B L v$ B、 $\sqrt{2} B L v$ C、 $- B L v$ D、 $- \sqrt{2} B L v$

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3. 某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁铁，磁铁N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对厢内人员的伤害。当电梯轿厢坠落到图示位置时，下列说法正确的是（　　）

A、从上往下看，金属线圈A中的感应电流沿顺时针方向 B、从上往下看，金属线圈B中的感应电流沿逆时针方向 C、电梯轿厢在金属线圈AB的阻碍作用下，速度越来越小最终可以使轿厢停在图示位置 D、金属线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势

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4. 如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有半径为r的光滑半圆形导体框ab，O为圆心，OC为一能绕O在框架上滑动的导体棒，Oa之间连一电阻R，导体棒的电阻为0.5R。导体框架的电阻不计，使OC以角速度ω逆时针匀速转动，则下列说法正确的是（　　）

A、通过电阻R的电流方向由右向左 B、导体棒O端电势低于C端的电势 C、回路中的感应电动势大小为 $\frac{B r^{2} ω}{2}$ D、电阻R的两端电压为 $\frac{B r^{2} ω}{2}$

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5. 如图所示，某质谱仪由电压为 $U$ 的加速电场，半径为 $R$ 且圆弧中心线（虚线所示）处电场强度大小为 $E$ 的均匀辐射电场和磁感应强度为 $B$ 的半圆形磁分析器组成。质量为 $m$ 、电荷量为 $q$ 的正电粒子（不计重力）从 $M$ 板由静止加速后，沿圆弧中心线经过辐射电场，再从 $P$ 点垂直磁场边界进入磁分析器后打在胶片上 $Q$ 点。下列说法正确的是（　　）

A、辐射电场中，沿电场线方向电场减弱 B、辐射电场的电场力对该粒子做正功 C、加速电压 $U = E R$ D、 $P$ 点与 $Q$ 点的距离为 $\frac{2}{B} \sqrt{\frac{m E R}{q}}$

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6. 如图所示，在匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电场的场强为E，方向竖直向下，磁场的磁感应强度为B方向垂直于纸面向里，一质量为m的带电粒子，在场区内的一竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，则可判断该带电粒子（　　）

A、带有电荷量为 $\frac{m g}{E}$ 的负电荷 B、沿圆周逆时针运动 C、粒子运动到最低点的时电势能最低 D、运动的速率为 $\frac{E}{B}$

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7. 阿尔法磁谱仪是目前在太空运行的一种粒子探测器，其关键的永磁体系统是由中国研制的。如图，探测器内边长为L的正方形 $a b c d$ 区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，当宇宙中带电量为 $+ q$ 的粒子从 $a b$ 中点O沿纸面垂直 $a b$ 边射入磁场区域时，磁谱仪记录到粒子从 $a d$ 边射出，则这些粒子进入磁场时的动量p满足（　　）

A、 $q B L \leq p \leq \frac{5 q B L}{4}$ B、 $\frac{q B L}{4} \leq p \leq q B L$ C、 $\frac{q B L}{4} \leq p \leq \frac{5 q B L}{4}$ D、 $p \leq \frac{q B L}{4}$ 或 $p \geq \frac{5 q B L}{4}$

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二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。

8. 如图所示为磁流体发电机原理图，平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，将一束等离子体喷入磁场，A、B两板间便产生电压从而向外供电，下列说法正确的是（　　）

A、B板为发电机正极 B、发电机能量来源于磁场能 C、仅提高喷射的速度发电机电动势增大 D、仅减小金属板间距发电机电动势增大

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9. 如图所示，足够长的粗糙细杆CD水平置于空中，且处在垂直向里的水平匀强磁场中。一质量为m、电荷量为 $+ q$ 的小圆环套在细杆CD上。现给小圆环向右的初速度 $v_{0}$ ，圆环运动的 $v - t$ 图像不可能是（　　）

A、 B、 C、 D、

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10. 如图所示的装置可测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂通过绝缘细线挂着正六边形线框，线框的边长为L，底边水平，恰有一半处于匀强磁场中，该磁场的磁感应强度B的方向与线框平面垂直。当线圈中通入顺时针电流I时，调节砝码使两臂达到平衡。然后改变电流的方向，大小不变，在右盘中增加质量为m的砝码后，两臂再次达到新的平衡，则（　　）

A、B大小为 $\frac{m g}{2 I L}$ B、B大小为 $\frac{m g}{4 I L}$ C、磁场方向垂直线框平面向外 D、线框所受安培力大小为2BIL

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三、实验题：本题共2小题，共16分。

11. 某同学用如图所示装置探究感应电流的方向与引起感应电流的磁场的关系，已知电流从a接线柱流入电流表时，电流表指针右偏。

(1)、若无论快速插入还是拔出磁铁，均不能看到电流表指针有明显偏转，经检查电路没有断路，则原因可能是。

(2)、解决上述问题后，该同学进行了4次实验，并把磁铁下方磁场方向、磁铁运动情况、电流表指针偏转情况及线圈中感应电流的磁场方向都记录在下表中：
实验序号
磁铁磁场方向
磁铁运动情况
指针偏转情况
感应电流的磁场方向
1
向下
插入
右偏

2
向下
拔出
左偏

3
向上
插入
左偏

4
向上
拔出
右偏

在实验1、4中，线圈中感应电流的磁场方向为（填“向上”或“向下”）。

(3)、由实验1、3得出的结论是穿过闭合电路的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向（填“相同”或“相反”）。

(4)、由实验2、4得出的结论是穿过闭合电路的磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向（填“相同”或“相反”）。

(5)、由实验1、2、3、4得出的结论是感应电流的磁场总是要引起感应电流的磁通量的变化。

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12. 小方同学测量一节干电池的电动势和内阻。

(1)、多用电表机械调零后，用“直流电压2.5V挡”粗测电动势，如图1所示，干电池的正极应与多用电表的（填“红表笔”或“黑表笔”）连接，指针偏转如图2所示，则电动势为V。

(2)、转换至欧姆挡，用图1电路粗测内阻，你认为此法（填“可行”或“不可行”）。小方突发奇想，想测一下人体电阻，选择“×1k”挡，调零后测量发现指针偏转很小，为使测量更合理，应换成
（填“×10k”挡或“×100”挡）。

(3)、小刚同学在学习了高中物理必修三“实验：电池电动势和内阻的测量”之后，对家里玩具电瓶车上的电池很感兴趣，查阅资料之后得知，该电池的电动势约为1.5V，内阻约为2Ω，但是小刚同学想具体知道该电池的电动势和内阻，然后他组织了班上的几名同学组成兴趣小组，从实验室借了相应器材，在学校老师指导下完成了本次实验。学校实验室现有如下实验器材：
A.电压表V（量程为3V，内阻约为3kΩ）
B.电流表A（量程为0.6A，内阻为0.5Ω）
C.电阻箱R（阻值范围为0~999.9Ω）
D.待测电池
E.开关S、导线若干
①该小组按图甲所示电路图连接电路，调节电阻箱到最大阻值，闭合开关，逐次改变电阻箱的电阻值，记下相应电阻箱的电阻值R、电压表的示数U和电流表的示数I。根据记录数据作出的U-I图像如图乙所示，则电池的电动势为V，内阻为Ω（结果保留三位有效数字）。
②由（1）中测得的电池电动势的测量值（填“大于”“小于”或“等于”）其真实值。

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四、计算题：本题共3小题，共38分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

13. 近年，我国阶段性建成并成功运行了“电磁橇”，创造了大质量电磁推进技术的世界最高速度纪录，其原理如图所示。两平行长直金属导轨固定在水平面，导轨间垂直安放金属棒，且始终与导轨接触良好，电流从一导轨流入，经过金属棒，再从另一导轨流回，图中电源未画出。已知平行导轨电流在两导轨间产生的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度B与电流i的关系式为B=ki（k为常量且已知）。金属棒被该磁场力推动。当金属棒由第一级区域进入第二级区域时，回路中的电流由 $I_{1} = \frac{2}{k}$ 变为 $I_{2} = \frac{1}{k}$ ，两导轨内侧间距为k，每一级区域中金属棒被推进的距离均为s=2m，金属棒的质量为m=1kg，不计任何摩擦与阻力，求：
（1）金属棒经过第一级区域时受到安培力的大小F；
（2）金属棒经过第一、二级区域的加速度大小a₁、a₂；
（3）金属棒从静止开始经过两级区域推进后的速度大小。

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14. 饭卡是学校等单位最常用的辅助支付手段之一，其中一种饭卡其内部主要部分是一个多匝线圈，当刷卡机发出电磁信号时，置于刷卡机上的饭卡线圈的磁通量发生变化，在线圈处引起电磁感应，产生电信号。其原理可简化为如图甲所示，设线圈的匝数为1200匝，每匝线圈面积均为 $S = 10^{- 4} m^{2}$ ，线圈的总电阻为 $r = 0.1 Ω$ ，线圈连接一电阻 $R = 0.3 Ω$ 组成闭合回路，其余部分电阻不计。线圈处的磁场可视作匀强磁场，其大小按如图乙所示规律变化（设垂直纸面向里为正方向），求：
（1） $t = 0.05 s$ 时线圈产生的感应电动势E的大小；
（2） $0 \sim 0.1 s$ 时间内，电阻R产生的焦耳热Q；
（3） $0.1 \sim 0.4 s$ 时间内，通过电阻R的电流方向和电荷量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 $v_{0}$ 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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实验序号	磁铁磁场方向	磁铁运动情况	指针偏转情况	感应电流的磁场方向
1	向下	插入	右偏
2	向下	拔出	左偏
3	向上	插入	左偏
4	向上	拔出	右偏