卷子答案网-一个不只有答案的网站赣榆智贤中学2022-2023学年高二下学期3月学情检测
物理试题
试卷满分100 时间75分钟
一、单选题（每题4分，共计40分。每题只有一个正确答案）
1．如图所示的下列各图中，表示通电直导线在匀强磁场中所受磁场力的情况，其中磁感应强度B、电流I、磁场力F三者之间的方向关系不正确的是（ ）
A． B．
C． D．
2．如图所示，下列图中分别标出了磁场B的方向、带电粒子的电性及速度v方向、电荷所受洛仑兹力F的方向，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
3．两个带电粒子以同一速度从同一位置进入匀强磁场，在磁场中它们的运动轨迹如图所示。粒子a的运动轨迹半径为r1，粒子b的运动轨迹半径为r2，且r2＝2r1，q1、q2分别是粒子a、b所带的电荷量，则（ ）
A．a带负电、b带正电，比荷之比为∶＝2∶1
B．a带负电、b带正电，比荷之比为∶＝1∶2
C．a带正电、b带负电，比荷之比为∶＝2∶1
D．a带正电、b带负电，比荷之比为∶＝1∶2
4．一种用磁流体发电的装置如图所示。已知等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度v喷射入磁感应强度为B的匀强磁场中（速度方向与磁场方向垂直），在磁场中有两块平行金属板A、B，板间距离为d，忽略粒子的重力及粒子间的相互作用，下列说法不正确的是（ ）
A．金属板A是电源的正极
B．稳定后，发电机的电动势是Bdv
C．其他条件不变，只增大磁感应强度，发电机的电动势增大
D．其他条件不变，只增大等离子体的射入速度，发电机的电动势增大
5．如图，金属圆形线圈a套在条形磁铁上，条形磁铁与线圈a所在的平面垂直且穿过线圈圆心，若将线圈a对称地扩展为线圈b的形状，则穿过线圈的磁通量变化情况是（ ）
A．增大 B．不变
C．减小 D．不能确定
6．根据法拉第电磁感应定律，下列说法正确的是（ ）
A．穿过回路的磁通量越大，回路中的感应电动势也越大
B．磁通量的变化量越大，回路中的感应电动势越大
C．穿过回路的磁通量的变化率为0，回路中的感应电动势一定为0
D．某一时刻穿过回路的磁通量为0，回路中的感应电动势一定为0
7．1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法不正确的是（ ）
A．圆盘上产生了感应电动势
B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动
C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量不变
D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动
8．下列电器主要利用了电磁感应的是（ ）
A．电饭煲 B．电风扇 C．电吹风 D．手机无线充电装置
9．某交变电流电压随时间变化的规律如图所示（初始部分为正弦函数的四分之一周期），下列说法正确的是（ ）
A．该交变电流的周期为2s
B．该交变电流电压的有效值为200V
C．将该交变电流加在交流电压表两端时，电压表读数为
D．将该交变电流加在启辉电压（达到或超过启辉电压后氖管会发光）为200V的氖管上，氖管未被击穿，氖管1秒钟内发光次数为100次
10．远距离输电的原理图如图所示，升压变压器的原、副线圈的匝数之比为a，降压变压器的原、副线圈的匝数之比为b，输电线的总电阻为R，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂输出的电压恒为U。若由于用户的负载变化，使电压表V2的示数增大了 U，则下列判断正确的是（ ）
A．电压表的V1示数增大 B．电流表A2的示数减小了
C．电流表A1的示数减小了 D．输电线损耗的功率减小了
二、实验题（每小题3分，共计15分）
11．某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”的实验中采用了如图甲所示的实验装置。
（1）实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，则___________；若实验中没有现成的遮光条，某同学用金属片替代，用20分度的游标卡尺测量金属片的宽度如图丙所示，其读数为___________，这种做法是否合理？___________（填“合理”或“不合理”）。
（2）在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间内感应电动势的平均值，改变速度多次实验，得到多组数据。这样实验的设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是：在时间内___________。
（3）得到多组与数据之后，若以为纵坐标、以为横坐标作出图像，发现图像是一条曲线，不容易得出清晰的实验结论，为了使画出的图像为一条直线，最简单的改进办法是以__________为横坐标。
（4）根据改进后作出的图像得出的结论是：在误差允许的范围内___________。
（5）其他条件都不变，若换用匝数加倍的线圈做实验，根据实验数据所作出的那条直线图像斜率___________（填“减半”“不变”或“加倍”）。
三、解答题（共计45分，12-13题每题8分，14题13分，15题16分）
12．（8分）如图所示，质量为m的导体棒MN静止在水平导轨上，导体棒与导轨宽度同为L，已知电源的电动势为E，内阻为r，导体棒的电阻为R，其余部分与接触电阻不计，磁场方向垂直导轨平面向上，磁感应强度为B，求：
(1)导体棒受的安培力大小和方向：
(2)轨道对导体棒的支持力和摩擦力大小．
13．（8分）图甲所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴按如图所示方向匀速转动，线圈的匝数匝，电阻，线圈的两端经集流环与电阻R连接，阻值，与R并联的交流电压表为理想电表。在时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图乙所示正弦规律变化。（取）求：
（1）交流发电机产生的电动势的最大值；
（2）从图示位置转过，通过电阻R的电荷量和电阻R上产生的焦耳热。
14．（13分）如图甲所示，单匝正方形线框abcd的电阻R=0.5Ω，边长L=20cm，匀强磁场垂直于线框平面，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，求：
（1）0～2s内通过ab边横截面的电荷量q；
（2）3s时ab边所受安培力的大小F；
（3）0～4s内线框中产生的焦耳热Q．
15．（16分）如图所示，在x轴上方有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，在x轴下方有一匀强电场，场强方向竖直向上。一质量为m，电荷量为q，重力不计的带电粒子从y轴上的a点（0，h）处沿y轴正方向以初速度v0开始运动，并以与x轴正方向成45°角的速度方向第一次进入电场，且经过y轴上b点时速度方向恰好与y轴垂直，一段时间后，粒子回到a点。
（1）画出粒子从a点开始运动到再次经过a点的运动轨迹；
（2）求匀强磁场磁感应强度B的大小和匀强电场电场强度E的大小；
（3）若该带电粒子到达b点时，撤去竖直方向电场，同时加上垂直纸面向外的z轴正方向的电场和磁场，求经过后该带电粒子的空间位置（用三维坐标表示）。
参考答案：
1．A
【详解】A．磁场向上，电流向外，根据左手定则可得，安培力的方向水平向左，A错误；
B．磁场向外，电流向上，根据左手定则可得，安培力的方向水平向右，B正确；
C．磁场向左，电流向里，根据左手定则可得，安培力的方向竖直向上，C正确；
D．磁场向里，电流向右上方，根据左手定则可得，安培力的方向向左上方，D正确。
本题选不正确的，故选A。
2．B
【详解】A．粒子带负电，根据左手定则，粒子所受洛伦兹力方向竖直向下，A错误；
B．粒子带正电，根据左手定则，粒子所受洛伦兹力方向竖直向下，B正确；
C．粒子速度方向与磁场方向平行，粒子所受洛伦兹力为0，C错误；
D．粒子速度方向与磁场方向平行，粒子所受洛伦兹力为0，D错误。
故选B。
3．C
【详解】由粒子的运动轨迹及左手定则可判断，a带正电、b带负电，因为带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，有
得
所以
故选C。
4．A
【详解】A．根据左手定则可知，带正电的粒子向下偏转，则金属板B是电源的正极，故A错误，符合题意；
B．稳定后，洛伦兹力与电场力平衡
发电机的电动势
E=Bdv
故B正确，不符合题意；
CD．由上式可知，其他条件不变，只增大磁感应强度或只增大等离子体的射入速度，发电机的电动势增大，故CD正确，不符合题意。
故选A。
5．C
【详解】条形磁铁的磁感线在磁体的内部是从S极到N极，在磁体的外部是从N极到S极，磁体内部有多少根磁感线，外部的整个空间就有多少根磁感线，并与内部磁感线构成闭合曲线。对于线圈的两个位置，磁铁内部的磁感线全部穿过，但线圈面积越大，抵消越多，穿过线圈的磁通量反而越小。
故选C。
6．C
【详解】根据法拉第电磁感应定律可知，回路中感应电动势正比于磁通量的变化率，与某时刻磁通量大小及其变化量大小无直接关系。
故选C。
7．D
【详解】A．圆盘运动过程中，半径方向的金属条在切割磁感线，在圆心和边缘之间产生了感应电动势，选项A正确，不符合题意；
B．圆盘在径向的辐条切割磁感线过程中，内部距离圆心远近不同的点电势不等而形成涡流，涡电流产生的磁场导致磁针转动，选项B正确，不符合题意；
C．圆盘转动过程中，圆盘位置，圆盘面积和磁场都没有发生变化，所以没有磁通量的变化，选项C正确，不符合题意；
D．当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，引起涡流，从而磁体对电流有力的作用，导致电磁驱动，故D错误，符合题意。
故选D。
8．D
【详解】A．电饭煲利用的是电流的热效应，电能转化为热能的原理，A错误；
B．电风扇利用的是电能转化为机械能的原理，B错误；
C．电吹风利用的是电能转化为机械能和内能的原理，C错误；
D．手机无线充电装置主要利用了电磁感应的原理，D正确。
故选D。
9．D
【详解】A．由图像可知，该交变电流的周期为0.02 s，故A错误；
B．根据电流的热效应计算电压的有效值，则有
解得该交变电流电压的有效值为
故B错误；
C．交流电压表读数为交变电流电压的有效值，所以电压表读数为，故C错误；
D．只有当交流电压大于或等于启辉电压200 V时，氖管才能发光，由图像可知，一个周期发光两次，而交变电流的周期为0.02 s，则1秒内发光100次，故D正确。
故选D。
10．C
【详解】A．由于发电厂输出的电压U不变，升压变压器的原、副线圈的匝数之比不变，所以电压表V1的示数不变，A错误；
C．设降压变压器原线圈的电压为U3，则
所以
所以降压变压器原线圈的电压增大了
根据闭合电路欧姆定律
因为不变，增大了，所以IA1R减小了，由欧姆定律可知，电流表A1的示数减小了
C正确；
B．根据变压器原副线圈的电流比等于匝数比的倒数可得，A2的示数减小了
B错误；
D．设输电线上原来的电流为I，则输电线损失的功率减小了
D错误。
故选C。
11． 4.800 70.15 不合理 穿过线圈的磁通量的变化量 感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比） 加倍
【详解】（1）[1]螺旋测微器固定刻度为，可动刻度为
所以最终读数为
[2]游标卡尺的主尺读数为，游标读数为
所以最终读数为
[3]遮光条的宽度越小，小车经过遮光条时的平均速度越接近小车的瞬时速度，遮光条的宽度越大，小车的速度误差越大，不能用宽金属片替代遮光条；
（2）[4]在挡光片每次经过光电门的过程中，磁铁与线圈之间相对位置的改变量都一样，穿过线圈磁通量的变化量都相同；
（3）[5]根据
因不变，与成正比，横坐标应该是；
（4）[6]感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比）；
（5）[7]匝数加倍后，产生的感应电动势加倍，图像纵坐标加倍，横坐标不变，所以新图像的斜率加倍。
12．(1) 方向水平向左；(2)
【详解】导体棒处于静止状态，合外力为零，分析受力情况，根据平衡条件、欧姆定律和安培力公式结合进行求解．
（1）棒的受力分析图如图所示：
根据左手定则可知，安培力方向水平向左，大小为，其中，解得
（2）根据平衡条件得
13．（1）104V；（2）10C，62800J
【详解】（1）由Φ-t图线可知
Φm=2.0Wb
周期为
T=6.28×10-2s
由于
Φm=BS
且
感应电动势最大值为
Em=nBSω=nΦmω=50×2.0×100V=104V
（2）从图示位置转过90°，磁通量变化量为
ΔΦ=BS=Φm=2.0Wb
通过线圈的电荷量
电动势的有效值为
根据焦耳定律可得
14．（1）C（2）N（3）J
【详解】⑴由法拉第电磁感应定律得
电动势
感应电流
电量
解得
⑵安培力
由图得3s时的B=0.3T
代入数值得
⑶由焦耳定律得
代入数值得：
【点睛】考查法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律的内容，掌握安培力大小表达式，理解焦耳定律的应用，注意图象的正确运用．
15．（1） ；（2），；（3）（，，）
【详解】（1）根据题意，分析知粒子的运动轨迹如下
（2）由图可得
粒子在磁场中做圆周运动，由牛顿第二定律有
联立可得
粒子在电场中，水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做匀减速直线运动，且到达b点时，竖直方向速度恰好为零，故在水平方向上有
在竖直方向有
联立可得
（3）根据平抛运动规律可得
解得
粒子沿z轴做匀加速运动，故
粒子在xy平面内做圆周运动，由牛顿第二定律有
又
联立解得
故在t时刻，粒子旋转的角度为
因此x、y 分别为
转载请注明出处卷子答案网-一个不只有答案的网站 » 江苏省连云港市赣榆智贤中学2022-2023高二下学期3月学情检测物理试题（含答案解析）