江西省丰城市2023-2024学年高三上学期月考物理试题含答案解析

江西省丰城市2023-2024学年高三上学期月考物理试题
一、单选题(共40 分)
1.有很多商场使用自动门，当人靠近时门会自动打开，这种自动门使用的传感器是（）
A.红外线传感器
B.压力传感器
C.速度传感器
D.温度传感器
【答案】A
【详解】
自动门使用的传感器是红外线传感器．
2.关于电磁波的下列说法正确的是（）
A.红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体
B.过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康
C.电磁波中频率最大的是X射线
D.光是以波动形式传播的一种电磁振动
【答案】D
【详解】
A．X射线有很高的穿透本领，常用于医学透视人体，红外线没有穿透本领，A错误；
B．过强的紫外线照射对人的皮肤有害，B错误；
C．电磁波中频率最大的是γ射线，C错误；
D．光是以波动形式传播的一种电磁振动，是电磁波，D正确。

故选D。

3.要有效地发送低频电信号，必须把低频电信号附加在高频载波上，这个过程在电磁波的发射过程中叫做
A.调谐
B.解调
C.调制
D.检波
【答案】C
【详解】
要有效地发送低频电信号，必须把低频电信号附加在高频载波上，此过程叫做调制，有调频与调幅之分；逆过程叫做解调；故选C．
4.对于如图所示的电流i随时间t做周期性变化的图像，下列描述正确的是（）
A.电流的大小变化，方向不变，不是交变电流
B.电流的大小不变，方向变化，是交变电流
C.电流的大小和方向都变化，是交变电流
D.电流的大小和方向都不变，是直流电
【答案】A
【详解】
由图可知电流的大小变化，方向不变，不是交变电流。

故选A。

5.如图所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线（电子流）将（）
A.向纸内偏转
B.向纸外偏转
C.向上偏转
D.向下偏转
【答案】C
【详解】
电流的周围存在磁场，根据右手螺旋定则判断出阴极射线管处的磁场方向垂直纸面向外，阴极射线（电子流）从负极流向正极，根据左手定则，电子所受洛伦兹力方向向上，所以阴极射线向上偏转。

故选C。

6.如图所示，足够长的导体棒MN固定在相互平行且间距l=0.6m的金属导轨上，导体棒MN与水平导轨的夹角为37°，且处于方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B=0.5T的匀强磁场中。

已知该回路中的电源电动势E=6V，回路中的总电阻R=2Ω，导体棒与导轨接触良好，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，则导体棒MN所受的安培力大小为（）
A.0.9N
B.1.125N
C.1.5N
D.2.25N
【答案】C
【详解】
根据闭合电路欧姆定律可得
I=E
R
=
6
2
A=3A
则导体棒MN所受的安培力大小为
F=BIl MN=BI
l
sin37°
=0.5×3×
0.6
0.6
N=1.5N
故选C。

7.在如图所示的电路中，A1和A2是两个完全相同的灯泡，线圈L的自感系数足够大，电阻可以忽略不计．下列说法中正确的是( )
A.合上开关S时，A2先亮，A1后亮，最后A2比A1亮
B.断开开关S时，A1和A2都要过一会儿才熄灭
C.断开开关S时，A2闪亮一下再熄灭
D.断开开关S时，流过A2的电流方向向右
【答案】B
【详解】
合上开关接通电路，A2立即亮，线圈对电流的增大有阻碍作用，所以通过A1的电流慢慢变大，最后两灯泡的电压一样大，所以一样亮；断开开关切断电路时，通过A2的电流立即消失，线圈对电流的减小有阻碍作用，所以通过A1的电流会慢慢变小，并且方向向左通过A2，所以两灯泡一起过一会儿熄灭．
故选B.
考点：自感现象
8.如图所示，一长为2L、宽为L的矩形区域ABCD内（包括边界），存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，P为BC边的中点。

A处有一粒子源，可以沿AD方向发射质量为m、带电量为+q的粒子（不计重力与粒子间的相互作用）。

从P C段射出的粒子初速度大小的范围为（）
A.qBL
m ≤v≤5qBL
2m
B.qBL
m
≤v≤7qBL
2m
C.2qBL
m ≤v≤9qBL
2m
D.2qBL
m
≤v≤11qBL
2m
【答案】A
【详解】
若粒子从P点射出，则半径
R=L 根据
qvB=m v2 R
可得
v=qBL m
若粒子从C点射出，则
r2=(2L)2+(r−L)2解得
r=2.5L
根据
qvB=m v2 R
可得
v=5qBL 2m
则从PC段射出的粒子初速度大小的范围为
qBL m ≤v≤
5qBL
2m
故选A。

二、多选题(共20 分)
9.2020年在抗击新冠肺炎疫情的战役中，为了发现高危人群中的疑似病人，通常利用红外线测量人体的温度。

关于电磁波的应用，下列说法正确的是（）
A.红外线、X射线、γ射线中红外线的波长最短
B.红外线可以用来加热理疗，紫外线可以消毒
C.微波主要用于广播及其他信号的传播
D.X射线片可以用于诊断病情，γ射线可以摧毁病变的细胞
【答案】BD
【详解】
A．红外线、X射线、γ射线中红外线的波长最长，故A错误；
B．根据红外线的热效应原理可以用来加热理疗，根据紫外线的荧光效应可以用来消毒、杀菌，故B正确；
C．无线电波中的中长短波主要用于广播及其他信号传输；无线电波中的微波一般用于卫星通信、电视等，故C错误；
D．X射线穿透能力较强，可以诊断病情；电磁波中频率最大为γ射线，有极强的穿透能力和很高的能量，可以摧毁病变的细胞，故D正确。

故选BD。

10.如图所示，在匀强磁场中有一个用比较软的金属导线制成的闭合圆环。

在此圆环的形状由圆形变成正方形的过程中（）
A.环中有感应电流，方向a→d→c→b
B.环中有感应电流，方向a→b→c→d
C.环中无感应电流
D.环中有感应电流
【答案】AD
【分析】
【详解】
由圆形变为正方形的过程中，金属导线所围面积减少，由椤次定律增反减同可知环中有感应电流，方向a→d→c→b
故选AD。

11.1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，核心部分如图所示。

匀强磁场垂直D形盒底面，两盒分别与交流电源相连。

则下列说法中正确的是（）
A.加速器的半径越大，粒子射出时获得的动能越大
B.粒子获得的最大动能由交流电源的电压决定
C.加速器中的电场和磁场都可以使带电粒子加速
D.粒子在磁场中运动的周期与交变电压周期相等
【答案】AD
【分析】
【详解】
AB．由
qvB=m v2 r
得
v=qBr m
当r=R时，v最大，所以最大动能
E k=1
2
m
q2B2R2
m2
=
q2B2R2
2m
由此可知粒子的最大动能只与粒子本身的荷质比，加速器半径，和磁场大小有关，与加速电压无关，故A正确，B错误；C．加速器中的电场可以使带电粒子加速，而磁场使粒子偏转，故C错误；
D．根据加速原理，当粒子在磁场中运动的周期与交变电压的周期相等时，才能处于加速状态，故D正确。

故选AD。

【点睛】
理解回旋加速器工作原理，熟练运用相关公式，便可解出此题，特别注意加速获得的最大动能与电场的电压无关。

12.如图甲所示电路中，理想变压器原线圈ab端输入的交变电压u如图乙所示，副线圈接有阻值为R1=8Ω的定值电阻和滑动变阻器R2，原、副线圈的匝数比n1:n2=5:3，各电表均为理想交流电表。

下列说法正确的是（）
A.电压表测量的电压为12√2V
B.通过副线圈的交变电流的频率为50Hz
C.电流表的示数为1.5A时，滑动变阻器R2接入电路的阻值为12Ω
D.滑动变阻器R2的滑片P向上滑动，电流表、电压表的示数均增大
【答案】BC
【详解】
A．由图乙可知交变电压的有效值
U1=
√2√2
由理想变压器电压匝数关系有
U1 n1=
U2 n2
解得电压表的示数即副线圈两端电压的有效值为
U2=12V A错误；
B．由图乙可知交变电压的周期为0.02s，则频率为
f=1
T
=50Hz
变压器不改变交变电压的频率，B正确；
C．当电流表的示数为1.5A时，由
U1I1=U2I2可知通过副线圈的电流为
I2=2.5A 由
I2=U2
R1
+
U2
R2
可得滑动变阻器接入电路的阻值为
R2=12ΩC正确；
D．由电压匝数关系
U1 n1=
U2 n2
可知副线圈两端电压即电压表的示数不变，滑动变阻器R2的滑片P向上滑动，副线圈的总电阻减小，通过副线圈的电流增大，由
U1I1=U2I2
可知通过原线圈的电流增大，即电流表的示数增大，D错误。

故选BC。

三、填空题(共5 分)
13.如图所示，在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电荷量为q的液滴在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动。

已知电场强度大小为E，磁感应强度大小为B，重力加速度为g，则液滴带________（选填“正”或“负”）电，转动方向为________（选填“顺时针”或“逆时针”），环绕速度大小为________。

【答案】(1). 正(2). 逆时针(3). BgR
E
【详解】
[1]液滴在复合场中做匀速圆周运动，则必有重力和电场力平衡，则有
qE=mg
电场力方向与重力方向相反，即电场力方向竖直向上，与电场方向相同，故液滴带正电。

[2][3]液滴做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，根据左手定则可知，液滴沿逆时针方向转动，根据牛顿第二定律可得
qvB=m v2 R
解得
v=qBR
m
=
BgR
E
四、实验题(共5 分)
14.如图所示为做探究影响感应电流方向的因素实验时所用的电路。

（1）闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，指针停止摆动后，开关保持闭合状态，将滑动变阻器的滑片迅速向右滑动，灵敏电流计指针将________；将线圈A从线圈B中迅速拔出时，灵敏电流计指针将________。

（均选填“向左偏”“向右偏”或“不偏”）
（2）某同学在完成实验后未断开开关，也未把A、B两个线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时突然被电击了一下，则被电击是在拆除________（选填“A”或“B”）线圈所在电路时发生的，分析可知，要避免电击发生，在拆除电路前应________（选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”）。

【答案】(1). 向右偏(2). 向左偏(3). A(4). 断开开关
【详解】
（1）[1]依题意“闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下”，说明穿过线圈B的磁通量增加时灵敏电流计的指针向右
偏。

将滑动变阻器的滑片迅速向右滑动，线圈A中的电流增大，产生的磁场增强，穿过线圈B的磁通量增加，故灵敏电流计的指针向右偏。

[2]将线圈A从线圈B中迅速拔出时，穿过线圈B的磁通量减少，根据楞次定律，线圈B中感应电流方向与前两次的感应电流方向相反，故灵敏电流计的指针向左偏转。

（2）[3]在拆除线圈A时，A中的电流快速减小，由于自感作用，线圈A会产生很大的自感电动势，导致该同学被电击一下。

[4]要避免电击发生，应在拆除电路前先断开开关。

五、解答题(共15 分)
15.如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B。

纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L，总电阻为R，ad边与磁场边界平行。

从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中，线框在向左的拉力作用下以速度v匀速运动，求：
（1）感应电动势的大小E；
（2）ad边所受安培力的大小F。

【答案】（1）BLv；（2）B2L2v
R
【详解】
（1）线框在向左的拉力作用下以速度v匀速运动，导体ad切割磁感线，则感应电动势的大小为
E=BLv
（2）根据闭合电路欧姆定律有
I=E R
根据安培力公式有
F=BIL 联立解得ad边所受安培力的大小为
F=B2L2v R
16. 2020年12月11日连淮扬镇铁路正式开通运营，扬州全域迈入“高铁时代”，高铁站为了防止意外停电，准备了应急电源（交流发电机）。

如图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OO′匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻r=10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90Ω，与R并联的交流电压表为理想电表。

磁感应强度B=0.5T，ab长20厘米，bc长10厘米，角速度ω=100rad/s。

求：
(1)交流发电机产生的电动势最大值；
(2)电路中交流电压表的示数；
(3)电阻R上的功率。

【答案】(1) 100V ；(2)45√2V ；(3)45W 【详解】
(1)感应电动势最大值
E m =nBSω=nBωl ab ⋅l bc
代入数据解得
E m =100V
(2)根据正弦交变电流电压的最大值是有效值的√2倍，所以电路中电压表的示数
U =m √2
R +r
R =45√2V
(3)R 上产生的热功率
P =I 2R =(U R )2R =(45√290
)2
×90W=45W
17.如图所示，在平面直角坐标系xOy 的第一象限内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面向外。

y 轴上有一个粒子源P ，OP =L ，从P 点沿x 轴正方向发射速度大小不同的带正电的粒子，不计粒子的重力。

已知带电粒子的质量为m 、电荷量为q ，试求：
（1）通过O 点的粒子速度的大小； （2）速度大小为
2qBL 3m
的粒子在磁场中运动的时间。

【答案】（1）qBL 2m
；（2）
2πm 3qB
【详解】
（1）通过O 点的粒子半径为
R 1=L
2
由牛顿第二定律得
qv 1B =m v 1
2R 1
联立，解得
v 1=
qBL
2m
（2）若粒子的速度为v 2=
2qBL 3m
，由牛顿第二定律得
qv 2B =m v 2
2R 2
解得粒子的半径为
R 2=
mv 2
qB
代入数据解得
R 2=23
L
粒子运动轨迹如图所示
由几何关系得
R2+R2cosθ=L 解得
θ=π3
粒子在磁场中运动的时间为
t=π−
π
3
2π
T=
2πm
3qB。