四川省自贡市富顺第二中学校2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题(A)

四川省自贡市富顺第二中学校2023-2024学年高二下学期3月
月考物理试题（A）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．关于电磁波谱，下列说法正确的是（）
A．X射线可用于广播
B．γ射线是波长最短的电磁波
C．紫外线的频率比紫光的低
D．长波可以摧毁病变的细胞
2．如图所示，实线表示在竖直平面内的电场线，电场方向水平，水平方向的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴在竖直面内斜向上做直线运动，速度与水平方向夹角为θ，则下列说法中正确的是（）
A．液滴有可能做匀变速直线运动B．液滴一定带正电
C．电场方向不能确定D．液滴在运动过程中机械能守恒
3．笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。

当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。

如图所示，一块宽为a、高为b、长为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场B中，当通入方向向右的电流I后，元件的前、后表面间出现电压U，要使U增大，下列措施不可行的是（）
A．增大B B．增大I C．减小a D．减小b
4．一个边长为2L的正方形ABCD区域内，有垂直纸面的匀强磁场，其中ABC范围内的磁场垂直纸面向内，ACD范围内的磁场垂直纸面向外，磁感应强度大小均为B，如图所示。

其左侧有一个用金属丝制成的边长为L的正方形线框abcd，线框以水平速度v匀速通过整个匀强磁场区域，设电流逆时针方向为正。

在线框通过磁场的过程中，线框中感应电流i随时间t变化规律正确的是（）
A．B．
C．D．
5．如图圆形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。

若将滑动变阻器的滑片P 向下滑动下列表述正确的是（）
A．线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流B．穿过线圈a的磁通量变小
C．线圈a对水平桌面的压力F N将增大D．线圈a有扩大的趋势
6．如图所示，虚线左侧的匀强磁场垂直纸面向外，右侧的匀强磁场垂直纸面向里。

一金属小球从固定的光滑绝缘圆弧轨道上的点a无初速度释放后向右侧运动到最高点b的过程中，下列说法正确的是（）
A．a、b两点等高
B．小球在最低点处于平衡状态
C．小球在穿过虚线时内部会产生涡流
D．小球在穿过虚线时受到竖直向上的磁场力
7．如图（a）是一种防止宇宙射线危害宇航员的装置，在航天器内建立半径分别为R和3R 的同心圆柱，圆柱之间加上沿轴向方向的磁场，其横截面如图（b）所示。

宇宙射线中含有
v，质子的电荷量为e、质量为m。

下列说法大量的质子，质子沿各个方向运动的速率均为
中正确的是（）
A()0
-
31eR
B0
3eR C．若正对防护区圆心入射的质子恰好无法进入防护区，则该情况下质子从进入磁场到
离开磁场的总时间为0
6R v π D ．若正对防护区圆心入射的质子恰好无法进入防护区，则该情况下质子在磁场中的轨
迹对应的圆心角为60°
二、多选题
8．如图所示，一根不可伸长的细绳的上端固定，下端系在边长为l =0.40m 的单匝正方形金属框的D 点上。

金属框的一条对角线AC 水平，其下方有方向垂直于金属框所在平面向外的匀强磁场。

已知构成金属框的导线单位长度的阻值为35.010/m λ-=⨯Ω。

在t =0到t =3.0s 时间内，磁感应强度大小随时间t 的变化关系为()0.30.1B t t =-（SI 制）。

则下列说法正确的（ ）
A ．t =0到t =3.0s 时间内，金属框中产生的感应电动势为0.016V
B ．t =0到t =3.0s 时间内，金属框中产生的感应电动势为0.008V
C ．t =2.0s 时金属框所受安培力的大小为0.082N
D ．t =2.0s 时金属框所受安培力的大小为0.042N
9．如图所示，P 、Q 是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨，间距为L ，导轨足够长且电阻可忽略不计。

图中EFGH 矩形区域有一方向垂直导轨平面向上、感应强度大小为B 的匀强磁场。

在1=t t 时刻，两均匀金属棒a 、b 分别从磁场边界EF 、GH 进入磁场，速度大小均为0v ；一段时间后，在2=t t 时刻流经a 棒的电流为0，b 棒仍处于磁场区域内。

已知金属棒a 、b 相同材料制成，长度均为L ，电阻分别为2R 和R ，a 、b 棒的质量分别为2m 和m 。

在运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，a 、b 棒没有相碰，则（ ）
A ．1t 时刻a 棒加速度大小为22023
B L v mR B ．2t 时刻a 棒的速度为013v
C ．1
2t t 时间内，通过a 、b 棒横截面的电荷量相等 D ．12t t 时间内，a 棒产生的焦耳热为2089
mv 10．如图为一种质谱仪的工作原理示意图，此质谱仪由以下几部分构成∶粒子源、加速电场、静电分析器、磁分析器、收集器。

加速电场的加速电压为U ；静电分析器通道中心线MN 所在圆的半径为R ，通道内有均匀辐射的电场，中心线处的电场强度大小相等；磁分析器中分布着方向垂直于纸面，磁感应强度为B 的匀强磁场，磁分析器的左边界与静电分析器的右边界平行。

由粒子源发出一个质量为m 的带电粒子b （粒子的初速度为零，重力不计），经加速电场加速后进入静电分析器，沿中心线MN 做匀速圆周运动，而后由P 点进入磁分析器中，最终经过Q 点进入收集器（进入收集器时速度方向与O 2P 平行），O 2Q 的距离为d 。

下列说法正确的是（ ）
A ．磁分析器中匀强磁场的方向垂直于纸面向外
B ．静电分析器中心线处的电场强度2U E R
＝ C ．不同种类的带电粒子，通过静电分析器的时间相同
D ．与带电粒子b 比荷相同的正电粒子都能进入收集器，且在磁分析器中的时间相同
三、实验题
11．为了探究感应电流的产生条件，某同学选择了一灵敏电流计G ，当没有电流流入灵敏电流计时，其指针恰好指在刻度盘中央。

将灵敏电流计G 连接在图甲所示的电路中，电流计
的指针如图甲所示。

（1）该同学将灵敏电流计G按图乙的方式与一螺线管串联，分析可知图乙中的条形磁铁的运动情况是（填“向上拔出”或“向下插入”）。

（2）用螺线管代替条形磁铁继续实验，用笔画线代替导线将图丙中未完成的电路连接好；（3）在图丙电路中，闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，则闭合开关后，将1L 线圈迅速抽出的过程中，电流计的指针将向偏（填“左”或“右”）。

12．在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图甲所示。

（1）下列说法正确的是。

A．变压器工作时副线圈电压频率与原线圈不相同
B．实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是控制变量法
C．为了人身安全，实验中只能使用低压直流电源，电压不要超过12V
D．绕制降压变压器原、副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线粗一些好
（2）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间（接入匝数为800匝），用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱（接入匝数为400匝）之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为。

A．1.5V B．3.5V C．5.5V D．7.0V
（3）实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因不可能为。

A．原、副线圈上通过的电流发热B．铁芯在交变磁场作用下发热
C ．原线圈输入电压发生变化
D ．变压器铁芯漏磁
（4）图乙为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。

左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻R 0可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻R 与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2，在交流电源的电压有效值U 0不变的情况下，调节可变电阻R 的过程中，当0R R = 时，R 获得的功率最大。

四、解答题
13．如图所示，虚线圆所围的区域内有磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场和另一未知匀强电场（未画），一电子从A 点沿直径AO 方向以速度v 射入该区域。

已知电子的质量为m ，电荷量为e ，不计电子所受的重力。

（1）若电子做直线运动，求匀强电场的电场强度E 的大小和方向；
（2）若撤掉电场，其它条件不变，电子束经过磁场区域后其运动方向与原入射方向的夹角为θ，求圆形磁场区域的半径r 和电子在磁场中运动的时间t 。

14．如图甲所示为某小型水电站的发电机示意图，已知正方形线圈边长100cm L =，匝数100N =匝，线圈电阻不计；线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO '匀速转动，转速100r /s n =；已知电动势最大值m 5002V E =。

（1）求发电机中匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）从线圈在图甲所示位置开始计时，写出感应电动势随时间变化的函数表达式； （3）如图乙所示，将发电机通过升压变压器1T 升压后向远处输电，发电机的输出功率为200kW ，输电线的总电阻为4Ω，在用户端用降压变压器2T 把电压降为220V ，要求在输电线上损失的功率控制在10kW ，则1T 、2T 的原副线圈匝数比12n n 和
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n n 分别为多少？
15．如图，水平桌面上固定一光滑U型金属导轨，其平行部分的间距为l，导轨的最右端与桌子右边缘对齐，导轨的电阻忽略不计。

导轨所在区域有方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。

一质量为m、电阻为R、长度也为l的金属棒P静止在导轨上。

导轨上质量
v的速度向P运动并与P发生弹性碰撞，碰撞时为3m的绝缘棒Q位于P的左侧，以大小为
间很短。

碰撞一次后，P和Q先后从导轨的最右端滑出导轨，并落在地面上同一地点。

P在导轨上运动时，两端与导轨接触良好，P与Q始终平行。

不计空气阻力。

求
（1）金属棒P滑出导轨时的速度大小；
（2）金属棒P在导轨上运动过程中产生的热量；
（3）与P碰撞后，绝缘棒Q在导轨上运动的时间。