高級中學(xué)名校試卷PAGE2025學(xué)年高二下學(xué)期3月學(xué)情調(diào)研物理試題命題一、單選題：本題共11小題，每小題4分，共計44分。每小題只有一個選項符合題意。1.我們賴以生存的地球是一個巨大的磁體，其磁場類似于條形磁鐵的磁場。地磁北（N）極處于地理南極附近，地磁南（S）極處于地理北極附近。在地磁場中的不同位置擺放a、b、c、d四個小磁針，小磁針黑體部分為N極，如圖所示。當(dāng)小磁針靜止時，N極指向正確的是（）A.a B.b C.c D.d【答案】D【解析】小磁針N極的指向為磁場的方向，則圖中d處小磁針的指向是正確的。故選D。2.下圖中關(guān)于各個物理量之間的方向關(guān)系正確的是（）A.①③ B.②③ C.①④ D.②④【答案】A【解析】①通電直導(dǎo)線電流方向向上，根據(jù)安培定則可知導(dǎo)線周圍的磁場俯視圖為逆時針，故①正確；②由圖可知，通電螺線管電流從右旋轉(zhuǎn)到左，由安培定則可知螺線管內(nèi)部磁場方向由右向左，故②錯誤；③磁場方向垂直紙面向內(nèi)，電流方向向上，根據(jù)左手定則判定，安培力方向垂直電流方向向左，故③正確；④磁場方向垂直紙面向內(nèi)，負(fù)電荷運(yùn)動方向上，根據(jù)左手定則判定，運(yùn)動正電荷受力方向是向右，故④錯誤。故①③正確，②④錯誤。故選A。3.下列與電磁感應(yīng)有關(guān)的現(xiàn)象中說法不正確的是（）A.圖甲：搖動手柄使蹄形磁體轉(zhuǎn)動，則鋁框會以相同的速度同向轉(zhuǎn)動B.圖乙：銅盤在轉(zhuǎn)動過程中，當(dāng)手持蹄形磁體靠近銅盤時，銅盤的轉(zhuǎn)速減小C.圖丙：搬運(yùn)電流表時將正負(fù)接線柱用導(dǎo)線連在一起是為了減弱指針擺動D.圖丁：安檢門利用渦流可以檢測金屬物品，如攜帶金屬經(jīng)過時，會觸發(fā)報警【答案】A【解析】A．根據(jù)電磁驅(qū)動原理，圖中當(dāng)手搖動柄使得蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動，則鋁框會同向轉(zhuǎn)動，且比磁體轉(zhuǎn)動的慢，故A錯誤；B．銅盤在轉(zhuǎn)動過程中，當(dāng)手持蹄形磁體靠近銅盤時，由于電磁感應(yīng)，銅盤中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，這個感應(yīng)電流會受到磁場的作用力，從而阻礙銅盤的轉(zhuǎn)動，使銅盤的轉(zhuǎn)速減小，故B正確；C．搬運(yùn)電流表時將正負(fù)接線柱用導(dǎo)線連在一起，是為了形成一個閉合回路。當(dāng)電流表受到震動時，指針的擺動會帶動連接指針的線圈擺動，線圈在磁場中切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，會受到安培力作用，安培力阻礙線圈的擺動，從而起到減弱指針擺動的作用，故C正確；D．安檢門利用渦流可以檢測金屬物品。當(dāng)攜帶金屬物品經(jīng)過安檢門時，金屬物品會在交變磁場中產(chǎn)生渦流，這個渦流又會產(chǎn)生交變磁場，被安檢門檢測到，從而觸發(fā)報警，故D正確。本題選不正確的，故選A。4.1932年勞倫斯和利文斯頓設(shè)計出首臺回旋加速器，其工作原理如圖所示，置于真空中的兩個D形金屬盒半徑均為R，兩個D形盒間接交流電源，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過狹縫的時間可以忽略不計，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與D形盒面垂直，A處粒子源能產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為的粒子（粒子初速度很小，可以忽略），通過加速電壓為U的電場進(jìn)入磁場，加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力作用。則下列說法中正確的是（）A.粒子在回旋加速器中始終做加速運(yùn)動B.粒子第二次進(jìn)入磁場中的速度大小為C.要使粒子每次經(jīng)過電場都被加速，則交流電源的周期為D.可以采取提高加速電壓來增大粒子離開加速器時的最大動能【答案】C【解析】A．粒子在回旋加速器中的D型盒中做勻速圓周運(yùn)動，在D型盒的狹縫中做加速運(yùn)動，選項A錯誤；B．粒子第二次進(jìn)入磁場時被電場加速了2次，則解得粒子的速度大小為選項B錯誤。C．要使粒子每次經(jīng)過電場都被加速，則交流電源的周期應(yīng)等于粒子在磁場中運(yùn)動的周期，即為選項C正確；D．粒子離開加速器時的動能最大，則最大動能可知，粒子離開加速器時的最大動能與加速電壓無關(guān)，則不能采取提高加速電壓來增大粒子離開加速器時的最大動能，選項D錯誤。故選C。5.一不可伸長直導(dǎo)線垂直于勻強(qiáng)磁場B放置，通過電流I時導(dǎo)線受到的安培力為F，將該導(dǎo)線做成半圓環(huán)，圓環(huán)平面仍垂直于勻強(qiáng)磁場放置，如圖所示，并保持安培力不變，則圓環(huán)中電流大小為（）A.I B. C. D.【答案】B【解析】直導(dǎo)線在磁場中受力半圓環(huán)導(dǎo)線在磁場中受力的有效長度是半圓環(huán)的直徑長度，則解得故選B。6.圖甲中有一水平向右的勻強(qiáng)磁場，將一個水平放置的金屬棒以某一水平速度拋出，金屬棒在運(yùn)動過程中始終保持水平，不計空氣阻力，金屬棒在運(yùn)動過程中兩端的電勢分別為；圖乙為法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的原理圖，水平勻強(qiáng)磁場垂直于盤面，圓盤繞水平軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，銅片與圓盤的邊緣接觸，圓盤、導(dǎo)線和電阻組成閉合回路，圓盤半徑為，圓盤接入的電阻也為，其他電阻均可忽略不計，兩端的電勢分別為。下列說法正確的是（）A.，且保持不變 B.，且逐漸增大C.，且 D.，通過的電流大小為【答案】D【解析】AB．金屬棒做平拋運(yùn)動，豎直方向分速度切割磁感線，根據(jù)右手定則可知a點電勢高于b點電勢，即則即逐漸增大。故AB錯誤；CD．根據(jù)右手定則可知D點電勢高于C點電勢，即由電磁感應(yīng)定律可得圓盤產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為通過的電流大小為兩端電壓為故C錯誤；D正確。故選D。7.日常帶皮套的智能手機(jī)是利用磁性物質(zhì)和霍爾元件等起到開關(guān)控制作用。打開皮套，磁體遠(yuǎn)離霍爾元件手機(jī)屏幕亮；合上皮套，磁體靠近霍爾元件屏幕熄滅。如圖所示，一塊寬度為、長為、厚度為的霍爾元件，元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是電荷量為的自由電子。水平向右大小為的電流通過元件時，手機(jī)套合上，元件處于垂直于上表面、方向向上且磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場中，元件的前、后表面產(chǎn)生穩(wěn)定電勢差，以此來控制屏幕熄滅。下列說法不正確的是（）A.前表面的電勢比后表面的電勢低B.自由電子所受洛倫茲力的大小為C.用這種霍爾元件探測某空間的磁場時，霍爾元件擺放方向?qū)Ξa(chǎn)生的電勢差有影響D.元件內(nèi)單位體積的自由電子數(shù)為【答案】B【解析】A．由于元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是自由電子，電子帶負(fù)電，根據(jù)左手定則可知電子受洛倫茲力指向前表面，則電子向前表面偏轉(zhuǎn)，故前表面的電勢比后表面的電勢低，故A正確，不滿足題意要求；B．元件的前、后表面產(chǎn)生穩(wěn)定電勢差時，自由電子受到的洛倫茲力大小與電場力平衡，則有即故B錯誤，滿足題意要求；C．由解得B為垂直于上表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，用這種霍爾元件探測某空間的磁場時，霍爾元件擺放方向?qū)Ξa(chǎn)生的電勢差U有影響，故C正確，不滿足題意要求；D．由電流的微觀表達(dá)式又解得元件內(nèi)單位體積的自由電子數(shù)為故D正確，不滿足題意要求故選B。8.如圖，虛線MN的右側(cè)有方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，兩電荷量相同的粒子P、Q從磁場邊界的M點先后射入磁場，在紙面內(nèi)運(yùn)動。射入磁場時，P的速度vP垂直于磁場邊界，Q的速度vQ與磁場邊界的夾角為45°。已知兩粒子均從N點射出磁場，且在磁場中運(yùn)動的時間相同，則（）A.P和Q的質(zhì)量之比為1∶4 B.P和Q的質(zhì)量之比為∶1C.P和Q速度大小之比為∶1 D.P和Q速度大小之比為1∶2【答案】C【解析】設(shè)MN=2R，則對粒子P的半徑為R，有對粒子Q的半徑為R，有又兩粒子的運(yùn)動時間相同，則即解得ABD錯誤，C正確。故選C。9.如圖所示，某空間區(qū)域分布著垂直紙面向里、水平寬度為l勻強(qiáng)磁場，是位于紙面內(nèi)的直角梯形線圈且邊剛好與磁場區(qū)域左邊界重合，間的距離為2l，ab=2cd。從時刻起，使線圈沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向以速度v勻速穿越磁場區(qū)域，規(guī)定直角梯形線圈中感應(yīng)電流逆時針方向為正方向，則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中，下列關(guān)于感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖線正確的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】根據(jù)右手定則可知，在時間內(nèi)感應(yīng)電流方向沿逆時針方向，時間內(nèi)，線圈切割磁感線的有效長度越來越長且成線性遞增，則感應(yīng)電流也隨時間線性增大；在時間內(nèi)，邊已離開磁場，只有邊切割磁感線，有效切割長度不變，感應(yīng)電流大小不變，感應(yīng)電流方向仍然是逆時針方向；時間內(nèi)，感應(yīng)電流的方向變?yōu)轫槙r針方向，且隨著邊進(jìn)入磁場，有效切割長度越來越長，線圈在時刻的有效切割長度是長度的2倍，感應(yīng)電流大小也是剛開始進(jìn)入時的2倍。故選A。10.如圖所示，一質(zhì)量為、邊長為的正方形導(dǎo)線框，由高度處自由下落，邊進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場區(qū)域后，線圈開始做勻速運(yùn)動，直到邊剛剛開始穿出磁場為止。已知磁場區(qū)域?qū)挾葹椤Ｖ亓铀俣葹?，不計空氣阻力。線框在穿越磁場過程中，下列說法正確的是（）A.線框進(jìn)入磁場的過程中電流方向為順時針方向B.線框穿越磁場的過程中電流大小為C.線框穿越磁場的過程中產(chǎn)生的焦耳熱為D.線框進(jìn)入磁場的過程中通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為【答案】D【解析】A．線框進(jìn)入磁場的過程中，ab邊切割磁感應(yīng)線，根據(jù)右手定則可知，電流方向為逆時針方向，故A錯誤；B．由題可知，線框進(jìn)入磁場后開始做勻速運(yùn)動，根據(jù)平衡條件有解得，故B錯誤；C．從ab邊進(jìn)入磁場到cd邊剛好離開磁場，線框一直做勻速運(yùn)動，且下降的高度為2l，根據(jù)能量守恒，可知線框穿過磁場的過程中產(chǎn)生的焦耳熱等于減小的重力勢能，則有，故C錯誤；D．線框從高為h處靜止釋放，則線框以速度進(jìn)入磁場做勻速運(yùn)動，經(jīng)過時間完全進(jìn)入磁場，則有則線框進(jìn)入磁場過程中通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為，故D正確。故選D。11.如圖，一根粗糙絕緣細(xì)桿固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、垂直紙面向里水平勻強(qiáng)磁場中，桿和磁場垂直，與水平方向成θ角。桿上套一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球。小球與桿之間的動摩擦因數(shù)為μ。從A點開始由靜止釋放小球，使小球沿桿向下運(yùn)動。設(shè)磁場區(qū)域足夠大，桿足夠長，重力加速度為g，則下列敘述中正確的是（）A.小球先做加速度減小的加速運(yùn)動，再做勻速直線運(yùn)動B.小球運(yùn)動的最大加速度小于gsinθC.小球的速度達(dá)到最大速度一半時，加速度a=0.5g（sinθ+μcosθ）D.小球的最大速度【答案】C【解析】A．小球開始運(yùn)動時，速度較小，洛倫茲力較小，對小球進(jìn)行受力分析，小球受到重力、垂直于桿斜向上的洛倫茲力、垂直于桿斜向上的支持力與沿桿向上的滑動摩擦力，此時有解得可知，小球先做加速度增大的加速運(yùn)動，當(dāng)洛倫茲力大于重力垂直于桿的分力時，支持力方向變成垂直于桿斜向左下方，則有解得此時，小球做加速度減小的加速運(yùn)動，當(dāng)加速度減為0時，小球開始做勻速直線運(yùn)動，結(jié)合上述可知，小球先做加速度增大的加速運(yùn)動，再做加速度減小的加速運(yùn)動，最后做勻速直線運(yùn)動，故A錯誤；B．結(jié)合上述可知，當(dāng)洛倫茲力大小等于重力垂直于桿的分力時，桿對小球的支持力為0，滑動摩擦力為0，此時加速度最大，則有解得故B錯誤；C．結(jié)合上述可知，速度最大時，加速度為0，則有解得若小球的速度達(dá)到最大速度一半時，則有由于靜止釋放后小球能夠向下運(yùn)動，則有結(jié)合上述可知即此時桿對小球的支持力方向垂直于桿斜向下，則有解得故C正確；D．結(jié)合上述可知，小球的最大速度為故D錯誤。故選C。二、非選擇題：共5題，共56分，其中第13題~16題解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。12.為探究影響感應(yīng)電流方向的因素，“荀子實驗小組”的同學(xué)們做了如下的實驗。（1）同學(xué)們首先用如圖甲的實驗裝置進(jìn)行探究，所用電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關(guān)系為：當(dāng)電流從“+”接線柱流入電流表時，指針向右偏轉(zhuǎn)。將條形磁鐵按如圖甲方式極向下插入螺線管時，發(fā)現(xiàn)電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)。說明螺線管中感應(yīng)電流在螺線管內(nèi)部產(chǎn)生的磁場方向與條形磁鐵在螺線管內(nèi)部產(chǎn)生磁場方向_____（填“相同”或“相反”）；（2）同學(xué)們又用如圖乙所示的器材進(jìn)行探究。發(fā)現(xiàn)為了使小燈泡能短暫發(fā)光，應(yīng)將如圖所示的N極向下的條形磁鐵快速_____（選填“向下插入”或“向上拔出”）。同學(xué)們還發(fā)現(xiàn)條形磁鐵運(yùn)動越快，小燈泡發(fā)光的亮度就越大，這說明感應(yīng)電動勢隨_____（選填“通量”、“磁通量的變化量”或“磁通量的變化率”）的增大而增大；（3）實驗結(jié)束后，實驗小組的同學(xué)們又結(jié)合教材中自感實驗做了如下實驗。如圖丙所示，將兩條支路分別接上電流傳感器（可以測出電流大小，且內(nèi)阻忽略不計），已知燈泡電阻不變且阻值為。閉合開關(guān)后，流過兩個電流傳感器的圖像如圖丁所示。由圖可知：①流過燈泡的電流是_____（選填“”或“”）；②線圈的直流電阻_____（選填“大于”“等于”或“小于”）燈泡電阻?！敬鸢浮浚?）相反（2）向下插入磁通量的變化率（3）a大于【解析】（1）將條形磁鐵極向下插入螺線管時，發(fā)現(xiàn)電流計的指針向右偏轉(zhuǎn)。說明感應(yīng)電流方向為從經(jīng)螺線管到，由安培定則可知，螺線管中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向向下，與條形磁鐵在螺線管內(nèi)部產(chǎn)生磁場方向相反。（2）[1]將條形磁鐵極向下插入螺線管，則穿過螺線管的磁通量向下增大，感應(yīng)電流磁場方向向上，根據(jù)安培定則，可知感應(yīng)電流方向從下向上流經(jīng)二極管，電路導(dǎo)通，燈泡發(fā)光。[2]條形磁鐵從初始位置到完全插入，磁通量的變化量相同，磁體運(yùn)動的越快，則穿過線圈的磁通量就變化的越快，二極管發(fā)光的亮度就越大，說明回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大，線圈兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大，因此該實驗說明感應(yīng)電動勢隨磁通量變化率的增大而增大。（3）[1]開關(guān)閉合瞬間，燈泡電流瞬間增大，線圈對電流阻礙作用逐漸減小，通過線圈電流逐漸增大，燈泡分流逐漸減小，所以流經(jīng)燈泡電流是圖像。[2]電路穩(wěn)定后通過燈泡電流大于通過線圈電流，所以線圈電阻大于燈泡電阻。13.質(zhì)譜儀是研究同位素的重要儀器，如圖所示為質(zhì)譜儀原理示意圖。設(shè)粒子質(zhì)量為m、電荷量為q，從S1無初速度釋放進(jìn)入電場，加速電場電壓為U，之后垂直磁場邊界進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。（不計粒子重力）（1）打在底片上的位置到S3的距離多大？（2）粒子從進(jìn)入磁場到打在底片上的時間是多少？【答案】（1）；（2）【解析】（1）在電場中加速，則在磁場中在勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)牛頓第二定律打在底片上的位置到的距離聯(lián)立可以得到（2）粒子在磁場中運(yùn)動而且則則粒子從進(jìn)入磁場到打在底片上的時間為14.如圖甲所示，勻強(qiáng)磁場中有一矩形閉合線圈abcd，線圈平面與磁場方向垂直。已知線圈的匝數(shù)，邊長、，線圈電阻。磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，取垂直紙面向里為磁場的正方向。求：（1）內(nèi)線圈平均感應(yīng)電動勢的大小；（2）內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱?！敬鸢浮浚?）（2）【解析】（1）根據(jù)平均電勢代入數(shù)據(jù)，可得的線圈的平均電動勢（2）內(nèi)線圈中的感應(yīng)電動勢內(nèi)線圈中的感應(yīng)電流內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱內(nèi)線圈中的感應(yīng)電動勢內(nèi)線圈中的感應(yīng)電流內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱為15.如圖所示，間距為的兩平行等長金屬直導(dǎo)軌、固定在同一水平絕緣桌面上，導(dǎo)軌端接有的定值電阻，端與兩條位于豎直面內(nèi)半徑均為的半圓形金屬導(dǎo)軌平滑連接；一根電阻為、長度為的細(xì)金屬棒M質(zhì)量為，與導(dǎo)軌垂直靜止于處，（含邊界）所在區(qū)域有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場垂直于金屬棒并與水平面成夾角。