东北师大深圳学校2022-2023学年高二下学期3月月考
物理试题
注意：将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
第I卷（选择题）
一、单选题（本题共8小题，每小题4分，共32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，选对的得4分，选错或者不答的得0分）
1．关于电荷在磁场中所受的洛伦兹力，下列说法正确的是（ ）
A．大小跟速度无关 B．可以不与速度垂直
C．总是与磁场垂直 D．可以不与磁场垂直
2．如图所示，长直导线MN中通有竖直向上的恒定电流I，其附近有一个矩形线圈ABCD，线圈与导线始终在同一个平面内．则下列说法中正确的是（ ）
A．将矩形线框向上平移，线框内产生方向的感应电流
B．将矩形线框向下平移，线框内产生方向的感应电流
C．将矩形线框向左平移，线框内产生方向的感应电流
D．将矩形线框向右平移，线框内产生方向的感应电流
3．如图，速度选择器两极板间有互相垂直的匀强电场和匀强磁场，一电荷量为的粒子以水平速度从左侧射入，恰能沿直线飞出速度选择器，不计粒子重力和空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．若仅将粒子改为从右侧射入，粒子仍将沿直线飞出
B．若仅将粒子改为从右侧射入，粒子不能沿直线飞出
C．若仅将电荷量改为，粒子不能沿直线飞出
D．若仅将电荷量改为，粒子不能沿直线飞出
4．如图所示的半圆形闭合回路半径为a，电阻为R。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于半圆形回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是（ ）
A．感应电动势大小不变 B．感应电动势大小一直增大
C．感应电动势大小一直减小 D．感应电动势最大值Bav
5.某同学用粗细均匀的金属丝弯成如图所示的图形，两个正方形的边长均为L，A、B两点之间的距离远小于L，在右侧正方形区域存在均匀增强的磁场，磁感应强度随时间的变化率，则A、B两点之间的电势差为（ ）
A． B． C． D．
6.如图所示，由粗细均匀的电阻丝制成的边长为l的正方形线框abcd，其总电阻为R，现使线框以水平向右的速度v匀速穿过一宽度为2l、磁感应强度为B的匀强磁场区域，整个过程中ab、cd两边始终保持与磁场边界平行。令线框的cd边刚好与磁场左边界重合时t＝0，规定电流方向沿顺时针为正，U0＝Blv。线框中电流及a、b两点间电势差Uab随线框ad边的位移x变化的图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
7．如图所示，在虚线上方足够大的空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一带正电粒子从A点以速率射入磁场，速度方向与虚线的夹角，粒子经过磁场偏转后从C点射出磁场。已知A点和C点的距离为L，不计粒子的重力。则粒子的比荷是（ ）
A． B． C． D．
8．在如图所示的电路中，A1和A2是两个相同的灯泡．线圈L的自感系数足够大，电阻不可以忽略。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关S时，A1和A2同时亮
B．闭合开关S时，A2先亮，A1逐渐变亮
C．断开开关S后的瞬间，A2闪亮一下再熄灭
D．断开开关S后的瞬间，流过A2的电流方向向右
二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，选错或者不答的得0分）
9．用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的直径。如图所示，在ab的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度随时间的变化规律为（k>0），则（ ）
A．圆环有扩张的趋势
B．圆环有收缩的趋势
C．圆环有向左滑动的趋势
D．圆环有向右滑动的趋势
10．如图所示，在光滑绝缘水平面上有一单匝线圈ABCD，在水平外力作用下以大小为v的速度向右匀速进入竖直向上的匀强磁场，第二次以大小为3v的速度向右匀速进入该匀强磁场，则下列说法正确的是（ ）
A．第一次进入与第二次进入时线圈中的电流之比为3:1
B．第一次进入与第二次进入时线圈中的电流之比为1:3
C．第一次进入与第二次进入时通过线圈中某一横截面的电荷量之比为1:3
D．第一次进入与第二次进入时通过线圈中某一横截面的电荷量之比为1:1
11．在匀强磁场中，一闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化，则（ ）
A．时，线圈平面与磁场方向平行，线圈中的感应电动势为零
B．时，线圈平面与磁场方向平行，线圈中的感应电动势最大
C．时，线圈平面与磁场方向垂直，线圈中的感应电动势为零
D．时，线圈平面与磁场方向垂直，线圈中的磁通量的变化率为零
第II卷（非选择题）
三、实验题（本题共2题，12题7分，第（1）问1分，第（2）题每小空2分，13题7分，第（1）（3）题每小空1分，第（2）题每小空2分，共14分）
12．为了探究电磁感应现象，如图所示为“探究产生感应电流的条件的实验装置”。
（1）下列操作中，电流表的指针不会发生偏转的是( )
A．将条形磁铁插入线圈
B．将条形磁铁从线圈中拔出
C．将条形磁铁放在线圈中不动
D．将条形磁铁从图示位置向左移动
（2）某实验小组将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图所示的方式连接。当闭合开关时发现灵敏电流计的指针右偏。由此可知：
（a）当滑动变阻器的滑片P向右移动时，灵敏电流计的指针__________（填“左偏”、“不动”、“右偏”）；
（b）将线圈A拔出时，灵敏电流计的指针__________（填“左偏”、“不动”、“右偏”），此时线圈A与线圈B中电流的绕行方向__________（填“相同”或“相反”）。
13．某实验小组用实验室提供的器材结合图甲电路原理图测量了一节干电池的电动势和内阻，请完成有关该实验的以下问题。
（1）按图甲电路原理图连接好实验器材，在开关闭合前滑动变阻器的滑片P应滑到_________端（“a”或“b”）。
（2）实验小组进行了多次实验测量，并根据实验测得的多组数据作出了U-I图像如图乙所示，由图像可确定：电源的电动势E=_________V，电源的内阻r=_________Ω（结果保到小数点后两位）。
（3）在处理实验数据得出实验结果后，实验小组对这种实验方案测得电动势和内电阻的实验值与真实值进行了分析，发现：_________（选填“>”或“=”或“<”），_________（选填“>”或“=”或“<”）。
三、解答题（本题共3小题，其中13题10分，14题10分，15题16分，共36分）
14．如图所示，边长为L的正方形金属框ABCD质量为m，电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场中，金属框的一半处于磁场内，磁场方向与线框平面垂直。磁场随时间变化规律为（）。重力加速度为g。求：
（1）线框中感应电流的方向；
（2）线框中感应电动势的大小；
（3）从时刻开始，经多长时间细线的拉力为零？
15．如图所示，在平面直角坐标系的第Ⅰ象限内有一垂直纸面向里的圆形匀强磁场区域，与、轴分别相切于、两点，第Ⅱ象限内有沿轴负方向的匀强电场。一个质量为、电荷量为的带正电粒子从点沿轴正方向以射入磁场，经点射入电场，最后从轴上离点的距离为的点射出，不计粒子的重力。求：
（1）匀强磁场磁感应强度的大小；
（2）匀强电场场强的大小；
16.如图所示，两根足够长平行金属导轨、固定在倾角的绝缘斜面上，顶部接有一阻值的定值电阻，下端开口，轨道间距，整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场向垂直斜面向上，质量的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻，电路中其余电阻不计，金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好，不计空气阻力影响。已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数，，，取。
（1）求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度；
（2）若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，电阻上产生的焦耳热总共为，求这段过程中金属棒向下运动的位移x和流过电阻的总电荷量q。
参考答案：
1．C
【详解】A．根据洛伦兹力的计算公式
可知，电荷在磁场中所受的洛伦兹力与垂直于磁场方向的速度大小有关，故A错误；
BCD．洛伦兹力方向总是与粒子速度方向和磁场方向都垂直，故B、D错误；C正确。
故C。
2．D
3．B
【详解】CD．粒子在速度选择器中做匀速直线运动，受到的电场力和洛伦兹力大小相等、方向相反。根据
若仅改变粒子的电性或者电荷量，粒子仍受力平衡，仍可沿直线运动，故CD错误；
AB．若仅将粒子改为从右侧射入或仅将磁场反向，根据左手定则，粒子受到的洛伦兹力将变为向下，粒子受力不再平衡，无法沿直线运动，A错误，B正确。
故选B。
4．D
5．B
【详解】根据楞次定律可知，金属丝中电流沿逆时针方向，A点电势高于B点；根据法拉第电磁感应定律可知金属丝中电动势
由于金属丝粗细均匀，A、B两点间的电势差为电动势的一半；
故选B。
6．B
【详解】因为线框各边电阻均匀，cd边进入磁场后，产生的感应电动势为
E＝Blv =U0
由楞次定律判断出感应电流方向沿逆时针方向，则a的电势低于b的电势，Uab为负；则ab两端电势差
线框全部进入磁场后，线框中虽然感应电流为零，但ab两端仍有电势差，由右手定则判断可知，a的电势低于b的电势，Uab为负，且
Uab=-U0
cd边穿出磁场后，ab边切割磁感线，相当于电源，其两端电势差等于路端电压，由右手定则知，a点的电势始终低于b的电势，Uab为负。
即
故选B。
7．B
【详解】粒子在磁场中运动的轨迹如图，由几何关系可知轨迹的半径为
由洛伦兹力提供向心力
联立解得
故ACD错误，B正确。
故选B。
8．B
【详解】AB.灯A1与电感线圈串联，当电键K闭合时，灯A2立即发光．通过线圈L的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律线圈产生的感应电动势与原来电流方向相反，阻碍电流的增大，电路的电流只能逐渐增大，A1逐渐亮起来．所以A2比A1先亮．故A错误，B正确；
C.由于线圈直流电阻不可以忽略，当电流逐渐稳定时，线圈不产生感应电动势，A2的电流比A1的电流大，当电键K断开后，由于自感，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源，与灯泡A1、A2构成闭合回路放电，两灯都过一会儿熄灭，由于稳定后两个支路的电流是相等的，所以A2不会闪亮一下．故C错误；
D、断开开关S时，流过L的电流逐渐减小，方向不变，所以流过A2的电流方向与开始相反，方向向左．故D错误．
故选B．
9．BD
10．BD
【详解】A．设磁感应强度为B，CD边长度为L，AD边长为L ，线圈电阻为R；线圈进入磁场过程中，产生的感应电动势为
感应电流为
感应电流I与速度v成正比，第二次进入与第一次进入时线圈中电流之比为
D．通过导线横截面电荷量为
电荷量与速度无关，电荷量之比为1：1，故D正确。
11.BCD
【详解】．根据题意，由图可知，、、时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，则线圈平面与磁场方向平行，线圈中的感应电动势最大，感应电流最大，电流方向不发生改变，故AB错误，D正确；
C．根据题意，由图可知，时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，则线圈平面与磁场方向垂直，线圈中的感应电动势为零，故C正确。
故选CD。
12． C 右偏 左偏 相同
【详解】（1）[1] A．将条形磁铁插入线圈，线圈内磁通量增加，有感应电流产生，电流表的指针会发生偏转，故A不符合题意；
B．将条形磁铁从线圈中拔出，线圈内磁通量减少，有感应电流产生，电流表的指针会发生偏转，故B不符合题意；
C．将条形磁铁放在线圈中不动，线圈内磁通量不变，没有感应电流产生，电流表的指针不会发生偏转，故C符合题意；
D．将条形磁铁从图示位置向左移动，线圈内磁感应强度变小，磁通量减小，有感应电流产生，电流表的指针会发生偏转，故D不符合题意。
故选C。
（2）[2][3][4]闭合开关时灵敏电流计的指针右偏，即线圈内磁通量增加时，灵敏电流计的指针右偏。滑动变阻器的滑片P向右移动时，接入的有效电阻变小，回路中电流变大，线圈内的磁场变强，磁通量增加，所以灵敏电流计的指针右偏；将线圈A拔出时，线圈内磁通量减小，灵敏电流计的指针左偏，由楞次定律可知线圈B中产生的感应电流方向与A中电流方向相同。
13． a 1.40 0.58-0.60 < <
【详解】（1）[1]按图甲电路原理图连接好实验器材，为了保护电路，在开关闭合前滑动变阻器的滑片P应滑到a端，使电流最小。
（2）[2][3] 根据闭合电路的欧姆定律得
U=E-Ir
由所示U-I图线可知，电源电动势
E=1.40V
电源内阻
（3）[4][5] 根据电路图可知，由于电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，当外电路短路时电流的测量值等于真实值，电源U-I图象如图所示
由图示U-I图象可知
E测＜E真，r测＜r真
14．（1）逆时针；（2）；（3）
【详解】（1）由楞次定律可知，感应电流产生的磁场阻碍线圈磁通量的变化。线圈磁通量向里增强，则感应磁场方向向外，再根据安培定则可判断感应电流方向为逆时针。
（2）由法拉第电磁感应定律知
（3）由闭合电路欧姆定律知
由平衡条件知
根据，则
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）带正电粒子在磁场中只受洛伦兹力而做匀速圆周运动，其轨迹如右图所示
由几何关系知粒子圆周轨迹半径为
r=L
由洛伦兹力提供向心力可得
解得
（2）粒子由C点沿-x方向进入电场，在电场中做类平抛运动，沿-x方向做匀速直线运动，有
2L=v0t2
沿-y方向做初速度为零的匀加速直线运动，有
粒子在电场中的加速度为
解得
16．（1）；（2）
【详解】（1）金属棒由静止释放后，沿斜面做变加速运动，加速度不断减小，当加速度为零时有最大速度，由牛顿第二定律得
又
解得
（2）设金属棒从开始运动到达到最大速度过程中，沿导轨下滑距离为x，由能量守恒定律
根据焦耳定律
联立解得
根据
解得
