东台市第一高级中学校2022-2023学年高二下学期3月月考
物 理 试 题
一、单项选择题:共10题，每小题4分，共40分，每小题只有一个选项最符合题意.
1.磁场中某区域的磁感线如图所示，则
A.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大
B.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小
C.a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba
2.一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示，如果直导线可以自由地运动且通以由a到b的电流，则关于导线ab受磁场力后的运动情况，下列说法正确的是
A.从上向下看顺时针转动并靠近螺线管
B.从上向下看顺时针转动并远离螺线管
C.从上向下看逆时针转动并远离螺线管
D.从上向下看逆时针转动并靠近螺线管
3.如图所示，质量为m的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上。当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈，沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、匀速经过时，线圈始终保持不动。则关于线圈在此过程中受到的支持力FN和摩擦力Ff的情况，以下判断正确的是
A.FN先大于mg，后小于mg
B.FN一直大于mg
C.Ff先向左，后向右
D.线圈中的电流方向始终不变
4.某交变电流的i－t图象如图所示，则其电流的有效值为
A.1.5 A B.2 A
C. D.
5.甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮。而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是
A.图甲中，A1与L1的电阻值相同
B.图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流
C.图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同 甲 乙
D.图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等
6..质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。如图所示为质谱仪的原理示意图，现利用质谱仪对氢元素进行测量。让氢的三种同位素的离子流从容器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为U的加速电场，加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中、氢的三种同位素分别为氕（即为质子）、氘（质量约为质子的2倍，电荷量与质子相同）、氚（质量约为质子的3倍，电荷量与质子相同），最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条“质谱线”。则下列判断正确的是
A．进入磁场时动量从大到小排列的顺序是氕、氘、氚
B．进入磁场时动能从大到小排列的顺序是氕、氘、氚
C．在磁场中运动时间由大到小排列的顺序是氕、氘、氚
D．a、b、c三条“质谱线”依次排列的顺序是氚、氘、氕
7..回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示。设D形盒半径为R。若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f。则下列说法正确的是
A.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小有关
B.质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR
C.高频电源只能使用矩形交变电流，不能使用正弦式交变电流
D.不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子
8.如图所示，理想变压器的输入端通过灯泡L1与输出电压稳定的正弦式交流电源相连，副线圈通过导线与两个相同的灯泡L2和L3相连，开始时开关S处于断开状态。当S闭合后，所有灯泡都能发光，下列说法正确的是
A.灯泡L2变亮
B.灯泡L1变亮
C.原线圈两端电压不变
D.副线圈两端电压变大
9.如图所示为有理想边界的两个匀强磁场，磁感应强度均为B＝0.5 T，两边界间距s＝0.1 m，一边长L＝0.2 m的正方形线框abcd由粗细均匀的电阻丝围成，总电阻为R＝0.4 Ω，现使线框以v＝2 m/s的速度从位置Ⅰ匀速运动到位置Ⅱ，则下列能正确反映整个过程中线框a、b两点间的电势差Uab随时间t变化的图线是
10.如图所示，宽度为d、厚度为h的导体放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过该导体时，在导体的上、下表面之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。实验表明当磁场不太强时，电势差U、电流I和磁感应强度B的关系为U＝k，式中的比例系数k称为霍尔系数。设载流子的电荷量为q，下列说法正确的是
A.载流子所受静电力的大小F＝q
B.导体上表面的电势一定大于下表面的电势
C.霍尔系数为k＝，其中n为导体单位长度上的电荷数
D.载流子所受洛伦兹力的大小F洛＝，其中n为导体单位体积内的电荷数
二、非选择题：共5题，共60分，其中第12题～15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．
11.做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验。
（1）以下给出的器材中，本实验需要用到的有______________。（填选项字母）
A． B． C． D．E.
（2）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
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
（3）由于交变电流的电压是变化的，所以实验中测量的是电压的____________值（选填“平均”、“有效”或“最大”）；某次实验操作，副线圈所接多用电表的读数如图甲所示，其对应的选择开关如图乙所示，则此时电表读数为___________。
（4）若用匝数匝和匝的变压器做实验，对应的电压测量数据如下表所示。根据测量数据，则一定是________________线圈。（选“原”或“副”）
实验次数 1 2 3 4
0.90 1.40 1.90 2.40
2.00 3.01 4.02 5.02
12.如图所示，为交流发电机的矩形线圈，其面积，匝数，线圈内阻，外电阻。线圈在磁感应强度大小为的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，角速度。图中的电压表、电流表均为理想交流电表，取，求：
（1）交流电压表的示数；
（2）从图示位置转过，通过R的电荷量；
（3）线圈转一周，线圈内阻产生的焦耳热。
13.某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为200kW，输出电压为500V，输电导线的总电阻为10Ω，导线上损耗的电功率为4kW，该村的用电电压是220V．
（1）输电电路如图所示，求升压变压器的原、副线圈的匝数比；
（2）如果该村某工厂用电功率为140kW，则该村还可以装“220V 40W”的电灯多少盏。
14.如图所示，两根水平放置的平行金属导轨，其末端连接等宽的四分之一圆弧导轨，圆弧半径r＝0.41 m。导轨的间距为L＝0.5 m，导轨的电阻与摩擦均不计。在导轨的顶端接有阻值为R1＝1.5 Ω的电阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝2.0 T。现有一根长度稍大于L、电阻R2＝0.5 Ω、质量m＝1.0 kg的金属棒。金属棒在水平拉力F作用下，从图中位置ef由静止开始匀加速运动，在t＝0 时刻，F0＝1.5 N，经2.0 s运动到cd时撤去拉力，棒刚好能冲到最高点ab，重力加速度g＝10 m/s2。求：
(1)金属棒做匀加速直线运动的加速度；
(2)金属棒运动到cd时电压表的读数；
(3)金属棒从cd运动到ab过程中电阻R1上产生的焦耳热。
15.如图所示，在平面第一象限分布一有界匀强电场，电场方向平行y轴向下，左边界为y轴，右边界线竖直与x轴交于M点，，在第四象限整个区域存在匀强磁场，方向垂直纸面向里。一质量为m、带电荷量为的粒子从y轴上P点以初速度垂直y轴射入匀强电场，从x轴上Q点以与x轴正方向角进入匀强磁场，恰好从M点射出磁场。已知，不计粒子重力，电场强度E和磁感应强度B大小未知，求：
（1）O与Q两点的距离s为；
（2）磁感应强度B的可能值；
（3）该粒子从P到M的最长运动时间t。物理参考答案
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D A C C D B B A D
BDE BD 有效 4.8 副
12.（1）交变电压的峰值为 1分
所以，交变电压的有效值为
根据欧姆定律，电压表示数为 1分
（2）从图示位置开始，线圈转过的过程中，磁通量的变化量为
根据法拉第电磁感应定律，有 1分
根据欧姆定律，有 1分
根据电流强度定义，有 1分
（3）回路中电流的有效值为 1分
线圈转一圈所用时间为 1分
则线圈内阻产生的焦耳热为 1分
13.（1）对于发电机有输出功率 1分
对输电线路有 1分
升压变压器的原、副线圈的匝数比 2分
（2）根据理想变压器的功率特点可得降压变压器的输出功率
假设村庄还可以装n盏灯，则有 2分
可以求得 盏 2分
14.解析 (1)刚开始拉金属棒时，由牛顿第二定律得F0＝ma 2分
代入数据得 a＝1.5 m/s2 2分
(2)t＝2.0 s时，金属棒的速度 v＝at＝3 m/s 1分
此时的感应电动势 E＝BLv 1分
电压表示数U＝R1，代入数据得 U＝2.25 V 2分
(3)金属棒从cd位置运动到ab位置，由动能定理得－mgr－W克安＝0－mv2 1分
回路中产生的总焦耳热 Q＝W克安 1分
电阻R1上产生的焦耳热 Q1＝R1 1分
代入数据得 Q1＝0.3 J 2分
15.（1）设粒子进入磁场时y方向的速度大小为，则 1分
设粒子从P到Q的时间为，则由类平抛得 1分
1分
解得 1分
（2）①若粒子从Q点射入匀强磁场，直接从M点射出，轨迹如图所示，设轨迹半径为r，则
1分
根据牛顿第二定律得
又粒子进入磁场时的速度 1分
解得 1分
②若粒子在磁场中偏转回电场再返回磁场，再从M点离开，则有 1分
解得 2分
（3）情景①粒子在磁场中的时间
又
解得 3分
情景②粒子在磁场中运动的时间
则最长时间为 3分
