河北省邢台市质检联盟2024-2025学年高二上第三次月考物理试卷(解析版)

这是一份河北省邢台市质检联盟2024-2025学年高二上第三次月考物理试卷(解析版)，共13页。试卷主要包含了本试卷主要考试内容等内容，欢迎下载使用。
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4．本试卷主要考试内容：人教版必修第三册第十三章，选择性必修第二册前两章。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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。
1. 下列关于磁的说法正确的是（ ）
A. 自然界的磁体总是存在三个磁极
B. 同名磁极相互吸引
C. 在同一磁场中，磁感线越密，磁场越强
D. 磁感应强度的单位是安培
【答案】C
【解析】A．自然界的磁体总是存在两个磁极，即磁北极和磁南极，故A错误；
B．同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故B错误；
C．磁感应线的疏密程度可以反映磁场的强弱，在同一磁场中，磁感线越密，磁场越强，故C正确；
D．磁感应强度的单位是特斯拉（T），故D错误。
故选C。
2. 一能量子的能量是，已知普朗克常量，其电磁辐射的频率为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由能量子的公式
可得电磁辐射的频率为
故选A。
3. 下列说法正确的是（ ）
A. 安培力的方向总是促进导体的运动，称为电磁阻尼
B. 安培力阻碍导体的运动，称为电磁驱动
C. 涡流都是有害的
D. 安检门利用了涡流
【答案】D
【解析】A．当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力总是阻碍导体运动的现象，称为电磁阻尼，故A错误；
B．磁场相对于导体转动时，导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来的现象，称为电磁驱动，故B错误；
C．真空冶炼炉熔化金属、安检门等都是利用了涡流原理，这些应用都是有益于人类生产生活的应用，故涡流不一定都是有害的，故C错误；
D．安检门利用涡流探测人身上携带的金属物品，故D正确。
故选D。
4. 将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、灵敏电流计及开关按图示连接。线圈A放在线圈B中，线圈A中插有铁芯。闭合开关前，滑动变阻器的滑片P处于如图所示的位置。已知开关闭合的瞬间，电流计指针向左偏转；开关断开的瞬间，电流计指针向右偏转。下列说法正确的是（ ）
A. 在开关闭合的情况下，将带铁芯的线圈A从线圈B中抽出的过程中，电流计指针不偏转
B. 在开关闭合的情况下，将滑片P向右滑动，电流计指针向右偏转
C. 在开关闭合的情况下，A、B保持相对静止一起向右移动一小段距离（各处连接完好），电流计指针向左偏转
D. 在开关闭合的情况下，将滑片迅速向左滑动，线圈B中将产生感应电流，电流计指针偏转
【答案】D
【解析】A．抽出会导致磁通量发生变化，会产生感应电流，故A错误；
B．开关闭合，电流升高，磁场增强，产生的感应电流导致电流表向左偏转，而滑片向右滑动，电阻减小，电流升高，同样会导致电流表向左偏转，故B错误；
C．磁通量不发生变化，不产生感应电流，故C错误；
D．滑片向左滑动，电阻增大，电流减小，磁场减弱，产生感应电流，故D正确。
故选D。
5. 图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示．一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是( )
A. 向上B. 向下
C. 向左D. 向右
【答案】B
【解析】试题分析：带电粒子在磁场中受洛伦兹力，磁场为4根长直导线在O点产生的合磁场，根据右手定则，a在O点产生的磁场方向为水平向左，b在O点产生磁场方向为竖直向上，c在O点产生的磁场方向为水平向左，d在O点产生的磁场方向竖直向下，所以合场方向水平向左．根据左手定则，带正电粒子在合磁场中洛伦兹力方向向下．
故选B．
6. 航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻率较小，则合上开关S的瞬间（ ）
A. 两个金属环都向左运动
B. 两个金属环都向右运动
C. 从左侧向右看，两个金属环中感应电流沿顺时针方向
D. 铜环受到的安培力等于铝环受到的安培力
【答案】C
【解析】AB．若环放在线圈两边，根据“来拒去留”可得，合上开关S的瞬间，环为阻碍磁通量增大，则环将向两边运动，故AB错误；
C．线圈中电流为右侧流入，磁场方向为向左，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，电流由左侧向右看为顺时针，故C正确；
D．由于铜环的电阻较小，故铜环中感应电流较大；故铜环受到的安培力要大于铝环，故D错误；
故选C。
7. 用两根相同的匀质导线绕成匝数分别为和的圆形闭合线圈和，两线圈平面与匀强磁场垂直。当磁感应强度随时间均匀变化时，两线圈中的感应电流之比为（ ）
A. B. C. 5：2D. 2：5
【答案】D
【解析】用两根相同的匀质导线绕成匝数分别为和的圆形闭合线圈和，设半径为、，有
则两线圈的半径之比为
两线圈所围的面积之比为
根据法拉第电磁感应定律可知
由闭合电路的欧姆定律可知
则两线圈中的感应电流之比为
故选D。
二、多项选择题：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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 关于电磁波谱，下列说法正确的是（ ）
A. 长波穿透能力强，能摧毁病变的细胞
B. 红外线的频率比紫外线的频率低，紫外线的波长比红外线的波长短
C. 射线是能量最高的电磁波，其波长最短
D. X射线可用于广播
【答案】BC
【解析】A．长波穿透能力强，但是能量小，不能摧毁病变的细胞，A错误；
B．红外线的频率比紫外线的频率低，紫外线的波长比红外线的波长短，B正确；
C．射线是能量最高电磁波，其波长最短，C正确；
D．X射线穿透能力较强，可以用来进行人体透视，一般长波中波短波用于广播，D错误；
故选BC。
9. 在如图所示的电路中，两个电流计完全相同，零刻度在刻度盘的中央。当电流从“+”接线柱流入时，指针向右摆；当电流从“-”接线柱流入时，指针向左摆（本题中的指针摆向是相对于电流表零刻度而言的）。在电路接通且稳定后断开开关S的瞬间，下列说法正确的是（ ）
A. G1指针向右摆B. G2指针向左摆
C. 两指针都向右摆D. 两指针都向左摆
【答案】AB
【解析】电路接通且稳定时，两支路中都有自左向右的电流，当开关S断开的瞬间，通过L的电流减小，故L将产生自左向右的自感电流以阻碍原电流变化，L所在支路与R所在支路串联形成回路，则电流自左向右流过电流表G1、自右向左流过电流表G2，所以G1指针向右摆，G2指针向左摆。
故选AB。
10. 如图所示，一不计电阻的导体圆环，半径为、圆心在点，过圆心放置一长度为、电阻为的辐条，辐条与圆环接触良好，现将此装置放置于磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场中，磁场边界恰与圆环的直径在同一直线上，现使辐条以角速度绕点逆时针匀速转动，右侧电路通过电刷与辐条中心和环的边缘相接触，，开关处于闭合状态，不计其他电阻，则下列判断正确的是（ ）
A. 通过的电流方向自上而下
B. 感应电动势的大小为
C. 理想电压表的示数为
D. 理想电流表的示数为
【答案】CD
【解析】A．根据右手定则可知，通过定值电阻的电流方向为自下而上，A错误；
B．导体棒旋转切割产生的电动势为
B错误；
C．电压表的示数为
C正确；
D．电流表的示数为
D正确。
故选CD。
三、非选择题：共54分。
11. “祖冲之”研究小组用图中所给的器材进行与安培力有关的实验。金属导轨和固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）的极位于两导轨的正上方，极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。
（1）在图中画出连线，完成实验电路，要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向运动____。
（2）为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：
A.适当增大两导轨间的距离
B.换一根更长的金属棒
C.适当减小金属棒中的电流
其中正确的是_____（填入正确选项前的字母）。
（3）根据磁场会对电流产生作用力原理，人们发明了_____（填入正确选项前的字母）。
A. 回旋加速器B. 电磁炮C. 质谱仪
【答案】（1）见解析 （2）A （3）B
【解析】（1）电路连线如图
（2）AC．根据公式可得，适当增加导轨间的距离或者增大电流，可增大金属棒受到的安培力，根据动能定理有
则金属棒离开导轨时的动能变大，即离开导轨时的速度变大，故A正确，C错误；
B．若换用一根更长的金属棒，但导轨间的距离不变，安培力F不变，棒的质量变大，速度为
速度变小，故B错误。
故选A。
（3）根据磁场会对电流产生作用力的原理，人们发明了电磁炮；回旋加速器和质谱仪都是根据带电粒子在磁场中做圆周运动制成的，故选B。
12. 在“研究电磁感应现象”的实验中： 先按图甲所示连线，不通电时，电流表指针停在正中央，闭合开关S时，观察到电流表指针向左偏．然后按图乙所示将灵敏电流计与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路．
（1）图甲电路中，串联定值电阻R的主要作用是____
减小电源两端的电压，保护电源
增大电源两端的电压，保护开关
减小电路中的电流，保护灵敏电流计
减小电路中的电流，保护开关
（2）图乙中，S闭合后，在螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将__________偏转(填“向左”、“向右”或“不”)．
（3）图乙中，S闭合后，线圈A放在B中不动，在滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中，电流表指针将__________偏转(填“向左”、“向右”或“不”)．
（4）图乙中，S闭合后，线圈A放在B中不动，在突然断开S时，电流表指针将__________偏转(填“向左”、“向右”或“不”)．
【答案】（1）C （2）向左 （3）向左 （4）向右
【解析】（1）电路中串联定值电阻，目的是减小电流，保护灵敏检流计，故C正确，A、B、D错误；
（2）将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，穿过B的磁场向下，磁通量变大，由楞次定律可知，线圈B的感应磁场向上，根据右手定则，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将左偏转；
（3）螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向上，将滑动变阻器的滑动触片向左滑动时，穿过B的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将左偏转；
（4）螺线管A放在B中不动，穿过B磁场向上，突然切断开关S时，穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向右偏转．
故答案为（1）C；（2）向左；（3）向左；（4）向右
13. 如图所示，边长、电阻的正方形导线框，边接有电源，电源的电动势、内阻，空间存在方向垂直线框平面向里、磁感应强度大小的匀强磁场，求：
（1）通过电源的电流；
（2）线框受到的安培力。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）正方形线框一边的电阻为
线框三边串联，再与AB边并联的总电阻为
由闭合电路的欧姆定律可知
（2）线框的AB边受的安培力竖直向上，大小为
线框的ADCB边受的安培力竖直向上，大小为
则线框受到的安培力之和为
14. 一质量为、电荷量为的粒子在加速电场与磁场中的运动轨迹如图所示。已知粒子的初速度为0，加速电场两端的电压为，磁场的磁感应强度大小为，求：
（1）粒子进入磁场的速度大小；
（2）粒子在磁场中运动的半径及时间。
【答案】（1） （2），
【解析】（1）粒子在电场中加速，根据动能定理有
解得
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有
解得
由图可知，粒子在磁场中偏转了半个周期，则运动时间为
，
联立解得
15. 如图所示，、是两条足够长水平固定放置的阻值可忽略的光滑平行金属导轨，导轨间距，水平导轨所在区域存在方向竖直向下、磁感应强度大小的匀强磁场。水平导轨的左端与一段光滑圆弧轨道平滑连接，水平导轨的右端接入阻值为的电阻。一质量、长度、电阻的导体棒静置于水平轨道的最左端，将另一个与导体棒完全相同的导体棒从圆弧轨道上高处由静止释放，与发生完全非弹性碰撞，运动过程中导体棒、始终与导轨垂直且接触良好，取重力加速度大小，求：
（1）整个过程中，通过电阻的电荷量；
（2）整个过程中，在电阻上产生的焦耳热；
（3）两棒最终的位置与之间的距离。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）对于导体棒下滑的过程中，根据动能定理，则有
可解得
对于非弹性碰撞，则有
可解得
对于导体棒列动量定理，则有
可得
可解得
（2）对于整个过程中，列能量守恒，则有
所以电阻上产生的焦耳热为
（3）根据欧姆定律和电荷量可知
可解得
可解得