遼寧省沈陽市名校2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期第一次月考物理試題（含解析）

第第頁遼寧省沈陽市名校2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期第一次月考物理試題（含解析）沈陽市名校2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期第一次月考物理

滿分：100分時間：75分鐘

一、單選題（每題4分，共計(jì)28分）

1．如圖所示，在MNQP所圍的區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，質(zhì)量和電荷量都相等（電性可能不同）的帶電粒子a、b，c以不同的速率從O點(diǎn)沿紙面并垂直于PQ的方向射入磁場，圖中實(shí)線是它們的運(yùn)動軌跡。已知O是PQ的中點(diǎn)，不計(jì)粒子重力及帶電粒子間的相互作用，下列說法中正確的是（）

A．射入磁場時粒子a的速率最小B．粒子a帶負(fù)電，粒子b、c帶正電

C．粒子a在磁場中運(yùn)動的周期最小D．粒子c在磁場中運(yùn)動的時間最長

2．如圖所示為電流天平，可以用來測量勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。它的右臂掛有一個矩形線圈，匝數(shù)為N，底邊長為L，下部懸在勻強(qiáng)磁場中，線圈平面與磁場垂直。當(dāng)線圈中通有電流I時，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達(dá)到平衡；然后使電流反向、大小不變，這時需要在左盤中增加質(zhì)量為m的砝碼，才能使兩臂達(dá)到新的平衡。所測磁場的磁感強(qiáng)度B的大小為（）

A．B．C．D．

3．如圖所示，是一條形磁鐵周圍部分磁感線分布示意圖，線OO'是條形磁鐵的中軸線。在磁場中取兩個圓環(huán)S1、S2位置進(jìn)行研究，圓環(huán)S1、S2面積相等，P、Q兩點(diǎn)位于圓環(huán)S1上下對稱點(diǎn)上，P、P＇兩點(diǎn)位于兩圓環(huán)S1、S2相同位置的點(diǎn)上。下列說法正確的是（）

A．P點(diǎn)場強(qiáng)的大小比Q點(diǎn)大B．P點(diǎn)場強(qiáng)的大小比P＇點(diǎn)小

C．穿過S1的磁通量比穿過S2的大D．穿過S1的磁通量與穿過S2的一樣大

4．安培對物質(zhì)具有磁性的解釋可以用如圖所示的情景來表示，那么（）

A．甲圖代表了被磁化的鐵棒的內(nèi)部情況

B．乙圖代表了被磁化的鐵棒的內(nèi)部情況

C．磁體在高溫環(huán)境下磁性不會改變

D．磁體在高溫環(huán)境下磁性會加強(qiáng)

5．將兩塊相同磁鐵的同名端相互緩慢靠近，手對磁鐵做正功，人體消耗了能量。為了解釋能量的去向，小明根據(jù)重力做功與重力勢能改變的關(guān)系猜想，能量轉(zhuǎn)化成了“磁勢能”。若“磁勢能”真的存在，取無窮遠(yuǎn)為參考面，則下列說法中錯誤的是（）

A．磁場力做正功時，“磁勢能”減少

B．兩塊磁鐵間“磁勢能”的大小不僅與相對距離有關(guān)，還與“磁極”相對位置有關(guān)

C．如圖所示的情景，1和2狀態(tài)磁勢能的大小關(guān)系為

D．如圖所示的情景，1和2狀態(tài)磁勢能的大小關(guān)系無法確定

6．某同學(xué)用手機(jī)內(nèi)部的磁傳感器測量地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，測得如圖手機(jī)坐標(biāo)系中x、y、z三個方向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為，，，若將手機(jī)，邊框看作閉合線圈，則

A．；繞x軸旋轉(zhuǎn)手機(jī)時邊框中磁通量不變

B．；繞z軸旋轉(zhuǎn)手機(jī)時邊框中磁通量不變

C．；繞x軸旋轉(zhuǎn)手機(jī)時邊框中磁通量不變

D．；繞z軸旋轉(zhuǎn)手機(jī)時邊框中磁通量不變

7．如圖所示，兩根垂直紙面放置的直導(dǎo)線，通有大小相同、方向相反的電流。O為兩導(dǎo)線連線的中點(diǎn)，P、Q是兩導(dǎo)線連線中垂線上的兩點(diǎn)，且OP=OQ。以下說法正確的是（）

A．O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零

B．P、Q兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同

C．若在P點(diǎn)放置一條電流方向垂直紙面向里的通電導(dǎo)線，其受力方向?yàn)镻→O

D．若在Q點(diǎn)放置一條電流方向垂直紙面向里的通電導(dǎo)線，其受力方向?yàn)镼→O

二、多選題（每題6分，共計(jì)18分，漏選3分，錯選不得分）

8．據(jù)有關(guān)資料介紹，受控核聚變裝置中有極高的溫度，因而帶電粒子將沒有通常意義上的“容器”可裝，而是由磁場約束帶電粒子運(yùn)動，使之束縛在某個區(qū)域內(nèi)。如圖所示，環(huán)狀磁場的內(nèi)半徑為，外半徑為，被束縛的帶電粒子的比荷為k，中空區(qū)域內(nèi)帶電粒子具有各個方向的速度，速度大小為v。中空區(qū)域中的帶電粒子都不會穿出磁場的外邊緣而被約束在半徑為的區(qū)域內(nèi)，則下列說法正確的是（）

A．帶電粒子與內(nèi)圓相切的方向進(jìn)入磁場的最大軌道半徑為

B．帶電粒子與內(nèi)圓相切的方向進(jìn)入磁場的最大軌道半徑為

C．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度時，所有帶電粒子都會被約束在半徑為的區(qū)域內(nèi)

D．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度時，所有帶電粒子都會被約束在半徑為的區(qū)域內(nèi)

9．如圖所示的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，同一粒子先后以不同速率從同一點(diǎn)正對圓心O射入磁場，分別從a、b兩點(diǎn)射出，下列說法正確的是（）

A．a(chǎn)點(diǎn)射出的粒子運(yùn)動半徑較小

B．a(chǎn)點(diǎn)射出的粒子速率較大

C．b點(diǎn)射出的粒子運(yùn)動時間較長

D．b點(diǎn)射出的粒子速度方向反向延長線過O點(diǎn)

10．如圖所示，用兩個電流方向相同的線圈產(chǎn)生一個中間弱、兩端強(qiáng)的磁場區(qū)域，該裝置被稱為磁鏡。磁鏡對在其中運(yùn)動的帶電粒子可以產(chǎn)生約束作用。當(dāng)帶電粒子沿線圈軸向方向的速度（被稱為橫向速度）不太大時，其將在兩線圈之間來回反射，不能逃脫。地球的磁場分布中間弱、兩極強(qiáng)，是一個天然的磁鏡捕集器，在距離地面幾千公里和兩萬公里的高空，分別存在內(nèi)、外兩個環(huán)繞地球的輻射帶，被稱為范·艾倫輻射帶。范·艾倫輻射帶內(nèi)約束著大量高能粒子，其對載人空間飛行器、衛(wèi)星等都有一定危害。根據(jù)以上信息，并結(jié)合所學(xué)知識，下列說法中正確的是（）

A．被約束在磁鏡中的帶電粒子在由上都向兩端運(yùn)動的過程中，垂直于軸向方向的速度（被稱為縱向速度）會越來越大

B．被約束在磁鏡中的帶電粒子在由上都向兩端運(yùn)動的過程中，垂直于軸向方向的縱向速度會越來越小

C．被約束在范·艾倫輻射帶中的帶電粒子沿東西方向運(yùn)動

D．被約束在范·艾倫輻射帶中的帶電粒子沿南北方向運(yùn)動

三、實(shí)驗(yàn)題（16分每空2分）

11．在“測定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，所用測量儀器均已校準(zhǔn)。待測金屬絲接入電路部分的長度約為50cm。

（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某次測量結(jié)果如右圖所示，其讀數(shù)應(yīng)為mm（該值接近多次測量的平均值）。

（2）用伏安法測金屬絲的電阻Rx。實(shí)驗(yàn)所用器材為：電池組（電動勢3V，內(nèi)阻約1Ω）、電流表（內(nèi)阻約0.1Ω）、電壓表（內(nèi)阻約3kΩ）、滑動變阻器R（0～20Ω，額定電流2A）、開關(guān)、導(dǎo)線若干。某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量，記錄數(shù)據(jù)如下：

由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，他們測量Rx是采用下圖中的圖（選填“甲”或“乙”）。

（3）任何實(shí)驗(yàn)測量都存在誤差。本實(shí)驗(yàn)所用測量儀器均已校準(zhǔn)，下列關(guān)于誤差的說法中正確的選項(xiàng)是。

A．用螺旋測微器測量金屬絲直徑時，由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差

B．由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差

C．若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，可以消除由測量儀表引起的系統(tǒng)誤差

D．用U-I圖像處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差

12．某同學(xué)要測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻，現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室提供了如下的器材：

A．電流表G（量程2mA，內(nèi)阻）

B．電流表A（量程0.6A，內(nèi)阻約為0.5Ω）

C．滑動變阻器R（0~10Ω，額定電流2A）

D．定值電阻R0＝900Ω

E．開關(guān)S和導(dǎo)線若干

①該同學(xué)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)了如圖1所示的原理圖，

②該同學(xué)將電流表G與電阻R0串聯(lián)組成電壓表，此電壓表的最大量程V，利用上述實(shí)驗(yàn)原理圖測得數(shù)據(jù)，以電流表A讀數(shù)為橫坐標(biāo)，以路端電壓U為縱坐標(biāo)，繪出了如圖2所示的圖線，根據(jù)圖線可求出電源的電動勢E＝，電源的內(nèi)阻r＝Ω（保留2位小數(shù)）。

③由于電流表G的分流引起實(shí)驗(yàn)誤差，導(dǎo)致電池電動勢測量值，電池內(nèi)阻的測量值（填“偏大”“偏小”或“準(zhǔn)確”）。

四、解答題（共38分）

（10分）13．如圖所示，寬為l的光滑導(dǎo)軌與水平面成α角，質(zhì)量為m、長為l的金屬桿水平放置在導(dǎo)軌上?？臻g存在著勻強(qiáng)磁場，當(dāng)回路總電流為I時，金屬桿恰好能靜止。求：磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少有多大？此時方向如何？

（12分）14．如圖所示，已知截面為矩形的管道長度為l，寬度為a，高度為b。其中相距為a的兩側(cè)面是電阻可忽略的導(dǎo)體，該兩側(cè)導(dǎo)體與某種金屬直導(dǎo)體MN連成閉合電路，相距為b的頂面和底面是絕緣體，將電阻率為的水銀沿圖示方向通過矩形導(dǎo)管，假設(shè)沿流速方向上管道任意橫截面上各點(diǎn)流速相等，且水銀流動過程中所受管壁阻力與水銀流速成正比。為使水銀在管道中勻速流過，就需要在管道兩端加上壓強(qiáng)差。初始狀態(tài)下，整個空間范圍內(nèi)無磁場，此時測得在管道兩端加上大小為的壓強(qiáng)差時水銀的流速為，則：

（1）求水銀受到摩擦力與其流速的比例系數(shù)k；

（2）在管道上加上垂直于兩絕緣面，方向向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場時，已知金屬直導(dǎo)體電阻為R，若仍要保持水銀的流速為不變，求此時管道兩端的壓強(qiáng)差p；

（16分）15．離子速度分析器截面圖如圖所示。半徑為R的空心轉(zhuǎn)筒P，可繞過O點(diǎn)、垂直xOy平面（紙面）的中心軸逆時針勻速轉(zhuǎn)動（角速度大小可調(diào)），其上有一小孔S。整個轉(zhuǎn)筒內(nèi)部存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。轉(zhuǎn)筒下方有一與其共軸的半圓柱面探測板Q，板Q與y軸交于A點(diǎn)。離子源M能沿著x軸射出質(zhì)量為m、電荷量為–q（q>0）、速度大小不同的離子，其中速度大小為v0的離子進(jìn)入轉(zhuǎn)筒，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后恰好沿y軸負(fù)方向離開磁場。落在接地的筒壁或探測板上的離子被吸收且失去所帶電荷，不計(jì)離子的重力和離子間的相互作用。

（1）①求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；

②若速度大小為v0的離子能打在板Q的A處，求轉(zhuǎn)筒P角速度ω的大小；

（2）較長時間后，轉(zhuǎn)筒P每轉(zhuǎn)一周有N個離子打在板Q的C處，OC與x軸負(fù)方向的夾角為θ，求轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動一周的時間內(nèi)，C處受到平均沖力F的大??；

（3）若轉(zhuǎn)筒P的角速度小于，且A處探測到離子，求板Q上能探測到離子的其他θ′的值（θ′為探測點(diǎn)位置和O點(diǎn)連線與x軸負(fù)方向的夾角）。

參考答案：

1．D【詳解】A．粒子在磁場中做圓周運(yùn)動有即根據(jù)粒子的運(yùn)動軌跡可知各粒子的軌跡半徑大小關(guān)系為各粒子的質(zhì)量和電荷量都相等，所以粒子c的速率最小，A錯誤；

B．根據(jù)運(yùn)動軌跡結(jié)合左手定則可得粒子a帶正電，粒子b、c帶負(fù)電，B錯誤；

C．根據(jù)公式有即各粒子的質(zhì)量和電荷量都相等，所以各粒子在磁場中運(yùn)動的周期相同，C錯誤；

D．根據(jù)前面分析各粒子在磁場中運(yùn)動的周期相同，可知運(yùn)動軌跡所對應(yīng)的圓心角越大，運(yùn)動時間越長，結(jié)合圖像可知粒子c運(yùn)動軌跡對應(yīng)的圓心角最大，所以運(yùn)動的時間最長，D正確。

故選D。

2．A【詳解】根據(jù)平衡條件有解得故選A。

3．C【詳解】A．由圖可知、兩點(diǎn)疏密程度相同，故兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等，故A錯誤；B．由圖可知點(diǎn)的磁感線比點(diǎn)的磁感線密，故點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度比大，故B錯誤；

CD．根據(jù)磁通量的定義可知，穿過的磁通量比穿過的大，故C正確，D錯誤；

故選C。

4．B【詳解】A．根據(jù)“分子電流”假說，未被磁化的物體，分子電流的方向非常紊亂，對外不顯磁性，則甲圖代表了未被磁化的鐵棒的內(nèi)部情況，故A錯誤；

B．根據(jù)“分子電流”假說，被磁化的物體，分子電流的方向大致相同，對外顯示出磁性，則乙圖代表了被磁化的鐵棒的內(nèi)部情況，故B正確；

CD．根據(jù)磁化與退磁的特性可知，磁體在高溫環(huán)境下磁性會減弱，故CD錯誤。

故選B。

5．D【詳解】A．由圖1分析，重力做功時，重力勢能減少，所以磁場力做負(fù)功時，“磁勢能”增加，可知磁場力做正功時，“磁勢能”減少，A正確，不符合題意；

B．因?yàn)橹亓菽艿拇笮?，與物體和地球的相對距離有關(guān)，所以兩塊磁鐵之間“磁勢能”的大小不僅與相對距離有關(guān)；又因?yàn)榇艠O處的磁場最強(qiáng)，所以“磁勢能”還與“磁極”的相對位置有關(guān)，B正確，不符合題意；CD．類比重力勢能，兩塊磁鐵相距無窮遠(yuǎn)時“磁勢能”等于零，所以

所以C正確，不符合題意，D錯誤，符合題意。

故選D。

6．D【詳解】地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

假設(shè)線框面積為S，繞x軸旋轉(zhuǎn)手機(jī)時初始時刻線框內(nèi)磁通量為，轉(zhuǎn)過時，可知磁通量變化有感應(yīng)電流；繞z軸旋轉(zhuǎn)時線框內(nèi)磁通量無變化始終為故無感應(yīng)電流。故選D。

7．B【詳解】A．根據(jù)安培定則可知，導(dǎo)線a在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下，導(dǎo)線b在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向也是豎直向下，故O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，選項(xiàng)A錯誤；

B．導(dǎo)線a在P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向斜向右下方，導(dǎo)線b在P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向斜向左下方，兩者合成后，P點(diǎn)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下，同理Q點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向也是豎直向下的，故兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同，選項(xiàng)B正確；

C．P點(diǎn)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下，若在P點(diǎn)放置一條電流方向垂直紙面向里的通電導(dǎo)線，根據(jù)左手定則可判斷其受力方向水平向左，選項(xiàng)C錯誤；

D．Q點(diǎn)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下，若在Q點(diǎn)放置一條電流方向垂直紙面向里的通電導(dǎo)線，根據(jù)左手定則可判斷其受力方向水平向左，選項(xiàng)D錯誤。

故選B。

8．AD【詳解】AB．由題意可知，與內(nèi)圓相切的方向進(jìn)入磁場的粒子在磁場運(yùn)動的軌跡剛好與外圓相切，運(yùn)動軌跡如圖所示由幾何知識可知，粒子最大軌道半徑A正確，B錯誤；

CD．粒子在磁場中做圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得其中，

聯(lián)立解得C錯誤，D正確。故選AD。

9．AD【詳解】AB．粒子在磁場中運(yùn)動軌跡如圖所示

b點(diǎn)射出的粒子運(yùn)動半徑較大，根據(jù)粒子的比荷不確定，不能確定速度關(guān)系，A正確，B錯誤；C．如上圖速度越大半徑越大，但圓心越小，粒子的比荷不確定，不能比較在磁場中的運(yùn)動時間，C錯誤；D．如圖帶電粒子在圓形邊界磁場中做勻速圓周運(yùn)動，沿徑向射入沿徑向射出，所以b點(diǎn)射出的粒子速度方向反向延長線過O點(diǎn)，D正確。故選AD。

10．AD【詳解】AB．由于洛倫茲力不做功，粒子的動能保持不變，因此由上都向兩端運(yùn)動的過程中，平行于方向的速度逐漸減小，因此垂直于軸向方向的速度（被稱為縱向速度）會越來越大，A正確，B錯誤；CD．由于磁場沿南北方向，粒子在南北方向運(yùn)動時，不受洛倫茲力，只不過不同緯度上空磁感強(qiáng)度不同，由于“磁鏡”原理，粒子在南北方向來回反射時，在磁感強(qiáng)度大的地方，沿磁場速度減??；在磁感強(qiáng)度小的地方，沿磁場速度大，C錯誤，D正確。

故選AD。

11．0.396/0.397/0.398/0.399甲CD/DC【詳解】（1）[1]螺旋測微器的讀數(shù)為至均算正確；

（2）[2]實(shí)驗(yàn)中測量的電壓從0.10V開始，非常小，故滑動變阻器采用的是分壓式接法，采用的是圖甲的電路；

（3A．用螺旋測微器測量金屬絲直徑時，由于讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差，故A錯誤；

B．由于誤差總是存在，由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差，故B錯誤；

C．若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，完善了實(shí)驗(yàn)方案，可以消除由測量儀表引起的系統(tǒng)誤差，故C正確；D．圖像法與多次測量求平均值的方法等效，故用U-I圖像處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差，故D正確。故選CD；

12．21.46V0.92偏小偏小【詳解】①[1]實(shí)物連接如圖所示

②[2]電流表滿偏的狀態(tài)下，支路的電壓等于改裝后電壓表的量程[3]根據(jù)閉合電路歐姆定律

可知圖像的縱軸截距的大小等于電源電動勢[4]電源的內(nèi)阻的大小與圖像斜率絕對值的大小相同

③電流表G的分流作用使得電流表A的示數(shù)小于干路總電流，從而引起誤差，根據(jù)圖像

直線①是根據(jù)U，I的測量值做出的U-I圖線，由于

而且U越小，I真和I測之間的誤差越小，當(dāng)電壓表示數(shù)趨向零時

經(jīng)過修正后，直線②就是電源真實(shí)的U-I圖線，圖線可以直觀的看出，電動勢的測量值小于真實(shí)值，即測量值偏小；內(nèi)阻的測量值小于真實(shí)值，即測量值偏小。

13．，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直