重慶市2023-2024學(xué)年高二物理上學(xué)期第二次月考試題含解析

一、選擇題：本大題共10個小題，共43分。第1-7題只有一項(xiàng)符合題目要求，每題4分；第8-10題有多項(xiàng)符合題目要求，每題5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1.在物理學(xué)發(fā)展過程中，觀測、實(shí)驗(yàn)、假說和邏輯推理等方法都起到了重要作用。下列敘述符合史實(shí)的是（）A.安培發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)B.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象C.奧斯特發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件D.庫侖發(fā)現(xiàn)了磁感線是客觀存在的描繪磁場強(qiáng)弱和方向的曲線【答案】B【解析】【詳解】A．奧斯特在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，故A錯誤；BC．法拉第通過大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，并總結(jié)出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，故B正確，C錯誤；D．為了形象地描述磁場的強(qiáng)弱和方向，法拉第提出了磁感線的概念，但磁感線并不是客觀存在的，故D錯誤。故選B。2.電磁炮是由電源、金屬軌道、炮彈和電磁鐵組成，當(dāng)電源接通后，磁場對流過炮彈電流產(chǎn)生力的作用。下列各俯視圖中能使炮彈獲得極大的向左發(fā)射速度的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【詳解】AB．當(dāng)電源接通后，圖中磁場方向與炮彈電流方向平行，均不能使炮彈獲得極大的向左發(fā)射速度，故AB錯誤；C．當(dāng)電源接通后，根據(jù)左手定則可知，炮彈受到安培力向左，能使炮彈獲得極大的向左發(fā)射速度，故C正確；D．當(dāng)電源接通后，根據(jù)左手定則可知，炮彈受到安培力向右，炮彈將獲得向右的發(fā)射速度，故D錯誤。故選C。3.某眼動儀可以根據(jù)其微型線圈在磁場中隨眼球運(yùn)動時所產(chǎn)生的電流來追蹤眼球的運(yùn)動。若該眼動儀線圈面積為S，匝數(shù)為N，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，線圈平面最初平行于磁場，經(jīng)過時間t后線圈平面逆時針轉(zhuǎn)動至與磁場夾角為θ處，則在這段時間內(nèi)，線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢的大小和感應(yīng)電流的方向（從左往右看）為（）A.，逆時針 B.，逆時針C.，順時針 D.順時針【答案】A【解析】【詳解】經(jīng)過時間t，面積為S的線圈平面逆時針轉(zhuǎn)動至與磁場夾角為θ處，磁通量變化為由法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢的大小為由楞次定律可判斷出感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r針方向。故選A。4.如圖甲所示，勻強(qiáng)磁場中有一面積為S、電阻為R的單匝金屬圓環(huán)，磁場方向垂直于圓環(huán)平面豎直向上。圖乙為該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的圖像，曲線上P點(diǎn)坐標(biāo)為，P點(diǎn)的切線在B軸的截距為，由以上信息可知（）A.時，圓環(huán)中感應(yīng)電動勢的大小 B.時，圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向C.內(nèi)，通過圓環(huán)某截面的電量 D.內(nèi)，圓環(huán)所產(chǎn)生的焦耳熱【答案】ABC【解析】【詳解】A．根據(jù)時，圓環(huán)中感應(yīng)電動勢的大小選項(xiàng)A正確；B．根據(jù)楞次定律可知，時，圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向從上向下看為順時針方向，選項(xiàng)B正確；C．內(nèi)，通過圓環(huán)某截面的電量選項(xiàng)C正確；D．內(nèi)感應(yīng)電動勢不斷變化，但是不能求解電動勢的有效值，則不能求解圓環(huán)所產(chǎn)生的焦耳熱，選項(xiàng)D錯誤。故選ABC。5.如圖所示，圓形區(qū)域直徑MN上方存在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，下方存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同?，F(xiàn)有兩個比荷相同的帶電粒子a、b，分別以、的速度沿圖示方向垂直磁場方向從M點(diǎn)入射，最終都從N點(diǎn)離開磁場，則（）A.粒子a、b可能帶異種電荷B.粒子a從N點(diǎn)離開磁場時的速度方向一定與初速度的方向垂直C.可能為2:1D.一定為1:1【答案】C【解析】【詳解】A．兩粒子都從M點(diǎn)入射從N點(diǎn)出射，則a粒子向下偏轉(zhuǎn)，b粒子向上偏轉(zhuǎn)，由左手定則可知兩粒子均帶正電，故A錯誤；B．設(shè)磁場半徑為R，將MN當(dāng)成磁場的邊界，兩粒子均與邊界成45°入射，由運(yùn)動對稱性可知出射時與邊界成45°，則一次偏轉(zhuǎn)穿過MN時速度偏轉(zhuǎn)90°；同理第二次穿過MN時速度方向再次偏轉(zhuǎn)90°與初速度方向平行，選項(xiàng)B錯誤；CD．兩粒子可以圍繞MN重復(fù)穿越，運(yùn)動有周期性，設(shè)a粒子重復(fù)k次穿過MN，b粒子重復(fù)n次穿過MN，由幾何關(guān)系可知()()由洛倫茲力提供向心力可得而兩個粒子的比荷相同，可知如，時如，時則v1:v2可能為1:1或2:1，故C正確，D錯誤。故選C。6.如圖所示的空間，勻強(qiáng)電場的方向豎直向下，場強(qiáng)為E，勻強(qiáng)磁場的方向水平向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，有兩個帶電小球A和B都能在垂直于磁場方向的同一豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動（兩小球間的庫侖力可忽略，軌跡如圖所示），運(yùn)動軌跡如圖中所示，已知兩個帶電小球A和B的質(zhì)量關(guān)系為，軌道半徑為，則下列說法正確的是（）A.小球A、B均帶正電 B.小球A帶負(fù)電、B帶正電C.小球A、B的周期比為1：3 D.小球A、B的速度比為3：1【答案】D【解析】【詳解】AB．因?yàn)閮尚∏蛟趶?fù)合場中都能做勻速圓周運(yùn)動，均滿足所受電場力均向上，兩小球均帶負(fù)電，AB錯誤；CD．由洛倫茲力提供向心力可得聯(lián)立可得可得，小球A、B的速度比為由周期公式故小球A、B的周期比為C錯誤，D正確。故選D。7.如圖所示，金屬圓盤置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，其中央和邊緣各引出一根導(dǎo)線與套在鐵芯上部的線圈A相連。套在鐵芯下部的線圈B引出兩根導(dǎo)線接在兩根水平導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌上有一根金屬棒ab處在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場中。下列說法正確的是（）A.圓盤逆時針勻速轉(zhuǎn)動時，a點(diǎn)的電勢高于b點(diǎn)的電勢B.圓盤順時針加速轉(zhuǎn)動時，ab棒將向左運(yùn)動C.圓盤順時針減速轉(zhuǎn)動時，a點(diǎn)的電勢高于b點(diǎn)的電勢D.圓盤逆時針加速轉(zhuǎn)動時，ab棒將受到向左的安培力【答案】B【解析】【詳解】A．設(shè)圓盤轉(zhuǎn)動角速度為，圓盤半徑為，圓盤中磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則圓盤逆時針勻速轉(zhuǎn)動時，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有即線圈A中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流，則線圈A產(chǎn)生的磁場不變，線圈B的磁通量不發(fā)生變化，所以線圈B中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，則a點(diǎn)的電勢等于b點(diǎn)的電勢，故A錯誤；B．圓盤順時針加速轉(zhuǎn)動時，感應(yīng)電流逐漸增大。根據(jù)右手定則判斷可知，感應(yīng)電流從圓盤中央流向圓盤邊緣，根據(jù)右手螺旋定則判斷可知，線圈A中的感應(yīng)磁場方向向下，感應(yīng)磁場增強(qiáng)，所以線圈B中的磁通量增加，根據(jù)楞次定律判斷可知，線圈B中的感應(yīng)磁場方向向上，根據(jù)右手螺旋定則判斷可知，ab棒的感應(yīng)電流從a端流向b端，則根據(jù)左手定則判斷可知，ab棒將受到向左的安培力，所以ab棒將向左運(yùn)動，故B正確；C．圓盤順時針減速轉(zhuǎn)動時，感應(yīng)電流逐漸減小。根據(jù)右手定則判斷可知，感應(yīng)電流從圓盤中央流向圓盤邊緣，根據(jù)右手螺旋定則判斷可知，線圈A中的感應(yīng)磁場方向向下，感應(yīng)磁場減弱，所以線圈B中的磁通量減小，根據(jù)楞次定律判斷可知，線圈B中的感應(yīng)磁場方向向下，根據(jù)右手螺旋定則判斷可知，ab棒的感應(yīng)電流從b端流向a端，線圈B相當(dāng)于電源，則a點(diǎn)的電勢低于b點(diǎn)的電勢，故C錯誤；D．圓盤逆時針加速轉(zhuǎn)動時，感應(yīng)電流逐漸增大。根據(jù)右手定則判斷可知，感應(yīng)電流從圓盤邊緣流向圓盤中央，根據(jù)右手螺旋定則判斷可知，線圈A中的感應(yīng)磁場方向向上，感應(yīng)磁場增強(qiáng)，所以線圈B中的磁通量增加，根據(jù)楞次定律判斷可知，線圈B中的感應(yīng)磁場方向向下，根據(jù)右手螺旋定則判斷可知，ab棒的感應(yīng)電流從b端流向a端，則根據(jù)左手定則判斷可知，ab棒將受到向右的安培力，故D錯誤。故選B。8.汽車測速利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，汽車可簡化為一個矩形線圈abcd，埋在地下的線圈通上順時針（俯視）方向電流，當(dāng)汽車經(jīng)過線圈時（）A.線圈產(chǎn)生的磁場方向豎直向上B.汽車進(jìn)入線圈過程產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcdC.汽車離開線圈過程產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcdD.汽車進(jìn)入線圈過程受到的安培力方向與速度方向相反【答案】CD【解析】【詳解】A．根據(jù)右手螺旋定則可知，線圈產(chǎn)生的磁場方向豎直向下，故A錯誤；B．汽車進(jìn)入線圈過程，通過矩形線圈abcd的磁通量增大，且豎直向下，根據(jù)楞次定律可知，產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcb，故B錯誤；C．汽車離開線圈過程，通過矩形線圈abcd的磁通量減小，且豎直向下，根據(jù)楞次定律可知，產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcd，故C正確；D．汽車進(jìn)入線圈過程，產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcb，根據(jù)左手定則可知線圈受到的安培力方向與速度方向相反，故D正確。故選CD。9.如圖，坐標(biāo)原點(diǎn)O有一粒子源，能向坐標(biāo)平面一、二象限內(nèi)發(fā)射大量質(zhì)量為m、電量為q的正粒子（不計重力），所有粒子速度大小相等。圓心在（O，R），半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)，有垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。磁場右側(cè)有一長度為R，平行于y軸的光屏，其中心O1位于（2R，R）。已知初速度沿y軸正向的粒子經(jīng)過磁場后，恰能垂直射在光屏上，則（）A.粒子速度大小為B.所有粒子均能射在光屏上C.能射在光屏上的粒子，在磁場中運(yùn)動時間最長為D.能射在光屏上粒子初速度方向與x軸夾角滿足【答案】AC【解析】【詳解】A．已知初速度沿y軸正向的粒子經(jīng)過磁場后，恰能垂直射在光屏上，則有解得故A正確；B．由于所有粒子的速度大小相等，所以所有粒子進(jìn)入磁場后的運(yùn)動半徑都相等；由幾何關(guān)系可知，所有粒子離開磁場后都將平行進(jìn)入第一象限，其中離開磁場區(qū)域的出射點(diǎn)距離坐標(biāo)原點(diǎn)的高度最大值為，最低為零，所以有一部分粒子不會打到光屏上，故B錯誤；C．由幾何關(guān)系可知，能射在光屏上的、且在磁場中運(yùn)動時間最長的粒子，剛好打在光屏的上邊緣，其運(yùn)動軌跡對應(yīng)的圓心角為，根據(jù)周期公式可得故C正確；D．若粒子初速度方向與x軸夾角為時粒子恰好能打在光屏的下邊緣，由幾何關(guān)系可知，此時粒子軌跡對應(yīng)的圓心角為，即初速度方向與x軸夾角為；由C項(xiàng)中的分析可知，恰好能打在光屏上邊緣的粒子，其初速度方向與x軸的夾角為；即能打在光屏上的粒子初速度方向與x軸夾角滿足故D錯誤。故選AC。10.2022年6月17日，我國003號航母“福建艦”下水，該艦是我國完全自主設(shè)計建造首艘電磁彈射型航母。某同學(xué)采用如圖甲所示裝置模擬電磁彈射，匝數(shù)的線圈可在圓柱形鐵芯上無摩擦滑動，并通過電刷與導(dǎo)軌保持良好接觸；鐵芯上存在垂直于表面向外的輻向磁場，線圈所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為。將開關(guān)S與1連接，恒流源輸出電流使線圈向右勻加速一段時間，之后將開關(guān)S擲向2與阻值為的電阻相連，同時施加水平外力F，使線圈向右勻減速到零，線圈運(yùn)動的圖像如圖乙所示。已知線圈質(zhì)量、每匝周長，不計線圈及導(dǎo)軌電阻，忽略電刷與導(dǎo)軌間摩擦及空氣阻力，則線圈（）A.向右勻加速階段，恒流源輸出的電流大小為B.向右勻加速階段，線圈所受安培力的功率逐漸變大C.向右勻減速階段，通過電阻R的電荷為0.125CD.向右勻減速階段，水平外力F隨時間t變化的關(guān)系為，【答案】BC【解析】【詳解】A．由圖乙可知，向右勻加速階段的加速度大小為根據(jù)牛頓第二定律可得解得故A錯誤；B．向右勻加速階段，線圈所受安培力的功率為即向右勻加速階段，線圈所受安培力的功率逐漸變大，故B正確；C．向右勻減速時，感應(yīng)電流通過電阻R的電荷結(jié)合圖乙求得故C正確；D．向右勻減速階段，線圈的加速度大小為根據(jù)牛頓第二定律可得結(jié)合圖像可得，故D錯誤。故選BC。二、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共15分。第11題6分，第12題9分。11.某興趣小組研究熱敏電阻在通以恒定電流時，其阻值隨溫度的變化關(guān)系。實(shí)驗(yàn)電路如圖所示，實(shí)驗(yàn)設(shè)定恒定電流為50.0μA，主要實(shí)驗(yàn)器材有：恒壓直流電源E、加熱器、測溫儀、熱敏電阻RT、可變電阻R1、電流表A、電壓表V。（1）用加熱器調(diào)節(jié)RT溫度后，為使電流表的示數(shù)仍為50.0μA，須調(diào)節(jié)___________（選填一種給定的實(shí)驗(yàn)器材）。當(dāng)RT兩端未連接電壓表時，電流表示數(shù)為50.0μA；連接電壓表后，電流表示數(shù)顯著增大，須將原電壓表更換為內(nèi)阻___________（選填“遠(yuǎn)大于”“接近”“遠(yuǎn)小于”）RT阻值的電壓表。（2）測得RT兩端的電壓隨溫度的變化如圖所示，由圖可得溫度從35.0°C變化到40.0°C的過程中，RT的阻值隨溫度的平均變化率是___________（保留2位有效數(shù)字）?！敬鸢浮竣?可變電阻R1②.遠(yuǎn)大于③.-1.2【解析】【詳解】（1）[1]由題知恒壓直流電源E的電動勢不變，而用加熱器調(diào)節(jié)RT的溫度后，導(dǎo)致整個回路的總電阻改變。而要確保電流表的示數(shù)仍為50.0μA，則需控制整個回路的總電阻不變，故需要調(diào)節(jié)的器材是可變電阻R1。[2]連接電壓表后，電流表示數(shù)顯著增大，則說明電壓表與RT并聯(lián)后R總減小，則根據(jù)并聯(lián)電阻的關(guān)系有則要保證R總不變需須將原電壓表更換為內(nèi)阻遠(yuǎn)大于RT阻值的電壓表。（2）[3]圖可得溫度為35.0°C時電壓表的電壓為1.6V，且實(shí)驗(yàn)設(shè)定恒定電流為50.0μA，則根據(jù)歐姆定律可知此時熱敏電阻RT1=32kΩ；溫度為40.0°C時電壓表的電壓為1.3V，且實(shí)驗(yàn)設(shè)定恒定電流為50.0μA，則根據(jù)歐姆定律可知此時熱敏電阻RT2=26kΩ，則溫度從35.0°C變化到40.0°C的過程中，RT的阻值隨溫度的平均變化率是負(fù)號表示隨著溫度升高RT的阻值減小。12.在練習(xí)使用多用電表的實(shí)驗(yàn)中：（1）一多用電表的電阻擋有四個倍率，分別是、、、，用擋測量某電阻時，操作步驟正確，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，應(yīng)換到________擋。（2）重新測量后，指針位于如圖甲所示位置，被測電阻的測量值為________。（保留2位有效數(shù)字）（3）如圖乙所示為歐姆表某倍率的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，已知電流計的量程為，內(nèi)阻為，定值電阻，電池電動勢為，為調(diào)零電阻，則表盤上刻度線對應(yīng)的電阻值是________。（保留2位有效數(shù)字）（4）當(dāng)圖乙所示歐姆表電池的電動勢下降到、內(nèi)阻增加了時仍可調(diào)零，調(diào)零后，調(diào)零電阻的阻值將變________（填“大”或“小”），若測得某電阻為，則這個電阻的真實(shí)值為________。【答案】①.②.③.④.?、?【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)題意可知，用擋測量某電阻時，操作步驟正確，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，說明待測電阻較大，了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，應(yīng)換到擋。（2）[2]由圖甲可知，被測電阻的測量值為（3）[3]根據(jù)題意可知，當(dāng)電流計滿偏時，流過電源的電流為，由閉合回路歐姆定律可得，歐姆表內(nèi)阻為則表盤上刻度線對應(yīng)的電阻值是（4）[4]根據(jù)題意可知，電池的電動勢下降到，則歐姆表內(nèi)阻為內(nèi)阻增加了時仍可調(diào)零，則調(diào)零電阻的阻值將變小。[5]若測得某電阻為，電池電動勢為，歐姆表內(nèi)阻為，則電流計的電流為電動勢下降到，歐姆表內(nèi)阻為，則這個電阻的真實(shí)值為三、計算題；本大題共3小題，共42分。第13題10分，第14題14分，第15題18分。13.輕質(zhì)細(xì)線吊著一質(zhì)量為m=0.05kg、邊長為L=1m的單匝正方形線圈，其總電阻為r=0.1Ω。在線圈的中間位置以下區(qū)域分布著磁場，如圖甲所示。磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間變化關(guān)系如圖乙所示。重力加速度g取10m/s2，求：（1）線圈的電功率；（2）在t=4s時，輕質(zhì)細(xì)線的拉力大小?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）線圈的感應(yīng)電動勢為線圈的電功率為（2）感應(yīng)電流為在t=4s時，線圈所受安培力大小為由楞次定律和左手定則，線圈所受安培力方向向上。由平衡關(guān)系輕質(zhì)細(xì)線的拉力大小為14.兩根金屬導(dǎo)軌平行放置在傾角為θ=30°的斜面上，導(dǎo)軌底端接有電阻R=8Ω，導(dǎo)軌自身電阻忽略不計。勻強(qiáng)磁場垂直于斜面向上，磁感強(qiáng)度B=0.5T。質(zhì)量為m=0.1kg，電阻r=2Ω的金屬棒ab由靜止釋放，沿導(dǎo)軌下滑。如圖所示，設(shè)導(dǎo)軌足夠長，導(dǎo)軌寬度L=2m，金屬棒ab下滑過程中始終與導(dǎo)軌接觸良好，當(dāng)金屬棒下滑h=3m時，速度恰好達(dá)到最大速度2m/s，求：(1)滑動摩擦力的大??？(2)此過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量？（g取10m/s2）【答案】(1)0.3N；(2)0.8J【解析】【詳解】(1)由E=BLv，得安培力設(shè)金屬棒下滑過程所受摩擦力大小為f，則由平衡條件得到mgsin30°=f+F聯(lián)立得(2)在金屬棒ab靜止釋放到速度剛達(dá)到最大的過程中，金屬棒的重力轉(zhuǎn)化為金屬棒的動能、焦耳熱和摩擦生熱，根據(jù)能量守恒定律得，電路中產(chǎn)生的焦耳熱為代入解得，Q=1J則電阻R上產(chǎn)生的熱量為15.如圖所示，在的區(qū)域內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向、場強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場，在的區(qū)域內(nèi)存在垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場（磁感應(yīng)強(qiáng)度未知）。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子a，從y軸上的