高二年级第二学期三月学情检测
物理试题
一、单项选择题（共 10 题，每题 4 分，共计 40 分，每题只有一个选项最符 合题意。）
1. 中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角，“ 以磁石磨针锋，则能指
南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场
的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法正确的是( )
A ．地理南、北极与地磁场的南、北极重合
B ．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
C ．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D ．地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子无力的作用
2.如图所示，在边界 PQ 上方有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子同时从边界 上的 O 点沿与 PQ 成θ角的方向以相同的速度 v 射入磁场中，则正、负电子( )
A. 在磁场中的运动时间相同
B. 在磁场中运动的位移相同
C. 出边界时两者的速度相同
D. 正电子出边界点到 O 点的距离更大
3.利用质谱仪可以分析同位素，如图所示， 电荷量均为 q 的同位素碘 131 和碘 127 质量 分别为 m1 和 m2，从容器 A 下方的小孔 S1 进入电势差为 U 的电场，初速度忽略不计，经 电场加速后从 S2 射出，垂直进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中，最后打到照相底片 D
上。则照相底片上碘 131 和碘 127 与 S2 之间的距离之比为( )
A .
C .
(
m
1
m
2
)
m1
m2
B .
D .
m2
m1
(
m
2
m
1
)
4.如图所示，N=100 匝正方形闭合金属线圈 abcd 边长为 L=1m ，电阻为 R=20Ω 。线圈处
于磁感应强度大小为 B=2T 的匀强磁场中，绕着与磁场垂直且与
线圈共面的轴 OO′ 以角速度ω= 1rad/s 匀速转动，ab 边距轴 .则:
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A. 若从图示时刻开始计时，则感应电动势的一表达式：e=200sintV
B ．感应电动势的有效值为：E=200v
C.从图示时刻开始转动 900 的过程中，线圈中流过的电荷量为：q= 10C
D ．从图示时刻开始转动 900 的过程中，线圈产生的焦耳热为：Q=100πJ
5. 1930 年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示。这台加速器由两个 铜质 D 形盒 D1 、D2 构成，其间留有空隙。两盒与一高频交流电源两极相接，放在磁感 强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心附近 A 点。若粒 子源射出α粒子，已知α粒子的质量为 m ，电荷量为 q ，D 形盒的最大半径为 R ，下列说 法正确的是 ( )
A . α粒子在磁场中做圆周运动的周期逐渐变大
B . α粒子被加速是从磁场中获得能量
C 交流电源的频率为 2πm
. qB
D . α粒子从 D 形盒射出时的动能 Ek=
6.下列有关磁现象的四种模型对应的物理规律，说法正确的是( )
A ． 电磁炮的基本原理是电能转化为机械能，是一种安培力做正功的电动机模型
B ．磁块在铝管中由静止开始下落做的是自由落体运动
C ．对甲图，双线绕法可减小绕线的漏磁现象， 以此来减小磁场能的损失
D．对于丁图，磁场的变化导致磁通量变化，激发出感生电场，使电子受电场力而运
动，形成感应电流的本质是电磁阻尼
7.如图所示，两个完全相同的灯泡 A 、B 与定值电阻的阻值均为 R，L 为自感系数很大的
线圈，其直流电阻小于 R 。下列说法中正确的是( )
A ．S 闭合时，B 灯先亮，稳定后 A 灯比 B 灯暗
B ．S 闭合时，B 灯先亮，稳定后两灯一样亮
C ．S 由通路断开时，A 灯逐渐熄灭，B 灯立即熄灭
D ．S 由通路断开时，B 灯会闪亮一下再逐渐熄灭
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8. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极 N 、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场， A 为理想交流电流表．线圈绕垂直于磁场的水平轴 OO’沿逆时针方向匀速转动，产生的 电动势随时间变化的图象如图乙所示．已知发电机线圈电阻为 10 Ω , 外接一只阻值为
90 Ω 的电阻，不计电路的其它电阻，则( )
A ．电流表的示数为 0.31A
B ．0.02s 时线圈平面与磁场方向垂直
C ．线圈转动的角速度为50π rad／s
D ．在线圈转动一周过程中，线圈电流方向改变 50 次
9.空间存在一方向与桌面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（ a ）中虚线 MN 所示，一硬质细导线的电阻率为ρ 、横截面积为 S，将该导线做成半径为 r 的圆环固 定在纸面内，圆心 O 在 MN 上．t=0 时磁感应强度的方向如图（a ）所示：磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系如图（b）所示，则在 t=0 到 t=t1 的时间间隔内( )
A ．圆环所受安培力的方向始终不变
B ．圆环中的感应电流始终沿逆时针方向
C ．圆环中的感应电流大小为
D ．圆环中的感应电动势大小为
10.如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P = 100kW ，发电机的电压U1 = 250V ，
经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线 = 8Ω , 在用户端用降压变压器把电压降
为U4 = 220V 。已知输电线上损失的功率P线 = 5kW ，假设两个变压器均是理想变压器，
下列说法正确的是( )
A ．降压变压器的匝数比 n3 :n4= 19：1
B ．降压变压器原线圈的电压 U3=3800V
C ．升压变压器的匝数比 n1 :n2= 1：15
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D ．用户得到的电流I4 = 455A
二、非选择题：共 5 题，共 60 分。（其中第 12 题~第 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 值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。）
11(15 分) 、某同学完成“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系” 的实验。
他在实验室找到下列器材：
A ．可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈）
B ．条形磁铁
C ．开关、导线若干
D ．交流电压表
E.直流电源
F.低压交流电源
（1）在本实验中，上述器材不需要的是 （填器材序号字母）；
（2）实验室的可拆变压器如图所示。为了减小铁芯中的涡流，顶部铁芯条的硅钢片应平
行于( )
A ．平面 abcd B ．平面 abfe C ．平面 abgh D ．平面 aehd
（3）该同学做实验时，保持原、副线圈的匝数不变，改变原线圈的输入电压，并对原线
圈电压和副线圈电压做了测量，得到下表。
组别 1 2 3 4 5 6 7 8
U1 2.30 4.60 6.69 8.81 10.8 13.10 15.21 17.31
U2 1.13 2.28 3.34 4.38 5.4 6.51 7.59 8.64
根据表格数据，指出存在的安全隐患是 ，有一组数据的记录不符
合要求，是第 组；
（4）该小组同学将原线圈接在交流电源U1 上，将副线圈接在电压传感器（可视为理想
电压表）上，观察到副线圈电压U2 随时间t 变化的图像如图所示（周期未发生变化），在
保证安全的前提下，该同学在 时间内可能进行了下面哪个操作 。（选填选项
t - t
1 2
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前的字母）
A ．减少了原线图的匝数
B ．减少了副线圈的匝数
C ．增加了交流电源的频率
12(6 分) 、如图 1-5 所示，金属杆 ab 的质量为 m ，长为 l ，通过的电流为 I，处在磁感应 强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面为θ角斜向上，结果 ab 静止于水平导轨上。
求：（1）金属杆 ab 受到的摩擦力；
（2）金属杆对导轨的压力。
13.(9 分)如图导体棒受外力作用在圆形轨道所围磁场中绕端点O 以角速度 = 100πrad / s ，
沿逆时针匀速转动。磁场区域的半径为a = 1.0m ，第一和第三象限的磁感应强度为
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3
(
1
)B = T
5π
8
(
,
第二和第四象限的磁感应强度为
B
2
)= T
5π
, 磁场均垂直于轨道平面，方向
如图，导体棒两端分别与圆心 O 和金属导轨良好接触，接入电路中的电阻为R1 = 10Ω ,
外电路电阻R2 = 40Ω , 电且R2 与圆心 O 和导轨上的 N 点连接，不计一切摩擦。求：
（1）图中所示时刻导体棒 OM 两点之间的电势差UOM ；（M 为此时导轨上的接触点）
（2）图中理想电流表的示数（结果保留 1 位小数）；
（3）为了维持导体棒匀速转动，外力在 1 分钟内做的功。
14 、(15 分)如图，P 、Q 是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨，间距为 L ，导轨足 够长且电阻可忽略不计。图中EFGH 矩形区域有一方向垂直导轨平面向上、感应强度大
小为 B 的匀强磁场。在t = t1 时刻，两均匀金属棒 a 、b 分别从磁场边界EF 、GH 进入磁 场，速度大小均为v0 ；一段时间后，流经 a 棒的电流为 0 ，此时t = t2 ，b 棒仍位于磁场 区域内。已知金属棒 a 、b 相同材料制成，长度均为 L ，电阻分别为 R 和 3R ，a 棒的质 量为 m ，b 棒的质量末知。在运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，a 、b 棒
没有相碰，则：
（1） t1 时刻 a 棒产生的电动势大小为多少？方向？
（2）t1 ~ t2 时间内，通过 b 棒横截面的电荷量是多少？
（3） t1 ~ t2 时间内，b 棒产生的焦耳热为多少
15(15 分) 、如图甲所示，空间存在一范围足够大的垂直于xOy 平面向外的匀强磁场， 磁感应强度大小为 B ．让质量为 m ，电荷量为 q（q＞0）的粒子从坐标原点 O 沿xOy 平 面以不同的初速度大小和方向入射到磁场中．不计重力和粒子间的影响.
（1）若粒子以初速度 v1 沿y 轴正向入射，恰好能经过 x 轴上的 A（a ，0）点，求 v1 的 大小；
（2）已知一粒子的初速度大小为 v（v ＞v1），为使该粒子能经过 A（a ，0）点，其入射 角θ（粒子初速度与 x 轴正向的夹角）有几个？并求出对应的 sinθ值；
（3）如图乙，若在此空间再加入沿y 轴正向、大小为 E 的匀强电场，一粒子从 O 点以 初速度 v0 沿y 轴正向发射．研究表明：粒子在xOy 平面内做周期性运动，且在任一时刻， 粒子速度的 x 分量 vx 与其所在位置的 y 坐标成正比，比例系数与场强大小 E 无关．求 该粒子运动过程中经过的位置中 y 坐标的最大值。
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物理试题
一、单项选择题（共 10 题，每题 4 分，共计 40 分，每题只有一个选项最符合题意。）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
B C A C D A D B C B
二、非选择题：共 5 题，共 60 分。（其中第 12 题~第 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；有数值计算时，答案
中必须明确写出数值和单位。）
11.（15 分）（1）B、E
（2）D
（3）使用低压交流电源的电压不超过 12 伏,5
（4）A
12.(6 分)（1）f=BILsinθ
(2) N=mg-BILcosθ
13(9 分)（1）24V；（2）1.2A；（3）4320J
【详解】（1）图中时刻，根据法拉第电磁感应定律得
e 1 B a21 1 30V2
OM 两点之间的电势差
U R2OM e 24VR1 R
1
2
（2）根据有效值的定义可得
i 2 T1 R2 i
2
2 R
T
2 I
2R2T2 2
解得电流表的示数 I 1.2A
（4）为了维持导体棒匀速转动，外力在 1分钟内做的功
W I 2 R1 R2 t 4320J
{#{QQABBYSEggAoAIAAAQgCAQWACkAQkBGCACoORAAAMAAACRFABAA=}#}
14.
{#{QQABBYSEggAoAIAAAQgCAQWACkAQkBGCACoORAAAMAAACRFABAA=}#}
15.⑴ ；⑵两个 sinθ= ；⑶ ．
m E 2
（ ( E ) 2 )
Bq B B v 0
【解析】
试题分析：(1)当粒子沿 y轴正向入射，转过半个圆周至 A点，半径 R1＝a/2
v2
由运动定律有 Bqv1 m 1R1
Bqa
解得 v1 2m
(2)如右图所示，O、A两点处于同一圆周上，且圆心在
a
x＝ 的直线上，半径为 R，当给定一个初速率 v时，
2
有 2个入射角，分别在第 1、2象限．
a
即 sinθ′＝sinθ＝
2R
2
另有 Bqv m v
R
解得 sinθ′ aqB＝sinθ＝
2mv
(3)粒子在运动过程中仅电场力做功，因而在轨道的最高点处速率最大，用 ym表示其 y坐标，由动
1
能定理有 qEy ＝ mv 2 1 2m 2 m － 2 mv 0
由题知 vm＝kym
v2
若 E＝0时，粒子以初速度 v0沿 y轴正向入射，有 qv0B＝m 0R0
在最高处有 v0＝kR0
E E
联立解得 v ( )2m v
2
B B 0
m E 2
（ ( EB ) Bq B v
2 )
0
{#{QQABBYSEggAoAIAAAQgCAQWACkAQkBGCACoORAAAMAAACRFABAA=}#}
