江西省宜春市宜豐中學(xué)2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期6月月考物理試題（創(chuàng)新部）

江西省宜豐中學(xué)2023-2024（下）創(chuàng)新高一6月月考物理試卷一．選擇題(每題5分共60分，其中9至12題為多選，部分選對2分，其它為單選)1．一同學(xué)在課外書上了解到，無限長通有電流強度為I的直導(dǎo)線在空間某點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小可表示為，r是該點到直導(dǎo)線的距離，結(jié)合安培力的公式，可知比例系數(shù)的單位是（

）A．B．C．D．2．如圖所示，兩個速度大小不同的同種帶電粒子1、2，沿水平方向從同一點垂直射入勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里。當(dāng)它們從磁場下邊界飛出時相對入射方向的偏轉(zhuǎn)角分別為90°、60°，則它們在磁場中運動的（

）A．軌跡半徑之比為1∶2 B．速度之比為2∶1C．時間之比為2∶3 D．周期之比為3∶23．殲-20（英文：ChengduJ-20，代號：威龍）是我國研制的一款具備高隱身性、高態(tài)勢感知、高機動性的第五代雙發(fā)重型隱形戰(zhàn)斗機，將擔(dān)負中國空軍未來對空、對海的主權(quán)維護任務(wù)。如圖為殲-20戰(zhàn)機在我國近海海域上空巡航的英姿，設(shè)該機機身長為l，機翼兩端點C、D的距離為d，以速度v沿水平方向勻速飛行，已知戰(zhàn)斗機所在空間地磁場磁感應(yīng)強度的豎直分量大小為B，C、D兩點間的電勢差的絕對值為U。則（

）A．，C點電勢高于D點電勢 B．，D點電勢高于C點電勢C．，C點電勢高于D點電勢 D．，D點電勢高于C點電勢4．勞倫斯發(fā)明了回旋加速器，被加速的粒子在一圓形結(jié)構(gòu)里運動，其運動軌跡由磁場控制，通過交變電場給帶電粒子加速。圖甲是回旋加速器的示意圖，粒子出口處如圖甲所示。圖乙是回旋加速器所用的交變電壓隨時間的變化規(guī)律。某物理學(xué)習(xí)小組在學(xué)習(xí)了回旋加速器原理之后，想利用同一回旋加速器分別加速兩種帶正電的粒子，所帶電荷量分別為、，質(zhì)量分別為、。保持交變電壓隨時間變化的規(guī)律不變，需要調(diào)整所加磁場的磁感應(yīng)強度大小，則下列說法錯誤的是（

）A．所加磁場的磁感應(yīng)強度大小之比為B．粒子獲得的最大動能之比為C．粒子的加速次數(shù)之比為D．粒子在回旋加速器中的轉(zhuǎn)動時間之比為5．如圖所示，光滑絕緣水平面上存在方向豎直向下的有界（邊界豎直）勻強磁場，一直徑與磁場區(qū)域?qū)挾认嗤拈]合金屬圓形線圈在平行于水平面的拉力作用下，在水平面上沿虛線方向勻速通過磁場。下列說法正確的是（）A．線圈進磁場的過程中，線圈中的感應(yīng)電流沿順時針方向B．該拉力的方向與線圈運動速度的方向相同C．該拉力的方向水平向右 D．該拉力為恒力6．如圖所示，abcd為水平固定放置的“匚”型金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的間距為l，導(dǎo)軌的左端接上阻值為的定值電阻，勻強磁場方向豎直向下，金屬桿傾斜放置在導(dǎo)軌上，現(xiàn)讓金屬桿在外力的作用下以速度在導(dǎo)軌上勻速滑行，回路中的電流為，MN與導(dǎo)軌的夾角始終為，速度始終與垂直，導(dǎo)軌與金屬桿足夠長，滑行的過程中兩者始終接觸良好，導(dǎo)軌、金屬桿以及導(dǎo)線的電阻均忽略不計，下列說法正確的是（）

A．定值電阻的電流由指向B．勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為C．金屬桿切割磁感線的有效長度為D．一段時間內(nèi)，回路中磁通量的變化量為7．如圖為通過磁場和電流控制導(dǎo)體棒運動的裝置。兩根光滑平行且足夠長的導(dǎo)軌水平放置，間距為L，空間中存在垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，質(zhì)量為m，長度為L的導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌靜止放置，與導(dǎo)軌接觸良好。從t=0時刻起，給導(dǎo)體棒接通如圖所示周期性變化的電流。圖示中ba方向為電流正方向。下列說法正確的是（

）A．時刻導(dǎo)體棒速率最大B．時刻導(dǎo)體棒返回到出發(fā)位置C．時間內(nèi)導(dǎo)體棒向右運動的位移為D．時間內(nèi)導(dǎo)體棒向左運動的位移為8．麥克斯韋從場的觀點出發(fā)，認為變化的磁場會激發(fā)感生電場。如圖甲所示，半徑為r的絕緣光滑真空管道（內(nèi)徑遠小于半徑r）固定在水平面上，管內(nèi)有一質(zhì)量為m、帶電量為的小球，直徑略小于管道內(nèi)徑。真空管處在勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B隨時間變化如圖乙所示，規(guī)定豎直向上為正方向。時刻無初速釋放小球。下列說法正確的是（）A．俯視真空管道，感生電場的方向是逆時針B．感生電場對小球的作用力大小為C．小球繞環(huán)一周，感生電場做功為D．時刻管道對小球的作用力大小9．水平桌面上固定一根絕緣長直導(dǎo)線，矩形導(dǎo)線框abcd靠近長直導(dǎo)線固定桌面上，如圖甲所示。當(dāng)長直導(dǎo)線中的電流按圖乙的規(guī)律變化時（圖甲所示電流方向為其正方向），則（）A．，線框內(nèi)電流的方向為abcda B．，線框內(nèi)電流的方向為abcdaC．，線框所受安培力方向一直向右 D．，線框所受安培力方向一直向左10．質(zhì)譜儀是科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中的重要工具。質(zhì)譜儀的工作原理示意圖如圖所示，粒子源S從小孔向下射出各種速度的氕核、氘核、氚核及氦核，粒子經(jīng)小孔進入速度選擇器后，只有速度合適的粒子才能沿直線經(jīng)過小孔，并垂直進入磁感應(yīng)強度大小為的偏轉(zhuǎn)磁場，感光底片PQ上僅出現(xiàn)了A、B、C三個光斑，光斑A到小孔的距離為2d。已知速度選擇器兩板間存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度大小為的勻強磁場，兩板間距為d，板間電壓為U，下列說法正確的是（

）A．極板M帶負電荷 B．粒子在偏轉(zhuǎn)磁場中的速度大小為C．氦核的比荷為 D．相鄰兩光斑的距離均為11．如圖所示，半徑為2L的小圓與半徑為3L的圓形金屬導(dǎo)軌擁有共同的圓心，在小圓區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，在小圓與導(dǎo)軌之間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向外的磁感應(yīng)強度大小為2B的勻強磁場。現(xiàn)將一長度為3L的導(dǎo)體棒置于磁場中，讓其一端O點與圓心重合，另一端與圓形導(dǎo)軌良好接觸。在O點與導(dǎo)軌間接入一阻值為r的電阻，導(dǎo)體棒以角速度ω沿導(dǎo)軌逆時針做勻速圓周運動，其他電阻不計。下列說法正確的是（

）A．導(dǎo)體棒O點的電勢比A點的電勢低B．在導(dǎo)體棒的內(nèi)部電流由A點至O點C．在導(dǎo)體棒旋轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)，通過電阻r的電荷量為D．在導(dǎo)體棒旋轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)，電阻r產(chǎn)生的焦耳熱為12．如圖1所示，兩光滑平行導(dǎo)軌固定且與水平面的夾角θ=30°，底端接有一阻值為R的電阻，質(zhì)量為m、有效阻值為的金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，被細繩拉住，與導(dǎo)軌及電阻R構(gòu)成一個邊長為L的正方形回路，空間中存在方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的磁場，其磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的關(guān)系如圖2所示，在t0時刻，細繩剛好被拉斷，此時磁感應(yīng)強度大小達到B0，金屬棒沿斜面向下運動0.5L達到最大速度，重力加速度為g，導(dǎo)軌電阻不計，下列說法正確的是（）

A．0.5t0時刻，細繩的拉力為B．細繩斷裂瞬間電路總功率為C．金屬棒下落的最大速度為D．金屬棒沿導(dǎo)軌向下運動0.5L的過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量為二、實驗題(每空3分共9分)13．某同學(xué)在做探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象規(guī)律的實驗中，她選擇了一個靈敏電流計G，在沒有電流通過靈敏電流計的情況下，電流計的指針恰好指在刻度盤中央。她先將靈敏電流計G連接在圖甲所示的電路中，電流計的指針如圖甲所示。（1）為了探究電磁感應(yīng)規(guī)律，該同學(xué)將靈敏電流計G與一螺線管串聯(lián)，如圖乙所示。通過分析可知圖乙中的條形磁鐵的運動情況是（填“向上拔出”或“向下插入”）。（2）該同學(xué)按丙圖連接好儀器后開始實驗探究。下列說法正確的是。A．開關(guān)閉合后，線圈A插入線圈B中或從線圈B中拔出，都會引起電表的指針偏轉(zhuǎn)B．線圈A插入線圈B中后，在開關(guān)閉合和斷開的瞬間，電表的指針均不會偏轉(zhuǎn)C．開關(guān)閉合后，滑動變阻器的滑片P勻速滑動，會使電表的指針靜止在中央零刻度D．開關(guān)閉合后，只要移動滑動變阻器的滑片P，電表的指針一定會偏轉(zhuǎn)（3）該同學(xué)又把一銅線圈水平固定在鐵架臺上，其兩端連接在電流傳感器上，能得到該銅線圈中的電流隨時間變化的圖線。兩次實驗中分別得到了如圖丁、戊所示的電流隨時間變化的圖線（兩次用同一條形磁鐵，在距離銅線圈上端不同高度處，由靜止沿銅線圈軸線豎直下落，始終保持直立姿態(tài)，且所受空氣阻力可忽略不計）。根據(jù)此實驗的操作，下列說法正確的是。A．在磁鐵穿過線圈的過程中，兩次線圈內(nèi)磁通量的變化量相同B．條形磁鐵距離銅線圈上端的高度越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流峰值越大C．兩次實驗中，線圈內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱相同 D．磁體所受的磁場力都是先向上后向下三.計算題(共31分)14．(7分)如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間連接著電動勢，內(nèi)阻的電源，定值電阻，導(dǎo)軌間距，導(dǎo)軌電阻忽略不計。導(dǎo)軌的豎直部分左側(cè)有一根與其接觸良好的水平放置的金屬棒ab，在金屬棒所在空間加一豎直向上的勻強磁場（圖中僅畫出了一根磁感線），金屬棒ab質(zhì)量，與兩導(dǎo)軌接觸點之間的電阻。已知導(dǎo)軌豎直部分與金屬棒間的動摩擦因數(shù)（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力），已知重力加速度，求：（1）要使金屬棒能處于靜止狀態(tài)，則所加的豎直向上的勻強磁場的磁感應(yīng)強度至少多大；（2）若將豎直向上的勻強磁場繞垂直于棒ab的方向逆時針轉(zhuǎn)過37°，要使金屬棒仍能處于靜止轉(zhuǎn)態(tài)，則磁感應(yīng)強度至少多大。15．(12分)如圖所示，在xOy平面直角坐標系中，虛線與x軸正方向的夾角為，與y軸之間存在垂直紙面向里的勻強磁場（邊界存在磁場），第二象限存在沿y軸正方向的勻強電場。一質(zhì)量為m、帶電量為（）的粒子從x軸負半軸的P點以初速度進入電場，與x軸正方向的夾角為，經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后從點（，）垂直y軸進入磁場，粒子恰好不從邊界射出磁場。不計粒子重力，求：（1）電場強度E的大??；（2）磁感應(yīng)強度B的大小；（3）粒子從P點進入電場到再次回到x軸的時間。16．(12分)如圖甲所示，足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，其寬度，導(dǎo)軌M與P之間連接阻值為的電阻，質(zhì)量為、電阻為、長度為的金屬桿ab靜置在導(dǎo)軌上，整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中?，F(xiàn)用一垂直桿水平向右的恒力拉金屬桿ab，使它由靜止開始運動，運動中金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好并保持與導(dǎo)軌垂直，其通過電阻R上的電荷量q與時間t的關(guān)系如圖乙所示，圖像中的OA段為曲線，AB段為直線，導(dǎo)軌電阻不計，已知ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)，?。ê雎詀b桿運動過程中對原磁場的影響），求：（1）磁感應(yīng)強度B的大小和金屬桿的最大速度；（2）金屬桿ab從開始運動的內(nèi)所通過的位移；（3）從開始運動到電阻R產(chǎn)生熱量時，金屬桿ab所通過的位移。江西省宜豐中學(xué)2023-2024（下）創(chuàng)新高一6月月考物理參考答案1【答案】C【詳解】根據(jù)公式變形可知根據(jù)變形可知聯(lián)立可得則比例系數(shù)的單位是故選C。2【答案】A【詳解】A．設(shè)粒子的入射點到磁場下邊界的磁場寬度為，畫出粒子的運動軌跡如圖所示,根據(jù)幾何關(guān)系可得,解得則兩粒子在磁場中運動的軌道半徑之比為故A正確；B．由洛倫茲力提供向心力可得可得則兩粒子的速度之比為故B錯誤；CD．粒子在磁場中運動的周期為由此可知，粒子的運動的周期與粒子的速度的大小無關(guān)，所以粒子在磁場中的周期相同；由粒子的運動的軌跡可知，兩種速度的粒子的偏轉(zhuǎn)角分別為、，則兩粒子在磁場中的運動時間之比為故CD錯誤。故選A。3【答案】D【詳解】飛機在北半球的上空以速度v水平飛行，切割磁感應(yīng)強度的豎直分量，切割的長度等于機翼的長度，所以根據(jù)右手定則，感應(yīng)電流的方向C指向D，所以D點的電勢高于C點的電勢，故D正確，ABC錯誤。故選D。4【答案】B【詳解】A．所加電壓隨時間變化的規(guī)律不變，則粒子周期滿足由可得所加磁場的磁感應(yīng)強度大小之比為故A正確，不滿足題意要求；B．由洛倫茲力提供向心力得可得可知越大，越大，則的最大值為回旋加速器的半徑，則有，可得粒子獲得的最大動能之比為又聯(lián)立可得故B錯誤，滿足題意要求；C．加速次數(shù)滿足可得又則粒子的加速次數(shù)之比為故C正確，不滿足題意要求；D．加速周期滿足加速次數(shù)之比為轉(zhuǎn)動時間為可得粒子在回旋加速器中的轉(zhuǎn)動時間之比為故D正確，不滿足題意要求。故選B。5【答案】C【詳解】A．線圈進入磁場的過程中，垂直于紙面向里的磁通量變大，根據(jù)楞次定律可知線圈中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場應(yīng)垂直于紙面向外，根據(jù)安培定則可知線圈中的電流為逆時針方向，故A錯誤；BC．線圈切割磁感線的有效長度示意圖如圖所示,結(jié)合楞次定律阻礙相對運動的推論，再根據(jù)左手定則可知安培力始終水平向左，則該拉力的方向水平向右，與線圈運動速度的方向不相同，故B錯誤，C正確；D．由于切割磁感線的有效長度是變化的，所以線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是變化的，感應(yīng)電流是變化的，線圈受到的安培力大小是變化的，所以拉力大小是變化的，故D錯誤。故選C。6【答案】B【詳解】A．由右手定則可知，金屬桿的電流方向由指向，則定值電阻的電流由指向c，故A錯誤；B．由法拉第電磁感應(yīng)定律可得由閉合電路歐姆定律可得綜合解得故B正確；C．金屬桿切割磁感線的有效長度為，故C錯誤；D．一段時間內(nèi)，回路的面積增加量為回路中磁通量的變化量為綜合可得故D錯誤。故選B。7【答案】D【詳解】AB．，導(dǎo)體棒受到向左的安培力，加速度為末速度為該過程位移時間內(nèi)導(dǎo)體棒向左減速，加速度為減速時間為，導(dǎo)體棒末速度為零，故AB錯誤；CD．時間內(nèi)導(dǎo)體棒位移導(dǎo)體棒時間內(nèi)導(dǎo)體棒向左運動的位移為選項C錯誤，D正確。故選D。8【答案】C【詳解】A．根據(jù)楞次定律判斷，感生電場為順時針，故A項錯誤；B．由法拉第電磁感應(yīng)定律可得由于面積公式為整理有由題圖可知，有產(chǎn)生的感生電場強度為E，由于整理有感生電場對小球的作用力故B項錯誤；C．小球繞一圈電場力做功故C項正確；D．小球在感生電場中的加速度時刻小球的速度在水平方向上由解得所以管道對小球的作用力的大小為故D項錯誤。故選C。9【答案】BC【詳解】A．，穿過線圈的磁通量向里增加，根據(jù)楞次定律可知，線框內(nèi)電流的方向為adcba，故A錯誤；B．，穿過線圈的磁通量向里減小，根據(jù)楞次定律可知，線框內(nèi)電流的方向為abcda，故B正確；C．，穿過線圈的磁通量向外增加，根據(jù)楞次定律可知，線框內(nèi)電流的方向為abcda，根據(jù)左手定則，ad受安培力向右，bc受安培力向左，因ad邊受安培力大于bc邊受的安培力，可知線框所受安培力方向一直向右，故C正確；D．，線框內(nèi)電流的方向為abcda，根據(jù)左手定則，ad受安培力向左，bc受安培力向右，因ad邊受安培力大于bc邊受的安培力，可知線框所受安培力方向向左，故，線框所受安培力方向先向左后向右，故D錯誤。故選BC。10【答案】AB【詳解】A．根據(jù)左手定則可知，粒子在速度選擇器中受到的洛倫茲力向右，則電場力向左，極板M帶負電荷，故A正確；B．根據(jù)平衡條件有解得故B正確；C．粒子在偏轉(zhuǎn)磁場中做圓周運動，根據(jù)洛倫茲力提供向心力，有解得顯然光斑A是氚核產(chǎn)生的，設(shè)氕核的質(zhì)量為、所帶的電荷量為e，則氚核的比荷為氦核的比荷為故C錯誤；D．根據(jù)可知光斑B是氘核和氦核產(chǎn)生的，光斑C是氕核產(chǎn)生的，B、C兩點將三等分，則鄰兩光斑的距離均為，故D錯誤。故選AB。11【答案】AD【詳解】AB．長度為2L的導(dǎo)體棒切割小圓內(nèi)磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：E1＝＝2BωL2，根據(jù)右手定則知O點的電勢比棒上虛線處的電勢高，導(dǎo)體棒在小圓與導(dǎo)軌之間的環(huán)形區(qū)域切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：E2＝2BL＝5BωL2，根據(jù)右手定則知，A點的電勢比棒上虛線處的電勢高，因E1<E2，對比可知，O點的電勢比A點的電勢低，在導(dǎo)體棒的內(nèi)部電流由O點至A點，故A正確，B錯誤；C．導(dǎo)體棒旋轉(zhuǎn)切割磁感線時，電路中電流為：周期為：T＝，在導(dǎo)體棒旋轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)，通過電阻r的電荷量為：q＝It＝，故C錯誤；D．在導(dǎo)體棒旋轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)，電阻r產(chǎn)生的焦耳熱為：Q＝I2rT＝，故D正確。故選AD。12【答案】AC【詳解】A．由圖2可知時刻，回路產(chǎn)生的電動勢為回路電流為金屬棒受到的安培力大小為根據(jù)受力平衡可知，此時細繩的拉力為故A正確；B．細繩斷裂瞬間電路總功率為故B錯誤；C．金屬棒下滑過程，設(shè)最大速度為，則有，，根據(jù)受力平衡可得聯(lián)立解得最大速度為故C正確；D．金屬棒沿斜面向下運動達到最大速度，根據(jù)能量守恒可得解得整個回路產(chǎn)生的焦耳熱為則電阻上產(chǎn)生的熱量為故D錯誤。故選AC。13【答案】向上拔出AD/DAAB/BA【詳解】（1）[1]由圖甲可知，當(dāng)電流從靈敏電流計左端流入時，指針向左偏轉(zhuǎn)；而乙圖指針向右偏轉(zhuǎn)，可知電流從靈敏電流計右端流入，則線圈中感應(yīng)電流的方向是逆時針的（俯視），由安培定則可知，感應(yīng)電流的磁場方向向上，條形磁鐵磁場方向向上，根據(jù)楞次定律可知，線圈中磁通量減小，則條形磁鐵向上拔出。（2）[2]A．開關(guān)閉合后，線圈A插入線圈B中或從線圈B中拔出，都會使線圈B的磁通量發(fā)生變化，回路產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而引起電表的指針偏轉(zhuǎn)，故A正確；B．線圈A插入線圈B中后，在開關(guān)閉合和斷開的瞬間，A線圈的電流都會發(fā)生變化，從而使線圈B的磁通量發(fā)生變化，回路產(chǎn)生感應(yīng)電流，電表的指針均會偏轉(zhuǎn)，故B錯誤；CD．開關(guān)閉合后，無論滑動變阻器的滑片P勻速滑動、加速滑動或者減速滑動，滑動變阻器接入電路阻值發(fā)生變化，A