河北省石家庄市辛集市2022-2023高二下学期4月月考物理试题（答案）

辛集市 高二年级下学期 4 月月考
物 理 2023-04-10
一、单项选择题： 本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。在每小题给出的四个选 项中， 只有一项符合题目要求。
1．如图所示，下列图中分别标出了磁场 B 的方向、带电粒子的电性及速度 v 方向、电荷所受洛
仑兹力 F 的方向，其中正确的是( ) A ． C ． B． D． (
F
)
2．现在很多考场考试时， 监考教师使用手持金属探测器对进入考场的考生进行检查，如题图所 示，该探测器涉及的基本原理是( )
A．电磁感应 B．静电感应 C．电流的磁效应 D．静电屏蔽
3．如图所示， 一根直导体棒 ab 在水平向里的匀强磁场中下落， 其始终保持水平方向，且与磁 场方向垂直.下列说法正确的是( )
A．导体棒 ab 上既没有感应电动势， 也没有感应电流
B．导体棒 ab 上既有感应电动势，也有感应电流
C．导体棒 ab 上有感应电动势， 没有感应电流
D．导体棒 ab 上有感应电流，没有感应电动势
4．如图所示， 一个面积为 S、匝数为 n 的圆形线圈，线圈平面与匀强磁场垂直、且一半在磁场 中。在时间 t 内，磁感应强度的方向不变、大小由 B 增大到 2B，在此过程中，线圈中产生的感 应电动势为( )
A ． B ．n C ．n D ．n
5．如图所示， 导体 ab 是金属线框的一个可动边，ab 边长 L=0.4m，磁场的磁感应强度 B=0. 1T， 当 ab 边以速度v=5m/s 向右匀速移动时， 下列判断正确的是( )
A．感应电流的方向由 a 到 b，感应电动势的大小为 0.2V
B．感应电流的方向由 a 到 b，感应电动势的大小为 0.4V
C．感应电流的方向由 b 到 a，感应电动势的大小为 0.2V
D．感应电流的方向由 b 到 a，感应电动势的大小为 0.4V
6．如图所示，一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，环中的感应电流(自左向右看)
( )
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(
2
:1
)
A．沿顺时针方向
B．先沿顺时针方向后沿逆时针方向
C．沿逆时针方向
D．先沿逆时针方向后沿顺时针方向
7．电磁炮是利用电磁系统中电磁场产生的安培力来对金属炮弹进行加速，使其达到打击目标所
需的巨大动能， 如图甲所示。原理图可简化为如图乙所示，其中金属杆表示炮弹， 磁场方向垂 直轨道平面向上，则当弹体中通过如图乙所示的电流时， 炮弹加速度的方向为( )
A．水平向左 B．水平向右 C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向里
8．如图所示为图 1 所示的方波电压和图 2 所示的正弦交流电压，求图 1 和图 2 中电压有效值之
比为( )
A ．2 :1 B ． C ．1:1 D ．1: 2
9．如图所示，虚线框 MNPQ 内存在匀强磁场， 磁场方向垂直纸面向里。 a、b、c 是三个质量和 电荷量都相等的带电粒子，它们从 PQ 边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场， 图中画出了 它们在磁场中的运动轨迹。若不计粒子所受重力， 则( )
A．粒子 a 带负电， 粒子 b、c 带正电
B．粒子 c 在磁场中的速度最大
C．粒子 c 在磁场中的加速度最大
D．粒子 c 在磁场中运动的时间最长
10．如图甲所示， 一理想变压器原、副线圈的匝数比为4 :1，原线圈的电压随时间变化规律如图
乙所示。副线圈电路中接有一灯泡， 额定功率为110W ；原线圈电路中接有理想电压表和理想
电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。则 ( )
A．通过灯泡的电流方向每秒改变200 次
B．灯泡的电阻为55Ω
C．电流表的示数为0.5A
D．电压表的示数约为311V
11．如图所示， 理想变压器的原线圈接在u = 220 sint(V) 的交流电源上，副线圈接有 R=55Ω 的
负载电阻，原、副线圈匝数之比为 2:1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是( )
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(
A
．原
线
圈的输入功率为
220
W
) (
C
．电压表的读数为
11
0
V
) (
B
．
第二个从下向上
D
．
第四个从上向下
)
B．电流表的读数为1A
D．副线圈输出交流电的周期为 50s
12．如图所示， 从左向右 4 个电流表的电流方向判断正确的是( )
A．第一个从右向左
C．第三个从下向上
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，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得 6 分，选对但不全的得 4 分，有选错的得 0 分。
13．如图所示， 在水平直线 MN 上方存在磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。 一质量为 m、带正电荷 q 的粒子，从直线 N 上的O 点以速度 v 竖直向上射入磁场， 由 P 点离开
磁场， 不计粒子重力，则粒子在磁场中运动的( )
(
m
v
) (
A
．
轨道半径为
)2mv
B．轨道半径为
(
qB
)qB
(
m
) (
C
．时间为
)2m
D． 时间为
(
q
B
)qB
14．如图所示， 先后以速度v1 和v2 匀速把一正方形线圈拉出有界的匀强磁场区域，v2 = 2v1 ，在
先后两种情况下，下列说法正确的是( )
A．线圈中的感应电流之比I1 : I2 = 2 :1
B．作用在线圈上的外力大小之比F1 : F2 = 1: 2
C．线圈中产生的焦耳热之比Q1：Q2 =1: 2
D．通过线圈某一截面的电荷量之比q1 : q2 = 1: 2
15．如图所示， 线圈 M 和线圈 P 绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是( )
A．当闭合开关 S 的瞬间，线圈 P 中有与图示方向相同的感应电流
B．当闭合开关 S 的瞬间，线圈 P 中有与图示方向相反的感应电流
C．当断开开关 S 的瞬间，线圈 P 中有与图示方向相同的感应电流
D．当断开开关 S 的瞬间，线圈 P 中有与图示方向相反的感应电流
三、非选择题：共 34 分。
16 ．(本小题 8 分) 如图所示，一束电子的电荷量为 e，以速度 v 垂直射入磁感应强度为 B、宽
度为 d 的有界匀强磁场中，穿出磁场时的速度方向与原来电子入射方向的夹角是9 = 30。，求：
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(1)电子运动的轨迹半径；
(2)电子的质量；
(3)电子穿过磁场的时间。
17．(本小题 9 分) 某小型水电站发电机的输出功率为 100 kW，输出交流电压为 250 V，通过理 想变压器升压后向远处输电， 输电线总电阻为 8Ω，要求在输电线上损失的电功率是输送功率的 5%，在用户端通过理想变压器把电压降为 220 V.求： (1)降压变压器输出的电流是多少？输电线上通过的电流是多少？ (2)输电线上损失的电压是多少？ 升压变压器输出的电压是多少？ (3)两个变压器的匝数比各应等于多少？
18 ．(本小题 8 分) 如图，水平 U 形光滑框架，宽度为 1m，电阻忽略不计，导体棒 ab 的质量 m=0.2kg、电阻 R=0.5Ω，匀强磁场的磁感应强度 B=0.2T，方向垂直框架向上。现用 F=1N 的外 力由静止开始向右拉 ab 棒，当ab 棒向右运动的距离为 d=0.5m 时速度达到2m/s，求此时：
(1) ab 棒产生的感应电动势的大小；
(2) ab 棒的电流；
(3) ab 棒所受的安培力；
19 ．(本小题 9 分) 如图，空间有宽度为 d、方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的边界竖直。
一质量为 m、电荷量为 q 的正电荷以初速度v (方向与边界成45O 斜向下) 从磁场左侧进入后恰 好垂直磁场右边界射出。不计电荷重力。求：
(1) 磁感应强度大小；
(2) 电荷在磁场中运动的时间；
(3) 只改变入射速度大小，若使电荷恰好不从右边界射出磁场，求入射速度大小。
第 7 页 共 8 页 ◎ 第 8 页 共 8 页参考答案：
选择题答案
1-5 BACCC 6-10 CABDC
11. B 12．C 13．AC 14．BC 15．AD
1．B
【详解】A．粒子带负电，根据左手定则，粒子所受洛伦兹力方向竖直向下，A 错误；
B．粒子带正电，根据左手定则，粒子所受洛伦兹力方向竖直向下，B 正确；
C．粒子速度方向与磁场方向平行，粒子所受洛伦兹力为 0，C 错误；
D．粒子速度方向与磁场方向平行，粒子所受洛伦兹力为 0，D 错误。
故选 B。
2．A
【详解】手持金属探测器利用电磁感应的原理，利用有交流电通过金属探测器内部的线
圈，产生迅速变化的磁场。这个磁场能在金属物体内部能感生涡电流。涡电流又会产生磁
场，倒过来影响金属探测器内部的线圈原来的磁场，引发探测器发出鸣声，从而可以检测
是否携带金属器件制作的通讯工具。
故选 A。
3．C
【详解】导体棒在下落过程中，由左手定则可知，导体棒内部电子因有向下的速度，受向
左的磁场力（洛伦兹力），向 a端移动，造成 a端电势低，b端电势高（结果和直接对导体
棒用右手定则得出的一致），所以导体棒 ab上有感应电动势；但由于导体棒没有和外界形
成闭合回路，所以没有感应电流。
故选 C。
4．C
【详解】根据法拉第电磁感应定律

E=N
t
S BS
= B =
2 2
得
BS
E=n
2t
答案第 1 页，共 9 页
故 ABD 错误，C 正确；
故选 C。
5．C
【详解】根据右手定则可知, 感应电流的方向由 b到 a,又由E = Blv 代入数据可得，感应电
动势的大小为 0.2V,C 正确;
故选 C。
6．C
【分析】楞次定律的内容：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流磁通量的变化．根据
楞次定律判定感应电流的方向．
【详解】条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，穿过金属环向右的磁通量一直增
大，根据楞次定律可判断，从左向右看，环中的感应电流沿逆时针为向，C 正确；A、B、
D 错误；
故选 C．
【点睛】解决本题的关键掌握用楞次定律判断感应电流方向的步骤，先判断原磁场的方向
以及磁通量是增加还是减小，再根据楞次定律判断出感应电流的磁场方向，最后根据安培
定则，判断出感应电流的方向．
7．A
【详解】根据左手定则可知炮弹受到水平向左的安培力。
故选 A。
8．B
【详解】由图 1 可知，因为
U 2 2 U
2
1 Ut 2 有1 1 + t2 = t
R R R
所以
u2
T T
0 +u
2 2
0 = u T有1
2 2
解得
u0 = u =10V有1
由图 2 可得
答案第 2 页，共 9 页
U
2 ( )
2
2
U1 2 U t1 + t =
有2
2 t
R R R
所以
2
2 T uu 0
T 2
0 + = u T有2
4 2 2
解得
2
u0 = u = 5 2V 有2
2
故
u ：u = 2 :1
有1 有2
故选 B。
9．D
【详解】A．根据左手定则可知，粒子 a带正电，粒子 b、c带负电，故 A 错误；
BC．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有
v2
qvB = m = ma
R
得
mv
R =
qB
qvB
a =
m
粒子 c的轨迹半径最小，速度最小，所以粒子 c的加速度最小，故 BC 错误；
D．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有
v2
qvB = m
R
且
2 R
T =
v
解得
2 m
T =
qB
三个带电粒子的质量和电荷量都相等，故三个粒子在同一磁场中运动的周期相等，粒子 c
的轨迹对应的圆心角最大，所以粒子 c在磁场中运动的时间最长，故 D 正确。
故选 D。
10．C
答案第 3 页，共 9 页
【详解】A．由图乙可知周期为0.02s，一个周期内电流方向改变两次，可知通过灯泡的电
流方向每秒改变 100 次，故 A 错误；
B．由图乙可知，原线圈的输入电压为
220 2
U1 = V = 220V
2
根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比，可得
n2 1U2 = U1 = 220V = 55V
n1 4
灯泡的额定功率为
U 2
P = 2 L
R
解得灯泡的电阻为
U 2 2
R = 2
55
= = 27.5
PL 110
故 B 错误；
C．电流表的示数为
P P 110
I = 入 = L1 = A = 0.5A
U1 U1 220
故 C 正确；
D．电压表的示数为220V ，故 D 错误。
故选 C。
11．B
【详解】D．副线圈输出交流电的周期为
2 2
T = = s = 2s

故 D 错误；
ABC．根据
u = 220 2sin t(V)
可知原线圈的输入电压为
220 2
U1 = V = 220V
2
根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比，可得
答案第 4 页，共 9 页
n 1
U2 =
2 U1 = 220V =110V
n1 2
可知电压表示数为110V ；原线圈的输入功率为
U 2 1102
P入 =U
2
1I1 = P出 = = = 220W
R 55
可得原线圈电流为
P
I 入
220
1 = = A =1A
U1 220
故 AC 错误，B 正确。
故选 B。
12．C
【详解】A．根据“来拒去留”可知，当条形磁铁向左运动靠近螺线管时，螺线管的右端为 S
极，感应电流从左向右流过电流表。故 A 错误；
B．同理，乙图中感应电流从上到下流过电流表。故 B 错误；
CD．根据右手定则，可知导体棒向左运动切割磁感线时，导体棒上的感应电流从上到下，
即从下到上流过第三个和第四个电流表。故 C 正确；D 错误。
故选 C。
13．AC
【详解】粒子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力
v2
qvB = m
r
mv
解得 r =
Bq
运动了半周，则运动时间
1 2 r m
t = =
2 v qB
故选 AC。
14．BC
【详解】A．由感应电动势
E=BLv
可知电动势之比为 1：2，电流之比为 1：2，A 错误；
B．由安培力公式
F=BIL
和受力平衡可得作用在线圈上的外力大小之比为 1：2，B 正确；
答案第 5 页，共 9 页
C．由焦耳热公式
B2L3v
Q = I 2Rt =
R
可知线圈中产生的焦耳热之比为 1：2，C 正确；
D．电荷量

q = It =
R
电荷量之比为 1：1，D 错误；
故选 BC。
15．AD
【详解】AB．当闭合开关 S 的瞬间，穿过线圈 P 向左的磁通量增加，根据楞次定律，线圈
P 里产生与图示方向相同的感应电流，故 A 正确；B 错误；
CD．同理，当断开开关 S 的瞬间，线圈 P 里有与图示方向相反的感应电流，故 D 正确；C
错误。
故选 AD。
2eBd d
16．(1) r = 2d ；(2) m = ；(3) t =
v 3v
【详解】(1)电子运动轨迹如图所示
由几何知识得
d d
r = = = 2d
sin sin 30
(2)由牛顿第二定律得
v2
evB = m
r
解得
2eBd
m =
v
(3)电子做圆周运动的周期
答案第 6 页，共 9 页
2 r 4 d
T = =
v v
电子在磁场中的运动时间
30 4 d d
t = T = =
360 360 v 3v
n 1 n 190
17．（1） I4 = 431.8A ; I2 = 25A （2） U = 200V ;U2 = 400V
1 3
（3） = ; =
n2 16 n4 11
【详解】试题分析：先求出损失功率，根据功率关系求出降压变压器输出的功率，再根据
P =UI 求出电流；根据U损=I2r 求出损失的电压，根据：P1 = P2 =U2I2 求出升压变压器输出
n U n1 1 3 I4
的电压；理想变压器变压比： = 和 = 即可求出两个变压器的匝数比．
n2 U2 n4 I3
（1）损失功率为：P损=5
0 P = 5kW
0
降压变压器输出的功率为： P4 = P P损=95kW
根据：P4 =U4I4
联立并代入数据解得： I4 = 431.8A
P
输电线上通过的电流为： I 损 2 = I3 =
r
代入数据可得： I2 = I3 = 25A
（2）损失的电压为：U损=I2r
解得：U损=200V
根据：P1 = P2 =U2I2
代入数据解得：U2 = 4000V
n1 U1
（3）理想变压器变压比： =
n2 U2
n1 1
代入数据可得： =
n2 16
n3 I= 4
431.8 190
根据理想变压器电流比可得： =
n4 I3 25 11
点睛：本题主要考查了远距离输电问题，涉及的物理量比较多，这是远程输电问题的特
点，要注意各个物理量之间的对应关系，最好是用统一的符号进行标示．
18．（1）E=0.4V ；（2） I =0.8A；（3）F =0.16N安
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【详解】（1）根据导体棒切割磁感线的电动势为
E=BLv=0.4V
（2）由闭合电路欧姆定律得回路电流为
E 0.4
I = = A=0.8A
R 0.5
根据右手定则可知电流方向由 a流向 b。
（3）ab受安培力为
F = BIL = 0.16N
安
根据左手定则可知安培力的方向水平向左。
2mv 2 d
19．（1）B = ；（2） ；（3） ( 2 1)v
2qd 4v
【详解】（1）作出带电粒子的运动轨迹，由几何关系得
d
cos 45 =
r1
由洛伦兹力提供向心力得
v2
qvB = m
r1
解得
2mv
B =
2qd
（2）粒子在磁场中运动的时间为
s r1 2 dt = = =
v v 4v
（3）若粒子恰好不能从右边界射出磁场，作出带电粒子的运动轨迹，由几何关系得
r2 + r2 cos 45 = d
答案第 8 页，共 9 页
由洛伦兹力提供向心力得
v2
qv 11B = m
r2
解得
v1 = ( 2 1)v
答案第 9 页，共 9 页

河北省石家庄市辛集市2022-2023高二下学期4月月考物理试题（答案）