2022-2023学年北京市第十九中学高二下学期4月月考物理试题
学校______ 班级_______ 姓名_______ 成绩______
一、不定项选择题。共19小题，每小题3分，共57分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的项。
1.如图所示，在带负电荷的橡胶圆盘附近悬挂一个小磁针。现驱动圆盘绕中心轴高速旋转，小磁针发生偏转。下列说法正确的是（ ）
A.偏转原因是圆盘周围存在电场 B.偏转原因是圆盘周围产生了磁场
C.仅改变圆盘的转动方向，偏转方向不变 D.仅改变圆盘所带电荷的电性，偏转方向不变
2.如图所示，质量为m、长为l的直导线用两条绝缘细线悬挂于O、，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿x轴正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为。该磁场的磁感应强度可能是（ ）
A.方向沿z轴正方向，大小为 B.方向沿y轴正方向，大小为
C.方向沿悬线向上，大小为 D.方向垂直悬线向上，大小为
3.如图所示，一质量为m的带电粒子从P点以垂直于磁场边界方向的速度v射入磁场，穿出磁场时，速度方向与入射方向夹角为。设磁感应强度为B、磁场宽度为d。粒子速度始终与磁场垂直，不计粒子所受重力和空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A.在粒子穿越磁场的过程中，洛伦兹力对该粒子做的功为0
B.在粒子穿越磁场的过程中，洛伦兹力对该粒子的冲量为0
C.该粒子在磁场中运动的时间为
D.该粒子的比荷为
4.图为1831年8月29日法拉第发现感应电流时所用装置的示意图：竖直放置的软铁环上绕有A、B两个线圈。实验后，他在日记中写到“把线圈A的两端接到电池上，立刻对小磁针产生了明显的扰动，之后小磁针又回到原来的位置上。在断开线圈A与电池的连接时，小磁针又受到了扰动。”根据上述信息，下列说法正确的是（ ）
A.线圈A所在回路的电流产生的磁场扰动了小磁针
B.线圈B所在回路的电流产生的磁场扰动了小磁针
C.断开和闭合开关的瞬间，小磁针的偏转方向相同
D.断开和闭合开关的瞬间，小磁针的偏转方向相反
5.如图所示，在水平放置的条形磁铁的N极附近，一个闭合线圈始终竖直向下加速运动，并始终保持水平。在位置B时N极附近的磁感线正好与线圈平面平行，A、B之间和B、C之间的距离相等，且都比较小。下列说法正确的是（ ）
A.线圈在位置A时感应电流的方向为顺时针（俯视）
B.线圈在位置C时感应电流的方向为顺时针（俯视）
C.线圈在位置B时穿过线圈的磁通量最大
D.线圈在位置C时的感应电流比在位置A时的大
6.如图甲所示，匀强磁场中有一面积为S、电阻为R的单匝金属圆环，磁场方向垂直于圆环平面竖直向上。图乙为该磁场的磁感应强度B随时间t变化的图像，曲线上P点坐标为，P点的切线在B轴的截距为，由以上信息可知（ ）
A.时，圆环中感应电动势的大小 B.时，圆环中感应电流的方向
C.0～内，通过圆环某截面的电量 D.0～内，圆环所产生的焦耳热
7.如图所示，平行光滑金属导轨水平放置，导轨间距为l，左端连接一阻值为R的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。导体棒ab置于导轨上，其电阻为r，长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。不计导轨的电阻、导体棒与导轨间的摩擦。在大小为F的水平拉力作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度大小为v。在导体棒向右匀速移动x的过程中（ ）
A.导体棒中感应电流的方向为 B.导体棒两端的电势差大小为
C.电阻R消耗的电能为 D.拉力对导体棒做功的功率为
8.如图所示，一根长1m左右的空心铝管竖直放置，把一枚磁性比较强的小圆柱形永磁体从铝管上端放入管口，圆柱直径略小于铝管的内径。让磁体从管口处由静止下落，磁体在管内运动时，没有跟铝管内壁发生摩擦。有关磁体在铝管中下落的过程，下列说法可能正确的是（ ）
A.磁体做自由落体运动 B.磁体受到铝管中涡流的作用力方向先向上后向下
C.磁体受到的合力方向一直向下 D.磁体的机械能先增大后减小
9.为了演示“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”的现象，老师做了这样的演示实验：如图所示，铝制水平横梁两端各固定一个铝环，其中A环是闭合的，B环是断开的，横梁可以绕中间的支点在水平面内转动。当装置静止不动时，用一磁铁的N极去接近A环，发现A环绕支点沿顺时针（俯视）方向转动。若不考虑空气流动对实验结果的影响，关于该实验，下列说法中正确的是（ ）
A.若用磁铁的S极接近A环，A环也将绕支点沿顺时针（俯视）方向转动
B.制作A、B环的材料只要是金属就行，很薄的铁环也可以得到相同的实验效果
C.制作A、B环的材料用绝缘材料也可以得到相同的实验效果
D.磁铁接近A环的过程中，A环将有扩张的趋势
10.将一段裸铜导线弯成如图甲所示形状的线框，将它置于一节5号干电池的正极上（线框上端的弯折位置与正极良好接触），一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，使铜导线框下面的两端P、Q与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会发生转动，从而制成了一个“简易电动机”，如图乙所示。关于该“简易电动机”，下列说法中正确的是（ ）
A.如果导线框下面的两端P、Q有一端与磁铁表面不接触，线框也会发生转动
B.如果磁铁吸附在电池负极的磁极调换一下，线框转动的方向也应该改变
C.电池的输出功率一定大于线圈转动的机械功率
D.线框由静止开始转动的过程中，通过线框中的电流大小始终不变
11.插有铁芯的线圈（电阻不能忽略）直立在水平桌面上，铁芯上套一铝环，线圈与电源、开关相连。以下说法中正确的是（ ）
A.闭合开关的瞬间铝环跳起，开关闭合后再断开的瞬间铝环又跳起
B.闭合开关的瞬间铝环不跳起，开关闭合后再断开的瞬间铝环也不跳起
C.闭合开关的瞬间铝环不跳起，开关闭合后再断开的瞬间铝环跳起
D.闭合开关的瞬间铝环跳起，开关闭合后再断开的瞬间铝环不跳起
12.如图所示，将铜片悬挂在电磁铁的两极间，形成一个摆。在电磁铁线圈未通电时，铜片可以自由摆动，忽略空气阻力及转轴摩擦的作用。当电磁铁通电后，电磁铁两极间可视为匀强磁场，忽略磁场边缘效应。关于通电后铜片的摆动过程，以下说法正确的是（ ）
A.由于铜片不会受到磁铁的吸引，所以铜片向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度
B.铜片进入磁场的瞬间，铜片一定立即减速
C.铜片在进入和离开磁场时，由于电磁感应，均有感应电流产生
D.铜片进入磁场的过程是机械能转化为电能的过程，离开磁场的过程是电能转化为机械能的过程
13.如图所示，一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间，铝框可以绕竖直的转轴自由转动。转动手柄使磁铁绕竖直的转轴旋转，观察到铝框会随之转动。对这个实验现象的描述和解释，下列说法中正确的是（ ）
A.铝框的转动方向与蹄形磁铁的转动方向一定是相同的
B.铝框的转动快慢与蹄形磁铁的转动快慢总是一致的
C.铝框转动到其平面与磁场方向垂直的位置时，铝框中的感应电流最大
D.铝框转动到其平面与磁场方向平行的位置时，铝框两个竖直边受到的磁场力均为零
14.某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈且不易停止。按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且能很快停止。下列说法正确的是（ ）
A.未接导线时，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
B.未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用
C.接上导线后，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
D.接上导线后，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用
15.电磁炉是目前家庭常用的炊具，具有无明火、无污染、高效节能等优点。某同学仿照电磁炉原理自己制作了一个简易电磁炉，其结构简图如图所示。在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，接通交流电源，一段时间后杯内的水就会沸腾起来。下列说法正确的是（ ）
A.家用电磁炉工作时，利用其面板产生的涡流来加热食物
B.家用电磁炉的锅用铁而不用陶瓷材料，主要是因为陶瓷的导热性能较差
C.简易电磁炉工作时，利用线圈产生的自感现象来加热水
D.仅增大简易电磁炉交流电的频率，可以缩短水达到沸腾的时间
16.如图所示，把电阻R、电感线圈L、电容器C分别串联一个灯泡后并联在电路中。接入交流电源后，三盏灯亮度相同。若保持交流电源的电压不变，使交变电流的频率减小，则下列判断正确的是（ ）
A.灯泡将变暗 B.灯泡将变暗
C.灯泡将变暗 D.灯泡亮度都不变
17.为演示断电自感现象，用小灯泡、带铁芯的电感线圈L和定值电阻R等元件组成如图甲所示的电路。闭合开关待电路稳定后，电路中两支路的电流分别为和。图乙反映断开开关前后的一小段时间内电路中的电流随时间变化的关系。断开开关后（ ）
A.自感线圈所在支路的电流如曲线a所示 B.自感线圈所在支路的电流如曲线b所示
C.小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭 D.小灯泡逐渐变暗直至熄灭
18.某理想变压器的原线圈接在如图所示的正弦交流电源上，当副线圈中仅接一个的电阻时，副线圈中的电流，下列说法正确的是（ ）
A.原线圈中交流电压的周期为0.2s B.原线圈中电流的有效值为20A
C.原、副线圈的匝数比为 D.该变压器输入功率与输出功率之比为
19.如图所示，电阻不计的光滑平行金属导轨水平置于方向竖直向下的匀强磁场中，左端接一定值电阻R，电阻为r的金属棒MN置于导轨上，金属棒与导轨始终垂直且接触良好。在时金属棒受到垂直于棒的水平恒力F的作用由静止开始运动，金属棒中的感应电流为i，所受的安培力大小为，电阻R两端的电压为，电路的电功率为P，下列描述各量随时间t变化的图像正确的是（ ）
A. B. C. D.
北京市第十九中学高二第二学期
4月月考物理试卷 2023.4
学校______ 班级_______ 姓名_______ 成绩______
二、计算论证题共5小题，共43分。
解题要求：写出必要的文字说明、方程式和结果。有数值计算的题，结果必须明确写出数值和单位。
20.（8分）如图所示，宽为l的光滑导轨与水平面成α角，质量为m、长为l的金属杆水平放置在导轨上。空间存在着匀强磁场，当回路总电流为I时，金属杆恰好能静止。求：磁感应强度B至少有多大？此时方向如何？
21.（8分）如图所示，一个质量为m、带负电荷粒子电荷量为q、不计重力的带电粒子从x轴上的P点以速度v沿与x轴成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限。已知，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（2）带电粒子穿过第一象限所用的时间。
22.（8分）如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R。当线圈由图示位置转过90°的过程中，求：（1）通过电阻R的电荷量q；（2）电阻R上所产生的热量Q。
23.（8分）如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，求：
（1）副线圈回路中电阻两端的电压；
（2）原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比。
24.（11分）回旋加速器在核技术、核医学等领域得到了广泛应用，其原理如图所示。和是两个中空的、半径为R的半圆金属盒，接在电压恒为U的交流电源上，位于圆心处的质子源A能产生质子（初速度可忽略，重力不计，不考虑相对论效应），质子在两盒狭缝间的电场中运动时被加速。、置于与盒面垂直的、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。已知质子的质量为m，带电量为。
（1）求质子被回旋加速器加速能达到的最大速率。
（2）求质子获得最大速度的过程中在回旋加速器中被加速的次数n；并估算质子在回旋加速器中运动的时间t。（不计质子在电场中的加速时间）
（3）利用静电偏转器可将加速后的质子从加速器中引出。已知质子被引出前在磁场中做圆周运动的半径为R、圆心为的圆心，如图所示，静电偏转器由一对圆心在、距离很近的弧形电极、构成，厚度不计。两电极间加有沿弧形电极半径方向的电场，使得质子做圆周运动的半径增加为离开加速器。求偏转电场场强E的大小和方向。
