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贵州省瓮安中学2025-2026学年高二上学期9月月考物理试卷
一、单选题：本大题共5小题，共30分。
1.在磁感应强度为、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里。如图所示，、、、是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中( )
A. 、两点的磁感应强度大小相等
B. 、两点的磁感应强度相同
C. 点的磁感应强度的值最大
D. 点的磁感应强度的值最小
2.如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流，线圈将会( )
A. 纵向收缩，径向膨胀
B. 纵向伸长，径向膨胀
C. 纵向伸长，径向收缩
D. 纵向收缩，径向收缩
3.如图所示，一个矩形导线框用绝缘细软线悬挂在一根较长的竖直导线的右边，且导线框和导线在同一平面内，如图所示，当导线中的电流减小时，线框将( )
A. 向右摆动
B. 向左摆动
C. 绕轴转动
D. 静止不动
4.半导体掺杂是集成电路及芯片制作中的重要工作，如图所示是某半导体掺杂机的模型简化示意图，其主要结构由匀强电场和匀强磁场两部分组成，两正对的平行金属板、间电压为，可产生竖直方向的匀强电场；上下两同轴的电磁线圈间的磁场可视为匀强磁场，其磁感应强度与所通电流成正比。由左侧离子发生器图中没画出产生的离子束以一定速度沿电场的中央轴线飞入匀强电场，离子质量为，电量为。通过校准测试发现，当、时，离子恰好都打在右侧晶圆的圆心点。已知晶圆垂直纸面放置，且在晶圆面内建立如图示坐标系，轴为水平方向，轴为竖直方向。若在上述掺杂操作过程中，离子全部射出电场和磁场且都能打在晶圆上，忽略离子的重力和空气阻力。则在此掺杂过程中( )
A. 越大，离子在竖直方向上偏离的位移越大，离子穿过两极板的时间越短
B. 越大，离子在竖直方向上偏离的位移越大，离子穿过两极板的时间越长
C. 当时，只要，无论多大，离子都不可能打在轴上
D. 经过电场和磁场后，离子打在晶圆上的动能与电流的大小肯定无关
5.如图，电源电动势为，内阻为，点接地，当滑动变阻器的滑动片从中间位置向右移到时，、两点电势变化情况是( )
A. 点电势升高，点电势降低
B. 点电势降低，点电势升高
C. 都升高
D. 都降低
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
6.如图所示为电流产生磁场的磁感线分布图，正确的图是
A. B. C. D.
7.回旋加速器是加速带电粒子的一种装置，其核心部分是两个形金属盒．两盒间的狭缝中存在周期性变化的电场，垂直于盒面存在一个匀强磁场．粒子每次经过狭缝时都获得加速，之后在洛伦兹力作用下盘旋路径．经多次加速，粒子最终贴近形盒边缘射出．如图所示，设匀强磁场的磁感应强度为，加速电压为，电压变化的周期为，则( )
A. 由于粒子在电场中获得加速，所以增大可以增大粒子射出时的动能
B. 增大，粒子在盒内绕行的圈数变多，射出时的动能也变大
C. 若用来加速带电量为，质量为的粒子，应设定为
D. 由于粒子的运动越来越快，所以走过半圆的时间会越来越短
8.如图甲所示，足够长的水平粗糙固定导轨左侧接有的定值电阻，导轨处于磁感应强度的匀强磁场中，方向垂直纸面向里，导轨间距。一质量的金属棒在水平拉力作用下以初速度开始从处沿导轨向右运动，金属棒中的电流与位移的关系图像如图乙所示。已知金属棒与导轨间动摩擦因数，，忽略金属棒与导轨电阻，不计电磁辐射。则下列说法正确的是( )
A. 金属棒在处速度为
B. 金属棒在处加速度为
C. 从开始到处系统产生的总热量为
D. 从开始到处拉力做功为
三、填空题：本大题共1小题，共4分。
9.一根长的通电直导线放在磁感应强度为的匀强磁场中，导线与磁场方向垂直，若它受到磁场力为，则导线中的电流强是______A.若只将导线中的电流强度减小，则该处的磁感强度为______
四、实验题：本大题共1小题，共6分。
10.如图所示，用导线将螺线管两端与灵敏电流计相连，把条形磁铁迅速插入螺线管的过程中，穿过螺线管的磁通量将______填“增大”“不变”或“减小”，灵敏电流计的指针将______填“会”或“不会”发生偏转。
五、计算题：本大题共3小题，共42分。
11.如图所示，质量为的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为轻绳水平且端与放在水平面的质量为的物体乙相连，轻绳与竖直方向的夹角为，物体乙与水平面间的动摩擦因数为物体点、都处于止状态，取，，求：
绳的拉力大小；
物体乙受到的摩擦力。
12.如图所示，水平放置足够长的光滑平行金属导轨左端与电阻连接，质量为的金属棒垂直置于导轨上，导轨间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为，导轨间距为，不计导轨及棒的电阻。现使棒获得一定的初速度后开始向右运动。
判断棒中感应电流的方向。
棒运动过程中，加速度和速度如何变化？
若棒从开始运动到停下来所滑行的距离为，求此过程通过电阻的电荷量。
13.过山车是游乐场一项富有挑战性的娱乐项目，小车从高处开始运动，冲进圆形轨道，到达圆形轨道最高点时，乘客在座椅里头朝下，人体颠倒，非常惊险刺激。现将过山车简化成模型如图所示，质量的小球从光滑倾斜轨道距地面高的点静止释放，倾斜轨道和水平轨道用一小段平滑圆弧连接，小球经过时速度大小不变，水平轨道长，小球从点向右进入半径的光滑圆形轨道，圆形轨道底部处前后错开，小球可以从点向右离开圆形轨道，在水平轨道上继续前进，小球与水平轨道间的动摩擦因数不计其它阻力，重力加速度
若释放点高度，则小球经过圆形轨道最高点时对轨道的压力是多大？
要使小球完成圆周运动，则释放点的高度需要满足什么条件？
若小球恰好不脱离轨道，求小球最后静止的位置到圆轨道最低点的距离？
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：用右手螺旋定则判断通电直导线在、、、四个点上所产生的磁场方向，如图所示
根据磁场的叠加原理可知，点的磁场最强，点的磁场最弱，点的磁场方向斜向右上；点的磁场方向向左上，、两点叠加后的磁感应强度大小相等；故BCD错误，A正确。
故选：。
用右手螺旋定则判断通电直导线在、、、四个点上所产生的磁场方向，根据磁场的叠加原理可知各点磁感应强度大小。
本题考查了通电直导线周围磁场分布和磁场叠加原理，根据右手螺旋定则判断通电导线周围的磁场，根据平行四边形定则进行磁场叠加。
2.【答案】
【解析】解：当松弛的导体线圈管水平放置放置，通电后线圈间的电流方向相同，所以呈现相互吸引的现象．而同一线圈间的电流方向相反，则体现相互排斥现象．因此通电线圈出现纵向压缩，径向膨胀，故A正确；BCD错误；
故选：．
两根通电导线间存在相互作用的磁场力，根据安培定则可确定通电导线周围存在磁场，则另一根通电导线处于磁场中，由左手定则从而确定受到磁场力的方向．进而判定导体线圈会出现什么现象．
两通电导线的作用力为：当通电导线的电流方向相反时，显示相互排斥；当通电导线的电流方向相同时，显示相互吸引．
3.【答案】
【解析】解：由安培定则可知，电流右侧的磁场方向向里，导线中的电流突然减小时，电流周围的磁场减小，所以线圈中的磁通量减小，根据楞次定律得线框中的感应电流的磁场的方向向里，则感应电流的方向为顺时针方向，由左手定则可知左边受力的方向向左，右边受力向右；而左边受力大于右边受力；故线框整体向左发生摆动。故B正确，ACD错误。
故选：。
导线中的电流突然减小时，电流周围的磁场减小，所以线圈中的磁通量发生变化，根据楞次定律即可判断出线框受力和运动的方向。
本题也可以根据楞次定律的另一种表述“来拒去留”进行判断；因磁通量减小，则线圈右摆以阻碍磁通量的增加。
4.【答案】
【解析】解：、离子穿过极板过程中，在水平方向上为匀速直线运动，则
穿过极板的时间与板长和初速度有关，故越大，板长和初速度不变，离子穿过极板的时间不变，故A错误；
离子在竖直方向上做匀加速直线运动，则由
可得
则越大，离子在竖直方向上的位移越大，故AB错误；
C、当，时，离子在磁场中受到洛伦兹力发生水平偏转，则打在轴上，故C错误；
D、由于洛伦兹力不做功，离子打在晶圆上的动能与电流大小无关，故D正确。
故选：。
、离子穿过极板过程中，在水平方向上为匀速直线运动，离子在竖直方向上做匀加速直线运动，推导穿过极板的时间和离子在竖直方向上的位移的表达式，从而判断；
C、离子在磁场中受到洛伦兹力发生水平偏转；
D、由于洛伦兹力不做功，离子打在晶圆上的动能与电流大小无关。
要求掌握本题考查带电粒子在复合场中的运动，分析带电粒子在复合场中的运动情况、受力情况进行求解。
5.【答案】
【解析】解：当滑动变阻器的滑动片向右滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，并联部分的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律知，干路电流增大，电阻的电压增大，因点的电势比点的电势低，小于零，故B点的电势降低。
并联部分的电阻减小，分担的电压减小，而点的电势大于零，所以点的电势降低。故D正确。
故选：。
图中点接地，电势为零，根据外电路中顺着电流方向电势逐渐降低可知，点的电势大于零，大小等于并联部分的电压，点的电势小于零，大小等于电阻的电压，根据欧姆定律分析出并联部分和的电压如何变化，即可判断、两点的电势变化情况。
本题是电路动态变化分析问题，关键要根据欧姆定律判断并联部分和的电压如何变化，知道顺着电流方向，外电路的电势降低，即可进行判断。
6.【答案】
【解析】【分析】
由右手螺旋定则可判断电流周围磁场的分布，并注意平面图及立体图的区分即可正确判断。
因磁场一般为立体分布，故在判断时要注意区分是立体图还是平面图，并且要能根据立体图画出平面图，由平面图还原到立体图。
【解答】
电流方向向上，由右手螺旋定则可得磁场为逆时针从上向下看，故正确；
电流方向向下，由右手螺旋定则可得磁场为顺时针从上向下看，故错误；
图中电流为环形电流，由由右手螺旋定则可知，内部磁场应向右，故错误；
根据图示电流方向，由右手螺旋定则可知，内部磁感线方向向右，故正确；
故选AD。
7.【答案】
【解析】【分析】
解决本题的关键知道回旋加速器利用电场加速和磁场偏转来加速粒子，以及知道粒子在磁场中运动的周期等于交流电的周期，注意洛伦兹力不做功。
【解答】
、根据，得，则最大动能，与金属盒之间的电压无关，与形金属盒的磁场有关，当磁场越大，动能越大，增大，粒子在盒内绕行的圈数变多，故A错误，B正确；
C、根据粒子在磁场中运动的周期等于交流电的周期，结合，故C正确；
D、虽然粒子的运动越来越快，由选项可知，所走过半圆的时间仍不改变，故D错误。
故选BC。
8.【答案】
【解析】解：、根据图乙可得感应电流随位移变化的表达式为：
金属棒在处感应电流的大小为：
由闭合电路欧姆定律得此时的电动势为：
根据法拉第电磁感应定律得：
解得金属棒在处速度为：，故A错误；
B、由感应电流：，可得速度随位移变化的表达式为：
两边对时间求导得加速度与速度的关系：，故金属棒在处加速度为：，故B错误；
C、从开始到处由摩擦生热产生的热量为：
由安培力，可得安培力随位移变化的表达式为：
从开始到处克服安培力做的功为：
根据功能关系知电阻产生的焦耳热为：
从开始到处系统产生的总热量为：，故C正确；
D、金属棒在处的初速度为：
从开始到处根据能量守恒与功能关系得拉力做功为：
解得：，故D正确。
故选：。
根据图乙可得感应电流随位移变化的表达式，结合闭合电路欧姆定律和法拉第电磁感应定律可得到速度随位移变化的表达式，应用数学知识可达到加速度与速度的关系式；结合安培力的计算公式可得到安培力随位移变化的表达式为，根据此关系式求解克服安培力做的功，根据功能关系得到焦耳热。由克服摩擦力做功得到摩擦生热。根据能量守恒与功能关系求解拉力做功。
本题考查了电磁感应中力学问题与能量问题。本题从所给的图像入手，推导其它物理量与位移的关系式。涉及能量问题，要知道电磁感应现象中的能量转化情况与功能关系，根据能量守恒定律求解。
9.【答案】
【解析】解：导线与磁场方向垂直，则有导线受到的安培力为：；
所以有：；
磁场的磁感应强度只与磁场本身有关，与电流大小无关，电流强度减小，则该磁场的磁感应强度仍为，
故答案为：，．
若，根据安培力的公式，求安培力大小；磁场的磁感应强度只与磁场本身有关．
解决本题的关键掌握安培力的公式，知道磁场的磁感应强度只与磁场本身有关．
10.【答案】增大 会
【解析】解：由图以及条形磁铁的磁场的分布规律可知，穿过线圈的磁场方向向下且磁通量增大；由于线圈是闭合的，并且内部磁通量变化，故线圈中产生感应电流，电流计指针会发生偏转。
故答案为：增大；会。
先判断通过线圈的磁场方向及磁通量的变化，再由感应电流产生的条件即可明确指针会不会发生偏转。
解决本题的关键知道感应电流产生的条件，即穿过闭合回路磁通量发生变化。
11.【答案】解：以结点为研究对象，点受到三个拉力作用，其中物体甲对点拉力等于物体甲的重力，即。
根据平衡条件得：
解得：轻绳的拉力
轻绳的拉力
对乙物体研究，由二力平衡得物体乙受到的摩擦力 ，方向水平向左。
答：
绳的拉力大小是；
物体乙受到的摩擦力大小为，方向水平向左。
【解析】以结点为研究对象，分析其受力，作出受力示意图，根据平衡条件求出轻绳受到的拉力。
求出绳的拉力，根据平衡条件即可求出物体乙受到的摩擦力。
本题是共点力平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象；进行受力分析；利用平行四边形定则进行力的合成或者根据正交分解法进行力的分解；在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
12.【答案】解：根据右手定则可知棒中感应电流的方向由向；
棒运动过程中，根据牛顿第二定律可得，
即，由于安培力方向向左，所以速度减小、加速度减小；
根据法拉第电磁感应定律可得，
根据闭合电路的欧姆定律可得：
根据电荷量计算公式。
答：棒中感应电流的方向由向。
棒运动过程中，加速度和速度都减小；
若棒从开始运动到停下来所滑行的距离为，此过程通过电阻的电荷量为。
【解析】根据右手定则可知棒中感应电流的方向；
根据牛顿第二定律得到加速度的表达式，由此分析加速度和速度的变化情况；
根据法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、电荷量计算公式求解通过电阻的电荷量。
对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，根据牛顿第二定律或平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解。
13.【答案】解：到过程，根据动能定理得：
解得：
物块在点，由牛顿第二定律得：
可得：
根据牛顿第三定律得知，物块对轨道的压力为：，方向竖直向上。
设释放点的高度时，恰好能过点，在点有：
根据机械能守恒定律得：
解得：
所以有：
若小球恰好不脱离轨道，，设小球最后静止的位置到圆轨道最低点的距离为，则根据动能定理知：
解得：
答：若释放点高度，则小球经过圆形轨道最高点时对轨道的压力是；
要使小球完成圆周运动，则释放点的高度需要大于等于；
若小球恰好不脱离轨道，小球最后静止的位置到圆轨道最低点的距离为。
【解析】物块从到的过程，利用动能定理可求出物块滑到点的速度大小，由合力提供向心力，由牛顿运动定律求物块对轨道的压力。
物块不脱离圆轨道运动，恰好通过最高点重力充当向心力，求出临界速度，根据动能定理求解满足的条件；
小球最后静止的位置到圆轨道最低点的距离根据动能定理求解。
解决本题的关键是要理清物块的运动过程，抓住物块能过竖直平面最高点的临界条件，分段运用机械能守恒定律。

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