2025-2026学年高二物理上学期第三次月考卷【测试范围：必修第三册第9~12章】（全解全析）（北京专用）

1/22025-2026学年高二物理上学期第三次月考卷全解全析（考试时间：90分钟，分值：100分）注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3．测试范围：第1~3章，人教版2019选择性必修第二册。4．难度系数：0.6。第Ⅰ卷选择题（共42分）一、选择题（本题共14小题，每小题3分。在每小题列出的四个选项中，只有一个选项符合题意。）1．如图所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，一矩形线框abcd与通电导线共面放置，且ad边与通电导线平行。下列情况中能产生感应电流的是（）A．导线中电流均匀增大 B．线框向下做匀速运动C．线框向上做加速运动 D．线框以直导线为轴转动【答案】A【解析】A．根据产生感应电流的条件可知，导线中电流均匀增大，矩形线框abcd中磁通量变化，能产生感应电流，A正确。BCD．线框向下做匀速运动或者向上加速运动，或者线框以直导线为轴转动，则穿过线圈的磁通量都不变化，则都没有感应电流产生，BCD错误。故选A。2．下列四幅图关于各物理量方向的关系中，正确的是（）A．

B．

C．

D．

【答案】B【解析】A．由左手定则可知，安培力的方向总是与磁感应强度的方向垂直，故A错误；B．磁场的方向向下，电流的方向向里，由左手定则可知安培力的方向向左，故B正确；C．由左手定则可知，洛伦兹力的方向总是与磁感应强度的方向垂直，故C错误；D．由图可知电荷运动的方向与磁感线的方向平行，电荷不受洛伦兹力，故D错误。故选B。3．“南鲲”号是我国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电机，其原理如图甲所示，利用海浪带动浪板上下摆动，从而带动线框单向匀速转动，线框a、b端分别与铜滑环连接，再通过电刷将交流电输出，输出交流电加在图乙中的c、d两端，已知发电机的线框共有N匝，总电阻为，线框中磁通量随时间变化规律为，图乙中变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为，R为滑动变阻器，其最大阻值为，定值电阻的阻值也为，下列说法正确的是（

）A．发电机电动势的有效值为B．当滑动变阻器的滑片P向上移时，变压器副线圈两端的电压变大C．当滑动变阻器电阻时，变压器原线圈电路中电流表的示数为D．当滑动变阻器的滑片P从最上端移到最下端过程中，变压器的输出功率先增大后减小【答案】C【解析】A．发电机的最大电动势电动势的有效值为，故A错误；C．设原线圈电流为I，副线圈电流为I′，原线圈两端电压为副线圈两端电压为对副线圈回路有，联立解得，故C正确；B．根据等效电源法可知当滑动变阻器的滑片向上移时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，因此原线圈中的电流变大，电源的内电压变大，外电压变小，即变压器原线圈两端的电压变小，副线圈两端的电压变小，故B错误；D．根据等效电源法可得电源的等效外电阻为，滑动变阻器的最大阻值为R0，当滑动变阻器的滑片P从最上端移到最下端过程中，变压器输出功率变大，故D错误。故选C。4．图甲为一闭合线圈，匝数为10匝、面积为、电阻为，线圈处于一垂直纸面向里的匀强磁场中，从开始磁场按如图乙所示规律变化，则（）A．时线圈中电流为逆时针方向B．线圈中感应电动势大小为C．前通过导线某截面的电荷量为0D．前穿过线圈磁通量的变化量为0【答案】B【解析】A．时穿过线圈的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，线圈中电流为顺时针方向，A错误；B．线圈中感应电动势大小为，B正确；C．前线圈中电流大小和方向均不变，则通过导线某截面的电荷量不为0，C错误；D．前穿过线圈磁通量的变化量为，D错误。故选B。5．如图甲所示，在水平向右的匀强磁场中，匝数为100匝的矩形线圈绕与线圈平面共面的竖直轴匀速转动，从线圈转到某一位置开始计时，线圈中的瞬时感应电动势e随时间t变化的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（）A．e＝0时，穿过线圈的磁通量为零B．线圈转动一圈的过程中，穿过线圈磁通量的最大值为×10－4WbC．瞬时感应电动势e随时间t的变化关系为e＝22sinD．t＝0时，线圈平面与磁场方向夹角为30°【答案】B【解析】ACD．由图乙可知，线圈转动周期为0.02s，角速度为ω＝＝100πrad/s由，当t=0时，可得，则瞬时感应电动势e随时间t的变化关系为e＝22sin当t＝0时，线圈平面与磁场方向夹角为60°，当e＝0时，穿过线圈的磁通量不为零，故ACD错误；B．线圈转动一圈的过程中，穿过线圈磁通量的最大值为Φm＝BS＝＝×10－4Wb，故B正确。故选B。6．用图1电路探究自感电路中的电流变化，并用电流传感器记录显示。电源电动势为E，内阻为r，定值电阻为R，电感线圈的自感系数为L（直流电阻不计），电流传感器A可视为电阻不计的电流表。闭合开关，电流传感器显示电流变化如图2，t0后电流接近稳定，不考虑电磁辐射，则（）A．电路稳定时的最大电流为Im=B．t=0时刻，电感线圈消耗的电功率最大C．闭合开关瞬间，线圈的自感电动势不可能大于ED．0~t0时间内，通过电阻的电荷量为【答案】C【解析】A．当通电一段时间后，电流不再变化，线圈自感现象消失，此时电流达到最大值，故根据闭合回路的欧姆定律得，故A错误；B．根据可知，t=0时，电感线圈中的自感电动势为最大，但是电流为0，故电功率为0，故B错误；C．闭合开关瞬间，由于电流增大，电感线圈会产生自感电动势阻碍电流增大，根据楞次定律，自感电动势的方向与电源电动势方向相反，但是自感电动势的大小是由电流的变化率和自感系数决定的，在开关闭合瞬间，电流变化率很大，但是自感电动势不可能大于电源电动势E，因为如果自感电动势大于E，那么电路中的电流就不会增大了，这与实际情况不符，故C正确；D．0~t0时间内，通过电阻的电荷量为I-t图线与坐标轴所围区域的面积，由图可知，故D错误。故选C。7．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、构成，D形盒的半径为R，D形盒间的交变电压大小为U，其间留有空隙。现对氚核加速，所需的高频电源的频率为f。已知元电荷为e，下列说法正确的是（

）A．氚核的质量为B．氚核被加速的次数为C．氚核从D形盒中飞出的最大速度随U的增大而增大D．若保持磁感应强度B和频率f不变，则该加速器也可以对氦核进行加速【答案】B【解析】A．根据周期公式又可知，故A错误；B．设D形盒的半径为，则最终射出回旋加速器的速度满足即有由动能定理得联立解得，故B正确；C．由可得，最终射出回旋加速器的速度与电压无关，故C错误；D．因为氚与氦核的比荷不同，在磁场中做圆周运动的周期不同，所以不能用来加速氦核，故D错误。故选B。8．物理学家霍尔在实验中发现，当电流垂直于磁场通过导体或半导体材料左右两个端面时，在材料的上下两个端面之间产生电势差。这一现象被称为霍尔效应，产生这种效应的元件叫霍尔元件。如图为霍尔元件的原理示意图，其霍尔电压与电流和磁感应强度的关系可用公式表示，其中叫该元件的霍尔系数。若该材料单位体积内自由电荷的个数为，每个自由电荷所带的电荷量为，根据你所学过的物理知识，判断下列说法正确的是（）A．霍尔元件上表面电势一定高于下表面电势B．式中霍尔系数可表示为C．霍尔系数的单位是D．公式中的指元件上下表面间的距离【答案】B【解析】A．霍尔电压的产生是由于运动电荷在磁场中受洛伦兹力发生偏转，导致上下表面积累电荷。若自由电荷为正，根据左手定则，正电荷向某一表面偏转；若为负电荷，如金属中的电子，偏转方向相反，因此上表面电势不一定高于下表面，A错误；B．当自由电荷受力平衡时，为上下表面间距，为前后表面间距，结合电流微观表达式联立推导可得霍尔系数，B正确；C．由单位为，单位为，故单位为，并非，C错误；D．公式中是垂直于电流和磁场方向的横截面积边长，而非上下表面距离，D错误；故选B。9．如图所示的MNPQ区域内有竖直向上的匀强电场和沿水平方向的匀强磁场，现有两个带电微粒、均从边界的点处先后沿水平方向进入该区域中，并都恰能做匀速圆周运动，则下列说法错误的是（）A．a、b两微粒均带正电B．a、b两微粒在该区域运动周期一定相等C．a、b两微粒在该区域运动的圆周运动半径一定相等D．仅增加磁场强度a、b一定都能做匀速圆周运动【答案】C【解析】A．电场方向竖直向上，重力与电场力平衡，即电场力向上，故微粒带正电（正电荷受力与电场方向相同），A正确；B．圆周运动周期由得则（与微粒质量、电荷量无关），故a、b周期相等，B正确；C．圆周运动半径定值，但v未知（两微粒初速度可能不同），故半径不一定相等，C错误；D．仅增加磁场强度B，重力与电场力仍平衡，洛伦兹力增大，但只要满足，微粒仍可做匀速圆周运动（洛伦兹力提供向心力），D正确。本题选错误的，故选C。10．如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，固定一内部真空且内壁光滑的圆柱形薄壁绝缘管道，其轴线与磁场垂直。管道横截面半径为a，长度为l（）。带电粒子束持续以某一速度v沿轴线进入管道，粒子在磁场力作用下经过一段圆弧垂直打到管壁上，与管壁发生弹性碰撞，多次碰撞后从另一端射出，单位时间进入管道的粒子数为n，粒子电荷量为+q，不计粒子的重力、粒子间的相互作用，下列说法不正确的是（）A．粒子在磁场中运动的圆弧半径为aB．粒子质量为C．管道内的等效电流为nqD．粒子束对管道的平均作用力大小为Bnq【答案】D【解析】A．由图可知，粒子在磁场中运动的圆弧半径为，故A正确，不符合题意；B．粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，则有其中解得，故B正确，不符合题意；C．管道内的等效电流为，故C正确，不符合题意；D．粒子束对管道的平均作用力大小等于等效电流受的安培力，则有，故D错误，符合题意。故选D。11．目前，我国家用电视机主要类型为液晶电视机，但是在20年前，我国家用电视机主要类型为显像管电视机。真空显像管内有发射电子的电子枪，还有为加速电子而提供电场的金属极板，极板中心有小孔，电子加速后从小孔飞出，最终轰击显像管荧光屏内表面的荧光粉，荧光粉原子吸收电子能量后跃迁发光形成图像中的像素点。为了使电子能打到荧光屏内表面各个位置，需要用两组线圈分别提供磁场使电子上下、左右偏转。如图是其中绕在环形绝缘材料上的一组偏转线圈的原理图，环形材料处在竖直面，左右两边的线圈关于通过点的竖直轴对称，假设一电子某时刻通过点垂直纸面向外运动，此时线圈电流方向如图所示。下列说法正确的是（

）A．图示时刻点处合磁感应强度为零B．图示时刻点处合磁感应强度方向竖直向下C．图示时刻电子受到向右的洛伦兹力D．若线圈电流方向改为图示方向的反方向，则电子向左偏【答案】B【解析】ABC．根据右手螺旋定则，图示时刻通电线圈在点处产生的合磁感应强度方向竖直向下，根据左手定则，电子受到的洛伦兹力向左，故AC错误，B正确；D．若线圈电流方向改为图示方向的反方向，则通电线圈在点处产生的合磁感应强度方向竖直向上，电子受到的洛伦兹力向右，电子向右偏转，故D错误。故选B。12．三相共箱气体绝缘输电技术（三相共箱GIL）是将高压输电线路的A、B、C三相导体整合封装于单一金属外壳内，通过注入绝缘气体实现电能高效传输的新型输电方式，核心是解决传统输电线路“空间占用大、容量受限”的痛点。如图甲所示，管道内三根绝缘超高压输电线缆平行且间距相等，截面图如图乙所示，三根输电线缆A、B、C圆心连线构成正三角形，其中A、B圆心连线水平。A、B中电流方向垂直于纸面向外，大小为I；C中电流方向垂直于纸面向里，大小也为I，三角形中心点的磁感应强度大小为，已知通电直导线在某点产生的磁场与通电直导线的电流大小成正比，不考虑地磁场影响。则（

）A．此时刻C所受安培力的合力方向竖直向上B．此时刻A、B连线中点处的磁感应强度方向竖直向下C．此时刻点磁场方向水平向左D．若中电流大小变为，则点磁感应强度大小变为【答案】D【解析】A．由于异向电流相互排斥，两力大小相等，如图1所示，此时刻C所受安培力的合力方向竖直向下，故A错误；B．A、B电流在A、B圆心连线中点处的磁感应强度大小相等方向相反，C在该点处产生的磁感应强度水平向右，则合磁感应强度方向水平向右，故B错误；C．根据右手螺旋定则可知点的合磁感应强度方向水平向右，故C错误；D．当三个电流大小都是时，如图2所示，它们在点产生的磁感应强度、、大小相等都等于，当中电流变为时，变为，此时点磁感应强度大小为，故D正确。故选D。13．轻质细线吊着一质量为m=1kg、边长为L=0.2m、总电阻R=1Ω、匝数n=10的正方形闭合线圈abcd，bd下方区域分布着磁场，如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。不考虑线圈的形变和电阻的变化，整个过程细线未断且线圈始终处于静止状态，g取10m/s2，则下列判断正确的是（）A．线圈中感应电流的方向为adcbaB．线圈中的感应电流大小为0.2AC．6s时线圈受安培力的大小为D．0~2s时间内线圈中产生的热量为0.08J【答案】C【解析】A．由楞次定律可知，在磁感应强度垂直纸面向里逐渐增大时，线圈中感应电流产生的磁场方向为垂直于纸面向外，即线圈中的电流方向为abcda，故A错误；B．由法拉第电磁感应定律，可知由闭合电路欧姆定律可知，故B错误；C．由图可知，6s时线圈所处的磁感应强度为B=4T，由几何关系可知，线圈的有效长度为，受安培力的大小为，故C正确；D．由焦耳定律可知，0~2s时间内，通过线圈的热量为Q=I2Rt=0.02J，故D错误。故选C。14．据报道，中国第三艘航母“福建舰”采用电磁弹射器技术成功实现对歼—35进行加速起飞。如图所示为电磁弹射装置的等效电路图（俯视图）。间距为两根相互平行的光滑长直导轨固定在水平面上，在导轨的左端接入电容为超级电容器，质量为、阻值为的导体棒MN（相当于飞机）静止于导轨上。先给电容器充电，其电荷量为，闭合开关S后，电容器释放储存的电能，所产生的强大电流经过棒MN，在垂直于导轨平面向下、磁感应强度为磁场力作用下向右加速。达到最大速度之后离开导轨。棒MN始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨的电阻。下列说法正确的是（）A．超级电容器相当电源，放电时两端电压不变B．闭合开关S后，MN做匀加速的直线运动C．棒MN的最大速度为16m/sD．若要继续弹射下一架飞机，该超级电容器需充电的电量为3.6C【答案】D【解析】A．超级电容器相当电源，放电时两端电压逐渐减小，故A错误；B．开关闭合后，电容器开始放电，在安培力作用下，MN开始向右加速运动，MN切割磁感线产生的感应电动势阻碍电容器C放电，当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN达到最大速度，此过程中通过MN的电流减小，则MN在水平方向有所以MN先做加速度逐渐减小的加速运动，达到最大速度时离开导轨，故B错误；C．当MN达到最大速度时，若电容器此时的电荷量为q。切割磁感线产生的感应电动势等于此时电容器两端电压，即由动量定理得电容器的电荷量联立解得最大速度，故C错误；D．当MN达到最大速度时，电容器上的电量为若要弹射下一架飞机，该超级电容器上还需要充电的电量，故D正确。故选D。第二部分（实验和计算题共58分）二、实验题（本题共2小题，共18分）15．（10分）新能源汽车使用的电源大多数由锂离子电池串联而成，某物理实验小组想通过实验测量某个新型锂电池组的电动势和内阻，具体进行了以下操作：(1)为完成本实验，需要将实验室内量程为4V、内阻为4kΩ的电压表改装成量程为40V的电压表使用，则需串联一个阻值为kΩ的定值电阻。(2)该小组设计了如图1所示电路图进行实验，正确进行操作，利用记录的数据进行描点作图得到如图2所示的的变化图像，其中U为图1中电压表的读数，R为电阻箱的读数，图中，b=0.3，。若忽略电压表分流带来的影响，由以上条件可以测出电池组的电动势V，内阻（计算结果均保留一位小数）。(3)若考虑电压表分流带来的影响，则上述第（2）问中的测量值与真实值相比：电池组电动势的测量值（填“偏大”、“偏小”或“无影响”），内阻的测量值（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。【答案】(1)36(2)33.31.2(3)偏小偏小【解析】（1）串联的电阻。（2）[1][2]根据电路规律可知变形可得图像方程则故且故。（3）[1][2]考虑电压表分流，则则故，偏小且故，偏小。16．（8分）在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，请回答下列问题。(1)为弄清灵敏电流表指针摆动方向与电流方向的关系，可以使用一个已知正负极性的直流电源进行探究。某同学想到了多用电表内部某一挡，含有直流电源，他应选用多用电表的（选填“欧姆”、“直流电流”、“直流电压”、“交流电流”或“交流电压”）挡，对灵敏电流表进行测试，由实验可知当电流从正接线柱流入电流表时，指针向右摆动。(2)实验中，该同学将磁铁某极向下从线圈上方插入线圈时，发现电流表的指针向右偏转，请在图中用箭头画出线圈电流方向并用字母N、S标出磁铁的极性。(3)另一位同学利用图乙所示的实验器材来研究电磁感应现象及判定感应电流方向。在给出的实物图中，已用实线作为导线连接了部分实验电路。①请用实线作为导线从箭头1和2处开始完成其余部分电路的连接；②将L1插入L2后，下列实验操作产生的感应电流与合上开关时产生的感应电流方向相同的是。A．闭合开关，稳定后拔出软铁棒B．闭合开关，稳定后使变阻器滑片P右移C．闭合开关，稳定后使变阻器滑片P左移D．闭合开关，稳定后断开开关【答案】(1)欧姆(2)(3)C【解析】（1）欧姆表内部含有直流电源，所以应选用多用电表的欧姆挡，对灵敏电流表进行测试。（2）电流表的指针向右偏转，说明电流从正接线柱流入电流表，感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可知，原磁场方向向上，故插入的磁铁下端为S极，如图所示（3）[1]将线圈L2与电流计串联形成回路，将电源、开关、滑动变阻器、线圈L1串联形成另一个回路，实物图如图所示[2]AD．根据题意，闭合开关时，穿过线圈L2的磁通量增大，产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，而拔出软铁棒、断开开关S，穿过线圈L2的磁通量均减小，产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，故AD错误；BC．当使滑动变阻器滑片P左移，电流增大，穿过线圈L2的磁通量增大，产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，故B错误，C正确。故选C。四、计算题（本题共4小题，共40分）解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。17．（9分）如图所示，一个宽度为L磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面向里，有一个带电粒子以向右的速度v垂直于该磁场边界进入磁场，穿出磁场时速度方向和进入时的方向夹角为，不计粒子的重力。求：(1)求粒子做圆周运动的轨道半径r；(2)带电粒子的比荷；(3)带电粒子穿过磁场所用的时间t。【答案】(1)(2)(3)【解析】（1）作出带电粒子的运动轨迹如图所示根据几何关系可得带电粒子在磁场中运动的半径为（2）根据牛顿第二定律有整理可得带电粒子的比荷（3）带电粒子做圆周运动的周期为带电粒子穿过磁场所用的时间为18．（13分）如图1所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，间距为L，一端连接阻值为R的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导体棒的电阻为r，导轨电阻忽略不计。在平行于导轨的拉力作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度大小为v。（1）求回路中的感应电流大小I和导体棒MN两端的电压U。（2）通过公式推导证明：在一段时间Δt内，拉力做的功W等于电路获得的电能W电。（3）若在匀速运动过程中突然将拉力大小增大为原来的2倍