精品解析：广东省茂名市电白区华南师范大学附属茂名滨海学校2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题

滨海华附2023-2024学年第二学期第一次段考 高二物理试卷 本试卷共17小题，满分100分。考试用时90分钟。 一、单选题（本题共8小题，每小题4分，共32分） 1. 下列选项中正确标明了通电导线所受安培力方向的是（　　） A. B. C. D. 2. 如图所示，B为匀强磁场，v为正电荷的运动速度，F为磁场对电荷的洛伦兹力，其中正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 以下说法符合事实的是（　　） A. 带电粒子在磁场中必然受到洛仑兹力的作用 B. 通电导线在磁场中一定受到安培力的作用 C. 带电粒子在磁场中运动时一定受到洛仑兹力的作用 D. 带电粒子在电场中一定受到静电力的作用 4. 如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，在磁铁正下方有一个固定在水平桌面上的闭合铜质线圈。将磁铁竖直向下拉至某一位置后放开，磁铁开始上下振动。下列说法正确的是（　　） A. 磁铁振动过程中，线圈中电流的方向保持不变 B. 磁铁振动过程中，线圈对桌面的压力始终大于线圈的重力 C. 磁铁振动过程中，弹簧和磁铁组成系统的机械能守恒 D. 磁铁远离线圈时，线圈有扩张的趋势 5. 根据法拉第电磁感应定律，下列说法正确的是（　　） A. 穿过回路的磁通量越大，回路中的感应电动势也越大 B. 磁通量的变化量越大，回路中的感应电动势越大 C. 穿过回路的磁通量的变化率为0，回路中的感应电动势一定为0 D. 某一时刻穿过回路的磁通量为0，回路中的感应电动势一定为0 6. 如图所示，光滑地面上停有一辆带弧形槽的小车，车上有一木块自A处由静止下滑，最后停在B处，则此后小车将（　　） A. 向左运动 B. 向右运动 C. 静止不动 D. 条件不足，无法确定小车的运动 7. 如图甲所示，横截面积的线圈的匝数匝，线圈总电阻，沿线圈轴向有匀强磁场，设图示的磁场方向为正方向，磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化，则在内（　　） A. a点电势比b点的低 B. 线圈的感应电动势为0.2V C. 穿过每匝线圈磁通量的变化率为0.2Wb/s D. 在a、b间接一个理想电流表时，电流表的示数为0.4A 8. 回旋加速器核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两个D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，下列说法正确的是（　　） A. 粒子射出时的动能与D形金属盒的半径无关 B. 回旋加速器是靠电场加速的，粒子射出时的动能与电压有关 C. 回旋加速器是靠磁场加速，粒子射出时的动能与磁场无关 D. 加速电压越小，粒子在回旋加速器中需加速的次数越多 二、多选题：（每小题4分，共16分；全选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分。） 9. 带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹。如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中观察到某带电粒子的轨迹，其中a和b是运动轨迹上的两点。该粒子使云室中的气体电离时，其本身的动能在减少，而其质量和电荷量不变，重力忽略不计。下列有关该粒子的说法正确的是（ ） A. 粒子带负电 B. 粒子先经过b点，再经过a点 C. 粒子动能减小是由于洛伦兹力对其做负功 D 粒子运动过程中所受洛伦兹力大小不变 10. 如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd，则（　　） A. 当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是a→b→c→d B. 若线圈在平面内上、下平动，无感应电流产生 C. 若线圈向右平动，其中感应电流方向是a→b→c→d D. 当线圈以导线为轴转动时，其中感应电流方向是a→b→c→d 11. a、b两个带正电的粒子经同一电场由静止加速，先后以、从M点沿MN方向进入同一矩形匀强磁场区域，经磁场偏转后分别从PQ边E、F离开。直线ME、MF与MQ的夹角分别为30°、60°，粒子的重力不计，设a粒子运动的速度为，b粒子运动的速度为，a、b粒子在磁场中运动的时间分别为t1和t2 ，则下列说法正确的是（　　） A. 小于 B. 大于 C. 大于 D. 小于 12. 如图所示，匀强磁场中有a、b两个闭合线圈，它们用同样的导线制成，匝数均为匝，线圈半径。磁场方向与两线圈所在平面垂直，磁感应强度B随时间均匀增大。两线圈中产生的感应电动势分别为和，感应电流分别为和。不考虑两线圈间的相互影响。下列说法中正确的是（　　） A. ，感应电流均沿顺时针方向 B. ，感应电流均沿逆时针方向 C. ，感应电流均沿逆时针方向 D. ，感应电流均沿顺时针方向 三、实验题（共18分） 13. 小雨同学用图甲的实验装置“研究电磁感应现象”。闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。 （1）闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，灵敏电流计的指针______（填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）； （2）如图乙所示，R为光敏电阻，其阻值随着光照强度的加强而减小。金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。当光照减弱时，从左向右看，金属环A中电流方向_______（填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将向_______（填“左”或“右”）运动，并有_______（填“收缩”或“扩张”）的趋势。 14. 某实验小组用图（a）所示装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验。该小组同学在纸上画出实验草图，记录磁极运动的四种情况，根据实验结果，分别标出不同情况下磁体的N极、S极运动方向以及相应感应电流的方向，如图（b）所示，请回答下面问题： （1）甲、乙两次实验记录表明，当磁体靠近线圈运动，即穿过线圈磁通量__________（选填“增大”或“减小”）时，根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向__________（选填“相同”或“相反”）； （2）丙、丁两次实验记录表明，当磁体远离线圈运动，即穿过线圈的磁通量__________（选填“增大”或“减小”）时，根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向__________（选填“相同”或“相反”）； （3）总结上述实验结果，可以得到关于感应电流方向的规律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要__________引起感应电流的磁通量的变化。 四、计算题：本题共3小题，共34分。 15. 如图所示，一金属棒垂直两平行水平导轨放置，金属棒与导轨始终良好接触，两导轨的间距为L。已知通过金属棒的电流为I，匀强磁场的磁感应强度大小为B，磁场方向与金属棒垂直、导轨平面的夹角为θ，金属棒保持静止，求金属棒受到的支持力和摩擦力的大小。 16. 如图所示，两根平行光滑金属导轨和放置在水平面内，其间距，磁感应强度的匀强磁场垂直轨道平面向下，两导轨之间连接的电阻，在导轨上有一金属棒，其电阻，金属棒与导轨垂直且接触良好，在棒上施加水平拉力使其以速度向右匀速运动，设金属导轨足够长。求： （1）金属棒产生的感应电动势； （2）通过电阻的电流大小和方向； （3）金属棒、两点间的电势差。 17. 如图所示，空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，宽度为d，磁感应强度为B，一个带有负电荷的带电粒子，垂直磁场的左边界以速度v射入磁场，穿出磁场时速度方向与原来入射方向的夹角为30°，不粒子的重力，求： （1）带电粒子的比荷； （2）带电粒子穿过磁场区域的时间t。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 滨海华附2023-2024学年第二学期第一次段考 高二物理试卷 本试卷共17小题，满分100分。考试用时90分钟。 一、单选题（本题共8小题，每小题4分，共32分） 1. 下列选项中正确标明了通电导线所受安培力方向的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．由左手定则得：伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向外穿过手心，则手心朝里．四指指向电流方向，拇指指向为通电导线所受安培力方向应该为竖直向下，故A错误； B．由左手定则得：电流方向与磁场方向平行，此时通电导线不受安培力，B错误； C．由左手定则得：伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向右穿过手心，则手心朝左．四指指向电流方向：向外，拇指指向安培力方向：向上，故C正确； D．由左手定则得：伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向上穿过手心，则手心朝下．四指指向电流方向：向里，拇指指向安培力方向：水平向右，D错误。 故选C。 2. 如图所示，B为匀强磁场，v为正电荷的运动速度，F为磁场对电荷的洛伦兹力，其中正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据左手定则，图中洛伦兹力方向向上，故A错误； B．根据左手定则，图中洛伦兹力方向向下，故B正确； C．根据左手定则，图中洛伦兹力方向垂直纸面向内，故C错误； D．根据左手定则，图中洛伦兹力方向垂直纸面向外，故D错误。 故选B。 3. 以下说法符合事实的是（　　） A. 带电粒子在磁场中必然受到洛仑兹力的作用 B. 通电导线在磁场中一定受到安培力的作用 C. 带电粒子在磁场中运动时一定受到洛仑兹力的作用 D. 带电粒子在电场中一定受到静电力的作用 【答案】D 【解析】 【详解】A．磁场对静止的带电粒子没有作用力，A错误； C．运动的带电粒子速度方向与磁场的方向平行时也不受洛伦兹力的作用，C错误； B．通电导线平行于磁场时不受安培力的作用，B错误； D．带电粒子在电场中一定受到静电力的作用，D正确。 故选D。 4. 如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，在磁铁正下方有一个固定在水平桌面上的闭合铜质线圈。将磁铁竖直向下拉至某一位置后放开，磁铁开始上下振动。下列说法正确的是（　　） A. 磁铁振动过程中，线圈中电流的方向保持不变 B. 磁铁振动过程中，线圈对桌面的压力始终大于线圈的重力 C. 磁铁振动过程中，弹簧和磁铁组成系统的机械能守恒 D. 磁铁远离线圈时，线圈有扩张的趋势 【答案】D 【解析】 【详解】A．磁铁上下振动过程中，穿过线圈的磁通量先向下增大，后向下减小，由楞次定律可知，线圈中电流的方向会变化，A错误； B．磁铁振动过程中，由“来拒去留”的规律，可知线圈对桌面的压力先大于重力再小于重力，B错误； C．磁铁振动过程中，由于线圈中产生了感应电流，即有电能产生，由能量守恒定律，可知弹簧和磁铁组成系统的机械能会一直减小，C错误； D．磁铁靠近线圈时，由“增缩减扩”的规律，可知线圈有收缩的趋势，D正确； 故选D。 5. 根据法拉第电磁感应定律，下列说法正确的是（　　） A. 穿过回路的磁通量越大，回路中的感应电动势也越大 B. 磁通量的变化量越大，回路中的感应电动势越大 C. 穿过回路的磁通量的变化率为0，回路中的感应电动势一定为0 D. 某一时刻穿过回路磁通量为0，回路中的感应电动势一定为0 【答案】C 【解析】 【详解】根据法拉第电磁感应定律可知，回路中感应电动势正比于磁通量的变化率，与某时刻磁通量大小及其变化量大小无直接关系。 故选C。 6. 如图所示，光滑地面上停有一辆带弧形槽的小车，车上有一木块自A处由静止下滑，最后停在B处，则此后小车将（　　） A. 向左运动 B. 向右运动 C. 静止不动 D. 条件不足，无法确定小车的运动 【答案】C 【解析】 【详解】小车与物体A组成的系统水平方向动量守恒，初态系统总动量为零，所以当木块停在B处后，末态系统总动量仍为零，小车仍然不动。故C正确，ABD错误。 故选C。 7. 如图甲所示，横截面积的线圈的匝数匝，线圈总电阻，沿线圈轴向有匀强磁场，设图示的磁场方向为正方向，磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化，则在内（　　） A. a点的电势比b点的低 B. 线圈的感应电动势为0.2V C. 穿过每匝线圈的磁通量的变化率为0.2Wb/s D. 在a、b间接一个理想电流表时，电流表的示数为0.4A 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据楞次定律可知，a点的电势比b点的高，选项A错误； B．根据法拉第电磁感应定律可得线圈中的感应电动势 选项B正确； C．穿过每匝线圈的磁通量的变化率为，选项C错误； D．在a、b间接一个理想电流表时，根据闭合电路欧姆定律可知，电流表的示数 选项D错误。 故选B。 8. 回旋加速器核心部分是分别与高频交流电极相连接两个D形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两个D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，下列说法正确的是（　　） A. 粒子射出时的动能与D形金属盒的半径无关 B. 回旋加速器是靠电场加速的，粒子射出时的动能与电压有关 C. 回旋加速器是靠磁场加速的，粒子射出时的动能与磁场无关 D. 加速电压越小，粒子在回旋加速器中需加速的次数越多 【答案】D 【解析】 【详解】A．设D型盒半径为R，由牛顿第二定律得 粒子射出时的最大动能为 联立解得 可见，粒子射出时的动能与D形金属盒的半径有关，故A错误； BC．回旋加速器是靠电场加速的，磁场只是改变速度的方向，并且粒子射出时的动能与电压无关但与磁场有关，故BC均错误； D．粒子在回旋加速器中需加速的次数为 因此，加速电压越小，粒子在回旋加速器中需加速的次数越多，故D正确； 故选D。 二、多选题：（每小题4分，共16分；全选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分。） 9. 带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹。如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中观察到某带电粒子的轨迹，其中a和b是运动轨迹上的两点。该粒子使云室中的气体电离时，其本身的动能在减少，而其质量和电荷量不变，重力忽略不计。下列有关该粒子的说法正确的是（ ） A. 粒子带负电 B. 粒子先经过b点，再经过a点 C. 粒子动能减小由于洛伦兹力对其做负功 D. 粒子运动过程中所受洛伦兹力大小不变 【答案】AB 【解析】 【详解】AB．该粒子使云室中的气体电离时，其本身的动能在减少，即速率减小，而其质量和电荷量不变，根据 可知，粒子轨道半径逐渐减小，则粒子先经过b点，再经过a点，由左手定则可知粒子带负电，选项AB正确； C．洛伦兹力方向与速度方向总垂直，则洛伦兹力对其不做功，选项C错误； D．粒子运动过程中速率不断减小，根据 f=qvB 可知，所受洛伦兹力大小不断减小，选项D错误。 故选AB。 10. 如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd，则（　　） A. 当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是a→b→c→d B. 若线圈在平面内上、下平动，无感应电流产生 C. 若线圈向右平动，其中感应电流方向是a→b→c→d D. 当线圈以导线为轴转动时，其中感应电流方向是a→b→c→d 【答案】AB 【解析】 【详解】A．当线圈向导线靠近时，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，产生感应电流为逆时针，感应电流方向是a→b→c→d，故A正确； B．若线圈在平面内上、下平动，穿过线圈的磁通量不变，根据产生感应电流条件得无感应电流产生，故B正确； C．若线圈向右平动，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，产生感应电流为顺时针，感应电流方向是a→d→c→b，故C错误； D．当线圈以通电导线为轴转动时，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流产生，故D错误。 故选AB。 11. a、b两个带正电的粒子经同一电场由静止加速，先后以、从M点沿MN方向进入同一矩形匀强磁场区域，经磁场偏转后分别从PQ边E、F离开。直线ME、MF与MQ的夹角分别为30°、60°，粒子的重力不计，设a粒子运动的速度为，b粒子运动的速度为，a、b粒子在磁场中运动的时间分别为t1和t2 ，则下列说法正确的是（　　） A. 小于 B. 大于 C. 大于 D. 小于 【答案】BD 【解析】 【详解】a、b两个带正电的粒子在磁场中的运动轨迹如图 设a粒子轨道半径为，b粒子的轨道半径为，，由几何关系得 ， 可得 设加速电场的电压为，匀强磁场磁感应强度为，则有 ， 联立可得 则有 a粒子在磁场中运动的时间为 b粒子在磁场中运动的时间为 则有 则有大于，小于 故选BD。 12. 如图所示，匀强磁场中有a、b两个闭合线圈，它们用同样的导线制成，匝数均为匝，线圈半径。磁场方向与两线圈所在平面垂直，磁感应强度B随时间均匀增大。两线圈中产生的感应电动势分别为和，感应电流分别为和。不考虑两线圈间的相互影响。下列说法中正确的是（　　） A. ，感应电流均沿顺时针方向 B. ，感应电流均沿逆时针方向 C. ，感应电流均沿逆时针方向 D. ，感应电流均沿顺时针方向 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．磁场垂直于纸面向里，磁感应强度增大，穿过线圈的磁通量增加，由楞次定律可知，线圈中的感应电流均沿逆时针方向；设导线的电阻率为，横截面积为，由电阻定律可知，线圈电阻为 由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为 则感应电动势之比为 故A错误，B正确； CD．由欧姆定律可知，感应电流为 则感应电流之比为 故C正确，D错误。 故选BC。 三、实验题（共18分） 13. 小雨同学用图甲的实验装置“研究电磁感应现象”。闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。 （1）闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，灵敏电流计的指针______（填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）； （2）如图乙所示，R为光敏电阻，其阻值随着光照强度的加强而减小。金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。当光照减弱时，从左向右看，金属环A中电流方向_______（填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将向_______（填“左”或“右”）运动，并有_______（填“收缩”或“扩张”）的趋势。 【答案】（1）向左偏转 （2） ①. 顺时针 ②. 右 ③. 扩张 【解析】 【小问1详解】 闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下，说明穿过线圈B的磁通量增加时电流计指针向左偏转；闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，通过线圈A中的电流变大，穿过线圈B的磁通量增加，此时灵敏电流计指针也应向左偏转。 【小问2详解】 [1]图乙可知，根据右手螺旋定则可判断螺线管磁场方向向右；当光照减弱时，光敏电阻的阻值增加，回路中电流减小，穿过金属环A的磁通量减小，根据楞次定律可知产生向右的感应磁场，再由右手螺旋定则可知从左向右看，金属环A中感应电流方向沿顺时针； [2][3]因穿过金属环A的磁通量减小，据楞次定律，感应电流的磁场方向与原电流磁场方向相同，故金属环A与螺线管相互吸引，则金属环A将向右运动，根据“增缩减扩”可知，金属环A有扩张趋势。 14. 某实验小组用图（a）所示装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验。该小组同学在纸上画出实验草图，记录磁极运动的四种情况，根据实验结果，分别标出不同情况下磁体的N极、S极运动方向以及相应感应电流的方向，如图（b）所示，请回答下面问题： （1）甲、乙两次实验记录表明，当磁体靠近线圈运动，即穿过线圈的磁通量__________（选填“增大”或“减小”）时，根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向__________（选填“相同”或“相反”）； （2）丙、丁两次实验记录表明，当磁体远离线圈运动，即穿过线圈的磁通量__________（选填“增大”或“减小”）时，根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向__________（选填“相同”或“相反”）； （3）总结上述实验结果，可以得到关于感应电流方向的规律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要__________引起感应电流的磁通量的变化。 【答案】 ①. 增大 ②. 相反 ③. 减小 ④. 相同 ⑤. 阻碍 【解析】 【详解】（1）[1][2]当磁体靠近线圈运动时，穿过线圈的磁感线条数增加，即穿过线圈的磁通量增大；根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反。 （2）[3][4] 当磁体远离线圈运动时，穿过线圈的磁感线条数减少，即穿过线圈的磁通量减小；根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同。 （3）[5] 感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 四、计算题：本题共3小题，共34分。 15. 如图所示，一金属棒垂直两平行水平导轨放置，金属棒与导轨始终良好接触，两导轨的间距为L。已知通过金属棒的电流为I，匀强磁场的磁感应强度大小为B，磁场方向与金属棒垂直、导轨平面的夹角为θ，金属棒保持静止，求金属棒受到的支持力和摩擦力的大小。 【答案】， 【解析】 【详解】对金属棒受力分析如图 根据共点力平衡条件，水平方向 竖直方向 又 解得 16. 如图所示，两根平行光滑金属导轨和放置在水平面内，其间距，磁感应强度的匀强磁场垂直轨道平面向下，两导轨之间连接的电阻，在导轨上有一金属棒，其电阻，金属棒与导轨垂直且接触良好，在棒上施加水平拉力使其以速度向右匀速运动，设金属导轨足够长。求： （1）金属棒产生的感应电动势； （2）通过电阻的电流大小和方向； （3）金属棒、两点间的电势差。 【答案】（1）；（2）由M到P，；（3） 【解析】 【详解】（1）金属棒ab产生的电动势为 解得 （2）根据右手定则，金属棒的电流方向为由b到a，则电阻R的电流方向为由M到P，根据闭合电路欧姆定律 解得 （3）金属棒a、b两点的电压即为路端电压 解得 17. 如图所示，空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，宽度为d，磁感应强度为B，一个带有负电荷的带电粒子，垂直磁场的左边界以速度v射入磁场，穿出磁场时速度方向与原来入射方向的夹角为30°，不粒子的重力，求： （1）带电粒子的比荷； （2）带电粒子穿过磁场区域的时间t。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，如图 由数学知识可知 由洛伦兹力提供向心力得 解得带电粒子的比荷为 （2）带电粒子穿过磁场区域的时间 又，解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$