山东省济宁市嘉祥县第一中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

1 高二物理试题 一、单项选择题：本题共 8小题，每小题 3分，共 24 分。在每小题给出的四个选 项中，只有一项是符合题目要求的。 1、下列有关安培力和洛伦兹力的说法正确的是（ ） A.判断安培力和洛伦兹力的方向时都用右手定则 B.运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力的作用 C.安培力与洛伦兹力的本质相同,所以安培力和洛伦兹力都不做功 D.一小段通电导体在磁场中某位置受到的安培力为零,但该位置的磁感应强度 不一定为零 2、关于感应电流，下列说法正确的是（ ） A．感应电流的磁场阻止了引起感应电流的磁通量的变化 B．感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化 C．感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D．当导体不垂直切割磁感线运动时，不能用右手定则确定感应电流的方向 3、将一段通电直导线 abc 从中点 b 折成 120°，分别放在图甲、乙所示的匀强磁 场中，导线中电流大小保持不变。图甲中导线所在平面与磁场的磁感线平行，图乙中导 线所在平面与磁场的磁感线垂直，若两图中磁场的磁感应强度大小相等，则甲、乙两图 中导线所受的安培力大小的比值为( ) A. 1 B． 3 32 C. 2 3 D． 2 33 4、如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应 强度为 B 的匀强磁场中。质量为 m、带电荷量为＋Q的小滑块从斜面顶端由静止释放后 沿斜面下滑。在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是( ) A．滑块受到的摩擦力不变 B．滑块到达地面时的动能与磁感应强度 B的大小有关 C．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向上 D．若磁感应强度 B 很大时，滑块可能静止于斜面上 5、如图所示，固定的水平长直导线中通有电流 I，矩形金属线框与导线在竖直平 面内，且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中不与导线碰撞，则关于线框 内感应电流的方向说法正确的是( ) A．先逆时针后顺时针再逆时针 B. 先逆时针后顺时针再逆时针再顺时针 C. 先顺时针后逆时针再顺时针 D. 先顺时针后逆时针再顺时针再逆时针 2 6、质谱仪是分离和检测不同同位素的仪器。如图所示，某质谱仪在容器 A 中有同 一种元素的两种同位素正粒子，它们的初速度几乎为 0，粒子可从容器 A下方的小孔 S1 飘入加速电场，然后经过 S3沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场中，最后第一种同位素 粒子打到照相底片 D 上的 M点，第二种同位素粒子打到照相底片 D上的 N点。不计同位 素粒子的重力。测出 M 点、N 点到 S3的距离分别为 L1、L2，则第一种与第二种同位素粒 子的质量之比为( ) A． 2 1 L L B． 2 1 L L C． 2 2 2 1 L L D． 22 12 L L 7、当导体放在垂直于它的匀强磁场中，电流通过该导体时，在导体的某表面之间 会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。如图所示，一块宽为 a、长为 c、厚为 d 的矩 形金属块，放在磁感应强度大小为 B的匀强磁场中，通入方向向右的电流时，则元件的 ( ) A．前表面的电势比后表面的高 B．上表面的电势比下表面的高 C．此元件的霍尔电压 U 与 d成正比 D．此元件的霍尔电压 U 与电荷移动速度无关 8、如图所示，垂直于纸面向里、磁感应强度为 B 的匀强磁场分布在边长为 L 的正 方形 abcd 区域内，O 点是 cd 边的中点。一个质量为 m、带电量为 q 的正电的粒子仅在 磁场力的作用下，从 O 点沿纸面以与 Od 成 37°角的方向，以不同的速率射入正方形内， 下列说法中正确的是( ) A．所有从 cd 边射出磁场的该带电粒子入射速率都不大于 m qBL 4 B．若该带电粒子的速率为 m qBL 3 ，则它将从 bc 边射出磁场 C．若该带电粒子率为 m qBL 2 ，则它将从 ab边射出磁场 D．若该带电粒子率为 m qBL ，则它将从 ad 边射出磁场 3 二、多项选择题：本题共 5小题，每小题 4分，共 20 分。在每小题给出的四个选 项中，有多项符合题目要求。全部选对的得 4分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 9、如图所示，一条形磁体放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁体垂直的长 直导线，当导线中通以图示方向的电流时( ) A．磁体对桌面的压力减小 B．磁体对桌面的压力增大 C．磁体受到向右的摩擦力作用 D．磁体受到向左的摩擦力作用 10、回旋加速器的示意图如图所示，其核心部分是两个 D形金属盒，分别与高频交 流电源连接，两个 D形金属盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，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，下列说法中正确的是 ( ) A．加速电压越大，粒子最终射出时获得的动能就越大 B．粒子射出时的最大动能与加速电压无关，与 D 形金属盒的半径和磁感应强度 有关 C．粒子第 5次被加速前、后的轨道半径之比为 5 ∶ 6 D．若增大加速电压，粒子在金属盒间的加速次数将减少，在回旋加速器中运动 的时间将减小 11、如图甲所示，闭合矩形导线框 abcd 固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框 所在平面垂直，磁感应强度 B 随时间 t 变化的规律如图乙所示。规定垂直纸面向外为磁 场的正方向，顺时针为线框中感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向。关于线 框中的感应电流i、ad边所受的安培力F随时间t变化的图像，下列选项正确的是( ) 4 12、如图所示，在半径为 R 的圆形区域内，有匀强磁场，磁感应强度为 B，方向垂 直于圆平面(未画出)。一群比荷为 m q 的负离子以相同速率 v0由 P 点在纸平面内向不同 方向射入磁场中发生偏转后，又飞出磁场，则下列说法中正确的是(不计重力)( ) A．离子在磁场中运动半径一定相等 B．离子飞出磁场时的动能一定相等 C．沿 PQ 方向射入的离子飞出时偏转角最大 D．由 Q 点飞出的离子在磁场中运动的时间最长 13、如图所示，一足够长水平放置的粗糙细杆上，套有一个质量为 m、电荷量为+q 的圆 环，细杆处在磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，现给圆环一个向 右的初速度 v0，重力加速度为 g，则此后圆环克服摩擦力做的功可能为（ ） A．0 B． C． D． 三、非选择题：本题共 5小题，共 56 分。 14、（8 分，每空 2 分)甲、乙、丙三位同学分别利用如图所示的装置进行电磁感 应现象的探究。 图 1 图 2 图 3 图 4 (1)如图 1，甲同学在闭合开关时发现电流计指针向左偏转，下列操作中也能使指 针向左偏转的有________。 A．断开开关 B．开关闭合时将 A线圈从 B 线圈中拔出 C．开关闭合时，将滑动变阻器滑片向左滑动 (2)如图 2所示，乙同学在研究电磁感应现象时，将一线圈两端与电流传感器相连， 强磁铁从长玻璃管上端由静止下落，电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流随时 2 02 1 mv 222 23 Bq gm          22 222 02 1 Bq gmvm 5 间变化的图像，如图 3所示，t2时刻电流为 0。下列说法正确的是（ ） A．在 t2时刻，穿过线圈的磁通量为 0 B．在 t2到 t3时间内，强磁铁的加速度小于重力加速度 C．强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力先向上后向下 D．在 t1到 t3的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加 (3)丙同学设计了如图 4所示的实验装置，其中 R 为光敏电阻（光照越强阻值越小）， 轻质金属环 A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A 线圈平面与螺线管线圈平面平行）， 并位于螺线管左侧。当光照增强时，从左向右看，金属环 A中电流方向为 时针 （填“顺”或“逆”），A 将会向 （填“左”或“右”）运动。 15、（9 分)如图所示，两平行金属导轨间的距离 L＝1 m，金属导轨所在的平面与水 平面夹角θ＝30°，在导轨所在平面内分布着磁感应强度 B＝5 T、方向垂直于导轨所 在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势 E＝3 V，内阻 r＝0.5 Ω的直流电源。 现把一个质量 m＝0.4 kg 的导体棒 ab 放在金属导轨上，导体棒恰好静止，导体棒与金 属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻 R0＝2.5 Ω，金属导轨 电阻不计，g取 10 m/s 2 ，求： (1)导体棒受到的安培力大小； (2)导体棒受到的摩擦力的大小和方向。 16、（10 分)如图所示,边长为 L 的正六边形 abedef 区域内有垂直纸面向外的匀强 磁场,磁感应强度大小为 B。两个质量均为 m、电荷量均为 q的带电粒子 1 和 2 以不同速 度从a点沿d方向射入磁场区域,粒子1恰好从b点离开磁场,粒子2恰好从c点开磁场, 不计粒子重力。求: (1)粒子 1进入磁场时的速度大小 v; (2)粒子 2在磁场区域内运动的时间 t 6 17、（12 分)如图所示，MN、PQ 是两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨，导 轨间距为 d=0.5m，导轨所在平面与水平面成θ=30 O 角，M、P间接阻值为 R = 4Ω的电阻。 匀强磁场的方向与导轨所在平面垂直，磁感应强度大小为 B= 2T。质量为 m =2kg、阻值 为 r= 1Ω、长度为 0.5m 的金属棒放在两导轨上，在平行于导轨的拉力作用下，以速度 v=5m/s 匀速向上运动。已知金属棒与导轨始终垂直并且保持良好接触，重力加速度为 g=10m/s 2 。求： (1)金属棒产生的感应电动势 E； (2)通过电阻 R的电流 I； (3)拉力 F的大小。 18、（17 分)如图所示，在矩形区域 ABCD 内存在竖直向上的匀强电场，在 BC 右侧Ⅰ、 Ⅱ两区域存在匀强磁场，L1、L2、L3是磁场的边界(BC 与 L1重合)，宽度相同，方向如图 所示，区域Ⅰ的磁感应强度大小为 B1。一电荷量为＋q、质量为 m 的粒子(重力不计)从 AD 边中点以初速度 v0沿水平向右方向进入电场，粒子恰好从 B 点进入磁场，经区域Ⅰ 后又恰好从与 B 点同一水平高度处进入区域Ⅱ。已知 AB 长度是 BC 长度的 3 4 倍。已知 sin 37°＝ 0.6，sin 53°＝0.8 (1)求带电粒子到达 B 点时的速度大小； (2)求区域Ⅰ磁场的宽度 L； (3)要使带电粒子在整个磁场中运动的时间最长，求区域Ⅱ的磁感应强度 B2的最小 值。 高二物理试题参考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 D C C B A C A B BD BD BC AD ABD 14、（1）C （2） B （3） 逆 左 15、解析：(1)根据闭合电路的欧姆定律，有 I＝ E R0＋r ＝1 A …………2分 导体棒受到的安培力：F 安＝ILB＝1×1×5 N＝5 N …………2分 (2)导体棒受力分析如图所示，将重力正交分解得 mgsin 30°＝2 N＜F 安 ……………1 分 根据平衡条件：mgsin 30°＋Ff＝F 安 …………2 分 代入数据解得：Ff＝3 N ……………1分 摩擦力的方向沿导轨平面向下。 ……………1分 16、解析：(1)设粒子在磁场中做圆周运动的半径为 R，由几何知识有 2Rcos 30°＝ L，即 R＝ L 3 3 …………2分 由洛伦兹力提供向心力有 qvB＝m v 2 R …………2分 解得 v＝ m3 3qBL ……………1 分 (2)粒子在磁场中的运动周期 T＝ 2πR v ＝ 2πm qB ……………1分 设粒子由 a运动到 b 的时间为 t，由几何关系可得 ab 弧所对的圆心角为θ＝60° …………2分 则 t＝ θ 360° T ……………1分 解得 t＝ πm 3qB ……………1 分 17、解析：(1)根据法拉第电磁感应定律得 E＝Bdv=5V …………3分 （2）根据闭合电路欧姆定律得 I＝ E R＋r ＝ Bdv R＋r =1A …………3 分 (3) 导体棒的受力情况如图所示， 根据牛顿第二定律有 F－F 安－mgsinθ＝0 …………2 分 又因为 F 安＝BId＝ B 2 d 2 v R＋r …………2分 所以 F＝mgsinθ＋ B 2 d 2 v R＋r =11N …………2分 18、解析(1)设带电粒子进入磁场时的速度大小为 v，与水平方向成θ角，粒子在匀强 电场中做类平抛运动，由类平抛运动的速度方向与位移方向的关系有： AB = v0t ………………………………1分 2 1 BC = 2 1 at 2 ……………………………1分 vy= at ……………………………1 分 4 3tan 0  v vy ， ……………………………1分 则θ＝37° ……………………………1分 根据速度关系有：v＝ 4 5 cos 00 vv   ……………………………1 分 (2)设带电粒子在区域Ⅰ中的轨道半径为 r1， 轨迹如图甲所示： 由牛顿第二定律得：qvB1＝m v 2 r1 …………2分 由几何关系得：L＝2r1sinθ …………2 分 解得 L＝ 12 03 qB mv …………2 分 (3)当带电粒子不从区域Ⅱ右边界离开磁场时，在磁场中运动的时间最长。设区域 Ⅱ中最小磁感应强度为 B2m，此时粒子恰好不从区域Ⅱ右边界离开磁场，对应的轨迹半 径为 r2，轨迹如图乙所示： 同理得：qvB2m＝m v 2 r2 …………2 分 根据几何关系有：L＝r2(1＋sinθ) …………2分 解得 B2m＝ 3 B4 1 …………1分