江苏省无锡市市北高级中学2024-2025学年高二下学期3月阶段检测物理试题

无锡市市北高级中学2024--2025学年第一学期 高二年级物理学科阶段检测卷 命题人： 陆健 审题人：华颖 校对人：陆健 时间： 75分钟 分值：100分 日期：2025.3 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题），全卷满分100分，考试时间75分钟。 第Ⅰ卷（选择题 共40分） 1、 选择题：本大题共10小题，每小题4分，共40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，请把正确答案涂在答题卡上。 1．如图所示为地球周围磁场的分布情况，从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有大量的高能带电粒子。这些高能带电粒子到达地球会对地球上的生命带来危害，但由于地球周围存在地磁场，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对地球上的生命起到保护作用。假设所有的宇宙射线从各个方向垂直地球表面进入地磁场，那么以下说法正确的是(　　) A．地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处都相同 B．由于南、北极磁场最强，因此阻挡作用最强 C．垂直地球赤道地面射来的正粒子向东偏转 D．垂直地球赤道地面射来的负粒子向南偏转 2.云室是借助过饱和水蒸气在离子上凝结来显示带电粒子径迹的装置。云室中加了垂直于纸面向里的磁场，在一张云室中拍摄的照片中a、b、c、d、e是从O点发出的一些正电子或负电子的径迹。关于a、b、c三条径迹判断正确的是(　 　) A．a、b、c都是正电子的径迹 B．c径迹对应的粒子轨迹半径最大 C．a径迹对应的粒子动量最大 D．c径迹对应的粒子运动时间最长 3.螺线管正中间的上方悬挂一个通有顺时针方向电流的小线圈，线圈的平面与螺线管的轴线在同一竖直面内，如图所示。当闭合开关S时(一小段时间内)，从上方俯视，线圈应该(　　) A．顺时针方向转动，同时向左移动 B．逆时针方向转动，同时向右移动 C．顺时针方向转动，同时悬线的拉力减小 D．逆时针方向转动，同时悬线的拉力增大 4.如图，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，正、负电子分别以相同速度沿与x轴成30°角从原点垂直射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比为(　　) A．2∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶15 5.回旋加速器工作原理示意图如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时间可忽略，它们接在电压为U、频率为f的交流电源上。若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速，下列说法正确的是(　　) A．若只增大交流电压U，则质子获得的最大动能增大 B．若只增大交流电压U，则质子达到最大动能所需的加速次数会增加 C．若磁感应强度B增大，交流电频率f必须适当增大才能正常工作 D．不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器也能用于加速α粒子（氦原子核） 6.如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子从圆周上的M点沿直径MON方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为v1，离开磁场时速度方向偏转90°；若射入磁场时的速度大小为v2，离开磁场时速度方向偏转60°。不计重力，则为(　　) A. B. C. D. 7.汽车自动控制刹车系统(ABS)的原理如图所示。铁质齿轮P与车轮同步转动，右端有一个绕有线圈的磁体(极性如图)，M是一个电流检测器。当车轮带动齿轮P转动时，靠近线圈的铁齿被磁化，使通过线圈的磁通量增大，铁齿离开线圈时又使通过线圈的磁通量减小，从而能使线圈中产生感应电流，感应电流经电子装置放大后即实现自动控制刹车。齿轮从图示位置开始转到下一个铁齿正对线圈的过程中，通过M的感应电流的方向(　　) A．总是从左向右的 B．总是从右向左的 C．先从右向左，然后从左向右 D．先从左向右，然后从右向左 8.在竖直平面内存在水平方向的匀强磁场，一质量为m的带电小球由O点静止释放，小球在此后一段时间内的运动轨迹如图中曲线所示，P为曲线的最低点，小球运动到B点时速度为零。若不计空气阻力，则下列说法正确的是(　　) A．小球带负电 B．小球在P点所受洛伦兹力最小 C．B点与O点在同一高度 D．小球到达B点后将沿原路径返回A点 9．CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，CT扫描机可用于对多种病情的探测。图a是某种CT机主要部分的剖面图，其中X射线产生部分的示意图如图b所示。图b中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内有匀强偏转磁场；经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到靶上，产生X射线(如图中带箭头的虚线所示)；将电子束打到靶上的点记为P点。则(　　) A．M处的电势高于N处的电势 B．增大M、N之间的加速电压可使P点左移 C．偏转磁场的方向垂直于纸面向外 D．增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P点左移 10.如图，圆心为O、半径为R的圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场。从圆周上的P点在纸面内沿不同方向射入各种速率的同种粒子，粒子的质量为m、电荷量为＋q(q>0)。其中速率为v0且沿PO方向射入的粒子，经时间t后从A点离开磁场，∠POA＝90°。则(　　) A．磁场方向垂直纸面向里 B．粒子在磁场中运动的周期为2t C．速率为2v0的粒子在磁场中运动的最长时间为t D．从A点离开磁场的速率最小值为v0 第Ⅱ卷(非选择题，共60分) 2、 填空题：本大题共2小题，共15分。请把正确答案填在答题卷横线上。 11．（6分）如图所示的器材可用来研究电磁感应现象并探究影响感应电流方向的因素。 (1)在给出的实物图中，将实验仪器连成完整的实验电路。 (2)在实验过程中，除了查清流入电流计的电流方向与指针偏转方向之间的关系之外，还应查清________的绕制方向。(选填“A”、“B”或“A和B”) 12.（9分）电磁血流量计是运用在心血管手术和有创外科手术的精密监控仪器，可以测量血管内血液的流速。如图所示，某段监测的血管可视为规则的圆柱体模型，其前后两个侧面固定两块竖直正对的金属电极板a、b(未画出，电阻不计)，匀强磁场方向竖直向下，血液中的正负离子随血液一起从左至右水平流动，则a、b电极间存在电势差。 (1)若用电压表监测a、b电极板间的电势差，则与电压表“＋”接线柱相连的是图中________电极板(选填“a”或“b”)。 (2)某次监测中，用电压表测出a、b电极间的电势差U，已知a、b电极板间的距离D，血管内径为d，磁感应强度B，则用上述物理量表示血流量(单位时间流过的血液体积)的表达式为________。 (3)若U＝150 μV，D＝3.0 mm，B＝0.12 T，根据数据可估测出血流速度为________m/s(结果保留两位有效数字)。 3、 计算题：本大题共4小题，共45分。请把正确答案填在答题卷答题框内。 13.（10分）如图所示，M、N为正对平行竖直放置的金属板，现有一个质量m ＝ 4.0 × 10－22kg、电荷量q＝＋2.0×10－16C的带电粒子，从M板的中心O点由静止开始，经电压为U的加速电场后，以速度v＝3.0×104 m/s从N板的中心小圆孔射出，水平进入边长l＝0.5 m的等边三角形ABC区域内，AC边与N板夹角为60o,粒子恰好从C点离开，该区域内存在垂直于纸面的匀强磁场(图中未画出)，不计粒子重力。求： (1)加速电压U的大小； (2)匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向。 14.（10分）如图，距离为d的两平行金属板P、Q之间有一匀强磁场，磁感应强度大小为B1，一束等离子体以一定的速度垂直于磁场喷入板间。相距为L的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B2，导轨平面与水平面夹角为θ，两导轨分别与P、Q相连。质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直导轨放置，恰好静止。重力加速度为g，不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重力。 求(1)金属板Q带何种电荷以及导轨处磁场的方向； (2)等离子体垂直于磁场喷入板间的速度大小。 15.（12分）如图所示，质量为m＝1 kg、电荷量为q＝5×10－2 C的带正电荷的小滑块，从半径为R＝0.4 m的光滑固定绝缘圆弧轨道上由静止自A端滑下。整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中。已知E＝100 V/m，方向水平向右，B＝1 T，方向垂直纸面向里，g＝10 m/s2。求： (1)滑块到达C点时的速度； (2)在C点时滑块所受的洛伦兹力； (3)在C点滑块对轨道的压力。 16.（15分）如图甲所示，竖直平面坐标系xOy内存在正交的匀强电场和匀强磁场，已知电场强度E=2.010-3N/C，方向竖直向上；磁场方向垂直坐标平面，磁感应强度B大小为0.5T，方向随时间按图乙所示规律变化（开始时刻，磁场方向垂直纸面向里）．t=0时刻，有一带正电的微粒以v0=1.0103m/s的速度从坐标原点O沿x轴正向进入场区，恰做匀速圆周运动，g取10m/s2．试求： （1）带电微粒的比荷； （2）带电微粒从开始时刻起经多长时间到达x轴，到达x轴上何处； （3）带电微粒能否返回坐标原点？如果可以，则经多长时间返回原点？ 答案： 1.C 2.B 3.D 4.A 5.C 6.B 7.C 8.C 9.D 10.D 11.(1)如图所示　(2)A和B 12.答案　(1)a　(2)　(3)0.42 解析　(1)在洛伦兹力的作用下，血液中的正离子向a电极板偏转，负离子向b电极板偏转，故a电极板的电势比b电极板高，故与电压表“＋”接线柱相连的是图中a电极板。 (2)当a、b电极间的电势差稳定为U时，正、负离子在电场力和洛伦兹力作用下平衡，有q＝qvB，解得v＝，血流量Q＝vS，S＝，联立解得Q＝。 (3)将数据代入v＝，解得v＝0.42m/s。 13.解析：(1)据动能定理得 qU＝mv2，U＝＝900 V； (2)从A点进入磁场后，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，轨迹半径R可由几何关系求得R＝l＝0.5 m 据牛顿第二定律得Bvq＝m 磁感应强度大小 B＝＝T＝0.12 T 方向由左手定则判断应垂直于纸面向里。 答案：(1)900 V　(2)0.12 T，垂直于纸面向里 14.等离子体垂直于磁场喷入板间时，根据左手定则可知金属板Q带正电荷，金属板P带负电荷，则金属棒ab中电流方向由a端流向b端；金属棒ab在光滑平行导轨上静止，且B2垂直于导轨平面，则金属棒ab所受安培力沿导轨向上，由左手定则可知，导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下。等离子体喷入金属板P、Q间时产生的电动势E满足q＝qB1v，由闭合电路欧姆定律有I＝，则金属棒ab所受安培力大小F＝ILB2＝，对金属棒ab由平衡条件可得F＝mgsinθ，联立解得v＝。 15.以滑块为研究对象，自轨道上A点滑到C点的过程中，受重力mg，方向竖直向下，静电力qE，方向水平向右，洛伦兹力F洛＝qvB，方向始终垂直于速度方向向下，轨道的支持力FN，方向始终指向圆心。 (1)滑块从A运动到C的过程中洛伦兹力和支持力不做功，由动能定理得 mgR－qER＝mv－0 解得vC＝＝2 m/s，方向水平向左。 (2)根据洛伦兹力公式得F洛＝qvCB＝5×10－2×2×1 N＝0.1 N，方向竖直向下。 (3)在C点，由牛顿第二定律得 FN－mg－F洛＝m 解得FN＝mg＋F洛＋m＝20.1 N 由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力为20.1 N，方向竖直向下。 15．(15分)（1）带电微粒在场区做匀速圆周运动， 则电场力与重力平衡，由Eq=mg ……2分 可得 ……2分 （2）微粒做圆周运动时，由 ……2分 可得 R=0.4m ……1分 又         ……1分 微粒先逆时针偏转，再顺时针偏转，后逆时针偏转，到达x轴上P点。 经过时间s ……2分 ……1分 ( P ) （3）微粒能返回坐标原点，如图所示， 则t总=3T=2.410-3πs ……4分 ( 2 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$