精品解析：山东省临沂第一中学2024-2025学年高二下学期月考物理试卷

临沂一中校本部2023级阶段性检测 物理 一、单选题（1-8题只有一个正确选项，每题3份，共24分） 1. 电磁感应在我们的生活中应用非常广泛，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，家用电磁炉是由恒定磁场产生了锅体中的涡流 B. 乙图中，U形磁铁可使转动的铝盘因电磁阻尼迅速停下 C. 丙图中，摇动与磁铁相连的手柄时线圈与磁铁转速相同 D. 丁图中，金属探测器用恒定电流探测地下是否有金属 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲图中，家用电磁炉是由周期变化的磁场，使穿过锅体的磁通量发生变化，锅体中产生了涡流，故A错误； B．乙图中，U形磁铁可以在高速转动的铝盘中产生感应涡电流，感应涡电流对铝盘与磁铁间的相对运动有阻碍作用能使铝盘迅速停下来，故B正确； C．丙图中，摇动与磁铁相连的手柄时，导致线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电流，出现安培力，线圈将与磁铁同向转动，但线圈的转速小于磁铁的转速，故C错误； D．丁图中，金属探测器用变化电流探测地下是否有金属，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，边长为l的正方形abcd区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，某时刻一带正电粒子从a点沿着ab方向以速度v进入磁场中，粒子恰好由cd边的中点射出磁场，已知粒子的质量为m，电荷量为q，不计粒子重力，则匀强磁场的磁感应强度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】令粒子运动轨道半径为r，由几何关系有 解得 根据洛伦兹力提供向心力，则有 解得 故选A。 3. 如图所示，在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，长为的金属杆在平行金属导轨上以速度向右匀速滑动。金属导轨电阻不计，金属杆与导轨的夹角为，电阻为，间电阻为，、两点间电势差为，、两点电势分别为、，则下列正确的是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】B 【解析】 【详解】根据右手定则可知M点电势高于N点，即 感应电动势 可得MN间的电势差 故选B。 4. 如图所示，质量为的带电绝缘小球（可视为质点）用长为的绝缘细线悬挂于点，在悬点下方有匀强磁场。现把小球拉离平衡位置后从点由静止释放，则下列说法中正确的是（　　） A. 小球从至和从至到达点时，速度大小不相等 B. 小球从至和从至到达点时，细线的拉力不相等 C. 小球从至和从至到达点时，加速度不相同 D. 小球从至和从至过程中，运动时间不一样 【答案】B 【解析】 【详解】A．小球进入磁场后受到洛伦兹力作用，方向与速度方向垂直，洛伦兹力对小球不做功，只有重力做功机械能守恒，所以小球从A至C和从D至C到达C点时，速度大小相等，故A错误； B．受力分析可得到达C点时绳子的拉力、小球的重力和洛伦兹力的合力提供向心力，由于从A至C和从D至C时小球在磁场中的速度方向不同，可知受到的洛伦兹力方向不同，所以此时细线的拉力大小不同，B正确； C．到达C点时加速度为 方向都由C指向O，可得加速度相同；故C错误； D小球从A至C和从D至C过程中，任一时刻减少的重力势能都转化为动能，可得运动快慢一样，即小球从至和从至过程中运动时间一样，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，接入回路的电阻为R，随轴以角速度ω顺时针匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 微粒带负电 B. 回路中的电动势为 C. 电容器的电荷量为 D. R两端电压为 【答案】C 【解析】 【详解】A．金属棒转动过程中，根据右手定则可知，电容器上极板与负极相连，下极板与电源正极相连，所以粒子受到向上的电场力与场强方向相同，粒子带正电，故A错误； B回路中的电动势为 故B错误； D．R两端电压为，则 故D错误； C．电容器的电荷量为 故C正确。 故选C。 6. 某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为；B为速度选择器，磁场与电场正交（磁场方向未画出），磁感应强度为，两板间距离为d；C为偏转分离器，磁感应强度为。现有一质量为m、电荷量为的粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能沿直线通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动，最后打到照相底片D上，下列说法正确的是（ ） A. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 B. 粒子经加速器加速后的速度大小为 C. 速度选择器两板间电压为 D. 粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知电粒子进入偏转分离器时受到的洛伦兹力向右，根据左手定则可知，磁场垂直纸面向里，故A错误； B．粒子经过加速电场过程，根据动能定理可得 解得粒子进入速度选择器的速度为 故B错误； C．粒子在速度选择器运动过程，根据受力平衡可得 解得速度选择器两板间电压为 故C错误； D．粒子在分离器中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力可得 解得 故D正确。 故选D。 7. 如图所示，水平放置的固定平行金属导轨上有一质量为m的金属棒ab，导轨的一端连接电阻R，其他电阻均不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向下，金属棒ab在一水平恒力F作用下由静止开始向右加速运动。在某段时间内，水平力F做功为，金属棒克服安培力做功为，电阻R中产生的焦耳热为Q，金属棒克服摩擦力做功为，金属棒动能变化为，则（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据动能定理可知 可得 根据功能关系 故选B。 8. 如图所示，在等腰直角三角形区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度为的匀强磁场，为边的中点，在处有一粒子源，可沿纸面内不同方向、以相同的速率不断向磁场中释放相同的带正电的粒子。已知粒子的质量为，电荷量为，直角边长为，不计重力和粒子间的相互作用力。则从边射出的粒子中，在磁场中运动的最短时间为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据 代入速度得 如图 Od与ac垂直，有几何关系可知，Od长为L，即最短弦长，对应最短时间，圆心角为，则最短时间为 又 得 故选A。 二、多选题（9-12题，每题有两个或者两个以上正确答案，每题4分，漏选得2分，错选不得分，共16分） 9. 如图所示，A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线圈，其直流电阻（不能忽略）比灯泡电阻小，电池内阻不计，闭合电键，稳定后闭合电键，下列说法正确的是（　　） A. 闭合瞬间，灯泡B和灯泡A立即发光 B. 闭合稳定后，灯泡A熄灭 C. 闭合稳定后，灯泡C的亮度变暗 D. 闭合稳定后，断开瞬间，灯泡A闪亮一下再熄灭 【答案】AD 【解析】 【详解】A．闭合瞬间，线圈产生自感电动势，阻碍电流增大，由于L是一个自感系数较大的线圈，线圈处可认为断路，灯泡B和灯泡A串联，立即发光，故A正确； B．闭合稳定后，由于线圈的直流电阻不能忽略，所以灯泡A与线圈并联，灯泡A不会熄灭，故B错误； C．闭合前后，灯泡C两端的电压等于电源两端的电压，不变，所以灯泡C亮度不变，故C错误； D．闭合稳定后，线圈与灯泡A并联，通过线圈的电流比灯泡A的电流大；断开瞬间，线圈与灯泡A构成回路，线圈充当电源给灯泡A供电，刚开始通过灯泡A的电流比原来大，然后逐渐减小，所以灯泡A闪亮一下再熄灭，故D正确。 故选AD。 10. 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。规定垂直纸面向里为磁场的正方向，abcda方向为导线框中感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向，关于导线框中的电流i与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（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由B-t图象可知，0-1s内，线圈中向里的磁通量增大，由楞次定律可知，电路中电流方向为逆时针，即电流为负方向，1-2s内，线圈中向里的磁通量减小，由楞次定律可知，电路中电流方向为顺时针方向，即电流为正方向，2-3s内，磁通量不变，没有感应电流，3-4s内，线圈中向外的磁通量减小，由楞次定律可知，电路中电流方向为逆时针方向，即电流为负方向，根据法拉第电磁感应定律 由于磁感应强度发生变化时是均匀变化，且变化率大小相等，故产生的感应电流保持不变且大小相等，A错误，B正确； CD．0-1s内，电路中电流方向为逆时针，根据左手定则可知，ad棒受到的安培力的方向向右，为正值，1-2s内，电流为顺时针，ad棒受到的安培力的方向向左，为负值，2-3s内，没有感应电流，不受安培力，3-4s内，电路中电流方向为逆时针，根据左手定则可知，ad棒受到的安培力的方向向左，为负值，根据安培力的公式F=BIL可知，安培力的大小与磁感应强度成正比，C错误，D正确。 故选BD。 11. 如图所示为光滑绝缘水平面上的圆形区域，在没有磁场的情况下，一带电小球以某一初速度沿圆形区域的直径方向入射，穿过此区域的时间为t；在该区域内加垂直纸面向外的磁感应强度大小为B的匀强磁场，带电小球仍以相同的初速度沿圆形区域的直径方向入射，离开圆形区域时速度方向向下偏转了60°，则（　　） A. 小球带负电 B. 小球的比荷为 C. 在不增加其他条件的情况下，可以求出带电小球在磁场中运动的半径和速度 D. 小球在磁场中做圆周运动的时间为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知小球带正电，故A错误； B．无磁场时小球沿直径方向做匀速直线运动，有 有磁场时小球做圆周运动，由几何关系有 由洛伦兹力提供向心力有 联立解得小球的比荷为 故B正确； C．因磁场区域半径未知，故不能求小球在磁场中运动的半径和速度，故C错误； D．小球在磁场中做圆周运动的周期为 因为小球在磁场中运动的速度偏转角为，则运动轨迹所对应的圆心角为，故 故D正确。 故选BD。 12. 如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，边界为MN和PQ，磁场方向垂直水平面向下。质量为m、边长为L的正方形导线框静止在水平面上，AB边和磁场边界平行。现给导线框一向右的初速度，导线框在水平面上穿过有界磁场，完全穿出有界磁场时的速度为，有界磁场的宽度d大于正方形线框的边长L。下列说法正确的是（ ） A. 线框进入磁场过程中，感应电流的方向为ADCBA B. 线框穿出磁场过程中，通过线框横截面的电荷量为 C. 线框完全进入磁场时的速度为 D. 线框进入磁场和穿出磁场过程中，产生的焦耳热之比5：3 【答案】ACD 【解析】 【详解】A. 根据右手定则可知，线框进入磁场过程中，感应电流的方向为ADCBA，选项A正确； BC. 线圈进入磁场过程，根据动量定理 线框穿出磁场过程中，根据动量定理 其中 解得 选项B错误，C正确； D. 线框进入磁场和穿出磁场过程中，产生的焦耳热之比 选项D正确。 故选ACD。 三、实验题（共计14分） 13. 学校兴趣小组的同学在学习了磁场的知识后设计了一个利用天平测定磁感应强度的实验方案，设计的原理图如图所示，天平的左臂下面挂一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面，天平左右悬点关于支点对称，当地重力加速度为g，实验步骤如下： （1）未通电流时，在天平右盘内放入质量为m1的砝码，使天平平衡； （2）当给线圈通以顺时针方向大小为I的电流（如图所示）时，发现需要在砝码盘中再加入质量为m2的砝码，天平才重新平衡，则磁场方向垂直于纸面______（选填“向里”或“向外”），用所测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小为B=______。 （3）只改变线圈通入电流I的大小，砝码盘中放入砝码使天平平衡，读出砝码盘中砝码的总质量m，比较磁场力与电流大小的关系。 （4）小组同学得出多组m、I数据后，作出了m—I图像，该图像是一条直线，斜率为k，则匀强磁场磁感应强度的大小为______（用g、k、L、N表示）。 【答案】 ①. 向里 ②. ③. 【解析】 【详解】（2）[1]当给线圈通以顺时针方向流动大小为I的电流（如图所示）时，需在天平右盘中再加入质量为m2的砝码，天平才能重新平衡。可知线圈受到的安培力向下，根据左手定则可知，磁场方向垂直于纸面向里。 [2]根据左右两边的平衡条件可知 解得 （4）根据平衡条件整理可得 则图像的斜率为 解得 14. 某同学探究“影响感应电流方向的因素”，实验如下。 （1）首先按图1所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转；再按图2所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。进行上述实验最主要的目的是 。（选填选项前的字母） A. 检查各仪器及导线是否完好 B. 检查电流计量程是否合适 C. 检查电流计测量电路的电流是否准确 D. 推断电流从不同接线柱流入时电流计指针偏转方向 （2）接下来用如图3所示的装置做实验，按实验要求在答题卡上补充连接电路____________。 （3）连接好实验电路后，闭合开关的瞬间，发现电流计指针向右偏转。当电流计指针回到原位置后，将滑动变阻器的滑动触头快速向左滑动，则会观察到电流计指针向____________偏转。 （4）把A线圈从同样高度插到B线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下流过B线圈的电荷量分别为q1和q2，则q1____________q2（选填“>”、“=”或“<”）。 【答案】（1）D （2） （3）左 （4）= 【解析】 【小问1详解】 进行上述实验最主要的目的是推断电流从不同接线柱流入时电流计指针偏转方向，故选D。 【小问2详解】 电路连线如图 【小问3详解】 连接好实验电路后，闭合开关的瞬间，发现电流计指针向右偏转，说明当磁通量增加时指针右偏。当电流计指针回到原位置后，将滑动变阻器的滑动触头快速向左滑动，则滑动变阻器的阻值变大，回路电流减小，穿过线圈的磁通量减小，则会观察到电流计指针向左偏转。 【小问4详解】 把A线圈从同样高度插到B线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，根据 两情况下磁通量的变化量相等，则流过B线圈的电荷量 q1=q2 四、计算题 15. 如图所示，在xOy平面的第一象限内存在磁感应强度方向垂直纸面向外、大小为B的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从y轴上的M点射入磁场，速度方向与y轴正方向的夹角。粒子经过磁场偏转后在x轴上的N点（图中未画出）垂直于x轴射出磁场，已知M点到原点O的距离为d，不计粒子的重力。求： （1）粒子的速度大小； （2）带电粒子在第一象限内运动的时间t。 【答案】（1） （2） 【解析】 【详解】（1）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，根据几何关系有 根据洛伦兹力提供向心力有 解得 （2）粒子在第一象限内通过的弧长 带电粒子在第一象限内运动的时间 解得 16. 如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀变化。正方形硬质单匝金属框abcd放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻，边长。求： （1）在到时间内，金属框中的感应电动势E； （2）时，金属框ab边受到的安培力F； （3）在到时间内，金属框中通过某一横截面的电荷量q。 【答案】（1）0.08V；（2）0.016N，方向垂直于ab向左；（3）0.08C 【解析】 【详解】（1）根据题意，由法拉第电磁感应定律可得，金属框中的感应电动势 （2）设金属框中的电流为I，由闭合电路欧姆定律，有 由图可知，时，磁感应强度为 金属框ab边受到的安培力 由左手定则可知，方向垂直于ab向左。 （3）在到时间内，金属框中电流的电荷量 17. 如图所示，坐标系的第三象限有一对正交的匀强电场和匀强磁场，磁场的磁感应强度为，方向垂直纸面向里，电场强度。第二象限内有一边界与x轴负方向的夹角为45°，该边界线的左边为垂直纸面向外的匀强磁场，边界线的右边有方向水平向左的匀强电场。一个比荷的带正电的粒子从M点以射入板间，沿中线做直线运动，穿出后从x轴上的N点垂直x轴射入磁场区，随后第一次沿水平方向进入电场，之后多次穿越边界线，不计粒子重力，求： （1）磁感应强度的大小； （2）间的距离L； （3）粒子第四次到达分界线时离x轴的距离。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子在复合场中沿中线做直线运动，表明粒子做匀速直线运动，则根据平衡条件有 解得 （2）粒子进入后做匀速圆周运动，由于随后第一次沿水平方向进入电场，根据几何关系有 根据洛伦兹力提供向心力有 其中 解得 （3）根据上述第三次到达分界线距离O距离 之后做类平抛运动，根据几何关系，水平与竖直分位移大小相等，则有 解得 粒子第四次到达分界线时离x轴的距离 解得 18. 如图所示，半径为L的光滑圆形金属轨道固定放置在绝缘水平面上，圆心O处固定一竖直细导体轴。间距为L、与水平面成角的足够长平行光滑倾斜导轨通过导线分别与圆形轨道及导体轴相连。倾斜导轨和圆形金属轨道分别处在与各自所在平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小均为B。长度为L的细导体棒OA在水平面内绕O点沿逆时针方向以角速度匀速转动时，水平放置在导轨上的导体棒CD恰好静止。已知CD棒在导轨间的电阻值为R，电路中其余部分的电阻均不计，CD棒始终与导轨垂直，各部分始终接触良好，不计空气阻力，重力加速度大小为g。 （1）求CD棒的质量m； （2）锁定OA棒，CD棒静止释放，求CD棒运动的最大速度； （3）导体棒OA在水平面内绕O点沿逆时针方向以角速度匀速转动，CD棒静止释放，CD棒从静止释放到达到最大速度所经历的时间为t，求这段时间内导体棒CD前进的距离x。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意可知，细导体棒OA在水平面内绕O点沿逆时针方向以角速度匀速转动时，感应电动势为 回路中感应电流为 对CD棒受力分析，由平衡条件有 解得 （2）锁定OA棒，CD棒静止释放，最终匀速运动，则有 又有 ， 联立解得 （3）设CD棒速度为时，经过一小段时间，速度变化量为，对棒由动量定理有 又有 ， 从静止释放到速度达到最大的过程，有 最终匀速运动，则有 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 临沂一中校本部2023级阶段性检测 物理 一、单选题（1-8题只有一个正确选项，每题3份，共24分） 1. 电磁感应在我们的生活中应用非常广泛，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，家用电磁炉是由恒定磁场产生了锅体中的涡流 B. 乙图中，U形磁铁可使转动的铝盘因电磁阻尼迅速停下 C. 丙图中，摇动与磁铁相连的手柄时线圈与磁铁转速相同 D. 丁图中，金属探测器用恒定电流探测地下是否有金属 2. 如图所示，边长为l的正方形abcd区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，某时刻一带正电粒子从a点沿着ab方向以速度v进入磁场中，粒子恰好由cd边的中点射出磁场，已知粒子的质量为m，电荷量为q，不计粒子重力，则匀强磁场的磁感应强度大小为（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，长为的金属杆在平行金属导轨上以速度向右匀速滑动。金属导轨电阻不计，金属杆与导轨的夹角为，电阻为，间电阻为，、两点间电势差为，、两点电势分别为、，则下列正确的是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 4. 如图所示，质量为的带电绝缘小球（可视为质点）用长为的绝缘细线悬挂于点，在悬点下方有匀强磁场。现把小球拉离平衡位置后从点由静止释放，则下列说法中正确的是（　　） A. 小球从至和从至到达点时，速度大小不相等 B. 小球从至和从至到达点时，细线的拉力不相等 C. 小球从至和从至到达点时，加速度不相同 D. 小球从至和从至过程中，运动时间不一样 5. 如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，接入回路的电阻为R，随轴以角速度ω顺时针匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 微粒带负电 B. 回路中的电动势为 C. 电容器的电荷量为 D. R两端电压为 6. 某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为；B为速度选择器，磁场与电场正交（磁场方向未画出），磁感应强度为，两板间距离为d；C为偏转分离器，磁感应强度为。现有一质量为m、电荷量为的粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能沿直线通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动，最后打到照相底片D上，下列说法正确的是（ ） A. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 B. 粒子经加速器加速后的速度大小为 C. 速度选择器两板间电压为 D. 粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为 7. 如图所示，水平放置的固定平行金属导轨上有一质量为m的金属棒ab，导轨的一端连接电阻R，其他电阻均不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向下，金属棒ab在一水平恒力F作用下由静止开始向右加速运动。在某段时间内，水平力F做功为，金属棒克服安培力做功为，电阻R中产生的焦耳热为Q，金属棒克服摩擦力做功为，金属棒动能变化为，则（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，在等腰直角三角形区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度为的匀强磁场，为边的中点，在处有一粒子源，可沿纸面内不同方向、以相同的速率不断向磁场中释放相同的带正电的粒子。已知粒子的质量为，电荷量为，直角边长为，不计重力和粒子间的相互作用力。则从边射出的粒子中，在磁场中运动的最短时间为（　　） A. B. C. D. 二、多选题（9-12题，每题有两个或者两个以上正确答案，每题4分，漏选得2分，错选不得分，共16分） 9. 如图所示，A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线圈，其直流电阻（不能忽略）比灯泡电阻小，电池内阻不计，闭合电键，稳定后闭合电键，下列说法正确的是（　　） A. 闭合瞬间，灯泡B和灯泡A立即发光 B. 闭合稳定后，灯泡A熄灭 C. 闭合稳定后，灯泡C的亮度变暗 D. 闭合稳定后，断开瞬间，灯泡A闪亮一下再熄灭 10. 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。规定垂直纸面向里为磁场的正方向，abcda方向为导线框中感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向，关于导线框中的电流i与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（　　） A. B. C. D. 11. 如图所示为光滑绝缘水平面上的圆形区域，在没有磁场的情况下，一带电小球以某一初速度沿圆形区域的直径方向入射，穿过此区域的时间为t；在该区域内加垂直纸面向外的磁感应强度大小为B的匀强磁场，带电小球仍以相同的初速度沿圆形区域的直径方向入射，离开圆形区域时速度方向向下偏转了60°，则（　　） A. 小球带负电 B. 小球的比荷为 C. 在不增加其他条件的情况下，可以求出带电小球在磁场中运动的半径和速度 D. 小球在磁场中做圆周运动的时间为 12. 如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，边界为MN和PQ，磁场方向垂直水平面向下。质量为m、边长为L的正方形导线框静止在水平面上，AB边和磁场边界平行。现给导线框一向右的初速度，导线框在水平面上穿过有界磁场，完全穿出有界磁场时的速度为，有界磁场的宽度d大于正方形线框的边长L。下列说法正确的是（ ） A. 线框进入磁场过程中，感应电流的方向为ADCBA B. 线框穿出磁场过程中，通过线框横截面的电荷量为 C. 线框完全进入磁场时的速度为 D. 线框进入磁场和穿出磁场过程中，产生的焦耳热之比5：3 三、实验题（共计14分） 13. 学校兴趣小组的同学在学习了磁场的知识后设计了一个利用天平测定磁感应强度的实验方案，设计的原理图如图所示，天平的左臂下面挂一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面，天平左右悬点关于支点对称，当地重力加速度为g，实验步骤如下： （1）未通电流时，在天平右盘内放入质量为m1的砝码，使天平平衡； （2）当给线圈通以顺时针方向大小为I的电流（如图所示）时，发现需要在砝码盘中再加入质量为m2的砝码，天平才重新平衡，则磁场方向垂直于纸面______（选填“向里”或“向外”），用所测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小为B=______。 （3）只改变线圈通入电流I的大小，砝码盘中放入砝码使天平平衡，读出砝码盘中砝码的总质量m，比较磁场力与电流大小的关系。 （4）小组同学得出多组m、I数据后，作出了m—I图像，该图像是一条直线，斜率为k，则匀强磁场磁感应强度的大小为______（用g、k、L、N表示）。 14. 某同学探究“影响感应电流方向的因素”，实验如下。 （1）首先按图1所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转；再按图2所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。进行上述实验最主要的目的是 。（选填选项前的字母） A. 检查各仪器及导线是否完好 B. 检查电流计量程是否合适 C. 检查电流计测量电路的电流是否准确 D. 推断电流从不同接线柱流入时电流计指针偏转方向 （2）接下来用如图3所示的装置做实验，按实验要求在答题卡上补充连接电路____________。 （3）连接好实验电路后，闭合开关的瞬间，发现电流计指针向右偏转。当电流计指针回到原位置后，将滑动变阻器的滑动触头快速向左滑动，则会观察到电流计指针向____________偏转。 （4）把A线圈从同样高度插到B线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下流过B线圈的电荷量分别为q1和q2，则q1____________q2（选填“>”、“=”或“<”）。 四、计算题 15. 如图所示，在xOy平面的第一象限内存在磁感应强度方向垂直纸面向外、大小为B的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从y轴上的M点射入磁场，速度方向与y轴正方向的夹角。粒子经过磁场偏转后在x轴上的N点（图中未画出）垂直于x轴射出磁场，已知M点到原点O的距离为d，不计粒子的重力。求： （1）粒子的速度大小； （2）带电粒子在第一象限内运动的时间t。 16. 如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀变化。正方形硬质单匝金属框abcd放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻，边长。求： （1）在到时间内，金属框中的感应电动势E； （2）时，金属框ab边受到的安培力F； （3）在到时间内，金属框中通过某一横截面的电荷量q。 17. 如图所示，坐标系的第三象限有一对正交的匀强电场和匀强磁场，磁场的磁感应强度为，方向垂直纸面向里，电场强度。第二象限内有一边界与x轴负方向的夹角为45°，该边界线的左边为垂直纸面向外的匀强磁场，边界线的右边有方向水平向左的匀强电场。一个比荷的带正电的粒子从M点以射入板间，沿中线做直线运动，穿出后从x轴上的N点垂直x轴射入磁场区，随后第一次沿水平方向进入电场，之后多次穿越边界线，不计粒子重力，求： （1）磁感应强度的大小； （2）间的距离L； （3）粒子第四次到达分界线时离x轴的距离。 18. 如图所示，半径为L的光滑圆形金属轨道固定放置在绝缘水平面上，圆心O处固定一竖直细导体轴。间距为L、与水平面成角的足够长平行光滑倾斜导轨通过导线分别与圆形轨道及导体轴相连。倾斜导轨和圆形金属轨道分别处在与各自所在平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小均为B。长度为L的细导体棒OA在水平面内绕O点沿逆时针方向以角速度匀速转动时，水平放置在导轨上的导体棒CD恰好静止。已知CD棒在导轨间的电阻值为R，电路中其余部分的电阻均不计，CD棒始终与导轨垂直，各部分始终接触良好，不计空气阻力，重力加速度大小为g。 （1）求CD棒的质量m； （2）锁定OA棒，CD棒静止释放，求CD棒运动的最大速度； （3）导体棒OA在水平面内绕O点沿逆时针方向以角速度匀速转动，CD棒静止释放，CD棒从静止释放到达到最大速度所经历的时间为t，求这段时间内导体棒CD前进的距离x。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $