精品解析：江苏省苏州市吴江高级中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

吴江高级中学2024-2025学年度第二学期第一次阶段性测试 高二年级物理学科试卷 一、单选题（每题4分，共44分） 1. 以下说法正确的是（　　） A. 用安培定则判断电流产生的磁场时，四指方向一定是电流方向 B. 用左手定则判断电流所受安培力方向时，四指方向一定电流方向 C. 用安培定则判断电流产生的磁场时，大拇指方向一定是电流方向 D. 用左手定则判断电流所受安培力方向时，大拇指方向一定是电流方向 2. 如图所示，一水平导线通以电流I，导线正下方有一电子，初速度方向与电流垂直，关于电子的运动情况，下列说法正确的是（　　） A. 沿路径b运动，电子距离导线越近运动半径越小 B. 沿路径b运动，电子距离导线越近运动半径越大 C. 沿路径a运动，电子距离导线越近运动半径越小 D. 沿路径a运动，电子距离导线越近运动半径越大 3. 如图所示，水平桌面上放一根条形磁铁，磁铁正中央上方吊着跟磁铁垂直的导线，当导线中通入指向纸内的电流时(　　) A. 悬线上的拉力将变大 B. 悬线上的拉力将不变 C. 磁铁对水平桌面的压力将变大 D. 磁铁对水平桌面的压力将不变 4. 如图甲所示，一段长为L的直导线放在匀强磁场中，导线与磁感线的夹角为30°，直导线中通入大小为的恒定电流，直导线受到的安培力大小为F；若将直导线由中点处弯折成60°角，通的电流大小不变，将此弯折导线再放入该磁场中如图乙所示，则弯折导线受到的安培力大小为（　　） A. B. C. F D. 5. 图甲为磁电式电流表的结构图，极靴和铁质圆柱间的磁场分布如图乙所示，磁感应强度大小只与到转轴的距离有关。测量某恒定电流时，线圈a、b两边的电流方向如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 线圈将逆时针转动 B. 线圈转动过程中，a边所受安培力方向不变 C. 线圈转动过程中，a边所受安培力大小不变 D. 线圈转动过程中，a边与b边所受安培力方向始终相同 6. 如图所示，两个线圈a、b的半径分别为r和2r，匝数分别为N1和N2，圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为（　　） A. N1：N2 B. N1：4N2 C. 1：2 D. 1：1 7. 如图所示，长直导线中通有恒定电流I，闭合矩形导线框的边平行于直导线，且与直导线在同一平面内。导线框沿与导线垂直的方向，从右向左匀速运动，跨过直导线过程中不接触直导线。则在此过程中导线框中感应电流的方向（　　） A. 沿不变 B. 沿不变 C. 由先变为，再变为 D. 由先变为，再变为 8. 如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，OC导体棒的O端位于圆心，棒的中点A位于磁场区域的边缘。现使导体棒绕O点在纸面内逆时针转动。O、A、C点电势分别为φ0、φA、φC，则（ ） A φO > φC B. φC > φA C. φO = φA D. φO－φA = φA－φC 9. 霍尔元件是把磁学量转换为电学量电学元件。其结构和原理如图所示，在一个很小的矩形薄片E、F间通入恒定的电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下漂移，使M、N间出现了电压，称为霍尔电压。当磁场方向和电流方向如图所示时，下列说法正确的是（　　） A. M电势比N电势低 B M电势比N电势高 C. 只有当载流子为负电荷时，M的电势才高于N D. 只有当载流子为正电荷时，M的电势才高于N 10. 如图所示，一匀强磁场区域宽，磁场方向垂直纸面向里，一边长为的正方形导线框以垂直于磁场边界的恒定速度通过该磁场区域。在线框通过该磁场区域的过程中，线框速度方向始终与磁场边界垂直，线框刚进入磁场时开始计时，规定线框中电流逆时针方向为正方向，线框所受的安培力向左为正方向，下列图线能正确反映该过程中电流强度和安培力随时间变化的规律的是（　　） A. B. C. D. 11. 如图甲所示，水平传送带足够长，沿顺时针方向匀速转动，某绝缘带电物块无初速度地从最左端放上传送带。该装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，物块运动的v－t图像如图乙所示。物块所带电荷量保持不变，下列说法正确的是（　　） A. 物块带负电 B. 1s后物块与传送带共速，所以传送带的速度一定为1.5 m/s C. 传送带的速度可能比1.5 m/s大 D. 若增大传送带的速度，其他条件不变，则物块最终达到的最大速度也一定会增大 二、实验题（每空3分，共12分） 12. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中， （1）按如图1所示连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。进行这项实验操作的实验目的是为了________。 A. 测量灵敏电流表能够承受电流的最大值 B. 检查灵敏电流表测量电流的大小是否准确 C. 检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系 （2）接下来用图2所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线表示导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁向下插入螺线管的过程中，观察到电流表指针向右偏转，则螺线管中感应电流产生的磁场方向________（填“向上”或“向下”）。再观察发现条形磁铁下端是S极，插入过程中螺线管中的原磁场方向________（填“向上”或“向下”）。在条形磁铁插入过程中，螺线管中磁通量在________（选“不断增大”、“不断减小”或“保持不变”）。 三、解答题 13. 如图1所示，在与水平方向成30°角的光滑金属导轨间连一电源，在相距1m的平行导轨上放一重为3N的金属棒ab，棒上通以3A的电流，磁场方向垂直导轨向上，这时棒恰好静止。 （1）将图2画在答题卡上并画出金属棒的受力示意图； （2）求磁感应强度B的大小。 14. 如图所示，一束电荷量为e的电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ＝60°．求： （1）匀速圆周运动的半径； （2）电子的质量； （3）穿越磁场时间。 15. 如图所示，直角坐标系中的第Ⅰ象限中存在沿y轴负方向的匀强电场，在第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场。一电荷量为q、质量为m的带正电粒子，在x轴上的a点以速度与x轴负方向成角射入磁场，从处的b点沿垂直于y轴方向进入电场，并经过x轴上处的c点。不计粒子重力。求： （1）磁感应强度B的大小； （2）电场强度E的大小； （3）带电粒子在磁场和电场中的运动时间之比。 16. 如图所示，间距足够长的平行金属导轨水平固定放置，端连有一电阻，其余电阻均不计，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度。一质量的导体棒静置于导轨上并与导轨接触良好，棒以初速度沿导轨运动，经一段时间后停止。棒和导轨间的动摩擦因数为，此过程中通过电阻R的电量取。求： （1）当棒的速度为时加速度的大小； （2）电阻R上产生的热量； （3）棒在此过程中运动的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 吴江高级中学2024-2025学年度第二学期第一次阶段性测试 高二年级物理学科试卷 一、单选题（每题4分，共44分） 1. 以下说法正确的是（　　） A. 用安培定则判断电流产生的磁场时，四指方向一定是电流方向 B. 用左手定则判断电流所受安培力方向时，四指方向一定是电流方向 C. 用安培定则判断电流产生的磁场时，大拇指方向一定是电流方向 D. 用左手定则判断电流所受安培力方向时，大拇指方向一定电流方向 【答案】B 【解析】 【详解】AC．用安培定则判断直线电流周围的磁场方向时，大拇指方向是电流方向，判断环形电流产生的磁场时，其中四指和环形电流方向一致，AC错误； BD．用左手定则判断电流所受安培力方向时，四指方向一定是电流方向，D错误，B正确。 故选B。 2. 如图所示，一水平导线通以电流I，导线正下方有一电子，初速度方向与电流垂直，关于电子的运动情况，下列说法正确的是（　　） A. 沿路径b运动，电子距离导线越近运动半径越小 B. 沿路径b运动，电子距离导线越近运动半径越大 C. 沿路径a运动，电子距离导线越近运动半径越小 D. 沿路径a运动，电子距离导线越近运动半径越大 【答案】A 【解析】 【详解】根据安培定则可知，导线下方的磁场方向垂直纸面向外，结合左手定则可知，电子只能沿沿路径b运动，洛伦兹力提供圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律可知 解得 故越靠近导线，磁感应强度越大，则其轨道半径越来越小。 故选A。 3. 如图所示，水平桌面上放一根条形磁铁，磁铁正中央上方吊着跟磁铁垂直的导线，当导线中通入指向纸内的电流时(　　) A. 悬线上的拉力将变大 B. 悬线上的拉力将不变 C. 磁铁对水平桌面的压力将变大 D. 磁铁对水平桌面的压力将不变 【答案】C 【解析】 【详解】如图所示，画出一条通过导线所在处的磁感线，磁场方向水平向左. 由左手定则知，导线受安培力方向竖直向上，所以悬线的拉力将变小，A、B均错；根据牛顿第三定律可知，通电导线对磁铁的作用力方向竖直向下，所以磁铁对桌面压力增大，C对D错．故选C. 【点睛】本题要灵活选择研究对象．由磁铁的磁感线的分布确定通电导线所在位置的磁场方向，然后由左手定则判断安培力的方向，最后由牛顿第三定律来确定磁铁受力方向． 4. 如图甲所示，一段长为L的直导线放在匀强磁场中，导线与磁感线的夹角为30°，直导线中通入大小为的恒定电流，直导线受到的安培力大小为F；若将直导线由中点处弯折成60°角，通的电流大小不变，将此弯折导线再放入该磁场中如图乙所示，则弯折导线受到的安培力大小为（　　） A. B. C. F D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意可知，题图甲，乙中，导线在磁场中的有效长度均为，所以题图乙中弯折导线受到的安培力大小为也。 故选C 5. 图甲为磁电式电流表的结构图，极靴和铁质圆柱间的磁场分布如图乙所示，磁感应强度大小只与到转轴的距离有关。测量某恒定电流时，线圈a、b两边的电流方向如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 线圈将逆时针转动 B. 线圈转动过程中，a边所受安培力方向不变 C. 线圈转动过程中，a边所受安培力大小不变 D. 线圈转动过程中，a边与b边所受安培力方向始终相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知，a边受到安培力向上，b边受到的安培力向下，线圈顺时针转动，A错误； B．转动的过程中，磁场方向发生改变，安培力的方向发生变化，B错误； C．磁感应强度和电流大小不变，故安培力的大小不变，C正确； D．根据左手定则可知，线圈转动过程中，边与边所受安培力方向始终相反，D错误。 故选C。 6. 如图所示，两个线圈a、b的半径分别为r和2r，匝数分别为N1和N2，圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为（　　） A. N1：N2 B. N1：4N2 C. 1：2 D. 1：1 【答案】D 【解析】 【详解】由于线圈平面与磁场方向垂直，故穿过该面的磁通量为 半径为r的虚线范围内有匀强磁场，所以磁场的区域面积为 结合图可知，穿过两个线圈的磁感线的条数是相等的，所以磁通量都是 与线圈的大小、匝数无关，穿过a、b两线圈的磁通量之比为1:1,故选D。 7. 如图所示，长直导线中通有恒定电流I，闭合矩形导线框的边平行于直导线，且与直导线在同一平面内。导线框沿与导线垂直的方向，从右向左匀速运动，跨过直导线过程中不接触直导线。则在此过程中导线框中感应电流的方向（　　） A 沿不变 B. 沿不变 C. 由先变为，再变为 D. 由先变为，再变为 【答案】D 【解析】 【详解】由安培定则得，载有恒定电流的直导线产生的磁场在导线左边的方向为垂直直面向外，右边的磁场方向垂直向里，当线圈向导线靠近时，则穿过线圈的磁通量变大，根据楞次定律，可知感应电流方向为adcba，当线圈越过导线时到线圈中心轴与导线重合，穿过线圈的磁通量的变小，则感应电流方向为abcda，；当继续向左运动时，穿过磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流方向为abcda，继续向左运动，远离导线时，线圈磁通量向外减小，感应电流方向为adcba。 故选D。 8. 如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，OC导体棒的O端位于圆心，棒的中点A位于磁场区域的边缘。现使导体棒绕O点在纸面内逆时针转动。O、A、C点电势分别为φ0、φA、φC，则（ ） A. φO > φC B. φC > φA C. φO = φA D. φO－φA = φA－φC 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．由题图可看出OA导体棒转动切割磁感线，则根据右手定则可知 φO > φA 其中导体棒AC段不在磁场中，不切割磁感线，电流为0，则φC = φA，A正确、BC错误； D．根据以上分析可知 φO－φA > 0，φA－φC = 0 则 φO－φA > φA－φC D错误。 故选A。 9. 霍尔元件是把磁学量转换为电学量的电学元件。其结构和原理如图所示，在一个很小的矩形薄片E、F间通入恒定的电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下漂移，使M、N间出现了电压，称为霍尔电压。当磁场方向和电流方向如图所示时，下列说法正确的是（　　） A. M电势比N电势低 B. M电势比N电势高 C. 只有当载流子为负电荷时，M的电势才高于N D. 只有当载流子为正电荷时，M的电势才高于N 【答案】C 【解析】 【详解】当载流子为负电荷时，由左手定则可知，负电荷偏向电极N，则电极M的电势高于电极N；当载流子为正电荷时，由左手定则可知，正电荷偏向电极N，电极M的电势低于电极N。 故选C。 10. 如图所示，一匀强磁场区域宽，磁场方向垂直纸面向里，一边长为的正方形导线框以垂直于磁场边界的恒定速度通过该磁场区域。在线框通过该磁场区域的过程中，线框速度方向始终与磁场边界垂直，线框刚进入磁场时开始计时，规定线框中电流逆时针方向为正方向，线框所受的安培力向左为正方向，下列图线能正确反映该过程中电流强度和安培力随时间变化的规律的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】在内，线框进入磁场区域，穿过线框的磁通量垂直纸面向里且不断增大，根据楞次定律，线框中产生逆时针方向的感应电流以阻碍磁通量的增大，此时感应电流大小为 根据左手定则，线框所受的安培力向左，大小为 代入得 在内，整个线框在匀强磁场中运动，穿过线框的磁通量不变，线框中不产生感应电流，不受安培力的作用。在内，线框离开磁场区域，穿过线框的磁通量垂直纸面向里且不断减小，根据楞次定律，线框中产生顺时针方向的感应电流以阻碍磁通量的减小，此时感应电流大小为 根据左手定则，线框所受的安培力向左，大小为 代入得 综上所述，A正确； 故选A。 11. 如图甲所示，水平传送带足够长，沿顺时针方向匀速转动，某绝缘带电物块无初速度地从最左端放上传送带。该装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，物块运动的v－t图像如图乙所示。物块所带电荷量保持不变，下列说法正确的是（　　） A. 物块带负电 B. 1s后物块与传送带共速，所以传送带的速度一定为1.5 m/s C. 传送带的速度可能比1.5 m/s大 D. 若增大传送带的速度，其他条件不变，则物块最终达到的最大速度也一定会增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．若物块带负电，洛伦兹力向下，根据牛顿第二定律得 解得 随着v增大，加速度a增大，速度图像的斜率增大，图像向上弯曲，与乙图不符合；若物块带正电，洛伦兹力向上，根据牛顿第二定律得 解得 随着v增大，加速度a减小，速度图像的斜率减小，图像向下弯曲，与乙图符合；综上所述，物块一定带正电，A错误； BCD．1s后物块开始做匀速直线运动，合力等于零，有两种可能： ①与传送带共速，随传送带一起做匀速直线运动，传送带的速度一定等于1.5m/s； ②物块飘起来，洛伦兹力等于重力，物块以1.5m/s做匀速直线运动，传送带的速度大于或等于1.5m/s，若增大传送带的速度，其他条件不变，物块仍然以1.5m/s运动，速度不会增大，BD错误，C正确。 故选C。 二、实验题（每空3分，共12分） 12. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中， （1）按如图1所示连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。进行这项实验操作的实验目的是为了________。 A. 测量灵敏电流表能够承受电流的最大值 B. 检查灵敏电流表测量电流的大小是否准确 C. 检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系 （2）接下来用图2所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线表示导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁向下插入螺线管的过程中，观察到电流表指针向右偏转，则螺线管中感应电流产生的磁场方向________（填“向上”或“向下”）。再观察发现条形磁铁下端是S极，插入过程中螺线管中的原磁场方向________（填“向上”或“向下”）。在条形磁铁插入过程中，螺线管中磁通量在________（选“不断增大”、“不断减小”或“保持不变”）。 【答案】（1）C （2） ①. 向下 ②. 向上 ③. 不断增大 【解析】 【小问1详解】 这样操作的目的是为了检验电流计指针的偏转方向与电流方向之间的关系，依此来确定产生的感应电流的方向，故C正确，AB错误。 故选C。 【小问2详解】 [1]图1中闭合开关后，电流计指针向右偏转，说明电流计指针向右偏转时电流从“+”接线柱流入电流表；图2中在条形磁铁向下插入螺线管的过程中，观察到电流表指针向右偏转，电流从螺线管上面接线柱流出，流入电流表，则螺线管中感应电流产生的磁场方向向下。 [2][3]条形磁铁下端S极，插入过程中螺线管中的原磁场方向向上；在条形磁铁插入过程中，螺线管中磁通量在不断增大。 三、解答题 13. 如图1所示，在与水平方向成30°角的光滑金属导轨间连一电源，在相距1m的平行导轨上放一重为3N的金属棒ab，棒上通以3A的电流，磁场方向垂直导轨向上，这时棒恰好静止。 （1）将图2画在答题卡上并画出金属棒的受力示意图； （2）求磁感应强度B的大小。 【答案】（1）见解析；（2）0.5T 【解析】 【详解】（1）作出受力图如图； （2）导体棒处于静止状态，根据平衡条件得 解得 14. 如图所示，一束电荷量为e的电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ＝60°．求： （1）匀速圆周运动的半径； （2）电子的质量； （3）穿越磁场的时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子在磁场中做圆周运动，半径为R （2）洛伦兹力提供向心力 解得 （3）由 得 电子周期 电子穿越磁场的时间 15. 如图所示，直角坐标系中第Ⅰ象限中存在沿y轴负方向的匀强电场，在第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场。一电荷量为q、质量为m的带正电粒子，在x轴上的a点以速度与x轴负方向成角射入磁场，从处的b点沿垂直于y轴方向进入电场，并经过x轴上处的c点。不计粒子重力。求： （1）磁感应强度B的大小； （2）电场强度E的大小； （3）带电粒子在磁场和电场中的运动时间之比。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）带电粒子在磁场中运动轨迹如图： 由几何关系可知 解得 又因为 解得 （2）带电粒子在电场中运动时，沿x轴有 沿y轴有 又因为 解得 （3）带电粒子在磁场中运动时间为 带电粒子在电场中运动时间为 所以带电粒子在磁场和电场中运动时间之比为 16. 如图所示，间距足够长的平行金属导轨水平固定放置，端连有一电阻，其余电阻均不计，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度。一质量的导体棒静置于导轨上并与导轨接触良好，棒以初速度沿导轨运动，经一段时间后停止。棒和导轨间的动摩擦因数为，此过程中通过电阻R的电量取。求： （1）当棒的速度为时加速度的大小； （2）电阻R上产生的热量； （3）棒在此过程中运动的时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）当棒的速度为时，根据牛顿第二定律得 而感应电动势 电流 安培力 联立解得 （2）（3）棒切割磁感线产生感应电流，设向右运动的距离为，则平均感应电动势为 平均感应电流为 通过电阻的电量 联立解得棒运动的距离 对棒根据动量定理得 而 联立解得 根据能量守恒定律有 带入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $