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

2024-2025学年度第二学期第一次教学质量月检测 高二物理试卷 （本试卷满分100分，考试用时75分钟） 一、单选题（每题4分，共44分） 1. 如图所示，通电直导线ab位于两平行导线横截面MN的连线的中垂线上，当平行导线通以同向等值电流时，以下说法中正确的是（　　） A. ab顺时针旋转 B. ab逆时针旋转 C. a端向外，b端向里旋转 D. a端向里，b端向外旋转 【答案】C 【解析】 【详解】导线M和N的磁感线都是同心圆。因此对ab上半段，M导线的磁感线指向右下，可以用左手定则判断：a端受到向外的力。N导线的磁感线指向右上，也使a端受向外的力；同理也可以分析出b端受向里的力。从而使得a端转向纸外，b端转向纸里； A．ab顺时针旋转，与结论不相符，选项A错误； B．ab逆时针旋转，与结论不相符，选项B错误； C．a端向外，b端向里旋转，与结论相符，选项C正确； D．a端向里，b端向外旋转，与结论不相符，选项D错误； 故选C。 2. 关于下列四幅图的说法正确的是（　　） A. 图甲中长、宽、高分别为a、b、c的电磁流量计在如图所示的匀强磁场中，若改变液体流动的方向，则不能测定流量Q B. 图乙中将一束等离子体喷入磁场，A、B两板间会产生电压，且A板电势高 C. 图丙中速度的带电粒子（不计重力）能沿直线从右侧进入并匀速通过速度选择器 D. 图丁中粒子打在底片上的位置越靠近狭缝S3说明粒子的比荷越大 【答案】D 【解析】 【详解】A．经过电磁流量计的带电粒子受到洛伦兹力作用，会向前后两个金属侧面偏转，则在前后两个侧面间产生电场，带电粒子则同时受到洛伦兹力和电场力作用，当电场力与洛伦兹力大小相等时，有 流量为 若改变液体流动的方向，同理，能测定流量Q，故A错误； B．乙图中根据左手定则，正电荷向下偏转，负电荷向上偏转，则B板带正电，A板带负电，所以A、B两板间会产生电压，且B板电势高，故B错误； C．丙图中，假如带正电的粒子从右向左运动通过复合场时，电场力竖直向下，根据左手定则，洛伦兹力方向也向下，所以不可能沿直线通过复合场，故C错误； D．图丁中粒子先经过速度选择器再进入磁场，则粒子进入磁场的速度相等，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得 可得 则粒子打在底片上的位置越靠近狭缝S3，r越小，说明比荷越大，故D正确。 故选D。 3. 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。 4. 质量为m、电荷量为q的微粒以速度v与水平方向成角从O点进入方向如图所示的由正交的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区中，该微粒在静电力、洛伦兹力和重力的共同作用下，恰好沿直线运动到A点，下列说法中正确的有（重力加速度为g）（ ） A. 该微粒一定带正电荷 B. 微粒从O到A的运动可能是匀变速运动 C. 该磁场的磁感应强度大小为 D. 该电场的电场强度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】若微粒带正电荷，它受竖直向下的重力，向左的电场力和斜向右下方的洛伦兹力，此时合力不可能为零，则洛伦兹力会因速度大小改变而改变，故可知微粒不能做直线运动，所以微粒应带负电荷，且只能做匀速运动，微粒受力如图所示 根据受力平衡可得 ， 解得 ， 故选C。 5. 如图所示，铁芯左边悬挂一个轻质金属环，铁芯上有两个线圈M和P，线圈M和电源、开关、热敏电阻相连，线圈P与电流表相连。已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，保持开关闭合，下列说过正确的是（　　） A. 当温度升高时，金属不向左摆动 B. 当温度不变时，电流表示数是为0 C. 当电流从a经电流表到b时，可知温度降低 D. 当电流表示数增大时，可知温度升高 【答案】B 【解析】 【详解】A．保持开关闭合，当温度升高时，热敏电阻RT的阻值减小，电流增大，由右手螺旋定则可得电流产生的磁场方向向右穿过螺旋管，如图所示 穿过小金属环的磁通量向右增大，由楞次定律可得穿过小金属环的感应电流I3的方向，从而使得小金属环在原磁场中受安培力而阻碍磁通量的增大，故小金属环有缩小的趋势和向左摆动，故A错误； B．当温度不变时，电流不变，穿过螺旋管P的磁通量不变，无感应电流产生，电流表示数为0，故B正确； C．当电流从a经电流表到b时，可知感应电流产生的磁场水平向左，与原磁场方向相反，根据楞次定律知原磁场的磁通量增大，故电流增大，RT的阻值减小，说明温度升高，故C错误； D．当电流表示数增大，根据法拉第电磁感应定律知，是穿过线圈的磁通量的变化率增大，故电流的变化率变大，故RT的阻值变化的快，温度变化的快，温度不一定升高，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，在直角坐标系xoy中，x轴上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于纸面向外．许多质量为m、电荷量为+q的粒子，以相同的速率v沿纸面内，由x轴负方向与y轴正方向之间各个方向从原点O射入磁场区域．不计重力及粒子间的相互作用．下列图中阴影部分表示带电粒子在磁场中可能经过的区域，其中R=mv/qB，正确的图是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】试题分析：粒子在磁场中做匀速圆周运动，以轴为边界的磁场，粒子从 轴进入磁场后在离开，速度与 轴的夹角相同，根据左手定和，知沿x轴负轴的刚好进入磁场做一个圆周，沿y轴进入的刚好转半个周期，如图，在两图形的相交的部分是粒子不经过的地方，故D正确； 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动 【名师点睛】本题考查分析和处理粒子在磁场中运动的轨迹问题，难点在于分析运动轨迹的边界，可以运用极限分析法分析． 7. 日常带皮套的智能手机是利用磁性物质和霍尔元件等起到开关控制作用。打开皮套，磁体远离霍尔元件手机屏幕亮；合上皮套，磁体靠近霍尔元件屏幕熄灭。如图所示，一块宽度为d、长为l、厚度为h的霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子。水平向右大小为I的电流通过元件时，手机套合上，元件处于垂直于上表面、方向向上且磁感应强度大小为B的匀强磁场中，元件的前、后表面产生稳定电势差U，以此来控制屏幕熄灭。下列说法正确的是（　　） A. 前表面的电势比后表面的电势高 B. 自由电子所受洛伦兹力的大小为 C. 用这种霍尔元件探测某空间的磁场时，霍尔元件摆放方向对产生的电势差U无影响 D. 元件内单位体积的自由电子数为 【答案】D 【解析】 【详解】A．元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入水平向右大小为I的电流时，电子向左运动，由左手定律可得电子受洛伦兹力的作用往前表面偏转，故前表面的电势比后表面的电势低，故A错误； B．元件的前、后表面产生稳定电势差时，自由电子受到的洛伦兹力大小与电场力平衡 即 故B错误； C．由 解得 B为垂直于上表面磁感应强度的大小，用这种霍尔元件探测某空间的磁场时，霍尔元件摆放方向对产生的电势差U有影响，故C错误； D．由电流的微观表达式 又，解得元件内单位体积的自由电子数为 故D正确。 故选D。 8. 如图所示为回旋加速器工作原理图，置于真空中的D形金属盒半径为R，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，交流加速电压为U。圆心A处粒子源产生初速度为零，质量为m，电荷量为q的质子，质子在加速器中被加速。忽略质子穿过两金属盒间狭缝的时间，忽略相对论效应和重力的影响，下列说法正确的是（ ） A. 保持B、R、U及交流电频率均不变，该装置也可用于加速α粒子 B. 若增大加速电压U，质子从D型盒出口射出的动能增大 C. 质子从D型盒出口射出时，加速次数 D. 质子第n次加速后和第次加速后的运动半径之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．此加速器加速粒子时的周期与粒子在磁场中的运动周期相同为 α粒子的比荷与质子的比荷不同，即α粒子与质子在磁场中运动的周期不同，所以保持B、R、U及交流电频率均不变，该装置不能用于加速α粒子，故A错误； B．设质子从D型盒出口射出的速度为vm，则有 解得质子从D型盒出口射出的动能为 可知质子从D型盒出口射出的动能与加速电压无关，故B错误； C．设质子从D型盒出口射出时加速了n次，则由动能定理有 解得 故C错误； D．由动能定理可知， 得第n次加速后和第n+1次加速后的速度分别为， 再由质子在磁场中做圆周运动洛伦兹力提供向心力有 可知 则质子第n次加速后和第n+1次加速后的运动半径分别为， 所以 故D正确。 故选D。 9. 如图所示，质量为m、长为l的铜棒ab，用长度相同的轻质绝缘导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，未通电时，铜棒静止，通入恒定电流后，棒向外偏转的最大角度为，重力加速度为g，不计空气阻力。则（　　） A. 棒中电流的方向为b→a B. 棒中电流的大小为 C. 棒中电流的大小为 D. 若只增大轻导线的长度，则角变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据图示可知，安培力方向水平向外，根据左手定则可知，棒中电流的方向为a→b，故A错误； BC．对铜棒进行分析，根据平衡条件有 解得 故B错误，C正确； D．结合上述解得 可知，角大小与轻导线的长度无关，即若只增大轻导线的长度，则角不变，故D错误。 故选C。 10. 如图所示，一光滑导轨水平放置，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，以导轨的顶点为原点建立直角坐标系，导轨满足方程y2＝ax，a为定值。一均匀导体棒垂直于x轴在外力作用下由坐标原点开始向x轴正方向匀速运动，运动过程中导体棒与导轨接触良好形成闭合回路，导轨电阻不计，则导体棒运动过程中产生的感应电动势E、回路电流I、通过导体棒横截面的电荷量q，外力做的功W随时间t变化规律图象正确的是 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．某时刻导体棒移动的距离为 x=vt 则此时的电动势 选项A错误； B．设导体棒单位长度的电阻为r0，则t时刻的电流为 选项B错误； C．通过导体棒横截面的电荷量 选项C正确； D．外力所做的功 选项D错误。 故选C。 【点睛】此题关键是要找到要讨论的物理量与时间t的函数关系，然后对照图像，根据数学知识进行解答. 11. 在如图所示倾角为θ的光滑斜面上存在着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场区域，区域I的磁场方向垂直斜面向上，区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下，磁场宽度HP及PN均为L，一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框abcd，由静止开始沿斜面下滑，t1时刻ab边刚越过GH进入磁场I区域，此时导线框恰好以速度v1做匀速直线运动；t2时刻ab边下滑到JP与MN的中间位置，此时导线框又恰好以速度v2做匀速直线运动。重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　） A. 当ab边刚越过JP时，导线框的加速度大小为 B. 导线框两次匀速直线运动的速度之比 C. 从t1到t2的过程中，导线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少量 D. 从t1到t2的过程中，有机械能转化为电能 【答案】D 【解析】 【详解】A．ab边刚越过GH即做匀速直线运动，表明线框此时所受的合力为0，即 在ab边刚越过JP时，ab、cd边都切割磁感线产生感应电动势，但线框的运动速度不能突变，仍为v1，则此时回路中的总感应电动势为 设此时线框的加速度为a，则ab边刚越过JP时，受到的安培力方向沿斜面向上，cd边受到的安培力也沿斜面向上，根据牛顿第二定律可得 联立可得 方向沿斜面向上，故A错误； B．由于线框再做匀速运动时的速度为v2，则线框受力平衡，即 结合A中分析可知 故B错误； C．从t1到t2的过程中，根据能量守恒得，导线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少加上线框动能的减少量，故C错误； D．根据能量守恒定律有 故转化为电能的机械能为 故D正确。 故选D。 二、实验题（每空3分，共15分） 12. 用洛伦兹力演示仪研究带电粒子在匀强磁场中的运动，以虚线表示电极K释放出来的电子束的径迹。在施加磁场之前，电子经加速后沿直线运动，如图甲所示；施加磁场后电子束的径迹，如图乙所示；再调节演示仪可得到图丙所示的电子束径迹。 （1）如图所示，若要从图乙到图丙，下列操作能够完成的是（　　） A. 保持励磁电流不变，增大加速电压 B. 保持加速电压不变，增大励磁电流 C. 保持加速电压不变，减小励磁电流 D. 增大加速电压，同时减小励磁电流 （2）关于图乙情境电子环绕方向与励磁电流环绕方向关系下列说法正确的是（　　） A. 相同 B. 相反 C. 无关 （3）在“探究影响感应电流方向的因素”实验中， ①图一中是某同学按照实验的要求连接的电路，其中有没完成的部分请你帮助这位同学将实物图连接好。______ ②将灵敏电流计G与一螺线管串联，已知线圈由上端开始绕至下端，如图二，将条形磁铁的N极朝下插入线圈，发现指针偏转情况如图，俯视线圈，其电流方向为______ A. 顺时针 B. 逆时针 （4）利用DIS数字信息系统探究感应电流方向，如下图三所示，把同一条形磁体N极多次插入和拔出螺线管（次数用数字表示），螺线管中感应电流随时间的关系如图丙，俯视螺线管中电流方向，逆时针记为正，每次插入和拔出条形磁体过程，条形磁体的行程相同，观察图丙可知：1图线与横轴围成的面积______2图线与横轴围成的面积。 A． 大于 B. 小于 C. 等于 【答案】（1）B （2）A （3） ①. ②. B （4）C 【解析】 【小问1详解】 电子在电场中加速，根据动能定理 电子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律 解得 A．保持励磁电流不变，增大加速电压，电子束径迹的半径变大，A错误； B．保持加速电压不变，增大励磁电流，电子束径迹的半径变小，B正确； C．保持加速电压不变，减小励磁电流，电子束径迹的半径变大，C错误； D．增大加速电压，同时减小励磁电流，电子束径迹的半径变大，D错误。 故选B。 【小问2详解】 若励磁线圈通以逆时针方向的电流，由安培定则可知，产生的磁场方向向外，由左手定则可知，电子射入磁场时所受的洛伦兹力向下，电子运动的径迹不可能是图乙所示，同理可得，励磁线圈通以顺时针方向的电流，则能形成如图乙的运动径迹，A正确。 故选A。 【小问3详解】 [1]如图所示 [2]丙图中将条形磁铁的极朝下插入线圈，线圈中磁通量增加，发现指针左偏转，根据楞次定律可知感应电流的磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，俯视线圈，线圈绕向为逆时针方向。故选B。 【小问4详解】 图线与横轴围成的面积表示电荷量，条形磁体的行程相同，磁通量的变化量相同，根据得1图线与横轴围成的面积等于2图线与横轴围成的面积。 故选C。 三、计算题（共41分） 13. 如图（a）所示，电阻，圆形金属线圈半径为，线圈导线的电阻也为R，半径为（）的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图（b）所示，图线与横、纵轴的交点坐标分别为和，其余导线的电阻不计，求： （1）线圈中产生的感应电动势的大小； （2）内通过回路电荷量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据法拉第电场感应定律可知，线圈中产生的感应电动势的大小 【小问2详解】 根据闭合电路欧姆定律可知，内的回路电流为 则内通过回路的电荷量为 14. 如图所示，xOy坐标平面内，第二象限有沿y轴负方向的匀强电场（场强大小未知），第四象限矩形区域OMNP内有垂直坐标平面向外的匀强磁场（磁感应强度大小未知），OP＝L，OM＝2L。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子自电场中的A点以大小为的速度沿x轴正方向发射，恰好从O点处进入磁场，A点的坐标为（，），不计粒子的重力。 （1）求电场强度的大小； （2）若粒子正好从M点射出磁场，求磁感应强度的大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，从A到O过程，沿轴方向有 沿轴方向有 ， 联立解得电场强度大小为 （2）带电粒子到达O点时，沿方向的分速度为 则带电粒子到达O点时速度方向与轴的夹角满足 可得 带电粒子到达O点时速度大小为 粒子正好从M点射出磁场，则带电粒子在磁场中的运动轨迹如图所示 根据几何关系可得 解得粒子轨道半径 由洛伦兹力提供向心力可得 解得磁感应强度的大小为 15. 如图所示，平行光滑金属导轨与水平面的夹角，导轨间距，导轨的下端接有定值电阻，水平虚线上方有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度。。水平虚线下方有一放在导轨上的金属棒ab，金属棒与一细线连接，细线通过一定滑轮吊一个重物，细线与导轨所在平面平行。释放重物，细线若拉着金属棒向上运动，金属棒运动过程中，始终与导轨垂直，其与导轨接触良好。已知开始时金属棒与虚线的距离为，金属棒刚进入磁场时的速度；金属棒的质量，电阻，长度等于轨道间距。导轨足够长且电阻不计，重物的质量为M=2kg（，，） （1）求金属棒最后匀速运动的速度； （2）求速度为时绳子拉力T； （3）若金属棒进入磁场后做变速运动的位移，求变速运动过程中金属棒产生的焦耳热Q。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 金属棒最后做匀速运动，分别对重物和导体棒，根据平衡条件可得， 又，， 联立解得金属棒最后匀速运动的速度为 【小问2详解】 当速度为 对导体棒分析，根据牛顿第二定律有 对重物分析根据牛顿第二定律有 结合 联立解得 【小问3详解】 根据能量守恒定律可得 解得 则变速运动过程中金属棒产生的焦耳热为 16. 如图所示，足够长水平挡板位于x轴，其下表面为荧光屏，接收到电子后会发光，荧光屏的同一位置接收两个电子，称为“两次发光区域”，在第四象限足够大区域有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在第三象限有垂直纸面向里、半径为2L的圆形匀强磁场，磁感应强度大小为2B，边界与y轴相切于A点，一群电子从与x轴平行的虚线处垂直虚线射入圆形磁场后均从A点进入右侧磁场，这些电子在虚线处的x坐标范围为。电子电量为e、质量为m，不计电子重力及电子间的相互作用。 （1）求电子在圆形磁场区域内的轨迹半径和初速度大小； （2）求电子落在荧光屏最右侧处x轴的坐标； （3）求落在荧光屏上“两次发光区域”的长度； （4）若入射电子在虚线处均匀分布，且各位置只有1个，求落在荧光屏上“两次发光区域”和“一次发光区域”的电子数之比。 【答案】（1）； （2） （3） （4）1:1 【解析】 【小问1详解】 恰好沿圆形磁场径向射入的电子，轨迹如图所示 根据几何知识可知，电子在圆形磁场中做圆周运动的半径为 由牛顿第二定律可得 解得 【小问2详解】 当电子在第四象限运动的直径落在x轴上时，落在荧光屏最右侧，轨迹如图所示 根据牛顿第二定律可得 解得 设此时直径与y轴夹角为，由几何关系可得 解得 落点x轴的坐标为 【小问3详解】 由轨迹图可知，电子源上从左到右的电子在运动过程中，到达荧光屏的位置与坐标原点的距离逐渐增大，根据第（2）问分析可知，电子达到荧光屏最右侧，距离达到最大为，此后电子落点开始向荧光屏左侧移动，电子源最左侧电子的轨迹如图所示 由几何关系可知，落在荧光屏上的坐标为4L，则落在荧光屏上“两次发光区域”的长度为 【小问4详解】 根据前面分析可知，落在荧光屏上坐标范围（4L，）为“两次发光区域”，坐标范围（0，4L）为“一次发光区域”，根据第（1）问分析可知，恰好沿圆形磁场径向射入的电子，出发时的x轴坐标为-2L，落在荧光屏上的位置坐标为4L，综上所述，落在荧光屏上“一次发光区域”的电子分布在（-2L，0），落在荧光屏上“两次发光区域”的电子分布在（-4L，-2L）。由此可知，落在荧光屏上“两次发光区域”和“一次发光区域”的电子数之比为1：1。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年度第二学期第一次教学质量月检测 高二物理试卷 （本试卷满分100分，考试用时75分钟） 一、单选题（每题4分，共44分） 1. 如图所示，通电直导线ab位于两平行导线横截面MN的连线的中垂线上，当平行导线通以同向等值电流时，以下说法中正确的是（　　） A. ab顺时针旋转 B. ab逆时针旋转 C. a端向外，b端向里旋转 D. a端向里，b端向外旋转 2. 关于下列四幅图的说法正确的是（　　） A. 图甲中长、宽、高分别为a、b、c的电磁流量计在如图所示的匀强磁场中，若改变液体流动的方向，则不能测定流量Q B. 图乙中将一束等离子体喷入磁场，A、B两板间会产生电压，且A板电势高 C. 图丙中速度的带电粒子（不计重力）能沿直线从右侧进入并匀速通过速度选择器 D. 图丁中粒子打在底片上的位置越靠近狭缝S3说明粒子的比荷越大 3. 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 4. 质量为m、电荷量为q微粒以速度v与水平方向成角从O点进入方向如图所示的由正交的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区中，该微粒在静电力、洛伦兹力和重力的共同作用下，恰好沿直线运动到A点，下列说法中正确的有（重力加速度为g）（ ） A. 该微粒一定带正电荷 B. 微粒从O到A的运动可能是匀变速运动 C. 该磁场的磁感应强度大小为 D. 该电场的电场强度大小为 5. 如图所示，铁芯左边悬挂一个轻质金属环，铁芯上有两个线圈M和P，线圈M和电源、开关、热敏电阻相连，线圈P与电流表相连。已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，保持开关闭合，下列说过正确的是（　　） A. 当温度升高时，金属不向左摆动 B. 当温度不变时，电流表示数是为0 C. 当电流从a经电流表到b时，可知温度降低 D. 当电流表示数增大时，可知温度升高 6. 如图所示，在直角坐标系xoy中，x轴上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于纸面向外．许多质量为m、电荷量为+q的粒子，以相同的速率v沿纸面内，由x轴负方向与y轴正方向之间各个方向从原点O射入磁场区域．不计重力及粒子间的相互作用．下列图中阴影部分表示带电粒子在磁场中可能经过的区域，其中R=mv/qB，正确的图是（ ） A. B. C. D. 7. 日常带皮套的智能手机是利用磁性物质和霍尔元件等起到开关控制作用。打开皮套，磁体远离霍尔元件手机屏幕亮；合上皮套，磁体靠近霍尔元件屏幕熄灭。如图所示，一块宽度为d、长为l、厚度为h的霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子。水平向右大小为I的电流通过元件时，手机套合上，元件处于垂直于上表面、方向向上且磁感应强度大小为B的匀强磁场中，元件的前、后表面产生稳定电势差U，以此来控制屏幕熄灭。下列说法正确的是（　　） A. 前表面的电势比后表面的电势高 B. 自由电子所受洛伦兹力的大小为 C. 用这种霍尔元件探测某空间的磁场时，霍尔元件摆放方向对产生的电势差U无影响 D. 元件内单位体积的自由电子数为 8. 如图所示为回旋加速器工作原理图，置于真空中的D形金属盒半径为R，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，交流加速电压为U。圆心A处粒子源产生初速度为零，质量为m，电荷量为q的质子，质子在加速器中被加速。忽略质子穿过两金属盒间狭缝的时间，忽略相对论效应和重力的影响，下列说法正确的是（ ） A. 保持B、R、U及交流电频率均不变，该装置也可用于加速α粒子 B. 若增大加速电压U，质子从D型盒出口射出的动能增大 C. 质子从D型盒出口射出时，加速次数 D. 质子第n次加速后和第次加速后的运动半径之比为 9. 如图所示，质量为m、长为l的铜棒ab，用长度相同的轻质绝缘导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，未通电时，铜棒静止，通入恒定电流后，棒向外偏转的最大角度为，重力加速度为g，不计空气阻力。则（　　） A. 棒中电流方向为b→a B. 棒中电流的大小为 C. 棒中电流的大小为 D. 若只增大轻导线的长度，则角变大 10. 如图所示，一光滑导轨水平放置，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，以导轨的顶点为原点建立直角坐标系，导轨满足方程y2＝ax，a为定值。一均匀导体棒垂直于x轴在外力作用下由坐标原点开始向x轴正方向匀速运动，运动过程中导体棒与导轨接触良好形成闭合回路，导轨电阻不计，则导体棒运动过程中产生的感应电动势E、回路电流I、通过导体棒横截面的电荷量q，外力做的功W随时间t变化规律图象正确的是 A. B. C. D. 11. 在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上存在着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场区域，区域I的磁场方向垂直斜面向上，区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下，磁场宽度HP及PN均为L，一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框abcd，由静止开始沿斜面下滑，t1时刻ab边刚越过GH进入磁场I区域，此时导线框恰好以速度v1做匀速直线运动；t2时刻ab边下滑到JP与MN的中间位置，此时导线框又恰好以速度v2做匀速直线运动。重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　） A. 当ab边刚越过JP时，导线框的加速度大小为 B. 导线框两次匀速直线运动的速度之比 C. 从t1到t2的过程中，导线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少量 D. 从t1到t2的过程中，有机械能转化为电能 二、实验题（每空3分，共15分） 12. 用洛伦兹力演示仪研究带电粒子在匀强磁场中的运动，以虚线表示电极K释放出来的电子束的径迹。在施加磁场之前，电子经加速后沿直线运动，如图甲所示；施加磁场后电子束的径迹，如图乙所示；再调节演示仪可得到图丙所示的电子束径迹。 （1）如图所示，若要从图乙到图丙，下列操作能够完成是（　　） A. 保持励磁电流不变，增大加速电压 B. 保持加速电压不变，增大励磁电流 C. 保持加速电压不变，减小励磁电流 D. 增大加速电压，同时减小励磁电流 （2）关于图乙情境电子环绕方向与励磁电流环绕方向关系下列说法正确的是（　　） A 相同 B. 相反 C. 无关 （3）在“探究影响感应电流方向的因素”实验中， ①图一中是某同学按照实验的要求连接的电路，其中有没完成的部分请你帮助这位同学将实物图连接好。______ ②将灵敏电流计G与一螺线管串联，已知线圈由上端开始绕至下端，如图二，将条形磁铁的N极朝下插入线圈，发现指针偏转情况如图，俯视线圈，其电流方向为______ A. 顺时针 B. 逆时针 （4）利用DIS数字信息系统探究感应电流方向，如下图三所示，把同一条形磁体N极多次插入和拔出螺线管（次数用数字表示），螺线管中感应电流随时间的关系如图丙，俯视螺线管中电流方向，逆时针记为正，每次插入和拔出条形磁体过程，条形磁体的行程相同，观察图丙可知：1图线与横轴围成的面积______2图线与横轴围成的面积。 A． 大于 B. 小于 C. 等于 三、计算题（共41分） 13. 如图（a）所示，电阻，圆形金属线圈半径为，线圈导线的电阻也为R，半径为（）的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图（b）所示，图线与横、纵轴的交点坐标分别为和，其余导线的电阻不计，求： （1）线圈中产生感应电动势的大小； （2）内通过回路的电荷量。 14. 如图所示，xOy坐标平面内，第二象限有沿y轴负方向的匀强电场（场强大小未知），第四象限矩形区域OMNP内有垂直坐标平面向外的匀强磁场（磁感应强度大小未知），OP＝L，OM＝2L。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子自电场中的A点以大小为的速度沿x轴正方向发射，恰好从O点处进入磁场，A点的坐标为（，），不计粒子的重力。 （1）求电场强度的大小； （2）若粒子正好从M点射出磁场，求磁感应强度的大小。 15. 如图所示，平行光滑金属导轨与水平面的夹角，导轨间距，导轨的下端接有定值电阻，水平虚线上方有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度。。水平虚线下方有一放在导轨上的金属棒ab，金属棒与一细线连接，细线通过一定滑轮吊一个重物，细线与导轨所在平面平行。释放重物，细线若拉着金属棒向上运动，金属棒运动过程中，始终与导轨垂直，其与导轨接触良好。已知开始时金属棒与虚线的距离为，金属棒刚进入磁场时的速度；金属棒的质量，电阻，长度等于轨道间距。导轨足够长且电阻不计，重物的质量为M=2kg（，，） （1）求金属棒最后匀速运动的速度； （2）求速度为时绳子拉力T； （3）若金属棒进入磁场后做变速运动的位移，求变速运动过程中金属棒产生的焦耳热Q。 16. 如图所示，足够长水平挡板位于x轴，其下表面为荧光屏，接收到电子后会发光，荧光屏的同一位置接收两个电子，称为“两次发光区域”，在第四象限足够大区域有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在第三象限有垂直纸面向里、半径为2L的圆形匀强磁场，磁感应强度大小为2B，边界与y轴相切于A点，一群电子从与x轴平行的虚线处垂直虚线射入圆形磁场后均从A点进入右侧磁场，这些电子在虚线处的x坐标范围为。电子电量为e、质量为m，不计电子重力及电子间的相互作用。 （1）求电子在圆形磁场区域内的轨迹半径和初速度大小； （2）求电子落在荧光屏最右侧处x轴的坐标； （3）求落在荧光屏上“两次发光区域”的长度； （4）若入射电子在虚线处均匀分布，且各位置只有1个，求落在荧光屏上“两次发光区域”和“一次发光区域”的电子数之比。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$