精品解析：山东省枣庄市第一中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

2024~2025学年度第二学期质量检测 高二物理试题 满分100分。考试用时90分钟。 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 下列有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是（　　） A. 通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用 B. 若通电导线在磁场中受到的安培力为零，该处磁场的磁感应强度不一定为零 C. 只要速度大小相同，所受的洛伦兹力就相同 D. 洛伦兹力对运动电荷一定不做功，安培力是所有运动电荷所受洛伦兹力的总和，因此安培力也不做功 2. 下图表示一根放在磁场里的通电直导线，导线与磁场方向垂直，图中已经标明电流、磁感应强度和安培力这三个物理量的方向，其中关于三者方向的关系正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，KN和LM是圆心为O、半径分别为ON和OM的同心圆弧，在O处有电流方向垂直纸面向外的载流直导线。用一根导线围成KLMN回路，当回路中沿图示方向通过电流时（电源未在图中画出），下列说法正确的是（　　） A. KL边受到垂直纸面向里的力 B. 线框KLMN将向右平动 C. MN边垂直纸面向里运动 D. 线框KLMN将在纸面内绕通过O点并垂直纸面的轴转动 4. 质量为m、电荷量为q的小物块，从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图所示。若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是（　　） A. 小物块一定带正电 B. 小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动 C. 小物块在斜面上运动时做加速度增大、而速度也增大的变加速直线运动 D. 小物块在斜面上下滑过程中，当小物块对斜面压力为零时的速率为 5. 阴极射线管中电子束由阴极沿轴正方向射出，在荧光屏上出现一条亮线（如图），要使该亮线向轴正方向偏转，可加上（　　） A. 轴正方向的磁场 B. 轴负方向的磁场 C. 轴正方向的磁场 D. 轴负方向的磁场 6. 如图所示，用绝缘轻丝线吊一质量为的带电塑料小球在竖直平面内摆动，水平磁场垂直于小球摆动的平面，当小球自图示位置摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，若不计空气阻力，重力加速度为，则小球自右侧相同摆角处摆到最低点时悬线上的张力大小为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，磁感应强度为的匀强磁场的两条边界线平行，边界线之间的距离为，磁场方向垂直纸面向里，一重力忽略不计的带电粒子从左侧磁场边界的点以速度垂直边界线射入磁场，并从右侧边界的点射出磁场，射出磁场的速度方向与右侧边界线成60°角。下列说法正确的是（　　） A. 粒子带正电 B. 粒子轨迹半径为 C. 粒子的比荷为 D. 粒子在磁场中的运动时间为 8. 质谱仪在物理研究中起着非常重要的作用。如图是质谱仪的工作原理示意图。粒子源（在加速电场上方，未画出）产生的带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内存在相互正交的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度和电场强度大小分别为和。平板上有可让粒子通过的狭缝和记录粒子位置的胶片。平板下方有磁感应强度大小为的匀强磁场。不计带电粒子的重力和粒子间的作用力，下列表述正确的是（ ） A. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里 B. 能通过狭缝的带电粒子的速率等于 C. 粒子打在胶片上的位置离狭缝越远，粒子的比荷越小 D. 所有打在上的粒子，在磁感应强度为的磁场中运动的时间都相等 9. 某同学在“探究感应电流产生的条件”的实验中，将直流电源、滑动变阻器、线圈A（有铁芯）、线圈B、灵敏电流计及开关按图连接成电路。在实验中，该同学发现开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向右偏。在保持开关闭合的状态下，下列判断正确的是（　　） A. 当线圈A拔出时，灵敏电流计指针向右偏 B. 当线圈A中的铁芯拔出时，灵敏电流计的指针向左偏 C. 当滑动变阻器的滑片匀速滑动时，灵敏电流计的指针不偏转 D. 当滑动变阻器的滑片加速向N端滑动时，灵敏电流计的指针向左偏 10. 如图所示，a、b是平行的金属导轨，匀强磁场垂直导轨平面，c、d是分别串有电压表和电流表的金属棒，它们与导轨接触良好，当c、d以相同的速度向右运动时，下列说法正确的是（　　） A. 两表均无读数 B. 两表均有读数 C. 电流表有读数，电压表无读数 D. 电流表无读数，电压表有读数 11. 如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管b与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（　　） A. 线圈a中将产生沿顺时针方向（俯视）感应电流 B. 穿过线圈a的磁通量减小 C. 线圈a有扩张的趋势 D. 线圈a对水平桌面的压力FN将增大 12. 如图所示，间距为、水平放置的平行U形光滑金属导轨间有垂直于导轨平面向下、磁感应强度的大小为的匀强磁场，倾斜放置的金属杆在外力作用下以平行于导轨向右的速度匀速运动，金属杆与导轨的夹角为，其单位长度的电阻为，运动过程中与导轨始终接触良好，导轨电阻不计。下列说法正确的是（ ） A. 金属杆中感应电流方向为到 B. 金属杆切割磁感线产生的感应电动势大小为 C. 金属杆所受安培力的大小为 D. 金属杆的热功率为 13. 水平圆形导体环置于竖直方向的匀强磁场中，规定如图甲所示导体环中电流的方向为正方向，磁场向上为正。磁感应强度B随时间t按图乙变化时，下列能正确表示导体环中感应电流变化情况的是（　　） A. B. C. D. 14. 如图，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒、，当在外力的作用下运动时，在磁场的作用下向右运动，则所做的运动可能是（　　） A. 向右匀速运动 B. 向右加速运动 C 向左减速运动 D. 向左加速运动 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 15. 如图所示，回旋加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，所加交变电压极性变化时，电压值不变。下列说法正确的是（　　） A. 利用回旋加速器加速带电粒子，要提高加速粒子的最终能量，应尽可能增大磁感应强度和D形盒半径 B. 所加交变电压的周期等于带电粒子圆周运动周期的一半 C. 回旋加速器的加速电压越大，带电粒子获得的最大动能越大 D. 粒子每次经过D形盒狭缝时，静电力对粒子做功一样多 16. 如图所示，半径为R的圆形区域内存在匀强磁场，方向垂直于纸面向里。边界上C点有一粒子源，可平行于纸面向磁场内任意方向发射质量为m、电荷量为q的带正电粒子，粒子速度大小均为v0.不计粒子重力以及粒子间的相互作用，所有粒子运动半径均为R且离开磁场时速度方向均与AB平行，AB、CD为互相垂直的直径，则（　　） A. 粒子离开磁场时速度方向平行AB向下 B. 磁感应强度大小为 C. 经过圆心O的粒子在磁场中运动的时间为 D. 沿着CO方向射入的粒子在磁场中运动的时间为 17. 如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，磁感应强度为B，质量为m、边长为a的正方形金属均质线框ABCD斜向穿进磁场，当AC刚进入磁场时，线框的速度为v，方向与磁场水平边界成45°，若线框的总电阻为R，则（　　） A. 线框进入磁场过程中，框中电流的方向为DCBA B. AC刚进入磁场时线框中感应电流为 C. AC刚进入磁场时线框所受安培力大小为 D. AC刚进入磁场时CD两端电压为 18. 如图，水平面上有两条足够长的光滑平行导轨EF、GH，导轨间距为l，垂直于导轨平行地放有两根完全相同的金属杆a和b、已知两杆质量为m，导轨电阻不计，空间存在垂直轨道平面向上的匀强磁场 B.开始时a、b两杆处于静止状态，现给b杆水平向右的初速度v0，在此后的整个过程中，下列说法正确的是（　　） A. 两棒最终的速度大小相等，方向相反 B. a棒产生焦耳热为 C. 两棒受到安培力的冲量相同 D. 通过b棒某横截面的电荷量为 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 19. 如图所示，电阻可忽略不计，相距为的两平行金属导轨，固定在倾角的斜面上，导轨上端接有电动势、内阻的直流电源。空间分布着磁感应强度大小、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。现把一个质量的导体棒垂直放在金属导轨上，导体棒恰好保持静止。已知导体棒接入电路的电阻，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度。 （1）求导体棒受到的安培力的大小和方向； （2）求导体棒与金属导轨间的动摩擦因数。 20. 如图所示，一个质量为、电荷量为的带电粒子从轴正方向上的点以速度沿与轴成角的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直轴射出第一象限。已知，不计带电粒子的重力。求： （1）带电粒子在磁场中运动的半径； （2）匀强磁场的磁感应强度的大小； （3）带电粒子穿过第一象限所用的时间。 21. 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。 22. 如图所示，上端接有R＝1.5Ω的定值电阻的两平行粗糙导轨，间距为L＝0.25m，足够长的倾斜部分和水平部分圆滑连接，倾斜部分与水平面的夹角，倾斜部分有一垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝4T，水平部分没有磁场。垂直于导轨的质量为m＝0.5kg、电阻为r＝0.5Ω的金属棒ab，从斜面上足够高的某处由静止释放，运动中与导轨有良好接触。已知金属棒与轨道间的动摩擦因数，其余电阻不计，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6。cos37°＝0.8。求： （1）金属棒ab在倾斜轨道上的最大速率； （2）金属棒ab在水平轨道的运行路程； （3）若金属棒从高度h＝0.9m处滑下（进入水平轨道前已处于平衡状态），电阻R上产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024~2025学年度第二学期质量检测 高二物理试题 满分100分。考试用时90分钟。 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 下列有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是（　　） A. 通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用 B. 若通电导线在磁场中受到的安培力为零，该处磁场的磁感应强度不一定为零 C. 只要速度大小相同，所受的洛伦兹力就相同 D. 洛伦兹力对运动电荷一定不做功，安培力是所有运动电荷所受洛伦兹力的总和，因此安培力也不做功 【答案】B 【解析】 【详解】A．当通电直导线电流方向与磁场方向平行时，通电直导线不受安培力作用，故A错误； B．若通电导线在磁场中受到的安培力为零，可能是通电直导线电流方向与磁场方向平行，该处磁场的磁感应强度不一定为零，故B正确； C．当速度方向与磁场方向垂直时，带电粒子受到的洛伦兹力为 可知速度大小相同，所受的洛伦兹力不一定相同，还要看电荷量，磁感应强度大小，故C错误； D．洛伦兹力始终与速度方向垂直，对运动电荷一定不做功，安培力虽然是所有运动电荷所受洛伦兹力的总和，但安培力对通电导线可以做功，故D错误。 故选B。 2. 下图表示一根放在磁场里的通电直导线，导线与磁场方向垂直，图中已经标明电流、磁感应强度和安培力这三个物理量的方向，其中关于三者方向的关系正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据左手定则，通电导线受到的安培力方向应为垂直导线向下，故A错误； B．根据左手定则，通电导线受到的安培力方向应为垂直导线向下，故B错误； C．根据左手定则，通电导线受到的安培力方向应为垂直导线向上，故C正确； D．根据左手定则，通电导线受到的安培力方向应为垂直导线向右，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，KN和LM是圆心为O、半径分别为ON和OM的同心圆弧，在O处有电流方向垂直纸面向外的载流直导线。用一根导线围成KLMN回路，当回路中沿图示方向通过电流时（电源未在图中画出），下列说法正确的是（　　） A. KL边受到垂直纸面向里的力 B. 线框KLMN将向右平动 C. MN边垂直纸面向里运动 D. 线框KLMN将在纸面内绕通过O点并垂直纸面的轴转动 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意可知，垂直纸面的导线，电流方向向外，根据安培定则可知，其磁感线是以导线为圆心的逆时针方向的一系列同心圆，再根据左手定则可知，KL边受到的安培力垂直纸面向外，则将垂直纸面向外运动，故A错误； C．根据左手定则可知，MN边受到的安培力垂直纸面向里，则将垂直纸面向里运动；故C正确； BD．线框KLMN的KL边受到垂直纸面向外运动，MN边垂直纸面向里运动，从右侧观察线框KLMN做逆时针转动，故BD错误。 故选C。 4. 质量为m、电荷量为q的小物块，从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图所示。若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是（　　） A. 小物块一定带正电 B. 小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动 C. 小物块在斜面上运动时做加速度增大、而速度也增大的变加速直线运动 D. 小物块在斜面上下滑过程中，当小物块对斜面压力为零时的速率为 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，知其所受洛伦兹力的方向应垂直于斜面向上，根据左手定则知，小物块带负电，故A错误； BC．小物块在运动的过程中受重力、斜面的支持力和洛伦兹力，合力沿斜面向下，大小为 根据牛顿第二定律知 小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动，故B正确，C错误； D．当压力为零时，在垂直于斜面方向上的合力为零，有 解得 故D错误。 故选B。 5. 阴极射线管中电子束由阴极沿轴正方向射出，在荧光屏上出现一条亮线（如图），要使该亮线向轴正方向偏转，可加上（　　） A. 轴正方向的磁场 B. 轴负方向的磁场 C. 轴正方向的磁场 D. 轴负方向的磁场 【答案】D 【解析】 【详解】A．若加一沿轴正方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿轴正方向，亮线向轴正方向偏转，故A错误； B．若加一沿轴负方向的磁场，电子受电场力作用沿轴的负方向偏转，故B错误； C．若加一沿轴正方向的磁场，电子受电场力作用向轴的负方向偏转，故C错误； D．若加一沿轴负方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿轴正方向，亮线向轴正方向偏转，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，用绝缘轻丝线吊一质量为的带电塑料小球在竖直平面内摆动，水平磁场垂直于小球摆动的平面，当小球自图示位置摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，若不计空气阻力，重力加速度为，则小球自右侧相同摆角处摆到最低点时悬线上的张力大小为（　　） A B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设小球自题图示位置摆到最低点时速度大小为，因洛伦兹力不做功，只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律 小球自左方摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，可知洛伦兹力方向向上，在最低点合力提供向心力，由牛顿第二定律 当小球自右方相同摆角处摆到最低点时，根据左手定则，洛伦兹力方向向下，摆动过程中洛伦兹力也不做功，机械能守恒，则小球摆到最低点时速度仍为，由牛顿第二定律 联立解得 故选C。 7. 如图所示，磁感应强度为的匀强磁场的两条边界线平行，边界线之间的距离为，磁场方向垂直纸面向里，一重力忽略不计的带电粒子从左侧磁场边界的点以速度垂直边界线射入磁场，并从右侧边界的点射出磁场，射出磁场的速度方向与右侧边界线成60°角。下列说法正确的是（　　） A. 粒子带正电 B. 粒子轨迹半径为 C. 粒子的比荷为 D. 粒子在磁场中的运动时间为 【答案】C 【解析】 【详解】A．粒子以速度垂直左侧边界线射入磁场，从右侧边界穿出磁场，根据左手定则，可知粒子带负电，选项A错误； B．粒子轨迹如图所示，由几何知识可知，轨迹对应的圆心角，为半径，则 选项B错误； C．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力可得 解得 其中 可得 选项C正确； D．粒子在磁场中的运动时间 其中 解得 选项D错误。 故选C。 8. 质谱仪在物理研究中起着非常重要的作用。如图是质谱仪的工作原理示意图。粒子源（在加速电场上方，未画出）产生的带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内存在相互正交的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度和电场强度大小分别为和。平板上有可让粒子通过的狭缝和记录粒子位置的胶片。平板下方有磁感应强度大小为的匀强磁场。不计带电粒子的重力和粒子间的作用力，下列表述正确的是（ ） A. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里 B. 能通过狭缝的带电粒子的速率等于 C. 粒子打在胶片上的位置离狭缝越远，粒子的比荷越小 D. 所有打在上的粒子，在磁感应强度为的磁场中运动的时间都相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据带电粒子在磁场中的偏转方向，及左手定则知，该粒子带正电，在速度选择器中电场力水平向右，则洛伦兹力水平向左，根据左手定则知，磁场方向垂直纸面向外，故A错误； B．在速度选择器中，电场力和洛伦兹力平衡，有 可得 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于，故B错误； C．粒子进入磁场后，由洛伦兹力提供向心力，则有 解得 粒子打在胶片上的位置离狭缝P越远，粒子的轨迹半径越大，粒子的比荷越小，故C正确； D．粒子在磁感应强度为的磁场中运动的时间为 与粒子比荷有关，并非都相等，故D错误。 故选C。 9. 某同学在“探究感应电流产生的条件”的实验中，将直流电源、滑动变阻器、线圈A（有铁芯）、线圈B、灵敏电流计及开关按图连接成电路。在实验中，该同学发现开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向右偏。在保持开关闭合的状态下，下列判断正确的是（　　） A. 当线圈A拔出时，灵敏电流计的指针向右偏 B. 当线圈A中的铁芯拔出时，灵敏电流计的指针向左偏 C. 当滑动变阻器的滑片匀速滑动时，灵敏电流计的指针不偏转 D. 当滑动变阻器的滑片加速向N端滑动时，灵敏电流计的指针向左偏 【答案】B 【解析】 【详解】在实验中，该同学发现开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向右偏，可知穿过线圈B的磁通量增加时，灵敏电流计的指针向右偏。 A．当线圈A拔出时，穿过线圈B的磁通量减少，灵敏电流计的指针向左偏，故A错误； B．当线圈A中的铁芯拔出时，穿过线圈B的磁通量减少，灵敏电流计的指针向左偏，故B正确； C．当滑动变阻器的滑片匀速滑动时，通过线圈A电流发生变化，穿过线圈B的磁通量减发生变化，则灵敏电流计的指针发生偏转，故C错误； D．当滑动变阻器的滑片加速向N端滑动时，通过线圈A电流增大，穿过线圈B的磁通量增加，灵敏电流计的指针向右偏，故D错误。 故选B。 10. 如图所示，a、b是平行的金属导轨，匀强磁场垂直导轨平面，c、d是分别串有电压表和电流表的金属棒，它们与导轨接触良好，当c、d以相同的速度向右运动时，下列说法正确的是（　　） A 两表均无读数 B. 两表均有读数 C. 电流表有读数，电压表无读数 D. 电流表无读数，电压表有读数 【答案】A 【解析】 【详解】当c、d以相同速度向右运动时，回路的面积不变，穿过回路的磁通量不变，没有感应电流产生，则两个电表都无示数。 故选A。 11. 如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管b与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（　　） A. 线圈a中将产生沿顺时针方向（俯视）的感应电流 B. 穿过线圈a的磁通量减小 C. 线圈a有扩张的趋势 D. 线圈a对水平桌面的压力FN将增大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．当滑动触头P向下移动时电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流增大，穿过线圈a的磁通量增加，方向向下；根据楞次定律即可判断出线圈a中感应电流方向俯视应为逆时针，故AB错误； C．根据楞次定律，感应电流的产生总是阻碍引起感应电流的原因，因为滑动触头向下滑动导致穿过线圈a的磁通量增加，故只有线圈面积减少时才能阻碍磁通量的增加，故线圈a应有收缩的趋势，故C错误； D．开始时线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力，当滑动触头向下滑动时，可以用“等效法”，即将线圈a和b看做两个条形磁铁，判断知此时两磁铁的N极相对，互相排斥，故线圈a对水平桌面的压力将增大，故D正确。 故选D。 12. 如图所示，间距为、水平放置的平行U形光滑金属导轨间有垂直于导轨平面向下、磁感应强度的大小为的匀强磁场，倾斜放置的金属杆在外力作用下以平行于导轨向右的速度匀速运动，金属杆与导轨的夹角为，其单位长度的电阻为，运动过程中与导轨始终接触良好，导轨电阻不计。下列说法正确的是（ ） A. 金属杆中感应电流的方向为到 B. 金属杆切割磁感线产生的感应电动势大小为 C. 金属杆所受安培力的大小为 D. 金属杆的热功率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由右手定则可知金属杆中感应电流的方向为N到M，故A错误； B．由于速度方向是向右，有效切割长度为L，所以感应电动势大小为 故B错误； C．电路中感应电流大小为 金属杆所受安培力的大小为 故C正确； D．金属杆的热功率为 故D错误。 故选C。 13. 水平圆形导体环置于竖直方向的匀强磁场中，规定如图甲所示导体环中电流的方向为正方向，磁场向上为正。磁感应强度B随时间t按图乙变化时，下列能正确表示导体环中感应电流变化情况的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】规定以向上为磁场的正方向，从图乙可知，0~1s磁感应强度向下且减小，则通过线圈的磁通量在减小，根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向向下，则感应电流与图甲所示电流方向相同，为正方向，同理可知1s~2s电流为正方向、2s~4s为负方向，4s~5s为正方向；根据法拉第电磁感应定律及欧姆定律，线圈的感应电流为 其中R为线圈的电阻，k为磁感应强度的变化率，从图乙可以看出k为定值，即电流大小恒定，故BCD错，A正确。 故选A。 14. 如图，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒、，当在外力的作用下运动时，在磁场的作用下向右运动，则所做的运动可能是（　　） A. 向右匀速运动 B. 向右加速运动 C. 向左减速运动 D. 向左加速运动 【答案】D 【解析】 【详解】PQ在磁场力作用下向右运动，则PQ所受的安培力方向向右，由左手定则可以判断电流由流向，线圈相当于电源，由右手螺旋定则可判断线圈中的感应磁场方向沿轴线向下，若中电流产生的磁场方向与中的感应磁场方向相同，则中电流减小，MN棒做减速运动，电动势由指向，根据右手定则可判断MN棒向右运动，若中电流产生的磁场方向与中的感应磁场方向相反，则中电流增加，MN棒做加速运动，电动势由指向，根据右手定则可判断MN棒向左运动。 故选D。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 15. 如图所示，回旋加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，所加交变电压极性变化时，电压值不变。下列说法正确的是（　　） A. 利用回旋加速器加速带电粒子，要提高加速粒子的最终能量，应尽可能增大磁感应强度和D形盒半径 B. 所加交变电压的周期等于带电粒子圆周运动周期的一半 C. 回旋加速器的加速电压越大，带电粒子获得的最大动能越大 D. 粒子每次经过D形盒狭缝时，静电力对粒子做功一样多 【答案】AD 【解析】 【详解】A．当粒子运动半径等于D形盒半径R时粒子速度最大，粒子在磁场中有 粒子出D形盒时的能量为 联立解得 故要提高加速粒子的最终能量，应尽可能增大磁感应强度B和D形盒半径R，故A正确； B．加速粒子时，交变电压的周期必须与粒子圆周运动的周期相等，这样才能使粒子每次经过D形盒的狭缝时都能被电场加速，故B错误； C．由A选项可知，带电粒子获得的最大动能与加速度电压无关，故C错误； D．粒子每次经过D形盒狭缝时，电场力对粒子做功均为qU，故D正确。 故选AD。 16. 如图所示，半径为R的圆形区域内存在匀强磁场，方向垂直于纸面向里。边界上C点有一粒子源，可平行于纸面向磁场内任意方向发射质量为m、电荷量为q的带正电粒子，粒子速度大小均为v0.不计粒子重力以及粒子间的相互作用，所有粒子运动半径均为R且离开磁场时速度方向均与AB平行，AB、CD为互相垂直的直径，则（　　） A. 粒子离开磁场时速度方向平行AB向下 B. 磁感应强度大小为 C. 经过圆心O的粒子在磁场中运动的时间为 D. 沿着CO方向射入的粒子在磁场中运动的时间为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由于粒子做圆周运动的半径等于磁场圆的半径，根据磁发散原理可知，带正电的粒子从C点射入磁场中均平行于AB向上射出，故A错误； B．根据洛伦兹力提供向心力有 所以 故B正确； C．若粒子经过圆心O，则其圆心角等于120°，则 所以粒子在磁场中运动的时间为 故C正确； D．若粒子沿着CO方向射入磁场，其圆心角等于90°，所以粒子在磁场中运动的时间为 故D错误。 故选BC。 17. 如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，磁感应强度为B，质量为m、边长为a的正方形金属均质线框ABCD斜向穿进磁场，当AC刚进入磁场时，线框的速度为v，方向与磁场水平边界成45°，若线框的总电阻为R，则（　　） A. 线框进入磁场过程中，框中电流的方向为DCBA B. AC刚进入磁场时线框中感应电流 C. AC刚进入磁场时线框所受安培力大小为 D. AC刚进入磁场时CD两端电压为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．线框进入磁场的过程中穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流的方向为ABCD方向，故A错误； BD．AC刚进入磁场时CD边切割磁感线，AD边不切割磁感线，所以产生的感应电动势 则线框中感应电流为 此时CD两端电压，即路端电压为 故B错误，D正确； C．AC刚进入磁场时线框的CD边受到的安培力与v的方向相反，AD边受到的安培力的方向垂直于AD向下，它们的大小都是 由几何关系可以看出，AD边与CD边受到的安培力的方向相互垂直，所以AC刚进入磁场时线框所受安培力为AD边与CD边受到的安培力的矢量和，即 故C正确。 故选CD。 18. 如图，水平面上有两条足够长的光滑平行导轨EF、GH，导轨间距为l，垂直于导轨平行地放有两根完全相同的金属杆a和b、已知两杆质量为m，导轨电阻不计，空间存在垂直轨道平面向上的匀强磁场 B.开始时a、b两杆处于静止状态，现给b杆水平向右的初速度v0，在此后的整个过程中，下列说法正确的是（　　） A. 两棒最终的速度大小相等，方向相反 B. a棒产生的焦耳热为 C. 两棒受到安培力的冲量相同 D. 通过b棒某横截面的电荷量为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．当两根导体棒速度最终相同时，两者相对静止，回路中磁通量不再发生改变，所以两根导体棒中不再有感应电流，所以导体棒受到的合力为0，故两者做相同速度的匀速直线运动，故A错误； B．从b开始运动到两者相对静止，有 系统产生的热量为 而a棒产生的焦耳热为 B正确；B故； C．若规定向右为正，则a、b棒受到的安培力的冲量分别为， 解得， 故两棒受到安培力的冲量不相同，故C错误； D．对b棒，根据动量定理 即 解得 故D正确； 故选BD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 19. 如图所示，电阻可忽略不计，相距为的两平行金属导轨，固定在倾角的斜面上，导轨上端接有电动势、内阻的直流电源。空间分布着磁感应强度大小、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。现把一个质量的导体棒垂直放在金属导轨上，导体棒恰好保持静止。已知导体棒接入电路的电阻，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度。 （1）求导体棒受到的安培力的大小和方向； （2）求导体棒与金属导轨间的动摩擦因数。 【答案】（1），方向：沿斜面向上 （2） 【解析】 【小问1详解】 根据闭合电路欧姆定律 导体棒中电流方向由b向a，导体棒所受的安培力为 方向沿斜面向上。 【小问2详解】 由于 故导体棒所受摩擦力沿斜面向下，根据受力平衡，得 又 联立求得 20. 如图所示，一个质量为、电荷量为的带电粒子从轴正方向上的点以速度沿与轴成角的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直轴射出第一象限。已知，不计带电粒子的重力。求： （1）带电粒子在磁场中运动的半径； （2）匀强磁场的磁感应强度的大小； （3）带电粒子穿过第一象限所用的时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）作粒子通过、两点速度方向的垂线，两垂线的交点即为粒子做圆周运动的圆心。画出粒子在第一象限运动的轨迹如图所示 可知运动半径 （2）洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力 解得 （3）由运动轨迹图可知，圆弧轨迹对应的圆心角，则粒子通过第一象限所用时间 联立解得 21. 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。 【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 22. 如图所示，上端接有R＝1.5Ω的定值电阻的两平行粗糙导轨，间距为L＝0.25m，足够长的倾斜部分和水平部分圆滑连接，倾斜部分与水平面的夹角，倾斜部分有一垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝4T，水平部分没有磁场。垂直于导轨的质量为m＝0.5kg、电阻为r＝0.5Ω的金属棒ab，从斜面上足够高的某处由静止释放，运动中与导轨有良好接触。已知金属棒与轨道间的动摩擦因数，其余电阻不计，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6。cos37°＝0.8。求： （1）金属棒ab在倾斜轨道上的最大速率； （2）金属棒ab在水平轨道的运行路程； （3）若金属棒从高度h＝0.9m处滑下（进入水平轨道前已处于平衡状态），电阻R上产生的热量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由题意可知，金属棒到达水平面之前已开始匀速运动，设最大速度为，由法拉第电磁感应定律有 感应电流为 对导体棒受力分析，有 联立解得 （2）金属棒在水平轨道上，由动能定理有 解得 （3）金属棒在倾斜轨道上运动时，由能量守恒有 解得 电阻上产生热量 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$