山东省济宁市微山县第一中学2024-2025学年高二下学期阶段性诊断物理试题

高二年级阶段性诊断试题（物理） 第I卷（选择题，共40分） 一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。） 1.一条形磁体放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁体垂直的长直导线，当导线中通以图3所示方向的电流时( ) A.磁体对桌面的压力增大，且磁体受到向右的摩擦力作用 B.磁体对桌面的压力减小，且磁体受到向右的摩擦力作用 C.磁体对桌面的压力增大，且磁体受到向左的摩擦力作用 D.磁体对桌面的压力减小，且磁体受到向左的摩擦力作用 2．如图所示，矩形虚线框内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。、、是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹。粒子重力不计。下列说法正确的是（　 　） A．粒子带负电 B．粒子的动能最大 C．粒子在磁场中运动的时间最长 D．粒子在磁场中运动时的向心力最大 3．如图所示，金属杆ab的质量为m，长为l，与导轨间的动摩擦因数为，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面为角斜向上，结果ab静止于水平导轨上。正确的是（　 　） A．金属杆ab所受安培力水平向左 B．金属杆ab所受安培力大小为 C．金属杆受到的摩擦力 D．若将磁场方向与水平面间的夹角减小，导体棒仍保持静止，则此时导轨对导体棒的支持力变小 4.演示自感现象的实验电路图如图所示，线圈的自感系数较大，且使滑动变阻器接入电路中的阻值大于线圈直流电阻，A1、A2为两个完全相同的灯泡，下列判断正确的是（　　） A．接通开关S，灯A1、A2立即变亮 B．接通开关S，待电路稳定后断开开关S，通过灯A1、A2的电流方向与原来都相反 C．接通开关S，待电路稳定后断开开关S，灯A1逐渐熄灭，灯A2闪一下后逐渐熄灭 D．接通开关S，待电路稳定后断开开关S，灯A1、A2都逐渐熄灭 5.如图所示，MN和PQ是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计。ab是一根与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆。将开关闭合，让杆ab由静止开始自由下落，则金属杆ab自由下落过程中的速度v、加速度a和安培力F随时间t变化的图像可能正确的是( ) A.B. C.D. 6．2022年12月28日我国中核集团全面完成了230MeV超导回旋加速器自主研制的任务，标志着我国已全面掌握小型化超导回旋加速器的核心技术，进入国际先进行列。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，交流加速电压大小恒为U。若用此装置对氘核（）加速，所加交变电流的频率为f。加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响，下列说法正确的是（   ） A．仅增大加速电压U，则氘核（）从D型盒出口射出的动能增大 B．仅减小加速电压U，则氘核（）被加速次数增多 C．氘核（）在磁场运动过程中，随着半径逐渐增大，周期也随之逐渐增大 D．若用该加速器加速粒子（）需要把交变电流的频率调整为 7.如图所示，固定在水平面上且半径为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OO′上，金属棒随轴以角速度ω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、板间距为d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。已知重力加速度为g，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　） A． 微粒带负电 B．金属棒产生的电动势为 C．微粒的比荷为 D．电容器所带的电荷量为 8.如图所示，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点.有一群相同的粒子在纸面内沿各个方向以相同的速率通过P点进入磁场.这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段圆弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的，将磁感应强度的大小从原来的变为，结果相应的弧长变为原来的2倍，则等于(不计粒子重力及粒子间相互作用)( ) A. B. C. 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.） 9．地面附近空间中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场，已知磁场方向垂直纸面向里，一个带电油滴沿着一条与竖直方向成α角的直线MN运动。如图所示，由此可以判断（　 　） A．油滴不一定做匀速直线运动 B．油滴一定不能做匀变速直线运动 C．油滴带负电，且它是从N点运动到M点 D．油滴带正电，且它是从M点运动到N点 10．如图所示，M、N两金属圆筒是直线加速器的一部分，M与N的电势差为U；边长为2L的立方体区域内有竖直方向的匀强磁场。一质量为m，电量为+q的粒子，从圆筒M右侧静止释放，粒子在两桶间做匀加速直线运动，在N桶内做匀速直线运动。粒子自圆筒N出来后，从正方形的中心垂直进入磁场区域，最后由正方形中心垂直飞出磁场区域，忽略粒子受到的重力。下列正确的是（ ） A. 磁感应强度方向竖直向下 B. 粒子进入磁场区域时的速率为 C. 粒子在磁场中运动半径为L D. 磁感应强度的大小为 11．如图所示，边长为3L的等边三角形ABC内、外分布着两方向相反的匀强磁场，三角形内磁场方向垂直纸面向外，两磁场的磁感应强度大小均为B。顶点A处有一粒子源，粒子源能沿的角平分线发射不同速率的粒子，粒子质量均为m、电荷量均为+q不计粒子重力及粒子间的相互作用力，则发射速度v0为哪些值时粒子能通过B点（　　） A. B． C． D． 12. 如图所示，两条相同的半圆弧形光滑金属导轨固定在水平桌面上，其所在平面竖直且平行，导轨最高点到水平桌面的距离等于半径，最低点的连线OO'与导轨所在竖直面垂直。空间充满竖直向下的匀强磁场（图中未画出），导轨左端由导线连接。现将具有一定质量和电阻的金属棒MN平行OO'放置在导轨图示位置，由静止释放。MN 运动过程中始终平行于OO'且与两导轨接触良好，不考虑自感影响，下列说法正确的是（　 　） A. MN最终一定静止于OO'位置 B. MN运动过程中安培力始终做负功 C. 从释放到第一次到达OO'位置过程中，MN的速率一直在增大 D. 从释放到第一次到达OO'位置过程中，MN中电流方向由M到N 第II卷（非选择题，共60分） 三、实验题（本题共2题，共14分。） 13.(6分)如图为研究电磁感应现象的实验装置。 (1)将图中所缺的导线补接完整。 (2)如果在闭合开关时发现电流表的指针向右偏转一下,那么合上开关后可能出现的情况有: A.将线圈A迅速插入线圈B时,电流表指针将　　　　偏转一下。  B.线圈A插入线圈B后,将滑动变阻器的滑片迅速向左拉时,电流表指针将　　　偏转一下。  14．（8分）某实验小组对霍尔原件进行研究，如图所示，矩形薄片霍尔元件处于与薄片垂直、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，当元件通有大小为I，方向如图所示的电流时，在M、N间出现霍尔电压。已知薄片内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，薄片的厚度为d，M、N间距离为，P、Q间距离为，则实验研究中形成电流的电子定向移动方向为 （填 或 ）；M表面电势 N表面电势（填高于、低于或等于）；自由电子定向移动的速度大小为 ；元件内单位体积内自由电子数为 。 四、计算题：（本题共46分） 15．（7分）如图所示，真空区域有宽度为L、磁感应强度为B的矩形匀强磁场，方向垂直于纸面向里，MN、PQ是磁场的边界。质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力）沿着与MN夹角为的方向垂直射入磁场中，刚好垂直于PQ边界射出，并沿半径方向垂直进入圆形磁场。圆形磁场半径为L，方向垂直纸面向外，粒子最后从圆心O的正下方点离开磁场。求： （1）粒子在矩形磁场中运动的轨迹半径； （2）粒子射入磁场的速度大小； （3）圆形磁场的磁感应强度。 16．（9分）如图甲所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场方向垂直，已知线圈的匝数N=100，边长ab=1.0m、bc=0.5m，电阻r=2Ω，磁感应强度B随时间变化的曲线如图乙所示，取垂直纸面向里为磁场的正方向，求： （1）3s时线圈内感应电动势的大小和感应电流的方向； （2）在1s ~ 5s内通过线圈的电荷量q； （3）在0 ~ 1s内线圈产生的焦耳热Q。 17.（14分）如图，两根足够长的光滑平行金属直导轨与水平面夹角倾斜放置，下端连接一阻值的电阻，整个装置处于方向垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小的匀强磁场中。现将一质量的金属棒从导轨上端由静止释放，经过时间后做匀速直线运动。在运动过程中，金属棒与导轨始终垂直且接触良好，已知金属棒接入电路阻值，导轨间距，导轨电阻忽略不计，。求： （1）由静止释放时金属棒的加速度大小； （2）金属棒做匀速直线运动的速度大小； （3）金属棒在时间内产生的焦耳热。 18．（16分）如图所示的平行板电容器中，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里，电场强度大小为为板间中线。紧靠平行板右侧边缘的坐标系的第一象限内，边界与轴的夹角，边界线的上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，边界线的下方有竖直向上的匀强电场，电场强度大小为。一带电荷量为、质量为的正离子从点射入平行板间，沿中线做直线运动，穿出平行板后从轴上坐标为的点垂直轴射入磁场区，多次穿越边界线。不计离子重力，求： (1)离子在平行板间运动的速度大小； (2)离子从经过点到第二次穿越边界线所用的时间； (3)离子第四次穿越边界线时的速度大小。 高二年级阶段性诊断试题（物理）答案 第I卷（选择题，共40分） 一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。） 1. B 2.D 3.D 4.C 5.B 6.B 7.C 8.A 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.） 9.BD 10.BC 11.AC 12. ABD 第II卷（非选择题，共60分） 三、实验题（本题共2题，共14分） 13. (1) (2)向右 　向左 （每空2分） 14. 低于 （每空2分） 四、计算题（本题共46分） 15．（7分）（1）；（2）；（3） 解:画出轨迹图如图： 在矩形磁场区域，根据几何关系（1分） 解得 （1分） 由牛顿第二定律得 （1分） 解得 （1分） 粒子在圆形磁场区域内运动时，=L （1分） 由牛顿第二定律得（1分） 解得（1分） 16．（9分）解：（1）3s时感应电动势为（1分） 代入数据解得（1分）  感应电流方向为：或顺时针方向（1分） （2） 在1～5s内线圈中的感应电动势与3s时感应电动势相同， 通过线圈的感应电流为（1分） 通过线圈的电荷量为（1分） 联立上式，代入数据解得（1分） （3）0～1s内线圈中的感应电动势为（1分） 0～1s内线圈中的感应电流为（1分） 产生的焦耳热为（1分） 17.（14分）答案：（1）（2）（3） 解析：（1）由牛顿第二定律得 （2分） 解得（1分） （2）金属棒做匀速直线运动时，得（1分） 根据欧姆定律及法拉第电磁感应定律有（1分） （1分） 联立解得（1分） （3）金属棒由静止释放到做匀速直线运动下滑的距离设为x，该过程由动量定理得： （2分） 其中（1分） （1分） 由能量守恒定律得（1分） 金属标产生的焦耳热（1分） 联立解得（1分） 18．（16分）(1)(2) 解：（1）离子沿着做匀速直线运动，则根据平衡条件有 （1分） 解得 （1分） （2）离子进入磁场区域后在洛伦兹力的作用下做圆周运动，设其做圆周运动的半径为，则根据洛伦兹力充当向心力有 （1分） 可得（1分） 由于点的纵坐标 （1分） 可知离子沿轴负方向第一次穿越，做出离子在磁场中运动的轨迹如图所示。 离子在磁场中做圆周运动的周期 （1分） 可知离子从点到第一次穿越所用的时间 （1分） 解得 （1分） 离子穿越后进入电场做匀减速直线运动直至速度减为零，然后反向加速，以第一次穿过的速度大小反向穿过，设离子在电场中运动的时间为，则 （1分） 解得（1分） 则离子从经过点到第二次穿越边界线所用的时间 （1分） （3）离子第二次穿越后在磁场中做圆周运动，第三次穿越时速度大小仍为，方向沿轴正方向，进入电场后的运动，可分解为沿轴方向的匀速直线运动、沿轴方向的匀加速直线运动，其位移的偏转角等于，则有 （1分） 速度偏转角 （1分） 解得（1分） 则离子第四次穿过时的速度大小为（1分） 解得（1分） 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$