精品解析：江苏省连云港市新海高级中学2025-2026学年高二上学期10月月考物理试题

2024-2025学年度高二第一学期10月学业水平质量监测 物理试题 注意事项 1．本试卷共8页，满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卡交回。 2．答题前，请务必将自己的姓名、考试号等用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在答题卡的规定位置。 3．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。 一、单选题（共11小题 满分44分） 1. 关于下列四幅图的说法正确的是（　　） A. 若图甲为电磁流量计，MN间的电势差大小与污水中离子浓度有关 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. 图丙中的电子（重力不计）可能沿直线从右向左通过速度选择器 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 可得 可知MN间的电势差大小与污水中离子浓度无关，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，电子受向上的电场力，由右向左运动时，根据左手定则，洛伦兹力方向也向上，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。 2. 关于电磁波、能量量子化、电磁感应现象，下列说法正确的是（　　） A. 麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在 B. 电磁波是一种客观存在的物质 C. 普朗克认为微观粒子的能量是连续的 D. 奥斯特通过实验发现了“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的现象 【答案】B 【解析】 【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，证实电磁波存在的人时赫兹，故A错误； B．电磁波具有能量，是一种物质，赫兹最早通过实验证明了电磁波的存在，故B正确； C．普朗克首先提出微观粒子的能量是量子化的，不是连续的，故C错误； D．法拉第通过实验发现了“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的现象，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，装置中线圈平面与螺线管垂直，下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S，穿过线圈A的磁场方向向右 B. 闭合开关S，移动滑动变阻器滑片，通过线圈A的磁通量不变 C. 开关S闭合，线圈A一直中有感应电流 D. 开关S断开瞬间，线圈A中有感应电流 【答案】D 【解析】 【详解】A．由安培定则可知，闭合开关，穿过线圈A的磁场方向向左，故A错误； B．闭合开关S，移动滑动变阻器滑片时，螺线管的电流大小改变，穿过线圈A的磁通量改变，故B错误； CD．开关闭合或断开瞬间，线圈A中磁通量发生变化，会产生感应电流，当电流稳定后，穿过线圈的磁通量不再发生改变，此时线圈中无电流，故C错误，D正确。 故选D。 4. 2024年8月10日，中国运动员宋佳媛荣获巴黎奥运会田径女子铅球决赛铜牌，若她将同一铅球（可看作质点）从空中同一位置A点先后两次抛出，第一次抛出时铅球在空中运动的轨迹如图中1所示，第二次抛出时铅球在空中运动的轨迹如图中2所示，两轨迹的交点为B，不计空气阻力。关于两次抛出，下列说法正确的是（　　） A. 铅球第一次被抛出时在空中运动的时间较短 B. 铅球第一次被抛出时在A点重力的瞬时功率较小 C. 铅球第二次被抛出时在最高点的动量较大 D. 铅球第二次被抛出时重力的冲量较大 【答案】C 【解析】 【详解】A．铅球被抛出后做斜抛运动，由斜抛运动规律，知铅球在空中运动的时间，由题图可知铅球第一次被抛出时运动的高度更高，故铅球第一次被抛出时在空中运动的时间较长，A错误； B．重力功率 由知，铅球在A点时 故铅球第一次被抛出时在A点重力的瞬时功率较大，B错误； C．铅球在最高点时，动量 铅球在水平方向做匀速直线运动，则，由题图可知，则 故铅球第二次被抛出时在最高点的动量较大，C正确； D．重力冲量，结合A选项分析可知铅球第二次被抛出时重力的冲量较小，D错误。 故选C。 5. 如图所示为一种改进后的回旋加速器的示意图，其中盒缝间的加速电场的场强大小恒定，且被限制在A、C板间，带正电的粒子从处静止释放，并沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，对于这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子每运动一周被加速两次 B. C. 加速电场的方向不需要做周期性的变化 D. 加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸无关 【答案】C 【解析】 【详解】AC．带电粒子只有经过AC板间时被加速，即带电粒子每运动一周被加速一次，电场的方向不需改变，在AC间加速，故A错误，C正确； B．带电粒子在磁场中偏转，由洛伦兹力提供向心力 解得 根据几何关系有 因为每转一圈被加速一次，根据 可知每转一圈，速度的变化量不等，则 故B错误； D．当粒子从D形盒中出来时，速度最大，由洛伦兹力提供向心力  可得 可知加速粒子的最大速度与D形盒的半径有关，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，用高压水枪水力采煤，假设水枪的横截面积为S，水流喷出的速度为v，并假设水流冲击煤层后顺着煤层流下，不考虑水在空中的速度变化，已知水的密度为ρ。煤层受到水的平均冲击力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设∆t时间内水枪射出水的质量为∆m，则有 以这小段水柱为研究对象，选取初速度的方向为正方向，根据动量定理有 联立解得 故选A。 7. 如图甲，某笔记本显示屏、机身分别装有磁体和长、宽、高为a、c、d的霍尔元件。显示屏完全合上时，霍尔元件处于垂直于其上表面向下的匀强磁场中，如图乙。若该元件利用自由电子导电，当通以图示方向的恒定电流时，其前、后表面会产生电压U（霍尔电压），从而控制屏幕自动熄灭。则（　　） A. 前表面的电势比后表面的低 B. 前、后表面间的电场强度大小为 C. 开屏过程中，霍尔电压U变大 D. 开、合屏过程中，霍尔电压U与c无关 【答案】D 【解析】 【详解】A．合屏状态下，根据左手定则可知，电子偏向后表面，则前表面的电势比后表面的高，故A错误； B．前、后表面间的电场强度大小为 故B错误； C．开屏过程中，穿过霍尔元件的竖直方向的磁场减弱，元件前、后表面间的电压变小，故C错误； D．根据、 解得 开、合屏过程中，霍尔电压U与c无关，故D正确。 故选D。 8. 某同学设计了如图所示的装置测量沿竖直方向的匀强磁场的磁感应强度B的大小；两光滑金属导轨间距为L，与水平面成θ角；金属杆ab垂直放置在导轨上，并通过绝缘轻绳与力传感器连接。开关S闭合前，力传感器的示数为F1，闭合后，回路电流为I，力传感器示数增大为F2，则（　　） A. B. 磁场方向竖直向上 C. ab棒所受安培力方向沿导轨平面向上 D. ab棒所受安培力方向沿导轨平面向下 【答案】A 【解析】 【详解】A．设导体棒质量为m，则开关S闭合前，由平衡可知 闭合后 联立解得，故A正确； B．安培力有沿斜面向下的分量，电流方向从b到a，由左手定则可知，磁场方向竖直向下，故B错误； CD．由左手定则可知，ab棒所受安培力方向水平向左，故CD错误。 故选A。 9. 如图所示，AC是四分之一圆弧，O为圆心，A、C处各有一垂直纸面的通电直导线，电流大小相等，方向均垂直纸面向里，整个空间还存在一个磁感应强度大小为B的匀强磁场，O处的磁感应强度恰好为零。下列说法正确的是（　　） A. 两通电直导线相互排斥 B. A处直导线在O处产生的磁感应强度大小为 C. 若将C处直导线移走，则O处的磁感应强度大小变为 D. 若将A处直导线中的电流反向、大小不变，则O处的磁感应强度方向竖直向下 【答案】C 【解析】 【详解】A．同向通电直导线相互吸引，故A错误； B．A处直导线在O处产生的磁感应强度大小为B1，则C处直导线在O处产生的磁感应强度大小为B1，根据矢量的叠加可得 所以，故B错误； C．若将C处直导线移走，则O处的合磁感应强度大小与C处导线在O处的磁感应强度大小相等，即，故C正确； D．根据右手螺旋定则可知，变化前A、C处直导线在O处产生的合磁感应强度方向与水平方向成斜向下偏右，则匀强磁场的方向与水平方向成斜向上偏左；若将A处直导线中的电流反向、大小不变，则变换后A、C处直导线在O处产生的合磁感应强度方向与水平方向成斜向上偏右，根据叠加原则可知，O处的磁感应强度方向竖直向上，故D错误。 故选C。 10. 如图所示，圆形区域半径为，区域内有一垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为。位于磁场边界最低点处有一粒子源，同时将个带负电的粒子沿纸面内各个方向均匀射入磁场区域，粒子质量为、电荷量大小为、速率均为。为圆形区域水平直径的两个端点，足够长的弹性挡板与圆形区域在两点处相切，所有粒子与挡板垂直碰撞后以原速率反弹，不计粒子的重力和空气阻力，忽略粒子间的相互影响。下列说法中正确的是（　　） A. 所有粒子最终离开磁场时速度方向平行 B. 所有粒子均与右侧挡板碰撞，最终全部从点离开磁场 C. 粒子从点出发到从点离开磁场，运动的最长时间为 D. 粒子陆续与挡板碰撞过程中对挡板的平均作用力为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由洛伦兹力提供向心力，有 可得 r＝R 根据磁聚焦结论做出如图所示的轨迹图 粒子在圆形磁场中射出后均能垂直打在左侧挡板上，反弹后再次进入磁场并全部从点离开磁场，但是离开磁场时的速度方向不是平行的，故AB错误； C．根据磁聚焦可以得出粒子在圆形磁场中运动的两段圆弧圆心角之和为π，每个粒子在磁场中运动的时间均为 这个时间是粒子从P点出发打到A点，然后再从A点到D点，不从A点与挡板碰撞得粒子还会在磁场外做一段匀速直线运动，所以所有粒子从P点出发，从D点离开的最短时间为，故C错误； D．所有粒子到达挡板的最短时间为 最长时间为 粒子与挡板碰撞过程中的作用时间为 对这个n粒子由动量定理可得 解得 故D正确。 故选D。 11. 如图所示，空间内有垂直纸面向里的匀强磁场（未画出），在O点有一粒子源，能沿纸面向各方向均匀发射初速度为v0，电荷量为+q，质量为m的带电粒子，O点右侧有一挡板PQ，已知OQ⊥PQ，OQ=PQ=a，当v0沿OQ方向时，粒子恰好打在挡板上端P点外，不计粒子重力，不考虑粒子的反弹和粒子间的相互作用，则（　　） A. 粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为2a B. 击中挡板左侧的粒子占粒子总数的 C. 击中挡板右侧的粒子占粒子总数的 D. 若将挡板PQ两端延伸足够长，粒子打在挡板上的长度为2a 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题意可知，v0沿OQ方向时，粒子恰好打在挡板上端P点外，可知粒子的轨迹半径为a，故A错误； B．初始与最后打到挡板左侧的粒子轨迹如图所示 当粒子速度方向与OQ夹角为30°时，刚好打到挡板左侧Q点，当粒子速度方向沿OQ方向时，粒子刚好打到挡板左侧P点，所以击中挡板左侧的粒子占粒子总数的，故B错误； C．初始与最后打到挡板右侧的粒子轨迹如图所示 当粒子速度方向与OQ夹角为30°时，刚好打到挡板右侧Q点，如图中轨迹1；当粒子速度方向与OQ垂直向下时，粒子刚好打到挡板右侧P点，如图中轨迹2，所以击中挡板右侧的粒子占粒子总数的，故C正确； D．若将挡板PQ两端延伸足够长，粒子打到挡板PQ上下最远粒子的轨迹如图所示 粒子速度垂直于OP′时，打在挡板下方最远，粒子速度沿OQ方向时，打在挡板上方最远。由图中几何关系可知，粒子打在挡板上的长度为，故D错误。 故选C。 二、非选择题（共5大题 满分56分） 12. 用如图所示的装置可以“验证动量守恒定律”，在滑块A和B相碰的端面上装有弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。 （1）打开气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间______时，可认为气垫导轨水平。 （2）该装置在用于“验证动量守恒定律”时______（填“需要”或“不需要”）测出遮光条的宽度d。 （3）滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门之间，给A一个向右的初速度，先后通过光电门1和2的时间为，滑块B通过光电门2的挡光时间为；为使滑块A能通过光电门2，则______（小于、等于、大于）。 （4）若两滑块碰撞过程中动量守恒，则满足表达式______（用分式、、、、表达）。 （5）改变实验装置用于验证动量定理：拿下滑块A、B，把气垫导轨左端抬高，使导轨与水平面夹角为30°，然后固定导轨。让滑块A从光电门1的左边由静止滑下，通过光电门1、2的时间为，通过光电门1和2之间的时间间隔为t，重力加速度为g，如果关系式______（用d、、t及g表示）在误差范围内成立，表明动量定理成立。 【答案】（1）相等 （2）不需要 （3）大于 （4） （5） 【解析】 【小问1详解】 打开气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间相等时，可认为气垫导轨水平。 【小问2详解】 实验要验证的关系式 其中 则 即 则该实验不需要测出遮光条的宽度d。 【小问3详解】 为使滑块A能通过光电门2，则防止滑块A碰后反弹，则滑块的质量大于。 【小问4详解】 由上述分析可知，若两滑块碰撞过程中动量守恒，则满足表达式 【小问5详解】 滑块通过两光电门时的速度分别为 若满足动量定理则 即 13. 如图所示，矩形线圈的面积为，放在磁感应强度为0.1T的匀强磁场中，线圈的一边ab与磁感线垂直，线圈平面与磁场方向成30°角。 求： （1）穿过线圈的磁通量是多大？ （2）当线圈从图示位置绕 ab边逆时针转过的过程中，穿过线圈的磁通量变化了多少？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 图中穿过线框的磁通量为 【小问2详解】 当线圈从图示位置绕 ab边逆时针转过的过程中，末位置的磁通量为 则穿过线圈的磁通量变化为 14. 如图甲所示，在平面直角坐标系的第二象限内放置有如图所示的两块极板M和N，极板厚度不计，第一、四象限有垂直纸面向内的匀强磁场，磁感应强度大小为。已知两极板间距和极板的长度均为，现给极板加上电压，从上极板的左端位置以沿轴正方向的初速度发射一电荷量为、质量为的带负电粒子，粒子从处进入磁场。不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，求： （1）两板间的电势差； （2）粒子第二次穿过轴的坐标； （3）如图乙所示，若有一平行于轴的线状粒子源放置在平行板的左侧，能够在区域水平向右发射速度为与题中相同的粒子，在磁场区域内适当位置放置一平行轴的挡板去遮挡粒子，要挡住所有粒子，取，求挡板长度的最小值。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子向下偏转，上极板带正电， 在电场中运动水平方向， 竖直方向做匀加速运动， 根据牛顿第二定律，有， 联立可得，即 。 【小问2详解】 轴方向的分速度大小 合速度大小 由得 磁场中圆周运动的半径为 因此第二次穿过轴的坐标为： 【小问3详解】 粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，、分别为上下边界两个粒子运动轨迹的圆心。由得 、间的距离为， 由轨迹分析可知挡板挡住的区域即可挡住所有粒子。 因此挡板的最短长度为。 15. 如图所示，一质量的小车由水平部分AB和光滑圆轨道BC组成，圆弧BC的半径且与水平部分相切于B点，小物块Q与AB段之间的动摩擦因数，小车静止时左端与固定的光滑曲面轨道MN相切，一质量为的小物块P从距离轨道MN底端高为处由静止滑下，并与静止在小车左端的质量为的小物块Q（两物块均可视为质点）发生弹性碰撞，碰撞时间极短。已知除了小车AB段粗糙外，其余所有接触面均光滑，重力加速度。 （1）求物块Q在小车上运动1s时相对于小车运动的距离（此时Q未到B点且速度大于小车的速度）； （2）若AB的长，求物块Q在运动过程中所能上升的最大高度； （3）要使物块Q既可以到达B点又不会与小车上表面分离，求小车左侧水平部分AB的长度L的取值范围。 【答案】（1） （2）0.24m （3） 【解析】 【小问1详解】 物块沿滑下，设末速度为，由机械能守恒定律得 解得 物块碰撞，取向右为正方向，设碰后瞬间速度分别为，由动量守恒定律得 由机械能守恒定律得 解得 故碰撞后瞬间物块的速度为，方向水平向右，物块与小车相对运动，由牛顿第二定律求得两者的加速度分别为 可得1s后物块的末速度仍大于木板，前1s内两物体一直在做匀变速运动，物块的位移 小车的位移 解得 【小问2详解】 根据动量守恒定律有 可得共同速度为 当滑块与木板共速时，上升高度最高，由动能定理得 解得 【小问3详解】 物块刚好到达点时就与木板共速时段最长，由能量守恒定律得 解得 滑块不和小车上表面分离分为两种情况： 1．物块刚好回到点与木板共速，根据动量守恒定律可得共同速度仍为 由能量守恒定律得 解得 2．物块Q刚好到C点时与木板共速 由能量守恒定律得 解得 因为 所以不会从圆弧轨道上滑出，则段的长度范围为 16. 如图所示，半径为R的虚线圆内有垂直纸面向外的匀强磁场，且O1O、O1P分别是虚线圆的竖直半径与水平半径。P点右侧存在一均匀辐向分布的电场，方向沿径向指向圆心O2点，半径为R的圆弧PQ的圆心也在O2点，经过圆弧PQ处的电场强度大小为E，且∠PO2Q=53°，水平虚线QH与竖直虚线QG之间存在水平向左、电场强度大小也为E的匀强电场，M点是此区域内的一固定点，现有一质量为m、带电荷量为+q的粒子（重力不计）从O点沿OO1方向垂直射入磁场，接着运动到P点，然后沿圆弧PQ运动经Q点进入匀强电场，随后恰好运动到M点时速度竖直向下，sin53°=0.8，cos53°=0.6。 （1）求粒子在P点的速度大小以及匀强磁场的磁感应强度B的大小； （2）求粒子从Q点到M点的运动时间以及粒子从O点运动到M点所受的平均作用力大小； （3）N点是匀强电场区域内的一个固定点，且∠GQN=53°，若电场强度大小为E的匀强电场方向改为由Q点指向N点，求Q、M两点之间的电势差。 【答案】（1）， （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 带电粒子在辐向电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，则有带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有 由几何关系可得粒子在磁场内做圆周运动的半径 联立解得， 【小问2详解】 由几何关系可得粒子在Q点时的速度方向与水平方向的夹角为53°，将速度分别沿水平方向和竖直方向分解，则有 粒子从Q点运动到M点，在竖直方向上以vy=vcos53°向下做匀速直线运动，在水平方向上以vx=vsin53°向右做匀减速直线运动，且到达M点时水平方向的分速度为0；粒子在匀强电场中，由牛顿第二定律得 则有 联立解得 带电粒子从O点运动到Q点经历的时间 粒子从O点到M点，速度变化量为 由动量定理可得 联立解得 【小问3详解】 粒子从Q点运动到M点，在水平方向上有 在竖直方向上有 若电场强度大小为E的匀强电场方向改为由Q点指向N点，如图所示， QM连线沿电场强度方向的投影距离为QK=d，则Q、M两点的电势差为 由几何关系可得 其中 因此 则 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年度高二第一学期10月学业水平质量监测 物理试题 注意事项 1．本试卷共8页，满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卡交回。 2．答题前，请务必将自己的姓名、考试号等用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在答题卡的规定位置。 3．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。 一、单选题（共11小题 满分44分） 1. 关于下列四幅图的说法正确的是（　　） A. 若图甲为电磁流量计，MN间的电势差大小与污水中离子浓度有关 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. 图丙中的电子（重力不计）可能沿直线从右向左通过速度选择器 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 2. 关于电磁波、能量量子化、电磁感应现象，下列说法正确的是（　　） A. 麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在 B. 电磁波是一种客观存在的物质 C. 普朗克认为微观粒子的能量是连续的 D. 奥斯特通过实验发现了“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的现象 3. 如图所示，装置中线圈平面与螺线管垂直，下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S，穿过线圈A的磁场方向向右 B. 闭合开关S，移动滑动变阻器滑片，通过线圈A的磁通量不变 C. 开关S闭合，线圈A一直中有感应电流 D. 开关S断开瞬间，线圈A中有感应电流 4. 2024年8月10日，中国运动员宋佳媛荣获巴黎奥运会田径女子铅球决赛铜牌，若她将同一铅球（可看作质点）从空中同一位置A点先后两次抛出，第一次抛出时铅球在空中运动的轨迹如图中1所示，第二次抛出时铅球在空中运动的轨迹如图中2所示，两轨迹的交点为B，不计空气阻力。关于两次抛出，下列说法正确的是（　　） A. 铅球第一次被抛出时在空中运动的时间较短 B. 铅球第一次被抛出时在A点重力的瞬时功率较小 C. 铅球第二次被抛出时在最高点的动量较大 D. 铅球第二次被抛出时重力的冲量较大 5. 如图所示为一种改进后的回旋加速器的示意图，其中盒缝间的加速电场的场强大小恒定，且被限制在A、C板间，带正电的粒子从处静止释放，并沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，对于这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子每运动一周被加速两次 B. C. 加速电场的方向不需要做周期性的变化 D. 加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸无关 6. 如图所示，用高压水枪水力采煤，假设水枪的横截面积为S，水流喷出的速度为v，并假设水流冲击煤层后顺着煤层流下，不考虑水在空中的速度变化，已知水的密度为ρ。煤层受到水的平均冲击力大小为（　　） A. B. C. D. 7. 如图甲，某笔记本显示屏、机身分别装有磁体和长、宽、高为a、c、d的霍尔元件。显示屏完全合上时，霍尔元件处于垂直于其上表面向下的匀强磁场中，如图乙。若该元件利用自由电子导电，当通以图示方向的恒定电流时，其前、后表面会产生电压U（霍尔电压），从而控制屏幕自动熄灭。则（　　） A. 前表面的电势比后表面的低 B. 前、后表面间的电场强度大小为 C. 开屏过程中，霍尔电压U变大 D. 开、合屏过程中，霍尔电压U与c无关 8. 某同学设计了如图所示的装置测量沿竖直方向的匀强磁场的磁感应强度B的大小；两光滑金属导轨间距为L，与水平面成θ角；金属杆ab垂直放置在导轨上，并通过绝缘轻绳与力传感器连接。开关S闭合前，力传感器的示数为F1，闭合后，回路电流为I，力传感器示数增大为F2，则（　　） A. B. 磁场方向竖直向上 C. ab棒所受安培力方向沿导轨平面向上 D. ab棒所受安培力方向沿导轨平面向下 9. 如图所示，AC是四分之一圆弧，O为圆心，A、C处各有一垂直纸面的通电直导线，电流大小相等，方向均垂直纸面向里，整个空间还存在一个磁感应强度大小为B的匀强磁场，O处的磁感应强度恰好为零。下列说法正确的是（　　） A. 两通电直导线相互排斥 B. A处直导线在O处产生的磁感应强度大小为 C. 若将C处直导线移走，则O处的磁感应强度大小变为 D. 若将A处直导线中的电流反向、大小不变，则O处的磁感应强度方向竖直向下 10. 如图所示，圆形区域半径为，区域内有一垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为。位于磁场边界最低点处有一粒子源，同时将个带负电的粒子沿纸面内各个方向均匀射入磁场区域，粒子质量为、电荷量大小为、速率均为。为圆形区域水平直径的两个端点，足够长的弹性挡板与圆形区域在两点处相切，所有粒子与挡板垂直碰撞后以原速率反弹，不计粒子的重力和空气阻力，忽略粒子间的相互影响。下列说法中正确的是（　　） A. 所有粒子最终离开磁场时速度方向平行 B. 所有粒子均与右侧挡板碰撞，最终全部从点离开磁场 C. 粒子从点出发到从点离开磁场，运动的最长时间为 D. 粒子陆续与挡板碰撞过程中对挡板的平均作用力为 11. 如图所示，空间内有垂直纸面向里的匀强磁场（未画出），在O点有一粒子源，能沿纸面向各方向均匀发射初速度为v0，电荷量为+q，质量为m的带电粒子，O点右侧有一挡板PQ，已知OQ⊥PQ，OQ=PQ=a，当v0沿OQ方向时，粒子恰好打在挡板上端P点外，不计粒子重力，不考虑粒子的反弹和粒子间的相互作用，则（　　） A. 粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为2a B. 击中挡板左侧的粒子占粒子总数的 C. 击中挡板右侧的粒子占粒子总数的 D. 若将挡板PQ两端延伸足够长，粒子打在挡板上的长度为2a 二、非选择题（共5大题 满分56分） 12. 用如图所示的装置可以“验证动量守恒定律”，在滑块A和B相碰的端面上装有弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。 （1）打开气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间______时，可认为气垫导轨水平。 （2）该装置在用于“验证动量守恒定律”时______（填“需要”或“不需要”）测出遮光条的宽度d。 （3）滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门之间，给A一个向右的初速度，先后通过光电门1和2的时间为，滑块B通过光电门2的挡光时间为；为使滑块A能通过光电门2，则______（小于、等于、大于）。 （4）若两滑块碰撞过程中动量守恒，则满足表达式______（用分式、、、、表达）。 （5）改变实验装置用于验证动量定理：拿下滑块A、B，把气垫导轨左端抬高，使导轨与水平面夹角为30°，然后固定导轨。让滑块A从光电门1的左边由静止滑下，通过光电门1、2的时间为，通过光电门1和2之间的时间间隔为t，重力加速度为g，如果关系式______（用d、、t及g表示）在误差范围内成立，表明动量定理成立。 13. 如图所示，矩形线圈的面积为，放在磁感应强度为0.1T的匀强磁场中，线圈的一边ab与磁感线垂直，线圈平面与磁场方向成30°角。 求： （1）穿过线圈的磁通量是多大？ （2）当线圈从图示位置绕 ab边逆时针转过的过程中，穿过线圈的磁通量变化了多少？ 14. 如图甲所示，在平面直角坐标系的第二象限内放置有如图所示的两块极板M和N，极板厚度不计，第一、四象限有垂直纸面向内的匀强磁场，磁感应强度大小为。已知两极板间距和极板的长度均为，现给极板加上电压，从上极板的左端位置以沿轴正方向的初速度发射一电荷量为、质量为的带负电粒子，粒子从处进入磁场。不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，求： （1）两板间的电势差； （2）粒子第二次穿过轴的坐标； （3）如图乙所示，若有一平行于轴的线状粒子源放置在平行板的左侧，能够在区域水平向右发射速度为与题中相同的粒子，在磁场区域内适当位置放置一平行轴的挡板去遮挡粒子，要挡住所有粒子，取，求挡板长度的最小值。 15. 如图所示，一质量的小车由水平部分AB和光滑圆轨道BC组成，圆弧BC的半径且与水平部分相切于B点，小物块Q与AB段之间的动摩擦因数，小车静止时左端与固定的光滑曲面轨道MN相切，一质量为的小物块P从距离轨道MN底端高为处由静止滑下，并与静止在小车左端的质量为的小物块Q（两物块均可视为质点）发生弹性碰撞，碰撞时间极短。已知除了小车AB段粗糙外，其余所有接触面均光滑，重力加速度。 （1）求物块Q在小车上运动1s时相对于小车运动的距离（此时Q未到B点且速度大于小车的速度）； （2）若AB的长，求物块Q在运动过程中所能上升的最大高度； （3）要使物块Q既可以到达B点又不会与小车上表面分离，求小车左侧水平部分AB的长度L的取值范围。 16. 如图所示，半径为R的虚线圆内有垂直纸面向外的匀强磁场，且O1O、O1P分别是虚线圆的竖直半径与水平半径。P点右侧存在一均匀辐向分布的电场，方向沿径向指向圆心O2点，半径为R的圆弧PQ的圆心也在O2点，经过圆弧PQ处的电场强度大小为E，且∠PO2Q=53°，水平虚线QH与竖直虚线QG之间存在水平向左、电场强度大小也为E的匀强电场，M点是此区域内的一固定点，现有一质量为m、带电荷量为+q的粒子（重力不计）从O点沿OO1方向垂直射入磁场，接着运动到P点，然后沿圆弧PQ运动经Q点进入匀强电场，随后恰好运动到M点时速度竖直向下，sin53°=0.8，cos53°=0.6。 （1）求粒子在P点的速度大小以及匀强磁场的磁感应强度B的大小； （2）求粒子从Q点到M点的运动时间以及粒子从O点运动到M点所受的平均作用力大小； （3）N点是匀强电场区域内的一个固定点，且∠GQN=53°，若电场强度大小为E的匀强电场方向改为由Q点指向N点，求Q、M两点之间的电势差。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $