精品解析：河南省周口市鹿邑县第二高级中学校2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

2024-2025学年下学期 高二第一次月考物理试题 时间75分钟 满分100分 一、选择题（其中1-5题为单选，6-8题为多选，每题6分，总计48分） 1. 如图所示，正方形区域（含边界）存在垂直于纸面向里的匀强磁场，两个粒子以相同的速率均从点沿纸面方向射入磁场区域，经磁场偏转后粒子从点离开磁场，粒子从边的中点离开磁场，不计粒子重力以及粒子之间的相互作用，则粒子与粒子的比荷之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设正方形边长为，粒子沿方向射入磁场区域，粒子从边的中点离开磁场，则粒子的半径 粒子从点离开磁场，由图可知 根据洛伦兹力提供向心力有 解得粒子的比荷 所以粒子与粒子的比荷之比为 故选C。 2. 如图所示，粗细均匀正六边形线框abcdef由相同材质的导体棒连接而成，顶点a，b用导线与直流电源相连接，正六边形abcdef处在垂直于框面的匀强磁场中，若ab棒受到的安培力大小为6N，则整个六边形线框受到的安培力大小为（　　） A. 7N B. 7.2N C. 9N D. 12N 【答案】B 【解析】 【详解】设ab的电阻为R，由电阻定律可知afedcb的电阻为5R，若ab中的电流为I，则afedcb中的电流为，ab棒受到的安培力大小 整个六边形线框受到的安培力大小 故选B。 3. 如图，固定长直导线L和可自由移动的矩形金属线框abcd在同一光滑水平面上，要使线框中能产生沿abcda方向的感应电流且向右运动，直导线L中的电流必须是（　　） A. 方向向下，逐渐减小 B. 方向向下，逐渐增大 C. 方向向上，逐渐减小 D. 方向向上，逐渐增大 【答案】D 【解析】 【详解】使线框中能产生沿abcda方向的感应电流，根据楞次定律可知，直导线L中的电流需要方向向上逐渐增大，或方向向下逐渐减小；又使线框向右运动，越靠近直导线L磁场强度越大可知ab边受到的安培力大于dc边，则ab边受到的安培力方向水平向右，根据右手定则可知直导线L中的电流只能为方向向上逐渐增大。 故选D。 4. 如图所示，质量为m、电荷量为q的带电微粒以速度v从O点进入一个电磁场混合区域。其中电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向外，v与水平方向成角，且与磁场方向垂直。已知该微粒恰好能沿直线运动到A，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（ ） A. 该微粒可能带正电 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. 该电场的场强为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．因为带电粒子在磁场中受到洛伦兹力与速度有关，如果带电粒子在电场、磁场、重力场复合的场中做直线运动，则一定是匀速直线运动；由于微粒匀速运动，所以重力、电场力、洛伦兹力三力平衡，若粒子带正电，电场力向左，洛伦兹力垂直于线斜向右下方，则电场力、洛伦兹力和重力不能平衡，如图所示： 故粒子带负电，故A错误，B错误. CD．若粒子带负电，符合题意，受力如图所示： 由图根据受力平衡可知： 可解得： 故C正确，D错误。 故选C. 5. 一半径为R的圆筒处于匀强磁场中，磁场方向与筒的中心轴线平行，筒的横截面如图所示。图中直径MN的两端分别开有小孔M、N，筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动。在该截面内，一带电粒子从小孔M射入筒内，射入时的运动方向与MN成30°角。当筒转过120°时，该粒子恰好从小孔N飞出圆筒，不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子运动的速度为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】粒子恰好从小孔N飞出圆筒时筒转过120°，由几何关系得，粒子在磁场中做匀速圆周运动所转过的圆心角为60°，半径为R，如图所示 则粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 根据 结合洛伦兹力提供向心力 解得 故选B。 6. 如图所示，a是带正电的小物块，b是一不带电的绝缘物块，a、b叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力F拉b物块，使a、b一起无相对滑动地向左加速运动，在加速运动阶段（  ） A. a、b一起运动的加速度减小 B. a、b一起运动的加速度增大 C. a、b物块间的摩擦力减小 D. a、b物块间的摩擦力增大 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．以整体为研究对象有 F-f=（ma+mb）a f=μ（mag+mbg+qvB） 由于物体加速运动，因此速度逐渐增大，洛伦兹力增大，则地面给b滑动摩擦力增大，因此整体加速度逐渐减小，故A正确，B错误； CD．隔离a，a受到水平向左的静摩擦力作用，根据牛顿第二定律有 f=maa 由于加速度逐渐减小，因此a、b之间的摩擦力减小，故C正确，D错误。 故选AC。 7. 初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子初速度方向如图，则（　　） A 电子将向左偏转 B. 电子将向右偏转 C. 电子所受洛伦兹力变小 D. 电子所受洛伦兹力大小不变 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．由安培定则可知导线右侧的磁场方向垂直纸面向里，根据左手定则可知运动电子所受洛伦兹力方向向右，因此电子将向右偏转，A错误，B正确； CD．洛伦兹力不做功，电子的速率不变，根据F洛=Bvq，B变小，F洛变小，D错误，C正确。 故选BC。 8. 如图所示为回旋加速器的原理图。关于回旋加速器加速粒子，下列说法正确的是（　　） A. 粒子在电场和磁场中加速获得能量 B. 粒子被电场加速的次数与加速电压有关 C. 粒子在加速过程中突然增大加速电压，粒子最终获得的动能增大 D. 粒子获得最大动能与D形盒的半径有关，与加速电场的电压无关 【答案】BD 【解析】 【详解】A．粒子在电场中加速获得能量，在磁场中偏转，故A错误； CD．根据 知最大速度 粒子获得的最大动能 知粒子获得的最大动能与D形盒的半径有关，与加速电场的电压无关，故C错误，D正确； B．加速一次动能 加速次数 粒子被电场加速的次数与加速电压有关，故B正确。 故选BD。 二、填空题（每空2分，共计12分） 9. 1834年俄国物理学家楞次对感应电流的许多实验事实进行分析研究，提出了著名的楞次定律。如图所示，螺线管的电阻可以忽略。竖直悬挂的线圈中心轴线与螺线管的轴线水平共线。现突然断开开关S，将发生的现象是∶线圈向__________摆动（填写“左”或“右”），并有___________趋势（填写“收缩”或“扩张”）；线圈中的感应电流为________时针（填写“顺”或“逆”）（从左向右看）。 【答案】 ①. 右 ②. 扩张 ③. 逆 【解析】 【详解】[1] [2][3]现突然断开开关S，穿过线圈内的向左的磁通量减小，根据楞次定律可知，从左向右看，线圈中的感应电流方向为逆时针方向，感应电流在螺线管的磁场中受到安培力的作用，使线圈向右摆动，且有扩张趋势。 10. 质量和电荷量大小都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，M和N运行的半圆轨迹如图中的虚线所示，则 M带________（选填“正电”或“负电”）；M的运行时间__________N的运行时间（选填“>”“=”或“<”），M的入射速度___________N的入射速度（选填“>”“=”或“<”）。 【答案】 ①. 负电 ②. = ③. > 【解析】 【详解】[1]由左手定则可知， M带负电； [2]根据 可知，两粒子的周期相同，可知M的运行时间等于N的运行时间，故填“=”； [3]根据 可得 因M的半径较大，可知M的入射速度大于N的入射速度，故填 “>”。 三、计算题（请写出必要的文字说明和公式，共计40分） 11. 如图，在xoy坐标系所在的平面内，第一象限内有垂直纸面向外的匀强磁场，第二象限内有沿x轴负方向的匀强电场，场强大小为E。一质量为m、电荷量为-q（q>0）的带电粒子从x轴上的点以速度v沿与x轴正方向成60°角的方向射入磁场，恰好垂直于y轴射出磁场进入电场，不计粒子重力，求： （1）粒子在磁场中的运动半径r； （2）磁感应强度B的大小： （3）粒子从P点射入到第三次到达y轴的时间t。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在磁场中的运动情况如图所示 由几何关系得 解得 【小问2详解】 根据洛伦兹力提供向心力 解得 小问3详解】 粒子在磁场做匀速圆周运动 粒子在磁场中运动时间 粒子从轴进入电场至速度为0过程中，可得 解得 粒子从点从第二次到达轴后向上偏转，经半个周期第三次到达轴，时间为 粒子从点射入到第三次到达轴的时间 解得 12. 如图所示，水平导轨间距为L＝0.5m，导轨电阻忽略不计；导体棒ab的质量m＝1kg，电阻，与导轨接触良好；电源电动势E＝10V，内阻r＝0.1Ω，电阻R＝4Ω；外加匀强磁场的磁感应强度B＝5T，方向垂直于导轨平面：ab与导轨间动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），定滑轮摩擦不计，线对ab的拉力为水平方向，重力加速度，ab处于静止状态。求： （1）通过ab的电流方向和大小； （2）ab受到的安培力大小和方向； （3）重物重力G的取值范围； 【答案】（1）2A，由b到a；（2）5N，垂直ab水平向左；（3） 【解析】 【详解】（1）由闭合电路欧姆定律可得ab的电流大小 方向由b到a。 （2）由安培力计算公式，可得ab受到的安培力大小 由左手定则可知，安培力的方向垂直ab水平向左。 （3）因最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则有最大静摩擦力为 当最大静摩擦力方向向右时，由平衡条件则有 当最大静摩擦力方向向左时，由平衡条件则有 由于重物平衡，则有 T=G 则有重物重力G的取值范围 13. 如图所示，两个同种粒子a和b，质量均为m，电荷量均为q，初速度大小均为v，从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场B中，如图，b的初速度方向与屏垂直，a的初速度方向与b的初速度方向成θ角，最后都打到屏P上，不计重力。 （1）判断a、b粒子带正电还是负电。 （2）求b在磁场中飞行的轨道半径r和位移的大小。 （3）求a在磁场中飞行的周期和时间。 【答案】（1）a、b粒子都带正电；（2），；（3）， 【解析】 【详解】（1）由左手定则可以判断出a、b粒子都带正电。 （2）粒子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，即 解得 a、b粒子的运动轨迹如图所示 则b在磁场中位移的大小为 （3）粒子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，即 解得 有几何关系可知，a在磁场中飞行转过的圆心角为 a在磁场中飞行的时间为 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年下学期 高二第一次月考物理试题 时间75分钟 满分100分 一、选择题（其中1-5题为单选，6-8题为多选，每题6分，总计48分） 1. 如图所示，正方形区域（含边界）存在垂直于纸面向里的匀强磁场，两个粒子以相同的速率均从点沿纸面方向射入磁场区域，经磁场偏转后粒子从点离开磁场，粒子从边的中点离开磁场，不计粒子重力以及粒子之间的相互作用，则粒子与粒子的比荷之比为（　　） A. B. C. D. 2. 如图所示，粗细均匀的正六边形线框abcdef由相同材质的导体棒连接而成，顶点a，b用导线与直流电源相连接，正六边形abcdef处在垂直于框面的匀强磁场中，若ab棒受到的安培力大小为6N，则整个六边形线框受到的安培力大小为（　　） A. 7N B. 7.2N C. 9N D. 12N 3. 如图，固定长直导线L和可自由移动的矩形金属线框abcd在同一光滑水平面上，要使线框中能产生沿abcda方向的感应电流且向右运动，直导线L中的电流必须是（　　） A. 方向向下，逐渐减小 B. 方向向下，逐渐增大 C. 方向向上，逐渐减小 D. 方向向上，逐渐增大 4. 如图所示，质量为m、电荷量为q的带电微粒以速度v从O点进入一个电磁场混合区域。其中电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向外，v与水平方向成角，且与磁场方向垂直。已知该微粒恰好能沿直线运动到A，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（ ） A. 该微粒可能带正电 B. 微粒从O到A运动可能是匀变速运动 C. 该磁场的磁感应强度大小为 D. 该电场的场强为 5. 一半径为R的圆筒处于匀强磁场中，磁场方向与筒的中心轴线平行，筒的横截面如图所示。图中直径MN的两端分别开有小孔M、N，筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动。在该截面内，一带电粒子从小孔M射入筒内，射入时的运动方向与MN成30°角。当筒转过120°时，该粒子恰好从小孔N飞出圆筒，不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子运动的速度为（ ） A B. C. D. 6. 如图所示，a是带正电小物块，b是一不带电的绝缘物块，a、b叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力F拉b物块，使a、b一起无相对滑动地向左加速运动，在加速运动阶段（  ） A. a、b一起运动的加速度减小 B. a、b一起运动的加速度增大 C. a、b物块间的摩擦力减小 D. a、b物块间的摩擦力增大 7. 初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子初速度方向如图，则（　　） A 电子将向左偏转 B. 电子将向右偏转 C. 电子所受洛伦兹力变小 D. 电子所受洛伦兹力大小不变 8. 如图所示为回旋加速器的原理图。关于回旋加速器加速粒子，下列说法正确的是（　　） A. 粒子在电场和磁场中加速获得能量 B. 粒子被电场加速次数与加速电压有关 C. 粒子在加速过程中突然增大加速电压，粒子最终获得的动能增大 D. 粒子获得的最大动能与D形盒的半径有关，与加速电场的电压无关 二、填空题（每空2分，共计12分） 9. 1834年俄国物理学家楞次对感应电流的许多实验事实进行分析研究，提出了著名的楞次定律。如图所示，螺线管的电阻可以忽略。竖直悬挂的线圈中心轴线与螺线管的轴线水平共线。现突然断开开关S，将发生的现象是∶线圈向__________摆动（填写“左”或“右”），并有___________趋势（填写“收缩”或“扩张”）；线圈中的感应电流为________时针（填写“顺”或“逆”）（从左向右看）。 10. 质量和电荷量大小都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，M和N运行的半圆轨迹如图中的虚线所示，则 M带________（选填“正电”或“负电”）；M的运行时间__________N的运行时间（选填“>”“=”或“<”），M的入射速度___________N的入射速度（选填“>”“=”或“<”）。 三、计算题（请写出必要的文字说明和公式，共计40分） 11. 如图，在xoy坐标系所在的平面内，第一象限内有垂直纸面向外的匀强磁场，第二象限内有沿x轴负方向的匀强电场，场强大小为E。一质量为m、电荷量为-q（q>0）的带电粒子从x轴上的点以速度v沿与x轴正方向成60°角的方向射入磁场，恰好垂直于y轴射出磁场进入电场，不计粒子重力，求： （1）粒子在磁场中的运动半径r； （2）磁感应强度B的大小： （3）粒子从P点射入到第三次到达y轴的时间t。 12. 如图所示，水平导轨间距为L＝0.5m，导轨电阻忽略不计；导体棒ab的质量m＝1kg，电阻，与导轨接触良好；电源电动势E＝10V，内阻r＝0.1Ω，电阻R＝4Ω；外加匀强磁场的磁感应强度B＝5T，方向垂直于导轨平面：ab与导轨间动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），定滑轮摩擦不计，线对ab的拉力为水平方向，重力加速度，ab处于静止状态。求： （1）通过ab的电流方向和大小； （2）ab受到的安培力大小和方向； （3）重物重力G的取值范围； 13. 如图所示，两个同种粒子a和b，质量均为m，电荷量均为q，初速度大小均为v，从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场B中，如图，b的初速度方向与屏垂直，a的初速度方向与b的初速度方向成θ角，最后都打到屏P上，不计重力。 （1）判断a、b粒子带正电还是负电。 （2）求b在磁场中飞行的轨道半径r和位移的大小。 （3）求a在磁场中飞行的周期和时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $