精品解析：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，当导线中通以如图所示方向的电流时（　　） 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 【答案】B 【解析】 【详解】根据条形磁体磁感线分布情况得到通电导线所在位置的磁场方向（切线方向），再根据左手定则判断安培力方向，如图甲 根据牛顿第三定律，电流对磁体的作用力F安′与F安等大反向，如图乙所示，根据平衡条件，可知通电后桌面对磁体的支持力变小，由牛顿第三定律知磁体对桌面的压力减小，且磁体有向左运动的趋势，所以受到方向向右的摩擦力，故ACD错误，B正确。 故选B。 2. 如图所示，矩形虚线框MNPQ内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．a、b、c是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从PQ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a带负电 B. 粒子c的动能最大 C. 粒子b在磁场中运动的时间最长 D. 粒子b在磁场中运动时的向心力最大 【答案】D 【解析】 【详解】根据左手定则知粒子a带正电，粒子b、c带负电；粒子在磁场中做匀速圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力，根据 ，可得： ，粒子的动能EK=mv2，则可知三个带电粒子的质量、电荷量相同，在同一个磁场中，当速度越大时、轨道半径越大，则由图知，c粒子速率最小，b粒子速率最大．b粒子动能最大，向心力最大．故B错误，D正确．根据 ，则c粒子圆弧转过的圆心角最大，时间最长，选项C错误；故选D． 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。下列说法正确的是（　　） 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 【答案】D 【解析】 【详解】A．由左手定则可知，金属杆ab所受安培力斜向左上，选项A错误； B．金属杆ab所受安培力大小为 选项B错误； C．金属杆受到的摩擦力 选项C错误； D．导轨对导体棒的支持力 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，选项D正确。 故选D。 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 【答案】C 【解析】 【详解】A．接通开关S瞬间，灯A2立即变亮，而线圈L产生自感电动势阻碍电流的增大，使得该支路中电流逐渐增大，所以灯A1逐渐变亮，故A错误； BCD．接通开关S，待电路稳定后断开开关S，原来通过灯A2的电流立即消失，线圈L产生自感电动势阻碍电流的减小，线圈L相当于电源，与两灯构成回路，通过灯A1的电流方向与原来相同，通过灯A2的电流方向与原来相反；由于滑动变阻器接入电路中的阻值大于线圈直流电阻，原来电路稳定后通过灯A1的电流大于通过灯A2的电流，故灯A1逐渐熄灭，灯A2闪一下后逐渐熄灭，故BD错误，C正确。 故选C。 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. 【答案】B 【解析】 【详解】运动过程中金属杆受竖直向下的重力和向上的安培力，其中 根据牛顿第二定律可得 联立可得 在金属杆由静止自由下落过程中，加速度随速度的增大而减小，则金属杆做加速度逐渐减小的加速运动，当金属杆所受的安培力与重力相等时，加速度为0，之后做匀速直线运动。 故选B。 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 【答案】B 【解析】 【详解】A．当粒子在磁场的轨迹半径等于D形金属盒半径R时，粒子的动能最大 故 与加速电压和加速次数无关，A错误； B．粒子电场中加速 解得 仅减小加速电压U，氘核（）加速次数增多，B正确； C．氘核（）在磁场运动的周期 与半径无关，不变，C错误； D．回旋加速器交流电源的频率应等于带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的频率，氘核（）和粒子比荷相同，则在磁场中做匀速圆周运动的频率相同，在同一匀强磁场中做圆周运动的频率相同，D错误。 故选B。 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 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据右手定则可知，电刷O′点电势高于A点电势，则电容器内场强方向向上，因微粒处于平衡状态，可知微粒带正电，A错误； B．金属棒产生的电动势为，B错误； C．电容器两板间的场强 对微粒由平衡可知 解得微粒的比荷为，C正确； D．电容器所带电荷量为，D错误。 故选C。 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。有无数带有同样电荷、具有同样质量的粒子在纸面内沿各个方向以相同的速率通过点进入磁场。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B1变为B2，结果相应的弧长变为原来的2倍，则等于（不计粒子重力）（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设圆的半径为r，磁感应强度为B1时，从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为M，最远的点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点，∠POM=60°，如图所示 所以粒子做圆周运动的半径R为 解得 R=0.5r 磁感应强度为B2时，相应的弧长变为原来的2倍，即弧长为圆的周长的，从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为N，最远的点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点，∠PON=120°，如图所示 所以粒子做圆周运动的半径R′为 解得 由带电粒子做圆周运动的半径 由于v、m、q相等，则得 故选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. 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 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．油滴做直线运动，受重力、电场力和洛伦兹力作用，因为重力和电场力均为恒力，可知油滴所受洛伦兹力不变，粒子一定做匀速直线运动，故A错误，B正确； CD．根据做匀速直线运动的条件和受力情况，由左手定则可知，油滴只有带正电时受力才能平衡，且油滴的速度方向为M点到N点，故C错误，D正确。 故选BD。 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，粒子在两筒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 【答案】BC 【解析】 【详解】A．粒子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，由于粒子带正电，根据左手定则可知，磁感应强度方向竖直向上，故A错误； B．粒子在直线加速器中加速，根据动能定理 可得粒子进入磁场区域时的速率为，故B正确； CD．粒子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，已知正方体的边长为，根据几何关系可得粒子在磁场中运动半径为 由洛伦兹力提供向心力得 联立解得磁感应强度的大小为，故C正确，D错误。 故选BC。 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. 【答案】AC 【解析】 【详解】粒子可能的轨迹如图所示 由几何关系得 （n=1,2,3） 由牛顿第二定律得 解得 （n=1,2,3） n=1时 n=3时 粒子可以通过B点，故AC符合题意，BD不符合题意。 故选AC。 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 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由于金属棒MN运动过程切割磁感线产生感应电动势，回路有感应电流，产生焦耳热，金属棒MN机械能不断减小，由于金属导轨光滑，所以经过多次往返运动，MN最终一定静止于OO'位置，故A正确； B．当金属棒MN向右运动，根据右手定则可知，MN中电流方向由M到N，根据左手定则，可知金属棒MN受到的安培力水平向左，则安培力做负功；当金属棒MN向左运动，根据右手定则可知，MN中电流方向由N到M，根据左手定则，可知金属棒MN受到的安培力水平向右，则安培力做负功；可知MN运动过程中安培力始终做负功，故B正确； C．金属棒MN从释放到第一次到达OO'位置过程中，由于在OO'位置重力沿切线方向的分力为0，可知在到达OO'位置之前的位置，重力沿切线方向的分力已经小于安培力沿切线方向的分力，金属棒MN已经做减速运动，故C错误； D．从释放到第一次到达OO'位置过程中，根据右手定则可知，MN中电流方向由M到N，故D正确。 故选ABD。 第II卷（非选择题，共60分） 三、实验题（本题共2题，共14分。） 13. 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。 【答案】（1） （2） ①. 向右 ②. 向左 【解析】 【小问1详解】 线圈A所在电路需要有电流，该电流产生磁场，需要将电源接入A所在电路，线圈B是产生感应电流的回路，需要将B与灵敏电流计连接，完整的实物连线如图所示 【小问2详解】 [1][2]果在闭合开关时发现电流表的指针向右偏转一下，可知穿过线圈B的磁通量增加时，电流表的指针向右偏转； A．将线圈A迅速插入线圈B时，则穿过线圈B的磁通量增加，电流表指针将向右偏转； 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，滑动变阻器接入电路阻值增大，线圈A的电流减小，则穿过线圈B的磁通量减少，电流表指针将向左偏转。 14. 某实验小组对霍尔元件进行研究，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________________。 【答案】 ①. ②. 低于 ③. ④. 【解析】 【详解】[1]因电流方向为，则形成电流的电子定向移动方向为； [2]由左手定则可知，电子受洛伦兹力向左，则电子向M表面偏转，可知M表面电势低于N表面电势； [3]稳定时，有 解得自由电子定向移动的速度为 [4]根据电流微观表达式可得 联立可得元件内单位体积内自由电子数为 四、计算题：（本题共46分） 15. 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。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】画出轨迹图如图： ； 在矩形磁场区域，根据几何关系 解得 由牛顿第二定律得 解得 粒子在圆形磁场区域内运动时，由牛顿第二定律得 解得 16. 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。 【答案】（1），感应电流方向为：或顺时针方向 （2）10C （3）50J 【解析】 【小问1详解】 3s时感应电动势为 代入数据解得 由楞次定律可知，感应电流方向为或顺时针方向; 【小问2详解】 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 通过线圈的电荷量为 联立上式，代入数据解得 【小问3详解】 0～1s内线圈中的感应电动势为 0～1s内线圈中的感应电流为 产生的焦耳热为 17. 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。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由牛顿第二定律得 解得 【小问2详解】 金属棒做匀速直线运动时，得 根据欧姆定律及法拉第电磁感应定律有 联立解得得 【小问3详解】 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： 其中 由能量守恒定律得 金属标产牛的熊耳热 联立解得 18. 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。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 离子沿着做匀速直线运动，则根据平衡条件有 解得 【小问2详解】 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 可得 由于点的纵坐标 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 可知离子从点到第一次穿越所用的时间 解得 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，则根据速度时间关系可得 解得 则离子从经过点到第二次穿越边界线所用的时间 【小问3详解】 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 速度偏转角 解得 则离子第四次穿过时的速度大小为 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 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，当导线中通以如图所示方向的电流时（　　） 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MNPQ内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．a、b、c是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从PQ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a带负电 B. 粒子c的动能最大 C. 粒子b在磁场中运动的时间最长 D. 粒子b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。下列说法正确的是（　　） 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。有无数带有同样电荷、具有同样质量的粒子在纸面内沿各个方向以相同的速率通过点进入磁场。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B1变为B2，结果相应的弧长变为原来的2倍，则等于（不计粒子重力）（　　） 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，粒子在两筒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. 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. 某实验小组对霍尔元件进行研究，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. 如图所示，真空区域有宽度为L、磁感应强度为B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. 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. 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. 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。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $