安徽省临泉田家炳实验中学（临泉县教师进修学校）2025-2026学年高二下学期4月阶段检测物理试题

高二物理 (75分钟　100分) 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。 1.关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是 A.运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零 B.根据左手定则，判断洛伦兹力的方向时，四指应指向正电荷运动的方向 C.洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度 D.安培力对通电导线一定不做功 2.通电导线在磁场中受到的力称为安培力。下列关于安培力的说法正确的是 A.安培力的方向、电流的方向、磁场的方向可能在同一平面内 B.当磁感应强度的方向与通电导线的方向垂直时，导线受到的安培力为零 C.导线中电流大小发生变化时，其所受安培力的大小不一定发生变化 D.磁感应强度的方向发生变化时，导线所受安培力的大小一定发生变化 3.洛伦兹力演示仪由励磁线圈、电子枪、玻璃泡等组成，结构示意图如图所示。励磁线圈是一对彼此平行的共轴的圆形线圈，当线圈中通有励磁电流I时，两线圈之间将产生垂直线圈平面的匀强磁场，其磁感应强度与I成正比，比例系数为k，方向垂直纸面向外。电子在电子枪中经加速电压U加速后形成高速电子束，若电子束垂直磁场方向，则可看到电子束径迹呈圆形，直径为D。下列说法正确的是 A.励磁线圈中的电流方向沿逆时针方向 B.仅增大励磁线圈中的电流，电子做圆周运动的周期将变大 C.电子在磁场中运动时，洛伦兹力对电子做正功 D.电子的比荷= 4.如图所示，高压输电线上使用abcd正方形间隔棒支撑导线L1、L2、L3、L4，目的是固定各导线间距，防止导线互相碰撞，图中导线L1、L2、L3、L4水平且恰好处在正四棱柱的四条棱上，abcd的几何中心为O点，O点到各导线的距离相等且远小于导线的长度。忽略地磁场，当四根导线中通有等大、同向的电流时，下列说法正确的是 A.O点的磁感应强度为零 B.a点的磁感应强度方向指向O点 C.L2与L4相互排斥 D.L1与L3相互排斥 5.医院中需要用血流计来检测患者的身体情况，血流计的原理可以简化为如图所示的模型，血液内含有少量正、负离子，离子从直径为d的血管右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间内通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，稳定后M、N两点之间的电压为U。下列说法正确的是 A.负离子所受洛伦兹力的方向由M指向N B.血液中正离子多时，M点的电势高于N点的电势 C.电压稳定时，正、负离子不再受洛伦兹力 D.血液流量Q= 6.在等腰直角三角形的顶点A、B、C处各有一条长直导线a、b、c垂直穿过纸面，三条导线中通有大小相等的恒定电流I，方向如图。已知通有电流I的长直导线在距离导线r处产生的磁场的磁感应强度大小B=k，k为常量，则导线b、c单位长度所受的磁场作用力的大小之比为 A.1∶3 B.1∶ C.1∶2 D.2∶1 7.带电粒子P经小孔垂直进入匀强磁场，运动的轨迹如图中虚线所示。一不带电的粒子O在磁场中静止，粒子P与粒子O碰后粘在一起在磁场中继续运动，已知碰撞时间极短，不考虑粒子P和粒子O的重力。下列说法正确的是 A.碰后新粒子做圆周运动的半径小于粒子P做圆周运动的半径 B.碰后新粒子做圆周运动的周期等于粒子P做圆周运动的周期 C.碰后新粒子做圆周运动的动量等于粒子P做圆周运动的动量 D.碰后新粒子做圆周运动的动能等于粒子P做圆周运动的动能 8.如图所示，长方形abcd区域内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，O点为ad边的中点，ab=2ad=2l。由氕核和氘核组成的一细束粒子流(重力不计)沿与ab平行的方向以相同的动量从O点射入磁场。下列说法不正确的是 A.氕核和氘核在磁场中运动的轨迹半径之比为1∶1 B.若氘核从cd边射出磁场，则氕核和氘核在磁场中运动的时间之比为1∶1 C.不管氕核和氘核从哪里射出磁场，它们在磁场中运动的时间一定不相同 D.若氘核从c点射出磁场，则其轨迹半径为l 二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9.如图所示，一由同种均匀材料制成的正三角形金属导线框竖直固定在木板上，线框所在区域有垂直线框平面的匀强磁场。线框中通入图示方向的恒定直流电I(电流从B流入、从C流出)时，木板恰好没有离开地面。已知A、C间导线受到的安培力大小为F，线框重力不计，所有操作木板均保持静止，重力加速度为g。下列说法正确的是 A.木板的质量为 B.线框受到的安培力大小为3F C.若仅改变电流的方向，则电流从B流入、从A流出与电流从A流入、从C流出时，地面所受压力相同 D.若仅改变电流的方向，则电流从B流入、从A流出与电流从A流入、从C流出时，地面所受摩擦力相同 10.磁流体发电机的示意图如图所示。平行金属板a、b之间存在匀强磁场，将一束等离子体(高温下电离的气体，含有大量等量正、负离子)垂直磁场方向喷入磁场，a、b两板间便产生电压。若把a、b板与纯电阻用电器R相连接，则a、b板为等效直流电源的两个电极。已知磁场的磁感应强度大小为B，离子的入射速度均为v，a、b两板间距为d，两板的正对面积为S，两板间等离子体的等效电阻为r。稳定时，下列判断正确的是 A.只增大a、b板的正对面积S，会使板间电压变大 B.磁流体发电机产生的电动势为Bdv C.用电器R两端的电压为Bdv D.用电器R中有从b到a的电流 三、实验探究题：本题共2小题，共16分。将符合题意的内容填写在题目中的横线上或按题目要求作答。 11.(6分)洛伦兹力演示仪及示意图如图甲所示，电子枪可以发射电子束，励磁线圈能够在两个线圈之间产生方向垂直纸面的匀强磁场，电子的运动径迹可在玻璃泡内的稀薄气体中显示出来。 (1)图乙为没有磁场时电子束的运动径迹，图丙为施加磁场后电子束的运动径迹，则图丙中所加磁场的方向　　　　　　　　　　(选填“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外”)。  (2)电子射线管演示电子在磁场中受洛伦兹力的实验装置如图丁所示，虚线是电子的运动轨迹，则A端接直流高压电源的　　　　(选填“正”或“负”)极，C为蹄形磁铁的　　　　(选填“N”或“S”)极。  丁 12.(10分)用如图甲所示的装置测量磁场的磁感应强度和某导电液体(含有大量的正、负离子)的电阻率，水平正方体管道长为l、宽度为d、高为h，置于竖直向上的匀强磁场中。管道上下两面是绝缘板，前后两侧面M、N是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关S、电阻箱R、灵敏电流表(内阻为Rg)连接，管道内始终充满导电液体，液体以恒定速度v自左向右通过管道，闭合开关S，调节电阻箱的阻值，记下相应的电流表示数。 甲　　　　　　　　　　　　　乙 (1)与N板相连接的是电流表的　　　　(选填“正”或“负”)极。  (2)实验中记录电阻箱接入电路的阻值R与相应的电流表示数I，然后绘制出-R图像如图乙所示[图线为倾斜直线，其延长线与坐标轴的交点坐标分别为(-a，0)和(0，b)]，则磁场的磁感应强度为　　　　，导电液体的电阻率为　　　　。(均用题中所给的字母表示)  四、计算题：本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13.(10分)如图所示，间距L=0.5 m的光滑平行金属导轨与水平面成θ=37°角，质量m=0.1 kg、长也为L=0.5 m的金属杆ab垂直放置在导轨上，空间存在着竖直向上的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度大小B=1.2 T。已知导轨间所接电源的电动势E=3 V、内阻r=0.5 Ω，金属杆ab的电阻R1=1 Ω，导轨电阻不计，金属杆ab始终与导轨接触良好，重力加速度大小g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8。 (1)要使金属杆ab恰好处于静止状态，求电阻箱接入电路的电阻。 (2)保持其他条件不变，当电阻箱的电阻调为R2'=0.5 Ω时，闭合开关S，同时由静止释放金属杆ab，求此时金属杆ab的加速度。 14.(14分)如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，y轴沿竖直方向，在x=L到x=2L之间存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直坐标平面向里的匀强磁场。将一质量为m、电荷量为q的带正电微粒从坐标原点O以一定的初速度沿+x轴方向抛出，进入电场和磁场后，微粒恰好在竖直平面内做匀速圆周运动，离开电场和磁场后，微粒恰好沿+x轴方向通过x轴上x=3L的位置。已知匀强磁场的磁感应强度大小为B，重力加速度为g。求： (1)电场强度的大小。 (2)微粒的初速度大小。 15.(18分)某质谱仪的原理图如图所示，它主要由离子源、加速器、磁分析系统、接收系统等组成。在检测果蔬农药残留时，离子源把待检测物质电离成电荷量均为q的负离子，离子不断飘进(初速度忽略不计)加速器中，依次经过左端加速电场、中间的剥离器和右端加速电场，经加速和筛选后进入磁分析系统，在磁分析系统中发生偏转后，穿过狭缝进入接收系统，产生电信号。已知两段加速电场为电压始终相同的匀强电场，剥离器两极板间的电压为U0，板间间距为d，且板间存在磁感应强度大小为B0、方向垂直纸面向里的匀强磁场(图中未画出)，PQNM弯管内有垂直纸面向里的匀强磁场，PM和QN均为圆弧，PO长为R。一质量为m0的离子恰好能水平穿过加速器，从PQ的中点处进入磁分析系统，发生偏转后垂直于MN射出，之后通过狭缝B后进入接收系统。离子的重力及相互作用力不计。 (1)求该离子通过剥离器时的速度大小以及加速器中两段加速电场的电压。 (2)若PQNM弯管内匀强磁场的磁感应强度大小为2B0，求弯管的直径。 (3)当飘入的离子质量不同但所带电荷量相同时，调整加速器中的加速电压，使离子都以相同的速度垂直PQ进入磁分析系统，假设穿过缝隙A、C的两种离子的出射方向与MN的夹角均为60°，求这两种离子的质量之比。 参考答案 1.B　解析：电荷受到的洛伦兹力为零，不一定是磁感应强度为零，有可能是电荷的运动方向与磁场方向平行，A项错误；根据左手定则，判断洛伦兹力的方向时，四指应指向正电荷运动的方向，B项正确；因为洛伦兹力垂直于速度，所以不改变速度的大小，只改变速度的方向，C项错误；安培力方向与导线运动的方向可以不垂直，故安培力对通电导线可能做功，D项错误。 2.C　解析：根据左手定则可知，安培力的方向、电流的方向、磁场的方向不可能在同一平面内，A项错误；当磁感应强度的方向与通电导线的方向垂直时，导线受到的安培力F=BIL，B项错误；当磁感应强度的方向与通电导线的方向平行时，导线所受到的安培力大小为零，当导线中电流大小发生变化时，安培力大小仍为零，C项正确；匀强磁场中，当磁感应强度的方向与通电导线的方向垂直时，安培力大小F=BIL，当磁感应强度的方向反向时，安培力的大小不变，仍为F=BIL，D项错误。 3.A　解析：由安培定则可知，励磁线圈中的电流方向沿逆时针方向，才可以产生垂直纸面向外的匀强磁场，A项正确；电子做圆周运动的周期T=，仅增大励磁线圈中的电流，磁场的磁感应强度变大，电子做圆周运动的周期将变小，B项错误；电子在磁场中运动时，洛伦兹力的方向与电子的速度方向垂直，洛伦兹力不做功，C项错误；依题意，有eU=mv2，B=kI，根据=，联立解得=，D项错误。 4.A　解析：因四根导线中的电流大小相等，O点到四根导线的距离均相等，由右手定则和对称性可知，L1在O点的磁感应强度与L3在O点的磁感应强度等大反向，L2在O点的磁感应强度与L4在O点的磁感应强度等大反向，所以四根导线在O点的磁感应强度等于零，A项正确；四根导线在a点产生的磁场方向如图，其中B1和B3的合磁场B13沿B1方向垂直对角线斜向右上方，B2和B4的合磁场B24垂直对角线斜向左下方，可知a点的磁感应强度方向一定不会指向O点，B项错误；同向电流之间相互吸引，则L2与L4相互吸引，L1与L3相互吸引，C、D项错误。 5.D　解析：根据左手定则可知，正离子受到方向向下的洛伦兹力而向下偏转，负离子受到方向向上的洛伦兹力而向上偏转，形成的电场线方向从N指向M，所以M点的电势低于N点的电势，A、B项错误；电压稳定后，正、负离子所受的洛伦兹力等于电场力，即qBv=q，C项错误；由于流量值Q等于单位时间内通过横截面的液体的体积，故血液流量Q=π()2v=π·=，D项正确。 6.D　解析：由题中条件及磁场叠加原理可得，设导线a在B处产生的磁感应强度大小为B0，方向垂直AB连线向上，则导线c在B处产生的磁感应强度大小也为B0，方向垂直于BC连线向右，则合磁感应强度大小为B0。同理，导线a、b在C处共同产生的磁感应强度大小为B0，则由安培力F=BIL可得，导线b、c单位长度所受的磁场作用力的大小之比为2∶1，D项正确。 7.C　解析：带电粒子在磁场中做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，由向心力公式得qvB=，解得带电粒子在磁场中做圆周运动的半径r=，带电粒子在磁场中做圆周运动的周期T==。设粒子P的电荷量为q，质量为m1，速度为v0，粒子O的质量为m2，碰撞前粒子P的运动半径r=、运动周期T=，碰撞前后两粒子动量守恒，则有m1v0=(m1+m2)v，碰撞后新粒子的运动半径r'==r、运动周期T'=>T，即碰后新粒子做圆周运动的半径不变，周期增大，动量大小不变，A、B项错误，C项正确；碰撞后两粒子粘在一起，机械能有损失，动能减小，D项错误。 8.B　解析：根据r=可知，氕核和氘核在磁场中运动的轨道半径之比为1∶1，则它们会从同一位置射出，A项正确；由周期公式T=可知，氕核和氘核的周期之比为1∶2，因为它们在磁场中运动的轨迹对应的圆心角相等，所以氕核和氘核运动的时间之比为1∶2，B项错误、C项正确；若氘核从c点射出磁场，则有r2=4l2+(r-)2，解得r=l，D项正确。 9.BC　解析：对线框和木板整体进行受力分析，已知A、C间导线受到的安培力大小为F，则B、C间导线的电阻是BAC支路电阻的一半，电流是通过A、C间导线电流的2倍，所以BC边所受安培力的大小为2F，线框所受安培力的合力为2F+2Fcos 60°=mg，解得m=，A项错误、B项正确。改变电流方向时，若电流从B流入、从A流出，根据左手定则可知，合力方向斜向左上方与水平方向的夹角为30°；若电流从A流入、从C流出，根据左手定则可知，合力方向斜向右上方与水平方向的夹角为30°，根据对称性可知，两种情况下合力大小均为3F，所以地面所受压力相同，所受摩擦力方向相反，C项正确、D项错误。 10.BD　解析：由平衡条件得qvB=q，磁流体发电机产生的电动势E=U=Bdv，电动势的大小与B、v、d有关，与两板的正对面积无关，电流I==，用电器R两端的电压UR=IR=Bvd，B项正确，A、C项错误。等离子体进入磁场，根据左手定则可知，正电荷向下偏转，打在b板上；负电荷向上偏转，打在a板上，所以b板带正电，a板带负电，则b板的电势高于a板的电势，流过用电器R的电流方向由b到a，D项正确。 11.(1)垂直纸面向外　(2分) (2)负　S　(每空2分) 解析：(1)电子带负电，电子向上偏转，根据左手定则可得，所加磁场的方向为垂直纸面向外。 (2)A端发射出电子，故A端接高压电源的负极，电子所受洛伦兹力的方向向上，根据左手定则知，磁场的方向由D指向C，所以C为蹄形磁铁的S极。 12.(1)负　(2分) (2)　　(每空4分) 解析：(1)根据左手定则可知，与N板相连接的是电流表的负极。 (2)根据欧姆定律，有E=I(R+Rg+r)，而qvB=q，根据电阻定律，有r=ρ，解得=(+)+·R，由-R图像可知k==，b=+，解得B=，ρ=。 13.解：(1)要使金属杆ab恰好静止，根据受力平衡，有mgsin θ=BILcos θ　(2分) 根据闭合电路欧姆定律，有I=　(1分) 解得R2=0.9 Ω。　(2分) (2)根据牛顿第二定律，可知BI'Lcos θ-mgsin θ=ma　(2分) 根据闭合电路的欧姆定律，有I'=　(1分) 解得a=1.2 m/s2，方向沿导轨平面向上。　(2分) 14.解：(1)微粒进入电场和磁场后恰好在竖直平面内做匀速圆周运动，则有 mg=qE　(2分) 解得E=。　(2分) (2)微粒在重力作用下做平抛运动，进入复合场后做圆周运动，因为微粒离开电场和磁场后恰好沿+x轴方向通过x轴上x=3L的位置，根据运动的对称性，可确定微粒进出复合场的位置在同一水平面，其运动轨迹如图所示， 由几何关系知2Rcos θ=L　(2分) 由洛伦兹力提供向心力得qvB=　(2分) 又v=　(2分) 微粒进入复合场前做平抛运动 沿y轴方向，有vy=gt　(1分) 沿x轴方向，有L=v0t　(1分) 联立解得v0=。　(2分) 15.解：(1)离子水平穿过剥离器，根据洛伦兹力等于电场力，有 qvB0=q　(2分) 解得v=　(1分) 设加速器中两段加速电场的电压均为U1，由动能定理，有 qU1=m0v2　(2分) 解得U1=。　(1分) (2)设弯管直径PQ长为L，由于离子经过两段加速电场，设离子进入磁分析系统时的速度为v'，根据动能定理，有2qU1=m0v'2　(2分) 解得v'=2=　(1分) 在磁分析系统中，由洛伦兹力提供向心力，有qv'·2B0=　(2分) 解得L=-2R=-2R。　(1分) (3)设穿过缝隙A、C的两种离子在磁分析系统中的偏转半径分别为rA、rC，由几何关系可得 (R+)-rA=rA　(2分) 同理，有rC-(R+)=rC　(2分) 由r=可知，当q、B均相同时，离子的质量之比==。　(2分) ( 第 13 页 共 14 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 $