精品解析：陕西宝鸡市宝鸡中学2025-2026学年高二第二学期阶段考试（一）物理试题

宝鸡中学2024级高二第二学期阶段考试（一）试题 物理 本试卷共四大题，20小题；考试时长90分钟，卷面满分100分。 注意事项： 1．选择题答案用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。涂写在本试卷上无效。 2．作答非选择题时，将答案书写在答题卡上，书写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将答题卡交回。 第Ⅰ卷（共55分） 一、单项选择题：（10个小题，每小题3分，共30分） 1. 关于磁场和磁感应强度，下列说法正确的是（ ） A. 磁场中某点的磁感应强度方向是该点处通电导线所受安培力的方向 B. 一小段通电导线在磁场中不受安培力，则该处磁感应强度一定为零 C. 磁感应强度是定义式，B的大小与F、I、L均无关 D. 根据磁场中某处的B与F成正比，与IL成反比 2. 两根互相平行且通有大小相等电流的长直导线a、b垂直于纸面放置，电流方向如图所示。O点为两导线连线的中点，c、d两点位于两导线连线的中垂线上，且关于O点对称。下列关于各点磁场方向的说法正确的是（ ） A. O点处的磁感应强度为零 B. a导线右侧的磁场方向垂直纸面向外 C. c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相同 D. 若将b导线电流反向，则O点处的磁感应强度方向垂直于ab连线向上 3. 关于带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力，下列说法正确的是（ ） A. 洛伦兹力可以对带电粒子做功，改变粒子的动能 B. 洛伦兹力的方向一定与带电粒子的运动方向垂直 C. 带电粒子在匀强磁场中一定做匀速圆周运动 D. 洛伦兹力的大小与带电粒子的速度方向有关 4. 中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”关于地磁场，下列说法正确的是（ ） A. 地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 B. 地磁南极在地理南极附近，地磁北极在地理北极附近 C. 地磁场对垂直射向地球赤道的带电宇宙射线有偏转作用 D. 在赤道上方，地磁场对运动电荷的洛伦兹力方向一定竖直向上 5. 如图所示，在匀强磁场中，一带电粒子沿垂直于磁感线方向射入，运动轨迹为一段圆弧。若仅减小粒子的入射速度，下列说法正确的是（ ） A. 粒子运动周期变小 B. 粒子运动半径变小 C. 粒子在磁场中运动时间变短 D. 粒子所受洛伦兹力不变 6. 质谱仪是测定带电粒子质量和分析同位素的重要仪器，其工作原理如图所示。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器，再进入偏转磁场打在底片上。下列说法正确的是（ ） A. 速度选择器中的磁场方向一定垂直纸面向里 B. 能通过狭缝P的带电粒子具有相同的速度 C. 打在底片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小 D. 该装置只能分析带正电的粒子 7. 如图所示，将一个条形磁铁插入闭合线圈中，第一次快速插入，第二次缓慢插入，两次插入过程中线圈中的磁通量变化量相同。下列说法正确的是（ ） A. 两次线圈中的感应电动势相同 B. 两次通过线圈导线横截面的电荷量相同 C. 两次线圈中产生的电流的热功率相同 D. 两次线圈中感应电流的方向相反 8. 如图所示，金属棒MN和PQ放在两组水平放置的光滑平行导轨间上，平行导轨间有竖直方向的匀强磁场，金属棒通过导轨与绕在同一软铁棒上不同线圈相连。当PQ在外力作用下向右运动时，发现MN受到向右的安培力。则PQ的运动情况是（ ） A. 向右匀速运动 B. 向右加速运动 C. 向右减速运动 D. 向左匀速运动 9. 如图所示，电阻为、长度为的导体棒OP可绕固定点O在水平面内以角速度逆时针匀速转动。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度。导体棒的P端与半径为L的圆形光滑金属导轨接触良好，导轨圆心为O。电路中定值电阻，其余电阻不计。下列说法正确的是（ ） A. 导体棒OP两端的电压大小为0.2V B. 通过电阻R的电流方向为从c流向d C. 电阻R消耗的电功率为 D. 维持导体棒匀速转动所需外力的功率为 10. 霍尔元件是一种重要的磁传感器，其工作原理如图所示。将用N型半导体（电子为多数载流子）制作的霍尔元件置于磁场中，通入图示方向的电流I，在M、N两端产生霍尔电压。下列说法正确的是（ ） A. M端电势低于N端 B. 霍尔电压与磁感应强度B成反比 C. 若霍尔元件改为P型半导体（正电荷为多数载流子），则M端电势低于N端 D. 增大元件厚度（沿磁场方向），霍尔电压增大 二、多项选择题：（5个小题，共25分，每小题5分，全选对者得5分，选对不全者得3分，有错选者得0分） 11. 如图所示，倾角为的光滑绝缘斜面上放置一根质量为m、长度为L的通电直导线通有如图所示电流，大小为I。空间中存在垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。重力加速度为g，导线处于静止平衡状态。下列说法正确的是（ ） A. 导线所受安培力方向沿斜面向上，大小为 B. 导线所受安培力方向沿斜面向上，大小为 C. 若仅将磁场方向改为竖直向上，导线所受安培力方向变为水平向右 D. 若仅将磁场方向改为竖直向上，导线所受安培力方向变为沿斜面向下 12. 如图所示，地面附近空间存在正交的匀强电场（水平向右）和匀强磁场（垂直纸面向里）。一带电颗粒在该区域恰能做匀速直线运动，则该颗粒（ ） A. 一定带正电 B. 可能带负电 C. 不可能沿电场E方向运动 D. 可能沿任意方向运动 13. 如图所示，两根相距为L的平行光滑导轨水平放置，匀强磁场B垂直导轨平面。两根完全相同的导体棒ab、cd垂直导轨放置，初始时cd静止，ab以速度向右运动，最终两棒以相同速度匀速运动。已知每根导体棒质量m，电阻为R，导轨电阻不计（ ） A. 最终两棒的共同速度为 B. 整个过程中通过导体棒cd的电荷量为 C. 导体棒ab做匀减速直线运动 D. 整个过程中回路产生的焦耳热为 14. 磁流体发电是一项新兴技术，其原理如图所示。将一束等离子体（含等量正负离子）喷射入磁场，金属板A、B上会聚集电荷。下列说法正确的是（ ） A. A板电势高于B板电势 B. 正离子向B板偏转，负离子向A板偏转 C. 电动势与等离子体喷射速度成正比 D. 增大两板间距，发电机的电动势增大 15. 如图所示，在xOy平面内，以O为圆心、半径为R的圆形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从P（R，0）点沿PO射入磁场，从y轴上的Q点（未画出）射出。则（ ） A. 粒子在磁场中运动的时间为 B. 粒子的入射速度为 C. 若粒子速度变为原来的倍，射出点仍在Q点 D. 若粒子从P点沿不同方向射入，只要速度大小不变，射出磁场时速度方向均相同 第Ⅱ卷（共45分） 三．实验填空题：（每空2分，共16分） 16. 某同学利用如图所示的装置探究“影响通电导线受磁场力的因素”。 （1）实验中，保持电流恒定，调节接线柱改变通电导线在磁场中的长度，观察并记录弹簧测力计的读数。实验操作时应使导线与磁场方向________（填“垂直”或“平行”）。 （2）若某次实验中，导线长度为，电流，磁感应强度，导线与磁场垂直，则导线受到的安培力大小为________N（保留2位有效数字）． （3）该实验采用的科学方法是_________（填“理想实验法”、“控制变量法”、“等效替代法”或“微小量放大法”）。 （4）若保持导线长度和电流不变，将导线转动使导线与磁场方向夹角为，则导线受到的安培力大小变为原来的________倍。 17. 某同学用如图所示的装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验。（线圈绕向如图中所示） （1）当条形磁铁的N极向下插入线圈时，观察到灵敏电流计指针向右偏转，则线圈中感应电流从_______（填“a到b”或“b到a”）流过。 （2）当条形磁铁的N极从线圈中向上拔出时，灵敏电流计指针将向_______（填“左”或“右”）偏转。 （3）该同学进一步探究电磁感应现象：将两个线圈A、B套在同一铁芯上，线圈A与电源、滑动变阻器、开关组成回路，线圈B与灵敏电流计组成闭合回路。当开关闭合瞬间，电流计指针_______（填“偏转”或“不偏转”）；当开关保持闭合且滑动变阻器滑片不动时，电流计指针_______（填“偏转”或“不偏转”）。 四、计算题：（有3小题，共29分） 18. 如图所示，水平放置的两块长平行金属板M、N相距，两板间加有电压，同时存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度。一束带正电的粒子以速度v0沿竖直方向垂直射入两板间，恰好做匀速直线运动，并从O点进入上方垂直纸面向外的匀强磁场区域（磁感应强度大小也为B），最后打在荧光屏上的P点。已知O、P两点间的距离为，粒子重力不计。 求： （1）粒子的入射速度的大小； （2）粒子的比荷。 19. 如图所示，两根相距的光滑平行金属导轨水平放置，导轨左端连接电阻。匀强磁场垂直轨道平面，磁感应强度。导体棒ab质量，电阻，垂直导轨放置。现用水平恒力拉导体棒，使其从静止开始向右运动。导轨电阻不计。 （1）求导体棒最终能达到的最大速度； （2）若导体棒从静止开始达到最大速度的过程中，流过电阻R的电荷量为，求此过程中导体棒运动的位移x和回路产生的焦耳热Q。 20. 在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B．一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以一定的初速度垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成θ＝60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，已知ON＝d，如图所示．不计粒子重力，求： （1）粒子在磁场中运动的轨道半径R； （2）粒子在M点的初速度v0的大小； （3）粒子从M点运动到P点的总时间t． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 宝鸡中学2024级高二第二学期阶段考试（一）试题 物理 本试卷共四大题，20小题；考试时长90分钟，卷面满分100分。 注意事项： 1．选择题答案用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。涂写在本试卷上无效。 2．作答非选择题时，将答案书写在答题卡上，书写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将答题卡交回。 第Ⅰ卷（共55分） 一、单项选择题：（10个小题，每小题3分，共30分） 1. 关于磁场和磁感应强度，下列说法正确的是（ ） A. 磁场中某点的磁感应强度方向是该点处通电导线所受安培力的方向 B. 一小段通电导线在磁场中不受安培力，则该处磁感应强度一定为零 C. 磁感应强度是定义式，B的大小与F、I、L均无关 D. 根据磁场中某处的B与F成正比，与IL成反比 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据左手定则，安培力的方向始终垂直于磁感应强度方向与电流方向所构成的平面，即安培力方向与磁感应强度方向垂直，二者不可能相同，故A错误； B．导线与磁场平行时，无论磁感应强度B多大，安培力F都为0。因此，导线不受安培力不能说明磁感应强度为零，故B错误； CD．是磁感应强度的比值定义式，并不是决定式，B与F、IL均无关，故C正确，D错误。 故选C。 2. 两根互相平行且通有大小相等电流的长直导线a、b垂直于纸面放置，电流方向如图所示。O点为两导线连线的中点，c、d两点位于两导线连线的中垂线上，且关于O点对称。下列关于各点磁场方向的说法正确的是（ ） A. O点处的磁感应强度为零 B. a导线右侧的磁场方向垂直纸面向外 C. c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相同 D. 若将b导线电流反向，则O点处的磁感应强度方向垂直于ab连线向上 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据右手定则可知，a、b导线在O点产生的磁场方向均从O指向c，故O点磁感应强度不为0，故A错误； B．a导线和b导线在a、b连线之间产生的磁场方向都是竖直向上，磁场叠加后，a、b连线上的磁场方向竖直向上，故B错误； C．根据右手定则可知，a导线在d点的磁场斜向右上方，在c点的磁场指向左上方；b导线在d点的磁场斜向左上方，在c点的磁场指向右上方；根据平行四边形定则合成可知，c、d两点的磁场方向均竖直向上，且根据对称性可知c、d两点处的磁感应强度大小相等，故C正确； D．由于a、b导线与O点距离相等，故两导线在O点产生的磁感应强度等大；a导线在O点产生的磁场方向从O指向c，若将b导线电流反向，则b导线在O点产生的磁场方向从O指向d，则O点处的磁感应强度为0，故D错误。 故选C。 3. 关于带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力，下列说法正确的是（ ） A. 洛伦兹力可以对带电粒子做功，改变粒子的动能 B. 洛伦兹力的方向一定与带电粒子的运动方向垂直 C. 带电粒子在匀强磁场中一定做匀速圆周运动 D. 洛伦兹力的大小与带电粒子的速度方向有关 【答案】BD 【解析】 【详解】A．洛伦兹力的方向始终与带电粒子的运动方向垂直，所以洛伦兹力不做功，也不会改变粒子的动能，故A错误； B．根据左手定则，洛伦兹力的方向由磁场方向和粒子运动方向共同决定，且始终与粒子的运动方向垂直，故B正确； C．带电粒子在匀强磁场中，只有当速度方向与磁场方向垂直时，才会做匀速圆周运动；如果速度方向与磁场方向平行，洛伦兹力为零，粒子会做匀速直线运动，故C错误； D．根据洛伦兹力的大小（是速度方向与磁场方向的夹角）可知，洛伦兹力的大小确实与带电粒子的速度方向有关，故D正确。 故选BD。 4. 中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”关于地磁场，下列说法正确的是（ ） A. 地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 B. 地磁南极在地理南极附近，地磁北极在地理北极附近 C. 地磁场对垂直射向地球赤道的带电宇宙射线有偏转作用 D. 在赤道上方，地磁场对运动电荷的洛伦兹力方向一定竖直向上 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于地磁场的磁场方向沿磁感线切线的方向，故只有赤道处地磁场的磁场方向才与地面平行，故A错误； B．地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，故B错误； C．带电宇宙射线垂直射向地球赤道时，其运动方向与赤道处的地磁场方向垂直，会受到洛伦兹力作用而发生偏转，故C正确； D．在赤道上方，地磁场方向水平，洛伦兹力方向由左手定则判断，取决于电荷的运动方向和电荷的正负，不一定竖直向上，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，在匀强磁场中，一带电粒子沿垂直于磁感线方向射入，运动轨迹为一段圆弧。若仅减小粒子的入射速度，下列说法正确的是（ ） A. 粒子运动周期变小 B. 粒子运动半径变小 C. 粒子在磁场中运动时间变短 D. 粒子所受洛伦兹力不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据 解得粒子在磁场中做匀速圆周运动周期公式 可知周期T与速度v无关，因此周期不变，故A错误； B．根据 解得 可知若仅减小粒子的入射速度，粒子运动半径变小，故B正确； C．若仅减小粒子的入射速度，粒子运动半径变小，粒子在磁场中运动扫过的圆心角增大，根据可知，粒子在磁场中运动时间变长，故C错误； D．根据洛伦兹力可知，若仅减小粒子的入射速度，粒子所受洛伦兹力减小，故D错误。 故选B。 6. 质谱仪是测定带电粒子质量和分析同位素的重要仪器，其工作原理如图所示。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器，再进入偏转磁场打在底片上。下列说法正确的是（ ） A. 速度选择器中的磁场方向一定垂直纸面向里 B. 能通过狭缝P的带电粒子具有相同的速度 C. 打在底片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小 D. 该装置只能分析带正电的粒子 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由题知，加速电场的上极板带正电，下极板带负电，故电场强度向下，只有当粒子带正电时，粒子所受到的电场力方向才向下，粒子才会做加速运动；而在速度选择器中，带电粒子所受电场力和洛伦兹力在粒子沿直线运动时等大反向，由于粒子受到向右的电场力，故粒子受到的洛伦兹力向左，结合左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外，故A错误； B．带电粒子在速度选择器中有 解得 可知能通过狭缝P的带电粒子具有相同的速度，故B正确； C．带电粒子在偏转磁场中有 联立解得 可知打在底片上的位置越靠近狭缝P，r越小，比荷越大，故C错误； D．综上分析分析可知，该装置只能分析带正电的粒子，故D正确。 故选BD。 7. 如图所示，将一个条形磁铁插入闭合线圈中，第一次快速插入，第二次缓慢插入，两次插入过程中线圈中的磁通量变化量相同。下列说法正确的是（ ） A. 两次线圈中的感应电动势相同 B. 两次通过线圈导线横截面的电荷量相同 C. 两次线圈中产生的电流的热功率相同 D. 两次线圈中感应电流的方向相反 【答案】B 【解析】 【详解】A．题意可知两次插入过程中线圈中的磁通量变化量相同，快速插入时更小，根据可知，快速插入时线圈产生的电动势更大，故A错误； B．根据 因为两次插入过程中线圈中的磁通量变化量相同，因此两次通过线圈导线横截面的电荷量相同，故B正确； C．由A选项可知，快速插入时线圈中产生的电动势更大，线圈中产生的电流更大，根据热功率可知，快速插入时线圈中产生的电流的热功率更大，故C错误； D．两次插入过程，穿过线圈的磁通量均增大，根据楞次定律，两次线圈中感应电流的方向相同，故D错误。 故选B。 8. 如图所示，金属棒MN和PQ放在两组水平放置的光滑平行导轨间上，平行导轨间有竖直方向的匀强磁场，金属棒通过导轨与绕在同一软铁棒上不同线圈相连。当PQ在外力作用下向右运动时，发现MN受到向右的安培力。则PQ的运动情况是（ ） A. 向右匀速运动 B. 向右加速运动 C. 向右减速运动 D. 向左匀速运动 【答案】B 【解析】 【详解】AD．PQ匀速运动时， PQ所在的线圈中产生恒定的感应电流，MN所在的线圈中没有磁通量的变化，不会产生感应电流，MN不受安培力，故AD错误； B．PQ向右加速运动时，根据右手定则，PQ中的感应电流向下且逐渐变大，则穿过PQ所在线圈的磁通量向上增加，根据楞次定律，MN所在的线圈中感应电流磁场方向向下，则MN中电流向下，由左手定则可知，所受安培力向右，故B正确； C．PQ向右减速运动时，根据右手定则，PQ中的感应电流向下且逐渐减小，则穿过PQ所在线圈的磁通量向上减小，根据楞次定律，MN所在的线圈中感应电流磁场方向向上，则MN中电流向上，由左手定则可知，所受安培力向左，故C错误。 故选B。 9. 如图所示，电阻为、长度为的导体棒OP可绕固定点O在水平面内以角速度逆时针匀速转动。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度。导体棒的P端与半径为L的圆形光滑金属导轨接触良好，导轨圆心为O。电路中定值电阻，其余电阻不计。下列说法正确的是（ ） A. 导体棒OP两端的电压大小为0.2V B. 通过电阻R的电流方向为从c流向d C. 电阻R消耗的电功率为 D. 维持导体棒匀速转动所需外力的功率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．导体棒OP两端的电压大小为，故A错误； B．右手定则可知通过OP的电流方向从O指向P，故通过电阻R的电流方向为从d流向c，故B错误； C．电阻R消耗的电功率为，故C正确； D．根据能量守恒，可知维持导体棒匀速转动所需外力的功率与电路热功率相等，即，故D错误。 故选C。 10. 霍尔元件是一种重要的磁传感器，其工作原理如图所示。将用N型半导体（电子为多数载流子）制作的霍尔元件置于磁场中，通入图示方向的电流I，在M、N两端产生霍尔电压。下列说法正确的是（ ） A. M端电势低于N端 B. 霍尔电压与磁感应强度B成反比 C. 若霍尔元件改为P型半导体（正电荷为多数载流子），则M端电势低于N端 D. 增大元件厚度（沿磁场方向），霍尔电压增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．N型半导体中的载流子为电子（带负电），根据左手定则可知，电子在洛伦兹力作用下向N端聚集，可知M端电势高于N端电势，故A错误； BD．令M、N间距为d，元件厚度为L，稳定时，洛伦兹力与电场力平衡，则有 因为 联立解得 可知霍尔电压与磁感应强度B成正比，增大元件厚度L（沿磁场方向），霍尔电压减小，故BD错误； C．若霍尔元件改为P型半导体（正电荷为多数载流子），根据左手定则可知，正电荷在洛伦兹力作用下向N端聚集，则M端电势低于N端，故C正确。 故选C。 二、多项选择题：（5个小题，共25分，每小题5分，全选对者得5分，选对不全者得3分，有错选者得0分） 11. 如图所示，倾角为的光滑绝缘斜面上放置一根质量为m、长度为L的通电直导线通有如图所示电流，大小为I。空间中存在垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。重力加速度为g，导线处于静止平衡状态。下列说法正确的是（ ） A. 导线所受安培力方向沿斜面向上，大小为 B. 导线所受安培力方向沿斜面向上，大小为 C. 若仅将磁场方向改为竖直向上，导线所受安培力方向变为水平向右 D. 若仅将磁场方向改为竖直向上，导线所受安培力方向变为沿斜面向下 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．左手定则可知，导线所受安培力方向沿斜面向上，大小为BIL，故A错误，B正确； CD．若仅将磁场方向改为竖直向上，左手定则可知，导线所受安培力方向变为水平向右，故C正确，D错误。 故选BC。 12. 如图所示，地面附近空间存在正交的匀强电场（水平向右）和匀强磁场（垂直纸面向里）。一带电颗粒在该区域恰能做匀速直线运动，则该颗粒（ ） A. 一定带正电 B. 可能带负电 C. 不可能沿电场E方向运动 D. 可能沿任意方向运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．若颗粒带正电且水平向右运动，则颗粒受到的电场力（水平向右）、洛伦兹力（竖直向上）、重力（竖直向下）不可能平衡，故A错误； B．若颗粒带负电且斜向左上方运动，则颗粒受到的电场力（水平向左）、洛伦兹力（斜向右上）、重力（竖直向下）可能平衡，故B正确； C．若颗粒沿电场E方向运动，则颗粒受到的电场力（水平方向）、洛伦兹力（竖直方向）、重力（竖直向下）不可能平衡，故C错误； D．综上可知，不可能沿任意方向运动，故D错误。 故选B。 13. 如图所示，两根相距为L的平行光滑导轨水平放置，匀强磁场B垂直导轨平面。两根完全相同的导体棒ab、cd垂直导轨放置，初始时cd静止，ab以速度向右运动，最终两棒以相同速度匀速运动。已知每根导体棒质量m，电阻为R，导轨电阻不计（ ） A. 最终两棒的共同速度为 B. 整个过程中通过导体棒cd的电荷量为 C. 导体棒ab做匀减速直线运动 D. 整个过程中回路产生的焦耳热为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．当两棒速度相等后，穿过回路的磁通量不变，回路中将不再有感应电流，ab、cd最终具有相同的速度，对两棒的系统受合外力为零，则根据动量守恒定律 最终两棒的速度均为，故A正确； B．选向右的方向为正，对cd棒根据动量定理有 则，故B错误； C．根据法拉第电磁感应定律可知，只有在两棒速度不相等时回路中才有感应电流，感应电流使两棒都产生加速度，然而受到的安培力发生变化，感应电动势发生变化，感应电流、安培力、加速度也随之变化，所以导体棒ab不可能做匀减速直线运动，故C错误； D．根据能量守恒定律，在运动过程中产生的热量为，故D正确。 故选AD。 14. 磁流体发电是一项新兴技术，其原理如图所示。将一束等离子体（含等量正负离子）喷射入磁场，金属板A、B上会聚集电荷。下列说法正确的是（ ） A. A板电势高于B板电势 B. 正离子向B板偏转，负离子向A板偏转 C. 电动势与等离子体喷射速度成正比 D. 增大两板间距，发电机的电动势增大 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．大量带正电和带负电的微粒向里进入磁场时，由左手定则可以判断正电荷受到的洛伦兹力向下，所以正电荷会聚集到B板上，负电荷受到的洛伦兹力向上，负电荷聚集到A板上，所以上极板带负电，下极板带正电，A板电势低于B板电势，故A错误，B正确； CD．最终电荷受电场力与洛伦兹力平衡，有 解得 根据闭合电路欧姆定律有 可得 仅增大两板间的距离，发电机的电动势增大；电动势与等离子体喷射速度成正比，故CD正确。 故选BCD。 15. 如图所示，在xOy平面内，以O为圆心、半径为R的圆形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从P（R，0）点沿PO射入磁场，从y轴上的Q点（未画出）射出。则（ ） A. 粒子在磁场中运动的时间为 B. 粒子的入射速度为 C. 若粒子速度变为原来的倍，射出点仍在Q点 D. 若粒子从P点沿不同方向射入，只要速度大小不变，射出磁场时速度方向均相同 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．根据带电粒子在圆形边界磁场中的运动规律可知，粒子一定从圆形边界与y轴的交点射出，粒子轨迹如图 粒子扫过的圆心角为，故粒子在磁场中运动的时间为，故A正确； B．结合A选项，几何关系可知 因为 联立解得，，故B正确； C．若粒子速度变为原来的倍，则粒子的轨迹圆半径为之前的倍，几何关系可知，粒子不可能从Q点射出，故C错误； D．若粒子从P点沿不同方向射入，只要速度大小不变，则r=R，其中沿不同方向入射的粒子，轨迹如图 以从a点出射的粒子为例，几何关系可知上图中蓝色四边形为菱形，因此一定是水平的，故粒子出射时速度方向一定竖直向上，同理从其他位置出射的粒子速度方向也一定竖直向上，即射出磁场时速度方向均相同，故D正确。 故选ABD。 第Ⅱ卷（共45分） 三．实验填空题：（每空2分，共16分） 16. 某同学利用如图所示的装置探究“影响通电导线受磁场力的因素”。 （1）实验中，保持电流恒定，调节接线柱改变通电导线在磁场中的长度，观察并记录弹簧测力计的读数。实验操作时应使导线与磁场方向________（填“垂直”或“平行”）。 （2）若某次实验中，导线长度为，电流，磁感应强度，导线与磁场垂直，则导线受到的安培力大小为________N（保留2位有效数字）． （3）该实验采用的科学方法是_________（填“理想实验法”、“控制变量法”、“等效替代法”或“微小量放大法”）。 （4）若保持导线长度和电流不变，将导线转动使导线与磁场方向夹角为，则导线受到的安培力大小变为原来的________倍。 【答案】（1）垂直 （2）0.020 （3）控制变量法 （4）0.5 【解析】 【小问1详解】 实验中要让通电导线受到的安培力最大，需要让导线与磁场方向垂直。 【小问2详解】 导线受到的安培力大小为 【小问3详解】 实验中保持电流恒定，改变导线长度；或保持导线长度恒定，改变电流，这种研究方法是控制变量法。 【小问4详解】 当导线与磁场方向夹角为θ时，安培力公式为 若保持导线长度和电流不变，将导线转动使导线与磁场方向夹角为，则导线受到的安培力大小 17. 某同学用如图所示的装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验。（线圈绕向如图中所示） （1）当条形磁铁的N极向下插入线圈时，观察到灵敏电流计指针向右偏转，则线圈中感应电流从_______（填“a到b”或“b到a”）流过。 （2）当条形磁铁的N极从线圈中向上拔出时，灵敏电流计指针将向_______（填“左”或“右”）偏转。 （3）该同学进一步探究电磁感应现象：将两个线圈A、B套在同一铁芯上，线圈A与电源、滑动变阻器、开关组成回路，线圈B与灵敏电流计组成闭合回路。当开关闭合瞬间，电流计指针_______（填“偏转”或“不偏转”）；当开关保持闭合且滑动变阻器滑片不动时，电流计指针_______（填“偏转”或“不偏转”）。 【答案】（1）a到b （2）左 （3） ①. 偏转 ②. 不偏转 【解析】 【小问1详解】 N极向下插入线圈时，穿过线圈的向下的磁通量增加，根据楞次定律，感应电流的磁场方向向上（阻碍磁通量增加）。结合线圈绕向，由右手螺旋定则（安培定则）可得：线圈中感应电流方向为从a到b。 【小问2详解】 N极向上拔出线圈时，穿过线圈的向下的磁通量减少，根据楞次定律，感应电流的磁场方向向下（阻碍磁通量减少），感应电流方向与第（1）问相反。已知N极插入时指针右偏，因此拔出时指针向左偏转 【小问3详解】 [1]开关闭合瞬间，线圈A的电流从无到有，产生的磁场从无到有，穿过线圈B的磁通量增加，因此线圈B产生感应电流，电流计指针偏转； [2]开关保持闭合、滑动变阻器滑片不动时，线圈A的电流不变，穿过线圈B的磁通量不变，没有感应电流产生，因此电流计指针不偏转。 四、计算题：（有3小题，共29分） 18. 如图所示，水平放置的两块长平行金属板M、N相距，两板间加有电压，同时存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度。一束带正电的粒子以速度v0沿竖直方向垂直射入两板间，恰好做匀速直线运动，并从O点进入上方垂直纸面向外的匀强磁场区域（磁感应强度大小也为B），最后打在荧光屏上的P点。已知O、P两点间的距离为，粒子重力不计。 求： （1）粒子的入射速度的大小； （2）粒子的比荷。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 粒子在平行金属板间做匀速直线运动，电场力与洛伦兹力平衡，重力不计；板间电场强度 由平衡条件 解得 【小问2详解】 粒子进入上方匀强磁场后，洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动。由几何关系可知，粒子轨迹为半圆，OP为轨迹直径，因此轨迹半径 根据洛伦兹力提供向心力有 解得 19. 如图所示，两根相距的光滑平行金属导轨水平放置，导轨左端连接电阻。匀强磁场垂直轨道平面，磁感应强度。导体棒ab质量，电阻，垂直导轨放置。现用水平恒力拉导体棒，使其从静止开始向右运动。导轨电阻不计。 （1）求导体棒最终能达到的最大速度； （2）若导体棒从静止开始达到最大速度的过程中，流过电阻R的电荷量为，求此过程中导体棒运动的位移x和回路产生的焦耳热Q。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 导体棒速度最大时，导体棒合力为0，则有 解得 【小问2详解】 根据 因为，联立解得 根据能量守恒可知，回路产生的焦耳热 联立解得 20. 在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B．一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以一定的初速度垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成θ＝60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，已知ON＝d，如图所示．不计粒子重力，求： （1）粒子在磁场中运动的轨道半径R； （2）粒子在M点的初速度v0的大小； （3）粒子从M点运动到P点的总时间t． 【答案】（1）粒子在磁场中运动的轨道半径R为d； （2）粒子在M点的初速度v0的大小为； （3）粒子从M点运动到P点的总时间t为． 【解析】 【详解】（1）做出带电粒子的运动轨迹如图 由三角形相关知识得 （2）由qvB=mv2/R 得v 在N点速度v与x轴正方向成θ＝60°角射出电场，将速度分解如图 cosθ= v0/v 得射出速度v=2v0， v0= （3）粒子在电场中运动的时间t1，有d＝v0t1 所以t1＝　　 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T　，故 T 设粒子在磁场中运动的时间t2，有t2 所以　t2 t＝t1＋t2，所以　t 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $