精品解析：天津市静海区第四中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

静海四中2024—2025学年度第二学期3月份阶段性检测 高二物理试卷 命题人：高二物理备课组 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，试卷满分100分。考试时间60分钟。 第Ⅰ卷 一、单项选择题：（每小题5分，共25分） 1. 关于感应电流，下列说法正确的是（　　） A. 感应电流的磁场阻止了引起感应电流的磁通量的变化 B. 感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化 C. 根据楞次定律知，感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D. 当导体切割磁感线运动时，必须用右手定则确定感应电流的方向 2. 下列关于电流的磁场和通电导体在匀强磁场中所受安培力的判断正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 下列说法正确的是（　　） A. 运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力作用 B. 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 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. 洛伦兹力对带电粒子永不做功 4. 如图所示，无限长通电直导线与右侧的矩形导线圈ABCD在同一平面内，线圈的AB边与直导线平行。现用外力使线圈向直导线靠近且始终保持AB边与直导线平行，在AB边靠近直导线的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 线圈内产生的感应电流方向是ABCDA B. 直导线对AB边和CD边的安培力等大反向 C. 直导线对AD边和BC边的安培力等大同向 D. 直导线在线圈内部产生的磁场方向为垂直于线圈所在平面向外 5. 如图所示，导体ab是金属线框的一个可动边，ab边长L=0.4m，磁场的磁感应强度B=0.1T，当ab边以速度v=5m/s向右匀速移动时，下列判断正确的是（　　） A. 感应电流的方向由a到b，感应电动势的大小为0.2V B. 感应电流的方向由a到b，感应电动势的大小为0.4V C. 感应电流的方向由b到a，感应电动势的大小为0.2V D. 感应电流的方向由b到a，感应电动势的大小为0.4V 二、不定项选择题（每小题5分，共15分。） 6. 目前世界上一种新型发电机叫磁流体发电机，如图所示表示它的发电原理：将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的粒子，而从整体来说呈中性)沿图中所示方向喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就聚集了电荷,磁极配置如图所示，下列说法正确的是( ) A. A板带正电 B. 有电流从b经用电器流向a C. 金属板A、B间的电场方向向上 D. 等离子体发生偏转的原因是粒子所受洛伦兹力大于所受电场力 7. 医用回旋加速器示意图如图所示，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并与高频电源相连。现分别加速氘核（H）和氦核（He）。下列说法中正确的是（　　） A. 它们的最大速度相同 B. 它们的最大动能相同 C. 两次所接高频电源的频率相同 D. 增大高频电源的电压可增大粒子的最大射出动能 8. 如图，圆环形导体线圈平放在水平桌面上，在的正上方固定一竖直螺线管，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片向下滑动，下列表述正确的是（　　） A. 线圈有扩大的趋势 B. 穿过线圈的磁通量变小 C. 线圈对水平桌面的压力将增大 D. 线圈中将产生俯视顺时针方向的感应电流 第Ⅱ卷 二、非选择题（共4题；其中9题12分每空3分，10题14分，11题16分，12题18分，共60分） 9. （1）如图所示，沿直线通过速度选择器的正离子a、b，从狭缝S射入磁感应强度为B2的匀强磁场中，偏转后出现的对应轨迹半径之比为，不计离子重力，离子a、b对应的荷质比的比值为______。 （2）如图，半圆形导线abc通以恒定电流I，放置在匀强磁场中、已知磁感应强度大小为B，导线长为，直径ac与磁场方向夹角为。该导线受到的安培力大小为______。 （3）初速度为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的初始运动方向如图所示，则电子向______（左或右）偏转，速率______（变或不变）。 10. 如图为质谱仪的原理示意图，电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后进入粒子速度选择器，选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强电场的场强为E、方向水平向右。已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从G点垂直进入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场。带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的H点。可测量出间的距离为L。带电粒子的重力可忽略不计。求 （1）粒子从加速电场射出时速度v的大小。 （2）粒子速度选择器中匀强磁场的磁感强度的大小和方向。 （3）偏转磁场的磁感强度的大小。 11. 如图甲所示， 一个圆形线圈匝数 n=1000匝、面积 ，电阻r=1Ω。在线圈外接一阻值为R=4Ω的电阻。把线圈放入一个匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里，磁场的磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示。 求： （1）0~4s内，回路中的感应电动势 E： （2）t=5s时， a、b两点哪点电势高： （3）t=5s时，电阻R两端的电压U。 12. 有一金属细棒ab，质量m=0.05kg，电阻不计，可在两条轨道上滑动，如图所示，轨道间距为L=0.5m，其平面与水平面的夹角为=37°，置于垂直于轨道平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=1.0T，金属棒与轨道的动摩擦因数μ=0.5，（设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等）回路中电源电动势为E=3V，内阻r=0.5Ω．（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求： （1）为保证金属细棒不会沿斜面向上滑动，流过金属细棒ab的电流的最大值为多少？ （2）滑动变阻器R的阻值应调节在什么范围内，金属棒能静止在轨道上？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 静海四中2024—2025学年度第二学期3月份阶段性检测 高二物理试卷 命题人：高二物理备课组 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，试卷满分100分。考试时间60分钟。 第Ⅰ卷 一、单项选择题：（每小题5分，共25分） 1. 关于感应电流，下列说法正确的是（　　） A. 感应电流的磁场阻止了引起感应电流的磁通量的变化 B. 感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化 C. 根据楞次定律知，感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D. 当导体切割磁感线运动时，必须用右手定则确定感应电流的方向 【答案】C 【解析】 【详解】A．感应电流的磁场阻碍了引起感应电流的磁通量的变化，引起感应电流的磁通量仍然要变化，因此不能够说成阻止，故A错误； B．根据楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化，而不是阻碍原磁场的变化，例如当导体切割磁感线运动时，回路中产生感应电流，穿过回路的磁通量发生变化，但原磁场不一定发生变化，故B错误； C．根据楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化，故C正确； D．当导体切割磁感线运动时，右手定则与楞次定律均能够确定感应电流的方向，故D错误。 故选C。 2. 下列关于电流的磁场和通电导体在匀强磁场中所受安培力的判断正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．该图中电流和磁场平行，则不受安培力作用，选项A错误； B．根据左手定则可知，该电流受的安培力方向向上，选项B错误； C．根据左手定则可知，该电流受的安培力方向水平向右，选项C错误； D．根据左手定则可知，该电流受的安培力方向垂直直导线斜向右下，选项D正确。 故选D。 3. 下列说法正确的是（　　） A. 运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力作用 B. 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 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. 洛伦兹力对带电粒子永不做功 【答案】D 【解析】 【详解】A．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，根据，是v与B的夹角，当夹角为0时，洛伦兹力为0，故A错误； B．当速度方向与磁场方向平行时，洛伦兹力为0，但磁感应强度不为0，故B错误； C．由于洛伦兹力方向垂直于磁场方向和粒子的速度方向，所以洛伦兹力只改变粒子速度的方向，即可改变速度，但不改变粒子速度的大小，故不改变粒子动能，故C错误； D．洛伦兹力方向垂直于磁场方向和粒子的速度方向，所以洛伦兹力只改变粒子速度的方向，不改变粒子速度的大小，故洛伦兹力对带电粒子永不做功，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，无限长通电直导线与右侧的矩形导线圈ABCD在同一平面内，线圈的AB边与直导线平行。现用外力使线圈向直导线靠近且始终保持AB边与直导线平行，在AB边靠近直导线的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 线圈内产生的感应电流方向是ABCDA B. 直导线对AB边和CD边的安培力等大反向 C. 直导线对AD边和BC边的安培力等大同向 D. 直导线在线圈内部产生的磁场方向为垂直于线圈所在平面向外 【答案】A 【解析】 【详解】AD．根据右手定则，直导线在右手边的磁场方向垂直纸面向里，在AB边靠近直导线的过程中，线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，线圈内产生的感应电流方向是ABCDA，所以A正确，D错误； B．直导线周围的磁场的磁感应强度，离直导线越近磁感应强度越大，则对AB边和CD边的安培力不等大但是方向是相反的，所以B错误； C．由对称性可知，直导线对AD边和BC边的安培力等大反向，所以C错误。 故选A。 5. 如图所示，导体ab是金属线框的一个可动边，ab边长L=0.4m，磁场的磁感应强度B=0.1T，当ab边以速度v=5m/s向右匀速移动时，下列判断正确的是（　　） A. 感应电流的方向由a到b，感应电动势的大小为0.2V B. 感应电流的方向由a到b，感应电动势的大小为0.4V C. 感应电流的方向由b到a，感应电动势的大小为0.2V D. 感应电流的方向由b到a，感应电动势的大小为0.4V 【答案】C 【解析】 【详解】根据右手定则可知, 感应电流的方向由b到a,又由代入数据可得，感应电动势的大小为0.2V,C正确; 故选C。 二、不定项选择题（每小题5分，共15分。） 6. 目前世界上一种新型发电机叫磁流体发电机，如图所示表示它的发电原理：将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的粒子，而从整体来说呈中性)沿图中所示方向喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就聚集了电荷,磁极配置如图所示，下列说法正确的是( ) A. A板带正电 B. 有电流从b经用电器流向a C. 金属板A、B间的电场方向向上 D. 等离子体发生偏转的原因是粒子所受洛伦兹力大于所受电场力 【答案】AD 【解析】 【详解】根据左手定则知，正电荷向上偏，负电荷向下偏，则A板带正电．故A正确．因为B板带负电，A板带正电，所以电流的流向为a经用电器流向b．故B错误．因为A板带正电，B板带负电，所以金属板间的电场方向向下．故C错误．等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受电场力．故D正确．故选AD． 【点睛】解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，以及知道电流在外电路中，由高电势流向低电势． 7. 医用回旋加速器示意图如图所示，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并与高频电源相连。现分别加速氘核（H）和氦核（He）。下列说法中正确的是（　　） A. 它们的最大速度相同 B. 它们的最大动能相同 C. 两次所接高频电源的频率相同 D. 增大高频电源的电压可增大粒子的最大射出动能 【答案】AC 【解析】 【详解】A．设D形盒的半径为R，则粒子最后射出磁场时有 解得最大速度 氘核（）和氦核（）的比荷相等，所以最大速度相等，A正确； B．粒子获得的最大动能 两粒子的比荷相等，但电荷量q不相等，所以最大动能不相等，B错误； C．带电粒子在磁场中运动的周期 两粒子的比荷相等，所以周期相等，因为回旋加速器所接高频电源的频率等于粒子做圆周运动的频率，所以两次所接高频电源的频率相同，C正确； D．粒子获得的最大动能与加速电压无关，故D错误。 故选AC。 8. 如图，圆环形导体线圈平放在水平桌面上，在的正上方固定一竖直螺线管，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片向下滑动，下列表述正确的是（　　） A. 线圈有扩大的趋势 B. 穿过线圈的磁通量变小 C. 线圈对水平桌面的压力将增大 D. 线圈中将产生俯视顺时针方向的感应电流 【答案】C 【解析】 【详解】B．滑动变阻器的滑片向下滑动，滑动变阻器接入电阻减小，电路中电流增大，通电螺旋管产生的磁场增强，可知，穿过线圈的磁通量变大，故B错误； D．根据安培定则，通电螺旋管产生的磁场在线圈位置的方向整体向下，滑动变阻器的滑片向下滑动，穿过线圈的磁通量变大，根据楞次定律可知，线圈中将产生俯视逆时针方向的感应电流，故D错误； A．根据楞次定律可知，感应电流的效果总要阻碍引起感应电流的原因，由于穿过线圈的磁通量变大，则线圈有收缩的趋势，故A错误； C．根据楞次定律可知，感应电流的效果总要阻碍引起感应电流的原因，由于穿过线圈的磁通量变大，则线圈在通电螺旋管产生磁场的安培力作用下有向下运动的趋势，即线圈对水平桌面的压力将增大，故C正确。 故选C。 第Ⅱ卷 二、非选择题（共4题；其中9题12分每空3分，10题14分，11题16分，12题18分，共60分） 9. （1）如图所示，沿直线通过速度选择器的正离子a、b，从狭缝S射入磁感应强度为B2的匀强磁场中，偏转后出现的对应轨迹半径之比为，不计离子重力，离子a、b对应的荷质比的比值为______。 （2）如图，半圆形导线abc通以恒定电流I，放置在匀强磁场中、已知磁感应强度大小为B，导线长为，直径ac与磁场方向夹角为。该导线受到的安培力大小为______。 （3）初速度为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的初始运动方向如图所示，则电子向______（左或右）偏转，速率______（变或不变）。 【答案】（1）3:1 （2） （3） ①. 右 ②. 不变 【解析】 【小问1详解】 能通过速度选择器的离子满足qE=qvB1 进入B2磁场后，洛伦兹力提供向心力 解得 因此 【小问2详解】 弯曲导线的安培力等效于两端点连线（有效长度）通电流受到的安培力，有效长度为 根据安培力公式有 【小问3详解】 [1] [2]通电电流向上，导线右侧的磁场方向垂直纸面向里。 电子带负电，初速度向上，根据左手定则，可得电子受到的洛伦兹力方向向右，因此电子向右偏转。 洛伦兹力始终与速度方向垂直，不做功，不改变电子速率，因此速率不变。 10. 如图为质谱仪的原理示意图，电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后进入粒子速度选择器，选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强电场的场强为E、方向水平向右。已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从G点垂直进入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场。带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的H点。可测量出间的距离为L。带电粒子的重力可忽略不计。求 （1）粒子从加速电场射出时速度v的大小。 （2）粒子速度选择器中匀强磁场的磁感强度的大小和方向。 （3）偏转磁场的磁感强度的大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由动能定理得 解得 （2）由洛伦兹力与电场力大小相等得到 联立得到 由左手定则得磁场方向垂直纸面向外。 （3）粒子在磁场中运动是洛伦兹力通过向心力得到 又 联立解得 11. 如图甲所示， 一个圆形线圈匝数 n=1000匝、面积 ，电阻r=1Ω。在线圈外接一阻值为R=4Ω的电阻。把线圈放入一个匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里，磁场的磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示。 求： （1）0~4s内，回路中的感应电动势 E： （2）t=5s时， a、b两点哪点电势高： （3）t=5s时，电阻R两端的电压U。 【答案】（1）0.5V；（2）a点；（3）1.6 V 【解析】 【详解】（1）由电磁感应定律得，0-4s内，回路中的感应电动势 （2）t=5s时，磁感应强度正在减弱，根据楞次定律， 感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里， 由安培定则可知，线圈中产生顺时针方向的感应电流，故a点的电势高。 （3）由题图知，在t=5s时，线圈的感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律得电路中的电流为 故电阻R两端的电压 U=IR=0.4×4 V=1.6 V。 12. 有一金属细棒ab，质量m=0.05kg，电阻不计，可在两条轨道上滑动，如图所示，轨道间距为L=0.5m，其平面与水平面的夹角为=37°，置于垂直于轨道平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=1.0T，金属棒与轨道的动摩擦因数μ=0.5，（设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等）回路中电源电动势为E=3V，内阻r=0.5Ω．（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求： （1）为保证金属细棒不会沿斜面向上滑动，流过金属细棒ab的电流的最大值为多少？ （2）滑动变阻器R的阻值应调节在什么范围内，金属棒能静止在轨道上？ 【答案】（1）1A；（2）2.5Ω≤R≤14.5Ω。 【解析】 【分析】 【详解】（1）当金属棒正要向上滑动时，摩擦力沿斜面向下并达最大，此时通过金属棒的电流达到最大I1，有 解得 I1=1A （2）由 解得 R1=2.5Ω 当金属棒正要向下滑动时，摩擦力沿斜面向上并达最大，此时通过金属棒的电流最小为I2，有 ， 解得 R2=14.5Ω 滑动变阻器R的阻值调节范围为 2.5Ω≤R≤14.5Ω 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $