精品解析：福建省厦门第一中学2025-2026学年高二下学期3月月考物理试卷

2025-2026学年福建省厦门一中高二（下）月考 物理试卷（3月份） 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列关于电磁现象的说法中，正确的是（　　） A. 图甲中，转动蹄形磁铁时，原来静止的铝框不会随磁铁转动 B. 图乙中，金属线圈对条形磁铁的振动没有影响 C. 图丙中，两个相同的小磁体由静止穿过等长的铝管和塑料管所用时间相等 D. 图丁中，用电磁炉加热食物，其原理是利用了涡流的热效应 2. 《大国重器》节目介绍的GIL输电系统的三相共箱技术，如图甲所示，管道内部有三根绝缘超高压长输电线缆平行且间距相等，截面图如图乙所示，上方两根输电线缆A、B圆心连线水平，某时刻B、C中电流方向垂直于纸面向外、A中电流方向垂直于纸面向里，A、B、C中电流大小均为I，则（　　） A. B、C输电线缆相互排斥 B. 输电线缆C所受安培力方向指向O点 C. 输电线缆A、B、C在正三角形中心O处的磁感应强度方向水平向右 D. 输电线缆A、B、C在B、C连线中点处的磁感应强度方向由B指向C 3. 三个完全相同的灯泡按照如图所示的电路连接，自感线圈的直流电阻小于灯泡电阻，下列有关自感现象的判断中正确的是（　　） A. 图1中开关S闭合的瞬间，灯先亮 B. 图1中开关S闭合的瞬间，、灯一起亮 C. 图2中开关S断开的瞬间，灯闪亮一下，后逐渐熄灭 D. 图2中开关S断开的瞬间，灯逐渐熄灭 4. 如图所示，足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置，且都倾斜着与水平面成θ角.在导轨的最上端M、P之间接有电阻R，不计其他电阻.质量为m的导体棒ab从导轨的最底端冲上导轨，当没有磁场时，ab上升的最大高度为H；当存在垂直于导轨平面的匀强磁场时，ab以上升的最大高度为h，在两次运动过程中，ab都与导轨保持垂直，且初速度都为v．，重力加速度为g.关于上述情景，下列说法正确的是（ ） A. 两次上升的最大高度关系为H<h B. 有磁场时ab所受合力做的功等于无磁场时合力做的功 C. 有磁场时，电阻R产生的焦耳热为 D. 有磁场时，ab上升过程的最小加速度大于gsinθ 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分 5. 如图甲所示，将一金属圆环放置在水平桌面上，空间存在方向竖直向下的磁场（未画出），若圆环中的磁通量随时间变化的关系图像如图乙所示，则（　　） A. 0～3s内圆环中的感应电流方向为俯视逆时针方向 B. 0～3s内圆环有面积扩张的趋势 C. 0～3s内圆环中产生的电动势大于3～8s内产生的电动势 D. 8～10s内圆环对桌面的压力大于自身的重力 6. 如图所示，回旋加速器两个D形金属盒分别和一高频交流电源两极相接，两盒放在磁感应强度大小为的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，若在模拟实验中，加速器中央处的粒子源产生的电子从速度为0开始加速，电子在形盒中做圆周运动的相邻半圆形轨道间的径向距离记为（即第次偏转半圆弧与第次偏转半圆弧在同一直径上的间距），下列说法正确的是（　　） A. 随着电子动能增大，越来越小 B. 随着电子动能增大，越来越大 C. 若仅将加速电压提高为原来的2倍，电子在磁场中运动的总时间不变 D. 若仅将加速电压提高为原来的2倍，电子在磁场中运动的总时间变为原来的 7. 如图所示，直角三角形abc中，ac=L，其区域内存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向外的匀强磁场，点处的粒子源向磁场区域内各个方向发射速度大小为的带正电的粒子，粒子的质量为、带电量为，不考虑粒子的重力和相互间的作用力，则（　　） A. ac边上各处均有粒子射出 B. ab边上有粒子射出的区域离点的最大距离为 C. 垂直于边发射的粒子在磁场中运动的时间最长 D. 从边射出的粒子在磁场中运动的最短时间为 8. 如图，正方形导线框静置在光滑水平桌面上，其边恰好与匀强磁场的左边界重合，磁场方向垂直桌面向下，磁场左右边界的距离大于导线框的边长。时刻开始，在中点施加一水平向右的拉力，使导线框向右做匀加速直线运动，直到边离开磁场。规定沿的方向为感应电流的正方向，用表示感应电流，用表示、两点间的电势差，用、表示拉力的大小和拉力的功率，则下列相关的关系图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 三、填空题：本题共5小题，共21分。 9. 矩形线框abcd的两边长分别为l1、l2，可绕它的一条对称轴OO′转动，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与OO′垂直，如图所示，初位置时线框平面与B平行。初位置时穿过线框的磁通量=________，当线框绕轴OO′沿图示方向转过60°时，这一过程中穿过线框的磁通量的变化量=________。 10. 质谱仪是一种分离和检测同位素的仪器。如图，氕、氘、氚离子经加速进入速度选择器，沿直线运动的离子穿过狭缝P进入垂直于纸面、磁感应强度为的匀强磁场，打在底片D上形成a、b、c三条痕迹。速度选择器内的匀强电场和匀强磁场分别为和，不计离子重力与离子间的相互作用，则的方向为垂直纸面向________（选填“里”“外”）；离子通过速度选择器的速度________；c处痕迹对应________离子。 11. 育华中学物理兴趣小组为调查研究某化工厂排污口管道的排污量，找来一个圆形塑料空管作为排污管道，如图所示，在管道位置施加水平向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，沿管道内壁上下两侧紧贴内壁插入金属探片和，两金属探片间距等于管道内直径，并用灵敏电压表与金属探片相连。然后让含有大量正负离子的污水充满整个管道匀速流动，测得电压表的示数为 （1）电压表正接线柱与_____（填“M”或“N”）金属探片相连。 （2）通过此管道的污水流量_____（流量：单位时间内流过管道污水的体积，答案用题中所给符号表示） 12. 某兴趣小组利用如图甲、乙装置探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素，图中所有电流计的正中间为零刻度，电流从+极流入时，指针向右偏转。 （1）图甲中，当磁铁向下运动时，会发现电流计的指针______（选填“向左”或“向右”）偏转；由此可知，感应电流的磁场会______（选填“阻碍”或“加强”）原磁通量的变化。 （2）图乙中，当开关S由断开到闭合的瞬间，电流计乙的指针将______（选填“向左”“向右”或“不偏转”）；闭合开关S，当滑动变阻器的滑片向左端滑动时，电流计乙的指针将______（选填“向左”“向右”或“不偏转”）。 13. 科技社团的同学在参观河北省某市光伏新能源基地后，对其核心部件霍尔元件产生浓厚兴趣，他们通过查找资料得知霍尔电压满足关系式，其中为霍尔元件的灵敏度，现通过实验探究型号SS49E霍尔元件（其内可自由移动的粒子为电子）的特性。他们用强磁体（磁感应强度为恒定值B）提供磁场，将霍尔元件置于磁场中，连接成如图甲所示的电路。 （1）闭合开关S，调节滑动变阻器改变电流大小，用多用电表直流电压2.5mV挡测量对应的时，红表笔应对接图甲中的______（填“a”或“b”）；其中某次测量电压时，多用电表指针位置如图乙所示，多用电表的读数为______mV（保留2位有效数字）。 （2）重复步骤（1），根据所测数据在图丙坐标纸上描点并画出图线。若已知该强磁体的磁感应强度，则该霍尔元件的灵敏度______（保留2位有效数字）。 （3）实验前，若未对多用电表的电压挡进行机械调零，在时指针在0刻度线左侧，但该同学未修正此误差，这会导致最终计算出的灵敏度的测量值_____（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 四、解答题，本题共3小题，共30分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。 14. 电流天平可以用来测量匀强磁场的磁感应强度大小，装置如图所示。其右臂悬挂着匝数匝的矩形线圈，线圈水平边长，处于匀强磁场中，磁感应强度的方向垂直于线圈平面向外。当线圈中通过、顺时针方向的电流时，调节砝码使天平达到平衡，此时左盘中砝码质量，右盘中砝码质量。若悬挂矩形线圈的轻杆及矩形线圈的质量均忽略不计，重力加速度，求： （1）线圈有几条边受安培力的作用，求出安培力的合力大小、方向； （2）线圈所在处磁场的磁感应强度大小。 15. 如图所示，在竖直平面直角坐标系中，第三、四象限同时存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场。一质量为、带电量为的小球可视为质点，从点沿轴正方向水平抛出。当小球从轴上的点穿过时，速度方向与轴正方向的夹角为。小球进入第三、四象限后恰能做匀速圆周运动，经过一段时间后恰好重新回到点。已知重力加速度大小为。求： （1）小球到达点时速度的大小； （2）磁感应强度的大小； （3）小球从点出发又回到点的时间。 16. 电磁制动是通过电磁规律实现制动的技术，具有响应速度快，方便控制，不易磨损等优点，广泛应用于现代各种机械设备中。某学习小组对正方形线框进入磁场的制动特点进行研究。现将模型简化如下：如图，两根足够长的、电阻可忽略的平直光滑金属导轨和固定在水平面内，轨道间距为，MN间接有定值电阻；与平直导轨垂直的虚线与之间的区域Ⅰ存在竖直向下的有界匀强磁场，磁感应强度大小为，磁场宽度为，右侧的区域Ⅱ为无磁场区域，宽度足够大。现将一质量为、边长为，总电阻为的均匀正方形金属线框垂直放置在导轨上，其中边与虚线重合。已知、、、，不计一切摩擦。若金属线框形变忽略不计，现给金属线框一个向右的初速度进入区域Ⅰ。运动过程金属线框上、下边框处处与导轨始终接触良好。 （1）画出线框边刚进入区域Ⅰ时的等效电路图，并求出闭合电路总电阻； （2）求线框边刚进入区域Ⅰ时的加速度大小； （3）求线框边刚进入区域Ⅱ时的速度大小； （4）求线框穿过磁场区域Ⅰ全过程，整个回路产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年福建省厦门一中高二（下）月考 物理试卷（3月份） 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列关于电磁现象的说法中，正确的是（　　） A. 图甲中，转动蹄形磁铁时，原来静止的铝框不会随磁铁转动 B. 图乙中，金属线圈对条形磁铁的振动没有影响 C. 图丙中，两个相同的小磁体由静止穿过等长的铝管和塑料管所用时间相等 D. 图丁中，用电磁炉加热食物，其原理是利用了涡流的热效应 【答案】D 【解析】 【详解】A．当摇动手柄使得蹄形磁铁转动时，根据电磁驱动原理可知，铝框会同方向转动，故A错误； B．振动的条形磁铁在金属线圈中产生感应电流，感应电流对磁铁的相对运动有阻碍作用，使条形磁铁快速停下来，利用了电磁阻尼规律，故B错误； C．穿过塑料管的小磁体，只受重力作用，做的是自由落体运动。穿过铝管的小磁体，由于磁体在铝管中运动的过程中，铝管产生感应电流，则小磁体受到重力和向上的电磁阻力作用，小磁体在铝管中运动的加速度小于重力加速度，所以小磁体在塑料管中的运动时间小于在铝管中的运动时间，故C错误； D．家用电磁炉加热食物是利用交变电流产生变化的磁场，变化的磁场在锅壁内产生涡流发热，从而加热食物，故D正确。 故选D。 2. 《大国重器》节目介绍的GIL输电系统的三相共箱技术，如图甲所示，管道内部有三根绝缘超高压长输电线缆平行且间距相等，截面图如图乙所示，上方两根输电线缆A、B圆心连线水平，某时刻B、C中电流方向垂直于纸面向外、A中电流方向垂直于纸面向里，A、B、C中电流大小均为I，则（　　） A. B、C输电线缆相互排斥 B. 输电线缆C所受安培力方向指向O点 C. 输电线缆A、B、C在正三角形中心O处的磁感应强度方向水平向右 D. 输电线缆A、B、C在B、C连线中点处的磁感应强度方向由B指向C 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据右手螺旋定则和左手定则可知，由于B、C输电线缆通入的电流方向相同，所以二者相互吸引，故A错误； B．根据右手螺旋定则和左手定则可知，由于A、C输电线缆通入的电流方向相反，所以A、C间为斥力。而B、C输电线缆通入的电流方向相同，所以B、C间为引力。又因为A、B、C输电线缆平行且间距相等，以及A、B、C中电流大小均为I，所以A、C间的斥力和B、C间的引力的大小相等，则根据平行四边形定则可知，输电线缆C所受安培力方向水平向右，故B错误； C．根据右手螺旋定则可知，A输电线缆在O点的磁感应强度方向垂直OA指向左下方，B输电线缆在O点的磁感应强度方向垂直OB指向右下方，C输电线缆在O点的磁感应强度方向垂直OC水平向左，所以根据平行四边形定则可知正三角形中心O处的磁感应强度方向指向左下方，故C错误； D．根据右手螺旋定则可知，B、C输电线缆在B、C连线中点处的磁感应强度大小相等、方向相反，相互抵消，而A输电线缆在B、C连线中点处的磁感应强度方向由B指向C，则该点的合磁感应强度方向由B指向C，故D正确； 故选D。 3. 三个完全相同的灯泡按照如图所示的电路连接，自感线圈的直流电阻小于灯泡电阻，下列有关自感现象的判断中正确的是（　　） A. 图1中开关S闭合的瞬间，灯先亮 B. 图1中开关S闭合的瞬间，、灯一起亮 C. 图2中开关S断开的瞬间，灯闪亮一下，后逐渐熄灭 D. 图2中开关S断开的瞬间，灯逐渐熄灭 【答案】C 【解析】 【详解】AB．图1中开关S闭合的瞬间，由于电流增加，线圈L中产生的感应电动势阻碍电流的增加，则灯会逐渐亮起来，灯会立刻亮起来，故AB错误； CD．图2中，因电感的直流电阻小于灯泡电阻，则电路稳定后流过线圈L的电流大于流过灯泡的电流，则开关S断开的瞬间，原来通过灯的电流立刻消失，而L中由于产生自感电动势阻碍电流减小，则产生的自感电动势相当于电源，与灯泡重新形成回路，则灯将闪亮一下，后慢慢熄灭，故C正确，D错误。 故选C。 4. 如图所示，足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置，且都倾斜着与水平面成θ角.在导轨的最上端M、P之间接有电阻R，不计其他电阻.质量为m的导体棒ab从导轨的最底端冲上导轨，当没有磁场时，ab上升的最大高度为H；当存在垂直于导轨平面的匀强磁场时，ab以上升的最大高度为h，在两次运动过程中，ab都与导轨保持垂直，且初速度都为v．，重力加速度为g.关于上述情景，下列说法正确的是（ ） A. 两次上升的最大高度关系为H<h B. 有磁场时ab所受合力做的功等于无磁场时合力做的功 C. 有磁场时，电阻R产生的焦耳热为 D. 有磁场时，ab上升过程的最小加速度大于gsinθ 【答案】B 【解析】 【分析】根据能量守恒判断H与h的大小关系．由动能定理分析合力的功．根据牛顿第二定律，比较在有磁场时与无磁场时所受的合力大小，从而得出加速度． 【详解】A项：、无磁场时，根据能量守恒得，动能全部转化为重力势能．有磁场时，动能一部分转化为重力势能，还有一部分转化为整个回路的内能．动能相同，则有磁场时的重力势能小于无磁场时的重力势能，所以h＜H．故A错误； B项：由动能定理知：合力的功等于导体棒动能的变化量，有、无磁场时，棒的初速度相等，末速度都为零，则知导体棒动能的变化量相等，则知导体棒所受合力的功相等，故B正确； C项：设电阻R产生的焦耳热为Q．根据能量守恒知：，则，故C错误； D项：有磁场时，导体棒上升时受重力、支持力、沿斜面向下的安培力，所以所受的合力大于mgsinθ，根据牛顿第二定律，知加速度a大于gsinθ．所以ab上升过程的最小加速度为gsinθ，故D错误． 故应选：B． 【点睛】解决本题的关键会运用能量守恒定律比较两种情况下重力势能的大小，从而得出高度的大小关系，以及会通过牛顿第二定律比较加速度的大小． 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分 5. 如图甲所示，将一金属圆环放置在水平桌面上，空间存在方向竖直向下的磁场（未画出），若圆环中的磁通量随时间变化的关系图像如图乙所示，则（　　） A. 0～3s内圆环中的感应电流方向为俯视逆时针方向 B. 0～3s内圆环有面积扩张的趋势 C. 0～3s内圆环中产生的电动势大于3～8s内产生的电动势 D. 8～10s内圆环对桌面的压力大于自身的重力 【答案】AC 【解析】 【详解】A．0~3s内磁通量向下增大，根据楞次定律，圆环中的电流为俯视逆时针方向，故A正确； B．根据增缩减扩，0~3s内磁通量增大，圆环有面积收缩的趋势，故B错误； C．0~3s内的斜率大于3~8s内的斜率，根据法拉第电磁感应定律 可知0~3s内产生的电动势更大，故C正确； D．8～10s内，磁通量竖直向下且减小，根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场要阻碍磁通量的减小，因此感应电流产生的磁场方向竖直向下，圆环中的电流为俯视顺时针方向，根据左手定则可知，圆环各部分受到的安培力均沿圆环所在的水平面向外，圆环整体有向外扩张的趋势，而竖直方向上的受力情况不变，因此圆环对桌面的压力依然等于自身的重力，故D错误。 故选AC。 6. 如图所示，回旋加速器两个D形金属盒分别和一高频交流电源两极相接，两盒放在磁感应强度大小为的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，若在模拟实验中，加速器中央处的粒子源产生的电子从速度为0开始加速，电子在形盒中做圆周运动的相邻半圆形轨道间的径向距离记为（即第次偏转半圆弧与第次偏转半圆弧在同一直径上的间距），下列说法正确的是（　　） A. 随着电子动能增大，越来越小 B. 随着电子动能增大，越来越大 C. 若仅将加速电压提高为原来的2倍，电子在磁场中运动的总时间不变 D. 若仅将加速电压提高为原来的2倍，电子在磁场中运动的总时间变为原来的 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．电子在加速电场中经过次加速，有 电子进入磁场中，洛伦兹力充当圆周运动的向心力，有 联立解得 所以电子在形盒中做圆周运动的相邻半圆形轨道间的径向距离满足 由此可知，随着电子动能增大，即加速次数增大，越来越小，故A正确，B错误； CD．设D形金属盒的半径为，粒子离开回旋加速器时速度最大，轨迹半径等于D形金属盒半径，满足 电子的最大动能 设电子经过交变电源的加速次数为，满足 电子在磁场中共转过个半圆，运动的总时间为 由此可知，若仅将加速电压提高为原来的2倍，则电子的加速次数变为原来的一半，所以电子在磁场中运动的总时间将变为原来的，故C错误，D正确。 故选AD。 7. 如图所示，直角三角形abc中，ac=L，其区域内存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向外的匀强磁场，点处的粒子源向磁场区域内各个方向发射速度大小为的带正电的粒子，粒子的质量为、带电量为，不考虑粒子的重力和相互间的作用力，则（　　） A. ac边上各处均有粒子射出 B. ab边上有粒子射出的区域离点的最大距离为 C. 垂直于边发射的粒子在磁场中运动的时间最长 D. 从边射出的粒子在磁场中运动的最短时间为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，则有 解得 如图甲所示 当粒子轨迹与ab边相切时，由ac边出射的粒子距离c点最远，但fa段无粒子射出，故A错误； B．如图乙所示 粒子从c点沿cb方向射出时，粒子由ab边上点d射出，由几何关系可知，此时圆心角为，cd与ab垂直，此时d点距离a点最远 则ab边上有粒子射出的区域离a点的最大距离为，故B正确； C．如图甲所示，当粒子垂直于ab边发射时，粒子与ab边相切于e点，从ab边上点f射出时，此时对应的轨迹最长，圆心角最大，所用时间最长，故C正确； D．由于cd与ab垂直，轨迹圆的弦长最短，对应的圆心角最小，所用时间最短，则最短时间为，故D错误。 故选BC。 8. 如图，正方形导线框静置在光滑水平桌面上，其边恰好与匀强磁场的左边界重合，磁场方向垂直桌面向下，磁场左右边界的距离大于导线框的边长。时刻开始，在中点施加一水平向右的拉力，使导线框向右做匀加速直线运动，直到边离开磁场。规定沿的方向为感应电流的正方向，用表示感应电流，用表示、两点间的电势差，用、表示拉力的大小和拉力的功率，则下列相关的关系图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由法拉第电磁感应定律结合欧姆定律得电流大小与时间的关系为 ab边与cd边都在磁场中时，没有感应电流产生，由楞次定律可知，当ab边进入磁场时，电流方向为adcba即电流方向为负方向，离开磁场时，电流方向为abcda即电流方向为正方向，A错误； B．当只有ab边进入磁场这段时间内，由右手定则知ab两点电势差为正值，结合法拉第电磁感应定律可知大小随时间变化为 同理导线框全部进入磁场这段时间内，ab两点间的电势差为正值，大小随时间变化为 当ab边从磁场中出来到到整个导线框从磁场中出来这段时间内ab两点电势差为正值，大小随时间变化为 故这三段时间中，与时间关系图像经过原点的倾斜的直线，第二段时间斜率最大，第三段时间的初始电势差小于第二阶段的末状态电势差，可能小于第一阶段的末状态电势差，B正确； C．由牛顿第二定律得 又 电流随时间变化规律为 解得 但在这段时间内，有 拉力与0时刻拉力相等，图中所示此段时间内拉力大于0时刻的拉力，C错误； D．拉力的功率为 故P与t关系图像为抛物线，但在这段时间内， P与t关系图像为经过原点的一条倾斜的直线，D正确。 故选BD。 三、填空题：本题共5小题，共21分。 9. 矩形线框abcd的两边长分别为l1、l2，可绕它的一条对称轴OO′转动，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与OO′垂直，如图所示，初位置时线框平面与B平行。初位置时穿过线框的磁通量=________，当线框绕轴OO′沿图示方向转过60°时，这一过程中穿过线框的磁通量的变化量=________。 【答案】 ①. 0 ②. 【解析】 【分析】 【详解】[1][2]线框在初始位置时，线框平面与磁场平行，有效面积为零，则磁通量 当线框绕轴沿图示方向转过60°时，线框与B的夹角为60°，则 这一过程中穿过线框的磁通量的变化量为 【点睛】 10. 质谱仪是一种分离和检测同位素的仪器。如图，氕、氘、氚离子经加速进入速度选择器，沿直线运动的离子穿过狭缝P进入垂直于纸面、磁感应强度为的匀强磁场，打在底片D上形成a、b、c三条痕迹。速度选择器内的匀强电场和匀强磁场分别为和，不计离子重力与离子间的相互作用，则的方向为垂直纸面向________（选填“里”“外”）；离子通过速度选择器的速度________；c处痕迹对应________离子。 【答案】 ①. 外 ②. ③. 氕 【解析】 【详解】[1]由图可知带正电粒子在磁场中向左偏转，根据左手定则可知，的方向为垂直纸面向外； [2]离子通过速度选择器时，根据受力平衡可得 解得速度大小为 [3]粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得 可得 c处痕迹对应的轨道半径最小，粒子比荷最大，则c处痕迹对应氕离子。 11. 育华中学物理兴趣小组为调查研究某化工厂排污口管道的排污量，找来一个圆形塑料空管作为排污管道，如图所示，在管道位置施加水平向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，沿管道内壁上下两侧紧贴内壁插入金属探片和，两金属探片间距等于管道内直径，并用灵敏电压表与金属探片相连。然后让含有大量正负离子的污水充满整个管道匀速流动，测得电压表的示数为 （1）电压表正接线柱与_____（填“M”或“N”）金属探片相连。 （2）通过此管道的污水流量_____（流量：单位时间内流过管道污水的体积，答案用题中所给符号表示） 【答案】（1）M （2） 【解析】 【小问1详解】 由图可知，带负电荷的粒子在管道中运动时受到向下的洛伦兹力，在正电荷的粒子受到向上的洛伦兹力，可见上侧聚集正电荷，下侧聚集负电荷，故上侧电势高于下侧的电势，故正极与上侧M金属探片相连。 【小问2详解】 当粒子受到电场力与洛伦兹力等大反向时，电压不再增加，可得 通过此管道的污水流量 联立两式解得 12. 某兴趣小组利用如图甲、乙装置探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素，图中所有电流计的正中间为零刻度，电流从+极流入时，指针向右偏转。 （1）图甲中，当磁铁向下运动时，会发现电流计的指针______（选填“向左”或“向右”）偏转；由此可知，感应电流的磁场会______（选填“阻碍”或“加强”）原磁通量的变化。 （2）图乙中，当开关S由断开到闭合的瞬间，电流计乙的指针将______（选填“向左”“向右”或“不偏转”）；闭合开关S，当滑动变阻器的滑片向左端滑动时，电流计乙的指针将______（选填“向左”“向右”或“不偏转”）。 【答案】（1） ①. 向左 ②. 阻碍 （2） ①. 向左 ②. 向右 【解析】 【小问1详解】 [1][2]根据楞次定律，N极向下运动，原磁通量增大，线圈产生的磁场向上，电流从负极流入电流计，故指针向左偏转，根据楞次定律，感应电流的磁场会阻碍原磁通量变化。 【小问2详解】 [1][2]开关从断开到闭合瞬间，线圈A中的磁场向上增大，故线圈B的磁场向下，电流从负极流入电流计乙，指针向左偏转；同理，变阻器滑片向左端滑动，接入电阻增大，线圈A中电流减小，磁场减小，线圈B中磁场向上，电流从+极流入电流计乙，指针向右偏转。 13. 科技社团的同学在参观河北省某市光伏新能源基地后，对其核心部件霍尔元件产生浓厚兴趣，他们通过查找资料得知霍尔电压满足关系式，其中为霍尔元件的灵敏度，现通过实验探究型号SS49E霍尔元件（其内可自由移动的粒子为电子）的特性。他们用强磁体（磁感应强度为恒定值B）提供磁场，将霍尔元件置于磁场中，连接成如图甲所示的电路。 （1）闭合开关S，调节滑动变阻器改变电流大小，用多用电表直流电压2.5mV挡测量对应的时，红表笔应对接图甲中的______（填“a”或“b”）；其中某次测量电压时，多用电表指针位置如图乙所示，多用电表的读数为______mV（保留2位有效数字）。 （2）重复步骤（1），根据所测数据在图丙坐标纸上描点并画出图线。若已知该强磁体的磁感应强度，则该霍尔元件的灵敏度______（保留2位有效数字）。 （3）实验前，若未对多用电表的电压挡进行机械调零，在时指针在0刻度线左侧，但该同学未修正此误差，这会导致最终计算出的灵敏度的测量值_____（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1） ①. a ②. 0.60 （2）2.0 （3）不变 【解析】 【小问1详解】 [1]磁场方向从上向下，电流方向从右到左，因该霍尔元件内自由移动的粒子为电子，所以电子从左向右运动，根据左手定则，可知霍尔元件前表面的电势低于后表面，根据多用电表电流应从红表笔流进、黑表笔流出可知，红表笔应对接图甲中的a； [2]使用直流电压2.5mV挡，应读取表盘上0~250的刻度线，指针指示刻度为60，因为250刻度对应满偏电压2.5mV，故读数应为0.60mV。 【小问2详解】 在拟合直线上选取相距较远的两点，如和，计算出斜率 根据 可知图像的斜率 解得该霍尔元件的灵敏度 【小问3详解】 电压挡的零点误差会使所有电压测量值增大（或减小）一个固定值，这导致图线整体向上（或向下）平移，但拟合直线的斜率不变，所以多用电表的电压挡没有机械调零对灵敏度的测量值无影响。 四、解答题，本题共3小题，共30分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。 14. 电流天平可以用来测量匀强磁场的磁感应强度大小，装置如图所示。其右臂悬挂着匝数匝的矩形线圈，线圈水平边长，处于匀强磁场中，磁感应强度的方向垂直于线圈平面向外。当线圈中通过、顺时针方向的电流时，调节砝码使天平达到平衡，此时左盘中砝码质量，右盘中砝码质量。若悬挂矩形线圈的轻杆及矩形线圈的质量均忽略不计，重力加速度，求： （1）线圈有几条边受安培力的作用，求出安培力的合力大小、方向； （2）线圈所在处磁场的磁感应强度大小。 【答案】（1）3条边，，方向竖直向上 （2） 【解析】 【小问1详解】 根据安培定则可知，线圈左边所受安培力方向水平向右，线圈右边所受安培力方向水平向左，线圈下侧边所受安培力竖直向上，即线圈有3条边受到安培力，由于左右两边所受安培力平衡，令线圈下侧边所受安培力为，根据平衡条件有 解得 由上述分析可知安培力的合力大小为，方向竖直向上。 【小问2详解】 线圈所受安培力满足 代入题干数据解得 15. 如图所示，在竖直平面直角坐标系中，第三、四象限同时存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场。一质量为、带电量为的小球可视为质点，从点沿轴正方向水平抛出。当小球从轴上的点穿过时，速度方向与轴正方向的夹角为。小球进入第三、四象限后恰能做匀速圆周运动，经过一段时间后恰好重新回到点。已知重力加速度大小为。求： （1）小球到达点时速度的大小； （2）磁感应强度的大小； （3）小球从点出发又回到点的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设小球从点运动到点时间为，在点时的速度为，则有 因为，， 联立解得 【小问2详解】 小球从点运动到点的水平位移 在第三、四象限做匀速圆周运动的设半径为，由几何关系 根据题意，小球做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供 解得 【小问3详解】 设小球做匀速圆周运动的周期为，在第三、四象限运动的时间为，则 根据几何关系 根据对称性，小球离开第四象限时的速度与轴正方向的夹角为，它在第二象限运动的时间 小球从点出发又回到点的时间 16. 电磁制动是通过电磁规律实现制动的技术，具有响应速度快，方便控制，不易磨损等优点，广泛应用于现代各种机械设备中。某学习小组对正方形线框进入磁场的制动特点进行研究。现将模型简化如下：如图，两根足够长的、电阻可忽略的平直光滑金属导轨和固定在水平面内，轨道间距为，MN间接有定值电阻；与平直导轨垂直的虚线与之间的区域Ⅰ存在竖直向下的有界匀强磁场，磁感应强度大小为，磁场宽度为，右侧的区域Ⅱ为无磁场区域，宽度足够大。现将一质量为、边长为，总电阻为的均匀正方形金属线框垂直放置在导轨上，其中边与虚线重合。已知、、、，不计一切摩擦。若金属线框形变忽略不计，现给金属线框一个向右的初速度进入区域Ⅰ。运动过程金属线框上、下边框处处与导轨始终接触良好。 （1）画出线框边刚进入区域Ⅰ时的等效电路图，并求出闭合电路总电阻； （2）求线框边刚进入区域Ⅰ时的加速度大小； （3）求线框边刚进入区域Ⅱ时的速度大小； （4）求线框穿过磁场区域Ⅰ全过程，整个回路产生的焦耳热。 【答案】（1）， （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 由于金属导轨和电阻不计，金属线框上、下边框处处与导轨始终接触良好,线框边刚进入区域Ⅰ时，与边处于短路状态，等效电路图如下 因均匀正方形金属线框总电阻为，可知边充当负载，电阻为，边充当电源，内阻的大小也为，故闭合电路总电阻 【小问2详解】 线框边在区域Ⅰ运动的过程中，产生的电动势 流过线框边的感应电流 线框边受到的安培力 由动量定理可知，线框边刚进入区域Ⅰ时的速度满足 代入题干数据，解得 之后线框边刚进入区域Ⅰ，等效电路如下 此时回路的总电阻为 根据法拉第电磁感应定律可知，此时流过定值电阻的电流 根据牛顿第二定律可知此时线框的加速度大小满足 两式联立，代入数据解得 【小问3详解】 从线框边刚进入区域Ⅰ到线框边刚进入区域Ⅱ，线框共发生的位移为，设边刚进入区域Ⅱ时线框的速度为，由动量定理可知 代入数据解得 之后线框边继续在区域Ⅰ中滑行，直至位移为时，边进入区域Ⅱ，等效电路如下 该过程中电路的总电阻为 设边刚进入区域Ⅱ时线框的速度为，由动量定理可知 代入数据解得 【小问4详解】 由能量守恒定律可知，线框穿过磁场区域Ⅰ全过程，整个回路产生的焦耳热满足 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $