精品解析：山东省德州市禹城市综合高中2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

高二月考物理试题 一、选择题（共14小题，每小题4分，共56分。在每小题给出的四个选项中，第1-9题只有一项符合题目要求，第10-14题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 1. 如图所示，用绝缘细线将通电直导线悬吊，将一蹄形电磁铁放在正下方，当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流时，有关直导线运动情况和细线受力情况，下列说法中正确的是（从上往下看）（　　） A. 顺时针方向转动，细线拉力减小 B. 逆时针方向转动，细线拉力增大 C. 顺时针方向转动，细线拉力增大 D. 逆时针方向转动，细线拉力减小 2. 如图所示，半圆形导线 通以恒定电流，放置在匀强磁场中、已知磁感应强度大小为 ，导线长为，直径 与磁场方向夹角为。该导线受到的安培力大小为（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，两根位于竖直面内水平平行放置的直导线，通以向右的恒定电流，不计重力的带负电的粒子从导线正下方某处以的速度向右发射，虚线为两导线的中央线，则在粒子发射后一小段时间内（ ） A. 粒子的速率增大 B. 粒子的速率减小 C. 粒子向下偏 D. 粒子向上偏 4. 如图所示是洛伦兹力演示仪的结构示意图。励磁线圈通电后可以产生垂直纸面的匀强磁场，励磁线圈中的电流越大，产生的磁场越强。电子经电子枪中的加速电场加速后水平向左垂直磁感线方向射入磁场。下列实验现象和分析正确的是（ ） A. 励磁线圈应通以逆时针方向的电流 B. 仅增大电子枪加速电场的电压，运动径迹的半径变大 C. 仅增大励磁线圈中的电流，运动径迹的半径变大 D. 仅减小电子枪加速电场的电压，电子运动的周期将变大 5. 如图所示，a、b、c三个线圈是同心圆，b线圈上连接有直流电源和开关K，则下列说法正确的是（　　） A. K闭合电路稳定后，在断开K的一瞬间，线圈c中有感应电流，线圈a中没有感应电流 B. K闭合电路稳定后，在断开K的一瞬间，线圈a中有感应电流，线圈c中没有感应电流 C. 在K闭合的一瞬间，线圈a中有逆时针方向的瞬时电流，有扩张趋势 D. 在K闭合的一瞬间，线圈c中有顺时针方向的瞬时电流，有收缩趋势 6. 如图所示为现代科技在电磁场中的两种物理模型示意图，关于这两种模型及其应用的描述，下列说法正确的是（　　） A. 图甲是质谱仪结构模型，若仅增大磁感应强度B2，则粒子打在照相底片上的位置与狭缝S3的距离变大 B. 图甲是质谱仪结构模型，若选用比荷更大的粒子进行实验，则粒子打在照相底片上的位置与狭缝S3的距离变大 C. 图乙是回旋加速器模型，若仅增大磁感应强度B，可增大粒子的最大动能 D. 图乙是回旋加速器模型，若仅增大交变电压U，可增大粒子的最大动能 7. 半导体材料的导电物质称为载流子，载流子可以是正电荷，也可以为负电荷。如图所示，一块长为、宽为、高为的长方体半导体器件，其内载流子单位体积的个数为，沿 方向通有恒定电流。在空间中施加一个磁感应强度为B、方向沿一方向的匀强磁场，半导体上、下表面之间产生稳定的电势差，下列说法正确的是（ ） A. 该半导体器件上表面电势高于下表面电势 B. 电势差与载流子数密度成正比 C. 载流子所带电荷量为 D. 若将磁场方向变为方向，霍尔电压不变 8. 如图甲所示是电视显像管原理示意图，电子枪发射出的电子束经过偏转线圈产生的磁场发生偏转，打在荧光屏上。当没有磁场时，电子束打在荧光屏正中的点，不计电子的重力。偏转线圈产生磁场的 图像如图乙所示，设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，则电子打在荧光屏上的位置（　　） A. 由点逐渐移动到点再返回到点 B. 由点逐渐移动到点再返回到点 C. 由点经点逐渐移动到点 D. 由点经点逐渐移动到点 9. 我国最北的城市漠河地处高纬度地区，在晴朗的夏夜偶尔会出现美丽的彩色“极光”，如图甲所示。极光是宇宙中高速运动的带电粒子受地磁场影响，与空气分子作用的发光现象。若宇宙粒子带正电，因入射速度与地磁场方向不垂直，故其轨迹偶成螺旋状如图乙所示（相邻两个旋转圆之间的距离称为螺距∆x）。下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子进入大气层后与空气发生相互作用，在地磁场作用下的旋转半经会越来越大 B. 若越靠近两极地磁场越强，则随着纬度的增加，以相同速度入射的宇宙粒子的运动半径越大 C. 漠河地区看到的“极光”将以顺时针方向（从下往上看）向前旋进 D. 当不计空气阻力时，若入射粒子的速率不变，仅减小与地磁场的夹角，则旋转半径减小，而螺距∆x不变 10. 如图是等臂电流天平的原理图，在天平的右端挂一质量为矩形线圈，线圈匝数为，边 长为，放在与纸面垂直的匀强磁场中。当线圈通入如图所示的电流时，在天平左右两边加上质量分别为的砝码使天平平衡，则（ ） A. 磁场方向是垂直纸面向外 B. 磁感应强度的大小为 C. 取走全部砝码，仅改变电流大小，天平可以重新平衡 D. 取走全部砝码，仅改变电流，天平重新平衡，电流与原电流大小之比为 11. 如图所示，边长为L的单匝均匀金属线框置于光滑水平桌面上，在拉力作用下以恒定速度通过宽度为D（）、方向竖直向下的有界匀强磁场，在整个过程中线框的ab边始终与磁场的边界平行，若以F表示拉力大小、以表示线框ab两点间的电势差、I表示通过线框的电流（规定逆时针为正）、P表示拉力的功率，则下列反映这些物理量随时间变化的图象中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 12. 如图所示，半径为R、圆心为O的圆形区域内存在一垂直纸面向里的匀强磁场，a、b为圆形边界上的两点，a、O、b三点共线，ab水平。电子带电荷量为－e、质量为m，以速率v从a处射入磁场，当电子在a处的速度方向与aO夹角为30°、斜向下时，离开磁场时的速度方向相比进入时的改变了60°。不计电子的重力，下列说法正确的是（　　） A. 圆形区域中磁场的磁感应强度大小为 B. 改变入射方向，当电子经过O点时，电子在磁场中的运动时间为 C. 改变入射方向，电子离开磁场时的速度方向不变 D. 改变入射方向，两次入射方向不同，电子可能从同一位置射出磁场 13. 如图甲所示，一个阻值为、匝数为的圆形金属线圈与阻值均为的电阻、、连接成闭合回路，线圈的半径为。在金属线圈内有半径为的同心圆形区域内存在垂直于线圈平面的匀强磁场，磁感应强度 随时间变化的关系图线如图乙所示。导线的电阻不计。下列说法正确的是（ ） A. 线圈两端的电压为 B. 时间内通过电阻的电荷量为 C. 时间内线圈磁通量的变化量为 D. 时间内电阻上产生热量为 14. 如图所示，在坐标系中，第一象限内充满着两个匀强磁场和，为分界线，在磁场中，磁感应强度为 ，方向垂直于纸面向里；在磁场中，磁感应强度为 ，方向垂直于纸面向外，点坐标为。一质量为、电荷量为的带正电粒子从点沿轴负方向射入磁场，经过一段时间后，粒子恰能经过原点；不计粒子重力，。则下列说法正确的是（　　） A. 粒子经过点时速度方向沿轴正方向 B. 粒子从到经历的路程与粒子的速度大小无关 C. 粒子运动的速度可能为 D. 粒子从点运动到点的最短时间为 15. 如图所示，水平导轨间距，导体棒的质量，与导轨保持良好接触并与导轨垂直，细线绕过定滑轮，一端悬挂重物，另一端与导体棒相连；电源电动势，内阻，定值电阻；外加匀强磁场的磁感应强度，方向水平向左；导体棒与导轨间动摩擦因数（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），不计定滑轮摩擦，不计导轨与导体棒的电阻，细线对的拉力为水平方向，重力加速度，导体棒处于静止状态。求： （1）导体棒受到的安培力； （2）所挂重物的重力的最大值。 16. 某兴趣小组用电流传感器测量某磁场的磁感应强度大小。实验装置如图甲所示，不计电阻且足够长的光滑金属导轨竖直放置在匀强磁场中，导轨间距d=0.5m，其平面与磁场方向垂直。电流传感器与阻值R=0.8Ω的电阻串联接在导轨上端。现将质量m=0.02kg、有效阻值r=0.2Ω的导体棒AB由静止释放，导体棒AB沿导轨下滑，该过程中电流传感器测得电流随时间变化规律如图乙所示，电流最大值Im=lA。导体棒下滑过程中与导轨保持垂直且良好接触，不计电流传感器内阻及空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求： （1）该磁场的磁感应强度大小； （2）在t1时刻导体棒AB的速度大小； （3）在0~t1时间内导体棒AB下降的高度h=5m，此过程中电阻R产生的电热。 17. 如图所示，平行倾斜光滑导轨与足够长的平行水平光滑导轨平滑连接，导轨电阻不计。质量分别为2m和m的金属棒b和c静止放在水平导轨上，b、c两棒均与导轨垂直。图中de虚线的右侧有范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场。质量为2m的绝缘棒a垂直于倾斜导轨由静止释放，释放位置与水平导轨的高度差为h。已知绝缘棒a滑到水平导轨上与金属棒b发生弹性正碰，金属棒b进入磁场后始终未与金属棒c发生碰撞，重力加速度为g。求： （1）a棒与b棒碰后b棒的速度大小； （2）两金属棒b、c上最终产生的总焦耳热； （3）金属棒b进入磁场后，其加速度为其最大加速度的一半时b棒速度的大小。 18. 如图所示，平面直角坐标系xOy中，在第Ⅰ象限内存在方向沿y轴负方向的匀强电场，在第Ⅳ象限内区域存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为 的带电粒子以初速度从y轴上点沿x轴正方向开始运动，经过电场后从x轴上的点进入磁场，粒子恰好不能从磁场的下边界离开磁场。不计粒子重力。求： （1）粒子在Q点位置的速度和速度方向与x轴正方向夹角； （2）匀强磁场磁感应强度大小B； （3）粒子从P点开始运动至第一次到达磁场下边界所需要的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二月考物理试题 一、选择题（共14小题，每小题4分，共56分。在每小题给出的四个选项中，第1-9题只有一项符合题目要求，第10-14题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 1. 如图所示，用绝缘细线将通电直导线悬吊，将一蹄形电磁铁放在正下方，当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流时，有关直导线运动情况和细线受力情况，下列说法中正确的是（从上往下看）（　　） A. 顺时针方向转动，细线拉力减小 B. 逆时针方向转动，细线拉力增大 C. 顺时针方向转动，细线拉力增大 D. 逆时针方向转动，细线拉力减小 【答案】B 【解析】 【详解】根据安培定则可知，电磁铁线圈产生的磁场与蹄形磁体产生的磁场相同，作出其磁感线分布如图所示 在直导线左右两侧取两个对称的微元，根据左手定则可知，左侧微元受到的安培力方向垂直于纸面向外，右侧微元受到的安培力方向垂直于纸面向里，可知，从上往下看，直导线将逆时针方向转动。直导线转动过程中，导线逐渐趋于与纸面垂直，即电流方向垂直于纸面向里方向上，导线在磁场中的有效长度逐渐增大，根据左手定则，该电流方向上的安培力方向向下，且大小逐渐增大，根据平衡条件可知，细线拉力增大。可知，从上往下看，导线逆时针方向转动，细线拉力增大。 故选B。 2. 如图所示，半圆形导线 通以恒定电流，放置在匀强磁场中、已知磁感应强度大小为，导线长为，直径 与磁场方向夹角为。该导线受到的安培力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】该导线受到的安培力 故选C。 3. 如图所示，两根位于竖直面内水平平行放置的直导线，通以向右的恒定电流，不计重力的带负电的粒子从导线正下方某处以的速度向右发射，虚线为两导线的中央线，则在粒子发射后一小段时间内（ ） A. 粒子的速率增大 B. 粒子的速率减小 C. 粒子向下偏 D. 粒子向上偏 【答案】C 【解析】 【详解】AB．不计重力，带负电的粒子只受洛伦兹力的作用，洛伦兹力方向与速度方向垂直，不做功，根据动能定理可知，粒子的速率不变，故AB错误； CD．由题图可知两等大的恒定电流方向向右，根据安培定则，上方的恒定电流产生的磁场在其下方区域的方向为垂直纸面向里，下方的恒定电流产生的磁场在其上方区域的方向为垂直纸面向外，离导线越近，磁感应强度越大，由磁场叠加可知在中央线上方区域磁场方向为垂直纸面向里，即带负电的粒子处于垂直纸面向里的磁场中，由左手定则判断粒子发射时所受洛伦兹力向下，则在粒子发射后一小段时间内粒子向下偏，故C正确，D错误。 故选C。 4. 如图所示是洛伦兹力演示仪的结构示意图。励磁线圈通电后可以产生垂直纸面的匀强磁场，励磁线圈中的电流越大，产生的磁场越强。电子经电子枪中的加速电场加速后水平向左垂直磁感线方向射入磁场。下列实验现象和分析正确的是（ ） A. 励磁线圈应通以逆时针方向的电流 B. 仅增大电子枪加速电场的电压，运动径迹的半径变大 C. 仅增大励磁线圈中的电流，运动径迹的半径变大 D. 仅减小电子枪加速电场的电压，电子运动的周期将变大 【答案】B 【解析】 【详解】A．若励磁线圈通以逆时针方向的电流，由安培定则知，产生的磁场向外，根据左手定则判断知，电子进入磁场时所受的洛伦兹力向下，电子的运动轨迹不可能是图中所示，同理，可得励磁线圈通以顺时针方向的电流，则能形成结构示意图中的电子运动径迹，故A错误； B．电子在加速电场中加速，由动能定理有 电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，有 解得 仅增大电子枪加速电场的电压，运动径迹的半径变大；仅增大励磁线圈中的电流，则B增大，运动径迹的半径变小，故B正确，C错误； D．粒子运动的周期为 减小电子枪加速电场的电压，电子运动的周期将不变，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，a、b、c三个线圈是同心圆，b线圈上连接有直流电源和开关K，则下列说法正确的是（　　） A. K闭合电路稳定后，在断开K的一瞬间，线圈c中有感应电流，线圈a中没有感应电流 B. K闭合电路稳定后，在断开K的一瞬间，线圈a中有感应电流，线圈c中没有感应电流 C. 在K闭合的一瞬间，线圈a中有逆时针方向的瞬时电流，有扩张趋势 D. 在K闭合的一瞬间，线圈c中有顺时针方向的瞬时电流，有收缩趋势 【答案】C 【解析】 【详解】AB．在K闭合电路稳定后，再断开K的一瞬间，穿过线圈a、c中的磁通量均发生变化，均有感应电流产生，故AB错误； CD．在K闭合的一瞬间，线圈b中有顺时针方向的瞬时电流，线圈a、c内磁场垂直纸面向里增大，根据楞次定律、右手螺旋定则和左手定则，可知线圈a、c中均有逆时针方向的瞬时电流，a有扩张的趋势,c有收缩的趋势，故C正确，D错误。 故选C。 6. 如图所示为现代科技在电磁场中的两种物理模型示意图，关于这两种模型及其应用的描述，下列说法正确的是（　　） A. 图甲是质谱仪结构模型，若仅增大磁感应强度B2，则粒子打在照相底片上的位置与狭缝S3的距离变大 B. 图甲是质谱仪结构模型，若选用比荷更大的粒子进行实验，则粒子打在照相底片上的位置与狭缝S3的距离变大 C. 图乙是回旋加速器模型，若仅增大磁感应强度B，可增大粒子的最大动能 D. 图乙是回旋加速器模型，若仅增大交变电压U，可增大粒子的最大动能 【答案】C 【解析】 【详解】AB．粒子打在胶片上的位置与狭缝S3距离为x，根据示意图有 解得 由上述式子得，仅增大粒子的比荷，则粒子打在胶片上的位置与狭缝S3距离x变小，仅增大磁感应强度B2，粒子打在胶片上的位置与狭缝S3距离x变小，故AB错误； CD．根据 得 由上述式子可知，粒子的最大动能与电压U无关，增大磁感应强度B可以增大粒子的动能，故C正确，D错误。 故选C。 7. 半导体材料的导电物质称为载流子，载流子可以是正电荷，也可以为负电荷。如图所示，一块长为、宽为、高为的长方体半导体器件，其内载流子单位体积的个数为，沿 方向通有恒定电流。在空间中施加一个磁感应强度为B、方向沿一方向的匀强磁场，半导体上、下表面之间产生稳定的电势差，下列说法正确的是（ ） A. 该半导体器件上表面电势高于下表面电势 B. 电势差与载流子数密度成正比 C. 载流子所带电荷量为 D. 若将磁场方向变为方向，霍尔电压不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．沿+y方向通有恒定电流，若器件为N型半导体，载流子为负电荷，则电荷移动方向沿-y方向，磁感应强度方向沿-x方向，根据左手定则可知，负电荷向上偏转，故上表面电势低于下表面电势，故A错误； BC．若器件为P型半导体，半导体上、下表面之间产生稳定的电势差时，电场力与洛伦兹力平衡，则有 根据电流的微观意义可知 解得 可知电势差U与载流子数密度n成反比。 解得载流子所带电荷量为 故B错误，C正确； D．若将磁场方向变为方向，霍尔电压为 故D错误。 故选C。 8. 如图甲所示是电视显像管原理示意图，电子枪发射出的电子束经过偏转线圈产生的磁场发生偏转，打在荧光屏上。当没有磁场时，电子束打在荧光屏正中的点，不计电子的重力。偏转线圈产生磁场的 图像如图乙所示，设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，则电子打在荧光屏上的位置（　　） A. 由点逐渐移动到点再返回到点 B. 由点逐渐移动到点再返回到点 C. 由点经点逐渐移动到点 D. 由点经点逐渐移动到点 【答案】D 【解析】 【详解】开始时阶段，磁场方向垂直纸面向外，根据左手定则，电子受洛伦兹力方向向上，根据 可知随着B减小，电子轨道半径变大，则电子打到荧光屏上的位置下移，即从M向O移动；后一段时间，磁场方向垂直纸面向里，根据左手定则，电子受洛伦兹力方向向下，根据 可知随着B增加，电子轨道半径变小，则电子打到荧光屏上的位置下移，即从O向N移动。 故选D。 9. 我国最北的城市漠河地处高纬度地区，在晴朗的夏夜偶尔会出现美丽的彩色“极光”，如图甲所示。极光是宇宙中高速运动的带电粒子受地磁场影响，与空气分子作用的发光现象。若宇宙粒子带正电，因入射速度与地磁场方向不垂直，故其轨迹偶成螺旋状如图乙所示（相邻两个旋转圆之间的距离称为螺距∆x）。下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子进入大气层后与空气发生相互作用，在地磁场作用下的旋转半经会越来越大 B. 若越靠近两极地磁场越强，则随着纬度的增加，以相同速度入射的宇宙粒子的运动半径越大 C. 漠河地区看到的“极光”将以顺时针方向（从下往上看）向前旋进 D. 当不计空气阻力时，若入射粒子的速率不变，仅减小与地磁场的夹角，则旋转半径减小，而螺距∆x不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．带电粒子进入大气层后，由于与空气相互作用，粒子的运动速度会变小，在洛伦兹力作用下的偏转半径会变小，故A错误； B．若越靠近两极地磁场越强，则随着纬度的增加地磁场变强，其他条件不变，则半径变小，故B错误； C．漠河地区的地磁场竖直分量是竖直向下的，宇宙粒子入射后，由左手定则可知，从下往上看将以顺时针的方向向前旋进，故C正确； D．当不计空气阻力时，将带电粒子的运动沿磁场方向和垂直于磁场方向进行分解，沿磁场方向将做匀速直线运动，垂直于磁场方向做匀速圆周运动，若带电粒子运动速率不变，与磁场的夹角变小，则速度的垂直分量变小，故粒子在垂直于磁场方向的运动半径会减少，即直径D减小，而速度沿磁场方向的分量变大，故沿磁场方向的匀速直线运动将变快，则螺距将增大，故D错误。 故选C。 10. 如图是等臂电流天平的原理图，在天平的右端挂一质量为矩形线圈，线圈匝数为，边 长为，放在与纸面垂直的匀强磁场中。当线圈通入如图所示的电流时，在天平左右两边加上质量分别为的砝码使天平平衡，则（ ） A. 磁场方向是垂直纸面向外 B. 磁感应强度的大小为 C. 取走全部砝码，仅改变电流大小，天平可以重新平衡 D. 取走全部砝码，仅改变电流，天平重新平衡，电流与原电流大小之比为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．在天平左右两边加上质量分别为（m1＞m2+m）的砝码使天平平衡，可知，安培力方向向下，根据左手定则可以判断，磁场垂直纸面向外，故A正确； B．根据平衡条件，有 解得 故B错误； C．取走全部砝码，仅改变电流大小，安培力方向仍向下，天平不可能平衡，故C错误； D．取走全部砝码，仅改变电流，天平重新平衡，根据平衡条件，有 电流与原电流大小之比为 故D正确。 故选AD。 11. 如图所示，边长为L的单匝均匀金属线框置于光滑水平桌面上，在拉力作用下以恒定速度通过宽度为D（）、方向竖直向下的有界匀强磁场，在整个过程中线框的ab边始终与磁场的边界平行，若以F表示拉力大小、以表示线框ab两点间的电势差、I表示通过线框的电流（规定逆时针为正）、P表示拉力的功率，则下列反映这些物理量随时间变化的图象中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】A．线框做匀速直线运动，进入磁场和出磁场过程中根据楞次定律阻碍相对运动的条件，可知拉力与安培力等大反向，即 即线圈进入磁场和出离磁场的过程中拉力相同；线框完全进入磁场运动过程中，闭合线框中，线框中无感应电流，所以安培力为0，拉力大小为0，故A错误； B．线框进入磁场时，导体棒切割磁感线，即电源，根据右手定则可知 所以两端电势差为路端电压 完全进入磁场，线框中无电流，所以 线框穿出磁场过程中， 边切割磁感线，根据楞次定律判断感应电流可知 则 对应图像可知，选项B正确； C．线框进入磁场时，根据右手定则可知线框中电流为逆时针方向，线框离开磁场时，电流为顺时针方向，且电流大小相同，结合上述分析可知，选项C正确； D．线框完全进入磁场运动过程中，拉力为0，根据可知拉力功率为0，选项D错误。 故选BC。 12. 如图所示，半径为R、圆心为O的圆形区域内存在一垂直纸面向里的匀强磁场，a、b为圆形边界上的两点，a、O、b三点共线，ab水平。电子带电荷量为－e、质量为m，以速率v从a处射入磁场，当电子在a处的速度方向与aO夹角为30°、斜向下时，离开磁场时的速度方向相比进入时的改变了60°。不计电子的重力，下列说法正确的是（　　） A. 圆形区域中磁场的磁感应强度大小为 B. 改变入射方向，当电子经过O点时，电子在磁场中的运动时间为 C. 改变入射方向，电子离开磁场时的速度方向不变 D. 改变入射方向，两次入射方向不同，电子可能从同一位置射出磁场 【答案】BC 【解析】 【详解】A．设电子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹圆心为C，出射点为d，如图甲所示，由于电子离开磁场时的速度方向相比进入时的速度方向改变了60°，可知 由三角形全等可知 电子从d点射出时的速度方向竖直向下，可知 为等腰三角形，可知电子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径 根据洛伦兹力提供电子在磁场中做圆周运动的向心力可得 代入半径可得 故A错误。 B．改变电子在a处的入射方向，当电子经过O点时，如图乙所示，轨迹圆心在圆形边界上的D点，出射点在e点，可知四边形aOeD为菱形，三角形aOD，eOD为等边三角形，电子从e点射出时速度方向仍竖直向下，在磁场中运动轨迹对应的圆心角为120°，电子在磁场中的运动时间为 故B正确； C．改变电子在a处的入射方向，设电子从一般位置f射出，轨迹圆心为P，同理可知四边形aOfP为菱形，出射点对应轨迹半径，可知电子射出磁场时速度方向仍竖直向下，即改变入射方向，电子离开磁场时的速度方向不变，故C正确； D．由C分析可知，改变入射方向，两次入射方向不同，电子不可能从同一位置射出磁场，故D错误。 故选BC。 13. 如图甲所示，一个阻值为、匝数为的圆形金属线圈与阻值均为的电阻、、连接成闭合回路，线圈的半径为。在金属线圈内有半径为的同心圆形区域内存在垂直于线圈平面的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的关系图线如图乙所示。导线的电阻不计。下列说法正确的是（ ） A. 线圈两端的电压为 B. 时间内通过电阻的电荷量为 C. 时间内线圈磁通量的变化量为 D. 时间内电阻上产生热量为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．线圈产生的感应电动势 外电阻为 R外=3R 则总电流 线圈两端的电压为 选项A错误； B．时间内通过电阻的电荷量为 选项B正确； C．时间内线圈磁通量的变化量为 选项C错误； D．时间内电阻上产生热量为 选项D正确。 故选BD。 14. 如图所示，在坐标系中，第一象限内充满着两个匀强磁场和，为分界线，在磁场中，磁感应强度为 ，方向垂直于纸面向里；在磁场中，磁感应强度为，方向垂直于纸面向外，点坐标为。一质量为、电荷量为的带正电粒子从点沿轴负方向射入磁场，经过一段时间后，粒子恰能经过原点；不计粒子重力，。则下列说法正确的是（　　） A. 粒子经过点时速度方向沿轴正方向 B. 粒子从到经历的路程与粒子的速度大小无关 C. 粒子运动的速度可能为 D. 粒子从点运动到点的最短时间为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．画出粒子的运动轨迹如图 根据几何知识得 故，（图为一个周期的情况）故粒子不可能从磁场中运动经过点，只能从磁场中经过点，A错误； D．设粒子的入射速度为 ，用、、、分别表示粒子在磁场中和磁场中运动的轨道半径和周期，则有 ， ， 当粒子先在区域中运动，后进入区域中运动，然后从点射出时，粒子从点运动到点所用的时间最短，如图所示，粒子在区域和区域中运动的时间分别为 ， 故最短时间 D错误； C．由几何关系可知 解得 由表达式可知，当时，粒子运动的速度为 C正确； B．当速度为时 故路程 与 无关，B正确。 故选BC。 15. 如图所示，水平导轨间距，导体棒的质量，与导轨保持良好接触并与导轨垂直，细线绕过定滑轮，一端悬挂重物，另一端与导体棒相连；电源电动势，内阻，定值电阻；外加匀强磁场的磁感应强度，方向水平向左；导体棒与导轨间动摩擦因数（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），不计定滑轮摩擦，不计导轨与导体棒的电阻，细线对的拉力为水平方向，重力加速度，导体棒处于静止状态。求： （1）导体棒受到的安培力； （2）所挂重物的重力的最大值。 【答案】（1）0.6N，方向垂直ab向下；（2）2.8N 【解析】 【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律可得，电流为 则导体棒受到的安培力大小为 根据左手定则可知，安培力方向垂直ab向下。 （2）设所挂重物的重力的最大值为，根据受力平衡可得 又 联立解得 16. 某兴趣小组用电流传感器测量某磁场的磁感应强度大小。实验装置如图甲所示，不计电阻且足够长的光滑金属导轨竖直放置在匀强磁场中，导轨间距d=0.5m，其平面与磁场方向垂直。电流传感器与阻值R=0.8Ω的电阻串联接在导轨上端。现将质量m=0.02kg、有效阻值r=0.2Ω的导体棒AB由静止释放，导体棒AB沿导轨下滑，该过程中电流传感器测得电流随时间变化规律如图乙所示，电流最大值Im=lA。导体棒下滑过程中与导轨保持垂直且良好接触，不计电流传感器内阻及空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求： （1）该磁场的磁感应强度大小； （2）在t1时刻导体棒AB的速度大小； （3）在0~t1时间内导体棒AB下降的高度h=5m，此过程中电阻R产生的电热。 【答案】（1）0.4T；（2）5m/s；（3）0.6J 【解析】 【详解】（1）根据题意可知，当导体棒速度最大时，产生的感应感应电动势最大，回路中的感应电流才有最大值，则可知当感应电流最大时导体棒所受安培力与重力大小相等方向相反，合力为零，根据平衡条件有 解得 （2）设t1时刻导体棒AB的速度大小为，导体棒切割磁感线产生感应电动势 根据闭合电路欧姆定律可得 联立解得 （3）在0~t1时间内对导体棒由能量守恒有 而此过程中电阻R产生的电热 联立解得 17. 如图所示，平行倾斜光滑导轨与足够长的平行水平光滑导轨平滑连接，导轨电阻不计。质量分别为2m和m的金属棒b和c静止放在水平导轨上，b、c两棒均与导轨垂直。图中de虚线的右侧有范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场。质量为2m的绝缘棒a垂直于倾斜导轨由静止释放，释放位置与水平导轨的高度差为h。已知绝缘棒a滑到水平导轨上与金属棒b发生弹性正碰，金属棒b进入磁场后始终未与金属棒c发生碰撞，重力加速度为g。求： （1）a棒与b棒碰后b棒的速度大小； （2）两金属棒b、c上最终产生的总焦耳热； （3）金属棒b进入磁场后，其加速度为其最大加速度的一半时b棒速度的大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设a棒滑到水平导轨时速度为v0，根据动能定理可得 解得 a棒与b棒发生弹性正碰，取向右为正方向，由动量守恒定律可得 由机械能守恒定律，可得 联立解得 （2）最终b、c以相同的速度匀速运动，取向右为正方向，由动量守恒定律可得 由能量守恒定律可得 联立解得 （3）b棒刚进磁场时的加速度最大，设b棒进入磁场后某时刻，b棒的速度为，c棒的速度为，则b、c组成的回路中的感应电动势为 设回路中的总电阻为R，由闭合电路欧姆定律得 由安培力公式得 F=BIL=2ma 联立得 故当b棒加速度为最大值的一半时有 b、c两棒组成的系统合外力为零，系统动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律可得 联立解得 18. 如图所示，平面直角坐标系xOy中，在第Ⅰ象限内存在方向沿y轴负方向的匀强电场，在第Ⅳ象限内区域存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为 的带电粒子以初速度从y轴上点沿x轴正方向开始运动，经过电场后从x轴上的点进入磁场，粒子恰好不能从磁场的下边界离开磁场。不计粒子重力。求： （1）粒子在Q点位置的速度和速度方向与x轴正方向夹角； （2）匀强磁场磁感应强度大小B； （3）粒子从P点开始运动至第一次到达磁场下边界所需要的时间。 【答案】（1）2v0， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设粒子从到的过程中，加速度大小为，运动时间为，在点进入磁场时速度大小为，方向与轴正方向间的夹角为沿轴方向的大小为，则水平方向上 竖直方向上 解得 点的合速度 解得 【小问2详解】 设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为，据洛伦兹力提供向心力 解得 粒子运动轨迹如图所示，根据几何关系得 解得 【小问3详解】 根据几何关系，粒子从进入磁场到到达下边界在磁场中转过的圆心角为 在磁场中运动的周期 在磁场中运动的时间 粒子运动总的时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $