精品解析：河南省信阳市淮滨县滨城高级中学2025-2026学年高三上学期9月月考物理试题（B卷）

滨城高中2025-2026学年度上学期9月月考 高三物理试题（B卷） 考试时间：75分钟　满分：100分 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在试卷、答题卡上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第I卷（选择题） 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 目前，我国家用电视机主要类型为液晶电视机，但是在20年前，我国家用电视机主要类型为显像管电视机。真空显像管内有发射电子的电子枪，还有为加速电子而提供电场的金属极板，极板中心有小孔，电子加速后从小孔飞出，最终轰击显像管荧光屏内表面的荧光粉，荧光粉原子吸收电子能量后跃迁发光形成图像中的像素点。为了使电子能打到荧光屏内表面各个位置，需要用两组线圈分别提供磁场使电子上下、左右偏转。如图是其中绕在环形绝缘材料上的一组偏转线圈的原理图，环形材料处在竖直面，左右两边的线圈关于通过点的竖直轴对称，假设一电子某时刻通过点垂直纸面向外运动，此时线圈电流方向如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 图示时刻点处合磁感应强度为零 B. 图示时刻点处合磁感应强度方向竖直向下 C. 图示时刻电子受到向右的洛伦兹力 D. 若线圈电流方向改为图示方向的反方向，则电子向左偏 2. 如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流，线圈将会（　　） A. 纵向收缩，径向膨胀 B. 纵向伸长，径向膨胀 C. 纵向伸长，径向收缩 D. 纵向收缩，径向收缩 3. 小强根据所学电磁感应和安培力等知识，设计了一个“电磁天平”，如图所示，等臂天平的左臂挂有砝码盘，右臂挂有矩形线圈，无磁场时天平平衡。线圈的水平边长，匝数 匝。现在向砝码盘中放质量为 的物体，同时让线圈的下边处于方向垂直线圈平面向里的匀强磁场内，磁感应强度，线圈上部处在垂直纸面向外的匀强磁场中，且磁感应强度 随时间均匀增大导致线圈中产生了的恒定的感应电流，天平依然平衡。重力加速度，据以上数据，可求出挂盘中所放物体的质量为（　　） A. 0.8克 B. 8克 C. 80克 D. 800克 4. 如图所示，AC是四分之一圆弧，O为圆心，A、C处各有一垂直纸面的通电直导线，电流大小相等，方向均垂直纸面向里，整个空间还存在一个磁感应强度大小为B的匀强磁场，O处的磁感应强度恰好为零。下列说法正确的是（　　） A. 两通电直导线相互排斥 B. A处直导线在O处产生的磁感应强度大小为 C. 若将C处直导线移走，则O处的磁感应强度大小变为 D. 若将A处直导线中的电流反向、大小不变，则O处的磁感应强度方向竖直向下 5. 如图所示，点M、O、N、P位于同一竖直平面内，曲线MON为半径为R的半圆弧，直线MN沿竖直方向，，直线MN左侧存在垂直纸面向外的匀强磁场B和竖直向上的匀强电场，右侧存在水平向左的匀强电场E₂，一带电量为q、质量为m的小球（可视为质点）在复合场中恰能沿着半圆弧NOM在竖直平面内做匀速圆周运动，经过M点进入匀强电场。已知磁感应强度为B，（），∠MPN＝60°，重力加速度为g，则（　　） A. 电场强度大小为 B. M、P两点的电势差为 C. 小球从N运动到M的速度大小为 D. 小球在电场中距离MP最远时，速度大小为 6. 霍尔元件是实际生活中的重要元件之一，广泛应用于测量和自动化技术等领域。如图所示为一长度一定的霍尔元件，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于霍尔元件的工作面向下，在元件中通入图示从E到F方向的电流I，元件中的载流子带负电，下列说法正确的是（　　） A. 该元件能把电学量转化为磁学量 B. 该元件C面的电势高于D面的 C. 如果用该元件测赤道处地磁场的磁感应强度，应保持C、D面水平 D. 如果流过霍尔元件的电流大小不变，则元件C、D面的电势差与磁场的磁感应强度成正比 7. 如图所示，边长为L的等边三角形ABC内有垂直于纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场，D是AB边的中点，一质量为m、电荷量为的带电的粒子从D点以速度v平行于BC边方向射入磁场，不考虑带电粒子受到的重力，则下列说法正确的是（　　） A. 粒子可能从B点射出 B. 若粒子垂直于BC边射出，则粒子做匀速圆周运动的半径为 C. 若粒子从C点射出，则粒子在磁场中运动的时间为 D. 若粒子从AB边射出，则粒子的速度越大，其在磁场中运动的时间越短 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 矩形区域内存在如图所示的磁感应强度为 的匀强磁场，，。速度不同的电子从 点沿方向射入磁场，设电子的质量为 ，电量为，已知，，则对能从边射出的电子（　　） A. 速度范围为 B. 速度范围为或 C. 最长时间与最短时间之比为 D. 最长时间与最短时间之比为 9. 回旋加速器是加速带电粒子的一种装置，其核心部分是两个 形金属盒。两盒间的狭缝中存在周期性变化的电场，垂直于盒面存在一个匀强磁场。粒子每次经过狭缝时都获得加速，之后在洛伦兹力作用下盘旋运动。经多次加速，粒子最终贴近 形盒边缘射出。如图所示，设匀强磁场的磁感应强度为 ，加速电压为 ，电压变化的周期为，则（　　） A. 由于粒子在电场中获得加速，所以增大 可以增大粒子射出时的动能 B. 增大 ，粒子在盒内绕行的圈数变多，射出时的动能也变大 C. 若用来加速带电量为，质量为 的粒子，应设定为 D. 由于粒子的运动越来越快，所以走过半圆的时间会越来越短 10. 利用电场和磁场可以约束或者控制带电粒子的运动及轨迹，下列关于甲、乙两图中的仪器及工作原理的说法正确的是（　　） A. 甲图是回旋加速器，乙图是磁流体发电机 B. 甲图是质谱仪，乙图是回旋加速器 C. 甲图中，三个粒子均带负电 D. 乙图中，仅增大所接电源的电压 ，其他条件不变，粒子射出仪器时的速度大小不变 第II卷（非选择题） 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学在学习安培力后，设计了如图甲所示的装置来测定磁极间的磁感应强度。已知矩形线框的匝数为n，用刻度尺测出矩形线框短边的长度为L，根据实验主要步骤完成填空： （1）将矩形线框悬挂在弹簧测力计下端，线框的下短边完全置于U形磁铁的N、S极之间的磁场中，并使线框的短边水平，磁场方向与矩形线框的平面______（填“平行”或“垂直”）； （2）闭合开关，调节滑动变阻器使电流表的读数为I1，记录线框静止时弹簧测力计的读数F1，线框所受安培力的方向竖直向下；仅调节滑动变阻器使电流表的读数为I2，记录线框静止时弹簧测力计的读数F2（F2>F1），此时线框所受安培力的方向______； （3）某次实验电流表接线和表盘如图乙所示，该电流表的读数是______A； （4）利用上述数据可得待测磁场的磁感应强度大小。B=______。（用n、L、I1、I2、F1和F2表示） 12. “电磁炮”（如图甲）是利用电磁力对弹体加速的新型武器，如图乙所示是“电磁炮”的原理结构示意图。光滑水平加速导轨电阻不计，轨道宽为L=0.2m。在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=1×102T，“电磁炮”的弹体总质量m=0.2kg，其中弹体在轨道间的电阻R=0.4Ω，电源的内阻r=0.6Ω，电源能为加速弹体提供的电流I=4×103A，不计弹体在运动中产生的感应电动势和空气阻力。 （1）在某次试验发射过程中，弹体所受安培力大小为________N；弹体从静止加速到4km/s，轨道至少要________m。 （2）电磁炮的发射需要大量的电能瞬间释放，这些电能需要电容器来储存，这就需要强迫储能器。如图所示，导轨的左端连接电容C=5×10-2F的电容器，开关S先接1，使电容器充电，电压充到为U0时将开关S接至2，炮弹受安培力作用开始向右加速运动。充电过程中电容器两极板间的电压u随电容器所带电荷量q发生变化如图所示，则充完电后电容器的电压为________V；并可以借助图像求出稳定后电容器储存的能量为________J。 13. 霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面，通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等参数，霍尔电压U、电流I和磁感应强度大小B的关系为，式中的比例系数K称为霍尔系数，d为导体厚度，如图所示。实验表明，铜以及大多数金属的导电物质是带负电荷的电子。 （1）霍尔元件通以如图所示的电流I时，若所用的金属是铜，则电压表的正接线柱应接在接线柱________（选填“3”或“4”）。 （2）若某种导电材料中同时含有可自由移动的正、负电荷，则该材料________（填“能”或“不能”）用于制作霍尔元件，理由是________。 （3）已知霍尔元件的厚度为d，宽度为b，磁感应强度大小为B，自由电荷带电量为q，单位体积内自由电荷的个数为n，自由电荷的平均定向移动速率为v，则金属板上、下两面之间的电势差（霍尔电压）U=________（用含v的式子表示），则霍尔系数K=________。 14. 如图所示，在平面内的区域有竖直向下、大小为 的匀强电场，在区域有以 轴为中心轴、半径为 、高为的圆筒，筒内分布着方向竖直向上、大小的匀强磁场，顶部平面与平面重合，圆心处开有小孔，圆筒底面涂有荧光粉，带电粒子到达处会发出荧光。在xoy平面内有一粒子发射带 ，其两端坐标：、，MN之间各点均可在平面内向 轴发射不同速率带正电的粒子。已知粒子质量为 ，电荷量为，圆筒接地，碰到圆筒的粒子即被导走，不计重力，不考虑场的边界效应及粒子间相互作用。 （1）若从 点偏离水平方向向右下方发射的粒子恰能通过点进入磁场，求该粒子发射的速度； （2）在某次发射中，从 、 两点水平发射的粒子穿过点到达了圆筒底部，求它们发光点、的坐标； 15. 如图所示，竖直的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，圆形磁场区域半径，匀强磁场的磁感应强度大小。磁场右侧有一平行板电容器，极板长度，极板间距，极板间的匀强电场方向竖直向上，平行板电容器的中轴线与左侧圆心在同一水平线上。另有一位置和角度可调节的荧光屏（图中未画出）放在电容器右侧用于接收带电粒子。在磁场最低处有一粒子源，均匀地向磁场中各个方向发射初速度大小为的带负电粒子，已知带电粒子的质量、电荷量。粒子经磁场偏转后，都能垂直电场方向进入平行板电容器，且恰有一半的粒子能从平行板右端射出，不考虑粒子间的相互作用，不计粒子的重力，忽略电场的边缘效应。 （1）求带电粒子的初速度大小； （2）求电容器极板间匀强电场的电场强度大小 ； （3）要使粒子源发出的粒子中有能到达荧光屏上，求荧光屏的最小宽度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 滨城高中2025-2026学年度上学期9月月考 高三物理试题（B卷） 考试时间：75分钟　满分：100分 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在试卷、答题卡上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第I卷（选择题） 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 目前，我国家用电视机主要类型为液晶电视机，但是在20年前，我国家用电视机主要类型为显像管电视机。真空显像管内有发射电子的电子枪，还有为加速电子而提供电场的金属极板，极板中心有小孔，电子加速后从小孔飞出，最终轰击显像管荧光屏内表面的荧光粉，荧光粉原子吸收电子能量后跃迁发光形成图像中的像素点。为了使电子能打到荧光屏内表面各个位置，需要用两组线圈分别提供磁场使电子上下、左右偏转。如图是其中绕在环形绝缘材料上的一组偏转线圈的原理图，环形材料处在竖直面，左右两边的线圈关于通过 点的竖直轴对称，假设一电子某时刻通过 点垂直纸面向外运动，此时线圈电流方向如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 图示时刻 点处合磁感应强度为零 B. 图示时刻 点处合磁感应强度方向竖直向下 C. 图示时刻电子受到向右的洛伦兹力 D. 若线圈电流方向改为图示方向的反方向，则电子向左偏 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．根据右手螺旋定则，图示时刻通电线圈在 点处产生的合磁感应强度方向竖直向下，根据左手定则，电子受到的洛伦兹力向左，故AC错误，B正确； D．若线圈电流方向改为图示方向的反方向，则通电线圈在 点处产生的合磁感应强度方向竖直向上，电子受到的洛伦兹力向右，电子向右偏转，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流，线圈将会（　　） A. 纵向收缩，径向膨胀 B. 纵向伸长，径向膨胀 C. 纵向伸长，径向收缩 D. 纵向收缩，径向收缩 【答案】A 【解析】 【详解】当松弛的导体线圈水平放置，通电后线圈每匝间的电流方向相同，所以呈现相互吸引的现象。而同一线圈间的电流方向相反，则体现相互排斥现象。因此通电线圈出现纵向收缩，径向膨胀。 故选A。 3. 小强根据所学电磁感应和安培力等知识，设计了一个“电磁天平”，如图所示，等臂天平的左臂挂有砝码盘，右臂挂有矩形线圈，无磁场时天平平衡。线圈的水平边长，匝数 匝。现在向砝码盘中放质量为 的物体，同时让线圈的下边处于方向垂直线圈平面向里的匀强磁场内，磁感应强度，线圈上部处在垂直纸面向外的匀强磁场中，且磁感应强度 随时间均匀增大导致线圈中产生了的恒定的感应电流，天平依然平衡。重力加速度，据以上数据，可求出挂盘中所放物体的质量为（　　） A. 0.8克 B. 8克 C. 80克 D. 800克 【答案】C 【解析】 【详解】根据楞次定律和右手螺旋定则可知，线圈下边中的电流方向为向左，故线圈所受安培力向下，因无磁场时天平平衡，在挂盘上放上物体后有 解得 故选C。 4. 如图所示，AC是四分之一圆弧，O为圆心，A、C处各有一垂直纸面的通电直导线，电流大小相等，方向均垂直纸面向里，整个空间还存在一个磁感应强度大小为B的匀强磁场，O处的磁感应强度恰好为零。下列说法正确的是（　　） A. 两通电直导线相互排斥 B. A处直导线在O处产生的磁感应强度大小为 C. 若将C处直导线移走，则O处的磁感应强度大小变为 D. 若将A处直导线中的电流反向、大小不变，则O处的磁感应强度方向竖直向下 【答案】C 【解析】 【详解】A．同向通电直导线相互吸引，故A错误； B．A处直导线在O处产生的磁感应强度大小为B1，则C处直导线在O处产生的磁感应强度大小为B1，根据矢量的叠加可得 所以，故B错误； C．若将C处直导线移走，则O处的合磁感应强度大小与C处导线在O处的磁感应强度大小相等，即，故C正确； D．根据右手螺旋定则可知，变化前A、C处直导线在O处产生的合磁感应强度方向与水平方向成 斜向下偏右，则匀强磁场的方向与水平方向成 斜向上偏左；若将A处直导线中的电流反向、大小不变，则变换后A、C处直导线在O处产生的合磁感应强度方向与水平方向成 斜向上偏右，根据叠加原则可知，O处的磁感应强度方向竖直向上，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，点M、O、N、P位于同一竖直平面内，曲线MON为半径为R的半圆弧，直线MN沿竖直方向，，直线MN左侧存在垂直纸面向外的匀强磁场B和竖直向上的匀强电场，右侧存在水平向左的匀强电场E₂，一带电量为q、质量为m的小球（可视为质点）在复合场中恰能沿着半圆弧NOM在竖直平面内做匀速圆周运动，经过M点进入匀强电场。已知磁感应强度为B，（），∠MPN＝60°，重力加速度为g，则（　　） A. 电场强度大小为 B. M、P两点的电势差为 C. 小球从N运动到M的速度大小为 D. 小球在电场中距离MP最远时，速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据小球在 左侧做匀速圆周运动可知，竖直方向受力平衡，有 所以，故A错误； B．M、P两点的电势差为，故B错误； C．洛伦兹力提供向心力，有 所以，故C错误； D．小球在 右侧电场中，所受合外力为，与恰好垂直，因此小球在电场中距离最远时，根据几何关系，速度大小为，即，故D正确。 故选D。 6. 霍尔元件是实际生活中的重要元件之一，广泛应用于测量和自动化技术等领域。如图所示为一长度一定的霍尔元件，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于霍尔元件的工作面向下，在元件中通入图示从E到F方向的电流I，元件中的载流子带负电，下列说法正确的是（　　） A. 该元件能把电学量转化为磁学量 B. 该元件C面的电势高于D面的 C. 如果用该元件测赤道处地磁场的磁感应强度，应保持C、D面水平 D. 如果流过霍尔元件的电流大小不变，则元件C、D面的电势差与磁场的磁感应强度成正比 【答案】D 【解析】 【详解】A．霍尔元件是能够把磁学量转换为电学量的传感器，故A错误； B．根据左手定则可知，带负电的载流子向C面偏转，C面带负电，D面带正电，所以D面的电势高，故B错误； C．在测定地球赤道处的地磁场的磁感应强度时，应将元件的C、D面保持竖直，让磁场垂直通过元件的工作面，故C错误； D．运动电荷最终在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡状态，设霍尔元件的长、宽、高分别为a、b、d，则有 电流的微观表达式为 所以 因n、q、d均为定值，如果流过霍尔元件的电流大小不变，则元件C、D面的电势差与磁场的磁感应强度成正比，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，边长为L的等边三角形ABC内有垂直于纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场，D是AB边的中点，一质量为m、电荷量为的带电的粒子从D点以速度v平行于BC边方向射入磁场，不考虑带电粒子受到的重力，则下列说法正确的是（　　） A. 粒子可能从B点射出 B. 若粒子垂直于BC边射出，则粒子做匀速圆周运动的半径为 C. 若粒子从C点射出，则粒子在磁场中运动的时间为 D. 若粒子从AB边射出，则粒子的速度越大，其在磁场中运动的时间越短 【答案】C 【解析】 【详解】B．粒子垂直于BC边射出，其运动轨迹如图甲所示 则粒子做匀速圆周运动的半径等于D点到BC边的距离，可得，故B错误； C．粒子从C点射出，其运动轨迹如图乙所示 根据几何关系可得 解得 粒子运动轨迹对应的圆心角的正弦值为 可得θ=60° 粒子在磁场中运动的时间为，故C正确； D．由洛伦兹力提供向心力得 解得 若粒子从AB边射出，则粒子的速度越大，轨迹半径越大，如下图所示  粒子从AB边射出时的圆心角相同，其在磁场中运动的时间相同，故D错误； A．根据D选项的分析，可知由于BC边的限制，粒子不能到达B点，故A错误。 故选C。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 矩形区域内存在如图所示的磁感应强度为 的匀强磁场，，。速度不同的电子从 点沿方向射入磁场，设电子的质量为 ，电量为，已知，，则对能从边射出的电子（　　） A. 速度范围为 B. 速度范围为或 C. 最长时间与最短时间之比为 D. 最长时间与最短时间之比为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．画出能从边出射的电子临界轨迹图，如图所示， 对于边相切从边出射的电子，根据洛伦兹力提供向心力可得 根据几何关系可得 联立可得 对恰好从 点出射的电子，根据洛伦兹力提供向心力可得 根据几何关系可得 联立可得 所以能从边射出的电子速度范围为，故A正确，B错误； CD．电子在磁场中运动的周期均为 与边相切从边出射的电子，在磁场中运动的时间最短，转过的圆心角 恰好从 点出射的电子，在磁场中运动的时间最长，转过的圆心角 根据电子在磁场中运动的时间 可知两电子在磁场中运动的时间与其转过的圆心角 成正比。 故电子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比为，故C错误，D正确。 故选AD。 9. 回旋加速器是加速带电粒子的一种装置，其核心部分是两个 形金属盒。两盒间的狭缝中存在周期性变化的电场，垂直于盒面存在一个匀强磁场。粒子每次经过狭缝时都获得加速，之后在洛伦兹力作用下盘旋运动。经多次加速，粒子最终贴近 形盒边缘射出。如图所示，设匀强磁场的磁感应强度为 ，加速电压为 ，电压变化的周期为 ，则（　　） A. 由于粒子在电场中获得加速，所以增大 可以增大粒子射出时的动能 B. 增大 ，粒子在盒内绕行的圈数变多，射出时的动能也变大 C. 若用来加速带电量为，质量为 的粒子， 应设定为 D. 由于粒子的运动越来越快，所以走过半圆的时间会越来越短 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．设 形金属盒的半径为 ，根据洛伦兹力提供向心力 得 当时，粒子达到最大动能 可知粒子射出时的最大动能与加速电压 无关，与 形金属盒的磁场有关，磁场越大，最大速度越大，粒子每次经过电场，电场力做功都为，可知当最大动能增大，加速次数变多，绕行的圈数增加，故A错误，B正确； C．粒子在磁场中运动的周期等于交流电的周期，均为T，结合粒子在磁场中的周期 可得若用来加速带电量为，质量为 的粒子，电压变化的周期T应设定为，故C正确； D．虽然粒子的运动越来越快，由C选项可知，通过半圆的时间为半个周期，与速度无关，即时间不变，故D错误。 故选BC。 10. 利用电场和磁场可以约束或者控制带电粒子的运动及轨迹，下列关于甲、乙两图中的仪器及工作原理的说法正确的是（　　） A. 甲图是回旋加速器，乙图是磁流体发电机 B. 甲图是质谱仪，乙图是回旋加速器 C. 甲图中，三个粒子均带负电 D. 乙图中，仅增大所接电源的电压 ，其他条件不变，粒子射出仪器时的速度大小不变 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．甲图是质谱仪，乙图是回旋加速器，故A错误，B正确； C．甲图中，在磁场中根据左手定则可知，三个粒子均带正电，故C错误； D．乙图中，当粒子在磁场中的轨道半径等于D形盒半径时，粒子的速度最大，则有 可得粒子射出仪器时的速度大小为 仅增大所接电源的电压 ，其他条件不变，粒子射出仪器时的速度大小不变，故D正确。 故选BD。 第II卷（非选择题） 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学在学习安培力后，设计了如图甲所示的装置来测定磁极间的磁感应强度。已知矩形线框的匝数为n，用刻度尺测出矩形线框短边的长度为L，根据实验主要步骤完成填空： （1）将矩形线框悬挂在弹簧测力计下端，线框的下短边完全置于U形磁铁的N、S极之间的磁场中，并使线框的短边水平，磁场方向与矩形线框的平面______（填“平行”或“垂直”）； （2）闭合开关，调节滑动变阻器使电流表的读数为I1，记录线框静止时弹簧测力计的读数F1，线框所受安培力的方向竖直向下；仅调节滑动变阻器使电流表的读数为I2，记录线框静止时弹簧测力计的读数F2（F2>F1），此时线框所受安培力的方向______； （3）某次实验电流表接线和表盘如图乙所示，该电流表的读数是______A； （4）利用上述数据可得待测磁场的磁感应强度大小。B=______。（用n、L、I1、I2、F1和F2表示） 【答案】（1）垂直 （2）竖直向下 （3）0.40 （4） 【解析】 【小问1详解】 应使矩形线圈所在的平面与N、S极的连线垂直，这样能使弹簧测力计保持竖直，方便测出弹簧的拉力； 【小问2详解】 第一次调节滑动变阻器使电流表的读数为I1，线框所受安培力的方向竖直向下；第二次仅调节滑动变阻器使电流表的读数为I2，则通过线框的电流方向不变，因磁场方向也不变，根据左手定则可知，第二次调节滑动变阻器时，线框所受安培力的方向仍然竖直向下。 【小问3详解】 电流表接线柱接“−”和“0.6”，量程为0~0.6，分度值为0.02A，指针指在0.40A处，所以读数是0.40A。 【小问4详解】 当电流为I1时，安培力竖直向下，则 当电流为I2时，安培力竖直向下，则 两式相减消去G后得 解得 12. “电磁炮”（如图甲）是利用电磁力对弹体加速的新型武器，如图乙所示是“电磁炮”的原理结构示意图。光滑水平加速导轨电阻不计，轨道宽为L=0.2m。在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=1×102T，“电磁炮”的弹体总质量m=0.2kg，其中弹体在轨道间的电阻R=0.4Ω，电源的内阻r=0.6Ω，电源能为加速弹体提供的电流I=4×103A，不计弹体在运动中产生的感应电动势和空气阻力。 （1）在某次试验发射过程中，弹体所受安培力大小为________N；弹体从静止加速到4km/s，轨道至少要________m。 （2）电磁炮的发射需要大量的电能瞬间释放，这些电能需要电容器来储存，这就需要强迫储能器。如图所示，导轨的左端连接电容C=5×10-2F的电容器，开关S先接1，使电容器充电，电压充到为U0时将开关S接至2，炮弹受安培力作用开始向右加速运动。充电过程中电容器两极板间的电压u随电容器所带电荷量q发生变化如图所示，则充完电后电容器的电压为________V；并可以借助图像求出稳定后电容器储存的能量为________J。 【答案】（1） ①. ②. 20 （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]根据安培力的计算公式 代入数据解得 [2]根据速度位移关系可得 根据牛顿第二定律可得 联立解得 【小问2详解】 [1]根据闭合欧姆定律可得电源的电动势为 则充完电后电容器的电压为 [2]图像面积表示稳定后电容器储存的能量 又 联立解得 13. 霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面，通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等参数，霍尔电压U、电流I和磁感应强度大小B的关系为，式中的比例系数K称为霍尔系数，d为导体厚度，如图所示。实验表明，铜以及大多数金属的导电物质是带负电荷的电子。 （1）霍尔元件通以如图所示的电流I时，若所用的金属是铜，则电压表的正接线柱应接在接线柱________（选填“3”或“4”）。 （2）若某种导电材料中同时含有可自由移动的正、负电荷，则该材料________（填“能”或“不能”）用于制作霍尔元件，理由是________。 （3）已知霍尔元件的厚度为d，宽度为b，磁感应强度大小为B，自由电荷带电量为q，单位体积内自由电荷的个数为n，自由电荷的平均定向移动速率为v，则金属板上、下两面之间的电势差（霍尔电压）U=________（用含v的式子表示），则霍尔系数K=________。 【答案】（1）4 （2） ①. 不能 ②. 若材料中同时含有正、负电荷，由左手定则可知，正、负电荷往同一方向偏转，则形成不了霍尔电压 （3） ①. Bbv ②. 【解析】 【小问1详解】 若所用金属是铜，由左手定则可知负电荷往上偏，则下表面带正电，所以电压表的正接线柱应接4。 【小问2详解】 [1][2]若材料中同时含有正、负电荷，由左手定则可知，正、负电荷往同一方向偏转，不能形成霍尔电压。 【小问3详解】 [1][2]自由电荷所受到的洛伦兹力为F洛=qvB 所受到的静电力为F电=qE 当静电力和洛伦兹力平衡时，有qvB=Eq=q 导体中通过的电流为I=nqSv=nq·bd·v 联立可得U=Bbv 即 14. 如图所示，在平面内的区域有竖直向下、大小为 的匀强电场，在区域有以 轴为中心轴、半径为 、高为的圆筒，筒内分布着方向竖直向上、大小的匀强磁场，顶部平面与平面重合，圆心 处开有小孔，圆筒底面涂有荧光粉，带电粒子到达处会发出荧光。在xoy平面内有一粒子发射带 ，其两端坐标：、，MN之间各点均可在平面内向 轴发射不同速率带正电的粒子。已知粒子质量为 ，电荷量为，圆筒接地，碰到圆筒的粒子即被导走，不计重力，不考虑场的边界效应及粒子间相互作用。 （1）若从 点偏离水平方向向右下方发射的粒子恰能通过 点进入磁场，求该粒子发射的速度； （2）在某次发射中，从 、 两点水平发射的粒子穿过 点到达了圆筒底部，求它们发光点、的坐标； 【答案】（1） （2）， 【解析】 【小问1详解】 从M点进入的粒子在电场中做匀变速曲线运动，列牛顿第二定律公式，有 在水平方向做匀速运动，有 竖直方向上， 代入全部数据，可得 【小问2详解】 设此时从M点进入的粒子速率为 ，水平方向有 竖直方向上有 竖直方向的速度分量为 可解得， 所以，从O点进入的粒子合速度为 与x轴方向的角度 ，且 进入磁场后，在磁场作用下在xoz的平行面上做匀速圆周运动的同时向y轴负向做匀速运动，y轴方向有 可解得 做匀速圆周运动的半径为r，有 解得 转动的周期为 可知 所以的坐标应为，， 的坐标应为 同理，的坐标应为 15. 如图所示，竖直的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，圆形磁场区域半径，匀强磁场的磁感应强度大小。磁场右侧有一平行板电容器，极板长度，极板间距，极板间的匀强电场方向竖直向上，平行板电容器的中轴线与左侧圆心在同一水平线上。另有一位置和角度可调节的荧光屏（图中未画出）放在电容器右侧用于接收带电粒子。在磁场最低处有一粒子源，均匀地向磁场中各个方向发射初速度大小为的带负电粒子，已知带电粒子的质量、电荷量。粒子经磁场偏转后，都能垂直电场方向进入平行板电容器，且恰有一半的粒子能从平行板右端射出，不考虑粒子间的相互作用，不计粒子的重力，忽略电场的边缘效应。 （1）求带电粒子的初速度大小； （2）求电容器极板间匀强电场的电场强度大小 ； （3）要使粒子源发出的粒子中有能到达荧光屏上，求荧光屏的最小宽度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由于经磁场偏转后，都能垂直电场方向进入平行板电容器，根据磁发散的原理可知，粒子圆周运动的轨道半径 洛伦兹力提供圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律可得 解得电粒子的初速度 【小问2详解】 带电粒子在电场中做类平抛运动，根据平抛运动规律可得 沿电场方向则有 结合牛顿第二定律可得 联立解得 【小问3详解】 作出粒子的运动轨迹，如图所示 粒子源均匀地向磁场各个方向发射粒子，恰有能到达荧光屏，则粒子从粒子源发出的角度范围为 ，又要求粒子束到达荧光屏时的宽度最小,则荧光屏应该接收到粒子源向左至左上 范围内发射的粒子。由几何关系可知，该部分粒子射出磁场时的宽度 解得 设粒子射出电场时的速度方向的偏转角度为 ，则有 结合上述分析可知 解得 该部分粒子射出电场时的宽度 即荧光屏的最小宽度 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $