内容正文:
2025-2026学年度第一学期高二物理第二次月考
一、单选题(每题4分,共32分)
1. 如图所示,我国的探月卫星在进入地月转移轨道时,由于卫星姿势的改变,卫星中一边长为50cm的正方形导线框由水平方向转至竖直方向,此处磁场磁感应强度,方向如图中所示,,则下列说法正确的是( )
A. 在水平位置时,穿过线框的磁通量大小为
B. 在竖直位置时,穿过线框的磁通量大小为
C. 该过程中穿过线框的磁通量的变化量大小是
D. 该过程中穿过线框的磁通量的变化量大小是
【答案】D
【解析】
【详解】在水平位置时穿过线框的磁通量为
在竖直位置时穿过线框的磁通量为
磁通量的变化量的大小为
故选D。
2. 如图所示,竖直面内有正交的匀强电场和匀强磁场,其中电场的方向与水平方向的夹角为。一带电油滴以一定的初速度沿电场方向射入,恰好做直线运动。已知磁感应强度为,油滴的质量为、电荷量为,重力加速度为。则下列判断正确的是( )
A. 油滴带负电 B. 带电油滴做匀加速直线运动
C. 初速度的大小为 D. 电场强度的大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据左手定则可知,油滴受洛伦兹力方向斜向左上,可知油滴带正电,选项A错误;
B.带电油滴做直线运动,洛伦兹力不变,则一定是匀速直线运动,选项B错误;
CD.由平衡可知,
解得初速度的大小为
电场强度的大小为
选项C正确,D错误。
故选C。
3. 关于洛伦兹力的应用,下列说法正确的是( )
A. 图a速度选择器中筛选出的粒子沿着PQ做匀加速直线运动
B. 图b回旋加速器接入的工作电源是直流电
C. 图c是质谱仪的主要原理图,其中H、H、H在磁场中偏转半径最大的是
D. 图d是磁流体发电机,将一束等离子体喷入磁场,A、B两板间会产生电压,且A板电势高
【答案】C
【解析】
【详解】A.题图a速度选择器中筛选出的粒子运动时受到静电力和洛伦兹力,二力平衡,粒子沿着PQ做匀速直线运动,故A错误;
B.回旋加速器接入的工作电源是交流电,故B错误;
C.题图c是质谱仪的主要原理图,由
得
可知在磁场中偏转半径最大的是比荷()最小的粒子,故C正确;
D.将一束等离子体喷入磁场,根据左手定则可知,正离子向下偏转,负离子向上偏转,所以B板电势高,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,ABCD是一个正方形的匀强磁场区域,两相同的粒子甲、乙分别以不同的速率从A、D两点沿图示方向射入磁场(磁场未画出),均从C点射出,则它们的速率之比∶和它们通过该磁场所用时间之比t甲∶t乙分别为( )
A. 1∶1 2∶1 B. 2∶1 2∶1
C. 2∶1 1∶2 D. 1∶2 1∶1
【答案】C
【解析】
【详解】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,可得
解得
由两粒子轨迹图可知,则它们的速率之比
由两粒子轨迹可知它们通过磁场所用时间分别为,
又粒子在磁场中运动的周期为
联立,解得
故选C。
5. 如图所示,电源电动势E=3V,小灯泡L标有“2V、0.4W”,开关S接l,当变阻器调到R=4Ω时,小灯泡L正常发光;现将开关S接2,小灯泡L和电动机M均正常工作。则( )
A. 电动机的内阻为4Ω
B. 电动机正常工作电压为1V
C. 电源内阻为1Ω
D. 电源总功率0.4W
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】C.小灯泡的额定电流为
电阻为
当接1时,由闭合电路欧姆定律可知
E=I(RL+R+r)
代入数据解得
r=1Ω
选项C正确;
AB.当接2时灯泡正常发光,流过的电流为
I=0.2A
电源内阻分的电压为
U=Ir=0.2×1V=0.2V
故电动机分得电压为
U动=E﹣UL﹣U=3V﹣2V﹣0.2V=0.8V
所以电阻
选项AB错误;
D.电源总功率为
P=EI=3×0.2W=0.6W
选项D错误。
故选C。
6. 如图所示,纸面内固定有四条长直绝缘导线、、、,组成“井”字正方形,O为中心。每条导线中通以图示方向、大小均为的电流。整个系统处于垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场中(磁场未画出),O点磁感应强度为零。现将撤去,其他条件不变,则点的磁感应强度( )
A. 大小为,方向垂直纸面向外
B. 大小为,方向垂直纸面向里
C. 大小为,方向垂直纸面向外
D. 大小为,方向垂直纸面向里
【答案】C
【解析】
【详解】四条导线中电流相同,每条导线在中心产生的磁感应强度大小相同设为,由右手螺旋定则知,每条导线在点产生的磁场均垂直纸面向里,又点的磁感应强度为零,有,得
撤去,其他条件不变,由磁感应强度的叠加原理,知点磁感应强度大小,方向垂直纸面向外。
故选C。
7. 如图所示, 一束粒子可以沿水平方向经过速度选择器, 并从O点垂直射入偏转磁场, 最终在胶片底板上打下a, b两个点。已知速度选择器中匀强磁场的磁感应强度大小为B0、电场强度大小为E,偏转磁场的磁感应强度大小为B1,Oa=2r,Ob=3r。下列说法正确的是( )
A. 该粒子束中所有的粒子都带负电
B. 打在a处和b处的粒子的比荷之比为3:2
C. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
D. 该粒子束中所有的粒子速度大小都相同,速度为
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据粒子在偏转磁场中偏转情况,结合左手定则可知,粒子带正电,A错误;
CD.粒子在选择器中做直线运动,由于粒子受到的电场力向下,故磁场力应向上,根据左手定则,可知磁场方向垂直纸面向里,二者大小相等,则有
解得
故CD错误;
B.根据上述分析可知,打在a处和b处的粒子的速度相等,其半径之比为
结合圆周运动规律可知
解得
B正确。
故选B。
8. 如图所示,水平放置的两块平行金属板,充电后与电源断开。金属板间存在着方向竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里磁感应强度为的匀强磁场。一质量为、电荷量为的带电粒子(不计重力及空气阻力),以水平速度射入场区,恰好做匀速直线运动。则( )
A. 粒子一定带正电
B. 若撤去电场,粒子在板间运动的最长时间可能是
C. 若仅将板间距离变为原来的2倍,粒子运动轨迹偏向下极板
D. 若有空气阻力,且阻力大小不变,则粒子做匀减速直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.若粒子带正电,受电场力向下,根据左手定则可知,洛伦兹力向上;若粒子带负电,受电场力向上,洛伦兹力向下,故正负电荷均可在复合场中做匀速直线运动,粒子可能带正电,也可能带负电,选项A错误;
B.根据在磁场的圆周运动得
在磁场的圆周运动的周期
当撤去电场,粒子可能在极板间做半圆周运动再出磁场,此时运动时间最长,粒子在板间运动的最长时间可能是
选项B正确;
C.电容器充电后断开电源,由、、可知
故当将板间距离变为原来的2倍时电场强度不变,则仍有
qE=qvB
粒子运动轨迹不会发生偏转,选项C错误;
D.若有空气阻力,则粒子运动的速度将减小,洛伦兹力减小,合力不为零,且与速度方向不共线,粒子将做曲线运动,选项D错误。
故选B。
二、填空题(每空1分,共5分)
9. 如图所示,水平桌面上固定一通电直导线,电流方向图中已标出,且电流逐渐增大,导线右侧有一金属导线制成的圆环,且圆环始终静止在水平桌面上,圆环有______(填“扩张”或“收缩”)的趋势,圆环中产生______(填“顺时针”或“逆时针”)方向的感应电流,圆环受到______(填“水平向左”或“水平向右”)的摩擦力。
【答案】 ①. 收缩 ②. 逆时针 ③. 水平向左
【解析】
【详解】[1][2][3]由于通电直导线中电流增大,根据右手螺旋定则可知,圆环所在处的磁感应强度的方向垂直纸面向里,且其磁通量增大,则根据“增反减同”可知圆环中产生逆时针方向的感应电流。
根据楞次定律“增缩减扩”可知,圆环有收缩的趋势。
根据楞次定律“增离减靠”可知,圆环有远离通电直导线的趋势,即受到水平向右的安培力,所以圆环受到水平向左的摩擦力。
10. 如图所示,光滑固定金属导轨M,N水平放置,两根导体棒P、Q平行放置在导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从高处下落接近回路时,P、Q将互相_____(选填“靠拢”或“远离”),磁铁的加速度_____g(选填“>”“=”或“<”)
【答案】 ①. 靠拢 ②. <
【解析】
【详解】[1]当一条形磁铁从高处下落接近回路时,穿过回路的磁通量增加,根据楞次定律:感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化,可知P、Q将互相靠拢,回路的面积减小一点,使穿过回路的磁场减小一点,起到阻碍原磁通量增加的作用;
[2]由于磁铁受到向上的安培力作用,所以合力小于重力,磁铁的加速度一定小于g。
三、实验题(每空2分,共10分)
11. 某同学在实验室测量一新材料制成的圆柱体的电阻率。
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度,由图可知其长度______mm,用螺旋测微器测量其直径,由图可知其直径______mm;
(2)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻(约6Ω),要求待测电阻两端的电压能从0开始连续可调。除待测圆柱体外,实验室还各有的实验器材如下:
A.电压表V(量程3V,内阻约为15kΩ)
D.直流电源E(电动势为3V)
B.电流表A(量程0.6A,内阻约为1Ω)
E.开关
C.滑动变阻器R(阻值范围0~5Ω,5.0A)
F.导线若干
则该实验电路应选择下列电路中的______;
A. B. C. D.
(3)实验测出电压表读数为U,电流表读数为I,圆柱体横截面的直径为D,长度为L,则圆柱体电阻率为______(用D、L、U、I表示,单位均已为国际单位)
(4)由于存在系统误差,该实验的电阻测量值与电阻真实值的关系为______(填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1) ①. 100.25 ②. 4.487
(2)D (3)
(4)<
【解析】
【小问1详解】
[1]其长度
[2]直径
【小问2详解】
实验要求待测电阻两端的电压能从0开始连续可调,所以滑动变阻器应采用分压式接法,由于
所以电流表应采用外接法。
故选D。
【小问3详解】
根据电阻定律可得
且
联立可得
【小问4详解】
由于采用外接法,电流测量值偏大,根据可知<。
四、解答题
12. 如图所示,电子自静止开始经M、N板间(两板间的电压为U)的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中,电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L,如图所示。(已知电子的质量为m,电量为e)。求:
(1)电子进入磁场(离开电场)时的速度大小;
(2)电子在磁场中做圆周运动的半径和磁感应强度B的大小;
(3)为使电子能从磁场右侧边界射出,电子进入磁场时的最小速度。
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
电子在加速电场中,由动能定理可得
解得
【小问2详解】
电子在磁场中的运动轨迹如图所示
根据几何关系可得
解得电子在磁场中做圆周运动的半径为
由洛伦兹力提供向心力得
解得磁感应强度的大小为
【小问3详解】
为使电子能从磁场右侧边界射出,则电子在磁场中运动的最小半径为
则电子进入磁场时的最小速度为
联立解得
13. 如图所示,两平行金属导轨间的距离,金属导轨所在的平面与水平面的夹角,金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源。现把一个质量的导体棒放在金属导轨上,它与导轨间的动摩擦因数,整个装置放在磁感应强度大小、垂直导轨平面向上的匀强磁场中,导体棒静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻,金属导轨电阻不计,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小。,求:
(1)导体棒两端的电压;
(2)导体棒受到的摩擦力的大小和方向;
(3)若磁感应强度的方向不变而大小可以变化,要使导体棒能静止,求磁感应强度大小B的取值范围。
【答案】(1)
(2)0.28N,方向沿斜面向上
(3)0.5T≤B≤2.5T
【解析】
【小问1详解】
回路电流为
导体棒两端的电压为
【小问2详解】
安培力大小为
由电路电流方向及左手定则可知,安培力方向沿斜面向上
根据平衡条件可得
解得,摩擦力方向沿斜面向上
【小问3详解】
最大静摩擦力为
当最大静摩擦力沿斜面向上时,由
解得
当最大静摩擦力沿斜面向下时,由
解得
则磁感应强度大小的取值范围为
五、作图题
14. 如图所示,各图都是闭合电路的一部分直导线在磁场中切割磁图感线运动的示意图,在图上标出感应电流方向。
【答案】见解析
【解析】
【详解】用右手定则可以判断出甲、乙、丙、丁中产生感应电流方向如图所示
15. 带电粒子在磁场中的运动情况如图所示.试分析粒子所受洛伦兹力的方向。
【答案】甲图洛伦兹力的方向垂直直面向里;乙图洛伦兹力的方向竖直向上;丙图洛伦兹力的方向左上方,与速度方向垂直;丁图速度方向和磁感线方向平行,没有洛伦兹力;戊图洛伦兹力的方向竖直向上
【解析】
【详解】根据左手定则,让磁感线穿过手心,四指指向正电荷运动的方向(或负电荷运动的反方向),大拇指指向就是洛伦兹力的方向。
甲图洛伦兹力的方向垂直直面向里。
乙图洛伦兹力的方向竖直向上。
丙图洛伦兹力的方向左上方,与速度方向垂直。
丁图速度方向和磁感线方向平行,没有洛伦兹力。
戊图洛伦兹力的方向竖直向上。
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2025-2026学年度第一学期高二物理第二次月考
一、单选题(每题4分,共32分)
1. 如图所示,我国的探月卫星在进入地月转移轨道时,由于卫星姿势的改变,卫星中一边长为50cm的正方形导线框由水平方向转至竖直方向,此处磁场磁感应强度,方向如图中所示,,则下列说法正确的是( )
A. 在水平位置时,穿过线框的磁通量大小为
B. 在竖直位置时,穿过线框的磁通量大小为
C. 该过程中穿过线框的磁通量的变化量大小是
D. 该过程中穿过线框的磁通量的变化量大小是
2. 如图所示,竖直面内有正交的匀强电场和匀强磁场,其中电场的方向与水平方向的夹角为。一带电油滴以一定的初速度沿电场方向射入,恰好做直线运动。已知磁感应强度为,油滴的质量为、电荷量为,重力加速度为。则下列判断正确的是( )
A. 油滴带负电 B. 带电油滴做匀加速直线运动
C. 初速度的大小为 D. 电场强度的大小为
3. 关于洛伦兹力的应用,下列说法正确的是( )
A. 图a速度选择器中筛选出的粒子沿着PQ做匀加速直线运动
B. 图b回旋加速器接入的工作电源是直流电
C. 图c是质谱仪的主要原理图,其中H、H、H在磁场中偏转半径最大的是
D. 图d是磁流体发电机,将一束等离子体喷入磁场,A、B两板间会产生电压,且A板电势高
4. 如图所示,ABCD是一个正方形的匀强磁场区域,两相同的粒子甲、乙分别以不同的速率从A、D两点沿图示方向射入磁场(磁场未画出),均从C点射出,则它们的速率之比∶和它们通过该磁场所用时间之比t甲∶t乙分别为( )
A. 1∶1 2∶1 B. 2∶1 2∶1
C. 2∶1 1∶2 D. 1∶2 1∶1
5. 如图所示,电源电动势E=3V,小灯泡L标有“2V、0.4W”,开关S接l,当变阻器调到R=4Ω时,小灯泡L正常发光;现将开关S接2,小灯泡L和电动机M均正常工作。则( )
A. 电动机的内阻为4Ω
B. 电动机正常工作电压为1V
C. 电源内阻为1Ω
D. 电源总功率0.4W
6. 如图所示,纸面内固定有四条长直绝缘导线、、、,组成“井”字正方形,O为中心。每条导线中通以图示方向、大小均为的电流。整个系统处于垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场中(磁场未画出),O点磁感应强度为零。现将撤去,其他条件不变,则点的磁感应强度( )
A. 大小为,方向垂直纸面向外
B. 大小为,方向垂直纸面向里
C. 大小为,方向垂直纸面向外
D. 大小为,方向垂直纸面向里
7. 如图所示, 一束粒子可以沿水平方向经过速度选择器, 并从O点垂直射入偏转磁场, 最终在胶片底板上打下a, b两个点。已知速度选择器中匀强磁场的磁感应强度大小为B0、电场强度大小为E,偏转磁场的磁感应强度大小为B1,Oa=2r,Ob=3r。下列说法正确的是( )
A. 该粒子束中所有的粒子都带负电
B. 打在a处和b处的粒子的比荷之比为3:2
C. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
D. 该粒子束中所有的粒子速度大小都相同,速度为
8. 如图所示,水平放置的两块平行金属板,充电后与电源断开。金属板间存在着方向竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里磁感应强度为的匀强磁场。一质量为、电荷量为的带电粒子(不计重力及空气阻力),以水平速度射入场区,恰好做匀速直线运动。则( )
A. 粒子一定带正电
B. 若撤去电场,粒子在板间运动的最长时间可能是
C. 若仅将板间距离变为原来的2倍,粒子运动轨迹偏向下极板
D. 若有空气阻力,且阻力大小不变,则粒子做匀减速直线运动
二、填空题(每空1分,共5分)
9. 如图所示,水平桌面上固定一通电直导线,电流方向图中已标出,且电流逐渐增大,导线右侧有一金属导线制成的圆环,且圆环始终静止在水平桌面上,圆环有______(填“扩张”或“收缩”)的趋势,圆环中产生______(填“顺时针”或“逆时针”)方向的感应电流,圆环受到______(填“水平向左”或“水平向右”)的摩擦力。
10. 如图所示,光滑固定金属导轨M,N水平放置,两根导体棒P、Q平行放置在导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从高处下落接近回路时,P、Q将互相_____(选填“靠拢”或“远离”),磁铁的加速度_____g(选填“>”“=”或“<”)
三、实验题(每空2分,共10分)
11. 某同学在实验室测量一新材料制成的圆柱体的电阻率。
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度,由图可知其长度______mm,用螺旋测微器测量其直径,由图可知其直径______mm;
(2)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻(约6Ω),要求待测电阻两端的电压能从0开始连续可调。除待测圆柱体外,实验室还各有的实验器材如下:
A.电压表V(量程3V,内阻约为15kΩ)
D.直流电源E(电动势为3V)
B.电流表A(量程0.6A,内阻约为1Ω)
E.开关
C.滑动变阻器R(阻值范围0~5Ω,5.0A)
F.导线若干
则该实验电路应选择下列电路中的______;
A. B. C. D.
(3)实验测出电压表读数为U,电流表读数为I,圆柱体横截面的直径为D,长度为L,则圆柱体电阻率为______(用D、L、U、I表示,单位均已为国际单位)
(4)由于存在系统误差,该实验的电阻测量值与电阻真实值的关系为______(填“>”“<”或“=”)。
四、解答题
12. 如图所示,电子自静止开始经M、N板间(两板间的电压为U)的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中,电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L,如图所示。(已知电子的质量为m,电量为e)。求:
(1)电子进入磁场(离开电场)时的速度大小;
(2)电子在磁场中做圆周运动的半径和磁感应强度B的大小;
(3)为使电子能从磁场右侧边界射出,电子进入磁场时的最小速度。
13. 如图所示,两平行金属导轨间的距离,金属导轨所在的平面与水平面的夹角,金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源。现把一个质量的导体棒放在金属导轨上,它与导轨间的动摩擦因数,整个装置放在磁感应强度大小、垂直导轨平面向上的匀强磁场中,导体棒静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻,金属导轨电阻不计,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小。,求:
(1)导体棒两端的电压;
(2)导体棒受到的摩擦力的大小和方向;
(3)若磁感应强度的方向不变而大小可以变化,要使导体棒能静止,求磁感应强度大小B的取值范围。
五、作图题
14. 如图所示,各图都是闭合电路的一部分直导线在磁场中切割磁图感线运动的示意图,在图上标出感应电流方向。
15. 带电粒子在磁场中的运动情况如图所示.试分析粒子所受洛伦兹力的方向。
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