精品解析：天津市百华实验中学2024-2025学年高二下学期3月阶段性测试物理试题

天津市百华实验中学2024-2025学年度第二学期三月份阶段性试题 高二物理 考试时间：2025年3月25日 考试时长：60分钟 试题总分：100分 一、单选题（每小题5分，共30分，每小题只有一个选项是正确的。） 1. 薄铝板将垂直纸面向外的匀强磁场分成I、Ⅱ两个区域．一高速带电粒子穿过铝板后速度减小，所带电荷量保持不变．一段时间内带电粒子穿过铝板前后在两个区域运动的轨迹均为圆弧，如图中虚线所示．已知区I的圆弧半径小于区域Ⅱ的圆弧半径，粒子重力忽略不计．则该粒子（　　） A. 带正电，从区域I穿过铝板到达区域Ⅱ B. 带正电，从区域Ⅱ穿过铝板到达区域I C. 带负电，从区域I穿过铝板到达区域Ⅱ D. 带负电，从区域Ⅱ穿过铝板到达区域I 2. 在长直通电导线附近放置一矩形线圈，开始时线圈与导线处在同一平面内，线圈中的ac、bd边与导线平行，如图．当线圈做下列运动时不能产生感应电流的是（ ） A. 线框向右匀速运动 B. 线框垂直纸面向里运动 C. 线框以ac边为轴转动 D. 线框平面以直导线为轴转动 3. 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平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当条形磁铁从高处下落接近回路的过程中，下列说法正确的是（　　） A. P、Q将相互远离 B. P、Q对导轨M、N的压力小于自身重力 C. 磁铁下落的加速度可能大于重力加速度g D. 磁铁动能的增加量小于重力势能的减少量 4. 如图所示，质量为m，通电电流为I的金属棒 ab置于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与宽为L的水平导轨平面夹角为θ，金属棒 ab处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A. 金属棒受到的安培力大小为 BILsinθ B. 金属棒受到的支持力大小为 BILcos0 C. 金属棒受到的摩擦力大小为 BILsinθ D. 若只改变电流方向，金属棒对导轨的压力将减小 5. 笔记本电脑机身和显示屏分别装有霍尔元件和磁体，实现开屏变亮，合屏熄灭，如图甲所示。图乙为其中的霍尔元件，其长、宽、高分别为a、b、c，元件中的载流子为自由电子，打开和合上显示屏时，霍尔元件中电流I保持不变，当合上显示屏时，水平放置的霍尔元件处于竖直向下的匀强磁场中，前、后表面间产生电压U，当电压达到某一临界值时，屏幕自动熄灭。下列说法正确的是（　　） A. 该霍尔元件的电阻为 B. 打开显示屏的过程中，元件前、后表面间的电压变大 C. 合上显示屏的过程中，元件前表面的电势比后表面的高 D. 若磁场变强，可能闭合屏幕时无法熄屏 6. 如图甲所示，20匝的线圈两端M、N与一个电压表相连，线圈内有指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化，不计线圈电阻。下列说法正确的是（　　） A. 电压表的正接线柱接线圈的M端 B. 线圈中产生的感生电场沿顺时针方向 C. 线圈中磁通量的变化率为1.5Wb/s D. 电压表的读数为8V 二、多选题（每小题3分，共15分。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，不选得0分。） 7. 如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒，取重力加速度为g．在导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，则下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的是（ ） A. mgsinα/IL，垂直斜面向上 B. mgcosα/IL，垂直斜面向下 C. mgtanα/IL，水平向右 D. mg/IL，水平向左 8. 如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接。现将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列说法正确的是（　　） A. 穿过线圈a的磁通量减小 B. 从上往下看，线圈a中将产生逆时针方向的感应电流 C. 线圈a有收缩的趋势 D. 螺线管b对线圈a有吸引作用 9. 如图所示，一束带电粒子（不计重力）从左端水平射入后，部分粒子沿直线从右端水平射出，则下列说法中正确的是（　　） A. 射出的带电粒子一定带负电 B. 速度选择器的上极板带负电 C. 沿虚线水平射出的带电粒子的速率一定等于 D. 若带电粒子的入射速度，则粒子可能向上偏转 三、实验题：（本大题共1小题，共12分。） 10. 小华同学正在进行“探究法拉第电磁感应现象”的实验。 （1）已将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关按如图所示部分连接，要把电路连接完整且正确，则N连接到接线柱___________（选填“a”、“b”或“c”），M连接到接线柱___________（选填“a”、“b”或“c”）。 （2）正确连接电路后，开始实验探究，某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向右匀速滑动时，灵敏电流计的指针向右偏转，由此可以判断___________。 A．滑动变阻器的滑片P向右加速滑动，灵敏电流计的指针向左偏转 B．线圈A中的铁芯向上拔出或断开开关，都能引起灵敏电流计的指针向右偏转 C．滑动变阻器的滑片P匀速向左滑动，灵敏电流计的指针静止在中央 （3）实验中小华同学发现在两次电磁感应现象中，第一次电流计的指针摆动的幅度比第二次指针摆动的幅度大，原因是线圈中第一次的___________（选填“磁通量”、“磁通量的变化量”或“磁通量的变化率”）比第二次的大。 四、计算题：（本题共3道题，共43分。其中第11题12分，第12题14分，第13题17分） 11. 如图所示，光滑的平行导轨与水平面的夹角为θ＝37°，两平行导轨间距为L＝1m，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中。导轨中接入电动势为E=4.5V、内阻为r=0.5Ω的直流电源，电路中有一阻值为R=1Ω的电阻，其余电阻不计。将质量为m=4kg，长度也为L的导体棒放在平行导轨上恰好处于静止状态，（取g=10m/s2，sin37=0.60，cos37=0.80），求： （1）匀强磁场的磁感应强度为多大？ （2）若突然将匀强磁场的方向变为垂直导轨平面向上，求此时导体棒的加速度大小及方向。 12. 如图所示，两平行金属板间距为d，电势差为U，板间电场可视为匀强电场；金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场。电荷量为、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动。忽略重力的影响，求： （1）粒子从电场射出时速度v的大小； （2）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R； （3）粒子在磁场中运动的时间t。 13. 如图所示，在坐标系中，轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。质量为、电荷量为的带电粒子在纸面内从点与轴成方向射入磁场，已知点的纵坐标，不计粒子重力。 （1）若粒子不离开磁场，求粒子速度的最大值； （2）若粒子离开磁场，求粒子在磁场中运动时间的范围； （3）若磁场为非匀强磁场，方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随方向均匀增大，关系为。粒子以大小为的速度从点沿图示方向射入磁场，求粒子从点运动到离轴最远位置的过程中运动轨迹与轴围成的面积。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 天津市百华实验中学2024-2025学年度第二学期三月份阶段性试题 高二物理 考试时间：2025年3月25日 考试时长：60分钟 试题总分：100分 一、单选题（每小题5分，共30分，每小题只有一个选项是正确的。） 1. 薄铝板将垂直纸面向外的匀强磁场分成I、Ⅱ两个区域．一高速带电粒子穿过铝板后速度减小，所带电荷量保持不变．一段时间内带电粒子穿过铝板前后在两个区域运动的轨迹均为圆弧，如图中虚线所示．已知区I的圆弧半径小于区域Ⅱ的圆弧半径，粒子重力忽略不计．则该粒子（　　） A. 带正电，从区域I穿过铝板到达区域Ⅱ B. 带正电，从区域Ⅱ穿过铝板到达区域I C. 带负电，从区域I穿过铝板到达区域Ⅱ D. 带负电，从区域Ⅱ穿过铝板到达区域I 【答案】D 【解析】 【详解】粒子穿过铝板后，动能减小，速度减小，根据可知，轨迹半径减小，由图可知粒子一定是从区域Ⅱ穿过铝板到达区域Ⅰ；根据左手定则可知该粒子带负电。 故选D。 2. 在长直通电导线附近放置一矩形线圈，开始时线圈与导线处在同一平面内，线圈中的ac、bd边与导线平行，如图．当线圈做下列运动时不能产生感应电流的是（ ） A. 线框向右匀速运动 B. 线框垂直纸面向里运动 C. 线框以ac边为轴转动 D. 线框平面以直导线为轴转动 【答案】D 【解析】 【详解】A. 当线框向右匀速运动时，穿过线圈的磁通量减小，则线圈中产生感应电流，不符合题意，故A错误； B. 当线框垂直纸面向里运动，穿过线圈的磁通量减小，则线圈中产生感应电流，不符合题意，故B错误； C. 线框以ac边为轴转动，穿过线圈的磁通量减小，则线圈中产生感应电流，不符合题意，故C错误； D. 线框平面以直导线为轴转动，线框中的磁通量没有发生变化，故不会产生感应电流，故D正确． 故选D. 3. 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平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当条形磁铁从高处下落接近回路的过程中，下列说法正确的是（　　） A. P、Q将相互远离 B. P、Q对导轨M、N的压力小于自身重力 C. 磁铁下落的加速度可能大于重力加速度g D. 磁铁动能的增加量小于重力势能的减少量 【答案】D 【解析】 【详解】A．当条形磁铁从高处下落接近回路的过程中，穿过回路的磁通量增大，则由“增缩减扩”可得，P、Q将相互靠近，故A错误； BC．由于穿过回路的磁通量增大，则由“来拒去留”可得，竖直方向磁铁受到向上的力，由于力的作用是相互的，则P、Q棒受到向下的力，则磁铁下落的加速度肯定小于重力加速度，P、Q对导轨M、N的压力大于自身重力，故BC错误； D．由能量守恒可得，磁铁减小的重力势能等于磁铁增加的动能、导体棒增加的动能以及产生的焦耳热之和，则磁铁动能的增加量小于重力势能的减少量，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，质量为m，通电电流为I的金属棒 ab置于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与宽为L的水平导轨平面夹角为θ，金属棒 ab处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A. 金属棒受到的安培力大小为 BILsinθ B. 金属棒受到的支持力大小为 BILcos0 C. 金属棒受到的摩擦力大小为 BILsinθ D. 若只改变电流方向，金属棒对导轨的压力将减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，金属棒ab与磁感应强度方向垂直，则金属棒受到的安培力大小为 故A错误； BC．对金属棒受力分析，如图所示 根据平衡条件有 解得 ， 故B错误，C正确； D．改变电流方向，则金属棒所受的安培力与原来方向相反，则有 所以金属棒受到的支持力变大，根据牛顿第三定律，金属棒对导轨的压力将变大，故D错误。 故选C。 5. 笔记本电脑机身和显示屏分别装有霍尔元件和磁体，实现开屏变亮，合屏熄灭，如图甲所示。图乙为其中的霍尔元件，其长、宽、高分别为a、b、c，元件中的载流子为自由电子，打开和合上显示屏时，霍尔元件中电流I保持不变，当合上显示屏时，水平放置的霍尔元件处于竖直向下的匀强磁场中，前、后表面间产生电压U，当电压达到某一临界值时，屏幕自动熄灭。下列说法正确的是（　　） A. 该霍尔元件的电阻为 B. 打开显示屏的过程中，元件前、后表面间的电压变大 C. 合上显示屏的过程中，元件前表面的电势比后表面的高 D. 若磁场变强，可能闭合屏幕时无法熄屏 【答案】C 【解析】 【详解】A．流过霍尔元件的电流I不是由霍尔电压产生的，故A错误； B．根据题意，由 ， 联立解得 在打开显示屏的过程中，穿过霍尔元件竖直方向的磁场减弱，则元件前、后表面间的电压变小，故B错误； C．由图乙可知，电子所受洛伦兹力方向向里，则前表面的电势比后表面的电势高，故C正确； D．若磁场变强，元件前、后表面间的电压变大，闭合屏幕时仍然能熄屏，故D错误。 故选C。 6. 如图甲所示，20匝的线圈两端M、N与一个电压表相连，线圈内有指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化，不计线圈电阻。下列说法正确的是（　　） A. 电压表的正接线柱接线圈的M端 B. 线圈中产生的感生电场沿顺时针方向 C. 线圈中磁通量的变化率为1.5Wb/s D. 电压表的读数为8V 【答案】A 【解析】 【详解】A．由楞次定律可得感应电流的方向为逆时针，则端比端的电势高，所以电压表的正接线柱接M端，故A正确； B．线圈中磁通量均匀增加，线圈中产生感应电流，感应电流的磁场方向垂直纸面向外，由楞次定律可得，线圈中产生的感生电场沿逆时针方向。故B错误； C．线圈中磁通量的变化率 故C错误； D．根据法拉第电磁感应定律 所以电压表的读数为，故D错误。 故选A。 二、多选题（每小题3分，共15分。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，不选得0分。） 7. 如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒，取重力加速度为g．在导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，则下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的是（ ） A. mgsinα/IL，垂直斜面向上 B. mgcosα/IL，垂直斜面向下 C. mgtanα/IL，水平向右 D. mg/IL，水平向左 【答案】AD 【解析】 【分析】通电导线在磁场中的受到安培力作用，由公式F=BIL求出安培力大小，由左手定则来确定安培力的方向． 【详解】外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向上，则沿斜面向上的安培力、支持力与重力，处于平衡状态，根据平衡条件，在平行斜面方向，有：mgsinα=BIL，解得：B=，故A正确；外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向下，则沿斜面向下的安培力、支持力与重力，不能处于平衡状态，故B错误；外加匀强磁场的磁感应强度B的方向水平向右，则安培力竖直向下，不可能处于平衡状态，选项C错误；外加匀强磁场的磁感应强度B的方向水平向左，则安培力竖直向上，根据平衡条件，有：mg=BIL，解得：B=，故D正确；故选AD． 【点睛】学会区分左手定则与右手定则，前者是判定安培力的方向，而后者是判定感应电流的方向． 能利用平衡条件解答此类问题． 8. 如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接。现将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列说法正确的是（　　） A. 穿过线圈a的磁通量减小 B. 从上往下看，线圈a中将产生逆时针方向的感应电流 C. 线圈a有收缩的趋势 D. 螺线管b对线圈a有吸引作用 【答案】BC 【解析】 【详解】A．将滑动变阻器的滑片P向下滑动，则阻值减小，电流变大，线圈b的磁场增强，穿过线圈a的磁通量变大，故A错误； B．穿过线圈a的磁通量向下增加，根据楞次定律可知，从上往下看，线圈a中将产生逆时针方向的感应电流，故B正确； CD．穿过线圈a的磁通量向下增加，根据“增缩减扩”、“来拒去留”可知，线圈a有收缩且远离线圈b的趋势，即螺线管b对线圈a有排斥作用，故C正确，D错误。 故选BC。 9. 如图所示，一束带电粒子（不计重力）从左端水平射入后，部分粒子沿直线从右端水平射出，则下列说法中正确的是（　　） A. 射出的带电粒子一定带负电 B. 速度选择器的上极板带负电 C. 沿虚线水平射出的带电粒子的速率一定等于 D. 若带电粒子的入射速度，则粒子可能向上偏转 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．若粒子带正电，受到的洛伦兹力向上，要使其水平射出，受到的电场力应向下，即上极板带正电，若粒子带负电，受到的洛伦兹力向下，要使其水平射出，受到的电场力应向上，即上极板带正电，故射出的带电粒子不一定带负电，但速度选择器的上极板一定带正电，故AB错误； 速率满足 故C正确； D．若带电粒子的入射速度，即 若带正电，则粒子向上偏转，若带负电，则粒子向下偏转，故D正确。 故选CD。 三、实验题：（本大题共1小题，共12分。） 10. 小华同学正在进行“探究法拉第电磁感应现象”的实验。 （1）已将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关按如图所示部分连接，要把电路连接完整且正确，则N连接到接线柱___________（选填“a”、“b”或“c”），M连接到接线柱___________（选填“a”、“b”或“c”）。 （2）正确连接电路后，开始实验探究，某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向右匀速滑动时，灵敏电流计的指针向右偏转，由此可以判断___________。 A．滑动变阻器的滑片P向右加速滑动，灵敏电流计的指针向左偏转 B．线圈A中的铁芯向上拔出或断开开关，都能引起灵敏电流计的指针向右偏转 C．滑动变阻器的滑片P匀速向左滑动，灵敏电流计的指针静止在中央 （3）实验中小华同学发现在两次电磁感应现象中，第一次电流计的指针摆动的幅度比第二次指针摆动的幅度大，原因是线圈中第一次的___________（选填“磁通量”、“磁通量的变化量”或“磁通量的变化率”）比第二次的大。 【答案】 ①. a ②. c ③. B ④. 磁通量的变化率 【解析】 【详解】（1）[1] 将电流计与线圈B串联成另一个回路，所以N连接a。 [2]将电源、电键、变阻器、线圈A串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，所以M连接c。 （2）[3] A．由题意可知，当P向右匀速滑动时，线圈A中的电流应越来越小，则其磁场减小，磁通量减少，此时线圈B中产生了电流使指针向右偏转，故可知当B中的磁通量减小时，电流表指向右偏。滑动变阻器滑动端P向右加速滑动时，线圈B中磁通量减小，故指针应向右偏转，故A错误； B．当铁芯拔出或断开开关时，线圈A中磁场减小，故线圈B中磁通量减小，指针向右偏转，故B正确； C．滑片匀速向左运动时，线圈A中也会产生变化的磁场，线圈B中产生了感应电流使指针偏转，故C错误。 故选B。 （3）[4] 在电磁感应现象中，磁通量的变化率等于电动势。电动势越大，感应电流越大。所以第一次电流计的指针摆动的幅度比第二次的大。原因是线圈中第一次的磁通量的变化率比第二次的大。 四、计算题：（本题共3道题，共43分。其中第11题12分，第12题14分，第13题17分） 11. 如图所示，光滑的平行导轨与水平面的夹角为θ＝37°，两平行导轨间距为L＝1m，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中。导轨中接入电动势为E=4.5V、内阻为r=0.5Ω的直流电源，电路中有一阻值为R=1Ω的电阻，其余电阻不计。将质量为m=4kg，长度也为L的导体棒放在平行导轨上恰好处于静止状态，（取g=10m/s2，sin37=0.60，cos37=0.80），求： （1）匀强磁场的磁感应强度为多大？ （2）若突然将匀强磁场的方向变为垂直导轨平面向上，求此时导体棒的加速度大小及方向。 【答案】（1）10T；（2）1.5m/s2，方向沿斜面向上 【解析】 【详解】（1）由闭合电路的欧姆定律可得 导体棒静止，根据共点力平衡可得 BILcos37°=mgsin37° 解得: B=10T （2）由牛顿第二定律可得 BIL-mgsin37°=ma 解得 a=1.5m/s2 方向沿斜面向上。 12. 如图所示，两平行金属板间距为d，电势差为U，板间电场可视为匀强电场；金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场。电荷量为、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动。忽略重力的影响，求： （1）粒子从电场射出时速度v的大小； （2）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R； （3）粒子在磁场中运动的时间t。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）在电场中，粒子做匀加速直线运动，由动能定理有 解得 （2）由题意可知，粒子进入磁场中的速度为v，其在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有 解得 （3）粒子在磁场中的周期为T，有 由题意及几何关系可知，其粒子在磁场中运动了半个周期，所以设运动时间为t，有 解得 13. 如图所示，在坐标系中，轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。质量为、电荷量为的带电粒子在纸面内从点与轴成方向射入磁场，已知点的纵坐标，不计粒子重力。 （1）若粒子不离开磁场，求粒子速度的最大值； （2）若粒子离开磁场，求粒子在磁场中运动时间的范围； （3）若磁场为非匀强磁场，方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随方向均匀增大，关系为。粒子以大小为的速度从点沿图示方向射入磁场，求粒子从点运动到离轴最远位置的过程中运动轨迹与轴围成的面积。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）若粒子刚好不离开磁场，则运动轨迹与轴相切，如图所示 由几何关系 由洛伦兹力提供向心力 解得 （2）粒子在磁场中的运动周期 当粒子刚好离开磁场时，在磁场中运动时间最长 当粒子速度越来越大，粒子的半径足够大时，可视为粒子从磁场边界x轴上进入磁场，粒子在磁场中运动时间最短，则 综上所述，粒子离开磁场，在磁场中运动时间的范围为 （3）设粒子在轴方向上的分速度为，粒子运动至轴最远位置时轴方向上的分速度为零，根据动量定理 其中 则 可得 根据 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $