精品解析：福建厦门英才学校2024-2025学年高二下学期3月阶段检测物理试题

2024—2025学年度第二学期3月检测考试 高二年物理试卷 （时间75分钟，总分100分） 一、单项选择题（每小题4分，共16分，每小题只有一个选项正确） 1. 物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用．下面列举的四种器件中，在工作时利用安培力的是 A. 电动机 B. 回旋加速器 C. 电磁炉 D. 质谱仪 【答案】A 【解析】 【分析】明确各电器的工作原理，知道通过安培力可以将电能转化为动能. 【详解】A、电动机是线圈在磁场中受力转动而工作的，故用到了安培力；故A正确. B、回旋加速器是带电粒子在电场中加速和磁场中转动原理工作的；故B错误. C、电磁炉是利用电磁感应原理工作的；故C错误. D、质谱仪采用的是带电粒子在电磁场中的转动原理工作的；故D错误. 故选A. 【点睛】本题考查对现代科技装置和产品原理的理解能力，要求知道常见仪器，并明确各种原理的应用. 2. 如图所示，圆环形导体线图平放在水平桌面上，在的正上方固定一竖直螺线管，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成电路。若将滑动变阻器的滑片向下滑动，下面说法正确的是（ ） A. 穿过线圈的磁通量变小 B. 线图有收缩的趋势 C. 线图中将产生俯视顺时针方向的感应电流 D. 线图对水平桌面的压力将减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．滑片向下滑动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得  可知电路中电流增大，螺线管产生的磁场增强，穿过线圈的磁通量变大，故 A 错误； B．穿过线圈的磁通量变大，根据楞次定律的推论“增缩减扩”，线圈有收缩的趋势以阻碍磁通量的增加，故 B 正确； C．根据安培定则，螺线管中电流从下端流入，正面导线电流方向向左，产生的磁场方向向下。穿过线圈的磁通量向下且增大，根据楞次定律，感应电流的磁场方向向上。再根据安培定则，线圈中将产生俯视逆时针方向的感应电流，故 C 错误； D．线圈中的感应电流方向（逆时针）与螺线管中的电流方向（顺时针）相反，根据“同向电流相互吸引，反向电流相互排斥”，线圈受到螺线管向下的斥力，线圈对水平桌面的压力将增大，故 D 错误。 故选 B。 3. 如图所示，是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，和是两个参数相同的灯泡，若将开关闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开开关，则（ ） A. 开关S闭合时，灯泡比先亮 B. 开关闭合时，灯泡同时亮，最后一样亮 C. 开关闭合后，灯泡同时亮，之后逐渐熄灭，逐渐变亮 D. 开关断开瞬间，灯泡闪亮一下逐渐熄灭 【答案】C 【解析】 【详解】A．开关闭合瞬间，由于线圈的自感作用，产生感应电动势阻碍电流增加，线圈相当于断路，电流同时流过和，两灯同时亮，故A错误； B．开关闭合稳定后，线圈的直流电阻忽略不计，将灯泡短路，熄灭，电路中只有工作，比闭合瞬间更亮，故B错误； C．结合A、B分析，开关闭合后，两灯同时亮，随着线圈中电流逐渐增大，对的分流作用增强，逐渐熄灭；同时电路总电阻减小，总电流增大，逐渐变亮，故C正确； D．开关断开瞬间，所在干路电流立即消失，立即熄灭；线圈产生自感电动势，与构成闭合回路，闪亮一下后逐渐熄灭，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，直角三角形的AB边长为L，∠C为30°，三角形所围区域内存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场．一质量为m、电荷量为q的带负电粒子(不计重力)从A点沿AB方向以速度v0射入磁场，要使粒子不从BC边穿出磁场，则下列说法正确的是 A. 磁感应强度的最小值为B= B. 磁感应强度的最小值为B= C. 粒子在磁场中运动的最长时间为t= D. 粒子在磁场中运动的最长时间为t= 【答案】C 【解析】 【分析】粒子在磁场中做圆周运动，根据题意作出粒子临界运动轨迹，求出粒子临界轨道半径，应用牛顿第二定律求出磁感应强度的最小值；根据粒子在磁场中转过的最大圆心角求出粒子在磁场中运动的最长时间. 【详解】A、B、粒子恰好不从BC射出时运动轨迹如图所示： 图中四边形ABDO是正方形，故圆周的半径为：r=L， 粒子在磁场中做圆周运动，由牛顿第二定律得：，解得：，粒子不从BC边射出：，故A、B错误； C、D、粒子从AC边射出磁场时在磁场中转过的圆心角最大为：120°，粒子在磁场中运动时间最长，粒子在磁场中的最长运动时间：，故C正确，D错误； 故选C. 【点睛】本题考查了带电粒子在磁场中的运动，粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据题意分析清楚粒子运动过程、作出粒子运动轨迹是解题的前提，应用牛顿第二定律与周期公式可以解题. 二、双项选择题（每小题6分，共24分，每小题有两个选项正确） 5. 如图所示，关于电磁感应现象的一些应用，下列说法正确的是（ ） A. 真空冶炼炉是利用线圈中的高频电流产生的焦耳热使炉内金属熔化的 B. 真空冶炼炉是利用高频电流产生快速变化的磁场使炉内金属块产生涡流，从而使金属熔化的 C. 线圈采用双线绕法是为了消除电流变化引起的自感现象 D. 线圈采用双线绕法，若电路突然断电，自感电动势会让电流缓慢变小 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．线圈中的电流做周期性的变化，线圈产生高频变化的磁场，磁场穿过金属，在金属内产生强涡流，从而在导体中产生大量的热，而交流电的频率越大，产生的热量越多，使金属熔化，不是线圈自身的焦耳热熔化金属，是金属内部涡流生热。故A错误，B正确； CD．双线绕法是两根导线电流大小相等、方向相反。两根导线产生的磁场大小相等、方向相反，总磁通量几乎为 0。 线圈的自感本质来源于线圈磁通量变化，双线绕法总磁通量始终接近零，电流变化时几乎没有磁通量变化，就消除了自感现象。若电路突然断电，电流会立刻消失，不会缓慢变小。故C正确，D错误 故选BC。 6. 如图所示为质谱仪的原理图，某带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器，其内部的匀强磁场磁感应强度为，匀强电场的强度为，垂直纸面的匀强磁场未画出，平板上有可让粒子通过的狭缝和记录粒子位置的胶片。平板下方有强度为的匀强磁场。下列说法正确的是（ ） A. 该粒子带负电 B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C. 能通过狭缝的带电粒子的速率等于 D. 若粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，则粒子的比荷就越大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．带电粒子进入匀强磁场B0中后向左偏转，由左手定则可知该粒子带正电，故A错误； B．速度选择器中带电粒子受到的电场力水平向右，洛伦兹力应水平向左，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向外，故B正确； C．带电粒子在速度选择器中做匀速直线运动，根据平衡条件可得 解得能通过狭缝的带电粒子的速率为，故C错误； D．粒子进入磁场B0后做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得 可得粒子轨迹半径为 粒子打在胶片上的位置到狭缝的距离为 若粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，则越小，则越大，故D正确。 故选BD。 7. 如图所示，矩形导线框放在匀强磁场中，在外力控制下静止不动，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度随时间变化的图像如图甲所示，时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。在时间内，规定线框内感应电流顺时针方向为正，线框边所受安培力向左为正，则线框内感应电流和线框边所受安培力随时间变化的图像正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。根据楞次定律和法拉第电磁感应定律可知，在内，感应电流方向为顺时针，大小和方向均不变，在内，感应电流方向为逆时针，大小和方向均不变，规定线框内感应电流顺时针方向为正，故A正确，B错误； CD．对ab边由左手定则以及公式可知，F的大小与B成正比，在内，ab边受到的安培力先向左后向右，在内，ab边受到的安培力还是先向左后向右，线框边所受安培力向左为正，故C错误，D正确。 故选AD。 8. 如图所示，足够长的光滑平行金属导轨水平放置，宽度，一匀强磁场垂直向下穿过导轨平面，导轨连接阻值为的电阻，质量为，电阻为的金属棒紧贴在导轨上，现用大小为的恒力使金属棒由静止开始运动，运动过程中始终垂直导轨且接触良好其运动距离与时间的关系如图乙所示，图像中的段为曲线，段为直线，导轨电阻不计，取，则（ ） A. 通过金属棒的电流方向由到 B. 磁感应强度为 C. 电阻在开始内产生的热量为 D. 金属棒在开始内通过的电荷量为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．金属棒向右运动切割磁感线，根据右手定则可知，通过金属棒的电流方向由到，故A正确； B．由图像可知段金属棒做匀速直线运动，速度大小为 根据平衡条件可得 又 联立解得磁感应强度为，故B正确； C．在开始内，根据功能关系可得 代入数据解得 则电阻在开始内产生的热量为，故C错误； D．根据 可知金属棒在开始内通过的电荷量为，故D正确。 故选ABD。 三、填空题（9题6分，10题6分，11题9分，共21分） 9. 如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场分布在边长为的正方形区域内，磁感应强度为点是边的中点。一个带电的粒子仅在洛伦兹力的作用下，从点沿纸面垂直边以速度射入正方形内，恰从边的中点离开磁场，则粒子的电性是带______电，若要让粒子从点离开磁场，则粒子的入射速度为______。 【答案】 ①. 正 ②. 【解析】 【详解】[1]粒子仅在洛伦兹力的作用下，从点沿纸面垂直边以速度射入正方形内，恰从边的中点离开磁场，根据左手定则可知粒子带正电。 [2]粒子从e点离开时的轨道半径，结合洛伦兹力提供向心力得 解得粒子的入射速度； 若粒子从点离开磁场，根据几何关系得 粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径 根据洛伦兹力提供向心力得 解得粒子的入射速度 10. 如图所示，已知回旋加速器形盒内的匀强磁场磁感应强度为，盒的半径为，粒子在盒间加速时的电压为。质量为电荷量为的粒子从间隙中心附近处的某点静止释放。不计粒子重力及粒子间相互作用，粒子获得的最大动能为______；若仅增大形盒的半径，粒子获得的最大动能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 ①. ②. 增大 【解析】 【详解】[1]粒子最后离开D形盒，有   粒子获得的最大动能为 解得 [2]根据，可知仅增大D形盒的半径，粒子获得的最大动能增大。 11. “研究电磁感应现象”的实验装置如图所示。 （1）将实物电路图中所缺的导线补充完整。 （2）连接好电路后，如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将线圈L1迅速插入线圈L2中，灵敏电流计的指针将______偏转（选填“向左”“向右”或“不”） （3）闭合开关，线圈L1插入线圈L2后，要产生让灵敏电流计的指针向左偏的电流。可将滑动变阻器的阻值快速调______（选填“大”或“小”）。 【答案】（1） （2）向右 （3）大 【解析】 【小问1详解】 本实验需要构建两个独立回路；原线圈回路：将电源、开关、滑动变阻器、线圈L1​串联起来。副线圈回路：线圈L2​和灵敏电流计串联。则完整的实物连线如图所示 【小问2详解】 连接好电路后，如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，可知当穿过线圈L2的磁通量增加时，灵敏电流计的指针向右偏转；合上开关后，将线圈L1迅速插入线圈L2中，穿过线圈L2的磁通量增加，则灵敏电流计的指针将向右偏转。 【小问3详解】 闭合开关，线圈L1插入线圈L2后，要产生让灵敏电流计的指针向左偏的电流，应使穿过线圈L2的磁通量减少，则通过线圈L1的电流应减小，可将滑动变阻器的阻值快速调大。 四、计算题（本题3个小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式。 12. 绝缘水平桌面上有一竖直向上的匀强磁场，间距的平行金属导轨固定在桌面上，左端连接电源的电动势内阻。质量的金属棒垂直导轨放置，与导轨间的动摩擦因数为。细线一端系在金属棒的中点，另一端通过桌边光滑定滑轮挂一质量为的重物时，金属棒恰处于静止且刚好不向右滑，细线水平且与金属棒垂直。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，金属棒接入电路的电阻，导轨电阻不计。求 （1）悬挂重物的质量； （2）若锁定金属棒，磁感应强度增大为，则解锁金属棒瞬间，重物的加速度大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据闭合电路欧姆定律可得回路电流为 则金属棒受到的安培力大小为 金属棒恰处于静止且刚好不向右滑，根据平衡条件可得 解得悬挂重物的质量为 【小问2详解】 若锁定金属棒，磁感应强度增大为，则金属棒受到的安培力大小为 由于 以金属棒为对象，根据牛顿第二定律可得 以悬挂重物为对象，根据牛顿第二定律可得 联立解得加速度大小为 13. 如图所示，间距大小为的平行导轨竖直放置，导轨上端与的电阻连接，图中水平虚线下方存在垂直导轨平面向外、磁感应强度大小的匀强磁场。现将质量电阻的导体棒从虚线上方处由静止释放，进入磁场后再下落时做匀速直线运动，已知导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨的电阻不计，重力加速度大小为，求 （1）导体棒刚进入磁场时电阻两端的电压大小； （2）导体棒下落的过程中，电阻的发热量； （3）导体棒从静止下落到恰好匀速所用的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 导体棒进入磁场前，根据机械能守恒得 解得导体棒刚进入磁场时速度 根据闭合电路欧姆定律得 其中导体棒电动势 导体棒刚进入磁场时电阻两端的电压 【小问2详解】 进入磁场后再下落时，导体棒做匀速直线运动，根据平衡条件可得 此时导体棒受到的安培力 根据闭合电路欧姆定律得 其中导体棒电动势 联立解得此时导体棒的速度大小 导体棒下落的过程中，根据能量守恒得 电阻产生的热量 解得 【小问3详解】 导体棒在磁场中受到的平均安培力为 导体棒在磁场中运动时间为，可得平均速度 导体棒从静止下落到恰好匀速过程，根据动量定理得 解得导体棒从静止下落到恰好匀速所用的时间 14. 如图所示，坐标系在竖直平面内，在的空间有沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场。在竖直线与轴之间还有沿轴负方向的匀强电场（大小未知），一个带正电、质量为的小球从点以水平速度抛出后，恰好从点进入复合场中，并沿着方向做直线运动。带电小球进入竖直线右侧区域后能在竖直平面内做匀速圆周运动，需要加一个匀强电场（大小未知），若带电小球做圆周运动时要通过轴上的点，且。已知重力加速度为。求： （1）小球过点时的速度大小，及与轴的夹角； （2）电场强度和大小之比； （3）小球从点运动到点所用的时间。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球从A点到O点做平抛运动，设小球从A点抛出时的初速度为，根据平抛运动规律可得水平方向 竖直方向 小球恰好从点进入复合场中，并沿着方向做直线运动，则 小球过点时的速度大小 联立解得，则与轴的夹角 小球过点时的速度大小 【小问2详解】 小球在OP方向做直线运动，由于受洛伦兹力、电场力和重力的作用，可以得出小球的速度大小不变，否则不能做直线运动，则由平衡条件得竖直方向 水平方向 带电小球进入竖直线右侧区域后能在竖直平面内做匀速圆周运动，需要加一个匀强电场，可得 联立解得 【小问3详解】 小球平抛运动时间 小球从到的时间 小球从到的匀速圆周运动 解得 ，则 设圆周运动的圆心角为，根据几何关系可得 解得，可得 小球从到的匀速圆周运动的时间 小球从点运动到点所用的时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024—2025学年度第二学期3月检测考试 高二年物理试卷 （时间75分钟，总分100分） 一、单项选择题（每小题4分，共16分，每小题只有一个选项正确） 1. 物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用．下面列举的四种器件中，在工作时利用安培力的是 A. 电动机 B. 回旋加速器 C. 电磁炉 D. 质谱仪 2. 如图所示，圆环形导体线图平放在水平桌面上，在的正上方固定一竖直螺线管，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成电路。若将滑动变阻器的滑片向下滑动，下面说法正确的是（ ） A. 穿过线圈的磁通量变小 B. 线图有收缩的趋势 C. 线图中将产生俯视顺时针方向的感应电流 D. 线图对水平桌面的压力将减小 3. 如图所示，是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，和是两个参数相同的灯泡，若将开关闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开开关，则（ ） A. 开关S闭合时，灯泡比先亮 B. 开关闭合时，灯泡同时亮，最后一样亮 C. 开关闭合后，灯泡同时亮，之后逐渐熄灭，逐渐变亮 D. 开关断开瞬间，灯泡闪亮一下逐渐熄灭 4. 如图所示，直角三角形的AB边长为L，∠C为30°，三角形所围区域内存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场．一质量为m、电荷量为q的带负电粒子(不计重力)从A点沿AB方向以速度v0射入磁场，要使粒子不从BC边穿出磁场，则下列说法正确的是 A. 磁感应强度的最小值为B= B. 磁感应强度的最小值为B= C. 粒子在磁场中运动的最长时间为t= D. 粒子在磁场中运动的最长时间为t= 二、双项选择题（每小题6分，共24分，每小题有两个选项正确） 5. 如图所示，关于电磁感应现象的一些应用，下列说法正确的是（ ） A. 真空冶炼炉是利用线圈中的高频电流产生的焦耳热使炉内金属熔化的 B. 真空冶炼炉是利用高频电流产生快速变化的磁场使炉内金属块产生涡流，从而使金属熔化的 C. 线圈采用双线绕法是为了消除电流变化引起的自感现象 D. 线圈采用双线绕法，若电路突然断电，自感电动势会让电流缓慢变小 6. 如图所示为质谱仪的原理图，某带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器，其内部的匀强磁场磁感应强度为，匀强电场的强度为，垂直纸面的匀强磁场未画出，平板上有可让粒子通过的狭缝和记录粒子位置的胶片。平板下方有强度为的匀强磁场。下列说法正确的是（ ） A. 该粒子带负电 B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C. 能通过狭缝的带电粒子的速率等于 D. 若粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，则粒子的比荷就越大 7. 如图所示，矩形导线框放在匀强磁场中，在外力控制下静止不动，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度随时间变化的图像如图甲所示，时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。在时间内，规定线框内感应电流顺时针方向为正，线框边所受安培力向左为正，则线框内感应电流和线框边所受安培力随时间变化的图像正确的是（ ） A. B. C. D. 8. 如图所示，足够长的光滑平行金属导轨水平放置，宽度，一匀强磁场垂直向下穿过导轨平面，导轨连接阻值为的电阻，质量为，电阻为的金属棒紧贴在导轨上，现用大小为的恒力使金属棒由静止开始运动，运动过程中始终垂直导轨且接触良好其运动距离与时间的关系如图乙所示，图像中的段为曲线，段为直线，导轨电阻不计，取，则（ ） A. 通过金属棒的电流方向由到 B. 磁感应强度为 C. 电阻在开始内产生的热量为 D. 金属棒在开始内通过的电荷量为 三、填空题（9题6分，10题6分，11题9分，共21分） 9. 如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场分布在边长为的正方形区域内，磁感应强度为点是边的中点。一个带电的粒子仅在洛伦兹力的作用下，从点沿纸面垂直边以速度射入正方形内，恰从边的中点离开磁场，则粒子的电性是带______电，若要让粒子从点离开磁场，则粒子的入射速度为______。 10. 如图所示，已知回旋加速器形盒内的匀强磁场磁感应强度为，盒的半径为，粒子在盒间加速时的电压为。质量为电荷量为的粒子从间隙中心附近处的某点静止释放。不计粒子重力及粒子间相互作用，粒子获得的最大动能为______；若仅增大形盒的半径，粒子获得的最大动能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 11. “研究电磁感应现象”的实验装置如图所示。 （1）将实物电路图中所缺的导线补充完整。 （2）连接好电路后，如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将线圈L1迅速插入线圈L2中，灵敏电流计的指针将______偏转（选填“向左”“向右”或“不”） （3）闭合开关，线圈L1插入线圈L2后，要产生让灵敏电流计的指针向左偏的电流。可将滑动变阻器的阻值快速调______（选填“大”或“小”）。 四、计算题（本题3个小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式。 12. 绝缘水平桌面上有一竖直向上的匀强磁场，间距的平行金属导轨固定在桌面上，左端连接电源的电动势内阻。质量的金属棒垂直导轨放置，与导轨间的动摩擦因数为。细线一端系在金属棒的中点，另一端通过桌边光滑定滑轮挂一质量为的重物时，金属棒恰处于静止且刚好不向右滑，细线水平且与金属棒垂直。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，金属棒接入电路的电阻，导轨电阻不计。求 （1）悬挂重物的质量； （2）若锁定金属棒，磁感应强度增大为，则解锁金属棒瞬间，重物的加速度大小。 13. 如图所示，间距大小为的平行导轨竖直放置，导轨上端与的电阻连接，图中水平虚线下方存在垂直导轨平面向外、磁感应强度大小的匀强磁场。现将质量电阻的导体棒从虚线上方处由静止释放，进入磁场后再下落时做匀速直线运动，已知导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨的电阻不计，重力加速度大小为，求 （1）导体棒刚进入磁场时电阻两端的电压大小； （2）导体棒下落的过程中，电阻的发热量； （3）导体棒从静止下落到恰好匀速所用的时间。 14. 如图所示，坐标系在竖直平面内，在的空间有沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场。在竖直线与轴之间还有沿轴负方向的匀强电场（大小未知），一个带正电、质量为的小球从点以水平速度抛出后，恰好从点进入复合场中，并沿着方向做直线运动。带电小球进入竖直线右侧区域后能在竖直平面内做匀速圆周运动，需要加一个匀强电场（大小未知），若带电小球做圆周运动时要通过轴上的点，且。已知重力加速度为。求： （1）小球过点时的速度大小，及与轴的夹角； （2）电场强度和大小之比； （3）小球从点运动到点所用的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $