精品解析：江苏省徐州市铜山启星中学2024-2025学年高二下学期第一次月考物理试卷

启星中学2024-2025学年度第二学期第一次检测 高二年级物理学科试题 一、单项选择题：共10题，每题5分，共50分，每题只有一个选项最符合题意。 1. 下列各图表示磁感应强度B、电流I和安培力F的方向之间关系，其中正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．电流与磁场方向平行，安培力为0，故A错误； B．根据左手定则，安培力竖直向上，故B错误； C．根据左手定则，安培力竖直向下，故C错误； D．根据左手定则，安培力水平向右，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，带正电粒子刚进入匀强磁场时，所受到的洛伦兹力的方向垂直纸面向外的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．磁场的方向是向外的，根据左手定则可知，受到的洛伦兹力的方向是向下的，故A错误； B．磁场的方向是向里的，负电荷向上运动，根据左手定则可知，受到的洛伦兹力的方向是向右的，故B错误； C．磁场的方向水平向右，负电荷向上运动，根据左手定则可知，受到的洛伦兹力的方向是向外的，故C正确； D．磁场的方向是向上的，负电荷向上运动，电荷运动方向和磁场方向平行，粒子不受洛伦兹力，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，某区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．一正方形刚性线圈，边长为L，匝数为n，线圈平面与磁场方向垂直，线圈的一半在磁场内．某时刻，线圈中通过大小为I的电流，则此线圈受到的安培力大小为（ ） A. B. C. nBIL D. 【答案】D 【解析】 【详解】在磁场中通电导线的有效长度为，每一匝线圈都要受到安培力，则线圈所受的安培力大小是. A．，与结论不相符，选项A错误； B．，与结论不相符，选项B错误； C．nBIL，与结论不相符，选项C错误； D．，与结论相符，选项D正确； 4. 一根通电直导线水平放置，通过直导线的恒定电流方向如图所示，现有一电子从直导线下方以水平向右的初速度v开始运动，不考虑电子重力，关于接下来电子的运动，下列说法正确的是（　　） A. 电子将向下偏转，速率变大 B. 电子将向上偏转，速率不变 C. 电子将向上偏转，速率变小 D. 电子将向下偏转，速率不变 【答案】B 【解析】 【详解】根据右手定则可知导线下方磁感应强度方向垂直纸面向外，再根据左手定则可知电子将向上偏转，由于洛伦兹力不做功，所以电子速率不变。 故选B。 5. 如图所示，两个速度大小不同的同种带电粒子1、2，沿水平方向从同一点垂直射入匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。当它们从磁场下边界飞出时相对入射方向的偏转角分别为90°、60°，则它们在磁场中运动的（　　） A. 轨迹半径之比为2∶1 B. 速度之比为1∶2 C. 时间之比为2∶3 D. 周期之比为1∶2 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】CD．由牛顿第二定律可得 化简可得，又，联立可得，故两粒子的周期相同，速度的偏转角即圆心角，故粒子1的运动时间 粒子2的运动时间 故时间之比为3∶2，CD错误； AB．粒子1和粒子2的圆心O1和O2如图所示 设粒子1的半径R1=d，对于粒子2，由几何关系可得 解得，故轨迹半径之比为1∶2，由半径公式可知，速度之比为1∶2，A错误，B正确。 故选B。 6. 质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。如图所示，一带电粒子从容器下方的小孔飘入电势差为U的加速电场，然后经沿着与磁场方向垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打在照相底片D上，测得该粒子在磁场中运动的轨道半径为r，则该粒子的比荷为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】在加速电场有 在磁场中，根据牛顿第二定律得 解得 故选A。 7. 图中表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情境，导体ab上的感应电流方向为的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．导体ab顺时针转动，运用右手定则，磁感线穿过手心，拇指指向顺时针方向，则导体ab上的感应电流方向为a→b，A正确； B．导体ab向纸外运动，运用右手定则时，磁感线穿过手心，拇指指向纸外，则知导体ab上的感应电流方向为b→a，B错误； C．导体框向右运动，ad边切割磁感线，由右手定则可知，导体ab上的感应电流方向为b→a，C错误； D．导体ab沿导轨向下运动，由右手定则判断知导体ab上的感应电流方向为b→a，D错误。 故选A。 8. 如图所示，MN、PQ为两条平行的水平放置的金属导轨，左端接有定值电阻R，金属棒ab斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，ab=L。磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨间夹角为60°，以速度v水平向右匀速运动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒的电流为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】金属棒切割磁感线的有效长度为 根据法拉第电磁感应定律 由欧姆定律 解得 B正确，ACD错误。 故选B。 9. 如图，一绝缘光滑固定斜面处于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上，通有电流I的金属细杆水平静止在斜面上．若电流变为0.5I，磁感应强度大小变为3B，电流和磁场的方向均不变，则金属细杆将（ ） A. 沿斜面加速上滑 B. 沿斜面加速下滑 C. 沿斜面匀速上滑 D. 仍静止在斜面上 【答案】A 【解析】 【分析】本题是一道关于安培力的共点力的平衡问题及牛顿第二定律相关知识 【详解】最初金属细杆受到三个力作用，且合力为零，如图所示 由平衡可知，安培力 若电流变为0.5I，磁感应强度大小变为3B，则安培力 根据牛顿第二定律 故金属细杆以 的加速度沿着斜面加速上滑，故A正确，BCD错误。 故选A。 10. 如图所示，宽为2L且上、下边界都水平的匀强磁场区域的正上方有一个高为L的闭合矩形线框由静止从某高处释放，线框竖直下落过程中，下边始终保持水平，磁感应强度方向垂直于线框平面向里，线框第一次从某高度由静止下落后，恰好匀速进入磁场，第二次调整下落高度后，线框恰好匀速穿过磁场下边界，用I1、I2分别表示第一次、第二次在整个进出磁场区域的过程中线框的感应电流大小，则下列反映线框的感应电流随位移变化的图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】AB．线框第一次从某高度由静止下落后，恰好匀速进入磁场，说明安培力与重力大小相等，方向相反，即 mg=BI0L 其中 由于速度不变，所以感应电流的大小不变；线框完全在磁场中运动时，线框中没有感应电流，则没有安培力，线框做加速运动，速度增大，所以线框的下边刚出磁场时线框的速度大于v0，所以感应电流大于I0，线框受到的安培力大于mg，线框做减速运动，速度逐渐减小，所以安培力逐渐减小，线框做加速度逐渐减小的加速运动。若减速至v0时，安培力再次等于重力，线框重新做匀速运动。不存在速度小于v0的情况，所以线框中的电流不会小于I0，A正确，B错误； CD．第二次调整下落高度后，线框恰好匀速穿过磁场下边界，说明线框到达下边的速度是v0，由于线框完全在磁场中运动时，线框中没有感应电流，则没有安培力，线框做加速运动，速度增大，所以线框完全进入磁场时的速度一定小于v0，则进入磁场的过程中产生的感应电流一定小于I0，所以安培力一定小于重力，线框加速度的方向向下，线框在进入磁场的过程中一定一直做加速运动，此过程中电流一直增大且小于I0，CD错误。 故选A。 二、非选择题：共4题，共50分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 一根有效长L为0.2m的金属棒放在倾角为θ=37°的光滑斜面上，并通以I=5A的电流，方向如图所示。整个装置放在磁感应强度为B=0.6T、竖直向上的匀强磁场中，金属棒恰能静止在斜面上。 （1）求出金属棒受到的安培力大小及方向； （2）画出金属棒受力分析示意图并求出该棒的重力G。 【答案】（1）0.6N，方向水平向右；（2） ，0.8N 【解析】 【详解】（1）金属棒受到的安培力的大小 方向水平向右； （2）金属棒受力分析示意图如下 根据共点力平衡得 解得 12. 如图所示，一带电量为q＝2×10-9c，质量为m=1.8×10-16kg的粒子，在直线上一点O沿30°角方向进入磁感强度为B的匀强磁场中，经历t＝1.5×10-6s后到达直线上另一点P．求： (1)粒子做圆周运动的周期T； (2)磁感强度B的大小； (3)若OP的距离为0.1m，则粒子的运动速度v多大？ 【答案】(1) (2) (3) v≈3.5×105m/s 【解析】 【详解】(1)粒子运动轨迹如图所示： 由几何知识可知，粒子在磁场中转过的圆心角：α=360°-θ=360°-2×30°=300°， 粒子在磁场中的运动时间： 则粒子的周期： (2)粒子在磁场中做圆周运动的周期： 则磁感应强度： (3)粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得： 由几何知识可知：OP=2rsin30° 解得：v≈3.5×105m/s 【点睛】本题考查了粒子在磁场中的运动，粒子在磁场中做匀速圆周运动，分析清楚粒子运动过程，应用周期公式、牛顿第二定律即可正确解题，解题时注意数学知识的应用． 13. 如图所示，两根平行光滑金属导轨MN和PQ放置在水平面内其间距L=0.2m，磁感应强度B=0.5T的匀强磁场垂直导轨平面向下，两导轨之间连接的电阻R=4.8Ω，在导轨上有一金属棒ab，其接入电路的电阻r=1.2Ω，金属棒与导轨垂直且接触良好，在ab棒上施加水平拉力使其以速度v=12m/s向右匀速运动，设金属导轨足够长。求 (1)金属棒ab产生的感应电动势； (2)水平拉力的大小F； (3)金属棒a、b两点间的电势差。 【答案】(1) E=1.2V；(2)；(3) Uab=0.96V 【解析】 【详解】(1)设金属棒中感应电动势为E E=BLv 带入数值得 E=1.2V (2)设过电阻R的电流大小为I 带入数值得 I=0.2A 因棒匀速运动，则外力等于安培力，有 (3)设a、b两点间的电势差为U Uab=IR 带入数值得 Uab=0.96V 14. 如图所示，坐标平面第Ⅰ象限内存在大小为E＝4×105N/C、方向水平向左的匀强电场，在第Ⅱ象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场．质量与电荷量之比为＝4×10-10kg/C的带正电粒子从x轴上的A点以初速度v0＝2×107m/s垂直x轴射入电场，OA＝0.2m，不计重力． （1）带电粒子在匀强电场中做什么运动？粒子经过y轴时的位置到原点O的距离是多少？ （2）求带电粒子刚进磁场时的速度大小和方向； （3）若要求粒子不能进入第Ⅲ象限，求磁感应强度B的取值范围。（不考虑粒子第二次进入电场后的运动情况） 【答案】（1）类平抛运动；0.4m （2）；与y轴正方向的夹角为θ＝45° （3）T 【解析】 【小问1详解】 带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，设粒子在电场中运动的时间为t，粒子经过y轴时的位置与原点O的距离为y，沿电场方向qE＝ma， 垂直电场方向y＝v0t 联立解得a＝1.0×1015m/s2，t＝2.0×10－8s，y＝0.4m 【小问2详解】 粒子经过y轴时在电场方向的分速度为vx＝at＝2×107m/s 粒子经过y轴时的速度大小为 与y轴正方向的夹角为 则θ＝45° 【小问3详解】 要使粒子不进入第Ⅲ象限，如图所示，此时粒子做匀速圆周运动的轨道半径为R，由几何关系得 在磁场中由牛顿第二定律得 联立解得T 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 启星中学2024-2025学年度第二学期第一次检测 高二年级物理学科试题 一、单项选择题：共10题，每题5分，共50分，每题只有一个选项最符合题意。 1. 下列各图表示磁感应强度B、电流I和安培力F的方向之间关系，其中正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 如图所示，带正电粒子刚进入匀强磁场时，所受到的洛伦兹力的方向垂直纸面向外的是（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，某区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．一正方形刚性线圈，边长为L，匝数为n，线圈平面与磁场方向垂直，线圈的一半在磁场内．某时刻，线圈中通过大小为I的电流，则此线圈受到的安培力大小为（ ） A. B. C. nBIL D. 4. 一根通电直导线水平放置，通过直导线的恒定电流方向如图所示，现有一电子从直导线下方以水平向右的初速度v开始运动，不考虑电子重力，关于接下来电子的运动，下列说法正确的是（　　） A. 电子将向下偏转，速率变大 B. 电子将向上偏转，速率不变 C. 电子将向上偏转，速率变小 D. 电子将向下偏转，速率不变 5. 如图所示，两个速度大小不同的同种带电粒子1、2，沿水平方向从同一点垂直射入匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。当它们从磁场下边界飞出时相对入射方向的偏转角分别为90°、60°，则它们在磁场中运动的（　　） A. 轨迹半径之比为2∶1 B. 速度之比为1∶2 C. 时间之比为2∶3 D. 周期之比为1∶2 6. 质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。如图所示，一带电粒子从容器下方的小孔飘入电势差为U的加速电场，然后经沿着与磁场方向垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打在照相底片D上，测得该粒子在磁场中运动的轨道半径为r，则该粒子的比荷为（　　） A. B. C. D. 7. 图中表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情境，导体ab上的感应电流方向为的是（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，MN、PQ为两条平行的水平放置的金属导轨，左端接有定值电阻R，金属棒ab斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，ab=L。磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨间夹角为60°，以速度v水平向右匀速运动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒的电流为（　　） A. B. C. D. 9. 如图，一绝缘光滑固定斜面处于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上，通有电流I的金属细杆水平静止在斜面上．若电流变为0.5I，磁感应强度大小变为3B，电流和磁场的方向均不变，则金属细杆将（ ） A. 沿斜面加速上滑 B. 沿斜面加速下滑 C. 沿斜面匀速上滑 D. 仍静止在斜面上 10. 如图所示，宽为2L且上、下边界都水平的匀强磁场区域的正上方有一个高为L的闭合矩形线框由静止从某高处释放，线框竖直下落过程中，下边始终保持水平，磁感应强度方向垂直于线框平面向里，线框第一次从某高度由静止下落后，恰好匀速进入磁场，第二次调整下落高度后，线框恰好匀速穿过磁场下边界，用I1、I2分别表示第一次、第二次在整个进出磁场区域的过程中线框的感应电流大小，则下列反映线框的感应电流随位移变化的图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 二、非选择题：共4题，共50分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 一根有效长L为0.2m的金属棒放在倾角为θ=37°的光滑斜面上，并通以I=5A的电流，方向如图所示。整个装置放在磁感应强度为B=0.6T、竖直向上的匀强磁场中，金属棒恰能静止在斜面上。 （1）求出金属棒受到的安培力大小及方向； （2）画出金属棒受力分析示意图并求出该棒的重力G。 12. 如图所示，一带电量为q＝2×10-9c，质量为m=1.8×10-16kg的粒子，在直线上一点O沿30°角方向进入磁感强度为B的匀强磁场中，经历t＝1.5×10-6s后到达直线上另一点P．求： (1)粒子做圆周运动的周期T； (2)磁感强度B的大小； (3)若OP的距离为0.1m，则粒子的运动速度v多大？ 13. 如图所示，两根平行光滑金属导轨MN和PQ放置在水平面内其间距L=0.2m，磁感应强度B=0.5T的匀强磁场垂直导轨平面向下，两导轨之间连接的电阻R=4.8Ω，在导轨上有一金属棒ab，其接入电路的电阻r=1.2Ω，金属棒与导轨垂直且接触良好，在ab棒上施加水平拉力使其以速度v=12m/s向右匀速运动，设金属导轨足够长。求 (1)金属棒ab产生的感应电动势； (2)水平拉力的大小F； (3)金属棒a、b两点间的电势差。 14. 如图所示，坐标平面第Ⅰ象限内存在大小为E＝4×105N/C、方向水平向左的匀强电场，在第Ⅱ象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场．质量与电荷量之比为＝4×10-10kg/C的带正电粒子从x轴上的A点以初速度v0＝2×107m/s垂直x轴射入电场，OA＝0.2m，不计重力． （1）带电粒子在匀强电场中做什么运动？粒子经过y轴时的位置到原点O的距离是多少？ （2）求带电粒子刚进磁场时的速度大小和方向； （3）若要求粒子不能进入第Ⅲ象限，求磁感应强度B的取值范围。（不考虑粒子第二次进入电场后的运动情况） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $