内容正文:
灌南县惠泽高级中学2025~2026学年第一学期第一次月考
高二物理试题
注意事项:
1.考试时长75分钟,试卷总分100分。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
3.请用2B铅笔和0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上指定区域内作答。
一、单选题
1. “磁生电”是电磁学的重大发现之一,不但具有重要的理论意义,而且具有极大的实用价值,引领人类进入了电气时代。首先通过实验发现电磁感应现象的科学家是( )
A. 牛顿 B. 库仑 C. 法拉第 D. 爱因斯坦
【答案】C
【解析】
【详解】首先通过实验发现电磁感应现象的科学家是法拉第。
故选C。
2. 下列四个选项中哪个不等于磁感应强度的单位特斯拉( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据可知,,选项A不符合题意;
BC.,选项BC不符合题意;
D.由可知,,选项D符合题意。
故选D。
3. 如图所示,质量和电量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场区域,带电粒子仅受洛伦兹力的作用,运动的轨迹如图中虚线所示,下列说法正确的是( )
A. M带负电,N带正电
B. M的速率大于N的速率
C. 洛伦兹力对M、N都做正功
D. M、N在磁场中运动的周期相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据左手定则,粒子M运动方向与四指指向相同,粒子N运动方向与四指指向相反,可知,M带正电,N带负电,故A错误;
B.根据
解得
根据图像可知,粒子M的轨道半径小于粒子N的轨道半径,可知M的速率小于N的速率,故B错误;
C.洛伦兹力方向始终垂直于粒子运动的速度方向,即洛伦兹力对M、N都不做功,故C错误;
D.根据
结合上述解得
由于带电粒子M和N的质量和电量都相等,则M、N在磁场中运动的周期相等,故D正确。
故选D。
4. 在磁感应强度为、方向竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根长通电直导线,电流的方向垂直于纸面。如图所示,是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,其中点的磁感应强度为,则下列说法正确的是( )
A. 直导线中电流的方向垂直纸面向外
B. 两点的磁感应强度相同
C. 点的磁感应强度在四个点中最小
D. 点磁感应强度与竖直方向成斜向右上方
【答案】C
【解析】
【详解】A.在点,原匀强磁场的磁感应强度为,方向竖直向上,有通电直导线后,磁感应强度为,由安培定则可知,通电直导线在点产生的磁场方向竖直向上,则有直导线中电流的方向垂直纸面向里,A错误;
B.由安培定则可知,通电直导线在两点产生的磁感应强度大小相等,方向相反,都与原匀强磁场方向垂直,则有两点的合磁场的磁感应强度大小相等,方向不相同,B错误;
C.由安培定则可知,通电直导线在两点产生的磁场方向与原匀强磁场方向垂直,在点产生的磁场方向竖直向下,与原匀强磁场方向相反,通电直导线在各点产生磁感应强度大小相等,由磁感应强度的叠加原理可知,点的磁感应强度在四个点中最小,C正确;
D.通电直导线在b点产生的磁场方向与原匀强磁场方向垂直向左,且大小等于,因此点合磁感应强度与竖直方向成斜向左上方,D错误。
故选C。
5. 如图所示,为当年法拉第实验装置示意图,两个线圈分别绕在一个铁环上,线圈A接直流电源,线圈B接灵敏电流表,下列哪种情况不可能使线圈B中产生感应电流( )
A. 将开关S接通或断开的瞬间
B. 开关S接通一段时间之后
C. 开关S接通后,改变滑动变阻器滑动头的位置时
D. 拿走铁环,再做这个实验,开关S接通或断开的瞬间
【答案】B
【解析】
【详解】A.闭合与断开开关S的瞬间,穿过线圈B的磁通量都发生变化,线圈B中均有感应电流,选项A不符合题意;
B.开关S接通一段时间之后,电路中电流稳定,线圈B中磁通量不变,所以无感应电流,选项B符合题意;
C.闭合开关S后,在改变滑动变阻器滑动头的位置时,线圈A中电流发生变化,通过线圈B的磁通量发生改变,则线圈B中有感应电流.选项C不符合题意;
D.拿走铁环,再做这个实验,开关S接通或断开的瞬间,由于磁通量发生改变,线圈B中依然会产生感应电流,选项D不符合题意;
故选B。
6. 目前,世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机。如图表示它的原理:将一束等离子体喷射入磁场,在磁场中有两块金属板A、B,这时金属板上就会聚集电荷,产生电压。下列说法不正确的是( )
A. B板带正电
B. 其他条件不变,只减小AB板间距,UAB增大
C. 其他条件不变,只减小射入速度,UAB减小
D. 其他条件不变,只增大磁感应强度,UAB增大
【答案】B
【解析】
【详解】A. 磁场方向由N极指向S极,根据左手定则:等离子体中的正电荷受到的洛伦兹力指向B板,负电荷受力指向A板,因此B板聚集正电荷,故A正确,不符合题意;
B.当极板电荷积累到平衡时,电荷的洛伦兹力与电场力相等
整理得极板开路电压,其中为AB板间距,为等离子体入射速度,为磁感应强度。
其他条件不变,减小,可知减小,故B错误,符合题意;
C.其他条件不变,减小入射速度,减小,故C正确,不符合题意;
D.其他条件不变,增大磁感应强度,增大,故D正确,不符合题意。
故选B。
7. 如图所示,将一根同种材料、粗细均匀的导体围成半径为的闭合线圈,固定在垂直线圈平面、磁感应强度为的匀强磁场中(未画出)。、两点将线圈分为上、下两部分,且、两点间上方部分的线圈所对应的圆心角为。现有大小为的恒定电流自点流入、点流出,则闭合线圈受到的安培力大小为( )
A. B. C. D. 0
【答案】A
【解析】
【详解】由几何关系可知,、两点间的距离为
由等效思想可知,闭合线圈受到的安培力的大小
故选A。
8. 笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件,当显示屏开启时磁体远离霍尔元件,电脑正常工作;当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件,电脑进入休眠状态。休眠状态时、简化原理如图所示,宽为a、厚为b、长为c的矩形半导体霍尔元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中,其载流子是电荷量为e的自由电子,当通入方向向右、大小为I的电流时,元件前、后表面间电压为U,则此时元件的( )
A. 前表面的电势比后表面的低 B. 自由电子受到的洛伦兹力大小为
C. 前、后表面间的电压U与I成反比 D. 前、后表面间的电压U与b成反比
【答案】D
【解析】
【详解】A.电流方向向右,自由电子的定向移动方向向左。磁场垂直上表面向下,根据左手定则,可判断自由电子受到的洛伦兹力指向后表面,电子在后表面积累负电荷,后表面带负电,因此前表面的电势比后表面高,故A错误;
B.电子稳定后受力平衡,洛伦兹力等于电场力。前后表面间距为,电压为,因此电场强度
洛伦兹力大小,故B错误;
CD.根据电流微观表达式
电流的横截面积,可得
整理得电子定向移动速率
平衡时满足
代入整理得
可见与电流成正比,与厚度成反比,故C错误,D正确。
故选D。
9. 要认识原子核内部的情况,需要用极高能量的粒子作为“炮弹”去轰击原子核才能把它“打开”,而回旋加速器就是产生这些高能“炮弹”的“工厂”。如图是回旋加速器的原理图,D形盒的半径为R,所加磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直D形盒向下,D形盒间的加速电压为U,D形盒间的狭缝很窄,粒子穿过狭缝的时间可以忽略,则( )
A. 粒子在D形盒中被加速的次数越多,获得的最大速度越大
B. D形盒间加速电压越大,粒子获得的最大速度越大
C. 粒子在D形盒中运动的时间为
D. 该装置加速电源的电压和频率设定好后,可以对任意粒子加速
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由洛伦兹力公式和牛顿第二定律可知
得
可知,粒子最终获得的速度由D形盒的半径决定,AB错误;
C.当粒子从加速器中飞出时,获得的能量
则粒子被加速的次数
而粒子圆周运动的周期
故粒子在D形盒中运动的时间
C正确;
D.只有加速器所加交流电源的周期与粒子在磁场中运动的周期相同时,粒子才能一直被加速,根据周期公式
可知,粒子在回旋加速器中运动周期与粒子的比荷有关,并非任意粒子均可被加速,D错误。
故选C。
10. 如图所示,在纸面内半径为R的圆形区域中充满了垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一点电荷从图中A点以速度沿水平方向入射,速度方向与半径方向的夹角为30°,经磁场偏转后刚好能从C点(未画出)反向射出,不计电荷的重力,下列说法正确的是( )
A. 该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线通过O点
B. 该点电荷在磁场中的运动时间为
C. 该点电荷的比荷为
D. 若磁场反向,则该点电荷在磁场中运动的时间为
【答案】B
【解析】
【详解】A. 根据几何关系可知,当点电荷射入磁场时初速度方向不沿半径方向,该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线也不会通过O点,选项A错误;
B.点电荷经磁场偏转后刚好能从C点(未画出)反向射出,可知该点电荷在磁场中运动的圆弧所对的圆心角为。故弦AC与初速度方向垂直。如图所示。
根据几何关系,可得轨迹圆半径
根据,可得该点电荷在磁场中的运动时间,故B正确;
C.根据牛顿第二定律得
解得该点电荷的比荷为,故C错误;
D.若磁场反向,粒子运动轨迹如图。
设粒子在磁场中运动圆弧所对的圆心角为2θ,则由几何关系
解得
因为,可知
故该点电荷在磁场中运动的时间,故D错误。
故选B。
二、非选择题
11. 如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)将图中所缺的导线补接完整(要求滑动变阻器滑片向左移时,电阻减小)。
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后可能出现的情况有:
①将A线圈迅速插入B线圈时,灵敏电流计指针将___________。(填“向右偏一下”,“向左偏一下”,“不动”)
②A线圈插入B线圈稳定后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,灵敏电流计指针将___________。(填“向右偏一下”,“向左偏一下”,“不动”)
(3)在做“研究电磁感应现象”实验时,如果B线圈两端不接任何元件,则B线圈电路中将( )
A. 因电路不闭合,无电磁感应现象
B. 有电磁感应现象,但无感应电流
【答案】(1) (2) ①. 向右偏一下 ②. 向右偏一下 (3)B
【解析】
【小问1详解】
本实验分两个回路:原回路由电源、开关、滑动变阻器、原线圈A组成,副回路由副线圈B、灵敏电流计组成。要求滑片左移电阻减小,滑动变阻器需要接入左下接线柱,使滑片左移时接入电阻丝长度变短,电阻减小。连线如图所示
【小问2详解】
[1]闭合开关时,穿过B的磁通量增加,电流计指针右偏,可得结论:穿过B的磁通量增加时,指针右偏;磁通量减少时指针左偏。
A迅速插入B,穿过B的磁通量增加,和闭合开关的磁通量变化趋势一致,因此指针向右偏一下。
[2]滑片左拉,滑动变阻器电阻减小,原线圈电流增大,穿过B的磁通量依然增加,因此感应电流方向不变,指针仍向右偏一下。
【小问3详解】
电磁感应现象的本质是磁通量变化产生感应电动势,只要磁通量变化就会发生电磁感应;只有电路闭合时才会产生感应电流,因此B线圈不接元件时,有电磁感应现象(产生感应电动势),但无感应电流。
故选B。
12. 如图所示,闭合导线框架的面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B。
(1)求出B⊥S(图示位置)时,穿过闭合导线框架平面的磁通量。
(2)由图示位置绕OO′转过30°时,穿过框架平面的磁通量为多少?
(3)这个过程中磁通量变化了多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
当时,线框平面与磁场垂直,垂直磁场的投影面积等于线框面积,因此穿过框架的磁通量
【小问2详解】
线框绕转过后,线框面积在垂直磁场方向的投影为
因此此时磁通量
【小问3详解】
磁通量变化量为末态磁通量减初态磁通量
13. 如图所示,金属杆的质量为m,长为l,通过的电流为I,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面为θ角斜向上,结果静止于水平导轨上。求:
(1)金属杆受到的摩擦力的大小;
(2)金属杆对导轨的压力的大小。
【答案】(1) f = BIlsinθ,(2) FN = mg - BIlcosθ
【解析】
【详解】(1)对导体棒作受力分析有
F安 = BIl
根据共点力的平衡有
f = F安sinθ = BIlsinθ
(2)竖直方向的受力有
mg = FN + F安y = FN + BIlcosθ
整理得
FN = mg - BIlcosθ
14. 如图所示,距离为L的竖直虚线P与Q之间分布着竖直向下的匀强电场,A为虚线P上一点,C为虚线Q上一点,水平虚线CD与CF之间分布着垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,虚线CF与虚线Q之间的夹角,质量为m、电荷量为q的粒子从A点以水平初速度射出,恰好从C点射入磁场,速度与水平方向的夹角也为,粒子重力可忽略不计。求:
(1)粒子带何种电荷?电场强度大小;
(2)粒子在磁场中运动的轨迹半径;
(3)粒子在磁场中运动的时间。
【答案】(1)正电,;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,电场力向下,与电场方向相同,则粒子带正电;设带电粒子在匀强电场中运动时间为,则有
由牛顿第二定律得
联立解得电场强度大小为
(2)带电粒子进入磁场的速度大小为
带电粒子在磁场中,由洛伦兹力提供向心力得
联立解得
(3)根据几何关系可得,带电粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为
则粒子在磁场中运动的时间为
联立解得
15. 如图所示,一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从x轴上的P点以速度v沿与x轴成60°的方向射入第一象限内的垂直纸面向外的匀强磁场中,并恰好垂直于y轴射出第一象限。第二象限分布着水平向左的匀强电场,电场强度为E。已知,电场和磁场范围均足够大,重力忽略不计。求:
(1)带电粒子第一次穿出第一象限的坐标;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)带电粒子从P点入射到第三次穿过y轴的时间。
【答案】(1)(0,3a)
(2)
(3)
【解析】
【分析】
【小问1详解】
粒子入射速度与x轴正方向成,出射速度垂直y轴(沿x轴负方向),分别作两速度的垂线得圆心在轴上,设圆心为,半径为,轨迹如图所示
为半径,与入射速度垂直,因此半径
则
出射点在圆心正上方点,坐标为
【小问2详解】
洛伦兹力提供向心力
代入得
【小问3详解】
第一阶段:P到第一次穿过y轴,圆周运动周期
该过程圆心角,故
第二阶段:第一次穿过y轴到第二次穿过y轴,粒子带负电,受向右电场力,加速度
初速度向左大小为,整个过程位移为0,由
解得
第三阶段:第二次穿过y轴到第三次穿过y轴,粒子回到磁场时速度大小,沿x轴正方向,半径仍为,做半周圆周运动,圆心角,故
总时间
【点睛】
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灌南县惠泽高级中学2025~2026学年第一学期第一次月考
高二物理试题
注意事项:
1.考试时长75分钟,试卷总分100分。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
3.请用2B铅笔和0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上指定区域内作答。
一、单选题
1. “磁生电”是电磁学的重大发现之一,不但具有重要的理论意义,而且具有极大的实用价值,引领人类进入了电气时代。首先通过实验发现电磁感应现象的科学家是( )
A. 牛顿 B. 库仑 C. 法拉第 D. 爱因斯坦
2. 下列四个选项中哪个不等于磁感应强度的单位特斯拉( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,质量和电量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场区域,带电粒子仅受洛伦兹力的作用,运动的轨迹如图中虚线所示,下列说法正确的是( )
A. M带负电,N带正电
B. M的速率大于N的速率
C. 洛伦兹力对M、N都做正功
D. M、N在磁场中运动的周期相等
4. 在磁感应强度为、方向竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根长通电直导线,电流的方向垂直于纸面。如图所示,是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,其中点的磁感应强度为,则下列说法正确的是( )
A. 直导线中电流的方向垂直纸面向外
B. 两点的磁感应强度相同
C. 点的磁感应强度在四个点中最小
D. 点磁感应强度与竖直方向成斜向右上方
5. 如图所示,为当年法拉第实验装置示意图,两个线圈分别绕在一个铁环上,线圈A接直流电源,线圈B接灵敏电流表,下列哪种情况不可能使线圈B中产生感应电流( )
A. 将开关S接通或断开的瞬间
B. 开关S接通一段时间之后
C. 开关S接通后,改变滑动变阻器滑动头的位置时
D. 拿走铁环,再做这个实验,开关S接通或断开的瞬间
6. 目前,世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机。如图表示它的原理:将一束等离子体喷射入磁场,在磁场中有两块金属板A、B,这时金属板上就会聚集电荷,产生电压。下列说法不正确的是( )
A. B板带正电
B. 其他条件不变,只减小AB板间距,UAB增大
C. 其他条件不变,只减小射入速度,UAB减小
D. 其他条件不变,只增大磁感应强度,UAB增大
7. 如图所示,将一根同种材料、粗细均匀的导体围成半径为的闭合线圈,固定在垂直线圈平面、磁感应强度为的匀强磁场中(未画出)。、两点将线圈分为上、下两部分,且、两点间上方部分的线圈所对应的圆心角为。现有大小为的恒定电流自点流入、点流出,则闭合线圈受到的安培力大小为( )
A. B. C. D. 0
8. 笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件,当显示屏开启时磁体远离霍尔元件,电脑正常工作;当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件,电脑进入休眠状态。休眠状态时、简化原理如图所示,宽为a、厚为b、长为c的矩形半导体霍尔元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中,其载流子是电荷量为e的自由电子,当通入方向向右、大小为I的电流时,元件前、后表面间电压为U,则此时元件的( )
A. 前表面的电势比后表面的低 B. 自由电子受到的洛伦兹力大小为
C. 前、后表面间的电压U与I成反比 D. 前、后表面间的电压U与b成反比
9. 要认识原子核内部的情况,需要用极高能量的粒子作为“炮弹”去轰击原子核才能把它“打开”,而回旋加速器就是产生这些高能“炮弹”的“工厂”。如图是回旋加速器的原理图,D形盒的半径为R,所加磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直D形盒向下,D形盒间的加速电压为U,D形盒间的狭缝很窄,粒子穿过狭缝的时间可以忽略,则( )
A. 粒子在D形盒中被加速的次数越多,获得的最大速度越大
B. D形盒间加速电压越大,粒子获得的最大速度越大
C. 粒子在D形盒中运动的时间为
D. 该装置加速电源的电压和频率设定好后,可以对任意粒子加速
10. 如图所示,在纸面内半径为R的圆形区域中充满了垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一点电荷从图中A点以速度沿水平方向入射,速度方向与半径方向的夹角为30°,经磁场偏转后刚好能从C点(未画出)反向射出,不计电荷的重力,下列说法正确的是( )
A. 该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线通过O点
B. 该点电荷在磁场中的运动时间为
C. 该点电荷的比荷为
D. 若磁场反向,则该点电荷在磁场中运动的时间为
二、非选择题
11. 如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)将图中所缺的导线补接完整(要求滑动变阻器滑片向左移时,电阻减小)。
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后可能出现的情况有:
①将A线圈迅速插入B线圈时,灵敏电流计指针将___________。(填“向右偏一下”,“向左偏一下”,“不动”)
②A线圈插入B线圈稳定后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,灵敏电流计指针将___________。(填“向右偏一下”,“向左偏一下”,“不动”)
(3)在做“研究电磁感应现象”实验时,如果B线圈两端不接任何元件,则B线圈电路中将( )
A. 因电路不闭合,无电磁感应现象
B. 有电磁感应现象,但无感应电流
12. 如图所示,闭合导线框架的面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B。
(1)求出B⊥S(图示位置)时,穿过闭合导线框架平面的磁通量。
(2)由图示位置绕OO′转过30°时,穿过框架平面的磁通量为多少?
(3)这个过程中磁通量变化了多少?
13. 如图所示,金属杆的质量为m,长为l,通过的电流为I,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面为θ角斜向上,结果静止于水平导轨上。求:
(1)金属杆受到的摩擦力的大小;
(2)金属杆对导轨的压力的大小。
14. 如图所示,距离为L的竖直虚线P与Q之间分布着竖直向下的匀强电场,A为虚线P上一点,C为虚线Q上一点,水平虚线CD与CF之间分布着垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,虚线CF与虚线Q之间的夹角,质量为m、电荷量为q的粒子从A点以水平初速度射出,恰好从C点射入磁场,速度与水平方向的夹角也为,粒子重力可忽略不计。求:
(1)粒子带何种电荷?电场强度大小;
(2)粒子在磁场中运动的轨迹半径;
(3)粒子在磁场中运动的时间。
15. 如图所示,一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从x轴上的P点以速度v沿与x轴成60°的方向射入第一象限内的垂直纸面向外的匀强磁场中,并恰好垂直于y轴射出第一象限。第二象限分布着水平向左的匀强电场,电场强度为E。已知,电场和磁场范围均足够大,重力忽略不计。求:
(1)带电粒子第一次穿出第一象限的坐标;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)带电粒子从P点入射到第三次穿过y轴的时间。
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