精品解析：江苏省无锡市江阴市第二中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

2024-2025学年度春学期三月份阶段性检测试卷 高二物理 第I卷（选择题） 一、单选题（每题4分，共48分） 1. 用如图所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。将条形磁体的某一极插入和拔出线圈的过程中，下列判断正确的是（　　） A. 电流表指针发生偏转，且偏转方向不同 B. 电流表指针发生偏转，且偏转方向相同 C. 磁体受到线圈的作用力，且方向均向上 D. 磁体受到线圈的作用力，且方向均向下 2. 如图，长的直导线垂直于匀强磁场放置，磁场的磁感应强度。当导线中通以的电流时，导线受到的安培力大小为（　　） A. 0 B. 0.1N C. 0.2N D. 0.3N 3. 下图所示带电粒子刚进入磁场时所受到的洛伦兹力的方向正确的是（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，带正电的小球竖直向下射入垂直纸面向里的匀强磁场，关于小球运动和受力说法正确的是（　　） A. 小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右 B. 小球运动过程的加速度保持不变 C. 小球运动过程中的速度不变 D. 小球受到的洛伦兹力对小球做负功 5. 如图所示，示波管内的电子枪（图中未画出）射出的电子束射向荧光屏，若不加电场和磁场，电子束将沿图中虚直线垂直打在荧光屏上。现在于示波管的正下方放置一条形磁体，使磁体与虚直线在同一竖直平面（纸面）内，且条形磁体的极靠近示波荧光屏管，示波管中的电子束将（　　） A. 向纸外偏转 B. 向纸内偏转 C. 向上偏转 D. 向下偏转 6. 如图所示，图中已标出磁场B的方向，通电直导线中电流I的方向以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 回旋加速器的原理如图所示，由两个半径均为R的D形盒组成，D形盒狭缝间加周期性变化的交变电压，电压的值大小恒为U，D形盒所在平面有垂直于盒面向下的磁场，磁感应强度为B，一个质量为m、电荷量为q的粒子在加速器中被加速，则（ ） A. D形盒上周期性变化的电压U越大，粒子离开D形盒时的速度越大 B. 粒子每次经过D形盒之间的缝隙后速度增大 C. 粒子以速度v在D形盒磁场内运动半个圆周后动能增加 D. 粒子离开D形盒时动能为 8. 如图所示，由三段相同的电阻丝组成的等边三角形导体框，垂直磁场放置，将ab两点接入电源两端，若ac段电阻丝受到的安培力大小为F，则此时三段电阻丝受到的安培力的合力大小为（　　） A. 3F B. 2F C. 1.5F D. F 9. 如图甲所示，光滑绝缘水平面上方足够大空间内存在磁感应强度大小的水平匀强磁场，带正电的物块A静置于水平面上，电荷量q＝0.2C。t＝0时，水平力F作用在物块A上，物块A由静止开始运动，其对水平面的压力随时间的变化图像如图乙，重力加速度，则（　　） A. 物块A的质量m＝3kg B. 水平力F不断增大 C. 水平力F的大小为70N D. 物块A做匀加速直线运动 10. 如图所示，用绝缘轻丝线吊一质量为的带电塑料小球在竖直平面内摆动，水平磁场垂直于小球摆动的平面，当小球自图示位置摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，若不计空气阻力，重力加速度为，则小球自右侧相同摆角处摆到最低点时悬线上的张力大小为（　　） A. B. C. D. 11. 圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，带电粒子a、b从圆周上的M点沿直径MON方向以相同的速度射入磁场，粒子a、b的运动轨迹如图所示。已知粒子a离开磁场时速度方向偏转了90°，粒子b离开磁场时速度方向偏转了60°，不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子a、b都带负电 B. 粒子a、b在磁场中运动的时间之比为3:2 C. 粒子a、b的比荷之比为 D. 粒子a、b在磁场中运动轨迹的半径之比为1:3 12. 如图所示，纸面内固定的两平行长直导线、中通有大小相同、方向相反的电流，位于纸面内两导线间处（靠近）的粒子源沿平行于方向发射一速度为的带正电粒子。已知通有电流为的长直导线，在距离导线为处产生的磁场的磁感应强度为，为常量。不计粒子重力，图中虚线到、的距离相等。则粒子在导线间的运动轨迹可能正确的是（　　） A. B. C. D. 第二卷（非选择题） 三、解答题（共计52分） 13. 如图，质量的金属圆环用细绳竖直悬挂于水平横梁上，虚线平分圆环，以上部分有垂直纸面向外的匀强磁场。磁感应强度随时间变化的关系满足，已知圆环的半径，电阻，取重力加速度大小，细绳能承受的最大拉力，从时刻开始计时，求： （1）感应电流的大小及方向； （2）细绳断裂瞬间的时刻。 14. 一个质量为电荷量为的带电粒子，从轴上的点以速度，沿与正方向成的方向射入第一象限内的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，并恰好垂直于轴射出第一象限，不计重力。求： （1）粒子的电性 （2）匀强磁场的磁感应强度的大小 （3）带电粒子在第一象限运动的时间 15. 如图所示，足够长的竖直绝缘墙壁右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，质量为m、带电量为q的绝缘物块与绝缘墙壁之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。现将小物块紧贴竖直墙壁由静止释放，小物块沿绝缘墙壁下滑，最终达到稳定速度，已知墙壁足够长，求： （1）粒子的电性 （2）物块释放瞬间的加速度大小 （3）物块稳定时的速度大小 16. 如图所示的平面内，轴上方存在平行于轴向下的匀强电场，轴下方存在垂直平面向外的匀强磁场，在轴上坐标为处的点有一质量为、电荷量为的带电粒子，以的速度平行轴进入电场强度为的电场。从轴上的点（图中未标出）首次进入磁场中，粒子在磁场中做匀速圆周运动，随后从轴上的点（图中未标出）首次离开磁场，且恰能回到点，不计粒子重力，求： （1）点到点的距离； （2）匀强磁场的磁感应强度大小； （3）若仅改变磁感应强度的大小，粒子经多次进出磁场之后能再次经过点，求磁感应强度可能的值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年度春学期三月份阶段性检测试卷 高二物理 第I卷（选择题） 一、单选题（每题4分，共48分） 1. 用如图所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。将条形磁体的某一极插入和拔出线圈的过程中，下列判断正确的是（　　） A. 电流表指针发生偏转，且偏转方向不同 B. 电流表指针发生偏转，且偏转方向相同 C. 磁体受到线圈的作用力，且方向均向上 D. 磁体受到线圈的作用力，且方向均向下 【答案】A 【解析】 【详解】AB．将条形磁体的某一极插入和拔出线圈的过程中，线圈所在位置的原磁场方向一定，穿过线圈的磁通量分别增大和减小，线圈中均有感应电流，电流表指针均发生偏转，根据楞次定律可知，插入和拔出线圈的过程中，感应电流方向相反，即电流表指针偏转方向不同，故A正确，B错误； CD．根据楞次定律可知，感应电流激发的磁场对原磁体有磁场力的作用，该力总要阻碍原磁体的相对运动，即磁体受到线圈的作用力，插入时方向向上，拨出时方向向下，故CD错误。 故选A。 2. 如图，长的直导线垂直于匀强磁场放置，磁场的磁感应强度。当导线中通以的电流时，导线受到的安培力大小为（　　） A. 0 B. 0.1N C. 0.2N D. 0.3N 【答案】C 【解析】 【详解】根据安培力的计算公式可得 故选C。 3. 下图所示带电粒子刚进入磁场时所受到的洛伦兹力的方向正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知，粒子所受洛伦兹力方向向上，故A错误； B．根据左手定则可知，粒子所受洛伦兹力方向向下，故B正确； C．粒子速度方向与磁场方向平行，粒子不受洛伦兹力，故C错误； D．粒子速度方向与磁场方向平行，粒子不受洛伦兹力，故D错误。 故选B。 4. 如图所示，带正电的小球竖直向下射入垂直纸面向里的匀强磁场，关于小球运动和受力说法正确的是（　　） A. 小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右 B. 小球运动过程的加速度保持不变 C. 小球运动过程中的速度不变 D. 小球受到的洛伦兹力对小球做负功 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据左手定则，可知小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右，A正确； BC．小球受洛伦兹力和重力的作用，则小球运动过程中速度、加速度的大小和方向都在变，BC错误； D．洛伦兹力永不做功，D错误。 故选A。 5. 如图所示，示波管内的电子枪（图中未画出）射出的电子束射向荧光屏，若不加电场和磁场，电子束将沿图中虚直线垂直打在荧光屏上。现在于示波管的正下方放置一条形磁体，使磁体与虚直线在同一竖直平面（纸面）内，且条形磁体的极靠近示波荧光屏管，示波管中的电子束将（　　） A. 向纸外偏转 B. 向纸内偏转 C. 向上偏转 D. 向下偏转 【答案】B 【解析】 【详解】示波管下方磁体极靠近时，电子束通过的路径上有竖直向上的磁场；电子束由左向右运动，由左手定则可知，电子束受到的洛伦兹力方向垂直纸面向里，即电子束向纸面内侧偏转。 故选B。 6. 如图所示，图中已标出磁场B的方向，通电直导线中电流I的方向以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．由左手定则可知，图A中通电直导线所受安培力F的方向应是垂直电流I的方向向下，A错误； B．由图B可知，通电直导线中电流I的方向与磁场B的方向平行，通电直导线不受安培力作用，B错误； C．由左手定则可知，图C中通电直导线所受安培力F的方向应是垂直电流I的方向向下，C正确； D．由左手定则可知，图D中通电直导线所受安培力F的方向应是垂直电流I的方向指向读者，D错误。 故选C。 7. 回旋加速器的原理如图所示，由两个半径均为R的D形盒组成，D形盒狭缝间加周期性变化的交变电压，电压的值大小恒为U，D形盒所在平面有垂直于盒面向下的磁场，磁感应强度为B，一个质量为m、电荷量为q的粒子在加速器中被加速，则（ ） A. D形盒上周期性变化的电压U越大，粒子离开D形盒时的速度越大 B. 粒子每次经过D形盒之间的缝隙后速度增大 C. 粒子以速度v在D形盒磁场内运动半个圆周后动能增加 D. 粒子离开D形盒时动能为 【答案】D 【解析】 【详解】AD．粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有 粒子离开D形盒时，速度为 动能为 与电压无关，故A错误，D正确； B．粒子每次经过D形盒之间的缝隙过程，电场力做功，根据动能定理可得 即动能增加qU。由动能表达式可知第n次经过D形盒之间的缝隙后速度变化为 粒子并非每次经过D形盒之间的缝隙后速度增大，故B错误； C．粒子在磁场中受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，洛伦兹力不做功，粒子动能保持不变，故C错误。 故选D。 8. 如图所示，由三段相同的电阻丝组成的等边三角形导体框，垂直磁场放置，将ab两点接入电源两端，若ac段电阻丝受到的安培力大小为F，则此时三段电阻丝受到的安培力的合力大小为（　　） A. 3F B. 2F C. 1.5F D. F 【答案】A 【解析】 【详解】ab段支路与acb段支路并联，两支路电压相同，由于三段电阻丝相同，则acb段电阻为ab段电阻的两倍，根据可知，若acb段电流为I，则ab端支路为2I，设每段电阻丝长度为L，对ac段，安培力 对acb段，acb段有效长度为L，且有效电流方向a指向b，则其安培力 对ab段，ab段有效长度为L，且有效电流方向a指向b，则其安培力 左手定则可知ab段与acb段安培力均向上，故三段电阻丝受到的安培力的合力大小为 故选A。 9. 如图甲所示，光滑绝缘水平面上方足够大空间内存在磁感应强度大小的水平匀强磁场，带正电的物块A静置于水平面上，电荷量q＝0.2C。t＝0时，水平力F作用在物块A上，物块A由静止开始运动，其对水平面的压力随时间的变化图像如图乙，重力加速度，则（　　） A. 物块A的质量m＝3kg B. 水平力F不断增大 C. 水平力F的大小为70N D. 物块A做匀加速直线运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据 得 故A错误； BD．物块A对水平面的压力 物块A对水平面的压力不断增大，则洛伦兹力不断增大，速度不断增大，做加速运动，结合图像可知，速度均匀增大，则做匀加速运动，水平力F不变，故B错误，D正确； C．根据 图乙图像斜率 代入数据得 故 故C错误。 故选D。 10. 如图所示，用绝缘轻丝线吊一质量为的带电塑料小球在竖直平面内摆动，水平磁场垂直于小球摆动的平面，当小球自图示位置摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，若不计空气阻力，重力加速度为，则小球自右侧相同摆角处摆到最低点时悬线上的张力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设小球自题图示位置摆到最低点时速度大小为，因洛伦兹力不做功，只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律 小球自左方摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，可知洛伦兹力方向向上，在最低点合力提供向心力，由牛顿第二定律 当小球自右方相同摆角处摆到最低点时，根据左手定则，洛伦兹力方向向下，摆动过程中洛伦兹力也不做功，机械能守恒，则小球摆到最低点时速度仍为，由牛顿第二定律 联立解得 故选C。 11. 圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，带电粒子a、b从圆周上的M点沿直径MON方向以相同的速度射入磁场，粒子a、b的运动轨迹如图所示。已知粒子a离开磁场时速度方向偏转了90°，粒子b离开磁场时速度方向偏转了60°，不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子a、b都带负电 B. 粒子a、b在磁场中运动的时间之比为3:2 C. 粒子a、b的比荷之比为 D. 粒子a、b在磁场中运动轨迹的半径之比为1:3 【答案】C 【解析】 【详解】A．粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力，则由左手定则可得，粒子都带正电，故A错误； D．两个粒子进入磁场时速度指向圆心且水平，则出磁场时速度反向延长线过圆心，轨迹圆半径与速度方向垂直，则可作图得到圆心分别为O1、O2，如图 设磁场圆半径为R，则由几何关系可得，两轨迹圆半径分别为， 则粒子a、b在磁场中运动轨迹的半径之比为，故D错误； C．粒子在磁场中做圆周运动有 化简得 由于速度相同，相同磁场，则可知比荷之比等于轨迹半径的反比，即，故C正确； B．两粒子在磁场中运动时间分别为, 综合可得 故B错误。 故选C。 12. 如图所示，纸面内固定的两平行长直导线、中通有大小相同、方向相反的电流，位于纸面内两导线间处（靠近）的粒子源沿平行于方向发射一速度为的带正电粒子。已知通有电流为的长直导线，在距离导线为处产生的磁场的磁感应强度为，为常量。不计粒子重力，图中虚线到、的距离相等。则粒子在导线间的运动轨迹可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据安培定则可知，两导线中的电流在导线间任一点产生的磁场方向均相同，设两导线间的距离为，距离导线为处磁场的磁感应强度 当时，最小，带电粒子在磁场中运动过程中，速度大小不变，由，解得轨迹的曲率半径 即在虚线附近曲率半径较大，靠近导线处曲率半径较小，可能正确的是C。 故选C。 第二卷（非选择题） 三、解答题（共计52分） 13. 如图，质量的金属圆环用细绳竖直悬挂于水平横梁上，虚线平分圆环，以上部分有垂直纸面向外的匀强磁场。磁感应强度随时间变化的关系满足，已知圆环的半径，电阻，取重力加速度大小，细绳能承受的最大拉力，从时刻开始计时，求： （1）感应电流的大小及方向； （2）细绳断裂瞬间的时刻。 【答案】（1），感应电流方向沿顺时针方向 （2） 【解析】 【小问1详解】 由楞次定律可知，感应电流方向沿顺时针方向；根据法拉第电磁感应定律有 其中 根据闭合电路欧姆定律有 解得 【小问2详解】 根据安培力公式有 细绳断裂瞬间，则有 其中， 解得 14. 一个质量为电荷量为的带电粒子，从轴上的点以速度，沿与正方向成的方向射入第一象限内的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，并恰好垂直于轴射出第一象限，不计重力。求： （1）粒子的电性 （2）匀强磁场的磁感应强度的大小 （3）带电粒子在第一象限运动的时间 【答案】（1）正电 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由左手定则可知粒子带正电 【小问2详解】 粒子在磁场中的运动轨迹如图所示 由几何关系可知rsin30°=l 由洛伦兹力提供向心力可得 联立解得 【小问3详解】 由图像可知，粒子运动对应的圆心角为θ=150°，根据， 解得 15. 如图所示，足够长的竖直绝缘墙壁右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，质量为m、带电量为q的绝缘物块与绝缘墙壁之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。现将小物块紧贴竖直墙壁由静止释放，小物块沿绝缘墙壁下滑，最终达到稳定速度，已知墙壁足够长，求： （1）粒子的电性 （2）物块释放瞬间的加速度大小 （3）物块稳定时的速度大小 【答案】（1）负电 （2） （3） 【解析】 【15题详解】 小物块沿绝缘墙壁下滑，说明在下滑过程中受到的洛伦兹力方向指向墙壁，根据左手定则可知，粒子带负电。 【16题详解】 释放瞬间速度为零，洛伦兹力为零，物块与墙壁间没有摩擦力，即物块只受到重力作用，加速度为重力加速度，。 【17题详解】 下滑过程中，速度增大，洛伦兹力增大，物块与墙壁间摩擦力增大，其加速度减小，当加速度等于零时速度达到最大值，此后匀速下滑，， 解得 16. 如图所示的平面内，轴上方存在平行于轴向下的匀强电场，轴下方存在垂直平面向外的匀强磁场，在轴上坐标为处的点有一质量为、电荷量为的带电粒子，以的速度平行轴进入电场强度为的电场。从轴上的点（图中未标出）首次进入磁场中，粒子在磁场中做匀速圆周运动，随后从轴上的点（图中未标出）首次离开磁场，且恰能回到点，不计粒子重力，求： （1）点到点的距离； （2）匀强磁场的磁感应强度大小； （3）若仅改变磁感应强度的大小，粒子经多次进出磁场之后能再次经过点，求磁感应强度可能的值。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子从到做类平抛运动，有， 根据牛顿第二定律有 联立得 【小问2详解】 粒子在点速度 与水平夹角，进入磁场后做圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力有 又有 联立得 【小问3详解】 增大磁感应强度，半径减小，每次进出会向右平移一定值距离。 设第次出磁场时经过，则有 又有 根据洛伦兹力提供向心力有 解得 同理有 联立得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $