第=page11頁(yè)，共=sectionpages1717頁(yè)2024-2025學(xué)年第二學(xué)期高二物理3月檢測(cè)試卷一、單選題：本大題共8小題，共32分。1.1932年，美國(guó)物理學(xué)家安德森在宇宙射線實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了正電子，證實(shí)了反物質(zhì)的存在。實(shí)驗(yàn)中，安德森記錄了正電子在云室中由上向下經(jīng)過(guò)6mm鉛板的軌跡如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面，正電子穿過(guò)鉛板會(huì)有部分能量損失，其他能量損失不計(jì)，則可判定正電子(

)

A.所在磁場(chǎng)方向一定垂直于紙面向里 B.穿過(guò)鉛板后受到洛倫茲力變大

C.穿過(guò)鉛板后做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑變大 D.穿過(guò)鉛板后做圓周運(yùn)動(dòng)的周期變大2.如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一長(zhǎng)為l的懸線，一端固定于O點(diǎn)，另一端掛一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球，將小球與懸線拉至右側(cè)與磁感線垂直的水平位置，由靜止釋放，重力加速度為g，則小球第一次通過(guò)最低位置時(shí)懸線上的拉力大小為(

)

A.3mg+Bqgl B.3mg3.如圖所示，虛線的上方存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。將一粗細(xì)均勻的電阻絲折成的正五邊形導(dǎo)體框abcde置于磁場(chǎng)中(ab邊水平)，用導(dǎo)線將恒壓電源U連接在導(dǎo)體框的a、b兩點(diǎn)。則下列說(shuō)法正確的是(

)

A.ba邊所受的安培力方向豎直向上

B.bcdea部分與ba邊所受的安培力大小之比為1：4

C.ba邊與bc邊所受的安培力大小相等

D.導(dǎo)體框所受的安培力為04.如圖，在Oxy平面的第一象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一帶電粒子從y軸上的M點(diǎn)射入磁場(chǎng)，速度方向與y軸正方向的夾角θ=30°。粒子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后垂直穿過(guò)x軸。已知OM=a，粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，重力不計(jì)。則A.粒子帶正電荷 B.粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為a

C.粒子速度的大小為2qBam D.粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為5.如圖所示，兩根不計(jì)電阻的光滑金屬導(dǎo)軌平行放置，導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成某一角度，導(dǎo)軌上端用直導(dǎo)線連接，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。具有一定阻值的金屬棒MN從某高度由靜止開始下滑，下滑過(guò)程中MN始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，則MN所受的安培力F及其加速度a、速度v、電流I，隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像可能正確的是(

)

A. B.

C. D.6.如圖所示，帶負(fù)電的小球豎直向下射入垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)和受力說(shuō)法正確的是(

)

A.小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度不變

B.小球剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到的洛倫茲力水平向左

C.小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程的加速度保持不變

D.小球受到的洛倫茲力對(duì)小球做負(fù)功7.如圖所示，長(zhǎng)方體空間被平面MNPO分成兩個(gè)區(qū)域，兩區(qū)域分布有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反且與z軸平行的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一電子以某一速度從長(zhǎng)方體左側(cè)垂直O(jiān)yz平面進(jìn)入并穿過(guò)兩磁場(chǎng)區(qū)域，關(guān)于電子運(yùn)動(dòng)軌跡在下列坐標(biāo)平面內(nèi)的投影，可能正確的是(

)

A. B.

C. D.8.如圖所示，一根足夠長(zhǎng)的光滑絕緣桿MN，與水平面的夾角為37°，固定在豎直平面內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)充滿桿所在的空間，桿與磁場(chǎng)方向垂直。質(zhì)量為m的帶電小環(huán)沿桿下滑到圖中的P處時(shí)，對(duì)桿有垂直桿向下的壓力作用，壓力大小為0.4mg。已知小環(huán)的電荷量為q，重力加速度大小為g，sin37°=0.6，下列說(shuō)法正確的是A.小環(huán)帶正電

B.小環(huán)滑到P處時(shí)的速度大小vP=6mg5qB

C.當(dāng)小環(huán)的速度大小為v=mgqB二、多選題：本大題共2小題，共10分。9.某同學(xué)得知安培力和洛倫茲力之間有一定的關(guān)聯(lián)，設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)來(lái)模擬導(dǎo)線和導(dǎo)線中的自由電荷。如圖所示，在光滑水平面xOy上沿x軸方向放置著一根兩端開口的光滑絕緣玻璃管，管中始終有一排完全相同的帶正電小球(如果有小球從一端出管，另一端就會(huì)進(jìn)相同數(shù)量的小球)，整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。下列說(shuō)法正確的是(

)

A.若玻璃管沿y軸正方向勻速運(yùn)動(dòng)，管內(nèi)小球相對(duì)于管向x軸正方向勻加速運(yùn)動(dòng)

B.若玻璃管沿y軸正方向勻速運(yùn)動(dòng)，管側(cè)壁會(huì)受到小球向y軸負(fù)方向的力的作用

C.若所有小球同時(shí)獲得沿x軸正方向的相同初速度，玻璃管會(huì)沿y軸正方向勻加速運(yùn)動(dòng)

D.若所有小球同時(shí)獲得沿x軸正方向的相同初速度，且玻璃管被固定，小球可以勻速通過(guò)玻璃管10.如圖所示，圓心為O、半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。M、N點(diǎn)在圓周上且MON為其豎直直徑?，F(xiàn)將兩個(gè)比荷k相同的帶電粒子P、Q分別從M點(diǎn)沿MN方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子P的入射速度為v1=v，粒子Q的入射速度為v2=3v，已知PA.粒子P帶正電，粒子Q帶負(fù)電

B.粒子P和粒子Q的周期和角速度相同

C.粒子Q的軌道半徑為3vkB

D.粒子P和粒子Q在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共16分。11.某物理興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)利用天平測(cè)定磁感應(yīng)強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)原理如圖所示，天平的右臂下面掛一個(gè)寬為L(zhǎng)的矩形線圈，線圈的下部懸在方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.天平左右懸點(diǎn)關(guān)于支點(diǎn)對(duì)稱，線圈共N匝，當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

(1)未通電流時(shí)，在天平左盤內(nèi)放入質(zhì)量為M的砝碼，使天平平衡;當(dāng)給線圈通以逆時(shí)針?lè)较?、大小為I的電流(如圖所示)時(shí)，需要在砝碼盤中再加入質(zhì)量為m0的砝碼，天平才重新平衡.分析可知磁場(chǎng)方向垂直于紙面

(填“向里”或“向外”)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=

.((2)只改變通入線圈電流I的大小，砝碼盤中放入砝碼使天平平衡，讀出砝碼盤中砝碼的總質(zhì)量m，得到多組m和I數(shù)據(jù)后，作出了m-I圖像，若該圖像是一條斜率為k的直線，則勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=

.(用g、k、L和N12.如圖所示，用洛倫茲力演示儀可以觀察電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡。圖甲是洛倫茲力演示儀的實(shí)物圖，圖乙是其結(jié)構(gòu)示意圖。勵(lì)磁線圈通電后可以產(chǎn)生垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勵(lì)磁線圈中的電流越大，產(chǎn)生的磁場(chǎng)越強(qiáng)。圖乙中，電子經(jīng)電子槍中的加速電場(chǎng)加速后水平向右垂直于磁感線方向射入磁場(chǎng)。圖丙是勵(lì)磁線圈的結(jié)構(gòu)示意圖。(1)要使電子形成如圖乙所示的運(yùn)動(dòng)軌跡，圖乙中的勵(lì)磁線圈應(yīng)通以(沿垂直于紙面向里方向觀察)

(選填“逆時(shí)針”或“順時(shí)針”)方向的電流。(2)若僅增大勵(lì)磁線圈中的電流，則電子束軌跡的半徑

(選填“變小”“變大”或“不變”)。(3)若僅增大電子槍中加速電場(chǎng)的電壓，則電子束軌跡的半徑

，電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期

。(均選填“變小”“變大”或“不變”)四、計(jì)算題：本大題共3小題，共42分。13.如圖所示，不計(jì)電阻的金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，間距為d，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面成θ角斜向下，導(dǎo)軌左側(cè)接入電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的直流電源?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m、接入電路的電阻為R的金屬桿垂直放在導(dǎo)軌上且接觸良好，閉合開關(guān)，金屬桿開始在導(dǎo)軌上滑動(dòng)。已知金屬桿和導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g。求：(1)閉合開關(guān)瞬間金屬桿受到的安培力；(2)閉合開關(guān)瞬間金屬桿加速度的大小。14.如圖所示，有一對(duì)平行金屬板，兩板相距為0.05m.電壓為10V，兩板之間有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0=0.1T，方向與金屬板面平行并垂直于紙面向里。圖中右邊有一半徑R為0.1m、圓心為O的圓形區(qū)域內(nèi)也存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=3(1)離子速度v的大??；(2)離子的比荷q/(3)離子在圓形磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t.(結(jié)果可保留根號(hào)和π15.如圖甲所示，在xOy坐標(biāo)系的第三象限內(nèi)，有平行于y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E1但大小未知。一質(zhì)量為m，電荷量為q的正離子(不計(jì)重力)從y軸上坐標(biāo)為(0,-32d)的M點(diǎn)以平行于x軸負(fù)方向的速度v0射入第三象限，恰好從x軸上坐標(biāo)為(-3d,0)的N點(diǎn)進(jìn)入第二象限。離子剛進(jìn)入第二象限的時(shí)候，在y軸正半軸上的某點(diǎn)固定一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷，電量-Q未知，同時(shí)撤去E1，離子隨即做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。隨后離子經(jīng)過(guò)y軸時(shí)，立即撤去-Q，同時(shí)在第一、四象限加上如圖乙所示的周期性變化的電場(chǎng)E2，取平行于y軸正方向?yàn)镋2的正方向，其周期T=3d4v0，E2與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，已知靜電力常量為k。求：

(1)第三象限電場(chǎng)強(qiáng)度E1的大小；

(2)點(diǎn)電荷-答案和解析1.【答案】A

【解析】A.根據(jù)左手定則可知磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，故A正確;

B.根據(jù)F洛=evB，正電子速度減小，受到的洛侖茲力減小，故B錯(cuò)誤;

C.設(shè)正電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，根據(jù)牛頓第二定律有evB=mv2r，解得r=mveB，所以運(yùn)動(dòng)半徑減小，故2.【答案】B

【解析】從水平位置到最低點(diǎn)根據(jù)動(dòng)能定理可知：mgL=12mv2

解得：v=2gL

在最低點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律可得：F-mg-qvB3.【答案】B

【解析】A.由電路可知，流過(guò)ab邊的電流方向由b向a，由左手定則可知ba邊所受的安培力方向豎直向下，A錯(cuò)誤;

B.設(shè)導(dǎo)體框的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，單位長(zhǎng)度的電阻為R0，由歐姆定律可得ab邊的電流為I1=ULR0，

流過(guò)bcdea邊的電流為I2=U4LR0，又bcdea邊與ba邊在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度相等，則由公式F=BIL可知安培力的大小與電流成正比，則bcdea部分與ba邊所受的安培力大小之比為1:4，B正確;

C.同理ba邊與bc邊所受的安培力大小之比為4:1，4.【答案】C

【解析】A.粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后沿順時(shí)針?lè)较蜃鰣A周運(yùn)動(dòng)，由左手定則可知，粒子帶負(fù)電荷，故A錯(cuò)誤;

BC.粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，

由幾何知識(shí)可知，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R=OMsin?θ=a12=2a，粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得qvB=mv2R，解得v=2qBam5.【答案】A

【解析】ABC.根據(jù)題意，設(shè)導(dǎo)體棒的電阻為R，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，導(dǎo)體棒速度為v時(shí)，受到的安培力為F=BIL=B2L2vR，可知F∝v，由牛頓第二定律可得，導(dǎo)體棒的加速度為a=mgsinθ-Fm=gsinθ-B2L2vmR可知，隨著速度的增大，導(dǎo)體棒的加速度逐漸減小，當(dāng)加速度為零時(shí)，導(dǎo)體棒開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則v-6.【答案】B

【解析】A.小球受洛倫茲力和重力的作用，做曲線運(yùn)動(dòng)，速度時(shí)刻變化，故A錯(cuò)誤；

B.帶負(fù)電的小球豎直向下射入垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，小球受洛倫茲力和重力的作用做曲線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)左手定則，可知小球剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到的洛倫茲力水平向左，故B正確；

C.小球受洛倫茲力和重力的作用做曲線運(yùn)動(dòng)，重力始終豎直向下，洛倫茲力始終與速度方向垂直，且速度方向時(shí)刻變化，合力方向時(shí)刻變化，根據(jù)牛頓第二定律，加速度的方向時(shí)刻變化，故C錯(cuò)誤；

D.洛倫茲力始終與速度方向垂直，洛倫茲力永不做功，故D錯(cuò)誤。

故選B。7.【答案】A

【解析】由左手定則可以判斷出電子在兩磁場(chǎng)中的洛倫茲力方向，沿著z軸負(fù)方向看，電子在洛倫茲力的作用下，在平面MNPO的左側(cè)區(qū)域，電子沿逆時(shí)針做圓周運(yùn)動(dòng)，在平面MNPO的右側(cè)區(qū)域，電子沿順時(shí)針做圓周運(yùn)動(dòng)，所以電子運(yùn)動(dòng)軌跡在xoy坐標(biāo)平面內(nèi)的投影如選項(xiàng)A所示，在xoz平面內(nèi)的投影應(yīng)該是一條平行于x軸的直線。故選A。8.【答案】D

【解析】A.小環(huán)的重力在垂直桿方向上的分力：G1=mgcos37°=0.8mg，根據(jù)題意知，帶電小環(huán)沿桿下滑到圖中的P處時(shí)，小環(huán)對(duì)桿的壓力為0.4mg，壓力小于0.8mg，根據(jù)牛頓第三定律可知桿對(duì)小環(huán)的支持力垂直桿向上，大小為0.4mg，所以小環(huán)受到的洛倫茲力方向應(yīng)垂直桿斜向上。由左手定則可知，小環(huán)帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；

B.設(shè)小環(huán)滑到P處的速度為vP，在P處小環(huán)的受力如圖所示：

，

在垂直桿的方向上，對(duì)環(huán)根據(jù)平衡條件有：qvPB+FN=mgcos37°，其中FN=0.4mg，解得vP=2mg5qB，故B錯(cuò)誤；

C.當(dāng)小環(huán)的速度大小為v=mgqB時(shí)，可得其受的洛倫茲力為：F=qvB=9.【答案】BD

【解析】A.若玻璃管沿y軸正方向勻速運(yùn)動(dòng)，小球受到受到向左的洛倫茲力開始加速，由于玻璃管的速度不變，所以小球受到向左的洛倫茲力大小不變，即加速度不變，管內(nèi)小球相對(duì)于管向x軸負(fù)方向勻加速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；

B.小球有向左的速度，則側(cè)壁會(huì)受到小球向y軸負(fù)方向的力的作用，B正確；

C.若所有小球同時(shí)獲得沿x軸正方向的相同初速度，玻璃管會(huì)向y軸加速運(yùn)動(dòng)，小球在y軸方向上有速度，會(huì)受到向左的洛倫茲力，即在小球在x方向的速度會(huì)減小，那么整體小球在y方向上受到的洛倫茲力會(huì)減小，所以玻璃管不是勻加速運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；

D.若所有小球同時(shí)獲得沿x軸正方向的相同初速度，且玻璃管被固定，則小球在水平方向上不受力，小球可以勻速通過(guò)玻璃管，D正確。10.【答案】BD

【解析】A.由左手定則可知，粒子P和粒子Q均帶正電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.根據(jù)周期公式T和角速度公式ω可知，因?yàn)閮闪Ｗ颖群蒶相同，所以它們的周期和角速度也相同，選項(xiàng)B正確；C.由軌道半徑公式r可知，粒子Q的軌道半徑為r選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D.作出兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。設(shè)磁場(chǎng)的邊界半徑為R，由幾何關(guān)系得P粒子的軌道半徑r所以Q粒子的軌道半徑為r由幾何關(guān)系得tan所以α由t可知，P粒子和Q粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為t選項(xiàng)D正確。故選BD。11.【答案】向外mkg

【解析】(1)由題意可知，線圈受到向下的安培力，根據(jù)左手定則，可知磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外;根據(jù)平衡條件，有NBIL=m0g，解得B=m0gNIL；

(2)設(shè)線圈的重力為G，根據(jù)平衡條件有mg12.【答案】(1)逆時(shí)針；(2)變??；(3)變大；不變。

【解析】(1)根據(jù)電子進(jìn)入磁場(chǎng)的方向，利用左手定則判斷出電子受到的洛倫茲力正好指向圓心，所以磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，根據(jù)安培定則可知，勵(lì)磁線圈中應(yīng)通以逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎?/p>

(2)若僅增大勵(lì)磁線圈中的電流，則磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，根據(jù)公式Bqv=mv2r，可得運(yùn)動(dòng)半徑變??；

(3)根據(jù)公式q