第第頁【解析】河南省開封五縣2022-2023學年高二下學期第二次月考聯考物理試題登錄二一教育在線組卷平臺助您教考全無憂

河南省開封五縣2022-2023學年高二下學期第二次月考聯考物理試題

一、單選題

1．（2023高二下·開封月考）關于物理學發展的相關內容，下列說法錯誤的是（）

A．1887年愛因斯坦在研究電磁波的實驗中發現了光電效應現象，并提出了光電效應理論，獲得1921年諾貝爾物理學獎

B．英國物理學家湯姆孫利用氣體放電管對陰極射線進行研究，確定了陰極射線是帶負電的粒子流，并測出了這種粒子的比荷，后來組成陰極射線的粒子被稱為電子

C．放射性并不是少數元素才有的，原子序數大于83的元素，都能自發地進行衰變，原子序數小于或者等于83的元素，部分具有放射性

D．組成原子核的核子數越多，它的結合能越大；比結合能越大，原子核中核子結合得越牢固，原子核越穩定

2．（2023高二下·開封月考）用中子轟擊靜止的鋰核，核反應方程為。已知光子的頻率為v，鋰核的比結合能為，氦核的比結合能為，X核的比結合能為，普朗克常量為h，真空中光速為c、下列說法中正確的是（）

A．X核為核

B．光子的動量

C．釋放的核能

D．質量虧損

3．（2023·武清模擬）如圖甲所示，矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的中心軸OO’勻速轉動，從某時刻開始計時，產生的感應電動勢e隨時間t的變化曲線如圖乙所示，若線圈匝數N=100匝，外接電阻R=70Ω，線圈電阻r=10Ω，則下列說法正確的是（）

A．通過線圈的最大電流為1.25A

B．線圈的角速度為50rad/s

C．電壓表的示數為V

D．穿過線圈的最大磁通量為Wb

4．（2023高二下·開封月考）如圖所示為幾種儀器的原理示意圖，圖甲為磁流體發電機，圖乙為質譜儀，圖丙為多級直線加速器，圖丁是霍爾元件，下列說法正確的是（）

A．圖甲中，將一束等離子體噴入磁場，A、B板間產生電勢差，A板電勢高

B．圖乙中，、兩種粒子經加速電場射入磁場，荷質比大的粒子在磁場中的偏轉半徑小

C．圖丙中，直線加速器使用直流電，且電壓越大，粒子獲得的能量越高

D．圖丁中，磁感應強度增大時，a、b兩表面間的電壓U減小

5．（2023高二下·開封月考）垂直于光滑水平桌面有向下和向上且寬度均為L的勻強磁場B，如圖所示，以O為坐標原點建立x軸，邊長為L的正方形導線框abcd在外力作用下從靜止開始沿x軸正方向勻加速通過磁場區域，規定逆時針方向為電流的正方向，已知導線框在、、時刻所對應的位移分別是L、2L、3L，下列關于感應電流i隨時間t或位移x的變化規律正確的是（）

A．B．

C．D．

6．（2023高二下·開封月考）電阻不可忽略的導電圓盤的邊緣用電阻不計的導電材料包裹，圓盤可繞固定點O在水平面內轉動，其軸心O和邊緣處電刷A均不會在轉動時產生阻力，空氣阻力也忽略不計。用導線將電動勢為E的電源、導電圓盤、電阻和開關連接成閉合回路，如圖甲所示在圓盤所在區域內充滿豎直向下的勻強磁場，如圖乙所示只在A、O之間的一塊圓形區域內存在豎直向下的勻強磁場（圓形磁場的直徑小于圓盤的半徑），兩圖中磁場的磁感應強度大小均為B，且磁場區域固定。將圖甲和圖乙中的開關和閉合，經足夠長時間后，兩圖中的圓盤轉速均達到穩定。則（）

A．從上往下看，圓盤沿順時針方向轉動

B．剛閉合開關時，圖甲中的圓盤比圖乙中的圓盤加速得快

C．將兩圖中的開關斷開，圖乙中的圓盤仍然勻速轉動

D．將兩圖中的開關斷開，圖甲中的圓盤比圖乙中的圓盤減速得快

7．（2023高二下·開封月考）如圖所示，汽缸懸空而靜止，設活塞和缸壁間無摩擦且可以在缸內自由移動，缸壁導熱性能良好，使缸內氣體溫度總能與外界大氣的溫度相同，則（）

A．氣溫降低，外界對氣體做功，汽缸的上底面距地面的高度減小

B．氣溫升高，汽缸中氣體分子的數密度變大，內能增大

C．外界大氣壓強減小，彈簧伸長，氣體從外界吸收熱量

D．外界大氣壓強增大，汽缸的上底面距地面的高度增大

8．（2023高三上·朝陽期末）在現代研究受控熱核反應的實驗中，需要把的高溫等離子體限制在一定空間區域內，這樣的高溫下幾乎所有作為容器的固體材料都將熔化，磁約束就成了重要的技術。如圖所示，科學家設計了一種中間弱兩端強的磁場，該磁場由兩側通有等大同向電流的線圈產生。假定一帶正電的粒子（不計重力）從左端附近以斜向紙內的速度進入該磁場，其運動軌跡為圖示的螺旋線（未全部畫出）。此后，該粒子將被約束在左右兩端之間來回運動，就像光在兩個鏡子之間來回“反射”一樣，不能逃脫。這種磁場被形象地稱為磁瓶，磁場區域的兩端被稱為磁鏡。

根據上述信息并結合已有的知識，可以推斷該粒子（）

A．從左端到右端的運動過程中，沿磁瓶軸線方向的速度分量逐漸變小

B．從靠近磁鏡處返回時，在垂直于磁瓶軸線平面內的速度分量為最大值

C．從左端到右端的運動過程中，其動能先增大后減小

D．從左端到右端的運動過程中，其運動軌跡的螺距先變小后變大

二、多選題

9．（2023高二下·開封月考）如圖所示，為關于近代物理學的圖象，則下列說法正確的有（）

A．如圖甲所示，由黑體的輻射強度與輻射光波長的關系可知，隨溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較長方向移動

B．如圖乙所示，發生光電效應時，入射光光強越強，光電子的最大初動能也就越大

C．如圖丙所示，粒子散射實驗中，粒子與金原子中的原子核碰撞可能會發生大角度偏轉

D．如圖丁所示，大量氫原子處于的激發態，躍遷過程中可能釋放出6種頻率的光子，其中從的能級躍遷到能級輻射的光子波長最長

10．（2023高二下·開封月考）綠色環保、低碳出行已經成為一種時尚，新能源汽車越來越受市民的喜愛，正在加速“駛入”百姓家，某物理老師為自家電動汽車安裝充電樁的電路圖如下，已知總電源的輸出電壓為U1=220V，輸出功率為，輸電線的總電阻r=12Ω，變壓器視為理想變壓器，其中升壓變壓器的匝數比為，汽車充電樁的額定電壓為50V。則下列說法中正確的有（）

A．輸電線上的電流為100A

B．用戶獲得的功率為

C．降壓變壓器的匝數比為

D．若充電樁消耗的功率增大，在總電壓不變的情況下，充電樁用戶端獲得的電壓減小

11．（2023高二下·開封月考）如圖所示的等臂天平可用來測定磁感應強度。天平的右臂下面掛有一個矩形線圈，寬為，共匝，線圈的下部懸在勻強磁場中，磁場方向垂直紙面。當線圈中通有電流（方向如圖）時，在天平左、右兩邊加上質量各為的砝碼，天平平衡。當電流反向（大小不變）時，右邊再加上質量為的砝碼后，天平重新平衡。由此可知（）

A．磁感應強度的方向垂直紙面向外

B．磁感應強度的方向垂直紙面向里

C．磁感應強度的大小為

D．磁感應強度的大小為

12．（2023高二下·安徽期中）如圖所示，三個半徑均為R圓形區域I、II、III，圓形區域兩兩相切，圓心分別為、、，區域I、III內存在垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度均為，一粒子以速度沿方向從區域I邊界進入磁場，通過三個區域后沿方向從區域III邊界射出，已知粒子電量為q，質量為m，不考慮重力，則以下說法正確的是（）

A．區域II磁場方向垂直紙面向里

B．區域II磁感應強度大小為

C．粒子從進入磁場到離開磁場所用時間為

D．粒子在區域II中速度變化量為

三、實驗題

13．（2023·大興模擬）張老師在“探究楞次定律”的實驗中，如圖甲、乙、丙所示是實驗中連接的三個回路。其中圖甲是將一節舊電池和電流計通過開關連接，通過試觸操作，其實驗目的是；完成圖甲實驗操作后，把電流計與螺線管B連接，將圖丙中的螺線管A插入圖乙中的螺線管B中，閉合電鍵K的瞬間，圖乙中電流計的指針向右偏轉，保持電鍵閉合狀態，再觀察圖乙中電流計指針（填“向左偏”“向右偏”“不偏”）；然后將圖丙中滑動變阻器的滑片P向右滑動的過程中，觀察圖乙中電流計指針（填“向左偏”“向右偏”“不偏”）。

14．（2023高二下·菏澤期中）磁體和電流之間、磁體和運動電荷之間、電流和電流之間都可通過磁場而相互作用，此現象可通過以下實驗證明：

（1）如圖（a）所示，在重復奧斯特的電流磁效應實驗時，為使實驗方便效果明顯，通電導線應．此時從上向下看，小磁針的旋轉方向是（填順時針或逆時針）．

A．平行于南北方向，位于小磁針上方

B．平行于東西方向，位于小磁針上方

C．平行于東南方向，位于小磁針下方

D．平行于西南方向，位于小磁針下方

（2）如圖（b）所示是電子射線管示意圖.接通電源后，電子射線由陰極沿x軸方向射出，在熒光屏上會看到一條亮線.要使熒光屏上的亮線向下（z軸負方向）偏轉，在下列措施中可采用的是__________．（填選項）

A．加一磁場，磁場方向沿z軸負方向

B．加一磁場，磁場方向沿y軸正方向

C．加一電場，電場方向沿z軸負方向

D．加一電場，電場方向沿y軸正方向

（3）如圖（c）所示，兩條平行直導線，當通以相同方向的電流時，它們相互（填排斥或吸引），當通以相反方向的電流時，它們相互（填排斥或吸引），這時每個電流都處在另一個電流的磁場里，因而受到磁場力的作用．也就是說，電流和電流之間，就像磁極和磁極之間一樣，也會通過磁場發生相互作用.

四、解答題

15．（2023高二下·開封月考）如圖所示，相距20cm的平行金屬導軌所在平面與水平面夾角θ=37°，現在導軌上放一質量為330g的金屬棒ab，它與導軌間動摩擦因數為0.50，整個裝置處于磁感應強度為2T的豎直向上勻強磁場中，導軌所接的電源電動勢為15V，內阻不計，滑動變阻器的阻值滿足要求，其他部分電阻不計，取g=10m/s2，為了保證ab處于靜止狀態，則：

（1）ab通入的最大電流為多少？

（2）ab通入的最小電流為多少？

（3）R的調節范圍是多大？

16．（2023高二下·開封月考）自動洗衣機洗衣缸的下部與一控水裝置的豎直均勻細管相通，細管上端封閉，并和一壓力傳感器相接。洗衣缸進水時，細管中的空氣被水封閉，隨著洗衣缸中水面的升高，細管中的空氣被壓縮，當細管中空氣壓強達到時，壓力傳感器使進水閥門關閉，達到自動控水的目的。已知細管的長度，管內氣體可視為理想氣體且溫度始終不變，取大氣壓，重力加速度，水的密度。洗衣機停止進水時，求：

Ⅰ.細管中被封閉的空氣柱的長度；

Ⅱ.洗衣缸內水的高度。

17．（2023高二下·開封月考）如圖所示，兩平行光滑金屬導軌由兩部分組成，左邊部分水平，右邊部分為半徑r=0.5m的豎直半圓，兩導軌間距離l=0.3m，導軌水平部分處于豎直向上、磁感應強度大小B=1T的勻強磁場中，兩導軌電阻不計。有兩根長度均為l的金屬棒ab、cd，均垂直導軌置于水平導軌上，金屬棒ab、cd的質量分別為m1=0.2kg、m2=0.1kg，電阻分別為R1=0.1Ω、R2=0.2Ω。現讓ab棒以v0=10m/s的初速度開始水平向右運動，cd棒進入圓軌道后，恰好能通過軌道最高點PP′，cd棒進入圓軌道前兩棒未相碰，重力加速度g=10m/s2，求：

（1）ab棒開始向右運動時cd棒的加速度a0；

（2）cd棒剛進入半圓軌道時ab棒的速度大小v1；

（3）cd棒進入半圓軌道前ab棒克服安培力做的功W。

18．（2023高二下·開封月考）在“質子療法”中，質子先被加速到具有較高的能量，然后被引向轟擊腫瘤，殺死細胞。如圖所示，質量為m、電荷量為q的質子從極板A處由靜止加速，通過極板A1中間的小孔后進入速度選擇器，并沿直線運動。速度選擇器中的勻強磁場垂直紙面向里，磁感應強度大小為B=0.01T，極板CC1間的電場強度大小為E=1×105N/C。坐標系xOy中yOP區域充滿沿y軸負方向的勻強電場Ⅰ，xOP區域充滿垂直紙面向外的勻強磁場Ⅱ，OP與x軸夾角α=30°。勻強磁場Ⅱ的磁感應強度大小B1=1T。質子從（0，d）點進入電場Ⅰ，并垂直OP進入磁場Ⅱ。取質子比荷為，d=0.5m。求：

（1）極板AA1間的加速電壓U；

（2）勻強電場Ⅰ的電場強度E1；

（3）質子到達x軸上的位置離O點的距離。（結果用根號表示）。

答案解析部分

1．【答案】A

【知識點】物理學史

【解析】【解答】解：A、1887年赫茲在研究麥克斯韋電磁理論時發現了光電效應現象，1905年愛因斯坦提出光子說，成功解釋了光電效應，并獲得1921年諾貝爾物理學獎，A錯誤；

B、英國物理學家湯姆孫利用氣體放電管對陰極射線進行研究，確定了陰極射線是帶負電的粒子流，并測出了這種粒子的比荷，

后來組成陰極射線的粒子被稱為電子，B正確；

C、放射性并不是少數元素才有的，原子序數大于83的元素，都能自發地進行衰變，原子序數小于或者等于83的元素，

部分具有放射性，C正確；

D、組成原子核的核子數越多，它的結合能越大；比結合能越大，原子核中核子結合得越牢固，原子核越穩定，D正確；

故答案為：A

【分析】本題為物理學史和原子物理基本概念知識題型，需要熟悉科學家的主要成就和原子物理基礎概念知識。

2．【答案】C

【知識點】原子核的人工轉變；質量虧損與質能方程；康普頓效應；結合能與比結合能

【解析】【解答】解：A、根據質量數和電荷數守恒可得X為：，A錯誤；

B、已知光子的頻率為v，可知光子的動量：，B錯誤；

C、根據比結合能，該核反應釋放的核能為：，C正確；

D、根據質能方程可知虧損質量：，D錯誤；

故答案為：C

【分析】A、根據質量數和電荷數守恒確定X核；

B、根據管子動量公式求解；

CD、根據比結合能求解釋放核能，結合質能方程求解虧損質量。

3．【答案】A

【知識點】交變電流的圖像與函數表達式；交變電流的峰值、有效值、平均值與瞬時值

【解析】【解答】AC、根據閉合電路的歐姆定律可知，即通過線圈的最大電流為1.25A，電壓表測量的是有效值，故有電壓表的示數為，A符合題意，C不符合題意；

B、由乙圖可知周期，轉動的角速度為，B不符合題意；

D、根據可得穿過線圈的最大磁通量為，D不符合題意．

故答案為：A

【分析】通過交流電壓的表達式讀出電壓的最大值和角速度，計算出電壓的有效值和頻率，利用變壓器原副線圈匝數比與電壓的關系求解副線圈的電壓即可，再利用歐姆定律求解電流即可。

4．【答案】B

【知識點】帶電粒子在電場中的加速；質譜儀和回旋加速器；磁流體發電機；霍爾元件

【解析】【解答】解：A、由左手定則可知，正電荷受到向下的洛倫茲力，向下偏轉打到B板，B板帶正電；相反負電荷打在A板，A板為低電勢，A錯誤；

B、由加速電場中動能定理：根據洛倫茲力提供向心力：，聯立解得：，

由此可知，比荷越大的粒子，半徑越小，B正確；

C、直線加速器應使用交流電，C錯誤；

D、ab之間的電壓穩定時：，得：，磁感應強度增大，電壓U增大，D錯誤；

故答案為：B

【分析】A、由左手定則判斷；

B、加速電場利用動能定理，偏轉磁場應用洛倫茲力提供向心力求解半徑；

C、直線加速器應使用交流電；

D、粒子受到的電場力和洛倫茲力的平衡求解霍爾電壓；

5．【答案】A

【知識點】電磁感應中的圖像類問題

【解析】【解答】解：AB、線框勻加速直線運動，感應電動勢：E=BLv=BLat，。

(1)在0-L：bc邊切割垂直向里的磁場，由右手定則判斷為逆時針正向電流，感應電流：；

(2)在bc進入L-2L：bc、ad邊同時切割相反磁場，由右手定則判斷兩個邊感應電流同向，順時針負向電流加倍，感應電流：；

(3)在bc進入2L-3L：ad邊切割點磁場，由右手定則判斷為逆時針正向電流，感應電流：，

由i-t圖像結合各段電流表達式可知，A正確，B錯誤；

CD、由勻加速直線運動速度-位移公式：，則感應電流：，則感應電流和位移為非線性函數，CD錯誤；

故答案為：A

【分析】根據法拉第電磁感應定律和閉合電路歐姆定律寫出感應電流表達式，以此分別按三段位移分析感應電流與時間的關系，結合圖像判斷；再以分析感應電流與位移的關系結合圖像判斷。

6．【答案】B

【知識點】左手定則—磁場對通電導線的作用；電磁感應中的動力學問題

【解析】【解答】解：A、由左手定則可知，圓盤通電后，自上往下，OA部分安培力方向向里，圓盤逆時針方向轉動，A錯誤；

B、由圖可知，甲圖中所受安培力大，圓盤加速的快，B正確；

CD、斷開開關，由于甲盤全部處在磁場中，沿半徑方向都是一樣的電動勢，圓心和邊緣的電勢差不會在盤中形成渦流，甲盤勻速轉動；乙盤只有一部分在磁場中，乙盤會形成渦流受到安培力作用減速，CD錯誤；

故答案為：B

【分析】A、根據左手定則判斷轉動方向；

B、根據磁場范圍判斷安培力大小，從而判斷加速快慢；

CD、斷開開關，甲盤只有圓心和邊緣的電勢差，不產生渦流，勻速轉動，乙盤部分磁場產生渦流受到安培力減速。

7．【答案】A

【知識點】理想氣體與理想氣體的狀態方程

【解析】【解答】解：A、對氣缸和活塞整體受力分析：，彈簧長度不變，活塞位置不變，

氣溫降低，根據理想氣體狀態方程：，得：可知，溫度降低，體積減小，氣缸下降，A正確；

B、根據上式可知，溫度上升，體積膨脹，氣缸內氣體分子密度減小，溫度升高內能增大，B錯誤；

C、由整體受力分析可知：，大氣壓強減小，彈力不變，由，體積增大，氣體對外做功，內能減小，從外界吸收熱量，C錯誤；

D、外界大氣壓強增大。缸內氣體體積減小，但整體受力分析，彈力不變，則氣缸下降，D錯誤；

故答案為：A

【分析】對氣缸和活塞整體分析可知，外界溫度和壓強的改變不能影響彈簧的長度和活塞的位置，根據理想氣體狀態方程可知：溫度降低，缸內氣體體積減小，外界壓縮氣體做功，溫度升高，氣體體積膨脹，氣體對外做功，溫度升高內能增大；外界壓強減小，氣體膨脹，對外做功，內能減小，大氣壓強增大，氣體體積減小，外界壓縮氣體做功，以此正確判斷。

8．【答案】B

【知識點】洛倫茲力的計算；帶電粒子在勻強磁場中的運動

【解析】【解答】A．從左端到右端的運動過程中，由于粒子只受洛倫茲力，故粒子的速度大小不變。由于粒子在兩段之間來回運動，故沿磁瓶軸線方向的速度分量先變大后變小。A不符合題意；

B．從靠近磁鏡處返回時，在垂直于磁瓶軸線平面內時，粒子的速度與軸線垂直，故沿磁瓶軸線方向的速度分量為零，又粒子的速度的大小不變，故此時垂直磁瓶軸線方向的速度分量最大。B符合題意；

C．從左端到右端的運動過程中，粒子只受洛倫茲力作用，洛倫茲力對粒子不做功，故其動能不變。C不符合題意；

D．粒子做圓周運動的周期為，由于從左端到右端的運動過程中，磁感應強度先減小后增大，所以粒子的運動周期先增大后減小。根據題意可知，粒子運動軌跡的螺距為，由于平行于軸線的速度先增大后減小，所以運動軌跡的螺距先變大后變小。D不符合題意。

故答案為：B。

【分析】由于粒子只受到洛倫茲力的作用所以粒子速度保持不變，由于粒子在兩段之間來回運動所以眼磁瓶軸線方向的速度分量先增大后減小；由于粒子開始返回時沿磁瓶軸線方向的分速度等于0，所以垂直于磁瓶軸線的分速度達到最大值；利用洛倫茲力不做功可以判別粒子動能保持不變；利用速度的變化可以判別運動軌跡的螺距先增大后減小。

9．【答案】C,D

【知識點】玻爾理論與氫原子的能級躍遷；黑體、黑體輻射及其實驗規律；光電效應；α粒子的散射

【解析】【解答】解：A、如圖甲所示，由黑體的輻射強度與輻射光波長的關系可知，隨溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較短方向移動，

A錯誤；

B、如圖乙所示，發生光電效應時，由光電效應方程：，入射光頻率越大，光電子的最大初動能也就越大，

初動能大小與入射光光照強度無關，B錯誤；

C、如圖丙所示，粒子散射實驗中，極少數粒子與金原子中的原子核碰撞可能會發生大角度偏轉，C正確；

D、如圖丁所示，大量氫原子處于的激發態，躍遷過程中可能釋放出：種頻率的光子，從n=4躍遷到n=3能級，

能級差最小，輻射光子頻率最小，波長最長，D正確；

故答案為：CD

【分析】A、由圖可以確定輻射強度和波長、溫度的關系；

B、由圖像結合光電效應方程之前判斷；

C、根據a粒子散射實驗，極少數a粒子與金原子發生碰撞大角度偏折；

D、根據珀爾氫原子理論軌道躍遷，判斷釋放多少種頻率的光子，根據能極差判斷釋放粒子的波長。

10．【答案】A,D

【知識點】電能的輸送

【解析】【解答】解：A、由功率公式：，可得：，根據變壓器電流與匝數關系對升壓變壓器：，A正確；

B、輸電線損耗功率：，根據功率關系：，B錯誤；

C、根據變壓器電壓與匝數關系對升壓變壓器：，輸電線損耗電壓：，對降壓變壓器：，C錯誤；

D、由于充電樁功率增大，輸入功率增大，輸入電壓不變，輸入電流增大，輸電線路損耗電壓增大，降壓變壓器輸入電壓減小，輸出電壓減小，D正確；

故答案為：AD

【分析】根據功率公式計算電流，根據變壓器電壓、電流與匝數關系，求得升壓變壓器輸出電壓和電流，利用歐姆定律和功率公式求得輸電線損耗電壓和功率，根據功率關系和變壓器電壓與匝數關系求得輸出功率和降壓變壓器匝數比，由功率關系確定輸入總功率增大，輸電線電流增大，損耗電壓增大，降壓變壓器輸入輸出電壓減小。

11．【答案】B,D

【知識點】安培力；共點力的平衡

【解析】【解答】解：AB、根據題意，第一次平衡后，改變電流方向再次在右盤增加砝碼，說明第二次安培力向上，由左手定則可得，磁感應強度方向垂直紙面向里，A錯誤，B正確；

CD、根據平衡狀態受力分析可得：第一次，，第二次，，

聯立可得：，C錯誤，D正確；

故答案為：BD

【分析】根據天平平衡后，電流反向再在右盤加砝碼，可以確定安培力方向，從而確定磁場方向；根據兩次平衡列平衡方程求解。

12．【答案】B,C

【知識點】動量；帶電粒子在有界磁場中的運動

【解析】【解答】根據題意，畫出粒子的運動軌跡，如圖所示。

A.粒子沿方向從區域I邊界進入磁場，通過三個區域后沿方向從區域III邊界射出，根據左手定則，可知區域II磁感應強度方向垂直紙面向外，故A錯誤；

B.三圓心構成等邊三角形，可知粒子在區域I、III內各轉過60°角，由幾何關系有，粒子在區域II轉過120°角，由幾何關系有，得，又由于洛倫茲力提供向心力，有，得，所以B和半徑成反比，，所以，故B正確；

C.由于粒子在區域I、III周期相等，，粒子在區域II周期，，所以粒子從進入磁場到離開磁場所用時間，故C正確；

D.粒子在區域II中速度變化量為，故D錯誤。

故答案：BC。

【分析】本題主要要找出粒子在磁場中運動的軌跡圖，粒子沿方向從區域I邊界進入磁場，通過三個區域后沿方向從區域III邊界射出，所以粒子在區域I和區域II的運動具有對稱性，在區域I的軌跡根據左手定則可知粒子帶負電，根據左手定則以及粒子在區域II中的軌跡圖可知此處的磁場方向垂直于紙面向里；分別求出粒子在區域I和區域II的半徑，然后做比，根據可知半徑和磁感應強度成反比，算出粒子在區域I和區域II的磁感應強度之比，從而利用區域I的磁感應強度求出區域II的磁感應強度；分別算出粒子在區域I和區域II做圓周運動的周期，可知粒子在區域I運動的時間為，粒子在區域II運動的時間為，所以總時間為；速度變化量從而算出粒子在區域II的速度變化量。

13．【答案】判別電流表指針的偏轉方向與電流方向關系；不偏；向左偏

【知識點】楞次定律

【解析】【解答】試觸目的是判別電流表指針的偏轉方向與電流方向關系；根據楞次定律，電鍵保持閉合狀態，磁通量不變，感應電流為零，所以電流計指針不偏；圖丙中滑動變阻器的滑片P向右滑動，電阻變大，A中電流變小，穿過線圈磁通量減小，產生感應電流，根據楞次定律，感應電流方向與閉合電鍵K的瞬間電流方向相反，所以圖乙中電流計指針向左偏。

【分析】閉合電路中的磁通量發生改變，回路中就會產生感應電流，利用楞次定律判斷電流的流向。

14．【答案】（1）A；逆時針

（2）B

（3）吸引；排斥

【知識點】安培力；洛倫茲力的計算

【解析】【解答】（1）無通電導線時小磁針S極向南，所以為使實驗方便效果明顯，導線應平行于南北方向位于小磁針上方，根據左手定則，可以判斷出從上向下看小磁針旋轉方向為逆時針，故答案為：A；

（2）電子束運動徑跡發生了彎曲，這表明運動電荷受到了磁場力，由左手定則知a為陰極；B對．

（3）由圖可知，當通入的電流方向相同時，導線靠攏，說明兩導線相互吸引；當通入電流方向相反時，導線遠離，說明兩導線相互排斥；

【分析】（1）小磁針靜止平行與南北方向，利用安培定則可以判別導線方向也平行與南北方向效果最明顯，且利用安培定則可以判別小磁針所處的位置及偏轉方向；

（2）利用電子的偏轉方向可以判別其電場力和洛倫茲力的方向，結合電場力方向可以判別電場的方向，利用洛倫茲力方向結合左手定則可以判別所加磁場的方向；

（3）利用安培定則可以判別通電導體周圍產生的磁場方向，結合左手定則可以判別兩個導體之間的相互作用。

15．【答案】（1）解：ab通過最大電流時，受力分析如圖，此時靜摩擦力最大，，方向沿斜面向下，由平衡條件得：

得

解得

（2）解：

解得：

（3）解：當ab中電流最小時，變阻器阻值為：

當ab中電流最強時，變阻器阻值為：，

所以為保持ab靜止，R的調節范圍為0.91~10

【知識點】電磁感應中的電路類問題；電磁感應中的動力學問題

【解析】【分析】（1）最大電流導線最大靜摩擦力沿斜面向下，對導線ab受力分析，正交分解，列平衡方程組求解；

（2）最小電流導線最大靜摩擦力沿斜面向上，對導線ab受力分析，正交分解，列平衡方程組求解；

（3）根據閉合電路歐姆定律求解變阻器阻值范圍。

16．【答案】解：Ⅰ．吸管中的氣體初始壓強為，初始體積為，

吸管中的氣體末態壓強為，設末態體積為，

由波意爾定律可得

解得

Ⅱ．設洗衣機缸與細管中的水面差為，細管中氣體的壓強為

故洗衣機的水位

解得

【知識點】氣體的等溫變化及玻意耳定律；壓強及封閉氣體壓強的計算

【解析】【分析】（1）對管內氣體應用波意耳定律求解空氣柱長度；

（2）根據管內水面平衡狀態受力分析求解水的深度。

17．【答案】（1）解：ab棒開始向右運動時，設回路中電流為I，有

對cd棒，由牛頓第二定律

解得

（2）解：設cd棒剛進入半圓軌道時的速度為v2，金屬棒ab、cd系統動量守恒，有

cd棒進入半圓軌道后不再受安培力，由機械能守恒定律

cd棒進入圓軌道后，恰好能通過軌道最高點PP′，故在最高點由牛頓第二定律

解得

（3）解：cd棒進入半圓軌道前，對ab棒由動能定理得

解得

【知識點】電磁感應中的動力學問題；電磁感應中的能量類問題

【解析】【分析】（1）ab切割磁感線，根據法拉第電磁感應定律和閉合電路歐姆定律求解回路電流，由牛頓第二定律求解加速度；

（2）根據cd棒恰好通過圓弧軌道最高點，由牛頓第二定律求解最高點速度，根據機械能守恒定律求解cd棒剛進圓弧時速度，根據動量守恒定律求解cd棒剛進圓弧時ab棒的速度；

（3）對ab棒應用動能定理求解安培做的功。

18．【答案】（1）解：質子進入速度選擇器中的速度為，由力的平衡得

由動能定理有

聯立得，

（2）解：質子在電場中運動到達上的Q點時間為t，豎直方向速度為，水平位移為x，豎直位移為y，加速度為a。由運動學公式有，，

由幾何關系，

由牛頓第二定律有

聯立可得，，

（3）解：質子進入磁場的速度為v，則

質子在磁場中運動半徑為R，由牛頓第二定律有

解得

如圖，做垂直于x軸于M點，由幾何關系有，

則質子做圓周運動的圓心恰好在中點，且恰從M點飛出，故質子到達x軸上的位置離O點的距離即為長度

【知識點】帶電粒子在電場中的加速；帶電粒子在電場中的偏轉；帶電粒子在有界磁場中的運動；帶電粒子在電場與磁場混合場中的運動

【解析】【分析】（1）在速度選擇器中，根據二力平衡求解粒子速度，在加速電場中根據動能定理求解加速電壓；

（2）粒子在勻強電場Ⅰ中做類平拋運動且垂直打在op上，根據運動的分解與合成：水平方向勻速直線運動，豎直方向初速度為零的勻加速直線運動，分解位移和末速度，根據幾何關系分別得到：水平位移和豎直位移與傾斜角度關系，水平速度和豎直末速度與傾斜角關系，求解水平、豎直位移與加速，利用牛頓第二定律求解電場強度；

（3）利用水平速度求解粒子進入磁場速度，根據牛頓第二定律求解粒子圓周運動半徑，確定粒子圓心根據幾何關系求解OM距離。

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河南省開封五縣2022-2023學年高二下學期第二次月考聯考物理試題

一、單選題

1．（2023高二下·開封月考）關于物理學發展的相關內容，下列說法錯誤的是（）

A．1887年愛因斯坦在研究電磁波的實驗中發現了光電效應現象，并提出了光電效應理論，獲得1921年諾貝爾物理學獎

B．英國物理學家湯姆孫利用氣體放電管對陰極射線進行研究，確定了陰極射線是帶負電的粒子流，并測出了這種粒子的比荷，后來組成陰極射線的粒子被稱為電子

C．放射性并不是少數元素才有的，原子序數大于83的元素，都能自發地進行衰變，原子序數小于或者等于83的元素，部分具有放射性

D．組成原子核的核子數越多，它的結合能越大；比結合能越大，原子核中核子結合得越牢固，原子核越穩定

【答案】A

【知識點】物理學史

【解析】【解答】解：A、1887年赫茲在研究麥克斯韋電磁理論時發現了光電效應現象，1905年愛因斯坦提出光子說，成功解釋了光電效應，并獲得1921年諾貝爾物理學獎，A錯誤；

B、英國物理學家湯姆孫利用氣體放電管對陰極射線進行研究，確定了陰極射線是帶負電的粒子流，并測出了這種粒子的比荷，

后來組成陰極射線的粒子被稱為電子，B正確；

C、放射性并不是少數元素才有的，原子序數大于83的元素，都能自發地進行衰變，原子序數小于或者等于83的元素，

部分具有放射性，C正確；

D、組成原子核的核子數越多，它的結合能越大；比結合能越大，原子核中核子結合得越牢固，原子核越穩定，D正確；

故答案為：A

【分析】本題為物理學史和原子物理基本概念知識題型，需要熟悉科學家的主要成就和原子物理基礎概念知識。

2．（2023高二下·開封月考）用中子轟擊靜止的鋰核，核反應方程為。已知光子的頻率為v，鋰核的比結合能為，氦核的比結合能為，X核的比結合能為，普朗克常量為h，真空中光速為c、下列說法中正確的是（）

A．X核為核

B．光子的動量

C．釋放的核能

D．質量虧損

【答案】C

【知識點】原子核的人工轉變；質量虧損與質能方程；康普頓效應；結合能與比結合能

【解析】【解答】解：A、根據質量數和電荷數守恒可得X為：，A錯誤；

B、已知光子的頻率為v，可知光子的動量：，B錯誤；

C、根據比結合能，該核反應釋放的核能為：，C正確；

D、根據質能方程可知虧損質量：，D錯誤；

故答案為：C

【分析】A、根據質量數和電荷數守恒確定X核；

B、根據管子動量公式求解；

CD、根據比結合能求解釋放核能，結合質能方程求解虧損質量。

3．（2023·武清模擬）如圖甲所示，矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的中心軸OO’勻速轉動，從某時刻開始計時，產生的感應電動勢e隨時間t的變化曲線如圖乙所示，若線圈匝數N=100匝，外接電阻R=70Ω，線圈電阻r=10Ω，則下列說法正確的是（）

A．通過線圈的最大電流為1.25A

B．線圈的角速度為50rad/s

C．電壓表的示數為V

D．穿過線圈的最大磁通量為Wb

【答案】A

【知識點】交變電流的圖像與函數表達式；交變電流的峰值、有效值、平均值與瞬時值

【解析】【解答】AC、根據閉合電路的歐姆定律可知，即通過線圈的最大電流為1.25A，電壓表測量的是有效值，故有電壓表的示數為，A符合題意，C不符合題意；

B、由乙圖可知周期，轉動的角速度為，B不符合題意；

D、根據可得穿過線圈的最大磁通量為，D不符合題意．

故答案為：A

【分析】通過交流電壓的表達式讀出電壓的最大值和角速度，計算出電壓的有效值和頻率，利用變壓器原副線圈匝數比與電壓的關系求解副線圈的電壓即可，再利用歐姆定律求解電流即可。

4．（2023高二下·開封月考）如圖所示為幾種儀器的原理示意圖，圖甲為磁流體發電機，圖乙為質譜儀，圖丙為多級直線加速器，圖丁是霍爾元件，下列說法正確的是（）

A．圖甲中，將一束等離子體噴入磁場，A、B板間產生電勢差，A板電勢高

B．圖乙中，、兩種粒子經加速電場射入磁場，荷質比大的粒子在磁場中的偏轉半徑小

C．圖丙中，直線加速器使用直流電，且電壓越大，粒子獲得的能量越高

D．圖丁中，磁感應強度增大時，a、b兩表面間的電壓U減小

【答案】B

【知識點】帶電粒子在電場中的加速；質譜儀和回旋加速器；磁流體發電機；霍爾元件

【解析】【解答】解：A、由左手定則可知，正電荷受到向下的洛倫茲力，向下偏轉打到B板，B板帶正電；相反負電荷打在A板，A板為低電勢，A錯誤；

B、由加速電場中動能定理：根據洛倫茲力提供向心力：，聯立解得：，

由此可知，比荷越大的粒子，半徑越小，B正確；

C、直線加速器應使用交流電，C錯誤；

D、ab之間的電壓穩定時：，得：，磁感應強度增大，電壓U增大，D錯誤；

故答案為：B

【分析】A、由左手定則判斷；

B、加速電場利用動能定理，偏轉磁場應用洛倫茲力提供向心力求解半徑；

C、直線加速器應使用交流電；

D、粒子受到的電場力和洛倫茲力的平衡求解霍爾電壓；

5．（2023高二下·開封月考）垂直于光滑水平桌面有向下和向上且寬度均為L的勻強磁場B，如圖所示，以O為坐標原點建立x軸，邊長為L的正方形導線框abcd在外力作用下從靜止開始沿x軸正方向勻加速通過磁場區域，規定逆時針方向為電流的正方向，已知導線框在、、時刻所對應的位移分別是L、2L、3L，下列關于感應電流i隨時間t或位移x的變化規律正確的是（）

A．B．

C．D．

【答案】A

【知識點】電磁感應中的圖像類問題

【解析】【解答】解：AB、線框勻加速直線運動，感應電動勢：E=BLv=BLat，。

(1)在0-L：bc邊切割垂直向里的磁場，由右手定則判斷為逆時針正向電流，感應電流：；

(2)在bc進入L-2L：bc、ad邊同時切割相反磁場，由右手定則判斷兩個邊感應電流同向，順時針負向電流加倍，感應電流：；

(3)在bc進入2L-3L：ad邊切割點磁場，由右手定則判斷為逆時針正向電流，感應電流：，

由i-t圖像結合各段電流表達式可知，A正確，B錯誤；

CD、由勻加速直線運動速度-位移公式：，則感應電流：，則感應電流和位移為非線性函數，CD錯誤；

故答案為：A

【分析】根據法拉第電磁感應定律和閉合電路歐姆定律寫出感應電流表達式，以此分別按三段位移分析感應電流與時間的關系，結合圖像判斷；再以分析感應電流與位移的關系結合圖像判斷。

6．（2023高二下·開封月考）電阻不可忽略的導電圓盤的邊緣用電阻不計的導電材料包裹，圓盤可繞固定點O在水平面內轉動，其軸心O和邊緣處電刷A均不會在轉動時產生阻力，空氣阻力也忽略不計。用導線將電動勢為E的電源、導電圓盤、電阻和開關連接成閉合回路，如圖甲所示在圓盤所在區域內充滿豎直向下的勻強磁場，如圖乙所示只在A、O之間的一塊圓形區域內存在豎直向下的勻強磁場（圓形磁場的直徑小于圓盤的半徑），兩圖中磁場的磁感應強度大小均為B，且磁場區域固定。將圖甲和圖乙中的開關和閉合，經足夠長時間后，兩圖中的圓盤轉速均達到穩定。則（）

A．從上往下看，圓盤沿順時針方向轉動

B．剛閉合開關時，圖甲中的圓盤比圖乙中的圓盤加速得快

C．將兩圖中的開關斷開，圖乙中的圓盤仍然勻速轉動

D．將兩圖中的開關斷開，圖甲中的圓盤比圖乙中的圓盤減速得快

【答案】B

【知識點】左手定則—磁場對通電導線的作用；電磁感應中的動力學問題

【解析】【解答】解：A、由左手定則可知，圓盤通電后，自上往下，OA部分安培力方向向里，圓盤逆時針方向轉動，A錯誤；

B、由圖可知，甲圖中所受安培力大，圓盤加速的快，B正確；

CD、斷開開關，由于甲盤全部處在磁場中，沿半徑方向都是一樣的電動勢，圓心和邊緣的電勢差不會在盤中形成渦流，甲盤勻速轉動；乙盤只有一部分在磁場中，乙盤會形成渦流受到安培力作用減速，CD錯誤；

故答案為：B

【分析】A、根據左手定則判斷轉動方向；

B、根據磁場范圍判斷安培力大小，從而判斷加速快慢；

CD、斷開開關，甲盤只有圓心和邊緣的電勢差，不產生渦流，勻速轉動，乙盤部分磁場產生渦流受到安培力減速。

7．（2023高二下·開封月考）如圖所示，汽缸懸空而靜止，設活塞和缸壁間無摩擦且可以在缸內自由移動，缸壁導熱性能良好，使缸內氣體溫度總能與外界大氣的溫度相同，則（）

A．氣溫降低，外界對氣體做功，汽缸的上底面距地面的高度減小

B．氣溫升高，汽缸中氣體分子的數密度變大，內能增大

C．外界大氣壓強減小，彈簧伸長，氣體從外界吸收熱量

D．外界大氣壓強增大，汽缸的上底面距地面的高度增大

【答案】A

【知識點】理想氣體與理想氣體的狀態方程

【解析】【解答】解：A、對氣缸和活塞整體受力分析：，彈簧長度不變，活塞位置不變，

氣溫降低，根據理想氣體狀態方程：，得：可知，溫度降低，體積減小，氣缸下降，A正確；

B、根據上式可知，溫度上升，體積膨脹，氣缸內氣體分子密度減小，溫度升高內能增大，B錯誤；

C、由整體受力分析可知：，大氣壓強減小，彈力不變，由，體積增大，氣體對外做功，內能減小，從外界吸收熱量，C錯誤；

D、外界大氣壓強增大。缸內氣體體積減小，但整體受力分析，彈力不變，則氣缸下降，D錯誤；

故答案為：A

【分析】對氣缸和活塞整體分析可知，外界溫度和壓強的改變不能影響彈簧的長度和活塞的位置，根據理想氣體狀態方程可知：溫度降低，缸內氣體體積減小，外界壓縮氣體做功，溫度升高，氣體體積膨脹，氣體對外做功，溫度升高內能增大；外界壓強減小，氣體膨脹，對外做功，內能減小，大氣壓強增大，氣體體積減小，外界壓縮氣體做功，以此正確判斷。

8．（2023高三上·朝陽期末）在現代研究受控熱核反應的實驗中，需要把的高溫等離子體限制在一定空間區域內，這樣的高溫下幾乎所有作為容器的固體材料都將熔化，磁約束就成了重要的技術。如圖所示，科學家設計了一種中間弱兩端強的磁場，該磁場由兩側通有等大同向電流的線圈產生。假定一帶正電的粒子（不計重力）從左端附近以斜向紙內的速度進入該磁場，其運動軌跡為圖示的螺旋線（未全部畫出）。此后，該粒子將被約束在左右兩端之間來回運動，就像光在兩個鏡子之間來回“反射”一樣，不能逃脫。這種磁場被形象地稱為磁瓶，磁場區域的兩端被稱為磁鏡。

根據上述信息并結合已有的知識，可以推斷該粒子（）

A．從左端到右端的運動過程中，沿磁瓶軸線方向的速度分量逐漸變小

B．從靠近磁鏡處返回時，在垂直于磁瓶軸線平面內的速度分量為最大值

C．從左端到右端的運動過程中，其動能先增大后減小

D．從左端到右端的運動過程中，其運動軌跡的螺距先變小后變大

【答案】B

【知識點】洛倫茲力的計算；帶電粒子在勻強磁場中的運動

【解析】【解答】A．從左端到右端的運動過程中，由于粒子只受洛倫茲力，故粒子的速度大小不變。由于粒子在兩段之間來回運動，故沿磁瓶軸線方向的速度分量先變大后變小。A不符合題意；

B．從靠近磁鏡處返回時，在垂直于磁瓶軸線平面內時，粒子的速度與軸線垂直，故沿磁瓶軸線方向的速度分量為零，又粒子的速度的大小不變，故此時垂直磁瓶軸線方向的速度分量最大。B符合題意；

C．從左端到右端的運動過程中，粒子只受洛倫茲力作用，洛倫茲力對粒子不做功，故其動能不變。C不符合題意；

D．粒子做圓周運動的周期為，由于從左端到右端的運動過程中，磁感應強度先減小后增大，所以粒子的運動周期先增大后減小。根據題意可知，粒子運動軌跡的螺距為，由于平行于軸線的速度先增大后減小，所以運動軌跡的螺距先變大后變小。D不符合題意。

故答案為：B。

【分析】由于粒子只受到洛倫茲力的作用所以粒子速度保持不變，由于粒子在兩段之間來回運動所以眼磁瓶軸線方向的速度分量先增大后減小；由于粒子開始返回時沿磁瓶軸線方向的分速度等于0，所以垂直于磁瓶軸線的分速度達到最大值；利用洛倫茲力不做功可以判別粒子動能保持不變；利用速度的變化可以判別運動軌跡的螺距先增大后減小。

二、多選題

9．（2023高二下·開封月考）如圖所示，為關于近代物理學的圖象，則下列說法正確的有（）

A．如圖甲所示，由黑體的輻射強度與輻射光波長的關系可知，隨溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較長方向移動

B．如圖乙所示，發生光電效應時，入射光光強越強，光電子的最大初動能也就越大

C．如圖丙所示，粒子散射實驗中，粒子與金原子中的原子核碰撞可能會發生大角度偏轉

D．如圖丁所示，大量氫原子處于的激發態，躍遷過程中可能釋放出6種頻率的光子，其中從的能級躍遷到能級輻射的光子波長最長

【答案】C,D

【知識點】玻爾理論與氫原子的能級躍遷；黑體、黑體輻射及其實驗規律；光電效應；α粒子的散射

【解析】【解答】解：A、如圖甲所示，由黑體的輻射強度與輻射光波長的關系可知，隨溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較短方向移動，

A錯誤；

B、如圖乙所示，發生光電效應時，由光電效應方程：，入射光頻率越大，光電子的最大初動能也就越大，

初動能大小與入射光光照強度無關，B錯誤；

C、如圖丙所示，粒子散射實驗中，極少數粒子與金原子中的原子核碰撞可能會發生大角度偏轉，C正確；

D、如圖丁所示，大量氫原子處于的激發態，躍遷過程中可能釋放出：種頻率的光子，從n=4躍遷到n=3能級，

能級差最小，輻射光子頻率最小，波長最長，D正確；

故答案為：CD

【分析】A、由圖可以確定輻射強度和波長、溫度的關系；

B、由圖像結合光電效應方程之前判斷；

C、根據a粒子散射實驗，極少數a粒子與金原子發生碰撞大角度偏折；

D、根據珀爾氫原子理論軌道躍遷，判斷釋放多少種頻率的光子，根據能極差判斷釋放粒子的波長。

10．（2023高二下·開封月考）綠色環保、低碳出行已經成為一種時尚，新能源汽車越來越受市民的喜愛，正在加速“駛入”百姓家，某物理老師為自家電動汽車安裝充電樁的電路圖如下，已知總電源的輸出電壓為U1=220V，輸出功率為，輸電線的總電阻r=12Ω，變壓器視為理想變壓器，其中升壓變壓器的匝數比為，汽車充電樁的額定電壓為50V。則下列說法中正確的有（）

A．輸電線上的電流為100A

B．用戶獲得的功率為

C．降壓變壓器的匝數比為

D．若充電樁消耗的功率增大，在總電壓不變的情況下，充電樁用戶端獲得的電壓減小

【答案】A,D

【知識點】電能的輸送

【解析】【解答】解：A、由功率公式：，可得：，根據變壓器電流與匝數關系對升壓變壓器：，A正確；

B、輸電線損耗功率：，根據功率關系：，B錯誤；

C、根據變壓器電壓與匝數關系對升壓變壓器：，輸電線損耗電壓：，對降壓變壓器：，C錯誤；

D、由于充電樁功率增大，輸入功率增大，輸入電壓不變，輸入電流增大，輸電線路損耗電壓增大，降壓變壓器輸入電壓減小，輸出電壓減小，D正確；

故答案為：AD

【分析】根據功率公式計算電流，根據變壓器電壓、電流與匝數關系，求得升壓變壓器輸出電壓和電流，利用歐姆定律和功率公式求得輸電線損耗電壓和功率，根據功率關系和變壓器電壓與匝數關系求得輸出功率和降壓變壓器匝數比，由功率關系確定輸入總功率增大，輸電線電流增大，損耗電壓增大，降壓變壓器輸入輸出電壓減小。

11．（2023高二下·開封月考）如圖所示的等臂天平可用來測定磁感應強度。天平的右臂下面掛有一個矩形線圈，寬為，共匝，線圈的下部懸在勻強磁場中，磁場方向垂直紙面。當線圈中通有電流（方向如圖）時，在天平左、右兩邊加上質量各為的砝碼，天平平衡。當電流反向（大小不變）時，右邊再加上質量為的砝碼后，天平重新平衡。由此可知（）

A．磁感應強度的方向垂直紙面向外

B．磁感應強度的方向垂直紙面向里

C．磁感應強度的大小為

D．磁感應強度的大小為

【答案】B,D

【知識點】安培力；共點力的平衡

【解析】【解答】解：AB、根據題意，第一次平衡后，改變電流方向再次在右盤增加砝碼，說明第二次安培力向上，由左手定則可得，磁感應強度方向垂直紙面向里，A錯誤，B正確；

CD、根據平衡狀態受力分析可得：第一次，，第二次，，

聯立可得：，C錯誤，D正確；

故答案為：BD

【分析】根據天平平衡后，電流反向再在右盤加砝碼，可以確定安培力方向，從而確定磁場方向；根據兩次平衡列平衡方程求解。

12．（2023高二下·安徽期中）如圖所示，三個半徑均為R圓形區域I、II、III，圓形區域兩兩相切，圓心分別為、、，區域I、III內存在垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度均為，一粒子以速度沿方向從區域I邊界進入磁場，通過三個區域后沿方向從區域III邊界射出，已知粒子電量為q，質量為m，不考慮重力，則以下說法正確的是（）

A．區域II磁場方向垂直紙面向里

B．區域II磁感應強度大小為

C．粒子從進入磁場到離開磁場所用時間為

D．粒子在區域II中速度變化量為

【答案】B,C

【知識點】動量；帶電粒子在有界磁場中的運動

【解析】【解答】根據題意，畫出粒子的運動軌跡，如圖所示。

A.粒子沿方向從區域I邊界進入磁場，通過三個區域后沿方向從區域III邊界射出，根據左手定則，可知區域II磁感應強度方向垂直紙面向外，故A錯誤；

B.三圓心構成等邊三角形，可知粒子在區域I、III內各轉過60°角，由幾何關系有，粒子在區域II轉過120°角，由幾何關系有，得，又由于洛倫茲力提供向心力，有，得，所以B和半徑成反比，，所以，故B正確；

C.由于粒子在區域I、III周期相等，，粒子在區域II周期，，所以粒子從進入磁場到離開磁場所用時間，故C正確；

D.粒子在區域II中速度變化量為，故D錯誤。

故答案：BC。

【分析】本題主要要找出粒子在磁場中運動的軌跡圖，粒子沿方向從區域I邊界進入磁場，通過三個區域后沿方向從區域III邊界射出，所以粒子在區域I和區域II的運動具有對稱性，在區域I的軌跡根據左手定則可知粒子帶負電，根據左手定則以及粒子在區域II中的軌跡圖可知此處的磁場方向垂直于紙面向里；分別求出粒子在區域I和區域II的半徑，然后做比，根據可知半徑和磁感應強度成反比，算出粒子在區域I和區域II的磁感應強度之比，從而利用區域I的磁感應強度求出區域II的磁感應強度；分別算出粒子在區域I和區域II做圓周運動的周期，可知粒子在區域I運動的時間為，粒子在區域II運動的時間為，所以總時間為；速度變化量從而算出粒子在區域II的速度變化量。

三、實驗題

13．（2023·大興模擬）張老師在“探究楞次定律”的實驗中，如圖甲、乙、丙所示是實驗中連接的三個回路。其中圖甲是將一節舊電池和電流計通過開關連接，通過試觸操作，其實驗目的是；完成圖甲實驗操作后，把電流計與螺線管B連接，將圖丙中的螺線管A插入圖乙中的螺線管B中，閉合電鍵K的瞬間，圖乙中電流計的指針向右偏轉，保持電鍵閉合狀態，再觀察圖乙中電流計指針（填“向左偏”“向右偏”“不偏”）；然后將圖丙中滑動變阻器的滑片P向右滑動的過程中，觀察圖乙中電流計指針（填“向左偏”“向右偏”“不偏”）。

【答案】判別電流表指針的偏轉方向與電流方向關系；不偏；向左偏

【知識點】楞次定律

【解析】【解答】試觸目的是判別電流表指針的偏轉方向與電流方向關系；根據楞次定律，電鍵保持閉合狀態，磁通量不變，感應電流為零，所以電流計指針不偏；圖丙中滑動變阻器的滑片P向右滑動，電阻變大，A中電流變小，穿過線圈磁通量減小，產生感應電流，根據楞次定律，感應電流方向與閉合電鍵K的瞬間電流方向相反，所以圖乙中電流計指針向左偏。

【分析】閉合電路中的磁通量發生改變，回路中就會產生感應電流，利用楞次定律判斷電流的流向。

14．（2023高二下·菏澤期中）磁體和電流之間、磁體和運動電荷之間、電流和電流之間都可通過磁場而相互作用，此現象可通過以下實驗證明：

（1）如圖（a）所示，在重復奧斯特的電流磁效應實驗時，為使實驗方便效果明顯，通電導線應．此時從上向下看，小磁針的旋轉方向是（填順時針或逆時針）．

A．平行于南北方向，位于小磁針上方

B．平行于東西方向，位于小磁針上方

C．平行于東南方向，位于小磁針下方

D．平行于西南方向，位于小磁針下方

（2）如圖（b）所示是電子射線管示意圖.接通電源后，電子射線由陰極沿x軸方向射出，在熒光屏上會看到一條亮線.要使熒光屏上的亮線向下（z軸負方向）偏轉，在下列措施中可采用的是__________．（填選項）

A．加一磁場，磁場方向沿z軸負方向

B．加一磁場，磁場方向沿y軸正方向

C．加一電場，電場方向沿z軸負方向

D．加一電場，電場方向沿y軸正方向

（3）如圖（c）所示，兩條平行直導線，當通以相同方向的電流時，它們相互（填排斥或吸引），當通以相反方向的電流時，它們相互（填排斥或吸引），這時每個電流都處在另一個電流的磁場里，因而受到磁場力的作用．也就是說，電流和電流之間，就像磁極和磁極之間一樣，也會通過磁場發生相互作用.

【答案】（1）A；逆時針

（2）B

（3）吸引；排斥

【知識點】安培力；洛倫茲力的計算

【解析】【解答】（1）無通電導線時小磁針S極向南，所以為使實驗方便效果明顯，導線應平行于南北方向位于小磁針上方，根據左手定則，可以判斷出從上向下看小磁針旋轉方向為逆時針，故答案為：A；

（2）電子束運動徑跡發生了彎曲，這表明運動電荷受到了磁場力，由左手定則知a為陰極；B對．

（3）由圖可知，當通入的電流方向相同時，導線靠攏，說明兩導線相互吸引；當通入電流方向相反時，導線遠離，說明兩導線相互排斥；

【分析】（1）小磁針靜止平行與南北方向，利用安培定則可以判別導線方向也平行與南北方向效果最明顯，且利用安培定則可以判別小磁針所處的位置及偏轉方向；

（2）利用電子的偏轉方向可以判別其電場力和洛倫茲力的方向，結合電場力方向可以判別電場的方向，利用洛倫茲力方向結合左手定則可以判別所加磁場的方向；

（3）利用安培定則可以判別通電導體周圍產生的磁場方向，結合左手定則可以判別兩個導體之間的相互作用。

四、解答題

15．（2023高二下·開封月考）如圖所示，相距20cm的平行金屬導軌所在平面與水平面夾角θ=37°，現在導軌上放一質量為330g的金屬棒ab，它與導軌間動摩擦因數為0.50，整個裝置處于磁感應強度為2T的豎直向上勻強磁場中，導軌所接的電源電動勢為15V，內阻不計，滑動變阻器的阻值滿足要求，其他部分電阻不計，取g=10m/s2，為了保證ab處于靜止狀態，則：

（1）ab通入的最大電流為多少？

（2）ab通入的最小電流為多少？

（3）R的調節范圍是多大？

【答案】（1）解：ab通過最大電流時，受力分析如圖，此時靜摩擦力最大，，方向沿斜面向下，由平衡條件得：

得

解得

（2）解：

解