校尚品書院學校2022-2023學年高二下學期3月月考物理試卷考試時間：90分鐘；滿分：100分一、單選題（本大題共8小題，共24.0分）1.下列說法中正確的是（）A.帶電粒子在勻強磁場中運動，只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同B.如果把改為-q，且速度反向，大小不變，則洛倫茲力的大小、方向均不變C.洛倫茲力方向一定與帶電粒子速度方向垂直，磁場方向一定與帶電粒子運動方向垂直D.帶電粒子在只受到洛倫茲力作用下，運動的動能、速度均不變【答案】B【解析】【詳解】A．因為洛倫茲力的大小不但與帶電粒子的速度大小有關，還與粒子速度的方向有關，如當粒子速度方向與磁場方向垂直時當粒子速度方向與磁場方向平行時又由于洛倫茲力的方向永遠與粒子的速度方向垂直，因而速度方向不同時，洛倫茲力的方向也不同，故錯誤；B．因為改為且速度反向，由左手定則可知洛倫茲力方向不變，再由知力的大小也不變，故B正確；C．帶電粒子進入磁場時的速度方向可以與磁場方向成任意夾角，但洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直，故C錯誤；D．因為洛倫茲力總與帶電粒子的速度方向垂直，所以洛倫茲力不做功，粒子動能不變，但洛倫茲力可以改變粒子的運動方向，使粒子速度的方向不斷改變，故D錯誤。故選B。2.如圖所示，通電導線在紙面內由Ⅰ位置繞垂直紙面的固定軸轉到Ⅱ位置，其他條件不變，該導線所受安培力大小()更多免費優質滋元可家威杏MXSJ663A.變大 B.變小C.不變 D.不能確定【答案】C【解析】【詳解】通電導線由Ⅰ位置繞固定軸轉到Ⅱ位置，導線仍然與磁場垂直，故安培力大小不變，故C正確，ABD錯誤。故選C。3.如圖所示，水平導線中有電流I通過，導線正下方電子的初速度方向與電流I的方向相同，均平行于紙面水平向左。下列四幅圖是描述電子運動軌跡的示意圖，正確的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【詳解】由安培定則可知，在直導線的下方的磁場的方向為垂直紙面向外，根據左手定則可以得知電子受到的力向下，電子向下偏轉；通電直導線電流產生的磁場是以直導線為中心向四周發散的，離導線越遠，電流產生的磁場的磁感應強度越小，由半徑公式可知，電子的運動的軌跡半徑越來越大，故C正確，ABD錯誤。故選C。4.題圖中，電荷的速度方向、磁場方向和電荷的受力方向之間關系正確的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【詳解】根據左手定則可知，A圖中粒子受洛倫茲力方向向下；B圖中粒子受洛倫茲力方向向上；CD圖中粒子不受洛倫茲力。故選A。5.如圖所示，重力不計的帶電粒子以某一速度從兩平行金屬板中央進入正交的勻強電場和勻強磁場中，做勻速直線運動。若粒子進入場區的水平速度增大，但粒子仍能穿越該磁場區域，則（）A.粒子一定帶正電 B.粒子一定向下偏轉C.粒子仍做直線運動 D.粒子的速率越來越小【答案】D【解析】【詳解】C．粒子進入正交的勻強電場和勻強磁場中，做勻速直線運動有若粒子進入場區的水平速度增大，洛倫茲力變大，粒子向極板偏轉，粒子做曲線運動，故C錯誤；AB．粒子進入場區的水平速度增大，洛倫茲力變大，若粒子帶正電則洛倫力向上，粒子向上偏轉，若粒子帶負電則洛倫力向下，粒子向下偏轉，故AB錯誤；D．無論哪種情況偏轉方向都與電場力方向相反，電場力做負功，根據動能定理可知粒子動能變小，速度變小，故D正確。故選D。6.如圖所示，紙面內有一通電長直導線，在其右側有一個矩形閉合導線框，則下列說法中正確的是A.若導線框平行于直導線向上運動，線框上有順時針方向感應電流B.若導線框垂直于直導線向右運動，線框上有順時針方向感應電流C.若持續增大直導線電流，導線框上有順時針方向電流D.若持續減小直導線電流，導線框上有順時針方向電流【答案】C【解析】【詳解】A.根據直線電流產生的磁場分布規律，穿過線框的磁通量垂直紙面向外。若導線框平行于直導線向上運動，穿過線框的磁通量不變，沒有感應電流產生，故A錯誤；B.若導線框垂直于直導線向右運動，穿過線框的磁通量向外減小，根據楞次定律，線框上有逆時針方向感應電流，故B錯誤；C.若持續增大直導線電流，穿過線框的磁通量向外增大，根據楞次定律，導線框上有順時針方向電流，故C正確；D.若持續減小直導線電流，穿過線框的磁通量向外減小，根據楞次定律，導線框上有逆時針方向電流，故D錯誤。故選：C7.如圖，在傾角為θ的光滑斜面上垂直紙面放置一根長為L，質量為m的直導體棒，一勻強磁場垂直于斜面，當導體棒內通有垂直紙面向里的電流I時，導體棒恰好靜止在斜面上（重力加速度為g）則（）A.磁感應強度的大小為，方向垂直斜面斜向上B.磁感應強度的大小為，方向垂直斜面斜向下C.磁感應強度的大小為，方向垂直斜面斜向上D.磁感應強度的大小為，方向垂直斜面斜向下【答案】B【解析】【詳解】根據共點力平衡知，安培力的方向沿斜面向上，根據左手定則知，磁場的方向垂直斜面向下．根據平衡知，安培力解得：故B正確，ACD錯誤；8.如圖所示為質譜儀測定帶電粒子質量的裝置的示意圖。速度選擇器（也稱濾速器）中場強E的方向豎直向下，磁感應強度B1的方向垂直紙面向里，分離器中磁感應強度B2的方向垂直紙面向外。在S處有甲、乙、丙、丁四個一價正離子垂直于E和B1入射到速度選擇器中，若m甲=m乙<m丙=m丁，v甲<v乙=v丙<v丁，在不計重力的情況下，則打在P1、P2、P3、P4四點的離子分別是（）A.甲乙丙丁 B.甲丁乙丙 C.丙丁乙甲 D.甲乙丁丙【答案】B【解析】【詳解】離子帶正電，電荷量為e，規定向下為正方向，其剛進入速度選擇器時受力為使離子受力平衡，做勻速直線運動到分離器中，需F=0即根據題圖可知有兩個離子滿足條件，這兩個離子的速度相等，為乙和丙，所以乙和丙穿過了速度選擇器，到達分離器，在分離器中，離子做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力則由于乙、丙的速度相同，則質量越大的離子運動半徑越大，即乙打在P3點，丙打在P4點；根據受力情況，在水平金屬板之間時，初始速度越大，粒子向上偏轉，反之向下偏轉，所以丁打在P2點，甲打在P1點。故選B。二、多選題（本大題共6小題，共24.0分）9.將一小段通電直導線垂直磁場方向放入一勻強磁場中，下列圖像能正確反映各量間關系的是（）A. B. C. D.【答案】BC【解析】【詳解】AC．，F與I成正比，I增大，F也會增大。故A錯誤C正確；BD．B由磁場本身決定，不受I的影響。故B正確D錯誤；故選BC。10.如圖所示，相距為d的兩帶電平行板間同時存在磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場，一質量為m、帶電荷量為q的小球由下板邊緣沿水平方向射入該區域，帶電小球恰能在兩板間做勻速圓周運動，則()A.小球一定帶負電B.小球一定帶正電C.兩板間電壓為D.小球在兩板間運動時間為【答案】BC【解析】【詳解】AB．小球受重力、電場力和洛倫茲力的作用做勻速圓周運動，速率始終不變，說明了重力做功的大小始終等于電場力做功，即電場力等于重力且方向向上，所以小球帶正電荷，故A錯誤，B正確；C．由以上的分析可知qE=mg，E=兩極板之間電壓U=Ed=故C正確；D．小球受到的洛倫茲力提供向心力，所以它運動的周期T=，由圖可知，小球在兩板間的運動時間僅僅為半個周期t=T=故D錯誤。故選BC。11.如圖所示，一個有界勻強磁場區域，磁場方向垂直紙面向外，一個矩形閉合導線框abcd沿紙面由位置1（左）勻速運動到位置2（右），則：（）A.導線框進入磁場時，感應電流方向為a→b→c→d→aB.導線框離開磁場時，感應電流方向為a→d→c→b→aC.導線框進入磁場時，受到的安培力方向水平向左D.導線框離開磁場時，受到的安培力方向水平向左【答案】CD【解析】【詳解】A．線框進入磁場時，磁通量增大，根據楞次定律可知感應電流方向為，故A錯誤；B．導線框離開磁場時，磁通量減小，感應電流方向為，故B錯誤；C．導線框進入磁場時，由左手定則可知，受到的安培力方向水平向左，故C正確；D．導線框離開磁場時，由左手定則可知，受到的安培力方向水平向左，故D正確。故選CD。12.如圖所示，一條形磁鐵放在水平桌面上，在其左上方固定一根與磁鐵垂直的長直導線，當導線中通以圖示方向的電流時()A.磁鐵對桌面的壓力增大B.磁鐵對桌面的壓力減小C.磁鐵受到向右的摩擦力作用D.磁鐵受到向左的摩擦力作用【答案】BC【解析】【詳解】根據條形磁體磁感線分布情況得到直線電流所在位置磁場方向（切線方向），再根據左手定則判斷安培力方向，如下左圖圖；根據牛頓第三定律，電流對磁體的作用力向左上方，如下右圖根據平衡條件，可知通電后支持力變小，靜摩擦力變大，故磁鐵對桌面的壓力變小；而靜摩擦力向右．故B、C正確，A、D錯誤．故選BC．【點睛】本題主要考查了磁場對電流的作用、安培力、共點力作用下的平衡等綜合應用．屬于中等難度的題目．本題關鍵先對電流分析，得到其受力方向，先判斷電流所在位置的磁場方向，然后根據左手定則判斷安培力方向；再結合牛頓第三定律和平衡條件分析磁體的受力情況．13.一束等離子體含有大量帶等量正電和負電的微粒，不考慮其重力及電荷間的相互作用，沿圖中箭頭所示的方向垂直于磁場方向射入一勻強磁場，磁場方向垂直紙面，粒子運動的軌跡如圖中a、b所示，則以下說法中正確的是A.a是帶負電的微粒的運動軌跡B.b是帶負電的微粒的運動軌跡C.a是帶正電的微粒的運動軌跡D.a是帶正電微粒及負電微粒的共同軌跡【答案】BC【解析】【詳解】由左手定則可知，a是帶正電的微粒的運動軌跡，b是帶負電的微粒的運動軌跡，故選BC.14.甲、乙、丙、丁四幅圖分別是回旋加速器、磁流體發電機、速度選擇器、質譜儀的結構示意圖，下列說法中正確的是（）A.圖甲中增大交變電場的電壓可增大粒子的最大動能B.圖乙中可以判斷出通過R的電流方向為從b到aC.圖丙中粒子沿PQ向右或沿QP向左直線運動的條件都是D.圖丁中在分析同位素時，磁場中半徑最小的粒子對應質量也一定最小【答案】BD【解析】【詳解】A．帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，由洛倫之力提供向心力，則解得則粒子的動能為可見粒子的最大動能與交變電場的電壓無關，對于同一離子，增大磁感應強度、增大半徑可以增大粒子的最大動能。故A錯誤；B．根據左手定則可以判斷等離子體當中正電荷會向B極板偏轉，則通過R的電流方向為從b到a。故B正確；C．圖丙中帶電粒子不能沿QP向左做直線運動，因為電場力和洛倫茲力的方向是同一個方向。故C錯誤；D．粒子經過加速電壓U加速粒子進入勻強磁場做勻速圓周運動，由洛倫茲力提供向心力聯立可得則在加速電壓U不變，勻強磁場的磁感應強度B不變的情況下，R越小，越小，則同位素的質量越小。故D正確。故選BD。三、實驗題（本大題共1小題，共8.0分）15.在“探究楞次定律”的實驗中，某同學用試觸法判斷電流計指針偏轉方向與電流流向的關系時，將電池的負極與電流計的A接線柱連接，連接B接線柱的導線試觸電池正極，發現指針指在如圖甲中的b位置。（1）現將電流計的兩接線柱與圖乙中線圈的兩個接線柱連接，將磁鐵S極向下插入線圈時，電流計指針指示位置如甲圖中a所示，則與線圈C接線柱連接的是___________（選填“A”或“B”）接線柱。（2）若將電流計的A、B接線柱分別與圖丙中線圈的E、F接線柱連接，將磁鐵從線圈中抽出時，電流計指針指示位置如圖甲中b所示，則磁鐵的P端是___________極。（選填“N”或“S”）（3）將試驗中螺線管連接成圖丁電路，R為光敏電阻，輕質金屬環A用輕繩懸掛，與長直螺線管共軸（A線圈平面與螺線管線圈平面平行），并位于螺線管左側。當光照增強時，從左向右看，金屬環A中電流方向為___________（選填“順時針”或“逆時針”），金屬環A將___________（選填“向左”或“向右”）運動。【答案】①.B②.S③.逆時針④.向左【解析】【詳解】（1）[1]由題意知當電流從B接線柱流入電流計時，指針往右偏轉；當電流從A接線柱流入電流計時，指針往左偏轉。將磁鐵S極向下插入線圈時，線圈中向上的磁通量增加，由楞次定律可知線圈中的感應電流方向從C流向D，即線圈作為電源，D為正極，C為負極，因為電流計指針向左偏轉，即電流從A接線柱流入電流計，所以A接正極D，B接C。（2）[2]由題意知電流從B接線柱流入電流計，說明F為線圈的正極，線圈中的感應電流從E流向F，此時線圈中的磁通量再減小，根據楞次定律可知原磁通量方向向下，可知Q為N極，P為S極。（3）[3][4]光照增強時，電阻R減小，電流增大，產生的磁場變強，通過A的磁通量增大，且通過A的原磁通量方向向右，所以根據楞次定律可知從左向右看，金屬環A中電流方向為逆時針方向，由來拒去留可知金屬環A將向左運動。四、計算題（本大題共4小題，共44.0分）16.如圖所示，兩平行金屬導軌間的距離，金屬導軌所在的平面與水平面夾角，在導軌所在平面內，分布著磁感應強度，方向垂直于導軌所在平面的勻強磁場。金屬導軌的一端接有電動勢、內阻的直流電源。現把一個質量的導體棒放在金屬導軌上，導體棒恰好靜止。導體棒與金屬導軌垂直且接觸良好，導體棒與金屬導軌接觸的兩點間的電阻，金屬導軌電阻不計，取。已知，，求：（1）通過導體棒的電流。（2）導體棒受到的安培力大小。（3）導體棒受到的摩擦力大小和方向。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）通過導體棒電流為（2）導體棒受到的安培力大小（3）根據左手定則，導體棒受到的安培力沿斜面向上，導體棒恰好靜止，有解得導體棒受到的摩擦力方向沿斜面向下。17.如圖所示，一束質量為m、電荷量為q的粒子，恰好沿直線從兩帶電平行板正中間通過，沿圓心方向進入右側圓形勻強磁場區域，粒子經過圓形磁場區域后，其運動方向與入射方向的夾角為θ(弧度)．已知粒子的初速度為v0，兩平行板間與右側圓形區域內的磁場的磁感應強度大小均為B，方向均垂直紙面向內，兩平行板間距為d，不計空氣阻力及粒子重力的影響，求：(1)兩平行板間的電勢差U；(2)粒子在圓形磁場區域中運動的時間t；(3)圓形磁場區域的半徑R．【答案】(1)U=Bv0d；（2）；（3）R=【解析】【分析】（1）由粒子在平行板間做直線運動可知洛倫茲力和電場力平衡，可得兩平行板間的電勢差．（2）在圓形磁場區域中，洛倫茲力提供向心力，找到轉過的角度和周期的關系可得粒子在圓形磁場區域中運動的時間．（3）)由幾何關系求半徑R．【詳解】(1)由粒子在平行板間做直線運動可知，Bv0q=qE，平行板間的電場強度E=，解得兩平行板間的電勢差：U=Bv0d(2)在圓形磁場區域中，由洛倫茲力提供向心力可知：Bv0q=m同時有T=粒子在圓形磁場區域中運動的時間t=T解得t=(3)由幾何關系可知：r=R解得圓形磁場區域的半徑R=18.如圖所示，一個質量為m,電荷量+q的帶電粒子（重力忽略不計），從靜止開始經U1電壓加速后，水平進入兩平行金屬板間的