云南省昆明市官渡區(qū)尚品書院學(xué)校2022-2023學(xué)年高二下學(xué)期3月月考物理試題（解析版）

校尚品書院學(xué)校2022-2023學(xué)年高二下學(xué)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(qiáng)磁場中運(yùn)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(yùn)動方向垂直D.帶電粒子在只受到洛倫茲力作用下，運(yùn)動的動能、速度均不變【答案】B【解析】【詳解】A．因?yàn)槁鍌惼澚Φ拇笮〔坏c帶電粒子的速度大小有關(guān)，還與粒子速度的方向有關(guān)，如當(dāng)粒子速度方向與磁場方向垂直時當(dāng)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(yuǎn)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?yàn)楦臑榍宜俣确聪?，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(jìn)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?yàn)槁鍌惼澚偱c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(yùn)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(dǎo)線在紙面內(nèi)由Ⅰ位置繞垂直紙面的固定軸轉(zhuǎn)到Ⅱ位置，其他條件不變，該導(dǎo)線所受安培力大小()更多免費(fèi)優(yōu)質(zhì)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(dǎo)線由Ⅰ位置繞固定軸轉(zhuǎn)到Ⅱ位置，導(dǎo)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(dǎo)線中有電流I通過，導(dǎo)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(yùn)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(dǎo)線的下方的磁場的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲?，根?jù)左手定則可以得知電子受到的力向下，電子向下偏轉(zhuǎn)；通電直導(dǎo)線電流產(chǎn)生的磁場是以直導(dǎo)線為中心向四周發(fā)散的，離導(dǎo)線越遠(yuǎn)，電流產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度越小，由半徑公式可知，電子的運(yùn)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(guān)系正確的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)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(jì)的帶電粒子以某一速度從兩平行金屬板中央進(jìn)入正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，做勻速直線運(yùn)動。若粒子進(jìn)入場區(qū)的水平速度增大，但粒子仍能穿越該磁場區(qū)域，則（）A.粒子一定帶正電 B.粒子一定向下偏轉(zhuǎn)C.粒子仍做直線運(yùn)動 D.粒子的速率越來越小【答案】D【解析】【詳解】C．粒子進(jìn)入正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，做勻速直線運(yùn)動有若粒子進(jìn)入場區(qū)的水平速度增大，洛倫茲力變大，粒子向極板偏轉(zhuǎn)，粒子做曲線運(yùn)動，故C錯誤；AB．粒子進(jìn)入場區(qū)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(zhuǎn)，若粒子帶負(fù)電則洛倫力向下，粒子向下偏轉(zhuǎn)，故AB錯誤；D．無論哪種情況偏轉(zhuǎn)方向都與電場力方向相反，電場力做負(fù)功，根據(jù)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(nèi)有一通電長直導(dǎo)線，在其右側(cè)有一個矩形閉合導(dǎo)線框，則下列說法中正確的是A.若導(dǎo)線框平行于直導(dǎo)線向上運(yùn)動，線框上有順時針方向感應(yīng)電流B.若導(dǎo)線框垂直于直導(dǎo)線向右運(yùn)動，線框上有順時針方向感應(yīng)電流C.若持續(xù)增大直導(dǎo)線電流，導(dǎo)線框上有順時針方向電流D.若持續(xù)減小直導(dǎo)線電流，導(dǎo)線框上有順時針方向電流【答案】C【解析】【詳解】A.根據(jù)直線電流產(chǎn)生的磁場分布規(guī)律，穿過線框的磁通量垂直紙面向外。若導(dǎo)線框平行于直導(dǎo)線向上運(yùn)動，穿過線框的磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A錯誤；B.若導(dǎo)線框垂直于直導(dǎo)線向右運(yùn)動，穿過線框的磁通量向外減小，根據(jù)楞次定律，線框上有逆時針方向感應(yīng)電流，故B錯誤；C.若持續(xù)增大直導(dǎo)線電流，穿過線框的磁通量向外增大，根據(jù)楞次定律，導(dǎo)線框上有順時針方向電流，故C正確；D.若持續(xù)減小直導(dǎo)線電流，穿過線框的磁通量向外減小，根據(jù)楞次定律，導(dǎo)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(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒，一勻強(qiáng)磁場垂直于斜面，當(dāng)導(dǎo)體棒內(nèi)通有垂直紙面向里的電流I時，導(dǎo)體棒恰好靜止在斜面上（重力加速度為g）則（）A.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為，方向垂直斜面斜向上B.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為，方向垂直斜面斜向下C.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為，方向垂直斜面斜向上D.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為，方向垂直斜面斜向下【答案】B【解析】【詳解】根據(jù)共點(diǎn)力平衡知，安培力的方向沿斜面向上，根據(jù)左手定則知，磁場的方向垂直斜面向下．根據(jù)平衡知，安培力解得：故B正確，ACD錯誤；8.如圖所示為質(zhì)譜儀測定帶電粒子質(zhì)量的裝置的示意圖。速度選擇器（也稱濾速器）中場強(qiáng)E的方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的方向垂直紙面向里，分離器中磁感應(yīng)強(qiáng)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(jì)重力的情況下，則打在P1、P2、P3、P4四點(diǎn)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(guī)定向下為正方向，其剛進(jìn)入速度選擇器時受力為使離子受力平衡，做勻速直線運(yùn)動到分離器中，需F=0即根據(jù)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(dá)分離器，在分離器中，離子做勻速圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力則由于乙、丙的速度相同，則質(zhì)量越大的離子運(yùn)動半徑越大，即乙打在P3點(diǎn)，丙打在P4點(diǎn)；根據(jù)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(zhuǎn)，反之向下偏轉(zhuǎn)，所以丁打在P2點(diǎn)，甲打在P1點(diǎn)。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(dǎo)線垂直磁場方向放入一勻強(qiáng)磁場中，下列圖像能正確反映各量間關(guān)系的是（）A. B. C. D.【答案】BC【解析】【詳解】AC．，F(xiàn)與I成正比，I增大，F(xiàn)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(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)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(qū)域，帶電小球恰能在兩板間做勻速圓周運(yùn)動，則()A.小球一定帶負(fù)電B.小球一定帶正電C.兩板間電壓為D.小球在兩板間運(yùn)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(yùn)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(yùn)動的周期T=，由圖可知，小球在兩板間的運(yùn)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(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外，一個矩形閉合導(dǎo)線框abcd沿紙面由位置1（左）勻速運(yùn)動到位置2（右），則：（）A.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→aB.導(dǎo)線框離開磁場時，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→aC.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時，受到的安培力方向水平向左D.導(dǎo)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(jìn)入磁場時，磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流方向?yàn)椋蔄錯誤；B．導(dǎo)線框離開磁場時，磁通量減小，感應(yīng)電流方向?yàn)?，故B錯誤；C．導(dǎo)線框進(jìn)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(dǎo)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(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)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(jù)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(jù)左手定則判斷安培力方向，如下左圖圖；根據(jù)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(jù)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(diǎn)睛】本題主要考查了磁場對電流的作用、安培力、共點(diǎn)力作用下的平衡等綜合應(yīng)用．屬于中等難度的題目．本題關(guān)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(jù)左手定則判斷安培力方向；再結(jié)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(fù)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(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面，粒子運(yùn)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(fù)電的微粒的運(yùn)動軌跡B.b是帶負(fù)電的微粒的運(yùn)動軌跡C.a是帶正電的微粒的運(yùn)動軌跡D.a是帶正電微粒及負(fù)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(yùn)動軌跡，b是帶負(fù)電的微粒的運(yùn)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(fā)電機(jī)、速度選擇器、質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)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?yàn)閺腷到aC.圖丙中粒子沿PQ向右或沿QP向左直線運(yùn)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(yīng)質(zhì)量也一定最小【答案】BD【解析】【詳解】A．帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)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(guān)，對于同一離子，增大磁感應(yīng)強(qiáng)度、增大半徑可以增大粒子的最大動能。故A錯誤；B．根據(jù)左手定則可以判斷等離子體當(dāng)中正電荷會向B極板偏轉(zhuǎn)，則通過R的電流方向?yàn)閺腷到a。故B正確；C．圖丙中帶電粒子不能沿QP向左做直線運(yùn)動，因?yàn)殡妶隽吐鍌惼澚Φ姆较蚴峭粋€方向。故C錯誤；D．粒子經(jīng)過加速電壓U加速粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動，由洛倫茲力提供向心力聯(lián)立可得則在加速電壓U不變，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變的情況下，R越小，越小，則同位素的質(zhì)量越小。故D正確。故選BD。三、實(shí)驗(yàn)題（本大題共1小題，共8.0分）15.在“探究楞次定律”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用試觸法判斷電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與電流流向的關(guān)系時，將電池的負(fù)極與電流計(jì)的A接線柱連接，連接B接線柱的導(dǎo)線試觸電池正極，發(fā)現(xiàn)指針指在如圖甲中的b位置。（1）現(xiàn)將電流計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(yàn)中螺線管連接成圖丁電路，R為光敏電阻，輕質(zhì)金屬環(huán)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(cè)。當(dāng)光照增強(qiáng)時，從左向右看，金屬環(huán)A中電流方向?yàn)開__________（選填“順時針”或“逆時針”），金屬環(huán)A將___________（選填“向左”或“向右”）運(yùn)動。【答案】①.B②.S③.逆時針④.向左【解析】【詳解】（1）[1]由題意知當(dāng)電流從B接線柱流入電流計(jì)時，指針往右偏轉(zhuǎn)；當(dāng)電流從A接線柱流入電流計(jì)時，指針往左偏轉(zhuǎn)。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(yīng)電流方向從C流向D，即線圈作為電源，D為正極，C為負(fù)極，因?yàn)殡娏饔?jì)指針向左偏轉(zhuǎn)，即電流從A接線柱流入電流計(jì)，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(jì)，說明F為線圈的正極，線圈中的感應(yīng)電流從E流向F，此時線圈中的磁通量再減小，根據(jù)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(qiáng)時，電阻R減小，電流增大，產(chǎn)生的磁場變強(qiáng)，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(jù)楞次定律可知從左向右看，金屬環(huán)A中電流方向?yàn)槟鏁r針方向，由來拒去留可知金屬環(huán)A將向左運(yùn)動。四、計(jì)算題（本大題共4小題，共44.0分）16.如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢、內(nèi)阻的直流電源?，F(xiàn)把一個質(zhì)量的導(dǎo)體棒放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，取。已知，，求：（1）通過導(dǎo)體棒的電流。（2）導(dǎo)體棒受到的安培力大小。（3）導(dǎo)體棒受到的摩擦力大小和方向?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）通過導(dǎo)體棒電流為（2）導(dǎo)體棒受到的安培力大?。?）根據(jù)左手定則，導(dǎo)體棒受到的安培力沿斜面向上，導(dǎo)體棒恰好靜止，有解得導(dǎo)體棒受到的摩擦力方向沿斜面向下。17.如圖所示，一束質(zhì)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(jìn)入右側(cè)圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，粒子經(jīng)過圓形磁場區(qū)域后，其運(yùn)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(cè)圓形區(qū)域內(nèi)的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向均垂直紙面向內(nèi)，兩平行板間距為d，不計(jì)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(qū)域中運(yùn)動的時間t；(3)圓形磁場區(qū)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(yùn)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(qū)域中，洛倫茲力提供向心力，找到轉(zhuǎn)過的角度和周期的關(guān)系可得粒子在圓形磁場區(qū)域中運(yùn)動的時間．（3）)由幾何關(guān)系求半徑R．【詳解】(1)由粒子在平行板間做直線運(yùn)動可知，Bv0q=qE，平行板間的電場強(qiáng)度E=，解得兩平行板間的電勢差：U=Bv0d(2)在圓形磁場區(qū)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(qū)域中運(yùn)動的時間t=T解得t=(3)由幾何關(guān)系可知：r=R解得圓形磁場區(qū)域的半徑R=18.如圖所示，一個質(zhì)量為m,電荷量+q的帶電粒子（重力忽略不計(jì)），從靜止開始經(jīng)U1電壓加速后，水平進(jìn)入兩平行金屬板間的