云南省昆明市官渡区尚品书院学校2022-2023学年高二下学期3月月考物理试题（解析版）

校尚品书院学校2022-2023学年高二下学期3月月考物理试卷考试时间：90分钟；满分：100分一、单选题（本大题共8小题，共24.0分）1.下列说法中正确的是（）A.带电粒子在匀强磁场中运动，只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B.如果把改为-q，且速度反向，大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变C.洛伦兹力方向一定与带电粒子速度方向垂直，磁场方向一定与带电粒子运动方向垂直D.带电粒子在只受到洛伦兹力作用下，运动的动能、速度均不变【答案】B【解析】【详解】A．因为洛伦兹力的大小不但与带电粒子的速度大小有关，还与粒子速度的方向有关，如当粒子速度方向与磁场方向垂直时当粒子速度方向与磁场方向平行时又由于洛伦兹力的方向永远与粒子的速度方向垂直，因而速度方向不同时，洛伦兹力的方向也不同，故错误；B．因为改为且速度反向，由左手定则可知洛伦兹力方向不变，再由知力的大小也不变，故B正确；C．带电粒子进入磁场时的速度方向可以与磁场方向成任意夹角，但洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，故C错误；D．因为洛伦兹力总与带电粒子的速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功，粒子动能不变，但洛伦兹力可以改变粒子的运动方向，使粒子速度的方向不断改变，故D错误。故选B。2.如图所示，通电导线在纸面内由Ⅰ位置绕垂直纸面的固定轴转到Ⅱ位置，其他条件不变，该导线所受安培力大小()更多免费优质滋元可家威杏MXSJ663A.变大 B.变小C.不变 D.不能确定【答案】C【解析】【详解】通电导线由Ⅰ位置绕固定轴转到Ⅱ位置，导线仍然与磁场垂直，故安培力大小不变，故C正确，ABD错误。故选C。3.如图所示，水平导线中有电流I通过，导线正下方电子的初速度方向与电流I的方向相同，均平行于纸面水平向左。下列四幅图是描述电子运动轨迹的示意图，正确的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【详解】由安培定则可知，在直导线的下方的磁场的方向为垂直纸面向外，根据左手定则可以得知电子受到的力向下，电子向下偏转；通电直导线电流产生的磁场是以直导线为中心向四周发散的，离导线越远，电流产生的磁场的磁感应强度越小，由半径公式可知，电子的运动的轨迹半径越来越大，故C正确，ABD错误。故选C。4.题图中，电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间关系正确的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【详解】根据左手定则可知，A图中粒子受洛伦兹力方向向下；B图中粒子受洛伦兹力方向向上；CD图中粒子不受洛伦兹力。故选A。5.如图所示，重力不计的带电粒子以某一速度从两平行金属板中央进入正交的匀强电场和匀强磁场中，做匀速直线运动。若粒子进入场区的水平速度增大，但粒子仍能穿越该磁场区域，则（）A.粒子一定带正电 B.粒子一定向下偏转C.粒子仍做直线运动 D.粒子的速率越来越小【答案】D【解析】【详解】C．粒子进入正交的匀强电场和匀强磁场中，做匀速直线运动有若粒子进入场区的水平速度增大，洛伦兹力变大，粒子向极板偏转，粒子做曲线运动，故C错误；AB．粒子进入场区的水平速度增大，洛伦兹力变大，若粒子带正电则洛伦力向上，粒子向上偏转，若粒子带负电则洛伦力向下，粒子向下偏转，故AB错误；D．无论哪种情况偏转方向都与电场力方向相反，电场力做负功，根据动能定理可知粒子动能变小，速度变小，故D正确。故选D。6.如图所示，纸面内有一通电长直导线，在其右侧有一个矩形闭合导线框，则下列说法中正确的是A.若导线框平行于直导线向上运动，线框上有顺时针方向感应电流B.若导线框垂直于直导线向右运动，线框上有顺时针方向感应电流C.若持续增大直导线电流，导线框上有顺时针方向电流D.若持续减小直导线电流，导线框上有顺时针方向电流【答案】C【解析】【详解】A.根据直线电流产生的磁场分布规律，穿过线框的磁通量垂直纸面向外。若导线框平行于直导线向上运动，穿过线框的磁通量不变，没有感应电流产生，故A错误；B.若导线框垂直于直导线向右运动，穿过线框的磁通量向外减小，根据楞次定律，线框上有逆时针方向感应电流，故B错误；C.若持续增大直导线电流，穿过线框的磁通量向外增大，根据楞次定律，导线框上有顺时针方向电流，故C正确；D.若持续减小直导线电流，穿过线框的磁通量向外减小，根据楞次定律，导线框上有逆时针方向电流，故D错误。故选：C7.如图，在倾角为θ的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒，一匀强磁场垂直于斜面，当导体棒内通有垂直纸面向里的电流I时，导体棒恰好静止在斜面上（重力加速度为g）则（）A.磁感应强度的大小为，方向垂直斜面斜向上B.磁感应强度的大小为，方向垂直斜面斜向下C.磁感应强度的大小为，方向垂直斜面斜向上D.磁感应强度的大小为，方向垂直斜面斜向下【答案】B【解析】【详解】根据共点力平衡知，安培力的方向沿斜面向上，根据左手定则知，磁场的方向垂直斜面向下．根据平衡知，安培力解得：故B正确，ACD错误；8.如图所示为质谱仪测定带电粒子质量的装置的示意图。速度选择器（也称滤速器）中场强E的方向竖直向下，磁感应强度B1的方向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度B2的方向垂直纸面向外。在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E和B1入射到速度选择器中，若m甲=m乙<m丙=m丁，v甲<v乙=v丙<v丁，在不计重力的情况下，则打在P1、P2、P3、P4四点的离子分别是（）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】【详解】离子带正电，电荷量为e，规定向下为正方向，其刚进入速度选择器时受力为使离子受力平衡，做匀速直线运动到分离器中，需F=0即根据题图可知有两个离子满足条件，这两个离子的速度相等，为乙和丙，所以乙和丙穿过了速度选择器，到达分离器，在分离器中，离子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力则由于乙、丙的速度相同，则质量越大的离子运动半径越大，即乙打在P3点，丙打在P4点；根据受力情况，在水平金属板之间时，初始速度越大，粒子向上偏转，反之向下偏转，所以丁打在P2点，甲打在P1点。故选B。二、多选题（本大题共6小题，共24.0分）9.将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，下列图像能正确反映各量间关系的是（）A. B. C. D.【答案】BC【解析】【详解】AC．，F与I成正比，I增大，F也会增大。故A错误C正确；BD．B由磁场本身决定，不受I的影响。故B正确D错误；故选BC。10.如图所示，相距为d的两带电平行板间同时存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为q的小球由下板边缘沿水平方向射入该区域，带电小球恰能在两板间做匀速圆周运动，则()A.小球一定带负电B.小球一定带正电C.两板间电压为D.小球在两板间运动时间为【答案】BC【解析】【详解】AB．小球受重力、电场力和洛伦兹力的作用做匀速圆周运动，速率始终不变，说明了重力做功的大小始终等于电场力做功，即电场力等于重力且方向向上，所以小球带正电荷，故A错误，B正确；C．由以上的分析可知qE=mg，E=两极板之间电压U=Ed=故C正确；D．小球受到的洛伦兹力提供向心力，所以它运动的周期T=，由图可知，小球在两板间的运动时间仅仅为半个周期t=T=故D错误。故选BC。11.如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd沿纸面由位置1（左）匀速运动到位置2（右），则：（）A.导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→aB.导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→aC.导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左D.导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向左【答案】CD【解析】【详解】A．线框进入磁场时，磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流方向为，故A错误；B．导线框离开磁场时，磁通量减小，感应电流方向为，故B错误；C．导线框进入磁场时，由左手定则可知，受到的安培力方向水平向左，故C正确；D．导线框离开磁场时，由左手定则可知，受到的安培力方向水平向左，故D正确。故选CD。12.如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时()A.磁铁对桌面的压力增大B.磁铁对桌面的压力减小C.磁铁受到向右的摩擦力作用D.磁铁受到向左的摩擦力作用【答案】BC【解析】【详解】根据条形磁体磁感线分布情况得到直线电流所在位置磁场方向（切线方向），再根据左手定则判断安培力方向，如下左图图；根据牛顿第三定律，电流对磁体的作用力向左上方，如下右图根据平衡条件，可知通电后支持力变小，静摩擦力变大，故磁铁对桌面的压力变小；而静摩擦力向右．故B、C正确，A、D错误．故选BC．【点睛】本题主要考查了磁场对电流的作用、安培力、共点力作用下的平衡等综合应用．属于中等难度的题目．本题关键先对电流分析，得到其受力方向，先判断电流所在位置的磁场方向，然后根据左手定则判断安培力方向；再结合牛顿第三定律和平衡条件分析磁体的受力情况．13.一束等离子体含有大量带等量正电和负电的微粒，不考虑其重力及电荷间的相互作用，沿图中箭头所示的方向垂直于磁场方向射入一匀强磁场，磁场方向垂直纸面，粒子运动的轨迹如图中a、b所示，则以下说法中正确的是A.a是带负电的微粒的运动轨迹B.b是带负电的微粒的运动轨迹C.a是带正电的微粒的运动轨迹D.a是带正电微粒及负电微粒的共同轨迹【答案】BC【解析】【详解】由左手定则可知，a是带正电的微粒的运动轨迹，b是带负电的微粒的运动轨迹，故选BC.14.甲、乙、丙、丁四幅图分别是回旋加速器、磁流体发电机、速度选择器、质谱仪的结构示意图，下列说法中正确的是（）A.图甲中增大交变电场的电压可增大粒子的最大动能B.图乙中可以判断出通过R的电流方向为从b到aC.图丙中粒子沿PQ向右或沿QP向左直线运动的条件都是D.图丁中在分析同位素时，磁场中半径最小的粒子对应质量也一定最小【答案】BD【解析】【详解】A．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛伦之力提供向心力，则解得则粒子的动能为可见粒子的最大动能与交变电场的电压无关，对于同一离子，增大磁感应强度、增大半径可以增大粒子的最大动能。故A错误；B．根据左手定则可以判断等离子体当中正电荷会向B极板偏转，则通过R的电流方向为从b到a。故B正确；C．图丙中带电粒子不能沿QP向左做直线运动，因为电场力和洛伦兹力的方向是同一个方向。故C错误；D．粒子经过加速电压U加速粒子进入匀强磁场做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力联立可得则在加速电压U不变，匀强磁场的磁感应强度B不变的情况下，R越小，越小，则同位素的质量越小。故D正确。故选BD。三、实验题（本大题共1小题，共8.0分）15.在“探究楞次定律”的实验中，某同学用试触法判断电流计指针偏转方向与电流流向的关系时，将电池的负极与电流计的A接线柱连接，连接B接线柱的导线试触电池正极，发现指针指在如图甲中的b位置。（1）现将电流计的两接线柱与图乙中线圈的两个接线柱连接，将磁铁S极向下插入线圈时，电流计指针指示位置如甲图中a所示，则与线圈C接线柱连接的是___________（选填“A”或“B”）接线柱。（2）若将电流计的A、B接线柱分别与图丙中线圈的E、F接线柱连接，将磁铁从线圈中抽出时，电流计指针指示位置如图甲中b所示，则磁铁的P端是___________极。（选填“N”或“S”）（3）将试验中螺线管连接成图丁电路，R为光敏电阻，轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管左侧。当光照增强时，从左向右看，金属环A中电流方向为___________（选填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将___________（选填“向左”或“向右”）运动。【答案】①.B②.S③.逆时针④.向左【解析】【详解】（1）[1]由题意知当电流从B接线柱流入电流计时，指针往右偏转；当电流从A接线柱流入电流计时，指针往左偏转。将磁铁S极向下插入线圈时，线圈中向上的磁通量增加，由楞次定律可知线圈中的感应电流方向从C流向D，即线圈作为电源，D为正极，C为负极，因为电流计指针向左偏转，即电流从A接线柱流入电流计，所以A接正极D，B接C。（2）[2]由题意知电流从B接线柱流入电流计，说明F为线圈的正极，线圈中的感应电流从E流向F，此时线圈中的磁通量再减小，根据楞次定律可知原磁通量方向向下，可知Q为N极，P为S极。（3）[3][4]光照增强时，电阻R减小，电流增大，产生的磁场变强，通过A的磁通量增大，且通过A的原磁通量方向向右，所以根据楞次定律可知从左向右看，金属环A中电流方向为逆时针方向，由来拒去留可知金属环A将向左运动。四、计算题（本大题共4小题，共44.0分）16.如图所示，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度，方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源。现把一个质量的导体棒放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻，金属导轨电阻不计，取。已知，，求：（1）通过导体棒的电流。（2）导体棒受到的安培力大小。（3）导体棒受到的摩擦力大小和方向。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）通过导体棒电流为（2）导体棒受到的安培力大小（3）根据左手定则，导体棒受到的安培力沿斜面向上，导体棒恰好静止，有解得导体棒受到的摩擦力方向沿斜面向下。17.如图所示，一束质量为m、电荷量为q的粒子，恰好沿直线从两带电平行板正中间通过，沿圆心方向进入右侧圆形匀强磁场区域，粒子经过圆形磁场区域后，其运动方向与入射方向的夹角为θ(弧度)．已知粒子的初速度为v0，两平行板间与右侧圆形区域内的磁场的磁感应强度大小均为B，方向均垂直纸面向内，两平行板间距为d，不计空气阻力及粒子重力的影响，求：(1)两平行板间的电势差U；(2)粒子在圆形磁场区域中运动的时间t；(3)圆形磁场区域的半径R．【答案】(1)U=Bv0d；（2）；（3）R=【解析】【分析】（1）由粒子在平行板间做直线运动可知洛伦兹力和电场力平衡，可得两平行板间的电势差．（2）在圆形磁场区域中，洛伦兹力提供向心力，找到转过的角度和周期的关系可得粒子在圆形磁场区域中运动的时间．（3）)由几何关系求半径R．【详解】(1)由粒子在平行板间做直线运动可知，Bv0q=qE，平行板间的电场强度E=，解得两平行板间的电势差：U=Bv0d(2)在圆形磁场区域中，由洛伦兹力提供向心力可知：Bv0q=m同时有T=粒子在圆形磁场区域中运动的时间t=T解得t=(3)由几何关系可知：r=R解得圆形磁场区域的半径R=18.如图所示，一个质量为m,电荷量+q的带电粒子（重力忽略不计），从静止开始经U1电压加速后，水平进入两平行金属板间的