安徽省定远三中2024-2025学年第二学期高二第一次检测物理试题（含解析）

2024-2025学年第二学期高二第一次检测物理试题一、单选题：本大题共8小题，共32分。1.如图所示，通电导线MN在纸面内从a位置绕其一端M转至b位置时，通电导线所受安培力的变化情况是(

)

A.方向大小均不变 B.方向改变，大小不变

C.方向不变，大小变小 D.方向不变，大小变大2.如图所示，在条形磁体的右侧放置一个可以自由运动的矩形通电线圈abdc，线圈最初与条形磁体处于同一平面内，ac边、bd边与条形磁体的方向平行，且ac边、bd边中点的连线过条形磁体的中心。通以顺时针方向的电流后，该线圈的运动情况为(

)

A.ab边转向纸内，cd边转向纸外，同时靠近磁体

B.ab边转向纸外，cd边转向纸内，同时靠近磁体

C.ab边转向纸内，cd边转向纸外，同时远离磁体

D.ab边转向纸外，cd边转向纸内，同时远离磁体3.如图所示，质量为m、长为l的金属杆ab静止于水平导轨上，空间存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向与金属杆ab垂直且与导轨平面成θ角。若闭合开关，金属杆ab通过的电流大小为I，金属杆ab仍静止，则(

)

A.金属杆ab受到的安培力为BIlsinθ

B.金属杆ab对轨道的压力为mg-BIlcosθ

C.若磁场反向，金属杆ab对轨道的压力为mg4.如图所示，水平地面上放一条形磁铁，磁铁N极上方用弹簧吊着一水平导体棒与磁铁垂直，导体棒中通入垂直纸面向里的电流，且磁铁始终保持静止。则下列说法正确的是(

)

A.与导体棒未通电之前相比，弹簧的弹力变小

B.与导体棒未通电之前相比，地面受到磁铁的压力变小

C.与导体棒未通电之前相比，弹簧的弹力仍然沿竖直方向

D.导体棒通电后，条形磁铁受到桌面的摩擦力的方向水平向左5.如图所示，虚线的上方存在垂直纸面向外的匀强磁场。将一粗细均匀的电阻丝折成的正五边形导体框abcde置于磁场中(ab边水平)，用导线将恒压电源U连接在导体框的a、b两点。则下列说法正确的是(

)

A.ba边所受的安培力方向竖直向上

B.bcdea部分与ba边所受的安培力大小之比为1：4

C.ba边与bc边所受的安培力大小相等

D.导体框所受的安培力为06.如图所示，带正电小球在垂直纸面向外的匀强磁场中沿竖直光滑绝缘的圆弧形轨道的内侧来回往复运动，它向左或向右运动通过最低点时(

)A.速度相同

B.所受洛伦兹力大小不相同

C.加速度相同

D.轨道给它的弹力向右运动时比向左运动时小7.芯片制造过程中的重要工序之一是离子注入，速度选择器是离子注入机的重要组成部分。现将速度选择器简化如图所示模型，两平行金属板P、Q水平放置，其间存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场。将一质子(重力不计)从M点沿水平方向射入到两金属板之间，质子恰好沿直线运动到N点。则(

)

A.若撤掉磁场，质子将向P极板偏转

B.若撤掉电场，质子将向Q极板偏转

C.若增大入射速度，质子运动轨迹仍为直线

D.若将电子以相同速度从M点射入，其运动轨迹仍为直线8.如图所示，光滑的水平面上有竖直向下的匀强磁场，水平面上平放着一个试管，试管内壁光滑，底部有一个带电小球。现在对试管施加一个垂直于试管的水平拉力F，在拉力F作用下，试管向右做匀速运动，带电小球将从管口飞出。下列说法正确的是(

)

A.小球带负电 B.小球离开试管前，洛伦兹力对小球做正功

C.小球离开试管前的运动轨迹是一条抛物线 D.维持试管做匀速运动的拉力F应为恒力二、多选题：本大题共2小题，共10分。9.如图所示，矩形区域ABCD的空间中存在一磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里，点O为AD边的中点。一带电粒子由O点沿平行于上下边界的方向射入磁场中，然后从C点射出。若保持所有条件不变，在磁场区域再加上一电场强度大小为E的匀强电场，该粒子入射后沿直线运动射出场区，已知AD=2a，AB=3a，不计粒子的重力，下列说法正确的是(

)

A.电场方向为平行于左右边界向下 B.电场方向为平行于左右边界向上

C.则该粒子的比荷为E2aB2 10.一质量为m、电量为q的带电粒子以速度v0从x轴上的A点垂直y轴射入第一象限，第一象限某区域存在磁感强度大小为B的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，粒子离开第一象限时速度方向与x轴正方向夹角θ=60°。如图所示(粒子仅受洛伦兹力)，下列说法正确的是(

)

A.带电粒子带负电荷

B.带电粒子在磁场中的做圆周运动的圆心角为60°

C.如果该磁场区域是圆形，则该磁场的最小面积是πm2v三、实验题：本大题共2小题，共18分。11.磁体和运动电荷之间、电流和电流之间都可通过磁场而相互作用，此现象可通过以下实验证明：

(1)如图(a)所示是电子射线管示意图。接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是______(填选项代号)。

A.加一磁场，磁场方向沿z轴负方向

B.加一磁场，磁场方向沿y轴正方向

C.加一电场，电场方向沿z轴负方向

D.加一电场，电场方向沿y轴正方向

(2)如图(b)所示，两条平行直导线，当通以相同方向的电流时，它们相互______(填排斥或吸引)；当通以相反方向的电流时，它们相互______(填排斥或吸引)。12.某电流天平的示意图如图，它可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。该电流天平两臂长度相等，右臂挂着n匝矩形线圈，线圈的水平边长为L，微调旋钮使电流天平处于平衡状态。不考虑地磁场的影响，重力加速度为g。(1)先通过轻质软导线使矩形线圈中通有如图所示的电流I，则电流天平________(选填“发生倾斜”或“保持平衡”)。(2)再通过电磁铁在图中虚线框内形成垂直纸面向里的匀强磁场，则电流天平________(选填“向左倾斜”或“向右倾斜”)。(3)最后在电流天平适当的挂盘中放上质量为m的砝码，恰能使两臂达到新的平衡，则可测得匀强磁场的磁感应强度大小B=________。(用n、m、L、I和g表示)四、计算题：本大题共3小题，共40分。13.如图所示，相距20cm的平行金属导轨所在平面与水平面夹角θ=37∘，现将一质量m=330g的金属棒ab放在导轨上，它与导轨间的动摩擦因数μ=0.50，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个装置处于磁感应强度为2T的竖直向上的匀强磁场中，导轨所接的电源电动势为15V，内阻不计，滑动变阻器的阻值满足要求，其他部分电阻不计，为了保证ab处于静止状态，求：(1)滑动变阻器的阻值R的调节范围；(2)ab通入的电流为多大时金属棒与导轨间的摩擦力为零。14.用一长为l的绝缘细线将一质量为m、带电荷量为+q的小球悬挂在方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，如图所示。现将小球拉到使细线水平的位置A由静止释放，小球在与磁场方向垂直的平面内运动，重力加速度为g。求：

(1)小球摆到最低点C时的速度大小。(2)小球第一次摆到最低点C时，细线的拉力大小T1(3)小球第二次摆到最低点C时，细线的拉力大小T2。15.如图所示，有一对平行金属板，两板相距为0.05m.电压为10V，两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0=0.1T，方向与金属板面平行并垂直于纸面向里。图中右边有一半径R为0.1m、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为B=33T，方向垂直于纸面向里．一正离子从A点沿平行于金属板面且垂直磁场方向射入，能沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD(1)离子速度v的大小；(2)离子的比荷q/m；(3)离子在圆形磁场区域中运动时间t.(结果可保留根号和π)

答案和解析1.【答案】B

【解析】根据左手定则可知，方向时刻在变，从a转到b位置时，导线MN还是与磁场垂直，故F=BIL不变，故B正确；

故选：B。2.【答案】A

【解析】在图示位置时，根据左手定则可知ab边所受磁场力方向向内，cd边所受磁场力方向向外，所以ab边转向纸内，cd边转向纸外；从图示位置转过90°时，根据左手定则判断可知ac边所受磁场力方向水平向左，bd边所受磁场力方向水平向右，且ac边所受磁场力大于bd故选A。3.【答案】B

【解析】由金属杆的电流方向在结合左手定则可知，安培力FA如图所示 ​,作出金属杆受力的主视图，

电流和磁场垂直，故F A=BIL，

根据平衡条件得

FN=mg-BILcosθ

故B正确，A错误；

若磁场反向，安培力反向，根据平衡条件得

摩擦力：Ff4.【答案】B

【解析】AC.对通电导线受力分析，受重力、弹力和安培力，导线所在位置的磁场方向斜向右上方，由左手定则可知，安培力方向斜向右下，可知弹簧被拉伸增大，则弹力变大，弹簧的弹力不再是沿竖直方向，故AC错误；BD.导线受到的安培力方向斜向右下，由牛顿第三定律可得，条形磁铁受到左上方的作用力，所以条形磁铁对桌面压力减小，条形磁铁有向左的运动趋势，条形磁铁受桌面对它向右的摩擦力，故B正确，D错误。故选B。5.【答案】B

【解析】A.由电路可知，流过ab边的电流方向由b向a，由左手定则可知ba边所受的安培力方向竖直向下，A错误;

B.设导体框的边长为L，单位长度的电阻为R0，由欧姆定律可得ab边的电流为I1=ULR0，

流过bcdea边的电流为I2=U4LR0，又bcdea边与ba边在磁场中的有效长度相等，则由公式F=BIL可知安培力的大小与电流成正比，则bcdea部分与ba边所受的安培力大小之比为1:4，B正确;

C.同理ba边与bc边所受的安培力大小之比为4:1，C6.【答案】C

【解析】速度是矢量，向左或向右运动通过最低点时，速度的方向不同，故速度不同，A错误;

小球沿圆弧做圆周运动，洛伦兹力不做功，机械能守恒，每次经过最低点时，速度大小相同，所受洛伦兹力F洛=qvB大小相同，B错误;

最低点圆周运动，加速度指向圆心，向心加速度a=v2R，速度大小相等，加速度大小相等，方向都指向圆心，故向左或向右运动通过最低点时，加速度相同，C正确;

向左经过最低点时：对小球：FN1+qvB-mg=mv7.【答案】D

【解析】A.撤去磁场，质子受到向下的电场力，向Q极板偏转，故A错误;

B.撤去电场，质子在M点受到向上的洛伦兹力，向P极板偏转，故B错误;

C.增大入射速度，质子受到向上的洛伦兹力F洛=qvB将大于向下的电场力，从而向上偏转，轨迹为曲线，故C错误;

D.电子以相同速度从M点射入，仍满足evB=eE，故运动轨迹仍为直线，故8.【答案】C

【解析】A、小球能从管口处飞出，说明小球受到指向管口洛伦兹力，根据左手定则判断，小球带正电。故A错误；

B、洛伦兹力方向与运动方向垂直，洛伦兹力不做功，故B错误；

C、设管子运动速度为v1，小球垂直于管子向右的分运动是匀速直线运动。小球沿管子方向受到洛伦兹力的分力F1=qv1B，q、v1、B均不变，F1不变，则小球沿管子做匀加速直线运动。与平抛运动类似，小球运动的轨迹是一条抛物线。故C正确；

D、设小球沿管子的分速度大小为v2，则小球受到垂直管子向左的洛伦兹力的分力F2=qv2B9.【答案】AC

【解析】AB、带电粒子由O点沿平行于上下边界的方向射入磁场中，然后从C点射出，由左手定则可知粒子带负电；在磁场区域再加上一电场强度大小为E的匀强电场，粒子入射后沿直线运动射出场区，洛伦兹力方向向下，粒子做匀速直线运动，电场力向上；电场方向为平行于左右边界向下，故A正确，B错误；

CD、该粒子在磁场中做圆周运动，其运动的轨迹如图：

则：R2=(R-a)2+(3a)2，则R=2a，由洛伦兹力提供向心力得：10.【答案】BCD

【解析】A.磁场方向垂直于纸面向外，粒子在磁场中顺时针偏转，根据左手定则可知，带电粒子带正电荷，故A错误；B.由题意可知粒子在磁场中速度方向改变了60°，则带电粒子在磁场中的做圆周运动的圆心角为60°，故C.由洛伦兹力提供向心力得

qv可得轨道半径为

R=m粒子的运动轨迹如图所示若是圆形区域磁场，则以CD为直径的圆面积最小，根据几何关系可知

CD=R

，故最小面积为

Smin故C正确；D.若是矩形区域磁场，则以CD为长，以圆弧最高点到CD的距离h为宽，则矩形的面积最小；则有

h=R所以矩形区域磁场最小面积为

Smin故D正确。

故选BCD。11.【答案】B

吸引

排斥

【解析】解：(1)A、若加一沿z轴负方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿y轴负方向，亮线不偏转，不符合题意，故A错误；

B、若加一沿y轴正方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿z轴负方向，亮线向下偏转，符合题意，故B正确；

C、若加一沿z轴负方向的电场，电子带负电，电场力方向沿z轴正方向，亮线向上偏转，不符合题意，故C错误；

D、若加一沿y轴正方向的电场，电子带负电，电场力方向沿y轴负方向，亮线不偏转，不符合题意，故D错误。

故选：B；

(3)图(b)左图中，研究右导线的受力情况：将左导线看成场源电流，根据安培定则可知，它在右导线处产生的磁场方向向外，由左手定则判断可知，右导线所受的安培力方向向左；同理，将右导线看成场源电流，左导线受到的安培力向右，两导线要靠拢，说明电流方向相同时，两导线相互吸引；

同理可知：图(b)右图中，当通入电流方向相反时，两导线远离，两导线相互排斥。

故答案为：(1)B；(3)吸引，排斥。

12.【答案】(1)保持平衡；

(2)向右倾斜；

(3)【解析】(1)开始时，虚线框内没有