2025年人教版高中物理选择性必修第二册第1章学业质量标准检测试卷及答案

第一章学业质量标准检测

本卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。满分：100分，时间：75分钟。

第I卷（选择题共40分）

一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1〜

6小题只有一个选项符合题目要求，第7〜10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4

分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）

1.（2024.江苏南京高二期末）笔记本电脑盖上屏幕，屏幕盖板上的磁铁和主板机壳上的“霍

尔传感器”配合，通过改变服人间电势差的方式使屏幕进入休眠模式，其工作原理如图所示。

当电脑盖上屏幕时，相当于屏幕边缘的磁极靠近霍尔元件，已知该霍尔元件载流子为电子，以

下说法正确的是（）

A.盖上盖板，。端带正电

B.打开盖板，。端带正电

C.盖上屏幕过程中，a、6间电势差逐渐减小

D.盖上屏幕过程中，a、人间电势差逐渐增大

答案：D

解析：无论盖上盖板还是打开盖板，霍尔元件中磁场方向均向下，电流方向均向左，根据

左手定则可得，载流子受力方向指向a,因此。端带负电，故A、B错误；设霍尔元件的长度

为a,宽度为b,高度为c,实件q=quB,I=nqSu=nqbcv,所以。=黑，盖上屏幕过程中，

UILC4C-

磁感应强度变大，则霍尔电压增大，即。、6间电势差逐渐增大，故C错误，D正确。

2.四根导线如图放置。6、d中没有电流，a、c中通有如图所示方向相反、大小均为/的

电流时，。点的磁感应强度大小为3。现在0、d中通入大小也为/的电流时，。点的磁感应

强度大小仍为瓦则下列说法正确的是（）

dQ：•o'pb

A.。点的磁场方向由。指向d

B.b、d中的电流方向相反

C.若在。点放置垂直纸面方向的通电直导线，该导线所受安培力为零

D.若电子（不计重力）从。点垂直纸面向里运动，电子将向上偏转

答案：D

解析：由题意知，。点的磁感应强度等于。、c中电流产生的磁场的磁感应强度的矢量和,

根据安培定则可知，。点的磁场方向由。指向0,故A错误；在0、d中通入大小也为/的电

流时，。点的磁感应强度大小仍为3,可判定从d中电流在。点产生的磁场的磁感应强度大

小相等，方向相反，根据安培定则可知，氏d中的电流方向相同，故B错误；若在。点放置

垂直纸面方向的通电直导线，该导线所受安培力不为零，故C错误；若电子（不计重力）从。点

垂直纸面向里运动，由左手定则可知，电子将向上方向偏转，故D正确。

3.（2023弓可北唐县第一中学高二期中）如图，下端封闭、上端开口、内壁光滑的细玻璃管

竖直放置，管底有一个带正电小球，整个装置以一定的速度沿垂直于磁场方向进入方向垂直纸

面向里的匀强磁场，由于外力的作用，玻璃管在磁场中的速度保持不变，最终小球从上端管口

飞出，下列说法中正确的是（）

A.该过程中由水平速度产生的洛伦兹力不做功

B.小球的运动轨迹是一条直线

C.从能量转化角度看小球机械能的增加是因为洛伦兹力做功

D.小球在竖直方向做匀加速运动

答案：D

解析：因为磁场方向垂直于纸面向里，水平速度向右，由左手定则可知水平速度产生的洛

伦兹力方向向上，所以小球相对于玻璃管向上运动，而玻璃管往右做匀速直线运动，则小球实

际的运动方向为右上方，由于水平速度产生的洛伦兹力与位移夹角为锐角，所以由水平速度产

生的洛伦兹力对小球做正功，故A错误；因为玻璃管在水平方向的速度不变，则小球受到的

向上的洛伦兹力大小不变，所以小球向上做匀加速直线运动，而匀加速直线运动和匀速直线运

动的合运动为曲线运动，故B错误，D正确；因为洛伦兹力的方向始终垂直于小球的速度方

向，所以洛伦兹力不做功，故C错误。故选D。

4.（2024.黑龙江双鸭山一中高二开学考试）空间中存在垂直于平面的磁场，x=a两侧

的匀强磁场方向相反，x>a区域的磁感应强度大小为x<a区域的2倍。不同带电粒子以速率加

由原点沿xOy平面射入该磁场，则粒子的轨迹可能为下图中的（）

答案：B

2

解析：因区域的磁感应强度大小为XV。区域的2倍，根据的0="又，解得厂=下,

可知粒子在区域的圆周运动的半径为在x>a区域的圆周运动的半径的2倍。由A选项

图可知粒子运动的轨道半径为厂=¥>a,即粒子已经超过两磁场的分界线，轨迹不可能是同一

圆周，故A错误；B选项图中粒子在中运动时的轨迹半径为亳，则在%〉

ZCOSH-JA/2

。区域运动的半径应该为/=率，则轨迹与y轴交点的纵坐标应该是尸2/sin45°=1a,

故B正确；C选项图中粒子在区域的轨道半径小于在x>a区域的轨道半径，故C错误;

D选项图中粒子在区域的轨道半径为r=a,则在区域的轨道半径为r'=*则轨

迹在y轴的截距y=a+2X?+a=3a,故D错误。

5.如图所示，原来静止的半圆形线圈中通有逆时针方向的电流/,在其直径中点3右侧

放置一根垂直于线圈平面的固定不动的长直导线，并通以电流/,方向垂直纸面向里，此时半

圆形线圈的运动情况是（A3与半圆形线圈的直线部分垂直）（）

A.从左至右观察,以A3为轴逆时针旋转，并且3点靠近直线电流

B.从左至右观察,以A5为轴逆时针旋转，并且3点远离直线电流

C.从左至右观察,以A3为轴顺时针旋转，并且3点靠近直线电流

D.从左至右观察，以A3为轴顺时针旋转，并且3点远离直线电流

答案：A

解析：根据安培定则知，直线电流在A、5两点的磁场方向均竖直向上，与A、5两点电

流方向平行，所以A、3两点不受安培力作用；将线圈沿A3分成上、下两部分，分别取线圈

上、下部分的某一电流元研究，根据左手定则可知，半圆形线圈的上半部分受垂直纸面向里的

安培力，下半部分受垂直纸面向外的安培力，所以从左至右观察，半圆形线圈将以A3为轴逆

时针转动，旋转90。时，半圆形线圈和固定不动的长直导线平行，此时半圆形线圈的直线部分

中的电流方向与长直导线中的电流方向同向，根据左手定则知，3点会靠近直线电流，选项A

正确，B、C、D错误。

6.（2023•黑龙江萝北县高二开学考试）如图所示，在半径为R的圆形区域内，有匀强磁场，

方向垂直于圆平面（未画出）。一群相同的带电粒子以相同速率如，由P点沿纸平面内不同方向

射入磁场，当磁感应强度大小为历时，有粒子射出磁场的区域占整个圆周长的去当磁感应强

度大小变为历时，有粒子射出磁场的区域占整个圆周长的指则磁感应强度B：&为（不计重

力及带电粒子之间的相互作用）（）

A.1：小B.2：小

C.小：1D.4：V3

答案：C

解析：当磁感应强度大小为3时，有粒子射出磁场的区域占整个圆周长的卷，则圆周长的

上对应的弦长应为粒子在磁场中的轨迹直径，如图所示

由图中几何关系可得r1=争根据洛伦兹力提供向心力可得qgBi=*,解得3=鬻。

当磁感应强度大小变为&时，有粒子射出磁场的区域占整个圆周长的小则圆周长的上对应的

弦长应为粒子在磁场中的轨迹直径，如图所示

,根据洛伦兹力提供向心力可得4。0&=宿，解

由图中几何关系可得『2=Rsin60

得以故有%坐选项C正确’A、B、D错误。

7.（2024.河南驻马店高二阶段练习）在固定直导线服6两端分别接上如图甲、乙、丙、丁

所示的导体，导体的材料相同、粗细均匀且相同，给导体通入的电流均为/。导体均处在磁感

应强度大小为3、方向垂直导体或导体所在平面向里的匀强磁场中，甲、乙、丙、丁图中导体

受到的安培力分别为B、F?、F3、园，则（）

XXXX

a

XXXX

b,XXXX

/XXXX

甲乙

A.Fi>F?B.尸2=6

C.F2<F4D.Fi=F，

答案：BD

解析：设。、匕的间距为"四个图中的导体的有效长度均为"则安培力均为尸=15,

因此有歹1=歹2=/3=居，故B、D正确，A、C错误。

8.(2024.大连高二期末)如图(a)所示为洛伦兹力演示仪，学生演示带电粒子在匀强磁场中

的运动时发现，有时玻璃泡中的电子束在强磁场中的运动轨迹呈螺旋状。为了研究该螺旋状轨

迹情况，现将这一现象简化成如图(b)所示的情景来讨论：在空间存在平行于x轴磁感应强度

大小为3的匀强磁场，在xOy平面内，由坐标原点以初速度00沿与x轴正方向成a角的方向

射入电子束，得到轴线平行于x轴的螺旋状电子运动轨迹，电子的比荷为5,则()

A.磁场的方向为沿x轴负方向

B.此螺旋状轨迹的半径厂=也嘤

C.当a=90。时电子的运动轨迹是闭合的圆

..,-2jimrosina

D.此tr螺旋状I轨t迹.的螺mrn距Ax=-----二---

答案：BC

解析：电子垂直于磁场方向的分速度办=Oosina,根据63-=行，得此“螺旋”的半径

r=mv0sma^根据题意可知此“螺旋”向》分平面上部分旋转，由左手定则可知磁场的方向为

沿x轴正方向，故A错误，B正确；当a=90。时电子的速度与磁场方向垂直，此时运动轨迹

口I人L,,十A2兀/271mIEHL、12兀加0OCOS。,,以、E

7C闭合的圆，故C正确；周期T==R,螺距为Ax=0ocos,故D4日证°

V_\_CDeb

9.（2024.福建省福州第八中学高二期末）如图所示，足够长的光滑三角形绝缘槽固定在水

平面上，与水平面的夹角分别为a和伙仁>为，加垂直于纸面向里的磁场，分别将质量相等、带

等量正、负电荷的小球a、b依次从两斜面的顶端由静止释放，关于两球在槽上运动的说法正

确的是（）

A.在槽上，a、b两球都做匀加速直线运动，且制>用

B.a、b两球沿槽运动的最大速度为a和a，则为>%

C.a、b两球沿槽运动的最大位移为Sa和Sb,则Sa<Sb

D.a、b两球沿槽运动的时间为fa和友，则/a>/b

答案：AC

解析：两小球受到的洛伦兹力都垂直于斜面向上，沿斜面方向的合力为重力的分力，故在

槽上，a、b两球都做匀加速直线运动，加速度为aa=gsina,<2b=gsin^,可得为><%,故A正

确；当小球受到的洛伦兹力与重力沿垂直斜面向下分力相等时，小球脱离斜面，则机geosa=

qvaB,mgeos£=q0bB,可得0a="*‘0,5=哄滞',故为<仇）,故B错误；根据运动学公

式vl=2aasa,v^=2abSb,可得a、b两球沿直槽运动的最大位移分别为Sb

乙cyJD（A

=粤嘉端?，根据数学关系可得Sa<Sb,故C正确；a、b两球沿槽运动的时间分别为力二?

乙1JbillPt/a

=湍"，5公品，可得Kb,故D错误。

10.（2024.山东日照高二期末）如图所示，长方体空间区域内存在匀强磁场（包括边界），方

向平行于yOz平面且与z轴负方向成30。角（图中未画出），磁感应强度大小为3,长方体x方向

长为23y方向足够长，z方向高为2"质量为加电荷量为q的带正电粒子从点a（0,0,2L）

沿x轴正方向进入匀强磁场，速度大小为警,不计粒子重力。则下列判断正确的是（）

A.粒子会经过x轴上的点e(2L,0,0)

B.粒子会经过y轴上的点(0,24L,0)

C.若进入磁场的速度大小为2处，穿出点的y坐标为(25一3)L

D.若进入磁场的速度大小为2的，在磁场中的运动时间为赢

答案：BCD

解析：粒子速度大小为。。=筹，则其轨迹半径为R=*=2L,匀强磁场方向平行于yOz

平面，且与z轴负方向成30。角，粒子沿x轴正方向进入匀强磁场，根据左手定则可以判断粒

子的轨迹平面为面如图所示:

ad=4L,od=2小L,所以粒子圆轨迹的圆心5正好位于ad中点，轨迹与0c边相切于2

点，并且与y轴相交于d点。所以粒子不会与x轴相交，会与y轴交于点d,坐标为(0,2\[3L,

0),故A错误，B正确；若进入磁场的速度大小为2%，则其轨迹半径为R'=方"=43则

其运动轨迹与6c边相交于/点，如图所示：

处qf=2事L,Jh=y^L,ch=3L,eh=ec-hc=(2y[3-3)L,所以穿出点的y坐标为(25一

3）L,C正确；若进入磁场的速度大小为2伙），设轨迹圆心角为仇如图所示:

则sin。噂=*=；，则圆心角。=30°,所以粒子在磁场中的运动时间为-器T=*

、271mTim,.丁片

X~qB=6qB,故D正确。

第II卷（非选择题共60分）

二、填空题（本题共2小题，共14分。把答案直接填在横线上）

11.（6分）（2023•广东梅州虎山中学高二阶段练习）某同学用图中所给器材进行与安培力有

关的实验。两根金属导轨时和ab固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）

的S极位于两导轨的正上方,N极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。

（1）在图中画出连线，完成实验电路；要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭

合后，金属棒沿箭头所示的方向运动。

（2）为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：

A.适当减小两导轨间的距离

B.换一根更长的金属棒

C.适当增大金属棒中的电流

其中正确的是（填入正确选项前的字母）。

（3）根据磁场会对电流产生作用力的原理，人们发明了（填入正确选项前的字母）。

A.回旋加速器

B.电磁炮

C.质谱仪

答案：(1)见解析(2)C(3)B

解析：(1)电路连线如图；

(2)根据公式歹=18可得，适当增加导轨间的距离或者增大电流，可增大金属棒受到的安

培力，根据动能定理有Fs-//mgs=^mv2,则金属棒离开导轨时的动能变大，即离开导轨时的

速度变大，A错误，C正确；若换用一根更长的金属棒，但导轨间的距离不变，安培力R不变，

棒的质量变大，速度为。=弋华—2〃gs,速度变小，B错误。故选C。

(3)根据磁场会对电流产生作用力的原理，人们发明了电磁炮；回旋加速器和质谱仪都是

根据带电粒子在磁场中受力的作用制成的，故选B。

12.(8分)(2024.武汉市育才高级中学高二期中)如图所示，虚线框内存在一沿水平方向且

与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强

度大小，并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中。为位于纸面内的U形金属框，

其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关，此外

还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线，实验电路图如图所示。

(1)完成下列主要实验步骤中的填空。

①按图接线。

②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使。处于平衡状态，然后用天平称出细沙

质量加。

③闭合开关S,调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使。重新处

于平衡状态；然后读出^__________,并用天平称出___________o

④用米尺测量________0

(2)用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出3=。

(3)判定磁感应强度方向的方法是：若,磁感应强度方向垂直纸面向外；反之,

磁感应强度方向垂直纸面向里。

答案：(1)电流表的示数I此时细沙的质量m2D的底边长度L(2)一清庶

(3)m2＞mi

解析：(1)闭合开关后，。受重力Gi=mig、细线拉力T和安培力作用，处于平衡状态。

读出电流表的示数并用天平称出此时细沙的质量加2。用米尺测出。的底边长度L,可列式

求磁感应强度B的大小。

(2)根据平衡条件，有|初一加1|g=ILB,解得5=|m2"milgo

IL

(3)若加2＞机1,则。受到的向上的拉力大于重力，所以安培力的方向向下，根据左手定则

可知磁感应强度方向垂直纸面向外；若他＜如，则。受到的向上的拉力小于重力，所以安培

力的方向向上，根据左手定则可知磁感应强度方向垂直纸面向里。

三、论述、计算题(本题共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要

演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

13.(8分)(2024.安徽安庆市高二期中)如图所示，两平行导轨所在的平面与水平面夹角0

=37。，导轨的一端接有电动势E=3V内阻r=0.5C的直流电源，两导轨间的距离L=0.4m,

在导轨所在空间内分布着磁感应强度3=0.5T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。现

把一个质量机=0.08kg的导体棒仍放在金属导轨上，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导

体棒的电阻R=1.0Q,导体棒恰好刚要滑动，金属导轨电阻不计，(gMX10m/s2,sin37°=0.6,

cos37°=0.8)求：

(l)ab棒受到的安培力；

(2)ab棒与导轨间的动摩擦因数〃。

答案：(1)0.4N,沿斜面向上(2)0.125

E3

解析：(1)根据闭合电路的欧姆定律得/=游:=/万A=2A

导体棒受到的安培力为F安=ILB=0.4N

由左手定则可知，安培力沿斜面向上。

(2)对导体棒受力分析，将重力正交分解，沿导轨方向有R=/ngsin37o=0.48N,Fi>F安

根据平衡条件可知，摩擦力沿斜面向上，所以有机gsin37。=R安+〃切geos37。

解得〃=0.125。

14.(12分)(2024.辽宁朝阳建平县实验中学高二期末)如图所示的xOy坐标系中，y轴的右

侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为3=1T,y轴的左侧存在沿x轴正方向的

匀强电场。P点为x轴上的点，0P=2丽cm,一电荷量为q=1.0X10-7C、质量为加=1.0X10

翼kg的正粒子由P点沿x轴的正方向射入磁场，经过一段时间粒子通过y轴进入电场，速度

方向与y轴的负方向成a=30。角，粒子在电场中垂直龙轴经过。点。忽略粒子的重力，求：

XXXX

______XXXX

----------►XXXX

"4及XX

------►XXXX

XXXX

(1)粒子射入磁场的初速度大小;

⑵电场强度E；

(3)粒子从P点运动到Q点的时间。

小g2A/34兀+35

答案：(1)4m/s(2)弓-v/m(3)30s

解析：(1)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，作出运动轨迹示意图如图所示:

由几何关系得蜃0530。=。「=2丽cm,

解得R=0.4m,

根据洛伦兹力提供向心力，有qvB=nv^,

解得r=^^=4m/So

(2)带电粒子在电场中运动时，沿y轴方向做匀速直线运动，有H+Rsin3(r=0cos30%,

沿无轴方向做匀变速直线运动，有osin30。=32,

其中。=延

m

解得/2=米s,E=¥

V/mo

⑶带电粒子进入电场前在磁场中运动的时间九=曰7=驾=表s,

J•JCyJLJJLJ

之后带电粒子在电场中运动的时间为鱼=常S,

则带电粒子从P点运动到。点的时间/=九+/2=吗衿S。

15.(12分)(2024.浙江绍兴一中高二期末)如图所示，空间直角坐标系。盯z中，MN为竖

直放置的两金属板构成的加速器，两板间电压为荧光屏Q位于。孙平面上，虚线分界面P

将金属板N、荧光屏Q间的区域分为宽度均为d的I、II两部分，M、N、P、Q与。町平面

平行，时连线与z轴重合。区域I、II内分别充满沿y轴负方向的匀强磁场和y轴正方向匀强

电场，磁感应强度大小为9带3mU、电场强度大小为5U。一质量为m、电荷量为的粒子,

从M板上的a点静止释放，经加速器加速后从N板上的6孔射出，最后打在荧光屏Q上。不

考虑粒子的重力，M、N、P、Q足够大，不计MN间的边缘效应。求：

(1)粒子在b点速度大小及在磁场中做圆周运动的半径R；

(2)粒子经过P分界面时到z轴的距离；

(3)粒子打到荧光屏Q上的位置，用坐标(x,y,z)表示。

'2qU(2亭(3)1^~^d,d,0

答案：⑴，

m

解析：(1)粒子在电场加速过程，根据动能定理有

解得v=7绡，

粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有=

结合上述解得尺=平乩

(2)作出粒子在磁场中的运动轨迹如图所示:

根据几何关系有sin

解得8=60。,

事d

可知粒子经过P