新疆維吾爾自治區(qū)塔城地區(qū)2022-2023學(xué)年高二下學(xué)期期中考試物理試題

20222023學(xué)年第二學(xué)期高二年級(jí)物理期中考試一、單項(xiàng)選擇題（每題4分）1.以下說法正確的是（）A.磁場和磁感線都是客觀存在的B.磁感應(yīng)強(qiáng)度（）是用比值法定義的物理量C.運(yùn)動(dòng)的電荷在磁場中一定受洛倫茲力的作用D.磁場中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向跟放在該處通電導(dǎo)線所到的安培力的方向一致【答案】B【解析】【詳解】A．磁場是客觀存在的一種物質(zhì)，磁感線是人引入的虛擬線，故A錯(cuò)誤；B．磁感應(yīng)強(qiáng)度（）是用比值法定義的物理量，B的大小與F和IL無磁，故B正確；C．運(yùn)動(dòng)的電荷在磁場中當(dāng)運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向平行時(shí)，不受洛倫茲力的作用，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)左手定則可知，垂直于磁場方向放置的通電導(dǎo)線受力方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，故D錯(cuò)誤。故選B。2.利用如圖所示的天平可以測定磁感應(yīng)強(qiáng)度。天平的右臂下懸掛有一個(gè)匝矩形線圈，線圈寬度為，線圈下端在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直紙面。當(dāng)線圈中通有順時(shí)針方向的電流時(shí)，在天平左右兩邊分別加上質(zhì)量為、的祛碼，天平平衡。當(dāng)線圈中通有逆時(shí)針方向的電流時(shí)，天平右邊再加上質(zhì)量為的砝碼后，天平重新平衡，由此可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度（）A.方向垂直紙面向里，大小為B.方向垂直紙面向外，大小為C.方向垂直紙而向里，大小為D.方向垂直紙面向外，大小為【答案】A【解析】【詳解】因?yàn)殡娏髂鏁r(shí)針方向時(shí)，右邊再加砝碼才能重新平衡，所以電流逆時(shí)針方向時(shí)安培力豎直向上，由左手定則判斷磁場方向垂直于紙面向里；設(shè)線圈質(zhì)量為，電流順時(shí)針方向時(shí)，根據(jù)受力平衡可得電流逆時(shí)針方向時(shí)，根據(jù)受力平衡可得聯(lián)立解得故選A。3.下圖是陰極射線管的示意圖，陰極射線管的兩個(gè)電極接到高壓電源時(shí)，陰極會(huì)發(fā)射電子.電子在電場中沿直線飛向陽極形成電子束。將馬蹄形磁鐵的磁極靠近陰極射線管，如圖所示，則電子束將A向上偏轉(zhuǎn)B.向下偏轉(zhuǎn)C.向N極偏轉(zhuǎn)D.向S極偏轉(zhuǎn)【答案】B【解析】【詳解】電流方向由“+”到“”，電子速度方向從“”到“+”，由左手定則可知，電子向下偏轉(zhuǎn)，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。4.如圖所示，“L”型導(dǎo)線abc固定并垂直于磁場放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中、已知ab=bc=l，ab垂直bc。導(dǎo)線通入恒定電流I時(shí)，導(dǎo)線abc受到的安培力大小為（）A.BIl B. C.2BIl D.【答案】B【解析】【詳解】“L”形導(dǎo)線的等效長度為ac，連接ac，根據(jù)幾何關(guān)系得導(dǎo)線abc受到的安培力大小為故選B。5.如圖所示，矩形虛線框MNPQ內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里．a(chǎn)、b、c是三個(gè)質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子，它們從PQ邊上的中點(diǎn)沿垂直于磁場的方向射入磁場，圖中畫出了它們?cè)诖艌鲋械倪\(yùn)動(dòng)軌跡．粒子重力不計(jì)．下列說法正確的是A.粒子a帶負(fù)電B.粒子c的動(dòng)能最大C.粒子b在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長D.粒子b在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)的向心力最大【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)左手定則知粒子a帶正電，粒子b、c帶負(fù)電；粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由洛倫茲力提供向心力，根據(jù)，可得：，粒子的動(dòng)能EK=mv2，則可知三個(gè)帶電粒子的質(zhì)量、電荷量相同，在同一個(gè)磁場中，當(dāng)速度越大時(shí)、軌道半徑越大，則由圖知，c粒子速率最小，b粒子速率最大．b粒子動(dòng)能最大，向心力最大．故B錯(cuò)誤，D正確．根據(jù)，則c粒子圓弧轉(zhuǎn)過的圓心角最大，時(shí)間最長，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；故選D．6.如圖所示，一個(gè)帶負(fù)電的物體從粗糙斜面頂端滑到斜面底端時(shí)的速度為v，若加上一個(gè)垂直紙面向外的磁場，則滑到底端時(shí)()A.v不變 B.v變大C.v變小 D.不能確定【答案】C【解析】【詳解】未加磁場時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理，有：加磁場后，多了洛倫茲力，洛倫茲力不做功，但正壓力變大，摩擦力變大，根據(jù)動(dòng)能定理，有：因，所以v′＜v，故選C．7.如圖所示，厚度為h，寬度為d的導(dǎo)體，當(dāng)磁場方向與電流方向垂直時(shí)，在導(dǎo)體上下表面會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。下列說法正確的是（）A.無論是何種電性的載流子，上表面的電勢(shì)均高于下表面電勢(shì)B.僅增大h時(shí)，則上下表面的電勢(shì)差增大C.僅增大d時(shí)，則上下表面的電勢(shì)差增大D.僅增大載流子的定向移動(dòng)速度時(shí)，則上下表面的電勢(shì)差增大【答案】D【解析】【詳解】A．載流子為帶正電的粒子時(shí)，粒子運(yùn)動(dòng)方向向右，由左手定則可知，正粒子向上偏轉(zhuǎn)，即上表面電勢(shì)高于下表面電勢(shì)，載流子為帶負(fù)電的粒子時(shí)，等效電流向右，即負(fù)粒子向左運(yùn)動(dòng)，由左手定則可知，負(fù)粒子向上偏轉(zhuǎn)，即上表面電勢(shì)低于下表面電勢(shì)，故A錯(cuò)誤；BCD．設(shè)載流子的定向移動(dòng)速度為v，當(dāng)上下表面電勢(shì)差恒定時(shí)，有解得設(shè)載流子所帶電量為q，由電流微觀定義解得故僅增大d時(shí)，則上下表面的電勢(shì)差將減小，而電勢(shì)差與h無關(guān)，僅增大載流子的定向移動(dòng)速度v時(shí)，電流I增大，上下表面的電勢(shì)差增大，故D正確BC錯(cuò)誤。故選D。8.用加旋加速器分別加速某元素的一價(jià)正離子和二價(jià)正離子，各離子開始釋放的位置均在點(diǎn)，加速電壓相同，則關(guān)于一價(jià)正離子和二價(jià)正離子的加速，下列說法不正確的是（）A.獲得的最大速度之比為B.獲得的最大動(dòng)能之比為C.加速需要的交變電壓的頻率之比為D.經(jīng)加速電場加速的次數(shù)之比為【答案】C【解析】【詳解】AB.某元素的一價(jià)正粒子和二價(jià)正粒子的電量之比為1：2，質(zhì)量相等，由，可知獲得的最大動(dòng)能之比為1：4，速度之比為1：2，故AB不符合題意；C.加速電壓的周期等于粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期，即，可見交變電壓的周期之比為2：1，，頻率之比為1：2，故C符合題意；D.經(jīng)加速電場加速，，因此加速的次數(shù)之比為1：2，故D不符合題意．故選C。9.質(zhì)譜儀是一種利用質(zhì)譜分析測量離子比荷的分析儀器，如圖是一種質(zhì)譜儀的示意圖，它是由加速電場、靜電分析器和磁分析器組成。已知靜電分析器通道中心線的半徑為R，通道內(nèi)均勻輻射電場在中心線處的電場強(qiáng)度大小為E，磁分析器有范圍足夠大的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子由靜止開始經(jīng)加速電場加速后，沿中心線通過靜電分析器，由P點(diǎn)垂直邊界進(jìn)入磁分析器，最終打到膠片上的Q點(diǎn)，不計(jì)粒子重力，下列說法中正確的是（）A經(jīng)分析，粒子帶正電，且極板M低于極板N電勢(shì)B.不同種類的帶電粒子通過靜電分析器的時(shí)間都相同C.加速電場的電壓D.帶電粒子在磁分析器中運(yùn)動(dòng)的直徑【答案】C【解析】【詳解】A．因?yàn)榱Ｗ釉诖艌鲋袕腜點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，因此由左手定則可知粒子帶正電；在加速電場中受到的電場力向右，所以電場線方向向右，則M板為正極，M板的電勢(shì)高于N板電勢(shì)，故A錯(cuò)誤；C．在加速電場中，由動(dòng)能定理得得粒子在靜電分析器中做圓周運(yùn)動(dòng)，電場力提供向心力，由牛頓第二定律得解得故C正確；B．根據(jù)可知，不同種類的帶電粒子加速后的速度不一定相同，所以通過靜電分析器的時(shí)間也不一定相同，故B錯(cuò)誤；D．粒子在磁分析器中以半徑為r做圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得解得帶電粒子在磁分析器中運(yùn)動(dòng)的直徑故D錯(cuò)誤。故選C。10.如圖所示，L是自感系數(shù)較大的線圈，其直流電阻可忽略不計(jì)，a、b、c是三個(gè)相同的小燈泡，下列說法正確的是（）A.開關(guān)S閉合時(shí)，c燈立即亮，a、b燈逐漸亮B.開關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定后，b、c燈亮，a燈不亮C.開關(guān)S斷開時(shí)，c燈立即熄滅，a、b燈逐漸熄滅D.開關(guān)S斷開時(shí)，c燈立即熄滅，a燈逐漸熄滅，b燈閃亮一下再逐漸熄滅【答案】D【解析】【詳解】A．開關(guān)S閉合時(shí)，b、c燈立即亮，因?yàn)榫€圈產(chǎn)生自感，會(huì)阻礙該支路電流的增大，所以a燈逐漸亮，A錯(cuò)誤；B．開關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定后，因L的直流電阻忽略不計(jì)，則a與b并聯(lián)，三個(gè)燈泡都有電流流過，a、b、c燈都亮，B錯(cuò)誤；CD．開關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定后，因L的直流電阻忽略不計(jì)，b燈和電阻串聯(lián)，則流過a燈的電流大于b燈的電流，開關(guān)S斷開時(shí)，c燈立即熄滅，線圈及b、a燈構(gòu)成回路，線圈產(chǎn)生自感電流阻礙電流減小，流過b、a燈，則a燈逐漸熄滅，b燈閃亮一下再逐漸熄滅，C錯(cuò)誤D正確。故選D。二、多項(xiàng)選擇題：（每題4分，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分）11.如圖所示，在水平桌面上有一金屬圓環(huán)，在它圓心正上方有一條形磁鐵（極性不明），當(dāng)條形磁鐵下落時(shí)，可以判定（）A.環(huán)中將產(chǎn)生俯視順時(shí)針方向的感應(yīng)電流B.環(huán)對(duì)桌面的壓力將增大C.環(huán)有面積縮小的趨勢(shì)D.磁鐵將受到豎直向下的電磁作用力【答案】BC【解析】【詳解】A．由于磁鐵的極性不明，無法確定環(huán)中感應(yīng)電流的方向，故A錯(cuò)誤；B．磁鐵靠近圓環(huán)，穿過環(huán)的磁通量增大，根據(jù)楞次定律的推論可知，環(huán)有面積減小和遠(yuǎn)離磁鐵的趨勢(shì)，故環(huán)對(duì)桌面的壓力將增大，故BC正確；D．根據(jù)力的作用是相互的，可知，磁鐵受到環(huán)對(duì)它施加的豎直向上的作用力，故D錯(cuò)誤。故選BC。12.如圖所示，螺線管匝數(shù)匝，橫截面積，螺線管導(dǎo)線電阻，電阻，管內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的圖像如圖所示（以向右為正方向），下列說法正確的是（）A.通過電阻R的電流方向是從C到A B.電阻R兩端的電壓為4VC.感應(yīng)電流的大小為1A D.內(nèi)通過R的電荷量為2C【答案】ACD【解析】【詳解】A．由楞次定律可以判斷出螺線管中感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場方向從右向左，那么通過電阻R的電流方向是從C到A，故A正確；C．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有由閉合電路歐姆定律得故C正確；B．電阻R兩端的電壓為故B錯(cuò)誤；D．內(nèi)通過R的電荷量為故D正確。故選ACD。13.如圖所示，半徑為的圓形區(qū)域中有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場（圖中未畫出），磁感應(yīng)強(qiáng)度，一個(gè)比荷為的帶正電的粒子從圓形磁場邊界上的A點(diǎn)以的速度垂直直徑射入磁場，恰好從點(diǎn)射出，且，下列選項(xiàng)正確的是（）A.帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為1cmB.帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡圓心一定在圓形磁場的邊界上C.若帶電粒子改為從圓形磁場邊界上的點(diǎn)以相同的速度入射，一定從點(diǎn)射出D.若要實(shí)現(xiàn)帶電粒子從A點(diǎn)入射，從點(diǎn)出射，則該圓形磁場的最小面積為3π×10?4m2【答案】BCD【解析】【分析】【詳解】AB．根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得解得帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心一定在圓形磁場的邊界上，故A錯(cuò)誤、B正確；C．若帶電粒子改為從圓形磁場邊界上的點(diǎn)以相同的速度入射，假設(shè)出射點(diǎn)位置在點(diǎn)，圓心在點(diǎn)，如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系可得為菱形，則，和重合，故粒子從點(diǎn)射出，故C正確；D．若要實(shí)現(xiàn)帶電粒子從A點(diǎn)入射，從點(diǎn)出射，則該圓形磁場的最小直徑等于長度，即最小圓的面積為故D正確。故選：BCD。14.如圖所示，等腰直角三角形的區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，邊的中點(diǎn)有一粒子源，可以在紙面里沿垂直的方向向磁場內(nèi)射入各種速率的同種粒子，不計(jì)這些粒子的重力，則下列判斷正確的是（）A.從點(diǎn)射出磁場的粒子與從邊中點(diǎn)射出磁場的粒子速度的大小之比為1：2B.若粒子帶正電，粒子可能從點(diǎn)射出磁場C.粒子不可能從中點(diǎn)射出磁場D.若粒子帶負(fù)電，粒子可能從點(diǎn)射出磁場【答案】AC【解析】【詳解】A．粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得解得根據(jù)幾何關(guān)系可知，從點(diǎn)射出磁場的粒子與從邊中點(diǎn)射出磁場的粒子的軌道半徑是1：2，故速度之比為1：2，A正確。BD．若粒子帶正電，根據(jù)左手定則，粒子將順時(shí)針偏轉(zhuǎn)，根據(jù)幾何關(guān)系可知，粒子無法做圓周運(yùn)動(dòng)從C點(diǎn)射出，同理，若粒子帶負(fù)電，粒子也不可能從點(diǎn)射出磁場，B、D錯(cuò)誤；C．中點(diǎn)在O點(diǎn)沿垂直的方向上即初速度的方向上，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)方向要發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故粒子不可能從中點(diǎn)射出磁場，C正確；故選AC。二、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共12分）15.在圖(1)中，G為指針在中央的靈敏電流表，連接在直流電路中時(shí)的偏轉(zhuǎn)情況，今把它與一線圈串聯(lián)進(jìn)行電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)，則圖(2)中的條形磁鐵的運(yùn)動(dòng)方向是__________；圖(3)中電流計(jì)的指針從中央向_________偏轉(zhuǎn)；圖(4)中的條形磁鐵上端為___________極?！敬鸢浮竣?向下②.右③.N【解析】【分析】【詳解】根據(jù)圖(1)可知，電流從左接線柱進(jìn)入電流表時(shí),指針向左偏轉(zhuǎn)；[1]在圖(2)中，指針向左偏，表明電流從左接線柱進(jìn)入電流表，從上向下看，線圈中產(chǎn)生順時(shí)針的感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，磁鐵的運(yùn)動(dòng)方向是向下；[2]在(3)中，磁鐵向下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)楞次定律，從上向下看，線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針感應(yīng)電流，電流從右接線柱進(jìn)入電流表，指針向右偏轉(zhuǎn)；[3]在圖(4)中，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，從上向下看，線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針的感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，磁鐵的上端是N極。16.某研究性小組為了測定磁極間的磁感應(yīng)強(qiáng)度，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。將磁鐵固定在水平放置的電子測力計(jì)上，磁鐵兩極之間的磁場可視為水平勻強(qiáng)磁場，其余區(qū)域磁場不計(jì)。水平直銅條AB的兩端通過導(dǎo)線與一電源連接成閉合回路，并由兩根絕緣細(xì)線懸掛。AB在磁場中的長度為L、電阻為R，電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r。在開關(guān)閉合前，電子測力計(jì)的示數(shù)為F1；開關(guān)閉合后，電子測力計(jì)的示數(shù)為F2。（1）開關(guān)閉合后，銅條所受安培力的大小為___________（用題中所給物理量符號(hào)表示），方向?yàn)開__________。（2）磁極間的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=___________（用題中所給物理量符號(hào)表示）。【答案】①.②.向上③.【解析】【詳解】（1）[1][2]開關(guān)閉合時(shí)，由圖中流經(jīng)銅條的電流方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向，根據(jù)左手定則可知，安培力方向向上，由于力的作用是相互的，銅條對(duì)磁鐵產(chǎn)生大小等于安培力且方向向下的作用力。開關(guān)未閉合時(shí)，電子測力計(jì)示數(shù)F1是磁鐵的重力，閉合開關(guān)時(shí)，電子測力計(jì)示數(shù)F2是磁鐵的重力和銅條對(duì)磁鐵產(chǎn)生的向下的作用力的和，故銅條所受安培力的大小為F=F2F1（2）[3]根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知磁極間的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為三、計(jì)算題：本題共3小題，17題8分，18題12分，19題12分，共32分。17.如圖所示，兩根間距L=1m、電阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌ab、cd水平放置，一端與阻值R=2Ω的電阻相連。質(zhì)量m=1kg，電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒ef在外力作用下沿導(dǎo)軌以v=5m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的豎直向下的勻強(qiáng)磁場中。求：（1）回路中感應(yīng)電流大小；（2）導(dǎo)體棒所受安培力大小?！敬鸢浮浚?）05A；（2）【解析】【詳解】（1）導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為得感應(yīng)電