高二年级学业水平检测物理试题 量为 m、电荷量为 q 的带负电的粒子沿图示方向垂直磁场射入，粒子重力不计，要
使粒子不能从边界 NN′射出。粒子入射速率 v 的最大值是（ ）
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分 试题个数：共 14道）
一．单选题（本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分。每小题只有一个选项符合题目要求） qBd 2 2 qBd qBd 2 2 qBdA. B． C． D．
m m 2m m
1．下列说法正确的是（ ）
6．如图所示，有一等腰直角三角形的区域，其斜边长为 2L，高为 L。在该区域内分布着如图所示的
A．质量一定的物体，若动量发生变化，则动能一定变化
磁场，左侧磁场方向垂直纸面向外，右侧磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小均为 B。一边长为
B．质量一定的物体若动能发生变化，则动量一定变化
L、总电阻为 R 的正方形导线框 abcd，从图示位置开始沿 x 轴正方向以速度
C．做匀速圆周运动的物体，其动能和动量都保持不变
v 匀速穿过磁场区域。取沿顺时针的感应电流方向为正，则下列表示线框中
D．一个力对物体有冲量，则该力一定会对物体做功
电流 i 随 bc 边的位置坐标 x 变化的图象正确的是（ ）
2.如图所示，带箭头的线段表示某一电场中的电场线的分布情况。一带电粒子在电场中运动的轨迹
如图中虚线所示。若只受电场力，则下列判断中正确的是（ ）
A． B． C． D．
A．若粒子是从 A 到 B，则粒子带正电；若粒子是从 B 到 A，则粒子带负电
B．带电粒子在 A 点的电势能小于在 B 点的电势能
7．两根足够长的固定的光滑平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为 L．导轨上横放着
C．若粒子是从 B 运动到 A，则其速度减小 D．粒子从 B 运动到 A，机械能守恒
两根导体棒 ab 和 cd 构成矩形回路，如图所示两根导体棒的质量皆为 m，ab 棒的电阻为 R，cd 棒的
3.如图所示，其中电流表 A 的量程为 0～0.6 A，表盘均匀划分为 30 个小格，每一小格表示 0.02 A；
电阻为 2R，回路中其余部分的电阻可不计，在整个导轨平面内都有竖直向上的
1
R1 的阻值等于电流表内阻的 ；R2 的阻值等于电流表内阻的 2倍。若用电流表 A 的表盘刻度表示流
2 匀强磁场磁感应强度为 B，开始时，cd 棒静止，ab 棒有指向棒 cd 的初速度 v，
过接线柱 1 的电流值，则下列分析正确的是( ) v若两导体棒在运动中始终不接触，cd 榉达到的最大速度为 ，则在两根棒到达
2
A．将接线柱 1、2 接入电路时，每一小格表示 0.04 A
共同速度的过程中，下列说法中错误的是（ ）
B．将接线柱 1、2 接入电路时，每一小格表示 0.02 A v
A．ab 棒的最小速度为 B．ab 棒和 cd 棒的加速度大小始终相同，方向始终相反
C．将接线柱 1、3 接入电路时，每一小格表示 0.06 A 2
mv2 mv2
D．将接线柱 1、3 接入电路时，每一小格表示 0.01 A C．安培力对 cd 棒做的功为 ，cd 棒产生热量为8 8
I 3mv2 mv2
4.已知直导线中电流在周围空间产生的磁感应强度大小为 B＝k ，k 为常量，I 为电流， D．ab 棒克服安培力做功为 ，两根导体棒生热为
r 8 4
r 为到导线的距离。b、c、d 处有三根长通电直导线垂直于纸面放置，电流方向如图所 二、多选题（本题共 3 小题，每小题 6 分，共 18 分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的
示，ac 垂直于 bd 且 ab＝ad＝ac，b、c、d 处的三根导线中电流强度分别为 I、I、2I。 得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。）
已知 c 处导线在 a点的磁感应强度大小为 B，则 a点处的合磁感应强度大小为( ) 8．长度为 L、通有电流 I 的直导线按甲、乙、丙、丁四种方式放入四个不同的匀强磁场中，所受的
A. 10B B．3B C．2 2B D. 7B 磁场力大小均为 F。关于各磁场的磁感应强度大小 B，下列说法正确的是（ ）
5.如图所示，宽度为 d 的有界匀强磁场，磁感应强度为 B，MM′和 NN′是它的两条边界线，现有质
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测量时指针偏转如图 1 所示。以下是接下来的测量过程；
a．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准刻度盘上电阻的零刻度，然后断开两表笔
b．旋转选择开关至交流电压最大量程处（或“OFF”档），并拔出两表笔
F F
A．图甲中磁场的磁感应强度大小 B1 B．图乙中磁场的磁感应强度大小 B ILcos 2 ILcos c．将选择开关旋到“×1”挡 d．将选择开关旋到“×100”挡
F F
C．图丙中磁场的磁感应强度大小 B3 D．图丁中磁场的磁感应强度大小 B4 e．将选择开关旋到“×1k”挡 f．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值 Rx，断开两表笔IL ILcos
9.如图所示，A、B 两灯泡与两电阻的阻值均为 R。闭合S S ，电路稳定后，两灯亮度相同，则（ ） (1)以上实验步骤中的正确顺序是 （填写步骤前的字母）。1 2
(2)重新测量后，指针位于如图 2 所示位置，被测电阻的测量值为 Ω。
A．只断开S2，两灯亮度不变 B．在只断开S1的瞬间，电流从 c b
(3)如图 3 所示为欧姆表表头，已知电流计的量程为 Ig 100μA，电池电动势为 E=1.5V，则该欧姆表
C．只断开S1，B 灯立即熄灭，A 灯闪亮一下再熄灭
S 的内阻是 kΩ，表盘上 30μA刻度线对应的电阻值是 kΩ。D．只断开 1，A 灯立即熄灭，B 灯闪亮一下再熄灭
12.(9 分)如图甲所示，是标称电压为9 V的方形“叠层电池”，具有体积小输出电压高的特点，主
10.如图,水平放置的粗糙导轨宽为 L1,abdc 和 efhg 区域内有磁感应强度大小均为 B、方向均垂直于
要应用于便携式设备，如对讲机、遥控玩具、万用表等，某实验小组利用如图乙所示的电路图来测量
水平面向下的匀强磁场,ab、cd、ef、gh 均与导轨垂直,ac=ce=eg=L2.
从玩具车上换下来的叠层电池的电动势和内阻，可供选择的器材有：
一质量为m的导体棒在大小为F的恒定拉力的作用下从ab左侧某处
由静止开始运动,通过 ab、ef 的速度大小相等.已知导体棒的电阻为 ①电流表A1，量程为1.0 mA，内阻 RAl 500 ②电流表A2，量程为0.6 A，内阻约为0.1
R,与导轨接触良好且摩擦力大小恒为 f= ,不计其他电阻,则( ) ③滑动变阻器 R，最大值为100 ④电阻箱 R0 ，调节范围0 9999
A.导体棒通过 abdc 磁场区域的过程中可能做加速直线运动 ⑤一个开关、导线若干
B.导体棒通过 abdc 磁场区域的过程中,通过导体棒某一横截面的电荷量为 q=
C.导体棒通过 abdc 磁场区域的时间小于通过 cdfe 无磁场区域的时间
D.导体棒通过两磁场区域产生的总焦耳热为 Q=2FL
2
三、实验题（共 15 分）
该实验小组将电流表A1与电阻箱 R0 串联后改装为量程为10 V的电压表，则电阻箱R0 应调
11．(6 分)在练习使用多用电表的实验中：
至 。
(2)改变滑动变阻器的位置，测得多组实验数据，并作出如图丙所示的 I1 I2 关系图线，如果图线与
纵轴的交点坐标为 0,0.84 ，图线的斜率的绝对值为0.69 mA / A，则通过计算可得电源的电动势为
E V ，电源内阻 r 。（结果均保留一位小数）
(1)某同学使用多用电表的欧姆挡粗略测量一定值电阻的阻值 Rx，先把选择开关旋到“×10”挡位，
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四、解答题（共 2个题，共 39 分）
13.(18 分)制造芯片，要用电磁场精准控制粒子的轨迹，其部分电磁场简化如图所示。在三维坐标系 14.（21 分）如图，间距为 d、左右对称的两根相同金属导轨分别固定在竖直平面内，导轨水平部分
oxyz 中，平面 xoy 位于纸面，z轴垂直纸面向外（图中未画出）。在平面 xoy 第一象限内有沿 y轴 长度均为 L，构成的水平面 abcd 区域内有磁感应强度大小为 B、方向竖直向上的匀强磁场(边界 ab、
负方向的匀强电场，一质量为 m、电荷量为 q（q > 0）的粒子从 y 轴上 P 点（0，h，0）以初速度 v cd 处无磁场)，P、Q 两根金属杆放在导轨上，质量均为 m，接入导轨的电阻均为 R，离水平导轨的高0
度均为 h，同时释放后，恰好不会相碰。重力加速度大小为 g，不计导轨电阻和摩擦阻力，两杆与导
垂直于 y 轴射入电场，再经 x 轴上的 Q 点沿与 x 轴正方向成 45°角进入第四象限。在第四象限内有
mv 轨始终垂直且接触良好。0
沿 z轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为 qh ；第三象限有沿 z 轴负方向的匀强磁场，磁感应强 (1)求 P 刚进入磁场时受到的安培力大小 F。
2mv0
度大小为 qh 。粒子重力不计，求： 3(2)若 P、Q 的质量分别为 m、 m，电阻仍均为 R，P 放在原来位置，Q 放在导轨右侧 4h 高度处，先释
4
(1)匀强电场的场强大小 E；
放 P，当它在水平轨道上的速度减为零时，再释放 Q，此后两杆发生正碰，碰撞时间极短，碰撞前后
(2)粒子从进入磁场到第四次经过 y 轴所用时间 t。 3
两杆的总动能减少了 mgh，求：
4
①P 第一次停止运动时所在的位置； ②最终 P、Q 两杆之间的距离。
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{#{QQABKQSAogggAAAAAAhCQQ3gCEKQkAAAAaoOgAAUMAABwBNABAA=}#}高二年级学业水平检测物理答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B B C A D D C AC AB BD
11.(1)d、a、f、b (2) 2200 (3) 15 35
12.(1)9500 (2) 8.4 6.9
mv2
13.(1) E 0
2qh
(2) t
4 h
v0
【详解】（1）带电粒子在第一象限中做类平抛运动，设粒子到达 Q 点，则有
v2 v
h y y
Eq
， tan 45 ， a
2a v0 m
联立解得
2
E mv 0
2qh
（2）粒子进入第四象限做匀速圆周运动，有
qvB m v
2
1 ， v
v
0
r 1 cos 45
解得
r1 2h
粒子进入第三象限做匀速圆周运动，有
qvB v
2
2 m r2
解得
r 22 h2
粒子的运动轨迹如图所示
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故粒子从进入磁场到第四次经过 y轴所用时间
t 1 T 2 3T 3T 5 2 m 3 2 m 4 h
2 1 4 2 4 1 4 qB1 2 qB2 v0
14.(1) 1设金属杆下滑进入磁场时的速度大小为 v0，由机械能守恒定律得 mgh＝ mv02
2
E
刚进入磁场时，回路总电动势为 E＝2Bdv0，回路电流为 I＝
2R
B2d2
金属杆受到的安培力大小为 F＝BdI，联立得 F＝ 2gh。
R
(2)①P、Q 质量相同又同时释放时，设在磁场运动过程中，通过 P 杆的感应电荷量为 q1，
平均电流为 I1，时间为 t1，对 P 杆，根据动量定理得－BdI1t1＝0－mv0，其中 q1＝I1t1，又
q1 BdL B2d2x＝ ，只释放 P 杆，设它在磁场中运动位移为 x 时速度减为零，同理可得 ＝mv0，
2R 2R
解得 x＝L，故 P 杆第一次停止运动时位于 cd 边界处；
②设 Q杆与 P 杆碰撞前瞬间的速度大小为 v，碰撞后瞬间 Q 杆与 P 杆的速度分别为 v1、v2，
有
3mg×4h 1 3＝ × mv2
4 2 4
3mv 3＝ mv1＋mv2
4 4
1×3mv2 1－ ×
3mv12 1 3－ mv2＝ mgh
2 4 2 4 2 4
解得 v1＝0，v2
3
＝ 2gh
3
＝ v0
2 2
( 12 3另一组解 v1＝ 2gh，v2＝ 2gh，舍去)
7 14
说明 Q杆与 P
3
杆碰后，Q 杆停止在 cd 边界处，P 杆以速度 v0向左进入磁场，设其停止运
2
{#{QQABIQSt5gAQgARACa5LQUmkCUiQkJKRJWoOBRAWOARDgYNABIA=}#}
动前在磁场中通过的路程为 x′
B2d2x′ 3
，同理可得 ＝mv2，解得 x′＝ L，
2R 2
1
说明 P 杆在磁场中向左运动 L 距离后，经圆弧轨道返回又在磁场中向右运动了 L 才停止运
2
1
动，故最终两杆之间的距离Δx＝ L。
2
{#{QQABIQSt5gAQgARACa5LQUmkCUiQkJKRJWoOBRAWOARDgYNABIA=}#}
