《无锡市第一中学 2024-2025 学年度第二学期阶段性质量检测试卷高二物理》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D C B C C C B D D D
1．D
【详解】A．由题意可知，电子进入磁场时所受洛伦兹力向上，根据左手定则，拇指指向洛伦兹力方向，四指指向负电荷运动的反方向，则手心垂直纸面向里，即偏转磁场方向垂直纸面向外，A错误；
B．洛伦兹力对电子不做功，电子动能不变，B错误；
C．洛伦兹力提供电子圆周运动的向心力，则电子在磁场中做匀速圆周运动，C错误；
D．根据
得
电子运动半径先变大后变小，则磁感应强度先垂直纸面向外减小，后垂直纸面向里增大，线圈中偏转电流先减小后增大，D正确。
故选D。
2．C
【详解】电子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
根据分析，当半径很小或者半径很大时，电子均不能够到达水平板上，两个临界点轨迹分别与水平板相切、轨迹恰好经过水平板两端点，如图所示
根据几何关系可知
，
解得
或
则有
故选C。
3．B
【详解】A．在多级直线加速器（图甲）中，粒子在两筒间的电场中做加速运动，在筒中由于筒内电场强度为0，粒子做匀速直线运动，A错误；
B．回旋加速器（图乙）中，根据动能定理，第次加速后
第次加速后
又因为粒子在磁场中做圆周运动
可得
则
B正确；
C．对于磁流体发电机（图丙），根据左手定则，等离子体中的正离子向B板偏转，负离子向A板偏转，B板电势高，C错误；
D．在质谱仪（图丁）中，粒子先在加速电场中加速
进入磁场后
联立可得
电荷量相同，质量最大，则在磁场中运动的半径最大，PS距离最大，D错误。
故选B。
4．C
【详解】A．开关S由闭合到断开时，线圈相当于一个电源，线圈中的电流在新回路中由先前的稳定值逐渐减为0，可知，电阻的电流方向由流向，故A错误；
B．电路稳定时，由于线圈电阻不计，此时线圈相当于一根导线，灯泡与定值电阻并联，则灯泡L两端的电压等于电阻两端的电压，故B错误；
C．开关S由断开到闭合时，由于线圈的自感作用，导致通过灯泡的电流逐渐增大，即灯泡L将逐渐变亮，故C正确；
D．电路稳定时，由于线圈电阻不计，此时线圈相当于一根导线，又由于，定值电阻的阻值大于灯泡L的阻值，则通过灯泡的电流大于定值电阻中的电流，开关S由闭合到断开时，线圈相当于一个电源，线圈中的电流在新回路中由先前的稳定值逐渐减为0，可知，灯泡L逐渐变暗，不会闪亮一下，故D错误。
故选C。
5．C
【详解】A．根据左手定则可知，油滴受洛伦兹力方向斜向左上，可知油滴带正电，选项A错误；
B．带电油滴做直线运动，洛伦兹力不变，则一定是匀速直线运动，选项B错误；
CD．由平衡可知，
解得初速度的大小为
电场强度的大小为
选项C正确，D错误。
故选C。
6．C
【详解】A．电子从点开始轨迹向下弯曲，由于电场力向上，说明洛伦兹力向下，根据左手定则，则磁感应强度方向垂直纸面向里，故A错误；
B．电子从运动到，合外力指向轨迹凹侧，有
则
故B错误；
C．由点至点的运动过程中，电场力做正功，洛伦兹力不做功，电子的速度逐渐增大，故C正确；
D．电子受力平衡，可以做匀速直线运动，初速度方向与磁场平行，电子做类平抛运动，所以电子不可能做匀加速直线运动，故D错误。
故选C。
7．B
【详解】AB．ad边的位置坐标x在0-L的过程，根据楞次定律判断可知线框中感应电流方向沿a→b→c→d→a，为正值。线框bc边有效切线长度为l=L-x；感应电动势为
E=B（L-x）v
随x的增加电动势从开始的最大均匀减小，则感应电流均匀减小，同理，x在L-2L过程，根据楞次定律判断出来感应电流方向沿a→d→c→b→a，为负值，感应电流也是从最大均匀减小，故A错误，B正确。
CD．正方形金属线框abcd进入磁场时，ad边为电源，若电源最大电动势
E=BLv=4U0
则
线框进入磁场过程中电动势均匀减小，则ubc均匀减小；
同理金属框abcd穿出磁场时，此时bc为电源，开始感应电动势最大，若电源最大电动势E=4U0，则
然后均匀减小，故CD错误。
故选B。
8．D
【详解】A．线圈离开磁场的过程中，线圈的磁通量减小，由楞次定律知，感应电流按顺时针方向流动，故A错误；
B．由平衡条件得，
所以
线圈先后两次离开磁场所用的时间之比为
故B错误；
C．由知，先后两次通过线圈同一截面的感应电荷量之比为1∶1，故C错误；
D．由功能关系知，
先后两次线圈中产生的焦耳热之比为
故D正确。
故选D。
9．D
【详解】A．0~，穿过导体环的磁通量变化量为
故A错误；
B．0~，穿过导体环的磁通量先减小后增大，根据“增缩扩减”，导体环先有扩大趋势后有缩小趋势，故所受安培力先沿半径向外，后沿半径向里，故B错误；
C．时磁通量变化率不为零，根据
环中电流不为0，故C错误；
D．，磁通量变化率大小不变，感应电动势大小为
导体环发热量
故D正确。
故选D。
10．D
【详解】A．导体棒转动时，根据右手定则可知，产生的感应电流流过电阻R的方向向上，可知电容器下板带正电，带电微粒带正电，选项A错误；
B．若增大角速度，则电容器两板间电压变大，场强变大，向上的电场力变大，可知微粒将向上运动，选项B错误；
C．金属棒产生的电动势为
选项C错误；
D．感应电流
电阻消耗的电功率为
选项D正确。
故选D。
11．(1)0.520
(2)低
(3)
【详解】（1）由丙图可知霍尔元件的厚度为
（2）根据左手定则，可知负电荷向M板移动，所以M面的电势低于N面的电势。
（3）[1]图戊所示，当时R为，此时电压表测的是电源电动势，由图可得
[2]根据
解得
12．（1）；（2）
【详解】(1)磁感应强度方向沿z轴负方向，
根据平衡条件有
其中
解得
(2)导线在经过图乙位置时速度最大，
据动能定理
13．（1）负电，；（2）
【详解】（1）带电液滴在复合场中受重力、电场力和洛伦兹力的作用，因液滴做匀速圆周运动，故必须满足重力与电场力平衡，所以液滴应带负电，由
解得
（2）液滴所受合力等于洛伦兹力，则有
改变液滴比荷后，做匀速直线运动，有
又因
解得
14．(1)，方向由d到c
(2)
(3)
【详解】（1）导体棒达到最大速度时
其中
金属棒沿导轨下滑速度为0.5v时
根据右手定则可知方向由d到c。
（2）从金属棒沿导轨下滑到金属棒的速度为v的过程中，由能量关系整个电路中产生的焦耳热
（3）当金属杆中不产生感应电流时，金属杆下滑的加速度为
当速度达到2v时下滑的距离
由磁通量不变可知
解得
15．（1）；（2）；（3）a. ，b. （）
【详解】（1）粒子在电场中运动时，竖直方向
水平方向做加速运动
竖直方向的分速度
则粒子进入磁场时的速度
，方向与PQ夹角为
（2）粒子在磁场I、Ⅱ中的运动半径分别为和，轨迹如图
由洛伦兹力充当向心力有
粒子在电场中沿电场方向运动的距离
则
因为
解得
（3）由（2）可知
则粒子在磁场中运动的半径
由洛伦兹力充当向心力有
，
a．粒子从磁场回到A点，轨迹如图
根据几何关系可知
得
b．粒子从无场区回到A点，轨迹如图
由几何关系
（）
解得
（）无锡市第一中学 2024-2025 学年度第二学期阶段性质量检测试卷高二物理
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题
1．如图所示，显像管中有一电子枪，工作时它能发射高速电子，偏转线圈通以偏转电流后在虚线区域内产生偏转磁场，电子经过偏转磁场后撞击荧光屏上的A点发光。下列说法正确的是（ ）
A．偏转磁场方向垂直纸面向里
B．电子经过偏转磁场的过程中动能不断增大
C．电子经过偏转磁场区域的轨迹是抛物线
D．发光点从A向B点运动的过程中，偏转电流先减小后增大
2．长度为L的水平板上方区域存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，从距水平板中心正上方的P点处以水平向右的速度释放一个质量为m、电荷量为e的电子，若电子能打在水平板上，速度应满足（ ）
A． B．
C． D．或
3．如图所示，图甲、乙、丙、丁分别为多级直线加速器、回旋加速器、磁流体发电机、质谱仪的原理示意图。以下说法正确的是（ ）
A．图甲中，粒子在筒中做加速运动，电压越大获得的能量越高
B．图乙中，粒子第n次被加速前、后的轨道半径之比为
C．图丙中，将一束等离子体喷入磁场，A、B板间产生电势差，A板电势高
D．图丁中，三种粒子由静止加速射入磁场，在磁场中PS距离最大
4．如图所示的电路中，定值电阻的阻值大于灯泡L的阻值。自感线圈的阻值非常小，可忽略不计。下列说法正确的是（ ）
A．开关S由闭合到断开时，电阻的电流方向由流向
B．开关S闭合至电路稳定时，灯泡L两端的电压比电阻两端的电压高
C．开关S由断开到闭合时，灯泡L将逐渐变亮
D．开关S由闭合到断开时，灯泡L先闪亮一下然后才变暗
5．如图所示，竖直面内有正交的匀强电场和匀强磁场，其中电场的方向与水平方向的夹角为。一带电油滴以一定的初速度沿电场方向射入，恰好做直线运动。已知磁感应强度为，油滴的质量为、电荷量为，重力加速度为。则下列判断正确的是（ ）
A．油滴带负电 B．带电油滴做匀加速直线运动
C．初速度的大小为 D．电场强度的大小为
6．如图所示，空间中存在着正交的匀强磁场和匀强电场，已知电场强度大小为E，方向竖直向下，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面。一个电子由O点以一定初速度v0水平向右飞入其中，运动轨迹如图所示，其中O、Q和P分别为轨迹在一个周期内的最高点和最低点，不计电子的重力。下列说法正确的是（ ）
A．磁感应强度方向垂直纸面向外
B．电子的初速度v0小于
C．由P点至Q点的运动过程中，电子的速度增大
D．调整电子的初速度大小与方向可以使其做匀加速直线运动
7．如图，在直角边长为的等腰直角三角形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，电阻为、边长也为的正方形导线框在纸面上向右匀速运动，、始终在同一直线上。取逆时针方向的电流为正，在线框通过磁场的过程中，其感应电流和间电势差随位移变化的图像可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8．如图所示，光滑绝缘水平面上的虚线区域存在方向竖直向下的匀强磁场，磁场中有一运动的矩形线圈，当线圈运动到右边长与磁场的右边界重合时，用F的外力将线圈匀速拉出匀强磁场。现改变矩形线圈在磁场中运动的初速度，同样当线圈运动到右边长与磁场的右边界重合时，用3F的外力将线圈匀速拉出匀强磁场，下列说法正确的是（ ）
A．线圈离开磁场的过程中，感应电流按逆时针方向流动
B．线圈先后两次离开磁场所用的时间之比为1∶3
C．两次通过线圈同一截面的感应电荷量之比为3∶1
D．先后两次线圈中产生的焦耳热之比为1∶3
9．如图甲所示，固定导体环直径为d，电阻为R，空间存在与环平面垂直的匀强磁场，磁场随时间周期性变化，规定向里为正方向，在一个周期内磁感应强度 B随时间变化的规律如图乙所示，则有（ ）
A．0~，穿过导体环的磁通量变化量为0 B．0~，导体环所受安培力一直沿半径向里
C．时环中电流为0 D． 导体环发热量为
10．如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为阻值为2R的金属棒，一端固定在竖直导电转轴上，随轴以角速度水平匀速转动，转动时棒与圆环接触良好，在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和一个平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．带电微粒带负电
B．若增大角速度，微粒将向下运动
C．金属棒产生的电动势为
D．电阻消耗的电功率为
二、实验题
11．某校物理学习小组在测某霍尔元件时，如图甲所示，在一矩形金属薄片的、间通入电流，同时外加与薄片垂直的磁场，在、两侧面间出现电压，这个现象称为霍尔效应，称为霍尔电压，且满足，式中为薄片的厚度，k为霍尔系数，将P、Q间通入电流I，同时把外加与薄片垂直向下的磁场B的霍尔元件当成电源连接成如图乙所示电路图，则
(1)用螺旋测微器测出霍尔元件厚度如图丙所示，则 mm；
(2)M面的电势 （填“高”“低”或“等”）于N面的电势；
(3)按照图丁连接实物图：
改变电阻箱的阻值R。记录相应电压表的读数U，多次进行实验，得出图像如图戊所示，截距为b，则霍尔电压 ，霍尔系数 （用题中的符号表示）。
三、解答题
12．如图甲中质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、，并处于竖直向下（沿z轴负方向）的匀强磁场中。当导线中通以沿x轴正方向的电流I时，平衡后处于图乙所示的位置，此时悬线与竖直方向的夹角。已知两条绝缘细线长均为s，重力加速度为g。（取，）
(1)求磁场磁感应强度的大小；
(2)若将导线拉到图甲位置由静止释放，求导线摆到图乙位置时速度的大小。
13．如图所示，一个带电液滴以速度v射入互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，液滴刚好能在竖直平面内做匀速圆周运动，运动的轨迹半径为R。已知电场强度大小为E、方向竖直向下，磁场方向水平向里，重力加速度为g。求：
（1）液滴所带电荷的性质及液滴的比荷；
（2）改变液滴的比荷，使其仍以v的速度水平射入该区域，若液滴做匀速直线运动，则液滴的比荷应为原来的多少倍。
14．如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面的夹角为θ，导轨上端连接一定值电阻R，导轨的电阻不计，整个装置处于方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场B中，长为L的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上，且与导轨保持良好的接触，金属棒的质量为m，电阻为R。现将金属棒从紧靠NQ处由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为x时，速度达到最大值v，重力加速度大小为g。
(1)求金属棒沿导轨下滑速度为0.5v时，金属棒cd的电流I方向与大小；
(2)求从金属棒沿导轨下滑到金属棒的速度为v的过程中，整个电路中产生的焦耳热Q；
(3)若将金属棒下滑x的时刻记作t=0，从此时刻起，逐渐减小磁感应强度，使金属棒中不产生感应电流，当速度达到2v时磁感应强度为，求。
15．蜜蜂飞行时依靠蜂房、采蜜地点和太阳三个点进行定位做“8”字形运动，以此告知同伴蜜源方位。某兴趣小组用带电粒子在电场和磁场中的运动模拟蜜蜂的运动。如图甲所示，空间存在足够大垂直纸面、方向相反的匀强磁场I、Ⅱ，其上、下边界分别为MN、PQ，间距为d。MN与PQ之间存在沿水平方向且大小始终为的匀强电场，当粒子通过MN进入电场中运动时，电场方向水平向右；当粒子通过PQ进入电场中运动时，电场方向水平向左。现有一质量为m、电荷量为的粒子在纸面内以初速度从A点垂直MN射入电场，一段时间后进入磁场Ⅱ，之后又分别通过匀强电场和磁场I，以速度回到A点，磁场II的磁感应强度，不计粒子重力。求：
（1）粒子在磁场II中运动的速度大小v；
（2）磁场I的磁感应强度大小；
（3）仅撤去电场，粒子从A点与下边缘线成以初速度入射，如图乙所示：
a．若粒子经一次“8”字形运动即回到A点，求的值；
b．求上述情况以外所有能使粒子回到A点的的值。
