天津市2023~2024學年高二下學期階段測試物理試卷（解析版）

高級中學名校試卷PAGE2024天津市高二下學期物理階段測試一1.下列說法正確的是（）A.粒子在勻強磁場中所受洛倫茲力永遠不做功B.通電直導線所受安培力一定對直導線不做功C.若通電直導線所受安培力是0，則該處的磁感應強度一定是0D.若運動電荷所受洛倫茲力是0，則該處的磁感應強度一定為0〖答案〗A〖解析〗A．粒子在勻強磁場中所受洛倫茲力與速度方向垂直，則永遠不做功，選項A正確；B．通電直導線所受安培力方向與直導線垂直，則安培力對直導線可能做功，選項B錯誤；C．若通電直導線所受安培力是0，可能是直導線與磁場方向平行，而該處的磁感應強度不一定是0，選項C錯誤；D．若運動電荷所受洛倫茲力是0，可能是電荷的速度方向與磁場方向平行，而該處的磁感應強度不一定為0，選項D錯誤。故選A。2.一帶電粒子在勻強磁場，勻強電場，重力場的復合場區(qū)域內運動，對于粒子的運動性質，下列說法正確的是（）A.粒子在復合場區(qū)域受力一定不平衡B.粒子可能做勻變速直線運動C.若粒子做曲線運動，則一定是勻速圓周運動D.若粒子做直線運動，則一定是勻速直線運動〖答案〗B〖解析〗A．粒子在復合場區(qū)域受到重力，電場力和洛倫茲力（若粒子運動方向與磁場方向共線，則不受洛倫茲力）共同作用，可能受力平衡。故A錯誤；BD．若粒子的運動方向與磁場方向平行則不受洛倫茲力，且若電場力和重力的合力方向與運動方向共線，則粒子做勻變速直線運動，故B正確，D錯誤；C．若粒子運動方向與重力，電場力和洛倫茲力的合力方向不共線，則會做曲線運動，不一定是勻速圓周運動。故C錯誤。故選B3.如圖是學生常用的飯卡內部實物圖，其由線圈和芯片組成電路，當飯卡處于感應區(qū)域時，刷卡機會激發(fā)變化的磁場，從而在飯卡內線圈中產(chǎn)生感應電流來驅動芯片工作，已知線圈面積為，共匝，某次刷卡時，線圈平面與磁場垂直，且全部處于磁場區(qū)域內，在感應時間內，磁感應強度方向向外且由0均勻增大到，此過程中（）A.線框中磁通量變化率為B.線框中產(chǎn)生周期性變化的順時針方向的感應電流C.邊所受安培力方向向左D.線框中感應電動勢大小為〖答案〗C〖解析〗A．根據(jù)題意可知線框中磁通量變化率與線圈匝數(shù)無關，故A錯誤；BD．設電路中總電阻為，根據(jù)楞次定律可知磁感應強度向外均勻增大，由楞次定律可得感應電流產(chǎn)生的磁場垂直線圈平面向里，根據(jù)安培定則可知感應電流為順時針方向，電動勢大小為感應電流大小可知，線圈中的感應電流為恒定電流而不是周期性變化的。故BD錯誤；C．當感應電流方向為順時針時，電流由，根據(jù)左手定則判斷可知，邊所受安培力方向向左。故C正確。故選C。4.一帶電粒子經(jīng)加速電壓U加速后進入勻強磁場區(qū)域，現(xiàn)僅將加速電壓增大到原來的2倍后，粒子再次進入勻強磁場，則（）A.運動的軌道半徑變?yōu)樵瓉淼?倍 B.運動的動能變?yōu)樵瓉淼?倍C.運動周期變?yōu)樵瓉淼谋?D.運動的角速度變?yōu)樵瓉淼谋丁即鸢浮紹〖解析〗B．帶電粒子經(jīng)過加速電場，由動能定理可得可知，當加速電壓增大到原來的2倍后，運動的動能變?yōu)樵瓉淼?倍，故B正確；A．帶電粒子進入磁場時的速度進入磁場后做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力帶電粒子運動的軌道半徑可知，當加速電壓增大到原來的2倍后，運動的軌道半徑變?yōu)樵瓉淼谋?，故A錯誤；C．帶電粒子運動的周期可知，當加速電壓增大到原來的2倍后，運動的周期不變，故C錯誤；D．帶電粒子運動的角速度可知，當加速電壓增大到原來的2倍后，運動的角速度不變，故D錯誤。故選B。5.如圖所示，在磁感應強度大小為，方向垂直紙面向里的勻強磁場中，用外力拉動金屬桿在平行金屬導軌上向右以速度勻速滑動，金屬導軌電阻不計，金屬桿的電阻為，長度為，間電阻為，則（）A.通過電阻電流方向為B.外力與速度方向同向且大小為C.兩端的電勢差為D.金屬棒所受安培力大小時刻發(fā)生改變〖答案〗C〖解析〗A．根據(jù)右手定則，通過電阻的電流方向為，故A錯誤；BD．通過金屬桿的電流為根據(jù)左手定則，金屬桿受到的安培力與與速度方向相反，金屬桿做勻速直線運動，則外力與速度方向同向，大小等于金屬棒所受安培力大小，為故金屬棒所受安培力大小不變，故BD錯誤；C．兩端的電勢差為故C正確。故選C。二、多項選擇題（本大題共3小題，每小題5分，共15分。每小題給出的四個選項中均有多個符合題意，全部選對的得5分，選對但不全的得3分）6.1831年10月28日，法拉第展示人類歷史上第一臺發(fā)電機圓盤發(fā)電機。結構示意圖如圖，可等效為圖所示圓盤中任意一個半徑都在切割磁感線，在之間接上電阻，已知轉盤勻速轉動的角速度為，的長度為，每條半徑對應的電阻都為，勻強磁場的磁感應強度為，下列說法正確的是（）A.點電勢比點高 B.通過電阻的電流為C.兩端的電勢差為 D.電阻上消耗的電功率為〖答案〗AD〖解析〗A．由右手定則可知，中產(chǎn)生的感應電流由C流向D，則點電勢比點高，故A正確；B．回路中的感應電動勢為通過電阻的電流為故B錯誤；C．兩端的電勢差為故C錯誤；D．電阻上消耗的電功率為故D正確。故選AD。7.如圖，一比荷為的帶電粒子從軸上的點以速度，沿與正方向成60°的方向射入第一象限內的勻強磁場中，并恰好垂直于軸射出第一象限，則（）A.粒子帶正電 B.粒子在磁場中運動半徑為C.勻強磁場磁感應強度大小為 D.粒子射出磁場時的坐標為〖答案〗BC〖解析〗A.由左手定則知粒子應該帶負電。BCD.由射入、射出點的速度方向可找出帶電粒子在磁場中做圓周運動的圓心，并由幾何關系得得出圓周半徑為

由洛倫茲力提供向心力，可得解得由幾何關系可知，射出點縱坐標為則有射出點坐標故D錯誤，BC正確。故選BC。8.如圖所示，氫原子的三個同位素粒子氕（），氘（），氚（）同時垂直于磁場左邊界以速度射入磁場，經(jīng)過一段時間后，三個粒子均從磁場左邊界射出（射出點未畫出），不記粒子所受重力，則（）A.粒子所受合外力對三個粒子所做的功均為0B.氕在磁場中運動的半徑最大C.氚在磁場中運動的時間最長D.三個粒子的速度變化不同〖答案〗AC〖解析〗A．粒子受到的洛倫茲力與粒子速度方向垂直，洛倫茲力不做功，故粒子所受合外力對三個粒子所做的功均為0，故A正確；B．根據(jù)洛倫茲力提供向心力粒子的運動的半徑為故氚在磁場中運動的半徑最大，故B錯誤；C．粒子在磁場中的運動周期為三個粒子均從磁場左邊界射出，可知三個粒子運動軌跡對應的圓心角均為，粒子在磁場中的運動時間為故氚在磁場中運動的時間最長，故C正確；D．以初速度為正方向，三個粒子的速度變化量為故三個粒子的速度變化相同，故D錯誤。故選AC。三.解答題（本大題共3小題，每題20分，共60分）9.如圖所示，邊長為，匝數(shù)為的正方形金屬線框，它的質量為，電阻為，用細線把它懸掛于一個有界的勻強磁場邊緣。金屬框的上半部處于磁場內，下半部處于磁場外，磁場隨時間的變化規(guī)律為，繩子所能承受的最大拉力為，求：（1）時刻線框所受安培力；（2）時間內線框產(chǎn)生的焦耳熱；（3）繩子剛要斷裂時的時刻。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）線圈中產(chǎn)生的感應電動勢感應電流安培力（2）時間內線框產(chǎn)生的焦耳熱（3）繩子剛要斷裂時解得10.如圖所示，在平面直角坐標系的第Ⅰ象限內有一垂直紙面向里的圓形勻強磁場區(qū)域，磁感應強度為，與、軸分別相切于，兩點，第Ⅱ象限內有沿軸負方向的勻強電場。一個帶正電粒子從點沿軸正方向以射入磁場，經(jīng)點射入電場，最后從軸上點射出電場，已知距離與圓形勻強磁場直徑長度相同，不計粒子的重力。求：（1）勻強電場場強的大??；（2）粒子在磁場和電場中運動的時間之比；（3）粒子從點射出時的速度大小與方向?！即鸢浮剑?）；（2）；（3），與x軸正方向成〖解析〗（1）設粒子質量為，電荷量為，粒子在磁場中做勻速圓周運動，有得粒子在電場中做類平拋，有解得（2）粒子在磁場和電場運動時間分別為所以（3）粒子在電場中有所以11.如圖所示，用恒力使四個邊電阻均為，邊長均為的正方形線框穿過磁感應強度為的勻強磁場區(qū)域（從邊與磁場左邊界重合到邊與磁場右邊界重合），線框會經(jīng)歷進入、浸沒、走出勻強磁場的過程，已知線框進入磁場時做勻速直線運動且速度大小為，磁場區(qū)域寬度為（1）求恒力的大小并說明恒力的方向；（2）求線框浸沒在勻強磁場區(qū)域時運動的加速度大小；（3）求邊剛離開磁場時與邊剛進入磁場時兩端的電勢差之比。〖答案〗（1），與速度方向相同；（2）；（3）〖解析〗（1）線框進入磁場時做勻速直線運動方向與速度方向相同（2）線框浸沒在磁場區(qū)域時則線框浸沒在磁場區(qū)域時只受恒力（3）邊剛離開磁場時速度為邊剛離開時的電動勢同理得邊剛進入磁場時解得2023-2024天津市高二下學期物理階段測試一1.下列說法正確的是（）A.粒子在勻強磁場中所受洛倫茲力永遠不做功B.通電直導線所受安培力一定對直導線不做功C.若通電直導線所受安培力是0，則該處的磁感應強度一定是0D.若運動電荷所受洛倫茲力是0，則該處的磁感應強度一定為0〖答案〗A〖解析〗A．粒子在勻強磁場中所受洛倫茲力與速度方向垂直，則永遠不做功，選項A正確；B．通電直導線所受安培力方向與直導線垂直，則安培力對直導線可能做功，選項B錯誤；C．若通電直導線所受安培力是0，可能是直導線與磁場方向平行，而該處的磁感應強度不一定是0，選項C錯誤；D．若運動電荷所受洛倫茲力是0，可能是電荷的速度方向與磁場方向平行，而該處的磁感應強度不一定為0，選項D錯誤。故選A。2.一帶電粒子在勻強磁場，勻強電場，重力場的復合場區(qū)域內運動，對于粒子的運動性質，下列說法正確的是（）A.粒子在復合場區(qū)域受力一定不平衡B.粒子可能做勻變速直線運動C.若粒子做曲線運動，則一定是勻速圓周運動D.若粒子做直線運動，則一定是勻速直線運動〖答案〗B〖解析〗A．粒子在復合場區(qū)域受到重力，電場力和洛倫茲力（若粒子運動方向與磁場方向共線，則不受洛倫茲力）共同作用，可能受力平衡。故A錯誤；BD．若粒子的運動方向與磁場方向平行則不受洛倫茲力，且若電場力和重力的合力方向與運動方向共線，則粒子做勻變速直線運動，故B正確，D錯誤；C．若粒子運動方向與重力，電場力和洛倫茲力的合力方向不共線，則會做曲線運動，不一定是勻速圓周運動。故C錯誤。故選B3.如圖是學生常用的飯卡內部實物圖，其由線圈和芯片組成電路，當飯卡處于感應區(qū)域時，刷卡機會激發(fā)變化的磁場，從而在飯卡內線圈中產(chǎn)生感應電流來驅動芯片工作，已知線圈面積為，共匝，某次刷卡時，線圈平面與磁場垂直，且全部處于磁場區(qū)域內，在感應時間內，磁感應強度方向向外且由0均勻增大到，此過程中（）A.線框中磁通量變化率為B.線框中產(chǎn)生周期性變化的順時針方向的感應電流C.邊所受安培力方向向左D.線框中感應電動勢大小為〖答案〗C〖解析〗A．根據(jù)題意可知線框中磁通量變化率與線圈匝數(shù)無關，故A錯誤；BD．設電路中總電阻為，根據(jù)楞次定律可知磁感應強度向外均勻增大，由楞次定律可得感應電流產(chǎn)生的磁場垂直線圈平面向里，根據(jù)安培定則可知感應電流為順時針方向，電動勢大小為感應電流大小可知，線圈中的感應電流為恒定電流而不是周期性變化的。故BD錯誤；C．當感應電流方向為順時針時，電流由，根據(jù)左手定則判斷可知，邊所受安培力方向向左。故C正確。故選C。4.一帶電粒子經(jīng)加速電壓U加速后進入勻強磁場區(qū)域，現(xiàn)僅將加速電壓增大到原來的2倍后，粒子再次進入勻強磁場，則（）A.運動的軌道半徑變?yōu)樵瓉淼?倍 B.運動的動能變?yōu)樵瓉淼?倍C.運動周期變?yōu)樵瓉淼谋?D.運動的角速度變?yōu)樵瓉淼谋丁即鸢浮紹〖解析〗B．帶電粒子經(jīng)過加速電場，由動能定理可得可知，當加速電壓增大到原來的2倍后，運動的動能變?yōu)樵瓉淼?倍，故B正確；A．帶電粒子進入磁場時的速度進入磁場后做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力帶電粒子運動的軌道半徑可知，當加速電壓增大到原來的2倍后，運動的軌道半徑變?yōu)樵瓉淼谋?，故A錯誤；C．帶電粒子運動的周期可知，當加速電壓增大到原來的2倍后，運動的周期不變，故C錯誤；D．帶電粒子運動的角速度可知，當加速電壓增大到原來的2倍后，運動的角速度不變，故D錯誤。故選B。5.如圖所示，在磁感應強度大小為，方向垂直紙面向里的勻強磁場中，用外力拉動金屬桿在平行金屬導軌上向右以速度勻速滑動，金屬導軌電阻不計，金屬桿的電阻為，長度為，間電阻為，則（）A.通過電阻電流方向為B.外力與速度方向同向且大小為C.兩端的電勢差為D.金屬棒所受安培力大小時刻發(fā)生改變〖答案〗C〖解析〗A．根據(jù)右手定則，通過電阻的電流方向為，故A錯誤；BD．通過金屬桿的電流為根據(jù)左手定則，金屬桿受到的安培力與與速度方向相反，金屬桿做勻速直線運動，則外力與速度方向同向，大小等于金屬棒所受安培力大小，為故金屬棒所受安培力大小不變，故BD錯誤；C．兩端的電勢差為故C正確。故選C。二、多項選擇題（本大題共3小題，每小題5分，共15分。每小題給出的四個選項中均有多個符合題意，全部選對的得5分，選對但不全的得3分）6.1831年10月28日，法拉第展示人類歷史上第一臺發(fā)電機圓盤發(fā)電機。結構示意圖如圖，可等效為圖所示圓盤中任意一個半徑都在切割磁感線，在之間接上電阻，已知轉盤勻速轉動的角速度為，的長度為，每條半徑對應的電阻都為，勻強磁場的磁感應強度為，下列說法正確的是（）A.點電勢比點高 B.通過電阻的電流為C.兩端的電勢差為 D.電阻上消耗的電功率為〖答案〗AD〖解析〗A．由右手定則可知，中產(chǎn)生的感應電流由C流向D，則點電勢比點高，故A正確；B．回路中的感應電動勢為通過電阻的電流為故B錯誤；C．兩端的電勢差為故C錯誤；D．電阻上消耗的電功率為故D正確。故選AD。7.如圖，一比荷為的帶電粒子從軸上的點以速度，沿與正方向成60°的方向射入第一象限內的勻強磁場中，并恰好垂直于軸射出第一象限，則（）A.粒子帶正電 B.粒子在磁場中運動半徑為C.勻強磁場磁感應強度大小為 D.粒子射出磁場時的坐標為〖答案〗BC〖解析〗A.由左手定則知粒子應該帶負電。BCD.由射入、射出點的速度方向可找出帶電粒子在磁場中做圓周運動的圓心，并由幾何關系得得出圓周半徑為

由洛倫茲力提供向心力，可得解得由幾何關系可知，射出點縱坐標為則有射出點坐標故D錯誤，BC正確。故選BC。8.如圖所示，氫原子的三個同位素粒子氕（），氘（），氚（）同時垂直于磁場左邊界以速度射入磁場，經(jīng)過一段時間后，三個粒子均從磁場左邊界射出（射出點未畫出），不記粒子所受重力，則（）A.粒子所受合外力對三個粒子所做的功均為0B.氕在磁場中運動的半徑最大C.氚在磁場中運動的時間最長D.三個粒子的速度變化不同〖答案〗AC〖解析〗A．粒子受到的洛倫茲力與粒子速度方向垂直，洛倫茲力不做功，故粒子所受合外力對三個粒子所做的功均為0，故A正確；B．根據(jù)洛倫茲力提供向心力粒子的運動的半徑為故氚在磁場中運動的半徑最大，故B錯誤；C．粒子在磁場中的運動周期為三個粒子均從磁場左邊界射出，可知三個粒子運動軌跡對應的圓心角均為，粒子在磁場中的運動時間為故氚在磁場中運動的時間最長，故C正確；D．以初速度為正方向，三個粒子的速度變化量為故三個粒子的速度變化相同，故D錯誤。故選AC。三.解答題（本大題共3小題，每題20分，共60分）9.如圖所示，邊長為，匝數(shù)為的正方形金屬線框，它的質量為，電阻為，用細線把它懸掛于一個有界的勻強磁場邊緣。金屬框的上半部處于磁場內，下半部處于磁場外，磁場隨時間的變化規(guī)律為，繩子所能承受的最大拉力