2021-2022学年安徽省宿州市砀山四中高二（下）质检物理试卷（一）（含答案解析)

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2021-2022学年安徽省宿州市砀山四中高二（下）质检物理试卷（一）1.  下列有关安培力和洛伦兹力的说法正确的是(    )A. 判断安培力的方向用左手定则，判断洛伦兹力的方向用右手定则
B. 安培力与洛伦兹力的本质相同，所以安培力和洛伦兹力都不做功
C. 一小段通电导体在磁场中某位置受到的安培力为零，但该位置的磁感应强度不一定为零
D. 静止的电荷在磁场中一定不受洛伦兹力作用，运动的电荷在磁场中一定受到洛伦兹力的作用2.  将一段通电直导线放置在匀强磁场中，通电直导线受到的安培力不正确的是(    )A.  B.
C.  D. 3.  关于带电粒子进入磁场时所受洛伦兹力的方向，下列判断正确的是(    )A.  B.
C.  D. 4.  如图，在平行板器件中，电场强度E与磁感应强度B相互垂直。一带电粒子重力不计从左端以速度v沿虚线射入后做匀速直线运动，则该带电粒子(    )
A. 一定带正电
B. 可能带负电
C. 速度v
D. 若此粒子从右端沿虚线方向以速度v射入，仍做直线运动5.  如图所示，长为2l的直导线折成边长相等，夹角为的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小和方向平行于纸面为(    )
 A. 方向竖直向下 B. 方向水平向右 C. 大小为BIL D. 大小为6.  某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针剧烈晃动且不易停止。该同学依据所学物理知识，在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且很快停止。下列说法正确的是(    )
 A. 电流表未接导线与接导线，均不会产生感应电动势
B. 电流表未接导线时不产生感应电动势，接导线时产生感应电动势
C. 电流表未接导线与接导线均不会产生感应电流
D. 电流表未接导线时不产生感应电流，接导线时产生感应电流7.  如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。如果在磁铁的下端的水平桌面上放一个固定的闭合线圈，并使磁极上下振动。磁铁在向下运动的过程中，下列说法正确的是(    )A. 线圈给它的磁场力始终向上
B. 线圈给它的磁场力先向上再向下
C. 线圈给它的磁场力始终向下
D. 线圈给它的磁场力先向下再向上8.  如图所示，在同一铁芯上有A和C两个线圈，其中A线圈与滑动变阻器、电源、开关相连，C线圈两端与灵敏电流计相连，在以下采取的做法中，不能使灵敏电流计指针偏转的是(    )
 A. 开关S闭合的瞬间 B. 开关S闭合后，变阻器滑片P向右滑动
C. 开关S闭合后，变阻器滑片P保持不动 D. 开关S断开的瞬间9.  关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是(    )A. 磁通量越大，感应电动势越大 B. 磁通量变化的越多，感应电动势越大
C. 磁通量增大时，感应电动势一定增大 D. 磁通量变化的越快，感应电动势越大10.  如图所示，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻可忽略不计，a、b、c是三个相同的小灯泡，下列说法正确的是(    )A. 开关S闭合时，c灯立即亮，a、b灯逐渐变亮
B. 开关S闭合，电路稳定后，b、c灯亮，a灯不亮
C. 开关S断开时，a灯立即熄灭，b、c灯逐渐熄灭
D. 开关S断开时，c灯立即熄灭，a、b灯逐渐熄灭
 
 11.  质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔垂直进入匀强磁场，带电粒子仅受洛伦兹力的作用，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是(    )
 A. M带负电，N带正电 B. M的速度率小于N的速率
C. 洛伦兹力对M、N不做功 D. M 的运行时间大于N的运行时间12.  如图为用来冶炼合金钢的冶炼炉，炉外有线圈，将金属材料至于冶炼炉中，当线圈中通过电流时用感应加热的方法使炉内金属发热．下列说法中正确的有(    )A. 线圈中通以恒定电流，金属材料中也能产生感应电流
B. 线圈中通以交流电，在金属材料中产生感应电流
C. 感应加热是利用金属材料中的涡流冶炼金属的
D. 感应加热是利用线圈电阻产生的焦耳热冶炼金属的
 13.  研究发现，通电长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度与电流成正比、与距导线的距离成反比．如图所示，长直导线MN中通有竖直向上的电流I，其右侧有一个矩形线框ABCD，线框与导线始终在同一个平面内，下列说法正确的是(    )A. 若I恒定，线框向上平动时，则线框中产生方向的感应电流
B. 若I恒定，线框向右平动时，则线框中产生方向的感应电流
C. 若线框固定，MN中的电流增大，则线框中产生方向的感应电流
D. 若线框固定，MN中的电流减小，则线框中产生方向的感应电流
 14.  如图所示，正方形金属线框abcd固定在光滑水平桌面上，线框正上方有一条形磁铁，下列说法正确的是(    )
 A. 当磁铁向下靠近金属线框时，线框中产生adcba方向的感应电流，线框有扩大的趋势
B. 当磁铁向下靠近金属线框时，线框中产生abcda方向的感应电流，线框有缩小的趋势
C. 当磁铁水平向右运动时，线框中产生adcba方向的感应电流，线框有向右运动的趋势
D. 当磁铁水平向右运动时，线框中产生abcda方向的感应电流，线框有向左运动的趋势15.  在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，将螺线管与电流计组成闭合回路，实验装置如图。将条形磁铁的N极、S极分别插入、抽出线圈，线圈中的感应电流方向分别如甲、乙、丙、丁图所示。则甲图中在线圈内部感应电流磁场的方向与条形磁铁磁场的方向______填“相同”或“相反”，丙图中在线圈内部感应电流磁场的方向与条形磁铁磁场的方向______填“相同”或“相反”。由此可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的______。
 16.  如图所示，水平放置的平行金属导轨MN和PQ，相距，导轨左端接一电阻，磁感应强度的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒ac垂直导轨放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。当ac棒以的速度水平向右匀速滑动时，求：
棒中感应电动势的大小；
回路中感应电流的大小；
维持ac棒做匀速运动的水平外力F的大小和方向。17.  如图所示，一带电粒子以速度v从M点射入直线边界匀强磁场区域，入射方向与磁场边界的夹角为磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度为粒子从边界上N点射出磁场，已知粒子的电量和质量之比则：
请判断该粒子带何种电荷；
求粒子做圆周运动的半径；
求粒子在磁场中运动所用的时间。
答案和解析 1.【答案】C 【解析】解：A、安培力、洛伦兹力的方向都用左手定则，安培力和洛伦兹力是性质相同的力，故A错误；
B、安培力做功，但洛伦兹力始终与速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功，故B错误；
C、磁场中的通电直导线，当磁场与电流平行时，不受到安培力作用，故C正确；
D、静止的电荷在磁场中一定不受洛伦兹力作用，运动的电荷在磁场中也不一定受到洛伦兹力作用，当带电粒子平行于磁场中运动时，不受洛伦兹力作用，故D错误。
故选：C。
通电导线在磁场中受到力为安培力，而运动电荷在磁场中受到力为洛伦兹力，它们均属于磁场力，所以方向都由左手定则来确定，由于洛伦兹力始终与速度垂直，所以洛伦兹力不做功。
本题知道安培力和洛伦兹力的联系和区别，以及会根据左手定则判断安培力和洛伦兹力的方向。
 2.【答案】A 【解析】解：A、磁场方向向左，电流方向是垂直向外，根据左手定则，安培力方向是向下，故A错误；
B、磁场方向斜向上，电流方向与磁场垂直，由左手定则可知，安培力垂直电流和磁场向下，故B正确；
C、磁场方向垂直向里，电流方向向右，根据左手定则，安培力方向向上，故C正确；
D、磁场方向垂直向里，电流方向向右上，根据左手定则，安培力方向垂直电流方向指向左上方，故D正确。
本题选错误的，
故选：A。
已知电流方向和磁场方向，根据左手定则判断安培力方向即可。
本题考查左手定则的应用，关键是记住左手定则的内容：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内．让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
 3.【答案】C 【解析】A、正电荷运动的方向向右，让磁场垂直于掌心向里穿过，根据左手定则可得，洛伦兹力的方向向上，故A错误；
B、正电荷运动的方向向右，让磁场垂直于掌心向外穿过，根据左手定则可得，洛伦兹力的方向向左，故B错误；
C、正电荷运动的方向向下，让磁场垂直于掌心向上穿过，根据左手定则可得，洛伦兹力的方向垂直于纸面向外，故C正确；
D、正电荷运动的方向向右，与磁场方向平行，故电荷不受洛伦兹力，故D错误。
故选：C。
熟练应用左手定则是解决本题的关键，在应用时可以先确定一个方向，然后逐步进行，如可先让磁感线穿过手心，然后通过旋转手，让四指和正电荷运动方向一致或让大拇指和力方向一致，从而判断出另一个物理量的方向，用这种程序法，防止弄错方向。
本题考查左手定则的应用，左手定则中涉及物理量及方向较多，在应用过程中容易出现错误，要加强练习，增加熟练程度，注意当带电粒子运动方向与磁场方向平行时，带电粒子不受洛伦兹力。
 4.【答案】BC 【解析】解：ABC、粒子从左射入，不论带正电还是负电，电场力大小为，洛伦兹力大小为，且两力方向相反。而粒子做匀速直线运动，由平衡条件得：，解得粒子的速度大小v，与粒子带电性无关，故A错误，BC正确；
D、若此粒子从右端沿虚线方向进入，电场力与洛伦兹力在同一方向，则粒子做曲线运动，故D错误。
故选：BC。
带电粒子进入复合场，受电场力和洛伦兹力，通过比较电场力和洛伦兹力的大小和方向，判断是否平衡，从而确定能否沿虚线路径通过。
解决本题的关键知道在速度选择器中，从左边射入，速度满足条件，电场力与洛伦兹力平衡与电量、电性无关。
 5.【答案】C 【解析】解：导线在磁场内有效长度为，故该V形通电导线受到安培力大小为，由左手定则可得方向竖直向上，故C正确，ABD错误；
故选：C。
由安培力公式进行计算，注意式中的L应为等效长度。
本题考查安培力的计算，熟记公式，但要理解等效长度的意义。
 6.【答案】D 【解析】【分析】
不接导线和接上导线时，表针晃动过程中表内线圈都要产生感应电动势，但不接导线时没有感应电流，接上导线后，还要产生感应电流，线圈受到安培力的阻碍作用，表针会很快停下来。
解答本题时，要知道在运输电流表时，通常都会用导线把电流表的两个接线柱连接起来，就是运用电磁阻尼的作用，让指针不再发生大角度的偏转。

【解答】
未接导线时，表针晃动过程中表内线圈要切割磁感线，会产生感应电动势，但由于没有闭合回路，故没有感应电流；
接上导线后形成闭合回路，表针晃动过程中表内线圈产生感应电流，而这种感应电流产生的磁场总是阻碍原来通过线圈磁通量的变化，故D正确，ABC错误。
故选：D。  7.【答案】A 【解析】解：根据楞次定律的“来拒去留”，则当磁铁在向下运动的过程中，线圈产生感应电流，形成感应磁场，从而阻碍磁铁的向下运动，则线圈给它的磁场力始终向上，故A正确，BCD错误；
故选：A。
利用楞次定律的相对运动角度分析“来拒去留”，即可一一判定求解。
本题巧妙的考查了楞次定律的应用，只要记住“来拒去留”，同时理解“增反减同”这一规律，此类题目难度不大。
 8.【答案】C 【解析】解：A、闭合开关S的瞬间，流过线圈A的电流增大，则A产生的磁场增强，所以穿过线圈C的磁通量增加，能产生感应电流，电流表指针偏转，故A错误；
B、开关S闭合后，变阻器滑片P向右滑动，接入电路中的电阻减小，线圈A中电流增大，产生的磁场增强，穿过线圈C的磁通量增加，能产生感应电流，电流表指针偏转，故B错误；
C、开关S闭合后，变阻器滑片P保持不动，A线圈中电流不变，产生的磁场稳定，穿过线圈C的磁通量不变，不产生感应电流，电流表指针不偏转，故C正确；
D、将开关断开的瞬间，穿过线圈C的磁通量减小，能产生感应电流，电流表指针偏转，故D错误。
故选：C。
当线圈C中产生感应电流时，电流表的指针将发生偏转。根据产生感应电流的条件：闭合电路的磁通量发生变化，分析答题。
解决本题的关键是掌握产生感应电流的条件：闭合电路的磁通量发生变化，通过分析线圈A中电流变化，分析即可。
 9.【答案】D 【解析】解：根据法拉第电磁感应定律得感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比。
A、磁通量越大，是大，但及，则不一定大，故A错误；
B、磁通量变化越大，则不知磁通量的变化时间，故，不一定越大，故B错误；
C、虽然磁通量增大时，但可能是定值，产生的感应电动势可能不变，故C错误；
D、磁通量变化的快慢用，表示磁通量变化得快，则，比值就大，根据法拉第电磁感应定律有产生的感应电动势就越大，故D正确。
故选：D。
对法拉第电磁感应定律的理解，注意区分磁通量、磁通量的变化和磁通量的变化率。
磁通量，磁通量的变化，磁通量的变化率是磁通量的变化和所用时间的比值，法拉第电磁感应定律告诉我们感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比。正确理解磁通量、磁通量的变化和磁通量的变化率是解决本题的关键。
 10.【答案】D 【解析】解：A、开关S闭合时，b、c灯立即亮，因为线圈产生自感，会阻碍该支路电流的增大，所以a灯逐渐亮，故A错误；
B、开关S闭合，电路稳定后，因L的直流电阻忽略不计，则a与b并联，三个灯泡都有电流流过，a、b、c灯都亮，故B错误；
CD、开关S断开时，c灯立即熄灭，线圈及b、a灯构成回路，线圈产生自感以阻碍电流减小，b、a灯逐渐熄灭，故C错误，D正确；
故选：D。
当电键S闭合时，通过线圈L的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律判断感应电动势的方向和作用，分析哪个灯先亮。断开瞬间也可以按照同样的思路分析。
对于自感现象，是特殊的电磁感应现象，应用楞次定律和法拉第电磁感应定律进行理解。
 11.【答案】AC 【解析】【分析】
由左手定则判断电性；结合半径的公式可以判断出粒子速度的大小；根据周期的公式可以判断出运动的时间关系。
本题考查带电粒子在磁场中的运动，关键是利用左手定则、半径的公式和根据周期的公式分析求解。

【解答】
A：由左手定则判断出N带正电荷，M带负电荷，故A正确；
B：粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，半径为：，在质量与电荷量相同的情况下，半径大说明速率大，即M的速度率大于N的速率，故B错误；
C：洛伦兹力和速度方向相互垂直，故洛伦兹力不做功，故C正确；
D：粒子在磁场中运动半周，即时间为周期的一半，而周期为，故M的运行时间等于N的运行时间，故D错误。
故选：AC。  12.【答案】BC 【解析】解：AB、通过线圈的电流是高频交流，从而在金属材料中形成同频率的交流电，故A错误，B正确；
C、炉内金属中会产生感应电流，这种电流叫涡流，感应加热是利用金属材料中的涡流冶炼金属的，故C正确；
D、炉内金属中会产生涡流，但涡流根据焦耳热产生热量很小，主要是由于涡流使金属中的自由电子在涡流产生的电场中在电场力的驱使下高速运动，受到阻碍从而产生热量。故D错误；
故选：BC。
真空冶炼炉外中的线圈通有高频电流，从而在线圈中产生很强的变化的电磁场，最终导致炉内金属产生涡流，使其达到很高的温度．
线圈在高频交流电中，会产生涡流，自由电荷在电场力的作用高速运动，从而产生热量．要注意区分涡流与焦耳热．
 13.【答案】BD 【解析】解：A、若I恒定，将矩形线框向上平移，线框内磁通量不会发生变化，所以无感应电流产生，故A错误。
B、由安培定则可知，线圈处的磁场向里，当I恒定，将矩形线框向右平移，线框内磁通量向里减小，则根据楞次定律可知，感应电流的磁场向里，则由安培定则可知，产生方向的感应电流，故B正确；
C、若线框固定，MN中的电流增大，则由楞次定律可知，线圈中产生方向的感应电流，故C错误；
D、若线框固定，MN中的电流减小，则由楞次定律可知，线圈中产生方向的感应电流，故D正确；
故选：BD。
对照产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，分析ABCD中有无感应电流。再根据楞次定律分析线圈中感应电流的方向即可。
解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流周围的磁场方向，掌握感应电流的产生条件，还可考查根据楞次定律判断感应电流的方向。
 14.【答案】BC 【解析】解：AB、条形磁铁的磁场方向向下，在向下移动靠近金属线框的过程中，穿过线框的磁通量增大，则由楞次定律可知，感应电流沿abcda方向，同时线框为了阻碍磁通量的增大，面积有缩小的趋势；故A错误，B正确；
CD、在磁铁水平向右运动的过程中，穿过线框中磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流沿adcba方向；由楞次定律的“来拒去留”可知，线框为了阻碍磁通量的减小，有向右的运动趋势，故C正确，D错误。
故选：BC。
根据条形磁铁的磁感线分布，可知通过线框的磁通量的变化，则由楞次定律可判断感应电流的方向及线框的受力方向。
本题考查楞次定律的应用，注意正确应用楞次定律的两种表述的灵活应用，同时注意能量转化的关系．
 15.【答案】相反  相同  磁通量的变化 【解析】解：甲图中磁铁产生的磁场方向向下，由右手螺旋定则知通电螺线管中感应电流的磁场方向向上，感应电流磁场的方向与条形磁铁磁场的方向相反；
丙图中磁铁产生的磁场方向向下，由右手螺旋定则知通电螺线管中感应电流的磁场方向向下，感应电流磁场的方向与条形磁铁磁场的方向相同；
甲图中原磁场磁通量增大，感应电流磁场的方向与条形磁铁磁场的方向相反。丙图中原磁场磁通量减小，感应电流磁场的方向与条形磁铁磁场的方向相同。由此可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
故答案为：相反、相同、磁通量的变化
由安培定则确定感应电流磁场的方向，再分析原磁场的变化，从而明确楞次定律的基本内容。
要注意对于楞次定律不能简单的记忆结论，应该准确掌握其推导过程。
 16.【答案】解：棒中的感应电动势为：
 
根据闭合电路欧姆定律得感应电流大小为：
  
当ac棒向右匀速运动时，ac棒中有由c向a的感应电流，根据左手定则可知ac棒所受的磁场力水平向左。
为维持ac棒做匀速运动，应施加一个与等值反向的水平外力即为：

方向水平向右
答：棒中感应电动势的大小为；
回路中感应电流的大小为4A；
维持ac棒做匀速运动的水平外力F的大小，方向水平向右。 【解析】棒垂直切割磁感线，已知磁感应强度B、长度L、速度v，由公式求出感应电动势大小。
相当于电源，根据闭合电路欧姆定律求解感应电流大小。
棒做匀速运动，水平外力F与安培力平衡，根据安培力公式求解。
本题是电磁感应、电路和磁场知识的综合，要掌握法拉第电磁感应定律、欧姆定律和安培力公式，并能熟练运用。
 17.【答案】解：根据题意可知，粒子在M点受到的洛伦兹力垂直于速度向右上方，根据左手定则可知，粒子带正电；
由于洛伦兹力提供向心力，则，
所以粒子做圆周运动的半径为；
粒子在磁场中的运动轨迹如图所示：，
根据几何知识可知，其圆心角，
所以粒子的运动时间为：；
答：该粒子带正电电荷；
粒子做圆周运动的半径为；
粒子在磁场中运动所用的时间为； 【解析】粒子在磁场中向右偏转，其洛伦兹力的方向向右，根据左手定则判断粒子的电性；
根据洛伦兹力提供向心力求解粒子做圆周运动的半径；
做出粒子的运动轨迹，找到其圆心角，根据求解粒子在磁场中运动所用的时间
解决该题的关键是掌握左手定则判断洛伦兹力，正确做出粒子在磁场中的运动轨迹，根据几何知识求解圆心角。知道时间的表达式；