2025_2026学年河南省驻马店市新蔡县第一高级中学高二下学期3月阶段检测物理试卷 [含解析]

这是一份2025_2026学年河南省驻马店市新蔡县第一高级中学高二下学期3月阶段检测物理试卷 [含解析]，共41页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（每题4分，共28分）
1. 有一束连续电子流沿着三维直角坐标系的轴正方向运动，如图所示，电子流在轴上的点处产生的磁场方向（ ）
A. 沿轴正方向B. 沿轴负方向C. 沿轴正方向D. 沿轴负方向
【答案】D
【解析】
【详解】电子流沿轴正方向运动，形成的电流方向沿轴负方向，根据安培定则可知，电子流在y轴上的P点处所产生的磁场方向是沿z轴负方向。
故选D。
2. 关于安培力和洛伦兹力的方向，下列各图中物理量表示正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A．电荷的速度方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力的作用，故A错误；
B．对于负电荷，根据左手定则，伸开左手，让磁感线垂直穿过手心，四指指向负电荷运动的反方向，大拇指所指方向即为洛伦兹力方向，故B正确；
C．对于通电导线，根据左手定则，伸开左手，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，大拇指所指方向即为安培力方向，所以C图中安培力方向应水平向右，故C错误；
D．电流的方向与磁场方向平行，不受安培力的作用，故D错误。
故选B。
3. 如图所示，空间存在某四分之一圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外。一电子以初速度从圆心沿方向射入磁场，恰好从点离开磁场。若电子以初速度从点沿方向射入磁场，恰好从圆弧的中点离开磁场。则等于（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】作出运动轨迹如图所示
根据几何关系有，
粒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
故选D。
4. 如图所示，边长为的等边三角形区域内、外的匀强磁场的磁感应强度大小均为，方向分别垂直纸面向里、向外，三角形顶点处有一正粒子源，能沿的角平分线发射速度大小不等、方向相同的粒子，所有粒子均能通过点，粒子的比荷，粒子重力不计，粒子间的相互作用可忽略，则粒子的速度可能为（）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】粒子可能的运动轨迹如图所示，所有圆弧所对圆心角均为60°，粒子运动的半径
由洛伦兹力提供向心力，有
联立解得
将代入，只有选项A符合，故选A。
5. 如图所示，平行长直导轨固定在水平面内，处于垂直于导轨平面向下的匀强磁场中，导轨电阻不计，导轨左端间接有恒定电压，粗细均匀的导体棒（电阻不可忽略）放在导轨上，导体棒单位长度的电阻为，第一次放在之间；第二次放在之间，则关于两次导体棒受到的安培力，下列判断正确的是（ ）
A. 大小相等，方向相同B. 大小相等，方向不同
C. 大小不等，方向相同D. 大小不等，方向不同
【答案】B
【解析】
【详解】由于安培力与电流垂直，因此两次安培力的方向不同；设导轨间导体棒的长度为L，导体棒单位长度的电阻为，则导体棒中电流大小
导体棒受到的安培力
则导体棒受到的安培力与导体棒的长度无关，即两次导体棒受到的安培力大小相等。
故选B。
6. 如图所示，在水平桌面上有一金属圆环，在它圆心正上方有一条形磁铁（下端为N极），当条形磁铁下落时（未到达桌面），下列说法正确的是（）
A. 环中将产生俯视顺时针的感应电流B. 环对桌面的压力小于自身重力
C. 环对磁铁的冲量与磁铁对环的冲量相同D. 磁铁自身的机械能减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．当条形磁铁下落时，穿过线圈的磁通量向下增加，根据楞次定律，环中电流方向为逆时针，A错误；
B．根据来拒去留，环对桌面压力大于自身重力，B错误；
C．环对磁铁和磁铁对环的作用力是相互作用力，可知环对磁铁和磁铁对环的冲量大小相等，方向相反，C错误；
D．磁铁的重力势能转化成动能和环中产生的焦耳热，故自身机械能减小，D正确。
故选D。
7. 如图所示，真空中有一圆形区域的匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外。在磁场边界的点设置粒子源，可沿圆形区域平面的各个方向发射速率相同的电子。这些电子射出磁场的位置均处于上，其所对圆心角为。现将电子的发射速率增大，射出范围变为，其所对圆心角为。若要将电子射出范围调回到上，则磁感应强度大小要调节为（ ）
AB. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设圆形磁场的半径为，电子的质量为，电荷量为，电子的射出范围变为时，电子运动的轨迹圆直径等于弦长PN，由几何关系可得弦长
轨迹圆半径。
电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，有
解得
要将电子射出范围调回到上，电子运动轨迹圆直径等于弦长PM，由几何关系可知，弦长
轨迹圆半径
电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，有
代入，，解得
故选A。
二、多选题（每题6分，共18分，选对不全得3分，选错不得分）
8. 如图所示，两个质量相等的带电粒子a和b分别以速度va和vb射入足够长平行边界匀强磁场，磁场宽度为d，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°，两粒子同时由A点出发，同时到达B点，不计粒子重力及粒子间的影响，则（ ）
A. 两粒子的周期之比为
B. 两粒子的轨迹半径之比为
C. 两粒子的电荷量之比为
D. 两粒子的速度之比为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．由题图可知，带电粒子a和b在磁场中运动的圆心角分别为和。即，
由于两带电粒子运动时间相同，则可得两粒子的周期之比为，故A错误；
B．根据几何关系，由题图可得，两粒子的轨迹半径分别为，
则两粒子的轨迹半径之比为，故B错误；
CD．两粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律
可得粒子的轨迹半径为
运动的周期为
则可得两粒子的电荷量之比为
两粒子的速度之比为，故CD正确。
故选CD。
9. 如图，一倾角为θ的足够长绝缘粗糙斜面固定放置在水平面上，处在方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，在斜面上由静止释放一质量为m、电量大小为q的物体。已知物体与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，物体滑过一段距离s后离开斜面。下列分析正确的是（ ）
A. 物体带负电
B. 物体下滑过程中因摩擦产生的热量为
C. 物体沿斜面下滑距离s的平均速度小于
D. 物体沿斜面下滑距离s所用时间为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由于物体加速运动，受到的洛伦兹力垂直斜面向上才会离开斜面，根据左手定则可知，物体带负电，A正确；
B．由于运动过程中摩擦力不断减小，因此物体下滑过程中摩擦产生的热量小于，B错误；
C．物体离开斜面时速度满足
则
又由于物体做加速度增大的加速运动，则物体的平均速度小于，C正确；
D．由于物体下滑是加速度增大的加速运动，物体的平均速度小于
则物体下滑距离s所用时间大于，D错误。
故选AC。
10. 如图所示，螺线管匝数匝，横截面积，螺线管导线电阻，电阻，管内磁场的磁感应强度B的图像如图所示（以向右为正方向），下列说法正确的是（ ）
A. 通过电阻R的电流是从A到CB. 螺线管产生的感应电动势为4V
C. 通过电阻R电流大小为1.5AD. 0~2s内通过电阻R的电荷量为2C
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由楞次定律可以判断出螺线管中感应电流产生磁场方向从右向左，那么通过电阻的电流方向是从C到A，故A错误；
B．根据法拉第电磁感应定律有，故B正确；
C．由闭合电路欧姆定律得，故C错误；
D．内通过的电荷量为，故D正确。
故选BD。
三、实验题（每空2分，共12分）
11. 如图所示为“探究磁场对通电导线的作用”的实验装置，其线框下端与磁场方向垂直。请根据下面的实验操作按要求填空。
（1）在接通电路前先观察并记录弹簧测力计读数。
（2）接通电路，调节滑动变阻器使电流表读数为，观察并记录弹簧测力计此时的读数，则线框受到的安培力________。
（3）在探究安培力与电流的对应关系时，保持磁场及线框不变，只调节滑动变阻器，记录电流表的读数为，，弹簧测力计的读数为，，并分别计算出，。通过实验可发现，磁场对通电导线作用力的大小与电流大小成正比，本实验中所采用的实验方法是________（选填“控制变量法”、“等效替代法”或“理想模型法”）。
（4）若电流为I时，弹簧测力计的读数；则当电流加倍时，弹簧测力计的读数为________。
【答案】 ①. ②. 控制变量法 ③.
【解析】
【详解】[1] 弹簧测力计的示数增大，是由于导线受到了安培力的作用，所以；
[2] 控制其他物理量不变，只变化电流，观察安培力随电流的变化情况，这个实验方法是控制变量法。
[3] 没通电时，对线框受力分析，线框所受重力等于弹簧测力计拉力，即
通电后，对线框受力分析，线框受重力、安培力、弹簧的拉力，三力平衡，同时根据弹簧测力计示数变大可知，安培力方向应竖直向下，则三个力应满足
由安培力公式可得
故
当电流加倍时，可知
12. 某物理兴趣小组通过以下实验来探究“电磁感应现象”。
（1）小组同学按甲图所示将线圈A插入线圈B中，在闭合开关S时发现灵敏电流计指针向左偏了一下。那么闭合开关后将线圈A从线圈B拔出时，电流计指针将向_______偏（选填“右”或“左”）。
（2）当线圈A插入线圈B且闭合开关后，将滑动变阻器触头从最右端滑到最左端，第一次快速滑动，第二次滑动较慢，两情况下通过线圈B导线横截面电荷量的大小分别是和，则_______（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
（3）图乙是小组同学制作的“楞次定律演示仪”。演示仪由反向并联的A、B两只发光二极管、一定匝数的螺线管以及条形磁铁组成。正确连接好实验电路后，将条形磁铁从图示位置迅速向上移动过程中，观察到的实验现象是_______。
A. 灯泡A、B都会发光B. 灯泡B发光，灯泡A不发光
C. 灯泡A、B都不发光D. 灯泡A发光，灯泡B不发光
【答案】（1）右（2）等于（3）B
【解析】
【小问1详解】
合上开关后，将原线圈A迅速插入副线圈B时，穿过线圈B的磁通量增加，发现灵敏电流计指针向左偏了一下；闭合开关后将线圈A从线圈B拔出时，穿过线圈B的磁场方向与上一种情况相同，且穿过线圈B的磁通量减小，所以灵敏电流计指针应向右偏。
【小问2详解】
根据，，
联立，可得
两次穿过线圈B的磁通量变化量相等，所以通过线圈导线横截面电荷量的大小关系是等于。
【小问3详解】
将条形磁铁从线圈中快速向上抽出时，穿过线圈的磁场向下且磁通量减小，根据楞次定律和右手螺旋定则可知，线圈中的感应电流方向为顺时针（俯视），所以，灯泡B所在支路的二极管处于导通状态，灯泡A所在支路的二极管处于截止状态，即灯泡B短暂发光，灯泡A不发光。
故选B。
四、解答题（15分+12分+15分）
13. 如图所示，在xOy坐标系的第一象限内存在匀强磁场，磁感应强度为B。一带电粒子在P点以与x轴正方向成60°的方向垂直磁场射入，并恰好垂直于y轴射出磁场。已知带电粒子质量为m、电荷量大小为q（电性未知），，不计重力。根据上述信息：
（1）判断带电粒子所带电荷的种类；
（2）求带电粒子在磁场中运动的速率v；
（3）求带电粒子在磁场中运动的时间t。
【答案】（1）正电荷（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
根据粒子的偏转方向可知，粒子所受洛伦兹力方向垂直初速度斜向左上方，磁场方向垂直于纸面向里，根据左手定则，可知粒子带正电。
【小问2详解】
粒子的运动轨迹如图所示
由几何关系可知
根据洛伦兹力提供向心力
联立可得
【小问3详解】
带电粒子周期为，圆周的圆心角为
则带电粒子在磁场中运动的时间为
解得
14. 如图所示，质量m1＝0.1kg、电阻R1＝0.3、长度l＝0.4m的导体棒ab横放在U形金属框架上。框架固定在绝缘水平面上，相距0.4m的MM′、NN′相互平行，电阻不计且足够长，电阻R2＝0.1的MN垂直于MM′。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝1.0T。现垂直于ab施加F＝2N的水平恒力，使棒ab从静止开始无摩擦地运动，棒始终与MM′、NN′保持良好接触。
（1）求棒ab能达到的最大速度；
（2）若棒ab从静止到刚好达到最大速度的过程中，导体棒ab上产生的热量QR1＝1.2J，求该过程中棒ab的位移大小。
【答案】（1）5m/s；（2）1.425m
【解析】
【详解】（1）ab棒做加速度逐渐变小的加速运动，当a＝0时，速度达到最大，设最大速度为vm，有
F＝F安＝BIl，，E＝Blvm
解得
（2）棒ab从静止到刚好达到vm的过程中，设闭合电路产生的总热量为Q总，可得
对棒ab由功能关系
解得
x＝1.425m
15. 直角坐标系xOy第一象限内有沿y轴负方向的匀强电场，第四象限内有垂直纸面向内的匀强磁场B，质量m、带电量的粒子从y轴的P点以速度垂直y轴入射第一象限，进入磁场时速度方向与x轴正方向的夹角，已知P点到坐标原点O的距离为L，不计粒子重力。
（1）匀强电场的电场强度的大小E；
（2）粒子从P点出发经多长时间粒子第二次经过x轴；
（3）粒子第5次经过x轴时的位置与O点的距离s。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
设粒子进入磁场时速度为v，则可知粒子的水平速度为vcsθ=v0
代入数据解得v=2v0
由动能定理有
联立代入数据解得
【小问2详解】
粒子在电场中做类平抛运动的时间为t1，以向下为正方向，根据动量定理qEt1=mvsinθ
代入数据解得
粒子在磁场中做圆周运动的周期
在磁场中做圆周运动的时间t2，由于粒子做逆时针运动，由几何关系可知，圆心角为120°，则所需时间为
粒子第二次经过x轴的时间
【小问3详解】
粒子在电场中做类平抛运动的水平位移x1=v0t1
代入数据得
粒子在磁场中做圆周运动的半径R，根据牛顿第二定律有
解得
粒子在磁场中做圆周运动的水平位移
由于粒子运动具有周期性，故粒子第5次经过x轴时的位置与O点的距离