2022-2023学年宁夏银川六中高二（下）开学物理试卷（含解析）

这是一份2022-2023学年宁夏银川六中高二（下）开学物理试卷（含解析），共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.以下说法正确的是( )
A. 磁场和磁感线都是客观存在的
B. 磁感应强度B=FIL(B⊥IL)是用比值法定义的物理量
C. 运动的电荷在磁场中一定受洛伦兹力的作用
D. 磁场中某点磁感应强度的方向跟放在该处通电导线所到的安培力的方向一致
2.下列关于磁场的相关判断和描述正确的是( )
A. 甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实
B. 乙图中表示条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止
C. 丙图中导线通电后，其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实
D. 丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针的旋转方向符合物理事实
3.如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，其中丙的磁感应强度大小为B、电场强度大小为E，下列说法正确的是( )
A. 甲图要增大粒子的最大动能，可减小磁感应强度
B. 乙图可判断出A极板是发电机的正极
C. 丙图中粒子沿直线通过速度选择器的条件是v=EB
D. 丁图中若导体为金属，稳定时C板电势高
4.如阁甲为磁电式电流表的结构，图乙为极擀和铁质圆柱间的磁场分布，线圈a、b两边通以图示方向的电流，线圈两边所在处的磁感应强度大小相等。则( )
A. 该磁场为匀强磁场
B. 线圈将逆时针转动
C. 线圈平面总与磁场方向垂直
D. 线圈转动过程中两边a、b受安培力大小不变
5.如图所示，同一线圈分别垂直纸面方向放置在磁场中S1和S2处，通过线圈的磁通量大小分别是Φ1、Φ2；该处平均磁感应强度的大小分别是B1、B2。下列物理量关系表达式正确的是( )
A. Φ1=Φ2B. Φ1>Φ2C. B1=B2D. B1B2，故CD错误；
AB、当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量Φ=BS，由于B1>B2，所以Φ1>Φ2，故B正确，A错误。
故选：B。
在同一磁场中，磁感线越密的地方，磁感应强度越大；线圈在匀强磁场中，当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量Φ=BS。
明确磁场中磁感线的特点是解决问题的关键。根据计算公式Φ=BSsinθ(θ是线圈平面与磁场方向的夹角)进行分析求解，注意线圈平面与磁场方向垂直、平行两个特殊情况。
6.【答案】C
【解析】解：AB.以导线为研究对象，导线所在位置的磁场方向水平向右，根据左手定则可知，导线所受安培力的方向竖直向下，受力图如图所示：
因此悬线拉力变大，故AB错误；
CD.由牛顿第三定律得知，导线对磁铁的磁场力方向竖直向上，则磁铁对桌面的压力变小，故C正确，D错误。
故选：C。
AB.以导线为研究对象，根据安培定则确定导线所在处的磁场方法，根据左手定则判断导线所受安培力的方向，然后作答；
CD.根据牛顿第三定律分析导线对磁铁的作用力，据此分析作答。
本题要灵活选择研究对象．由磁铁的磁感线的分布确定通电导线所在位置的磁场方向，然后由左手定则判断安培力的方向，最后由牛顿第三定律来确定磁铁受力方向。
7.【答案】B
【解析】解：AB、电子经电子枪中的加速电场加速，由动能定理可知eU=12mv02①，电子在匀强电场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则有eBv0=mv02r ②，解得r=mv0qB=1B 2mUq ③，加速电压不变，仅增大励磁线圈中的电流，磁感应强度B增大，电子束径迹的半径变小；仅升高电子枪加速电场的电压U，电子束径迹的半径r变大，故A错误，B正确。
C、仅使电子枪加速电压增加到原来的2倍，由③式可知，则电子束径迹的半径增加到原来的 2倍，故C错误；
D、若励磁线圈通以逆时针方向的电流，由安培定则可知，产生的磁场方向向外，由左手定则可知，电子射入磁场时所受的洛伦兹力向下，电子运动的径迹不可能是图乙所示，故D错误。
故选：B。
根据动能定理表示出加速后获得的速度，然后根据洛伦兹力提供向心力推导出半径的表达式。即可进行分析。根据安培定则和左手定则结合判断电子的运动轨迹。
本题考查了粒子在电、磁场中运动在实际生活中的应用，正确分析出仪器的原理，写出带电粒子在磁场中运动的半径公式与周期公式是关键。
8.【答案】B
【解析】解：由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小，速度逐渐减小，
根据粒子在磁场中运动的半径公式r=mvqB可知，粒子的半径逐渐的减小，
所以粒子的运动方向是从b到a，
在根据左手定则可知，粒子带正电，所以B正确。
故选：B。
根据粒子在磁场中运动的半径公式r=mvqB来分析粒子的运动的方向，在根据左手定则来分析电荷的性质．
根据r=mvqB可知，粒子运动的半径与速度的大小有关，根据半径的变化来判断粒子的运动的方向，这是解决本题的关键．
9.【答案】C
【解析】【分析】
由右手定则判断出ab切割磁感线产生的感应电流方向，然后应用楞次定律判断N中电流方向与形状变化趋势。
本题考查了判断感应电流方向与线圈性质变化趋势问题，应用右手定则与楞次定律即可正确解题，正确理解并应用楞次定律是正确解题的关键。
【解答】
ab向右运动时，由右手定则可知，感应电流由a流向b，
ab加速运动，感应电动势：E=BLv变大，感应电流：I=ER=BLvR变大，
穿过N的磁通量增大，为阻碍磁通量的增加，由楞次定律可知，N有收缩的趋势，
由楞次定律可知，N中感应电流沿逆时针方向，故C正确，ABD错误。
故选C。
10.【答案】D
【解析】解：A、磁场向里，导体棒向下运动，由右手定则判断知通过金属棒的电流方向向右，故A错误。
B、通过棒的电流方向向右，由左手定则知棒受到的安培力方向向上，故B错误。
C、根据功能关系知，棒重力势能减小，转化为棒的动能和电路中产生的热量，故重力势能的减小量大于动能的增加量，故C错误。
D、在棒下落过程中，降重力外只有安培力做功，故机械能的减小量等于电路中产生的热量，故D正确。
故选：D。
根据右手定则判断通过金属棒中的电流方向，由左手定则分析棒受到的安培力方向，根据功能关系确定能量的变化关系。
本题考查导体棒在磁场中的运动以及能量关系，要注意运用功能关系分析实际问题，关键要正确分析能量是如何转化的，要知道棒克服安培力做的功等于电路中产生的焦耳热。
11.【答案】C
【解析】解：AB、磁体在铜管中运动时发生了电磁感应现象，即当磁铁运动时导致铜管的磁通量发生变化，出现感应磁场阻碍铜管磁通量的变化，所以下落变慢，与磁体受到空气阻力作用，及磁体受到金属铜的吸引均无关，故AB错误；
C、根据AB分析可知，铜管对磁体下落有阻碍作用，其力方向始终向上，故C正确；
D、依据楞次定律可知，强磁体的运动，导致磁体周围的铜管磁通量变化，从而产生感应电流，因此铜管内产生电流位置是变化的，磁体以上部分和磁体以下部分的磁场方向相同，但磁通量变化相反，故随着磁体下移，不同位置的电流方向是变化的，故D错误。
故选：C。
强磁铁通过铜管时，导致穿过磁铁周围的铜管磁通量发生变化，从而使得磁体周围的铜管有产生感应电流，出现感应磁场要阻碍原磁场的变化，导致强磁铁受到一定阻力。
本题考查电磁感应现象的应用，理解磁体下落变慢的原因，掌握楞次定律的“来拒去留”：当强磁铁过来时，就拒绝它；当离开时就挽留它。
12.【答案】A
【解析】解：线圈内的磁通量由两部分组成：一部分是磁铁内部竖直向上的磁通量，设其大小为Φ1；另一部分是线圈与磁铁之间的竖直向下的磁通量，设其大小为Φ2，根据磁铁磁场分布性质可知向上的磁通量大于向下的磁通量，即Φ1>Φ2。
取竖直向上为正方向，则通过线圈的总的磁通量为：Φ=Φ1−Φ2
当线圈面积变小时，Φ1不变，Φ2减小，则Φ变大。故A正确，BCD错误；
故选：A。
根据磁铁的磁感线分布以及磁通量为合磁通来判定即可。
本题主要考查了磁通量，解题关键是掌握当线圈中磁场方向不唯一时，要求其合磁通量。
13.【答案】D
【解析】解：根据右手螺旋定则，环形导线中电流的方向应由B端流入，所以B连电源正极，同时直导线中的电流方向为b到a，所以根据右手螺旋定则可知，小磁针所在处磁场的方向应垂直纸面向外，所以小磁针的N极将向纸面外转动。故ABC错误，D正确。
故选：D。
根据右手螺旋定则，判断AB接电源正极端口，确定直导线ab电流方向，再根据右手螺旋定则，分析磁场，分析小磁针转向。
本题解题关键是掌握右手螺旋定则。
14.【答案】D
【解析】解：AB.闭合开关的瞬间，由于线圈中自感电动势的阻碍，A2灯先亮，A1灯后亮，闭合开关稳定后，自感作用消失，由于L为自感系数很大的电感，其直流电阻不计，所以通过A1灯的电流大于A2灯的电流，稳定后A1更亮，故AB错误；
CD.断开开关S，线圈L产生自感电动势，两灯串联组成新的回路，通过A1的电流反向通过A2，因I1>I2，故A ​2会闪亮一下再熄灭，故D正确，C错误。
故选：D。
当开关接通和断开的瞬间，流过线圈的电流发生变化，产生自感电动势，阻碍原来电流的变化，根据自感现象的规律来分析。
对于线圈要抓住双重特性：当电流不变时，它是电阻不计的导线；当电流变化时，产生自感电动势，相当于电源。
15.【答案】C
【解析】解：A.小物块运动过程中，电场力与运动方向垂直，摩擦力方向始终与运动方向相反，阻碍小物块的相对运动，小物块始终做减速运动，故A错误；
B.木板所在位置为等势面，电场力做功始终为零，根据电场力做功与电势能变化的关系，小物块的电势能不变，故B错误；
C.电场力方向向下，木板的支持力FN=mg+Eq，
则滑动摩擦力f=μFN=μ(mg+Eq)
由于电场强度先增大后减小，则摩擦力先增大后减小，故C正确；
D.小物块克服摩擦力做功，机械能减小，机械能不守恒，故D错误。
故选：C。
A.根据摩擦力的方向与运动方向的关系分析作答；
B.根据电场力做功与电势能变化的关系分析作答；
C.分析小物块的受力情况，根据滑动摩擦力公式进行分析作答；
D.根据机械能守恒的条件分析作答。
本题主要考查了带电小物块在电场中的运动，对小物块进行正确的受力分析是解题的关键；理解滑动摩擦力、等势面的特点、电场力做功与电势能的变化关系；能够根据机械能守恒的条件进行分析判断。
16.【答案】C
【解析】解：导线的电流方向为逆时针，根据小磁针的静止时，N极的指向即为磁场的方向；
a处电流的方向向上，由右手螺旋定则可知，a处的磁场为逆时针方向(俯视)，所以a的指向错误；
由右手螺旋定则可知，通电螺线管左端为S极，右端为N极，螺线管的内部磁场由左指向右，外部由右到左，则有b磁针方向错误，c磁针方向正确；
而对于U形螺线管左端相当于N极，右端相当于S极，所以螺线管上边的磁场方向向右，因此d磁针方向错误；
由以上的分析可知，C正确，ABD错误；
故选：C。
根据右手螺旋定则可确定，通电螺线管的磁场分布，及通电直导线磁场的分布，并由小磁针的静止时，N极的指向即为磁场的方向．
考查通电导线的电流方向来确定磁场的方向，掌握右手螺旋定则的应用，注意螺线管内部的磁场方向．
17.【答案】AC
【解析】解：A、杆子受重力、沿斜面向上的安培力，若重力沿斜面向下的分力与安培力相等，则二力平衡．故A正确．
B、杆子受重力和斜面的支持力，二力不可能平衡．故B错误．
C、杆子受重力、竖直向上的安培力，若重力与安培力相等，则二力平衡，不受支持力即可达到平衡．故C正确．
D、杆子受重力、水平向左的安培力，支持力，三个力不可能达到平衡，不受摩擦力．故D错误．
故选：AC
首先根据左手定则判断出安培力的方向，然后通过对杆ab受力分析，根据受力的情况判定是否满足共点力平衡．
解决本题的关键掌握安培力的方向判定，以及能正确地进行受力分析．基础题目．
18.【答案】BC
【解析】【分析】
本题关键是分析好引起感应电流的磁通量的变化，进而才能分析产生电流的磁通量是由什么样的运动产生的。
【解答】
MN在磁场力作用下向右运动，说明MN受到的磁场力向右，由左手定则可知电流由M指向N，由楞次定律可知，线圈中产生感应电流的磁场应该是向上减小，或向下增加；
再由右手螺旋定则与楞次定律可知，PQ可能是向左加速运动或向右减速运动，故BC正确，AD错误。
故选BC。
19.【答案】BD
【解析】解：A、根据偏转磁场中粒子的轨迹和左手定则，可以判断粒子为正电荷。粒子进入速度选择区域，洛伦兹力和电场力大小相等，方向相反，根据左手定则，洛伦兹力向左，则电场力向右，P1为电源正极。故A错误。
B、粒子进入速度选择区域，洛伦兹力和电场力大小相等，有qE=qvB，解得：v=EB，所以速度选择器和粒子质量和电荷量无关，粒子进入偏转磁场中，根据轨迹可以判断粒子为正电荷，所以图中所示虚线可能为a粒子的轨迹，故B正确。
C、在速度选择器中粒子做匀速直线运动，故C错误。
D、在偏转区域，洛仑磁力提供向心力：qvB=mv2R ，解得：R⋅qm=vB，经过速度选择区域的速度是一定的，B不变，所以R和qm成反比，打在底片上的位置越靠近S3，粒子的荷质比qm越大。故D正确。
故选：BD。
图中P1可能为电源正极；图中所示虚线可能为a粒子的轨迹；在速度选择器中粒子做匀速直线运动；打在底片上的位置越靠近S3，粒子的荷质比qm越大。
本题考查了质谱仪和回旋加速器的工作原理。粒子由静止被加速电场加速，根据动能定理可得关系式qU=12mv2.粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转，做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得关系式qvB=mv2r.由两式可得出需要研究的物理量，如粒子轨道半径、粒子质量、比荷。
20.【答案】偏向 正极 S极 向上 顺时针
【解析】解：(1)磁铁向下运动，穿过线圈的磁通量增加，原磁场方向向下，根据楞次定律感应电流方向俯视为逆时针方向，从正接线柱流入电流计，指针偏向正极。
(2)由图可知，电流从负接线柱流入电流计，根据安培定则，感应电流的磁场方向向下，又磁通量增加，根据楞次定律可知，磁铁下方为S极。
(3)磁场方向向下，电流从负接线柱流入电流计，根据安培定则，感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可知，磁通量减小，磁铁向上运动。
(4)磁铁向下运动，穿过线圈的磁通量增加，原磁场方向向上，根据楞次定律感应电流方向俯视为顺时针方向。
故答案为：(1)偏向正极；
(2)S极；
(3)向上；
(4)顺时针。
根据磁铁的运动方向分析磁通量变化，由楞次定律确定感应电流方向，结合题给条件：当电流从它的正接线柱流人时，指针向正接线柱一侧偏转判断指针偏转方向分析判断。
本题考查安培定则和楞次定律综合应用的能力，常规题，只要细心分析就能正确作答。
21.【答案】远离磁铁 静止不动
【解析】解：当条形磁铁N极垂直a环靠近a时，穿过a环的磁通量增加，a环闭合产生感应电流，磁铁对a环产生安培力，阻碍两者相对运动，a环将远离磁铁．
当条形磁铁N极垂直b环靠近b时，b环中不产生感应电流，磁铁对b环没有安培力作用，b环将静止不动．
故本题答案是：远离磁铁；静止不动．
当条形磁铁N极垂直a环靠近a时，穿过a环的磁通量增加，a环闭合产生感应电流，根据楞次定律判断a环的运动情况．
当条形磁铁N极垂直b环靠近b时，b环不闭合，不产生感应电流，根据有无安培力判断b环的运动情况．
本题也可以根据楞次定律的另一种表述：感应电流的磁场总要阻碍导体与磁体间的相对运动来直接判断．
22.【答案】20.30 上侧 πUd4B
【解析】解：(1)游标尺为20分度，总长度19mm，故每一格的长度为0.95mm，由图可知，游标尺上的第6刻度与主尺上26mm对齐，故游标尺的读数为26mm−6×0.95mm=20.30mm；
(2)由左手定则可知，正离子向上偏转，负离子向下偏转，故上端为正极，故电压表正接线柱与上侧金属片相连；
(3)最终离子在电场力和洛伦兹力作用下平衡，有：qvB=qUd，解得污水的流速为：v=UBd，则流量为：Q=vS=vπd24=πUd4B。
故答案为：(1)20.30；(2)上侧；(3)πUd4B。
(1)明确游标卡尺原理，确定游标尺上最小分度，根据对齐格数主尺上的刻度减去游标上的刻度从而确定读数；
(2)根据离子受洛伦兹力方向确定粒子的偏转方向，从而明确正极的位置；
(3)根据洛伦兹力和电场力平衡确定流速，再根据流量的定义确定流量。
本题考查了霍尔效应及其应用，根据左手定则判断洛伦兹力的方向，从而得出正负离子的偏转方向，确定出上下表面电势的高低；最终离子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，根据平衡求出两极板间的电压，在压力和阻力作用下处于平衡，求出流量的大小。
23.【答案】解：电子垂直射入匀强磁场中，只受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，画出轨迹，由几何知识得到，轨迹的半径为：
r=dsin30°=2d
由牛顿第二定律得：
evB=mv2r
解得：
m=2edBv
由几何知识得到，轨迹的圆心角为α=π6，故穿越磁场的时间为：
t=π6⋅rv=πd3v
答：电子的质量为2edBv；电子穿过磁场所用的时间为πd3v．
【解析】电子垂直射入匀强磁场中，只受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，画出轨迹，由几何知识求出轨迹的半径，由牛顿第二定律求出质量；由几何知识求出轨迹所对的圆心角α，由t=Sv求出时间，s是弧长．
本题是带电粒子在匀强磁场中圆周运动问题，关键要画出轨迹，根据圆心角求时间，由几何知识求半径是常用方法．
24.【答案】(1)K闭合后，金属棒受安培力F水平向右，导体受力分析，当R2=5Ω时，根据闭合电路欧姆定律有：I=ER1+R2
根据安培力公式有：F=BIL
代入数据解得：F=0.6N
(2)当R2=5Ω时，安培力F沿斜面分力大小为F′=Fcs37°=0.6×0.8N=0.48N
棒重力沿斜面向下分力G1=mgcs37°=0.8×0.6N=0.48N
所以，棒不受摩擦力。
答：(1)当R2=5Ω时，金属棒受到的安培力大小为0.6N
(2)当R2=5Ω时，金属棒受到的摩擦力大小为0。
【解析】(1)依据欧姆定律计算电路中所得电流大小，根据电流可求得导体所受安培力的大小；
(2)对金属棒做受力分析，根据导体静止的条件求解摩擦力。
考查导体棒在磁场所受安培力的判断，在受力分析时，不仅要考虑摩擦力沿斜面向上的情况，同时要考虑摩擦力沿斜面向下的情况。
25.【答案】解：(1)导体棒运动产生的感应电动势为：E=BLv=0.10×0.40×5.0V=0.20V；
(2)根据右手定则可判断出，导体棒上的电流方向为从b向a
通过导体棒的电流：I=ER+r=+0.10A=0.40A；
(3)导体棒两端的电压：U=IR=0.40×0.40V=0.16V
根据右手定则可知a端电势高。
答：(1)导体棒ab产生的感应电动势为0.20V；
(2)通过导体棒的电流为0.40A，通过导体棒的电流方向从b向a；
(3)导体棒两端的电压大小为0.16V，a端电势高。
【解析】(1)根据E=BLv计算导体棒产生的感应电动势；
(2)根据右手定则判断电流方向，根据闭合电路的欧姆定律求解通过导体棒的电流；
(3)根据欧姆定律计算导体棒两端的电压，根据右手定则判断电势的高低。
对于电磁感应现象中涉及电路问题的分析方法是：确定哪部分相对于电源，根据电路连接情况，结合法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律列方程求解。