四川省眉山市仁寿县四校联考2023-2024学年高二下学期6月期末物理试题

这是一份四川省眉山市仁寿县四校联考2023-2024学年高二下学期6月期末物理试题，共18页。试卷主要包含了以下说法符合事实的是等内容，欢迎下载使用。


1．以下说法符合事实的是（ ）
A．磁通量变化一定有感应电流
B．通电导线在磁场中一定受到安培力的作用
C．带电粒子在磁场中运动时一定受到洛仑兹力的作用
D．带电粒子在电场中一定受到静电力的作用
2．如图所示，把开关K闭合后，要使Q线圈产生图示方向的电流，下面采用的方法不正确的是（ ）
A．把Q靠近P
B．把P中的铁心从左边抽出
C．把R的滑片右移
D．开关K断开的瞬间
3．如图所示，一个质量为m、电荷量为q、不计重力的带电粒子从x轴上的P点以速度v沿与x轴正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴从Q点射出第一象限。已知OQ=a，则（ ）
A．粒子带正电
B．粒子运动的轨道半径为
C．匀强磁场的磁感应强度为
D．粒子在第一象限中运动的时间为
4．如图所示，宽为l的光滑导轨与水平面成α角，质量为m、长为l的金属杆水平放置在导轨上。空间存在着匀强磁场，当回路中电流为I时，金属杆恰好能静止。匀强磁场磁感应强度大小不可能是下列的（ ）
A．B．C．D．
5．如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子从圆周上的M点沿直径MON方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为，离开磁场时速度方向偏转60°；若射入磁场时的速度大小为，离开磁场时速度方向偏转90°.不计重力，则为（ ）
A．B．C．D．
6．在磁流体发电机燃烧室产生的高温燃气中加入钠盐，电离后的钠盐经喷管加速被高速喷入发电通道，如图所示。若喷入发电通道的离子速度，发电通道处在磁感应强度大小为的匀强磁场中，发电通道的截面是边长为的正方形，长为，其内导电离子可视为均匀分布，等效电阻率为，在段接上阻值为R的电阻，忽略边缘效应，则下列说法正确的是（ ）
A．电阻R中的电流方向为从Q到P
B．洛伦兹力对高温粒子做了正功
C．当外接电阻为时，电压表的示数为
D．当外接电阻为时，发电机的输出功率最大
7．如图所示，在平面上以O为圆心的圆形区域内存在匀强磁场（图中未画出），磁场方向垂直于平面向外。一个质量为m、电荷量为q的带负电粒子，从原点O以初速度大小为沿y轴负方向开始运动，后来粒子经过x轴上的A点，此时速度方向与x轴的夹角为。A到O的距离为d，不计粒子的重力，则圆形磁场区域的半径为（ ）
A．B．C．D．
8．如图所示为质谱仪的工作原理图，它由加速电场、速度选择器（磁场方向垂直纸面）和偏转磁场构成。四种电荷量相等，电性相同、质量不同的粒子a，b，c，d由O点处的粒子源竖直向下射入加速电场（粒子a，b，c的初速度相同），四种粒子经过一段时间到达图中不同的位置，粒子的重力以及粒子间的相互作用均不计。则下列说法正确的是（ ）

粒子可能带负电
B．速度选择器中磁场的方向垂直纸面向外
粒子c在O点的初速度大于粒子d在O点的初速度
D．粒子d的质量大于粒子c的质量
9．回旋加速器的工作原理如图所示，和是两个相同的半圆形中空金属盒，金属盒的半径为R，它们之间接交变电源，加速电压为，两个D形盒处于与盒面垂直、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。将一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从金属盒的A点由静止释放，带电粒子在回旋加速器中多次加速后最终从D形盒的边缘射出，粒子在电场中的加速时间不计，且不考虑相对论效应，下列说法正确的是（ ）
A．粒子射出时的动能与加速电压成正比
B．仅增大，粒子在加速器中运动的时间变短
C．粒子从D形盒的边缘射出时的速度大小为
D．交变电源的频率为
10．如图所示，两方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场被边长为L的等边三角形AOC分开，三角形内磁场方向垂直纸面向里，三角形顶点A处有一质子源，能沿∠OAC的角平分线发射速度不同的质子（质子重力不计），所有质子均能通过C点，质子比荷，则以下说法正确的是（ ）
A．质子的速度可能为
B．质子的速度可能为
C．质子由A到C的时间可能为
D．质子由A到C的时间可能为
11．某同学利用台秤（非磁性材料，与磁铁间没有磁力作用）来测量蹄形磁铁磁极之间磁场的磁感应强度，实验装置如图所示。该同学把台秤放在水平桌面上，再把磁铁、铁架台放在台秤上，在铁架台横梁上系两条绝缘细绳，把一根铜条吊在磁极之间，并让铜条与磁感线垂直。已知蓄电池的电动势为E，蓄电池内电阻为r，铜条的电阻为R，铜条在磁场中的长度为L。

（1）按图连接好电路，闭合开关之前记录下台秤的示数为，闭合开关后发现台秤的示数没有变化，仍等于，不能测量出磁感应强度，经检查电路完好，请你指出此次实验失败的原因为 ，保持磁铁不动并提出纠正办法 。
（2）找出实验失败的原因并纠正，闭合开关后，台秤示数为，根据图中的电源“+”“-”以及磁铁“N”“S”的标识，判断 （填“大于”或“小于”）。
（3）匀强磁场的磁感应强度测量值为 。
12．某实验小组用图（a）所示装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验。该小组同学在纸上画出实验草图，记录磁极运动的四种情况，根据实验结果，分别标出不同情况下磁体的N极、S极运动方向以及相应感应电流的方向，如图（b）所示，请回答下面问题：
（1）甲、乙两次实验记录表明，当磁体靠近线圈运动，即穿过线圈的磁通量 （选填“增大”或“减小”）时，根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向 （选填“相同”或“相反”）；
（2）丙、丁两次实验记录表明，当磁体远离线圈运动，即穿过线圈的磁通量 （选填“增大”或“减小”）时，根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向 （选填“相同”或“相反”）；
（3）总结上述实验结果，可以得到关于感应电流方向的规律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要 引起感应电流的磁通量的变化。
13．电磁炮是一种理想的兵器，如图所示，利用此装置可将质量m2kg的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到一个较大速度。若这种装置的轨道间距L=2m，长s100m，通过金属杆EF的电流恒为I1000A，轨道间匀强磁场磁感应强度B的大小为20T，轨道摩擦忽略不计，求：
（1）弹体能加速到的最大速度；
（2）弹体加速过程安培力的平均功率。
14．如图所示，两个同种粒子a和b，质量均为m，电荷量均为q，初速度大小均为v，从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场B中，如图，b的初速度方向与屏垂直，a的初速度方向与b的初速度方向成θ角，最后都打到屏P上，不计重力。
（1）判断a、b粒子带正电还是负电。
（2）求b在磁场中飞行的轨道半径r和位移的大小。
（3）求a在磁场中飞行的周期和时间。

15．如图，内径为r、外径为2r的圆环内有垂直纸面向里、磁感应强度为B2的匀强磁场。圆环左侧的平行板电容器两板间距离为r，电压为U，板间匀强磁场磁感应强度大小为B1，方向垂直纸面向里。质量为m、电量为q的正离子从左侧水平飞入，在两板间恰好做匀速直线运动，并沿圆环直径方向射入B2磁场，求：
（1）离子射入两板间的速率；
（2）离子在B2磁场中做圆周运动的半径：
（3）要使离子不进入小圆区域，磁感应强度B2的取值范围。

一、单选题
评卷人
得分
二、多选题
评卷人
得分
三、实验题
评卷人
得分
四、解答题
仁寿县22级高二下期期末四校联考
物理参考答案：
1．D
【详解】A．磁场对静止的带电粒子没有作用力，A错误；
C．运动的带电粒子速度方向与磁场的方向平行时也不受洛伦兹力的作用，C错误；
B．通电导线平行于磁场时不受安培力的作用，B错误；
D．带电粒子在电场中一定受到静电力的作用，D正确。
故选D。
2．A
【详解】A．根据右手螺旋定则，线圈P中产生的磁场左侧为N极，右侧为S极，则把Q靠近P时，穿过Q的磁通量向左增加，根据楞次定律可知，线圈Q中产生与图中相反方向的感应电流，故A错误，符合题意；
B．把P中的铁心从左边抽出，则穿过Q的磁通量向左减小，根据楞次定律可知，线圈Q中产生图中方向的感应电流，故B正确，不符合题意；
C．把R的滑片右移，则P中电流减弱，则穿过Q的磁通量向左减小，根据楞次定律可知，线圈Q中产生图中方向的感应电流，故C正确，不符合题意；
D．开关K断开的瞬间，则穿过Q的磁通量向左减小，根据楞次定律可知，线圈Q中产生图中方向的感应电流，故D正确，不符合题意。
故选A。
3．C
【详解】A．根据左手定则可知，该粒子带负电，故A错误；
B．做出粒子在磁场中的运动轨迹如图所示
由几何关系可得
解得
故B错误；
C．根据洛伦兹力充当向心力有
解得
故C正确；
D．根据几何关系可知粒子在磁场中转过的圆心角为，而粒子做圆周运动的周期
将代入可得
由此可得粒子在第一象限内运动的时间
故D错误。
故选C。
4．D
【详解】当安培力的方向沿斜面向上时，安培力最小，此时磁感应强度最小，由
可得
则匀强磁场磁感应强度大小不可能是。
故选D。
5．D
【详解】根据题意，粒子两次射入磁场的运动轨迹如图所示
设磁场的圆形区域半径为r，由几何关系可知，两次轨迹圆的半径分别为
由洛伦兹力提供向心力可知
则粒子的速度
则粒子两次的入射速度之比为
解得
故选D。
6．C
【详解】A．根据左手定则可知高温正离子受到向上的洛伦兹力作用向上偏转，负离子受到向下的洛伦兹力作用向下偏转，故上极极为正极，下极板为负极，因此电阻R中的电流方向为从P到Q，故A错误；
B．洛伦兹力方向始终与速度垂直，只改变速度的方向不改变大小，洛伦兹力永不做功，故B错误；
C．磁流体发电机的等效内阻为
离子在发电通道中匀速运动时，由
可得磁流体发电机的电动势为
当外接电阻为时，则流过电阻的电流为
则电压表的示数为
故C正确；
D．根据题意可知，电源输出功率为
由数学知识可知，当
即外电路总电阻
时，发电机的输出功率最大，故D错误。
故选C。
7．B
【详解】粒子的运动轨迹如图所示，设粒子运动的半径为R，由几何关系可知
解得
则圆形磁场区域的半径为
故选B。
8．BD
【详解】A．由粒子c，d在磁场中的偏转方向结合左手定则可知，粒子一定带正电，故A错误；
B．由于粒子c，d在速度选择器中的运动轨迹为直线，则粒子c，d在速度选择器中做匀速直线运动，由平衡条件可得
qvB1=qE
因此粒子c，d在速度选择器中的速度大小相等，又左极板带正电，电场力向右，洛伦兹力向左，则速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外，故B正确；
C．在加速电场中运动时，有
在磁场B2中运动时，由洛伦兹力提供向心力，由
得
两粒子经过速度选择器，速度大小相同，由图可知粒子c的轨迹半径小于粒子d的轨迹半径，所以粒子c的比荷大于粒子d的比荷，在加速电场中
所以比荷大的初速度小，粒子c在O点的初速度小于粒子d在O点的初速度，故C错误；
D．电荷量相等，所以c的比荷大于粒子d的比荷，则粒子d的质量大于粒子c的质量，故D正确。
故选BD。
9．BC
【详解】AC．由洛伦兹力提供向心力
可得
当时，即粒子从D形盒的边缘射出时的速度大小为
粒子射出时的动能为
所以粒子射出时的动能与加速电压无关，故A错误，C正确；
B．粒子在加速器中每加速一次，获得动能为
粒子在加速器中的加速次数为
粒子在加速器中运动的时间为
则仅增大，粒子在加速器中运动的时间变短，故B正确；
D．要保证粒子在回旋加速度中不断加速，应满足交变电源的频率与粒子在磁场中做匀速圆周运动的频率相等，即交变电源的频率为
故D错误。
故选BC。
10．BD
【详解】AB．因质子带正电，且所有质子均能均经过C点，作出其可能的轨迹，如图所示
根据几何关系可知，所有圆弧所对应的圆心角均为60°，质子可能的运动半径为
（n=1，2，3…）
质子在磁场中做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
（n=1，2，3…）
可知，质子的速度可能为，不可能为，故A错误，B正确；
CD．质子圆周运动的周期
结合上述可知，质子由A到C的时间可能为
（n=1，2，3…）
解得
（n=1，2，3…）
可知，质子由A到C的时间不可能为，可能为，故C错误，D正确。
故选BD。
11． 铁架台放在了台秤上 把铁架台从台秤上取下放在桌面上 小于
【详解】（1）[1][2]把磁铁、铁架台放在台秤上之后，铜条受到的安培力是系统的内力，因此通电之前与通电之后台秤的示数不会变化。需要把铁架台从台秤上拿下来放在桌面上。
（2）[3]根据左手定则，铜条受到的安培力方向向下，铁架台悬线拉力向上增加，台秤示数减小。
（3）[4]对铜条受力分析可得
电路中的电流为
解得匀强磁场的磁感应强度测量值为
12． 增大 相反 减小 相同 阻碍
【详解】（1）[1][2]当磁体靠近线圈运动时，穿过线圈的磁感线条数增加，即穿过线圈的磁通量增大；根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反。
（2）[3][4] 当磁体远离线圈运动时，穿过线圈的磁感线条数减少，即穿过线圈的磁通量减小；根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同。
（3）[5] 感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
13．（1）；（2）
【详解】（1）根据牛顿第二定律
又
弹体能加速到的最大速度为
（2）弹体加速过程安培力的平均功率为
14．（1）a、b粒子都带正电；（2），；（3），
【详解】（1）由左手定则可以判断出a、b粒子都带正电。
（2）粒子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，即
解得
a、b粒子的运动轨迹如图所示

则b在磁场中位移的大小为
（3）粒子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，即
解得
有几何关系可知，a在磁场中飞行转过的圆心角为
a在磁场中飞行的时间为
解得
15．（1）；（2）（3）
【详解】（1）设离子射入匀强磁场时的速率为v，根据题意得
解得
（2）设离子在磁场中做圆周运动的半径为R，离子所受洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可得
联立解得
（3）若离子恰好不进入小圆区域，设离子与小圆相切时轨道半径为R0，此时轨迹如图所示
在中，由几何关系得
解得
要使离子不进入小圆，需满足的条件为
解得磁感应强度