卷子答案网-一个不只有答案的网站合肥市庐阳高级中学2022-2023学年高二（下）6月检测试卷
物理试题
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 为了形象地描述磁场，人们引人了磁感线。关于磁场和磁感线的描述，下列说法正确的是( )
A. 磁感线不一定是闭合曲线
B. 任意两条磁感线都不可能相交，但可能相切
C. 磁场和磁感线都不是真实存在的，都可以通过用细铁屑来模拟
D. 磁极与磁极之间、磁极与电流之间、电流与电流之间都可以通过磁场发生相互作用
2. 下列关于图中各带电粒子所受洛伦兹力的方向或带电粒子的带电性的判断错误的是( )
A. 图中洛伦兹力方向竖直向上 B. 图中洛伦兹力方向垂直纸面向里
C. 图中粒子带负电 D. 图中洛伦兹力方向垂直纸面向外
3. 如图所示，直角形导线通过恒定电流，两段导线的长度分别为和，导线处于垂直于导线平面的磁感应强度为的匀强磁场中，则导线受到磁场力的合力为( )
A. ，方向 B. ，方向
C. ，方向垂直于连线斜向上 D. ，方向垂直于连线斜向上
4. 在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一磁感应强度是原来磁感应强度一半的匀强磁场，则( )
A. 粒子的速率加倍，周期减半
B. 粒子的速率不变，周期变为原来的倍
C. 粒子的速率不变，轨道半径减半
D. 粒子的速率减半，轨道半径变为原来的倍
5. 如图，一个可以自由运动的圆形线圈水平放置并通有电流，电流方向俯视为顺时针方向，一根固定的竖直放置直导线通有向上的电流，线圈将( )
A. 端向上，端向下转动，且向左运动 B. 端向上，端向下转动，且向右运动
C. 端向下，端向上转动，且向左运动 D. 端向下，端向上转动，且向右运动
6. 一个不计重力的带电粒子垂直进入某匀强磁场做匀速圆周运动，轨迹半径为，若该粒子动能变为原来的倍，轨迹半径将变为，则：为( )
A. B. C. D. ：
7. 如图所示，粗细均匀的、电阻为的金属圆环，放在图示的匀强磁场中，磁感应强度为，圆环直径为。长为、电阻为的金属棒放在圆环上，以向右运动，当棒运动到图示虚线位置时，金属棒两端的电势差为( )
A. B. C. D.
8. 如图所示，坐标系中，地球磁场沿轴正方向；环形金属线圈在平面内且以为中心；处平面内有一小磁针图中未画出，可绕轴在平面自由转动；当环形线圈中的电流为时，磁针与轴正方向的夹角为。已知线圈通有恒定电流时，环形电流在点产生磁场的磁感应强度大小和电流大小成正比，若要使小磁针与轴正方向的夹角变为，则线圈中的电流大小为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 如图所示，有两匀强磁场的磁感应强度和，初始时两磁场等大反向。正方形金属线框的对角线与两磁场的边界重合。下列变化会在环中产生逆时针方向感应电流的是( )
A. 同时增大和减小
B. 同时减小和增大
C. 同时增大和，但的变化率更大
D. 同时增大和，但的变化率更大
10. 如图所示，在两根竖直放置的平行长直导线、中通入大小、方向均相同的恒定电流，圆形导线框在图示位置，线框和两导线在同一竖直平面纸面内．下列说法正确的是 ( )
A. 若线框从图示位置由静止释放，则线框做直线运动
B. 若线框从图示位置由静止释放，则线框做曲线运动
C. 若线框沿着水平方向从右向左在两导线间匀速移动，则线框中感应电流一直沿逆时针方向
D. 若线框沿着水平方向从右向左在两导线间匀速移动，则线框中感应电流先沿逆时针、后沿顺时针方向
11. 如图所示，固定于光滑水平面上的两根平行金属导轨、左端接有电阻，一质量为、电阻不计的导体棒跨接在导轨上，形成闭合回路，该空间有竖直向上的匀强磁场，现给施加一恒定的外力，它从静止开始沿导轨向右运动，不计摩擦及导轨电阻，下列关于导体的速度随时间及安培力随时间变化的图象可能正确的是( )
A. B.
C. D.
12. 如图，边长为的正三角形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，质量为，电荷量为的同种粒子每次都从点沿与边成 角的方向垂直射入磁场，若初速度大小为，射入磁场后从边界距点处射出磁场。不计粒子的重力，下列说法正确的是( )
A. 若粒子射入磁场的速度增大为，则出射位置距点
B. 若粒子射入磁场的速度增大为，则粒子在磁场中的运动时间减小为原来的一半
C. 若粒子射入磁场的速度不大于，粒子从磁场中射出时速度方向均与边垂直
D. 若粒子射入磁场的速度不同，但从边射出的所有粒子在磁场中的运动时间相等
三、填空实验题（本大题共2小题，共13分）
13. 如图所示，是环形导线，在、处用导线与直导线接通，图中标出了环形电流所产生的磁感线方向，则可知、两端中接电源正极的是 端，放在下方的小磁针极将转向纸 填“内”或“外”。
14. 我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分。
如图甲所示，当磁铁的极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流的方向，必须知道 。
如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏转。电路稳定后，若向左移动滑片，此过程中电流表指针向 偏转，若将线圈抽出，此过程中电流表指针向 偏转均选填“左”或“右”。
某同学按图丙完成探究实验，在完成实验后未断开开关，也未把、两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时突然被电击了一下，要避免电击发生，在拆除电路前应 选填“断开开关”或“把、线圈分开放置”。
五、计算题（本大题共4小题，共39分）
15. （12分）质谱仪原理如图所示，为粒子加速器，电压为；为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为，板间距离为；为偏转分离器，磁感应强度为。今有一质量为、电荷量为的正粒子不计重力，在加速场中由静止加速后，该粒子沿着虚线匀速通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求：
粒子的速度的大小；
速度选择器的电压；
粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径。
16. （13分） 如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度 随时间 均匀变化。正方形硬质金属框放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻，边长。求
在到时间内，金属框中的感应电动势；
时，金属框边受到的安培力 的大小和方向；
在到时间内，金属框中电流的电功率。
17. （14分）如图所示，线框由导线组成，、两边竖直放置且相互平行，导体棒水平放置并可沿、无摩擦滑动，导体棒所在处有垂直线框所在平面向下的匀强磁场且，已知长，整个电路总电阻，螺线管匝数，螺线管横截面积在螺线管内有如图所示方向的磁场，若磁场以均匀增加时，导体棒恰好处于静止状态，试求：取
通过导体棒的电流大小；
导体棒的质量的大小．
18. 如图所示，两根平行光滑金属导轨和放置在水平面内，其间距，磁域应强度的匀强磁场垂直导轨平面向下。两导轨之间连接的电阻，在导轨上有一金属棒，其接入电路的电阻，金属棒与导轨垂直且接触良好，在棱上施加水平拉力使其以速度向右匀速运动，设金属导轨足够长。求：
金属棒产生的感应电动势：
通过电阻的电流大小和方向
水平拉力的大小；
金属棒、两点间的电势差。
答案
1. 【解析】A、磁感线一定是闭合的，磁体外部磁感线由极指向极，而内部由极指向极，故A错误；
B、磁场重叠时，磁场会相互叠加，但绝对不会出现同一点处有两个磁场方向；故磁感线不能相交或相切，故B错误；
C、磁感线是不存在的，但磁场却是客观存在的，故C错误；
D、磁极与磁极之间、磁极与电流之间、电流与电流之间都可以通过磁场发生相互作用，故D正确。故选：。
2. 【解析】根据左手定则知：A.图中洛伦兹力方向竖直向上，故A正确；B.图中洛伦兹力方向垂直纸面向里，故B正确；C.图中粒子带正电，故C错误；D.图中洛伦兹力方向垂直纸面向外，故D正确。本题选判断错误的，故选C。
3. 【解析】导线受到磁场力的合力相当于直线受到的安培力，由左手定则可知，安培力的方向垂直于连线斜向上．导线在磁场内有效长度为：故该通电导线受到安培力大小为，故D正确，ABC错误。故选D。
4.
5. 【解析】根据安培定则可知，通电导线在左侧产生的磁场方向垂直纸面向外。采用电流元法，将圆环分成前后两半，根据左手定则可知，外侧半圆受到的安培力向上，内侧受到的安培力向下，圆环将转动。再用特殊位置法：圆环转过时，通电直导线对左半圆环产生排斥力，对右半圆环产生吸引力，圆环向左运动。故A正确，BCD错误。故选A。
6.
7. 【解析】当棒以向右运动到图示虚线位置时产生的感应电动势为：
外电路总电阻为：
金属棒两端的电势差是外电压，由欧姆定律得金属棒两端电势差为：，故ABD错误，C正确。
8. 【解析】由题意可知，电流为时，环形电流在点的磁感应强度与地磁场磁感应强度等大，环形电流在点产生磁场的磁感应强度大小和电流大小成正比，则可得
可得，故ABC错误，D正确。故选D。
9. 【解析】由题知逆时针方向的感应电流产生的感应磁场的方向垂直纸面向外，由楞次定律，感应磁场阻碍磁场的变化，因而，线框中的中的净磁通量变化有两种情况：向外磁通量减少，向里的磁通量增多，故AC选项正确。BD错误；故选AC。
10. 【解析】若线框从图示位置由静止释放，穿过线框磁通量不变，不产生感应电流，不受安培力，线框做自由落体运动，所以轨迹为直线，故A正确，B错误；
当导线框位于中线右侧运动时，磁场向外，磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流方向为逆时针； 当导线框经过中线时，磁通量先向外减小，后向里增加，根据楞次定律，可知感应电流方向为逆时针；当导线框位于中线左侧运动时，磁场向里，磁通量增加，根据楞次定律可知，感应电流方向为逆时针，故C正确，D错误。故选AC。
11.
12. 【解析】根据几何关系可知从边界距点处射出磁场的粒子运动的轨迹半径，由洛伦兹力提供向心力可知，。
A.若粒子射入磁场的速度增大为，由洛伦兹力提供向心力可知，，根据几何关系可知出射位置距点，故A正确；
若粒子从点射出，根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为，由洛伦兹力提供向心力解得，粒子射入磁场的速度为，若粒子射入磁场的速度不大于，则所有的粒子都从边射出磁场，射出方向与边夹角为，与边垂直，在磁场中运动的轨迹所对应的角度都为，粒子在磁场中运动的时间都相等，故B错误，CD正确。故选：。
13.；外
【解析】根据右手螺旋定则：段曲线电流在圆环内的磁感线方向指向纸内，段曲线电流在圆环内的磁感线方向也指向纸内等效地看，环形电流的方向是顺时针的，电源右端为正极；
直导线中的电流方向为，小磁针所在处的磁感线切线方向指向纸外，故小磁针极将转向纸外。
故答案为：；外。
14.电流表指针偏转方向与电流方向间的关系；右；左；断开开关。
【解析】如图甲所示，当磁铁的极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流的方向，必须知道电流表指针偏转方向与电流方向间的关系；
如图乙所示，实验中发现闭合开关时，穿过线圈的磁通量增加，电流表指针向右偏；
电路稳定后，若向左移动滑动触头，通过线圈的电流增大，磁感应强度增大，穿过线圈的磁通量增大，电流表指针向右偏转；
若将线圈抽出，穿过线圈的磁通量减少，电流表指针向左偏转；
在完成实验后未断开开关，也未把、两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路线圈时，线圈中的电流突然减少，从而出现断电自感现象，线圈中会产生自感电动势，进而突然会被电击了一下；为了避免此现象，则在拆除电路前应断开开关。
15.解：粒子经加速电场加速，获得速度，由动能定理得
解得
在速度选择器中作匀速直线运动，电场力与洛仑兹力平衡，由平衡条件得
即
解得
在中作圆周运动，洛仑兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得
16.答案：；，方向垂直于向左；。
【解析】在到的时间内，磁感应强度的变化量，设穿过金属框的磁通量变化量为，有
由于磁场均匀变化，金属框中产生的电动势是恒定的，有
联立式，代入数据，解得
设金属框中的电流为，由闭合电路欧姆定律，有
由图可知，时，磁感应强度为，金属框边受到的安培力
联立式，代入数据，解得
方向垂直于向左。
在到时间内，金属框中电流的电功率
联立式，代入数据，解得
。
17.解：螺线管产生的感应电动势：
根据闭合电路欧姆定律，有：；
所受的安培力：
导体棒静止时有：
求得：。
答：通过导体棒的电流大小为；
导体棒质量为。
18.解：设金属棒产生的感应电动势为，则
代入数值得。
设通过电阻的电流大小为，则
代入数值得
由右手定则可得，通过电阻的电流方向从通过流向，
金属棒受到的安培力
金属棒做匀速直线运动，则
设、两点间的电势差为 ，则
代入数值得
答案：从通过流向
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