安徽省合肥市第七中学2022-2023学年高二物理下学期期中检测试卷（Word版附解析）

合肥七中2022-2023学年第二学期高二年级期中检测物理试卷第I卷一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。1.下列说法错误的是（　　）A.电场线越密集的地方电场越强，同样，磁感线越密集的地方磁场越强B.磁场和电场一样，也是一种物质C.静电场中电场线是不闭合的，同样，磁感线是不闭合的D.运动电荷在磁场中某位置受到的磁场力为零，则该位置的磁感应强度不一定为零【答案】C【解析】【详解】A．电场线越密集地方电场越强，同样，磁感线越密集的地方磁场越强，A正确；B．磁场和电场均是一种看不见，摸不着的特殊的物质形态，B正确；C．静电场中的电场线是不闭合的，但是磁感线是闭合的，C错误；D．当运动电荷的速度方向平行于磁感应强度方向时，电荷受到的磁场力为零，但磁感应强度不为零，D正确。故选C。2.图中表示磁场方向、运动电荷速度和洛伦兹力的方向，正确的是（　　）A.B.C.D.【答案】D第14页/共14页学科网（北京）股份有限公司 【解析】【详解】A．图中正电荷运动速度方向与磁场方向平行，电荷所受洛伦兹力为0，A错误；B．图中负电荷运动速度方向与磁场方向平行，电荷所受洛伦兹力为0，B错误；C．图中正电荷运动速度方向与磁场方向垂直，根据左手定则，可知电荷所受洛伦兹力方向向上，C错误；D．图中负电荷运动速度方向与磁场方向垂直，根据左手定则，可知电荷所受洛伦兹力方向向右，D正确。故选D。3.如图所示，长度为1.0m的通电直导线与匀强磁场方向垂直，当导线中的电流为10A时，所受磁场的作用力大小为2.0N，此匀强磁场的磁感应强度大小为（　　）A.5.0TB.0.1TC.2.0TD.0.2T【答案】D【解析】【详解】因为电流方向与磁场相互垂直，所以安培力公式为将题中数据代入公式，可得故选D。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，轨道半径减半C.粒子的速率不变，周期变为原来的2倍D.粒子的速率减半，轨道半径变为原来的2倍【答案】C【解析】第14页/共14页学科网（北京）股份有限公司 【详解】当粒子从一个磁场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时，粒子的速率是不变的，根据可知，粒子的半径加倍；根据可知周期变为原来的2倍，故选C.故选C。5.如图所示，在固定放置的条形磁铁S极附近悬挂一个金属线圈，线圈与水平磁铁位于同一竖直平面内。当在线圈中通入沿图示方向的电流时，将会看到（　　）A.线圈向左平移B.线圈向右平移C.从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁D.从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁【答案】C【解析】【详解】AB．线圈通以顺时针的电流，由于处于S极的磁体附近，磁感线从右侧进入S极，根据左手定则可得，线圈左边受垂直纸面向内的安培力，线圈右边受垂直纸面向外内的安培力，所以线圈还会绕着悬线轴线旋转，不属于单纯的平移，故AB错误；CD．从上往下看，导致线圈顺时针转动，由于环形电流产生的磁场纸张外侧相当于N极，当开始旋转直至转过角过程中，环形电流与条形磁铁S极逐渐相向，二者异名磁极相互吸引，导致线圈在顺时针转动的同时向磁铁靠近，故C正确，D错误。故选C。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2倍，轨迹半径将变为，则：为（　　）第14页/共14页学科网（北京）股份有限公司 A.1：2B.2：1C.1：D.【答案】C【解析】【详解】根据解得若该粒子动能变为原来的2倍，则故选C。7.如图所示，粗细均匀的、电阻为r的金属圆环，放在图示的匀强磁场中，磁感应强度为B，圆环直径为l。长为l、电阻为的金属棒ab放在圆环上，以向右运动，当ab棒运动到图示虚线位置时，金属棒两端的电势差为（　　）。A.0B.C.D.【答案】C【解析】【详解】感应电动势第14页/共14页学科网（北京）股份有限公司 左右侧圆弧均为半圆，电阻均为，并联的总电阻即外电路电阻金属棒的电阻等效为电源内阻金属棒两端的电势差为路端电压故C正确。故选C。8.如图所示，一匝数为10匝的闭合金属线圈，总电阻为10.0Ω，线圈面积为1.0m2，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间的变化规律为B=0.5+2t（T），则（　　）A.线圈中产生顺时针方向的感应电流B.线圈中产生的感应电动势为2VC.线圈中的感应电流大小为2AD.t=0.25s时线圈中消耗的电功率为10W【答案】C【解析】【分析】【详解】A．穿过金属线圈的磁场在增强，根据楞次定律可判断线圈中的感应电流方向应为逆时针，故A错误;B．根据代入数据得第14页/共14页学科网（北京）股份有限公司 故B错误；C．线圈中感应电流为故C正确；D．线圈中消耗的电功率故D错误。故选C。9.如图所示，线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出的瞬间，线圈和电流表构成的闭合回路中产生的感应电流方向，正确的是　　A.B.C.D.【答案】CD【解析】【详解】（1）当磁铁N极向下运动时，线圈的磁通量变大，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相反．再根据安培定则，可判定感应电流的方向：沿线圈盘旋而上．故A错误；（2）当磁铁S极向上运动时，线圈的磁通量变小，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相同．再根据安培定则，可判定感应电流的方向：沿线圈盘旋而上，故B错误；（3）当磁铁S极向下运动时，线圈的磁通量变大，由增反减同可知，则感应磁场与原磁场方向相反．再根据安培定则，可判定感应电流的方向：沿线圈盘旋而下．故C正确；（4）当磁铁N极向上运动时，线圈的磁通量变小，由增反减同可知第14页/共14页学科网（北京）股份有限公司 ，则感应磁场与原磁场方向相同．再根据安培定则，可判定感应电流的方向：沿线圈盘旋而下，故D正确；故本题选CD．【点睛】当磁铁的运动，导致线圈的磁通量变化，从而产生感应电流，感应磁场去阻碍线圈的磁通量的变化．10.如图所示，长直导线与矩形导线框固定在同一平面内，直导线中通有图示方向电流．当电流逐渐减弱时，下列说法正确的是（）A.穿过线框的磁通量不变B.线框中产生顺时针方向的感应电流C.线框中产生逆时针方向的感应电流D.线框所受安培力的合力向左【答案】BD【解析】【详解】A．当电流逐渐减弱时，周围磁场减弱，故穿过线框的磁通量减小，选项A错误；BC．根据楞次定律可知，线框中产生顺时针方向的感应电流，选项B正确，C错误；D．根据楞次定律可知，线圈中的感应电流阻碍磁通量的减小，故线圈有向左受力靠近直导线的趋势，选项D正确；故选BD。11.如图所示，固定于光滑水平面上的两根平行金属导轨MN、PQ左端接有电阻R，一质量为m、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ab施加一恒定的外力F，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v随时间t及安培力F随时间变化的图象可能正确的是()第14页/共14页学科网（北京）股份有限公司 A.B.C.D.【答案】AC【解析】【详解】AB．导体棒向右运动的过程中，受到恒力F和向左的安培力，根据牛顿第二定律：F-F安=ma，导体棒切割磁感线，产生感应电流，受到安培力为：F安=，联立可得：，由此可知导体棒随时间做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，做匀速运动，速度图象的斜率表示加速度。故A正确，B错误。CD．导体棒切割磁感线，产生感应电流，受到安培力为：F安=，由此可知导体棒随时间做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，做匀速运动，所以安培力逐渐增大，最后保持不变。故C正确，D错误。12.如图所示，在Oxy平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。一带电粒子从y轴上的M点射入磁场，速度方向与y轴正方向的夹角。粒子经过磁场偏转后在N点（图中未画出）垂直穿过x轴。已知，粒子电荷量为q，质量为m，重力不计。则（　　）第14页/共14页学科网（北京）股份有限公司 A.粒子带负电荷B.粒子速度大小C.粒子在磁场中运动轨道半径为aD.N与O点相距【答案】AD【解析】【详解】A．粒子向下偏转，根据左手定则判断洛伦兹力，可知粒子带负电，A正确；BC．粒子运动的轨迹如图由于速度方向与y轴正方向的夹角，根据几何关系可知，则粒子运动的轨道半径为洛伦兹力提供向心力第14页/共14页学科网（北京）股份有限公司 解得BC错误；D．与点的距离为D正确。故选AD。第II卷二、实验题：本题共2小题，每空题2分，共12分。13.课堂上，小王老师做了如图所示的实验，给直导线（铝棒）通电，观察到直导线运动起来。这个实验现象说明__________（选填“磁场可以产生电流”“电流产生磁场”或“磁场对电流有力的作用”），利用这种现象制成的是_____（选填“电动机”或“发电机”）。若只改变直导线中的电流方向而其它条件不变，则直导线所受安培力方向与原来的安培力方向_____（填“相同”或“相反”）。【答案】①.磁场对电流有力的作用②.电动机③.相反【解析】【详解】[1]给直导线（铝棒）通电，观察到直导线运动起来说明磁场对电流有力的作用。[2]电动机就是利用这一原理制造的。[3]只改变直导线中的电流方向而其它条件不变，则直导线所受安培力方向与原来的安培力方向相反，这样操作是为了研究导体所受力的方向与电流方向的关系。14.在“探究法拉第电磁感应现象”的实验中，（1）已将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关按如图所示部分连接，要把电路连接完整正确，则N连接到___________（选填“a”“b”“c”或“M”），M连接到___________（选填“a”“b”“c”或“N”）。第14页/共14页学科网（北京）股份有限公司 （2）某同学第一次将滑动变阻器的触头P慢慢向右移动，第二次将滑动变阻器的触头P快速向右移动，发现电流计的指针摆动的幅度第二次的幅度大，原因是线圈中的_________（填“磁通量”或“磁通量的变化”或“磁通量变化率”）第二次比第一次的大。【答案】①.a②.c③.磁通量的变化率【解析】【详解】（1）[1]将电流计与线圈B串联成另外一个回路，所以N连接a。[2]将电源、电键、变阻器、线圈A串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，所以M连接c。（2）[3]两种情况下滑动变阻器的触头P移动快慢不同，说明电流变化快慢不同、线圈B中的磁感应强度变化快慢不同，即磁通量变化率不同，产生的感应电动势大小不同，线圈中的磁通量变化率第二次比第一次的大。三、计算题：本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。15.如图所示，空间某区域有一方向水平、磁感应强度为的匀强磁场。一带正电微粒质量为，带电荷量为，当它以某一水平速度垂直进入磁场后，恰能沿直线匀速通过此区域。取。求的大小。【答案】【解析】【详解】由题意根据平衡条件有解得第14页/共14页学科网（北京）股份有限公司 16.某研究小组在研究通电导线在磁场中的受到力方向跟哪些因素有关的实验中，把长L=0.2m的导体棒置于匀强磁场中，使导体棒和磁场方向垂直，如图所示。若导体棒中的电流I=2.0A，方向向左，导体棒受到的安培力大小为4×10-3N。（g取10m/s2）求：（1）安培力的方向。（2）磁感应强度大小。（3）若导体棒中电流大小为3A，导线棒L质量为6×10-4kg，则两根竖直细导线所受的拉力T各为多少？【答案】（1）安培力的方向竖直向下；（2）0.01T；（3）【解析】【详解】（1）根据左手定则可知，安培力的方向书竖直向下；（2）根据公式解得B=0.01T（3）由平衡条件知解得17.如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀变化。正方形硬质金属框abcd放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻，边长。求（1）在到时间内，金属框中的感应电动势E；（2）时，金属框ab边受到的安培力F的大小和方向；（3）在到时间内，金属框中电流的电功率P。第14页/共14页学科网（北京）股份有限公司 【答案】（1）0.08V；（2）0.016N，方向垂直于ab向左；（3）0.064W【解析】【详解】（1）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①由于磁场均匀变化，金属框中产生的电动势是恒定的，有②联立①②式，代入数据，解得③（2）设金属框中的电流为I，由闭合电路欧姆定律，有④由图可知，时，磁感应强度为，金属框ab边受到的安培力⑤联立①②④⑤式，代入数据，解得⑥方向垂直于ab向左。⑦（3）在到时间内，金属框中电流的电功率⑧联立①②④⑧式，代入数据，解得⑨18.如图所示，两根平行光滑金属导轨MN和PQ放置在水平面内，其间距L=0.2m，磁感应强度B=0.5T的匀强磁场垂直轨道平面向下，两导轨之间连接的电阻R=4.8Ω，在导轨上有一金属棒ab，其电阻r=0.2Ω，金属棒与导轨垂直且接触良好，如图所示，在ab棒上施加水平拉力使其以速度v=0.5m/s向右匀速运动，设金属导轨足够长．求：（1）金属棒ab产生的感应电动势；（2）通过电阻R的电流大小和方向；第14页/共14页学科网（北京）股份有限公司 （3）水平拉力的大小F（4）金属棒a、b两点间的电势差．【答案】(1)E=0.05V(2)I=0.01A,从M通过R流向P(3)0.001N(4)0.048V【解析】【详解】（1）设金属棒中感应电动势为E，则：代入数值得E=0.05V（2）设过电阻R的电流大小为I，则：代入数值得I=0.01A由右手定则可得，通过电阻R的电流方向从M通过R流向P（3）ab棒匀速直线运动，则（4）设a、b两点间的电势差为Uab，则：代入数值得第14页/共14页学科网（北京）股份有限公司