2020-2021学年山东省高二上学期第二学段学情检测物理卷(解析版).doc

2020-2021学年山东省高二上学期第二学段学情检测物理卷（解析版）姓名:_____________ 年级:____________ 学号:______________
题型选择题填空题解答题判断题计算题附加题总分
得分
1. （知识点：电荷在电场中的偏转,电荷在匀强磁场中运动,粒子在有界磁场中运
动）
如图所示，在y＞0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在y＜0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xy平面（纸面）向外.一电荷量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上y=h处的点P1时速率为v0,方向沿x轴正方向；然后经过x轴上x=2h处的P2点进入磁场，并经过y轴上y=-2h处的P3点.不计重力,求：
（1）电场强度的大小;
（2）粒子到达P2时速度的大小和方向;
（3）磁感应强度的大小.
【答案】
（1）（2）（3）
【解析】
试题分析：本题考查带电粒子在复合场中的运动，现根据带电粒子在电场中类平抛的运动规律计算出速度大小以及方向，粒子进入磁场后根据先找圆心后求半径的步骤进行求解
（1）设粒子从P1到P2的时间为t，电场强度的大小为E，粒子在电场中的加速度为a，
qE ＝ ma V0t=2h
（2）粒子到达P2时速度沿x方向的分量仍为V0，以V1表示速度沿y方向分量的大小，v表示速度的大小，θ表示速度和x轴的夹角，则有
评卷人得分
（3）因为，θ＝45°，为圆轨道的直径，
得r＝
考点：带电粒子在电场中的运动、带电粒子在匀强磁场中的运动
如图所示,在倾角为α的光滑斜面上，水平放置一长为L、质量为m的直导线，通以从A到B的电流I.现在要加一个垂直于AB的匀强磁场，使AB能保持静止.那么所加磁场的磁感应强度B的大小和方向如何？
【答案】
B=mgsinθ/ILcos(θ-α)， B的方向由θ角确定
【解析】
试题分析：设磁场方向与竖直方向成θ角，根据正弦定理则有：=
B= ，B的方向由θ角确定
考点：安培力、力的平衡
(10分)如图，金属杆ab的质量为m，长为L，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，结果金属杆ab静止且紧压在水平导轨上．若磁场方向与导轨平面成θ角，求：
(1)金属杆ab受到的摩擦力大小；
(2)金属杆ab对导轨的压力大小．
【答案】
（1）BILsi nθ；（2）mg-BILcosθ
【解析】
试题分析：由题意可知，安培力大小F安=BIL，方向与磁场方向垂直向上，与竖直方向成θ角；还受竖直向下的重力mg，水平导轨的支持力FN，水平向右的静摩擦力F的作用，金属杆ab静止，合外力为零，
则有：F=BILsinθ，FN＋BILcosθ=mg，所以棒ab对导轨的压力F压=mg-BILcosθ.
考点：安培力、力的平衡
如图所示，匀强磁场宽L=30 cm，B=3.34×10-3 T，方向垂直纸面向里.设一质子以v=1.6×105 m/s 的速度垂直于磁场B的方向从小孔C射入磁场，然后打到照相底片上的A点.试求：
（1）质子在磁场中运动的轨道半径r；
（2）A点距入射线方向上的O点的距离H；
（3）质子从C孔射入到A点所需的时间t.（质子的质量为1.67×10-27 kg；质子的电荷量为1.6×10-19 C）【答案】
（1）0.5m；（2）0.1m；（3）2×10-6s
【解析】
试题分析：（1）根据公式得：qvB=
，
（2）由平面几何关系得：R2=L2+（R-H）2得H=0.1m
（3）sinθ=θ=37°
质子在磁场中转动的角度为37°，则运动时间为：
．
考点：带电粒子在匀强磁场中的运动
回旋加速器是利用较低电压的高频电源，使粒子经多次加速获得巨大速度的一种仪器，工作原理如图所示．下列说法正确的是()
A．粒子在磁场中做匀速圆周运动
B．粒子由A0运动到A1比粒子由A2运动到A3所用时间少
C．粒子的轨道半径与它被电场加速的次数成正比
D．粒子的运动周期和运动速率成正比
【答案】
A
【解析】
试题分析：A、由于粒子在磁场中只受洛伦兹力，且洛伦兹力与运动方向垂直，所以粒子在磁场中做匀速圆周运动，A正确；
B、由可知粒子在磁场中运动的周期与半径无关，故粒子由A0运动到A1与粒子由A2运动到A3
所用时间相等，B错误；
C、由和可得，，n为加速次数，所以粒子的轨道半径与它被电场加速的次数的平方根成正比，C错误；
D、由可知粒子在磁场中运动的周期于速率无关，D错误.
故选Ａ
考点：回旋加速器
目前世界上正研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，如图表示它的发电原理：将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体来说呈中性)沿如图所示方向射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就聚集了电荷．在磁极配置如图中所示的情况下，下列说法正确的是()
A．A板带正电
B．有电流从b经用电器流向a
C．金属板A、B间的电场方向向下
D．等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受静电力
【答案】
BD
【解析】
试题分析：当带有大量带电粒子的等离子体进入磁场，利用左手定则,正电荷在洛伦兹力作用下向B偏转，负电荷向A偏转。

因此B极板带正电，A错误；通过电阻R的电流为b向a，B正确；A、B板间的电场方向从B到A，向上，C错误；等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受静电力，D正确。

考点：左手定则、磁流体发电机的原理
如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入
磁场，经过Δt时间从C点射出磁场，OC与OB成60°角．现将带电粒子的速度变为，仍从A点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为()
A.Δt B．2Δt C.Δt D．3Δt
【答案】
B
【解析】
试题分析：粒子运动轨迹如图所示，
设r为圆形磁场的半径，R为粒子轨迹半径．由qvB=可得：
由几何知识可得：，粒子在磁场中运动周期：
设圆心角为θ，粒子在磁场中运动的时间
当粒子速度变为v/3时，故R2=mv/qB=r/3，
故此时粒子偏转圆心角等于120°，故粒子在磁场中运动时间t2=T/3，
故t2/t1=2，即：t2=2Δt，故ACD错误，B正确．
考点：带电粒子在磁场中的运动．
在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的轴O在匀强磁场中做逆时针方向的水平匀速圆周运动，磁场的方向竖直向下，其俯视图如图所示，若小球运动到A点时，绳子突然断开，关于小球在绳断开后可能的运动情况，以下说法正确的是()
A．小球仍做逆时针匀速圆周运动，半径不变
B．小球仍做逆时针匀速圆周运动，半径减小
C．小球做顺时针匀速圆周运动，半径不变
D．小球做顺时针匀速圆周运动，半径减小
【答案】
ACD
【解析】
试题分析：绳子断开后，小球速度大小不变，电性不变．由于小球可能带正电也可能带负电，若带正电，绳断开后仍做逆时针方向的匀速圆周运动，向心力减小或不变(原绳拉力为零)，则运动半径增大或不变．A 正确、B错误；若带负电，绳子断开后小球做顺时针方向的匀速圆周运动，绳断前的向心力与带电小球受到的洛伦兹力的大小不确定，向心力变化趋势不确定，则运动半径可能增大，可能减小，也可能不变．ACD正确。

考点：带电粒子在匀强磁场中的运动
如图所示，带电平行板中匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向水平向里，一带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下，经过轨道端点P进入板间恰好沿水平方向做直线运动．现使球从轨道上较低的b点开始滑下，经P点进入板间，在之后运动的一小段时间内()
A．小球的重力势能可能会减小
B．小球的机械能可能不变
C．小球的电势能一定会减少
D．小球动能可能减小
【答案】
AC
【解析】
试题分析：小球从a点滑下，进入复合场中，如果小球带正电，所受电场力方向竖直向下，所受洛伦兹力方向竖直向上，重力竖直向下，有，如果从b点滑下，进入复合场中的速度减小，洛伦兹
力减小，小球将向下偏转，重力势能减小，电场力做正功，机械能增大，电势能减小、动能增大；如果小球带负电，则所受电场力向上，洛伦兹力向下，从b点释放，速度减小，合力向上，小球
将向上偏转，电场力做正功，电势能减小，机械能增大，动能增大。

故选AC
考点：考查带电粒子在复合场中的运动
如图所示，正方形区域abcd中充满匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里.一个氢核从ad边的中点m沿着既垂直于ad边又垂直于磁场的方向，以一定速度射入磁场，正好从ab边中点n射出磁场.若将磁场的磁感应强度变为原来的2倍，其他条件不变，则这个氢核射出磁场的位置是（）
A.在b点
B.在n、a之间某点
C.a点
D.在a、m之间某点
【答案】
C
【解析】
试题分析：根据洛伦兹力提供向心力则有，即可知，磁场加倍后，半径应该减小
一半，所以一定从a处飞出。

C正确
考点：洛伦兹力提供向心力
下面关于磁场的说法正确的是()
A．某点一小段通电直导线受到的磁场力方向与该点磁场的方向一致
B．某点小磁针北极的受力方向与该点磁场方向一致
C．某点小磁针的北极指向，即为该点的磁场方向
D．在通电螺线管外部小磁针北极受力方向与磁场方向一致，在内部小磁针北极受力方向与磁场方向相反【答案】
BC
【解析】
试题分析：根据左手定则可得，某点一小段通电直导线受到的磁场力方向与该点磁场的方向相互垂直，A错误，我们物理学中规定某点小磁针北极的受力方向或者小磁针静止时N极指向表示为磁场方向，B、C正确，磁感线是闭合的曲线，在通电螺线管内部，磁感线是从S极指向N极的，尽管如此，我们还是规定小磁针N 极受力方向与磁场方向一致，D错误，
考点：本题考查了磁场方向和小磁针N极受力方向的关系
下列说法中正确的是
A.由B=F/IL可知，磁感应强度B与一小段通电直导线受到的磁场力成正比
B.一小段通电导线所受磁场力的方向就是磁场方向
C.一小段通电导线在某处不受磁场力，该处磁感应强度一定为零
D.磁感应强度为零的地方，一小段通电导线在该处不受磁场力
【答案】
D
【解析】
试题分析：磁感应强度只跟磁场有关，公式B =，是定义式，B既不与F成正比，也不与IL成反比，仅是它们的比值，A错，一小段通电导线所受磁场力的方向跟磁场方向垂直，B错。

通电导线平行于磁场放置时不受安培力作用，但是该处磁场不为零，C错。

磁感应强度为零处，一小段通电导线在该处不受磁场力，D对。

考点：考查磁感强度和安培力的理解
一束粒子沿水平方向平行飞过小磁针上方，如图所示，此时小磁针S极向纸内偏转，这一束粒子可能是()
A．向右飞行的正离子束B．向左飞行的正离子束
C．向右飞行的负离子束D．向左飞行的负离子束
【答案】
BC
【解析】
试题分析：小磁针S极向纸内偏转，说明粒子下方磁场方向垂直纸面向纸外，电流方向水平向左。

正电荷向左飞行，负电荷向右飞行。

BC正确，AD错误，由于地磁场的作用，小l【答案】
B
【解析】
试题分析：加方向沿x轴的恒定磁场，ab、cd边不受力，ad受力向上，bc受力向下，无法转动，A错误；加方向沿y轴的恒定磁场，ad、bc边不受力，ab受力向上，cd受力向下，可以转动，B正确；加方向沿z
轴的恒定磁场，ab受力向左，cd受力向右，ad受力向里，bc受力向外，无法转动，C错误；加方向沿z轴的变化磁场，线圈中会产生感应电流，但受力与线圈在同一平面内，无法转动，D错误。

考点：左手定则、电磁感应
电子以初速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则
A.磁场对电子的作用力始终不变
B.磁场对电子的作用力始终不做功
C.电子的速度始终不变
D.电子的动能始终不变
【答案】
BD
【解析】
试题分析：电子以初速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，电子将在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，洛伦兹力始终与速度垂直，对电子不做功，电子的速度大小不变，方向时刻在变化，洛伦磁力大小不变，方向始终在变化，AC错误、B正确；由于速度大小始终不变，动能始终不变，D正确。

考点：洛伦磁力
如图直导线通入垂直纸面向里的电流，在下列匀强磁场中，静止在光滑斜面上的是（)
【答案】
AC
【解析】
试题分析：要使导线能够静止在光滑的斜面上，则导线在磁场中受到的安培力必须是向上或斜向右上的，通过左手定则判断得出，A受到的安培力沿斜面向上，A正确；C受到的安培力竖直向上，与重力平衡，C 正确。

B受力沿斜面向下，D受力垂直斜面向左上，BD不能平衡。

考点：左手定则，力的平衡。