安徽省滁州市皖东名校2024-2025学年第二学期高二3月考物理试题（含解析）

第=page11页，共=sectionpages1414页2024-2025学年第二学期高二3月考物理试题一、单选题：本大题共8小题，共32分。1.质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是(

)

A.M带正电，N带负电 B.M的速率小于N的速率

C.洛伦兹力对M、N做正功 D.M的运动时间等于N的运动时间2.2024年8月，郑钦文在巴黎奥运会上拿到女单冠军，为我国夺得该项目的第一块奥运金牌.质量为m的网球以速度v飞来，以相同速率反向击回，在她击球过程中网球(

)

A.动量变化量为0 B.动能变化量为mv2

C.所受重力的冲量大小为2mv 3.如图所示，某区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小B=0.1T，一正方形刚性线圈，其边长L=0.5m，匝数n=10匝，线圈平面与磁场方向垂直，线圈一半在磁场内。某时刻线圈中通过大小I=2A.2N B.1N C.0.1N4.如图所示，质量m=50kg的人，站在质量M=300kg的车的一端，人和车均相对于地面静止。人由车的一端走到另一端的过程中，车后退0.4m，车与地面间的摩擦可以忽略不计，则车的总长为A.2.4m B.2.8m C.3m5.如图所示，当带电粒子从左侧以速率v0水平向右射入速度选择器时，该粒子能水平匀速通过速度选择器，不计粒子重力，则下列说法正确的是(

)

A.速度选择器能用来识别带电粒子的电性

B.当入射速度v<v0时，带电粒子可能向上偏转

C.当入射速度v>v06.如图所示，质量为m的带电小物块从半径为R的固定绝缘光滑半圆槽顶点A由静止滑下，整个装置处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中。已知物块所带的电荷量保持不变，物块运动过程中始终没有与圆槽分离，物块第一次经过圆槽最低点时对圆槽的压力与自身受到的重力大小相等，重力加速度大小为g，则物块对圆槽的最大压力为(

)

A.3mg B.4mg C.5mg7.两个初速度大小相同的同种离子a和b，从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏P上。不计重力，下列说法正确的有(

)

A.a、b均带负电 B.a在P上的落点与O点的距离比b的近

C.a在磁场中飞行的路程比b的短 D.a在磁场中飞行的时间比b的短8.如图为某质谱仪的示意图，由竖直放置的速度选择器、偏转磁场构成。由三种不同粒子组成的粒子束以某速度沿竖直向下的方向射入速度选择器，该粒子束沿直线穿过底板上的小孔O进入偏转磁场，最终三种粒子分别打在底板MN上的P1、P2、P3=点，已知底板MN上下两侧的匀强磁场方向均垂直纸面向外，且磁感应强度的大小分别为B1、B2，速度选择器中匀强电场的电场强度的大小为EA.速度选择器中的电场方向向右，且三种粒子电性可正可负

B.三种粒子打在MN上时速度不相等

C.如果三种粒子的电荷量相等，则打在P1点的粒子质量最大

D.如果三种粒子电荷量均为q，且P3、P1点的间距为Δx，则打在P3二、多选题：本大题共2小题，共10分。9.如图为回旋加速器的示意图。两个靠得很近的D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，一质子从加速器的A处开始加速。已知D型盒的半径为R，磁场的磁感应强度为B，高频交变电源的电压为U，频率为f，质子质量为m，电荷量为q，不计粒子在电场中运动时间。下列说法正确的是(

)

A.质子的最大速度不超过2πRf

B.质子的最大动能为(qBR)22m

C.高频交变电源的频率f=qB2πm10.如图所示，一质量为2m的小车静止在光滑水平面上，小车上一质量为m可视为质点的物块向左压缩轻质弹簧后用细绳锁定，物块和弹簧不拴接。烧断细绳，经过时间t，物块恰好运动到小车右端而不滑下。已知初始时物块到小车右端的距离为L，弹簧弹性势能为Ep，重力加速度大小为g，则(

)A.物块到达小车右端时，物块向右移动的距离为2L3

B.物块到达小车右端时，小车向左移动的距离为2L3

C.物块与小车上表面间的动摩擦因数为EpmgL三、实验题：本大题共2小题，共16分。11.某学校兴趣小组的同学在学习了磁场的知识后设计了一个利用天平测定磁感应强度的实验方案。天平的左臂下面挂一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。实验步骤如下：①未通电流时，在天平右盘内放入质量为m1②当给线圈通以顺时针方向流动大小为I的电流(如图所示)时，需在天平右盘更换质量为m2的砝码后，天平才能重新平衡。

(1)若m1>m2，此时矩形线圈的底边所受的安培力方向为___________(选填“竖直向上”或“竖直向下”)，磁场方向垂直于纸面___________(选填“向里”或“(2)若m1<m2，用所测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小为12.利用图1所示的仪器研究动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

(1)试验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过仅测量

，间接地解决这个问题。A.小球开始释放的高度hB.小球抛出点距地面的高度HC.小球做平抛运动的射程(2)图2中的O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后把被碰小球m2静止于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球mA.用天平测量两个小球的质量m1、mB.测量小球m1开始释放高度hC.测量抛出点距地面的高度H；D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、E.测量平抛射程OM、ON；(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为

[用(2)中测量的量表示]；(4)碰撞的恢复系数的定义为e=v2'-v1'v1-v2，其中v1和v2分别是碰撞前两物体的速度，v四、计算题：本大题共3小题，共42分。13.如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=30∘，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5V，内阻r=0.50Ω的直流电源，另一端接有电阻R=5.0Ω，现把一个质量为(1)导体棒所受的安培力大小；(2)导体棒所受的摩擦力的大小和方向。14.如图所示，在坐标系xOy的第四象限存在宽度为d的匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面向外；第一象限内有沿y轴负方向的匀强电场。一带电荷量为q(q>0)、质量为m的粒子以速率v0自y轴的A点沿x轴正方向射入电场，经x轴上的F点射入磁场。已知OA=l，粒子经过F点时与(1)OF的长度L(2)若粒子恰不能从下边界飞出磁场，求匀强磁场磁感应强度B的大小。15.质量为M=7kg的木板B静止于光滑水平面上，物块A质量为m=3kg，停在B的左端。质量为m0=1kg的小球用长为l=0.8m的轻绳悬挂在固定点O上，将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与A发生碰撞，碰撞时间极短且无机械能损失，物块与小球可视为质点，不计空气阻力。已知A、(1)小球与A碰撞前的瞬间，绳子对小球的拉力F的大小；(2)小球与A碰撞后的瞬间，物块获得的速度vA(3)为使A、B达到共同速度前A不滑离木板，木板至少多长。

答案和解析1.【答案】D

【解析】A.由左手定则判断出N带正电荷，M带负电荷，故A错误；

B.粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，半径为：r=mvBq，在质量与电量相同的情况下，半径大说明速率大，即M的速度率大于N的速率，故B错误；

C.洛伦兹力不做功，故C错误；

D.粒子在磁场中运动半周，即时间为周期的一半，而周期为T=2πmBq，与粒子运动的速度无关，所以M的运行时间等于2.【答案】D

【解析】A.击球前后速度反向，动量变化量△p=2mv，不为0，A错误；

B.动能是标量，动能变化量为0，B错误；

C、D.根据动量定理，合力冲量I=3.【答案】A

【解析】线圈在磁场内有效长度为2L，故该正方形通电线圈受到安培力大小为

F=2nBIL=24.【答案】B

【解析】人和车组成的系统水平方向平均动量守恒：mv1=Mv2

两边同时乘以时间可得：mx1=Mx25.【答案】B

【解析】A.粒子能水平匀速通过速度选择器，不计粒子重力，粒子在板间运动时电场力等于洛伦兹力，改为粒子的电性，电场力和洛伦兹力仍可平衡；故A错误；

B.根据题意有qE=qv0B可知v0=EB，当入射速度v<v0时，则qvB<Eq，若粒子带正电，粒子将向下偏转，若粒子带负电，将向上偏转；故B正确；

C.6.【答案】C

【解析】解：设物块经过圆槽最低点时速度为v，物块运动过程中只有重力做功，根据机械能守恒定律有

mgR=12mv2

物块第一次经过圆槽最低点时，对物块受力分析可知：qvB=mv2R

物块在半圆槽内做往复运动，当物块在最低点受到向下的洛伦兹力时，物块对半圆槽的压力最大，根据牛顿第二定律结合牛顿第三定律可得：Fm7.【答案】B

【解析】A.因粒子向下偏转，则由左手定则可知，粒子均带正电，故A错误；

B.由于两个同种粒子的初速度大小相同，根据半径公式R=mvqB，可知a和b两粒子半径相等，

根据粒子入射方向可判断其向心力方向，从而确定其圆心的位置，画出知a、b粒子的运动轨迹如图所示：

由图根据运动轨迹可知，b粒子的落点与O的距离等于圆的直径，而a的落点与O的距离为一个小于直径的弦，因此a在P上的落点与O点的距离比b的近，故B正确；

C.由图可知a粒子在磁场转过的圆心角较大，又因为它们的半径相同，故a在磁场中飞行的路程要长，故C错误；

D.由于a粒子在磁场转过的圆心角较大，根据时间公式t=θ2πT=θmqB可知，a在磁场中飞行的时间比8.【答案】D

【解析】A.带电粒子通过速度选择器时，需要二力平衡，故qv且两力方向相反。根据带电粒子在偏转磁场中的偏转方向，由左手定则，可知三种粒子均带正电，故速度选择器中洛伦兹力方向为水平向左，可知电场方向向右。故A错误；B.粒子在速度选择器中运动时速度保持不变，进入偏转磁场，洛伦兹力不做功，到打在MN上速度大小都不变，故B错误；C.粒子在偏转磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有qv解得r三种粒子的电荷量相等，半径与质量成正比，故打在P3点的粒子质量最大。故CD.打在P1、PΔx解得m故D正确。故选D。9.【答案】ABC

【解析】A、质子出回旋加速器的速度最大，此时的半径为R，则vm=2πRT=2πRf.所以最大速度不超过2πfR，故A正确。

BD、据洛伦兹力作为向心力可得

qvB=mv2r

当

r=R

时，有最大速度为

vm=qBRm，质子的最大动能为

10.【答案】AC

【解析】AB.由于物块和小车组成的系统在任意时刻总动量都为零，即任意时刻小车向左的动量大小上都等于物块向右的动量大小，根据动量守恒定律，小物块脱离弹簧时取向右为正方向，则有0=mv2-2mv1

两边同乘t有0=mL2-2mL1

其中L1+L2=L

综上有L1=L3，L2=2L3

则小车向左移动的距离为L3，物块向右移动的距离为2L3，故A正确，11.【答案】(1)竖直向上；向外；(2)(m【解析】(1)m1>m2，说明天平左侧受到的拉力小于矩形线圈的重力，因此矩形线圈的底边所受的安培力方向为竖直向上，根据左手定则可知磁场方向为垂直纸面向外;

12.【答案】CADEm0.46

【解析】解：(1)小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度，即测量射程，故AB错误，C正确。

故选C；

(2)要验证动量守恒定律定律，即验证m1v1=m1v2+m2v3，小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得，m1v13.【答案】(1)根据题意可知，导体棒与电阻并联，并联后电阻为R由闭合回路欧姆定律可得，电路中总电流为I则流过导体棒的电流为I导体棒所受的安培力大小F(2)由左手定则可知，导体棒所受安培力方向沿斜面向上，设导体棒所受的摩擦力的大小为

f

，由平衡条件有mg解得f假设成立，即导体棒所受的摩擦力的大小为

0.05N

14.【答案】(1)粒子在电场中做类平抛运动，根据平抛运动的推论可知，在F点的速度方向的反向延长线经过水平位移的中点，可知ta