陕西省西安市第八中学2023-2024学年高二下学期3月阶段性学习效果评估物理试题（原卷版+解析版）

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注意事项：
1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。
2.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。涂写在本试卷上无效。
4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第I卷（选择题 共46分）
一、选择题（共10小题，1~7小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求；8~10小题，每小题6分，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。共46分）
1. 在下图的四幅图中，正确标明了匀强磁场的磁感应强度B、通电直导线中的电流I和它受到的安培力F的是（ ）
A. B.
C. D.
2. 关于磁感应强度B，下列说法正确的是( )
A. B与F成正比，与IL成反比
B. B的大小与F、IL无关
C. 当一段通电导线在空间某处受到的力为零时，该处一定没有磁场
D. 将一段通电导线，保持电流I与导线长L不变，放在同一匀强磁场中，不管如何放置，它受到的力一定相同
3. 一条长度为0.5m，电流为20A的通电直导线，置于匀强磁场中，磁场的方向与导线垂直，导线上受到的磁场力大小为0.1N，则该磁场的磁感应强度大小为（ ）
A. 0.01TB. 0.02TC. 0.1TD. 0.2T
4. 下列各图中，电荷所受洛伦兹力方向正确的是（ ）
A. B. C. D.
5. 把轻质导线圈用细线挂在磁铁N极附近,磁铁的轴线穿过线圈中心,且在线圈平面内．当线圈通以图示方向的电流时线圈将 ( )
A. 发生转动,同时靠近磁铁B. 发生转动,同时远离磁铁
C. 不发生转动,只靠近磁铁D. 不发生转动,只远离磁铁
6. 如图所示是一个电视机显像管的原理示意图，要使电子束在竖直方向偏离中心O，打在荧光屏上的A点，那么偏转磁场的方向是（ ）
A. 沿着纸面向上B. 沿着纸面向下
C 垂直纸面向外D. 垂直纸面向里
7. 如图，用两根等长的轻细导线将质量为m，长为L的金属棒ab悬挂在c、d两边，金属棒置于匀强磁场中。当棒中通以由a到b的电流I后，两导线偏离竖直方向θ角处于静止状态。已知重力加速度为g，为了使棒静止在该位置，磁场的磁感应强度的最小值为（ ）
A. B. tanθC. sinθD. csθ
8. 下列说法正确的是（ ）
A. 只有相对于磁场运动的电荷在磁场中才可能会受到洛伦兹力作用
B. 判断洛伦兹力方向时，根据左手定则，四指指向电荷运动的方向
C. 若一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度不一定为零
D. 静电力对电场中的电荷一定会做功，而洛伦兹力对在磁场中的电荷却不会做功
9. 如图所示，空间存在正交的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖直向下，磁场的方向水平向里，一带电油滴P在该复合场中恰好处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A. P带正电
B. P带负电
C. 若仅撤去磁场，P可能做匀加速直线运动
D. 若仅撤去磁场，P仍处于静止状态
10. 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带负电，N带正电B. M的速率小于N的速率
C. 洛伦兹力对粒子M一定不做功D. M的运行时间大于N的运行时间
第II卷（非选择题 共54分）
二、实验题（共2小题，共14分）
11. “用霍尔元件测量磁场”的实验中，把载流子为带负电的电子e的霍尔元件接入电路，如图甲所示，电流为I，方向向右，长方体霍尔元件长、宽、高分别为a=6.00 mm、b=5.00 mm、c=0.20 mm，处于竖直向上的恒定匀强磁场中。
（1）前后极板M、N，电势较高的是________（填“M极”或“N极”）。
（2）某同学在实验时，改变电流大小，记录了不同电流下对应的UH值，如表所示：
请根据表格中的数据，在坐标乙中画出UHI图像（ ）。已知该霍尔元件单位体积中自由载流子个数为n=6.25×1019 m－3，则根据图像，由公式I=nebcv，可算出磁场B=______T（保留2位有效数字）。
（3）有同学认为代表了霍尔元件的电阻，请问这种想法正确吗？请说明理由：____________。
12. 乐山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，共匝，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的砝码，使天平平衡；
②当给线圈通以顺时针方向流动大小为的电流（如图所示）时，需在天平右盘更换质量为的砝码后，天平才能重新平衡。
（1）若，此时矩形线圈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“向外”）。
（2）若，用所测量的物理量和重力加速度表示磁感应强度的大小为___________。
三、计算题（共3小题，13题10分，14题12分，15题18分，共40分。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）
13. 如图一质谱仪可以由加速器和磁分析器组成，其装置简化成如图所示。右侧的磁分析器中分布着向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。离子源源源不断的产生离子，离子所带电荷量为q。离子由静止开始在加速器经过恒定电压U加速后，从O点沿即垂直于磁场又垂直于磁场边界的方向进入磁场，最后离子击中磁场边界上的P点，已知OP的距离为d，不计离子重力和离子间的相互作用。求离子的质量m。

14. 如图所示，间距为的导轨竖直固定在绝缘地面上，导轨顶端连接电动势为、内阻为的电源，质量为的金属杆垂直接触导轨，其接入电阻也为，当在导轨所在的平面内加上方向竖直向上，磁感应强度大小为B=1T的匀强磁场后，金属杆沿着导轨恰好不向下运动，重力加速度取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
（1）金属杆与导轨间的动摩擦因数；
（2）将磁场方向改为向右上方与水平方向夹角为30°，若使金属杆再次平衡，则磁感应强度至少多大？
15. 如图所示，一个质量为kg，电荷量C的带电微粒，从静止开始经V电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场，偏转电场的电压V．金属板长cm，两板间距cm．微粒的重力忽略不计，求：
（1）微粒进入偏转电场时的速度大小；
（2）微粒射出偏转电场时的偏转角；
（3）若该匀强磁场的宽度cm，为使微粒不会由磁场右边界射出，则该匀强磁场的磁感应强度应满足的条件？
I/mA
1.3
22
3.0
3.7
4.4
UH/mV
10.2
17.3
23.6
29.1
34.6