河南省天立教育2027届高二年级阶段教学质量监测（一）
物理参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B D D C D D BD ABC BC
1．D
【详解】A．由于 ，表明磁感应强度有竖直向上的分量，根据地磁场特征，南半
球磁场指向北方斜向上，磁感应强度具有竖直向上的分量，而北半球磁场指向北方斜向下，
磁感应强度具有竖直向下的分量，可知测量地点位于南半球，A 错误；
B．由选项 A 可知测量地在南半球，而南半球磁场指向北方斜向上，由于 、
可知，坐标轴 x 箭头指向北方，B 错误；
CD．根据磁通量的定义可知，通过手机显示屏的磁通量为
，C 错误，D 正确。
故选 D。
2．B
【详解】根据安培定则可知，每根通电导线在顶点 处磁感应强度方向如图所示
则 点的合磁感应强度大小为
方向平行 向右。
故选 B。
3．D
【详解】A．根据左手定则，金属棒受到的安培力斜向左上方且与 B 垂直，因此金属棒有向
左滑动的趋势，故 A 错误；
BD．仅减小 ，安培力的水平分力减小，竖直向上分力变大，金属棒受到的摩擦力减小，
金属棒对导轨的压力减小，故 B 错误，D 正确；
C．由于 B 与 I 始终垂直，电流大小、磁感应强度大小不变，仅减小 ，金属棒受到的安培
力大小不变，故 C 错误。
故选 D。
4．D
【详解】A．载流子的电性及所带电荷量均与电子相同，电流方向由 向 ，负电荷定向运
动方向与电流方向相反，所以载流子在水平方向从 向 ，故 A 错误。
B．由左手定则可知载流子向电极 端偏转，电极 的电势比电极 的电势低，故 B 错误。
C．由题意知样品每平方米载流子数为 ，则时间 内通过样品的电荷量
根据电流的定义式得
电流稳定时有
整理得
可知
即 ，故 C 错误。
D．由题给 关系图像可知斜率
其中 ，
联立解得 个 ，故 D 正确。
故选 D。
5．C
【详解】A．根据左手定则可知，电子在磁场中沿顺时针方向运动，故 A 错误；
B．离子在磁场中运动时，由于洛伦兹力方向总是与速度方向垂直，可知磁场对其一定不做
功，故 B 错误；
C．离子在磁场中，，由洛伦兹力提供向心力，则有 ，解得 ，因右侧磁场
较强，故带电粒子由磁场的左侧区域向右侧区域运动时，运动半径减小，故 C 正确；
D．离子在磁场中，洛伦兹力为 ，速度大小不变，故洛伦兹力一直在变大，故 D 错
误。
故选 C。
6．D
【详解】A．根据左手定则可知 P 板聚集了等离子体中的负电荷，Q 板聚集了等离子体中的
正电荷，所以 Q 板为正极，所以通过金属棒 ab 的电流由 a 流到 b，故 A 错误；
BC．根据平衡条件，金属棒 ab 所受安培力方向沿导轨平面向上，大小为
根据左手定则可知导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，故 BC 错误；
D．当 P、Q 之间电压稳定时，等离子体所受电场力与洛伦兹力大小相等，即
流过导体棒的电流为
安培力为
联立解得 ，故 D 正确。
故选 D。
7．D
【详解】A．根据洛伦兹力提供向心力有 ，可得 ，故 A 错误；
B．当粒子沿 x 轴正方向射出时，上表面接收到的粒子离 y 轴最近，如图轨迹 1，根据几何
关系可知 ；当粒子恰能通过 N 点到达薄板上方时，薄板上表面接收点距离 y 轴最远，
如图轨迹 2，根据几何关系可知， ，故上表面接收到粒子的区域长度为
，故 B 错误；
C．根据图像可知，粒子可以恰好打到下表面 N 点；当粒子沿 y 轴正方向射出时，粒子下表
面接收到的粒子离 y 轴最远，如图轨迹 3，根据几何关系此时离 y 轴距离为 d，故下表面接
收到粒子的区域长度为 d，故 C 错误；
D．根据图像可知，粒子恰好打到下表面 N 点时转过的圆心角最小，用时最短，有
，故 D 正确。
故选 D。
8．BD
【详解】A． 时刻回路的磁通量为零，但是磁通量的变化率不为零，则回路有感应电流，
故 A 错误；
B． 时刻磁感应强度为零，根据 可知，安培力为 0，故 B 正确；
CD． 时刻在 ~2 时间内，回路的磁通量向下增加，根据楞次定律可知，流过金属棒
的感应电流方向是从 P 到 Q，由左手定则可知 PQ 所受安培力方向水平向左，故 C 错误，D
正确。
故选 BD。
9．ABC
【详解】A．粒子经过加速电场 ，根据动能定理可得
解得
粒子进入偏转电场后做类平抛运动，则有
联立解得粒子离开偏转电场的侧向位移为
粒子射入磁场时的速度方向与水平方向的夹角为 ，有
可知粒子离开偏转电场的侧向位移与粒子的比荷无关，则三种离子都从同一点离开偏转电场
进入磁场且进入磁场时速度方向相同，故 A 正确；
B．粒子离开电场后，进入磁场，由洛伦兹力提供向心力可得
又入射点和出射点之间的距离
又 ，所以
由于三种粒子的比荷不同，则三种粒子分别从三个点离开偏转磁场，故 B 正确；
CD．因为 该值与 无关，则 射入磁场的位置和射出磁场的位置之间的距
离不变，故 C 正确，D 错误。
故选 ABC。
10．BC
【详解】A．小球带正电，由静止释放，在竖直向下的重力与垂直纸面向里的匀强磁场中做
摆线运动。其运动可分解为：水平、竖直方向均以 做匀速圆周运动，圆周运动周期
第一次运动到最低点时，竖直分速度抵消为 0，水平分速度合为 ；洛伦兹力始终与速度
方向垂直，不做功。洛伦兹力始终与速度方向垂直，由功率公式
可知洛伦兹力瞬时功率恒为 0，与速度大小无关，故 A 错误；
B．小球第一次到达最高点的时间为一个周期
水平位移
竖直方向圆周运动一个周期回到初始高度，竖直位移为 0，故合位移等于水平位移，故 B
正确；
C．小球第一次到达最低点的时间为半周期
水平位移
竖直位移为圆周运动半周期的直径
位移比值 ，故 C 正确；
D．由动量定理矢量分解，最低点水平动量变化
竖直方向
重力冲量
洛伦兹力冲量 ，故 D 错误。
选 BC。
11． 垂直 向上 C
【详解】（1）[1]应使矩形线圈所在的平面与 N、S 极的连线垂直，这样能使弹簧测力计保持
竖直，方便测出弹簧的拉力
（3）[2]没通电时，对线框受力分析，线框所受重力等于弹簧测力计拉力，即
通电后，对线框受力分析，线框受重力、安培力、弹簧的拉力，三力平衡，同时根据弹簧测
力计示数变小可知，安培力方向应竖直向上，则三个力应满足
联立解得
（5）[3]由安培力公式可得
解得
故选 C。
12．(1)顺时针
(2)
(3)C
(4)
【详解】（1）由安培定则可知磁场沿顺时针方向。
（2）由电流微观表达式
在霍尔元件中，电场力等于洛伦兹力，有
解得
联立以上可得磁感应强度大小为
（3）由上可知霍尔电压为
又
联立可得
故选 C。
（4）由于霍尔电压
又
可得霍尔电压
其中
所以比例系数
13．(1)
(2) ，竖直向下
(3)
【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律可得
则
解得
线圈中的感应电流大小为
（2）线圈受安培力的有效长度为
t＝4s 时，线圈受到的安培力大小为
由图乙可知，t＝4s 时，B＝2T，解得
方向：竖直向下
（3）由题意知线圈中的感应电流恒定，要使轻绳张力为 0，磁场方向应垂直纸面向外，设
此时磁感应强度大小为 ，由线圈受力平衡
解得
由图乙得
将 ，代入上式，解得
14．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）粒子沿直线通过 cdef 区域，可知
解得
（2）由逆向思维可知，粒子在左侧电场中做类平抛运动，可知 ，
解得
（3）粒子在圆形磁场中做匀速圆周运动，则
解得
则粒子转过的圆心角为
可得
则时间为
15．(1)
(2)
(3)（0， ， ），
【详解】（1）作出粒子的运动轨迹，如图所示
粒子出射后，在 y 轴左侧匀强电场中做类平抛运动，并垂直穿过 y 轴，有 ，
，
联立解得
（2）设粒子垂直穿过 y 轴时，轨迹与 y 轴的交点为 Q，OQ 之间的距离为 d1，有
粒子穿过 y 轴后，在匀强磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有
粒子圆周运动速度大小为
根据几何关系有
解得粒子圆周运动半径为
联立可得
（3）粒子经过 x 轴进入 x 轴下方电场和磁场的复合场后做复杂曲线运动，曲线运动可分解
为 xOy 平面内的匀速圆周运动和沿 轴正方向初速度为 0 的匀加速直线运动，由于 轴上方
和下方磁场磁感应强度相同，故圆周运动半径相同，可推知，粒子经过 yOz 平面时 坐标为
0， 坐标为 ， 方向速度分量为
方向速度分量为
粒子在磁场中匀速圆周运动的周期为
粒子在电场和磁场的复合场中运动时间为
粒子在 z 轴正方向做匀加速直线运动，通过 yOz 平面时，沿 z 轴正方向的速度和位移分别为
，
故粒子通过 yOz 平面时的位置坐标为（0， ， ），速度大小为河南省天立教育2027届高二年级阶段教学质量监测（一）
，元电荷
。改变磁场的磁感应强度 B，测量霍尔电压 U，获得多组数据，得到
关
物 理 试 题 卷
系图线如图乙所示。下列说法正确的是
本试题卷共 6 页，三大题，15 小题，满分 100 分。考试时间 75 分钟。
注意事项：
1
2
. 答题前，考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号和考生号填写在答题卡上。
. 回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试题卷上无效。
. 考试结束后，将本试题卷、答题卡和草稿纸一并交回。
3
一、单项选择题：本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 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
. 如图所示，在水平放置的手机上建立直角坐标系，测得
约为 ，根据测量数据可知
、
、
。手机显示屏的面积
A．图甲中闭合开关 S 后，该样品中的载流子在水平方向从 P 定向运动到 Q
B．电极 M 的电势比电极 N 的电势高
A．测量地点位于北半球
C．图乙中图线的斜率
B．图中坐标轴 x 箭头指向正南方
C．通过手机显示屏的磁通量约为
D．通过手机显示屏的磁通量约为
D．该样品的载流子浓度 n 约为
个/
5. 我国“人造太阳”——托卡马克装置预计在 2030 年核聚变演示发电点亮第一盏灯，其内部产生的强磁场将带电粒
子约束在特定区域实现受控核聚变。其中沿管道方向的磁场分布如图所示，越靠管的右侧磁场越强，则速度平
行于纸面的带电粒子在该磁场中运动时（不计带电粒子重力），下列说法正确的是
A．电子在磁场中沿逆时针方向运动
2
. 如图所示，
是一等边三角形。顶点
各放置一根垂直纸面向内的电流大小为 的通电长直导线，已知
每根通电导线在顶点 处磁感应强度的大小为 ，则下列有关 点的合磁感应强度大小、
方向的说法正确的有
B．带电粒子由左侧区域向右侧区域运动时，磁场可能对其做功
A． ，平行
向右
B．
，平行
，垂直
向右
C．带电粒子由左侧区域向右侧区域运动时，运动半径减小
C． ，垂直
D．
D．带电粒子由左侧区域向右侧区域运动时，洛伦兹力大小不变
3
. 如图所示，平行金属导轨固定在水平面上，导轨左端连接直流电源，金属棒 垂直放在导轨上，导轨处在斜向
6
. 距离为 d 的两平行金属板 P、Q 之间有一匀强磁场，磁感应强度
大小为 ，一束速度大小为 v 的等离子体垂直于磁场喷入板间。
相距为 的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁
场中，磁感应强度大小为 ，导轨平面与水平面夹角为 ，两导
轨分别与 P、Q 相连。质量为 m 且电阻为 R 的金属棒 ab 垂直导轨
放置，恰好静止。重力加速度为 ，不计导轨电阻、板间电阻和
等离子体中的粒子重力。下列说法正确的是
右上方的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面成 角
，磁场与金属棒垂直，闭合开关，金属棒始终
不会发生滑动，则下列判断正确的是
A．金属棒有向右滑动趋势
B．仅减小θ，金属棒受到的摩擦力增大
C．仅减小θ，金属棒受到的安培力会减小
D．仅减小θ，金属棒对导轨的压力会减小
4
. 石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状结构的新材料，其导电能力远超银和铜等传统材料。现设计一电
路测量石墨烯样品中载流子（自由导电粒子）的浓度 n，n 为单位面积上的载流子个数。该载流子的电性及所
带电荷量均与电子相同。图甲为测量原理图，长为 l、宽为 d 的石墨烯材料垂直于磁场放置，P、Q、M、N 为
电极。电极 P、Q 间通以恒定电流 I，电极 M、N 间产生大小为 U 的霍尔电压。已知某次测量中所通电流大小
A．ab 棒中的电流由 b 流到 a
B．导轨所处磁场的方向垂直于导轨平面向上
D．等离子体的速度大小
C．金属棒所受安培力方向水平向右，大小为
7
. 如图，在竖直平面内的 Oxy 直角坐标系中，x 轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。在
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第二象限内，垂直纸面且平行于 x 轴放置足够长的探测薄板 MN，MN 到 x 轴的距离为 d，上、下表面均能接收
A．小球运动到最低点时，洛伦兹力的瞬时功率为
粒子。位于原点 O 的粒子源，沿 Oxy 平面向 x 轴上方各个方向均匀发射相同的带正电粒子。已知粒子所带电荷
B．小球从出发第一次到达最高点时的位移为
量为 q、质量为 m、速度大小均为
。不计粒子的重力、空气阻力及粒子间的相互作用，则
A．粒子在磁场中做圆周运动的半径为
C．小球从出发到第一次到达最低点的过程中，水平位移与竖直位移大小之比为
B．薄板的上表面接收到粒子的区域长度为
D．小球从出发到第一次到达最低点的过程中，洛伦兹力的冲量大小为
C．薄板的下表面接收到粒子的区域长度为
D．薄板接收到的粒子在磁场中运动的最短时间为
三、非选择题：本题共 5 小题，共 54 分。
1
1. （6 分）高二的小明同学在学习安培力后，设计了如图所示的
装置来测定磁极间的磁感应强度。根据实验主要步骤完成填
空：
二、多项选择题：本题共 3 小题，每小题 6 分，共 18 分。在每小题给出的四个选项中，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。
8
. 如图甲所示，粗糙 U 形导线框固定在水平面上，右端放有一金属棒 PQ，整个装置处于竖直方向的磁场中，磁
（
1）在弹簧测力计下端挂一个匝数为 n 的矩形线框，将线框的
下短边完全置于 形磁铁的 极之间的磁场中，并使
线框的短边水平，磁场方向与矩形线框的平面 ▲ （填
平行”或“垂直”）；
2）在电路未接通时，记录线框静止时弹簧测力计的读数
3）闭合开关，调节滑动变阻器使电流表读数为 ，记录线框静止时弹簧测力计的读数
受安培力方向为 （填“向上”或“向下”）；
4）用刻度尺测出矩形线框短边的长度
5）利用上述数据可得待测磁场的磁感应强度
A． B．
2. （9 分）某兴趣小组利用小型霍尔元件探究通电长直导线附近的磁感应强度大小。如图（a）所示，在霍尔元件
中通入恒定的电流 ，同时外加与霍尔元件垂直的磁感应强度为 B 的磁场，则可出现霍尔电压
感应强度 B 按如图乙所示规律变化，规定竖直向上为正方向，
A． 时刻，PQ 中无感应电流
时间段内，金属棒保持静止。则
B． 时刻，PQ 不受安培力作用
“
C．
时刻，PQ 中电流方向由 Q 到 P
（
（
；
D．
时刻，PQ 所受安培力方向水平向左
，则线框所
9
. 如图所示，粒子源不断地产生氢的三种同位素原子核（
、
和
），三种粒子飘入（初速度可忽略不计）
▲
电压为 的加速电场，经加速后从小孔沿平行金属板
的中轴线射入偏转电场。cd 两板间的电压为 ，在
板右端重合，磁场方向垂直纸面向里。
边界射出磁场，平行金属板 的中轴线与 边界交
点。整个装置处于真空中，加速电场与偏转电场均视为匀强电场，不计粒子重力及粒子间的相互作用力。
下列说法正确的是
（
（
；
偏转电场的右侧存在范围足够大的有界匀强磁场，磁场左边界
三种粒子通过偏转电场后从 进入磁场，之后又从
与
▲
。
C．
D．
于
1
A．
和
和
三种粒子从同一位置射入磁场
三种粒子从不同位置射出磁场
。
B．
C．仅减小 ，则
射入磁场的位置和射出磁场的位置之间的距离不变
射入磁场的位置和射出磁场的位置之间的距离变小
D．仅减小 ，则
1
0. 在一个范围足够大、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，将一个质量为 m、电量为 q 的带正电小球由静止释放，
已知当地的重力加速度为 g，磁场方向水平，如图所示。小球从静止开始下落
的过程中，以下说法正确的是
（1）如图（b）所示，一通电长直导线水平放置，其正上方放置一霍尔元件。从左往右看，如图（c）所示，其
附近磁场沿 方向（填“顺时针”或“逆时针”）；
2）调整霍尔元件位置，让通电导线产生的磁场垂直穿过霍尔元件表面。已知该元件内部载流子电荷量为 q，
▲
（
物理试题卷 第 2 页（共 4 页）
单位体积内载流子数为 n，元件厚度为 d，宽度为 h。若在霍尔元件中通以电流 后，测得霍尔电压为
则该位置的磁感应强度大小 （用 表示）；
3）查阅资料可知，在距离通电长直导线为 R 的位置，其磁感应强度 B 的大小与通电电流 和 R 的关系为：
其中 为比例系数。
．甲研究磁感应强度 B 与通电电流 I 的关系，他将霍尔元件垂直固定在通电长直导线
正上方距离 处，改变导线中通电电流 I，保持通过霍尔元件的电流 不变，并
（2）粒子的比荷；
3）粒子穿过圆形区域所用的时间。
（
，
▲
（
，
ⅰ
测得对应的霍尔电压
点直线，其斜率为
，最终得到
图像如图（d）所示，该图像为一条过原
。
ⅱ
．乙研究磁感应强度 B 与元件离导线距离 R 的关系，他将通过导线的电流 I 和霍尔元件的电流为 均保持不
变，改变霍尔元件与导线的距离 R，并测得对应的霍尔电压
。若以
为纵坐标，为使得图像仍为直线，
则横坐标应选
▲
。
A．R
B．R2
C．
（用 q、n、d、h、r、
D．
（
4）根据（2）、（3）中所给数据，比例系数 K＝
▲
、
表示）。
1
3. （10 分）如图甲所示，闭合圆形线圈被轻绳吊在天花板下，圆形线圈圆心 O 以下区域分布着直线边界匀强磁场，
垂直纸面向里为正方向，磁感应强度 B 随时间 t 变化关系如图乙所示，线圈始终处于静止状态。已知线圈的质
量 m＝1 kg、匝数 n＝400、半径 r＝0.1 m、电阻 R＝10Ω，g 取
1）线圈中的感应电流大小；
，结果保留π。求：
（
（
（
2）t＝4 s 时，整个线圈所受的安培力；
3）轻绳张力为 0 的时刻。
1
4. （12 分）如图，边长为 L 的正方形 abcd 区域及矩形 cdef 区域内均存在电场强度大小为 E、方向竖直向下且与
ab 边平行的匀强电场，ef 右边有一半径为 且与 ef 相切的圆形区域，切点为 ef 的中点，该圆形区域与 cdef
区域内均存在磁感应强度大小为 B，方向垂直纸面向里的匀强磁场。一带电粒子从 b 点斜向上射入电场后沿图
中曲线运动，经 cd 边的中点进入 cdef 区域，并沿直线通过该区域后进入圆形区域。所有区域均在纸面内，粒
子始终在该纸面内运动，不计粒子重力。求：
（
1）粒子沿直线通过 cdef 区域时的速度大小；
题卷 第 3 页（共 4 页）
1
5. （17 分）如图 1 所示，在平面直角坐标系 xOy 中，y 轴左侧区域存在沿 y 轴负方向的匀强电场，y 轴右侧区域存
在垂直于 xOy 平面向外的匀强磁场。现从坐标为（ ，0）的 P 点发射一个质量为 m、电荷量为＋q（q＞0）
的粒子，粒子的初速度大小为 v0，方向沿 xOy 平面且与 x 轴正方向的夹角为 60°。经过一段时间后，粒子以垂
直于 y 轴的方向进入 y 轴右侧区域，并在匀强磁场作用下再次通过 x 轴，通过 x 轴时速度方向与 x 轴正方向的
夹角仍为 60°，粒子重力忽略不计，求：
（
1）匀强电场电场强度的大小；
（
2）匀强磁场磁感应强度的大小；
（
3）如图 2 所示，在 x 轴下方、y 轴右侧区域（即 xOy 平面第四象限）还存在垂直于 xOy 平面向外（沿 z 轴方
向）的匀强电场，电场强度大小与 y 轴左侧电场场强大小相等。求粒子通过 x 轴进入此区域后，通过 yOz
平面时的位置坐标及速度大小。
物理试题卷 第 4 页（共 4 页）
