辽宁省沈阳市实验中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题（Word版附解析）

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考试时间75分钟 试题满分100分
一、选择题（1～7单选，每题4分。8～10多选，每题6分，漏选得3分、错选不得分。共计46分）
1. 图中与磁现象有关的四个实验，其对应判断正确的是（ ）
A. 甲图中小磁针的偏转情况形象描述了磁体周围磁场的分布
B. 乙图说明磁场对电流有力的作用，根据该原理制成了电动机
C. 丙图表明通电导线周围存在着磁场，这一物理现象是法拉第发现的
D. 丁图中左边铁钉吸引大头针较多，表明左侧线圈内电流大，电磁铁磁性强
【答案】A
【解析】
【详解】A．条形磁铁周围存在磁场，故在甲图中小磁针的偏转情况形象描述了条形磁铁周围磁场的分布，故A正确；
B．乙图是电磁感应的装置图，据此制成了发电机，故B错误；
C．丙图表明通电导线周围存在着磁场，这一物理现象是奥斯特发现的，故C错误；
D．由丁图可知，两边线圈的电流相同，但左边线圈的匝数多，故其磁性强，则左边磁铁吸引大头针多，故D错误。
故选A。
2. 如图所示，某型号霍尔元件（导电自由电荷为电子），匀强磁场B垂直于霍尔元件竖直向下，工作电源E给电路中提供的电流为I时，产生的霍尔电压为U；元件厚度为d，闭合开关K1、K2，下列判断中正确的是（ ）
A. 4点电势比2点电势高
B. 增加磁感应强度，电压表示数将减小
C. 滑动变阻器接入电路的阻值变大，电压表示数将减小
D. 仅减小霍尔元件厚度为d，电压表示数不变
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据左手定则可知，电子受到的洛伦兹力向4点一侧方向，电子带负电，故4点电势低；2点感应出正电荷，4点电势比2点电势低，故A错误；
B．霍尔元件中电子受到的洛伦兹力等于电场力，有
电流微观表达式
设霍尔元件的宽度为l，霍尔元件的电压
霍尔元件的截面面积
解得
可知增加磁感应强度，电压表示数将增大，故B错误；
C．根据
可知滑动变阻器接入电路的阻值变大，则电流I变小，故电压表示数将减小，故C正确；
D．据
可知仅减小霍尔元件厚度为d，电压表示数将增大，故D错误。
故选C。
3. 如图所示，质量为m、带电荷量为-q的三个相同带电小球a、b、c，从同一高度以初速度水平抛出，小球a只在重力作用下运动，小球b在重力和洛伦兹力作用下运动，小球c在重力和电场力作用下运动，它们落地的时间分别为ta、tb、tc，落地过程中重力的冲量分别为Ia、Ib、Ic，落地时的动能分别为Ea、Eb、Ec，落地时重力的瞬时功率分别为Pa、Pb、Pc，则以下判断中正确的是（ ）
A. ta＝tb＜tcB. Ia＝Ib＝IcC. Ea＜Eb＜EcD. Pa＝Pb＞Pc
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据题意可知a球只受重力作用，竖直方向上做自由落体运动；b球除重力之外还受到洛伦兹力作用，但b的洛伦兹力的方向总是水平方向的，不影响重力方向，所以竖直方向也做自由落体运动；c球除受重力之外，还受到垂直纸面向里的电场力作用，竖直方向上做自由落体运动，故，故A错误；
B．根据
又三个小球落地时间相同，则有
Ia＝Ib＝Ic
故B正确；
C．a球和b球下落过程中，只有重力做正功，而c球下落过程重力和电场力都做正功，根据动能定理可得
Ea=Eb＜Ec
故C错误；
D．小球落体时的重力的瞬时功率等于重力乘以重力方向的速度，通过分析， b球受的洛伦兹力总是垂直纸面向里，不影响竖直方向，c球受的电场力方向也是垂直纸面向里的，对竖直方向也没用影响，故竖直方向小球都做自由落体运动，高度相同，所以小球的末速度在竖直方向的分量相同，重力又相等，根据
可知三个球落地瞬间重力的瞬时功率相等，即
Pa＝Pb=Pc
故D错误。
故选B。
4. 如图所示，两足够长的平行导轨竖直放置，水平部分粗糙并固定在绝缘水平面上，弯曲部分光滑，两部分平滑连接，空间中存在竖直向下的匀强磁场，导轨右端与定值电阻相连。让导体棒ab从弯曲导轨上某位置由静止开始下滑，在水平导轨上运动一段距离后静止，导体棒ab运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，导轨电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A. 导体棒ab运动过程中，回路中产生逆时针方向的电流（从上往下看）
B. 导体棒ab沿光滑弯曲导轨运动过程中，通过电阻的电流一直增加
C. 导体棒ab沿弯曲导轨运动过程中，所受安培力方向沿导轨切线向上
D. 导体棒ab运动过程中，其机械能的减少量大于定值电阻和导体棒产生的热量之和
【答案】D
【解析】
【详解】A．导体棒ab运动过程中，根据右手定则可知，回路中产生顺时针方向电流（从上往下看），故A错误；
BC．导体棒ab沿光滑弯曲导轨运动过程中，由左手定则可知，所受安培力方向水平向左；当导体棒运动到最底端时，重力沿切线方向的分力为0；所以在弯曲导轨运动过程中，重力沿切线方向的分力先大于安培力沿切线方向的分力，导体棒的速率增加；当重力沿切线方向的分力等于安培力沿切线方向的分力时，导体棒的速率最大；之后重力沿切线方向的分力小于安培力沿切线方向的分力，导体棒的速率减小，根据
可知电流I先增大，后减小，故BC错误；
D．根据能量守恒定律可知，导体棒ab运动过程中减少的机械能转化为回路中定值电阻和导体棒产生的热量之和以及在水平轨道因摩擦而产生的热量，故其机械能的减少量大于定值电阻和导体棒产生的热量之和，故D正确。
故选D。
5. 如图所示，为高中物理实验室常用的磁电式电流表的内部结构，基本组成部分是磁体和放在磁体两极之间的线圈，其物理原理就是通电线圈因受安培力而转动。电流表的两磁极装有极靴，极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱。关于磁电式电流表，下列说法正确的是（ ）
A. 铁质圆柱内部磁感应强度为零
B. 如图所示的电流表指针只能顺时针转动
C. 线圈转动时，螺旋弹簧变形，反抗线圈转动
D. 电流不为零，线圈停止转动后不再受到安培力
【答案】C
【解析】
【详解】A．铁质圆柱没有将磁场屏蔽，内部有磁场，即铁质圆柱内部磁感应强度不为零，故A错误；
B．当没有通入电流时，如图所示的电流表指针不转动，停在中间，当通入方向不同的电流时，指针顺时针转动或逆时针转动，故B错误；
CD．线圈中通电流时，线圈受到安培力的作用使线圈转动，螺旋弹簧被扭紧，阻碍线圈转动，随着弹力的增加，当弹力与安培力平衡时线圈停止转动，故C正确，D错误。
故选C。
6. 如图，M、N是真空中宽为d的匀强磁场的左右边界（边界上有磁场），磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。大量比荷为k的正离子从M边界上的P点以速率v＝kBd进入磁场，速度方向如图所示在180°的范围内，粒子分布均匀，不计离子重力，也不计离子间的相互作用，磁场区域足够长。则（ ）
A. 能从边界N飞出磁场的离子占粒子总数的
B. 从边界飞出磁场的离子中，在磁场中运动的最短时间为
C. 磁场中有离子经过的区域的面积
D. 从边界N飞出磁场的离子中，飞出点与P点距离小于或等于
【答案】BC
【解析】
【详解】A．经D项分析，可知竖直向下入射的离子向右偏转，垂直N边界向右出射，水平向右入射的离子向上偏转与N边界相切，在此范围入射的离子将从N边界出射，对应的入射角度为，而离子的入射角是从0到，故能从边界N飞出磁场的离子占粒子总数的
故A错误；
B．轨迹弦长为d的离子是从N边界飞出的离子中弦长最短，离子运动轨迹圆心角最小，根据几何关系，可知此圆心角为，则离子在磁场中运动的最短时间为
故B正确；
C．有离子经过的磁场区域为半径为d的两个四分之一圆和边长为d的正方形组合而成，磁场中有离子经过的区域的面积为
故C正确；
D．根据洛伦兹力提供向心力
解得正离子运动半径
根据几何关系可知水平向右入射的离子在N边界的切点与竖直向下入射的离子在N边界的飞出点离Р点的距离均为
故飞出点与P点距离小于或等于，故D错误。
故选BC。
7. 如图甲所示，在MN、OP间存在一匀强磁场，t=0时，一正方形光滑金属线框在水平向右的外力F作用下紧贴MN从静止开始做匀加速运动，外力F随时间t变化的图线如图乙所示，已知线框质量m=1kg、电阻R=2Ω，则
A. 线框的加速度为2m/s2
B. 磁场宽度为6m
C. 匀强磁场的磁感应强度为2T
D. 线框进入磁场过程中，通过线框横截面电荷量为C
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB．整个线框在磁场中运动时只受力F作用，则加速度，从线圈进入磁场到出离磁场运动的时间为2s,磁场的宽度d=at12=4m，所以选项A正确，B错误；
C．当线框全部进入磁场的瞬间：F1=F安=ma，而，联立得到：B=2T，所以选项C正确；
D．线圈的宽度，则线框进入磁场过程中，通过线框横截面的电荷量为，所以选D正确．
8. 如图甲所示，一个刚性圆形线圈与电阻R构成闭合回路，线圈平面与所在处的匀强磁场方向垂直，磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。关于线圈中产生的感应电动势e、电阻R消耗的功率P随时间t变化的图象，下列可能正确的有（)
A. B. C. D.
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】AB．根据法拉第电磁感应定律，因为0﹣0.5T和0.5T﹣T磁感应强度的变化率为定值且绝对值相等，所以感应电动势大小不变，A错误B正确；
CD．根据，整个过程中电流大小不变，由知电阻R消耗的功率不变，C错误；D正确；
故选BD。
9. 速度均为的粒子P和Q分别从a点沿着与直径ab夹角为α的方向垂直进入磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，一个粒子恰与直径ab平行向右射出，另一个粒子刚好从直径的另一点b点出射。已知粒子P的质量为5m，电荷量为2q；粒子Q的质量为4m，电荷量为q。不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子P从b点出射B. α＝60°
C. 磁场圆的半径为D. 粒子P与粒子Q在磁场中运动时间之比为2:1
【答案】AC
【解析】
【详解】A．作出两粒子运动轨迹如图
根据洛伦兹力提供向心力，则有
解得
则两粒子半径之比为
设水平向右射出的粒子半径为，从b点射出的粒子半径为，根据几何关系有
，
解得
则有
即较小，对应的是粒子P，即粒子P从b点出射，故A正确；
B．结合A选项可得
解得
即
故B错误；
C．根据
又
解得
故C正确；
D．由几何分析可知P的速度偏转角为，Q的速度偏转角为，P、Q分别在磁场中运动的周期
，
粒子P与粒子Q在磁场中运动时间之比为
故D错误。
故选AC。
10. 如图所示，半径为2L的小圆与半径为3L的圆形金属导轨拥有共同的圆心，在小圆区域内存在垂直于纸面向里的磁感应强度大小为B的匀强磁场，在小圆与导轨之间的环形区域内存在垂直于纸面向外的磁感应强度大小为2B的匀强磁场。现将一长度为3L的导体棒置于磁场中，让其一端O点与圆心重合，另一端与圆形导轨良好接触。在O点与导轨间接入一阻值为r的电阻，导体棒以角速度ω沿导轨逆时针做匀速圆周运动，其他电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A. 导体棒O点的电势比A点的电势低
B. 在导体棒的内部电流由A点至O点
C. 在导体棒旋转一周的时间内，通过电阻r的电荷量为
D. 在导体棒旋转一周的时间内，电阻r产生的焦耳热为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．长度为2L的导体棒切割小圆内磁感线产生的感应电动势为：
E1＝＝2BωL2，
根据右手定则知O点的电势比棒上虚线处的电势高，导体棒在小圆与导轨之间的环形区域切割磁感线产生的感应电动势为：
E2＝2BL＝5BωL2，
根据右手定则知，A点的电势比棒上虚线处的电势高，因E1