2025-2026学年辽宁省沈阳市东北育才学校高二（上）期中物理试卷（含答案）

这是一份2025-2026学年辽宁省沈阳市东北育才学校高二（上）期中物理试卷（含答案），共8页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.下列物理量是矢量，其单位用国际单位制中的基本单位表示正确的是( )
A. 电流/AB. 电场强度kg⋅mA⋅s3C. 磁通量/WbD. 磁感应强度/T
2.物理学家霍尔在实验中发现，当电流垂直于磁场通过导体或半导体材料左右两个端面时，在材料的上下两个端面之间产生电势差。这一现象被称为霍尔效应，产生这种效应的元件叫霍尔元件。如图为霍尔元件的原理示意图，其霍尔电压U与电流I和磁感应强度B的关系可用公式UH=kHIBd表示，其中kH叫该元件的霍尔系数。若该材料单位体积内自由电荷的个数为n，每个自由电荷所带的电荷量为q，根据你所学过的物理知识，判断下列说法正确的是( )
A. 霍尔元件上表面电势一定高于下表面电势
B. 式中霍尔系数可表示为kH=1nq
C. 霍尔系数kH的单位是m2⋅s−1⋅A−1
D. 公式中的d指元件上下表面间的距离
3.如图，真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度的大小为B，场区足够宽，磁场内有一块足够长平面感光薄板ab，板面与磁场方向平行，在距ab的距离L处有一个点状的放射源S，它在纸面内均匀的向各个方向发射比荷相等的带正电的粒子，粒子的速度大小都满足v=BqLm，不计重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是( )
A. 击中ab板的粒子运动的最长时间为3πm4Bq
B. 击中ab板的粒子运动的最短时间为πm2Bq
C. ab上被粒子打中的区域的长度为( 3+1)L
D. 放射源S发射的粒子中有20%的粒子可以击中ab板
4.如图所示，边长为L的N匝正方形线框处在沿竖直方向的磁场中，以角速度ω绕水平轴转动，图示时刻为计时起点，磁感应强度随时间变化的规律为B=B0sin(ωt)，线框通过电刷连接用电器，下列说法正确的是
A. t=0时，线框中的感应电流为0
B. 线框产生的交变电流的周期为2πω
C. t=π2ω时，线框产生的感应电动势最大
D. t=π4ω时，线框中的感应电流最大
5.如图所示，在光滑绝缘水平面上，一矩形线圈以速度v1开始进入磁场，离开磁场区域后速度为v2已知磁场区域宽度大于线圈宽度，则线圈( )
A. 进、出磁场过程通过截面的电荷量不同
B. 进、出磁场过程中产生的焦耳热相同
C. 线圈在磁场中匀速运动的速度为v1+v22
D. 进、出磁场过程的时间相同
6.手机拍照时手的抖动产生的微小加速度会影响拍照质量，光学防抖技术可以消除这种影响。如图，镜头仅通过左、下两侧的弹簧与手机框架相连，两个相同线圈c、d分别固定在镜头右、上两侧，c、d中的一部分处在相同的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。拍照时，手机可实时检测手机框架的微小加速度a的大小和方向，依此自动调节c、d中通入的电流Ic和Id的大小和方向(无抖动时Ic和Id均为零)，使镜头处于零加速度状态。下列说法正确的是( )
A. 若Ic沿顺时针方向，Id=0，则表明a的方向向右
B. 若Id沿顺时针方向，Ic=0，则表明a的方向向上
C. 若a的方向沿左偏上30°，则Ic沿顺时针方向，Id沿逆时针方向且Ic>Id
D. 若a的方向沿右偏上30°，则Ic沿顺时针方向，Id沿顺时针方向且Ic>Id
7.如图所示，在一磁场空间内，悬挂了一个“正方体”金属导体，“正方体”的边长为d，该“正方体”的中间挖去一个边长为r的空心区域，其中d−r≪r，在该“正方体”的上半区域由四根相同的、长度为L的细线提起并悬挂于一点，现在该“正方体”内通入磁场大小为B=kt(k是常量，t是时间)的匀强磁场，方向竖直向上，“正方体”的重力为G，电阻率为ρ，则下列说法不正确的是( )
A. 每根细线承受的拉力为GL4 L2−d22
B. 产生的感应电动势大小为kd2
C. 该正方体的热功率为k2d4(d−r)8ρ
D. 在该正方体周围铺上一层低电阻率(小于ρ)的钢板，可有效降低涡流产生的影响
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.如图所示的纸面内有一根竖直向下的长直导线，导线中通有向下的恒定电流，从靠近导线的位置以水平向右的速度抛出一金属圆环，圆环运动过程中始终处于纸面内。不计空气阻力，以下说法正确的是( )
A. 圆环中会产生顺时针方向的电流
B. 圆环中感应电流的大小始终不变
C. 圆环的水平速度一直在减小
D. 圆环在竖直方向的加速度始终等于重力加速度
9.如图，AOC是光滑的直角金属导轨，AO沿竖直方向，OC沿水平方向。ab为靠在导轨上的一根金属棒。开始时金属棒处于竖直状态，给金属棒一个微小扰动后，金属棒从静止开始在重力作用下运动，运动过程中a、b两端始终不脱离导轨，直至完全落在OC上。整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中。则( )
A. 金属棒中的感应电流方向始终由b到a
B. 金属棒受到的安培力始终与金属棒垂直
C. 金属棒a、b两端的速度大小始终相等
D. 整个运动过程通过金属棒横截面的电荷量为零
10.利用电场和磁场控制带电粒子的运动是现代电子设备的常见设计。如图所示，两水平正对放置的平行金属板MN和PQ之间存在竖直向下的匀强电场和磁感应强度大小为B、垂直纸面的匀强磁场(未画出)。两金属板的板间距为d=3m0v0Bq。质量为2m0、速度为v0、带电荷量为+q的粒子甲和质量为m0、速度为2v0、带电荷量也为+q的粒子乙先后从M、P连线的中点O处沿两平行金属板中轴线进入电场，甲粒子恰好沿轴线射出金属板，乙粒子恰好从MN板右侧的N点射出。两粒子均可视为质点，不计粒子重力、粒子间作用力。下列说法正确的是( )
A. 磁场的方向垂直纸面向外
B. 电场强度的大小为Bv0
C. 乙粒子从N点射出时，速度大小为v0，方向与MN的夹角为30°
D. 金属板的长度可能为(3 3+4π)m0v06qB
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.小明学习自感后进行了以下实验。在图甲所示的电路中，E为电源，L为线圈，闭合开关使灯泡A发光，然后断开开关，发现灯泡A不会立即熄灭，而是持续一小段时间再熄灭。
(1)断开开关后，灯泡上的电流方向______(选填“向左”或“向右”)；若在线圈中插入铁芯后再重复该实验，则断开开关后灯泡上电流持续的时间______(选填“变长”“变短”或“不变”)。
(2)小明为了进一步研究影响灯泡上电流持续时间的因素，保持线圈一定，仅更换电源(内阻不计)或仅更换灯泡进行实验，并用电流传感器(图中未画出)测量开关断开后灯泡中的电流i随时间t的变化。其中的一组图像如图乙所示。
若①②两条曲线对应的电源电动势分别为E1、E2，则其大小关系为______。
若①②两条曲线对应的灯泡电阻分别为R1、R2，则其大小关系为______。
12.(1)某小组同学先用半偏法通过如图甲所示的电路来测量灵敏电流计G的内阻，滑动变阻器R1应______(填“远大于”或“远小于”)Rg；实验步骤如下：
①实验时，先断开开关S2，闭合开关S1，调节滑动变阻器R1，使得G的示数为Ig；
②保持R1的阻值不变，再闭合S2，调节电阻箱R2，使得G的示数为12Ig，此时电阻箱R2的示数如图乙所示，则G的内阻为______Ω；
根据实验方案可知：该实验中G的内阻测量值______(选填“大于”或“小于”)真实值。
(2)该小组同学又设计了图丙所示电路来测量某一电源电动势E和内阻r，其中E1是辅助电源。
实验步骤如下：
①闭合开关S1、S2，调节R1和R2，使灵敏电流计G的示数为零，读出电流表和电压表的示数I1和U1；
②改变R1、R2的阻值，______，读出电流表和电压表的示数I2和U2；
③重复②中的操作，得到多组I和U，根据所得数据作出U−I图像如图丁所示；
由图丁可得：电源电动势E=______V，内阻r=______Ω(结果均保留2位小数)。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.如图所示，分别固定在水平天花板O、O′点的竖直绝缘细线上拴有两金属导体棒AB、CD，两导体棒的质量均为m、长度均为L，AB、CD中通有大小分别为I和2I的恒定电流，方向均水平向右。现对整个装置施加匀强磁场，两棒能再次保持静止时，细线OA、O′B与竖直方向的夹角均为θ。已知两棒始终平行且保持水平，重力加速度大小为g，不计细线重力。
(1)若施加竖直向上的匀强磁场，求匀强磁场的磁感应强度B1的大小；
(2)求所施加匀强磁场的最小磁感应强度B2的大小。
14.如图所示，两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，左、右两侧导轨间距分别为L和2L，分别处于磁感应强度大小为2B和B的竖直向下匀强磁场中，导轨右端接一阻值为R的电阻。金属棒a、b分别置于左、右两侧导轨上，a的电阻为r、长度为L、质量为m，b的电阻为2r、长度为2L、质量为2m。初始时刻开关S断开，静止的两棒用绝缘丝线连接，两棒间置有劲度系数为k、压缩量为x0的轻质绝缘弹簧，弹簧与两棒不连接。剪断丝线，弹簧恢复原长时，a恰好脱离导轨，b速度大小为v0，此时闭合S。已知弹簧弹性势能Ep=12kx2(x为弹簧形变量)，整个过程中两棒与导轨垂直并接触良好，右侧导轨足够长，所有导轨电阻均不计，求：
(1)初始时刻a棒距导轨左端的距离xa；
(2)弹簧恢复原长过程中，a棒上产生的热量Qa。
15.质谱仪是用来分离和检测同位素的科学仪器。某种质谱仪的原理如图，加速电场的电压为U1；速度选择器中磁感应强度为B1，两板电压为U2，两板间距离为d；磁分析器在xOy坐标系的第一、四象限中，其匀强磁场的磁感应强度为B2，各磁场方向如图中所示。一电荷量为q的粒子从容器A右侧小孔进入加速电场，恰能沿直线运动通过速度选择器，从小孔S出来后，进入磁分析器中偏转，轨迹如图中虚线所示，到达y轴上P点时纵坐标为l，不计粒子重力，整个装置处于真空中，求：
(1)粒子经过小孔S的速度v；
(2)粒子的质量m和刚进入加速电场时的初速度v0；
(3)粒子沿直线通过速度选择器后，若由于磁分析器漏气，粒子在磁分析器中受到与速率大小成正比的阻力，轨迹如实线所示，其运动到Q(a,b)点时速度方向刚好沿y轴正向，则粒子所受阻力与速率的比值k是多少？
参考答案
1.B
2.B
3.C
4.C
5.C
6.C
7.D
8.CD
9.BD
10.BD
11.向左;变长 E1=E2;R1>R2
12.远大于;48.0;小于 仍使灵敏电流计的示数为零;1.44;1.33
13.解：(1)由F安=BIL
可知AB棒所受安培力大小F安AB=B1IL，方向水平向外
CD棒所受安培力大小F安CD=2B1IL，方向水平向外
对两棒整体，由平衡条件可知tanθ=3B1IL2mg
解得B1=2mgtanθ3IL
(2)当磁感应强度最小时，对两棒整体，由平衡条件得2mgsinθ=3B2IL
解得B2=2mgsinθ3IL
答：(1)若施加竖直向上的匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度B1的大小为2mgtanθ3IL；
(2)所施加匀强磁场的最小磁感应强度B2的大小为2mgsinθ3IL。
14.(1)初始a棒距左端的距离为2x03 (2)a棒产生的焦耳热为kx026−mv02
15.粒子经过小孔S的速度v为U2dB1；
粒子的质量m为qB1B2ld2U2，刚进入加速电场时的初速度v0为 U22d2B12−4U1U2B1B2ld；
粒子所受阻力与速率的比值k为qB2(l−2b)2a