湖北省黄梅县第一中学2025_2026学年高二上学期周测（11.23）物理试题（含解析）

这是一份湖北省黄梅县第一中学2025_2026学年高二上学期周测（11.23）物理试题（含解析），共21页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1．如图所示，水平放置的U形导线框中接有电源，电流为I，导线框垂直于匀强磁场放置，磁感应强度大小为B，导线框间距为d。一导体棒与竖直虚线成θ角放置，则导体棒所受安培力的大小和方向分别为( )
A．BId，方向水平向右 B．，方向水平向右
C．BId sin θ，方向垂直导体棒向左 D．，方向垂直导体棒向右
2．如图甲是高中物理电学实验中常用的磁电式电流表的结构，其内部磁场分布和线圈中电流流向剖面示意如图乙所示。关于磁电式电流表的下列各项说法中正确的是（ ）
A．当线圈在如图乙所示位置时b端受到的安培力方向向上
B．线圈中电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也越大，线圈偏转的角度也越大
C．电流表中的磁场是匀强磁场
D．线圈无论转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，所以线圈不受安培力
3．如图，在平面内y轴右侧有以O点为圆心、半径为R的半圆形匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于平面向里。大量质量为m、带电荷量为q（）的粒子以速度从y轴上间各点平行于x轴射入磁场。不计粒子间相互作用及粒子受到的重力，则粒子在磁场中运动的最长时间为（ ）
A．B．
C．D．
4．通常用试探电荷研究电场，用电流元来研究磁场。通电导线与磁场方向垂直时，通电导线受到磁场的作用力，由此可定义磁感应强度。下列说法正确的是（ ）
A．比值与电流元无关，是描述磁场性质的物理量
B．由可知与成正比，与成反比
C．磁感应强度是矢量，其方向就是一小段通电导线在该处受磁场力的方向
D．若长为、电流为的导线在某处受到的磁场力为，则该处的磁感应强度大小为
5．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，其霍尔电压与电流和磁感应强度的关系可用公式表示，其中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，每个自由电荷所带的电荷量为，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
C．霍尔系数的单位是
D．公式中的指元件上下表面间的距离
6．极光是由太阳抛射出的高能带电粒子受到地磁场作用，在地球南北极附近与大气碰撞产生的发光现象。赤道平面的地磁场的简化图如图所示：O为地球球心，R为地球半径，将地磁场在半径为R到3R之间的圆环区域看成匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场边缘A处有一粒子源，可在赤道平面内以相同速率向各个方向射入某种带正电粒子，其中沿半径方向（图中1方向）射入磁场的粒子恰不能到达地球表面。不计粒子受到的重力、粒子间的相互作用及大气对粒子运动的影响，不考虑相对论效应，则该种带正电粒子的比荷为（ ）
A．B．
C．D．
7．如图所示，一质量为m、长为L的导体棒水平放置在倾角为θ的光滑斜面上，整个装置处于垂直于斜面向上的匀强磁场中。当导体棒中通有垂直纸面向里的恒定电流I时，磁场的方向由垂直于斜面向上沿逆时针转至水平向左的过程中，导体棒始终静止，重力加速度大小为g，则磁感应强度大小的取值范围是（ ）
A．B．
C．D．
8．如图所示，在竖直平面内一开口向上、长为的绝缘细管竖直放置，管的底部有一带正电的粒子（可视为质点），整个装置位于垂直纸面向里的匀强磁场中。现让细管带着粒子沿水平方向以一定的速度向右匀速运动，当细管的运动距离为时，粒子恰好离开管口，之后粒子在磁场中做匀速圆周运动。不计粒子的重力和一切阻力，当粒子运动到圆周运动的最高点时，其到管口的竖直距离为（ ）
A．B．
C．D．
9．一质量为、电量为的带电粒子以速度从轴上的点垂直轴射入第一象限，第一象限某区域有磁感应强度大小为的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，粒子离开第一象限时速度方向与轴正方向夹角。如图所示（粒子仅受洛伦兹力），下列说法正确的是（ ）
A．如果该磁场区域是圆形，则该磁场的最小面积是
B．如果该磁场区域是圆形，则该磁场的最小面积是
C．如果该磁场区域是矩形，则该磁场的最小面积是
D．如果该磁场区域是矩形，则该磁场的最小面积是
二、多选题（每题4分，对而不全2分，共20分）
10．如图所示，在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电荷量为q、质量为m的带电小球，管道半径略大于小球半径。整个管道处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，磁感应强度方向与管道垂直。现给带电小球一个水平速度v，则在整个运动过程中，带电小球克服摩擦力所做的功可能为（ ）
A．0B．
C．D．
11．如图，在真空中一条理想分界线将平面分为左右两侧。左侧区域存在平行于分界线的匀强电场，右侧区域存在垂直水平面向里的匀强磁场。在左侧电场中有一粒子源，沿垂直分界线的方向射出速率为的带正电粒子（不计重力），带电粒子进入和离开磁场分别经过分界线上的两点（图中未标出），则下列说法中正确的是（ ）
A．若仅增大匀强电场的场强，则之间的距离会增加
B．若仅增大带电粒子的初速度，则之间的距离会增加
C．若仅增大匀强磁场的磁感应强度，则之间的距离会增加
D．若仅增大之间的距离，之间的距离保持不变
12．如图，由两个线段和一个半圆组成的边界CDEFG，CDFG与圆心在同一直线上，边界及边界上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。E为圆弧边界最低点，C处有一个粒子源，能在纸面内发射各种速率的带负电粒子，且粒子速度方向与边界CD的夹角均为60°，圆弧半径及CD距离均为R，粒子比荷的绝对值均为k。不计粒子重力及粒子间相互作用力，下列说法正确的是（ ）
A．粒子能从圆弧边界射出的最大速率为
B．粒子若从E点飞出磁场，则粒子在磁场中运动的时间最长
C．粒子在磁场中运动的最长时间为
D．粒子的速度越大，则粒子在磁场中运动的时间越短
13．圆心为O、半径为R的圆形区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面的匀强磁场(未画出)，磁场边缘上的A点有一带正电粒子源，半径OA竖直，MN与OA平行，且与圆形边界相切于B点，在MN的右侧有范围足够大且水平向左的匀强电场，电场强度大小为E.当粒子的速度大小为v0且沿AO方向时，粒子刚好从B点离开磁场，不计粒子重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A．圆形区域内磁场方向垂直纸面向外
B．粒子的比荷为
C．粒子在磁场中运动的总时间为
D．粒子在电场中运动的总时间为
14．如图所示， 地面上方空间存在匀强磁场， 磁场方向垂直纸面向里。一质量为、电荷量为的小球从距地面高处由静止释放，小球刚好不会撞到地面。不计空气阻力，重力加速度为。小球静止释放到第一次运动到最低点的过程中， 下列说法正确的是（ ）
A．小球的运动轨迹是圆的一部分
B．该过程中小球机械能守恒
C．小球的最大速度为
D．匀强磁场的磁感应强度大小为
三、实验题
15．（10分）某实验小组的同学设计了一简易欧姆表，该欧姆表能实现欧姆调零，其实验器材为：
A．干电池（电动势，内阻不计）
B．电流表G（满偏电流，内阻）
C．滑动变阻器R（最大阻值为1000Ω）
D．定值电阻
E.开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干
(1)插孔a应插入 （选填“红”或“黑”）表笔；
(2)已知，开关S断开时，欧姆调零时滑动变阻器接入电路的阻值为，开关S闭合时，欧姆调零时滑动变阻器接入电路的阻值为，且，则 ；
(3)该实验小组的同学利用该简易欧姆表测量电压表的内阻，将开关S闭合，测量时应将a表笔与电压表的 （选填“正”或“负”）接线柱相连接，电路接通后，电流表的指针刚好指在正中央，电压表指针偏转的角度为满偏的，则电压表的内阻为 Ω，电压表的量程为 V。
16．（4分）如图甲所示，用铜片、铝片和可乐可以做成可乐电池，电动势在0.4 V～0.6 V范围内，内阻几千欧，某实验兴趣小组制作了一个可乐电池并测量其电动势和内阻。
（1）如图乙所示，直接用多用电表“直流2.5 V”挡测量出可乐电池的电动势为 V。
（2）现有实验器材：
A．电压表（0～3 V；约为3000） B．电流表（0～300μA，为300）
C．电阻箱（0～9999） D．滑动变阻器（0～20） E．开关，导线若干
①为了更准确测量可乐电池的电动势和内阻，选择合适的器材并按电路图 完成电路连接。
A． B． C． D．
②通过数据处理画出相应的可乐电池图像如图实线所示，可知该可乐电池的内阻约为 （保留2位有效数字）。
③将该可乐电池静置5h后再次测量获得的图像如图丙虚线所示，可知该可乐电池的电动势 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
四、解答题
17．（9分）平面直角坐标系中，第Ⅰ象限存在沿轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从轴负半轴上的P点与轴正方向成120°垂直磁场射入第Ⅳ象限，经轴上的N点与轴正方向成120°角射入电场，最后从轴正半轴上的M点以垂直于y轴方向的速度射出电场，粒子从P点射入磁场的速度为，不计粒子重力，求
(1)粒子在磁场中运动的轨道半径R；
(2)粒子从P点运动到M点的总时间t；
(3)匀强电场的场强大小E；
18．（10分）如图所示，水平导轨间距，导轨电阻忽略不计；导体棒的质量，电阻，与导轨接触良好。电源电动势，内阻，电阻。匀强磁场的方向竖直向上，棒的中点用轻质细绳经定滑轮与物体相连，细绳对的拉力为水平方向，物体的质量。棒与导轨的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，定滑轮摩擦不计，重力加速度，始终处于静止状态。求磁感应强度的最大值和最小值。
19．（10分）如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在x>0的区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场I，第二象限内存在沿x轴正方向的匀强电场，第三象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场Ⅱ。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从x轴上的A点（坐标未知）沿y轴正方向以一定的初速度射入第二象限，经电场偏转后从y轴上的M点进入第一象限，经匀强磁场I偏转后从y轴上的N点进入第三象限，经匀强磁场Ⅱ偏转后，最后粒子返回A点时的速度方向与初速度方向相同。已知粒子经过M点时速度方向与y轴正方向的夹角θ=37°、大小为v，M点到原点O的距离为8L，N点到原点O的距离为9L，取，，不计粒子重力。求：
(1)匀强磁场I的磁感应强度大小；
(2)粒子通过第三象限所用的时间；
20．（10分）如图所示，光滑水平地面上放置一足够长且上表面绝缘的小车，小车不带电、质量为M=0.08kg，现将一带负电、电荷量q=0.5C，质量m=0.02kg的滑块放在小车的左端，滑块与绝缘板间的动摩擦因数μ=0.4，它们所在空间存在范围足够大的、磁感应强度为B=1T的垂直于纸面向里的匀强磁场。开始时小车和滑块均静止，一不可伸长的轻质细绳长L=0.8m，一端固定在O点，另一端与质量m1=0.04kg的小球相连，把小球拉至水平位置由静止释放，当小球运动到最低点时与小车相撞，碰撞时间极短，碰撞后小球恰好静止，g取10m/s2。求：
(1)与小车碰撞前，小球受到细线拉力的最大值；
(2)碰撞后小车和滑块所能获得的最终速度大小。
参考答案
1．D
【详解】导体棒的有效长度，即电流方向长度，由几何关系得
代入安培力公式 得
再用左手定则，磁场向里、电流沿导体棒，安培力方向垂直导体棒向右。 故选D。
2．B
【详解】A．由左手定则可知，当线圈在如图乙所示位置时b端受到的安培力方向向下，故A错误；
B．线圈中电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也越大，线圈偏转的角度也越大，故B正确；
C．电流表中的磁场是均匀地辐向分布的，不是匀强磁场，故C错误；
D．蹄形磁铁和铁芯之间的磁场是均匀辐向分布，不管线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，但a、b与磁场垂直，受安培力，故D错误。 故选B。
3．A
【详解】粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有
解得粒子运动的半径为
运动的周期为
粒子进入磁场如图
粒子从A射出磁场对应的圆心为C，此时有
时间最长对应圆心角最大，对应AB最大，由几何知识得，当粒子从c点射出时轨迹圆的圆心角最大，如图所示，
此时，即，则粒子在磁场中运动的最长时间为，故选A。
4．A
【详解】A．比值由磁场本身决定，与电流元无关，是描述磁场强弱的物理量，故A正确；
B．磁感应强度是磁场本身的属性，与和无关，公式仅用于计算，故B错误；
C．磁感应强度方向由磁场本身决定，与导线受力方向垂直（由左手定则判断），故C错误；
D．仅当导线与磁场垂直时，才成立；若导线与磁场不垂直，实际磁感应强度大小大于，故D错误。 故选A。
5．B
【详解】A．霍尔电压的产生是由于运动电荷在磁场中受洛伦兹力发生偏转，导致上下表面积累电荷。若自由电荷为正，根据左手定则，正电荷向某一表面偏转；若为负电荷，如金属中的电子，偏转方向相反，因此上表面电势不一定高于下表面，A错误；
B．当自由电荷受力平衡时，为上下表面间距，
为前后表面间距，
结合电流微观表达式
联立推导可得霍尔系数，B正确；
C．由 单位为，单位为，故单位为，并非，C错误；
D．公式中是垂直于电流和磁场方向的横截面积边长，而非上下表面距离，D错误； 故选B。
6．B
【详解】设该种带正电粒子的轨迹半径为r，由几何关系可得 解得
由 可得 故选B。
7．D
【详解】
如图导体棒受到重力mg、斜面的弹力和安培力，且三力的合力为零，从图中可以看出，在磁场方向变化的过程中，安培力一直变大，导体棒受到斜面的弹力一直变小，由于，其中电流I和导体棒的长度L均不变，故磁感应强度渐渐变大，当磁场方向垂直斜面向上时，安培力沿斜面向上，此时安培力最小，最小值为 则
当磁场方向水平向左时，安培力方向竖直向上，此时对应的安培力最大，最大安培力为
则磁感应强度的最大值。 故选D。
8．B
【详解】设匀强磁场的磁感应强度大小为，粒子的质量为、电荷量为，细管向右匀速运动的速度大小为，粒子在细管中的加速度大小为，则有
设粒子离开细管时在竖直方向的分速度大小为，则有
由题可知， 联立解得，
故粒子离开管口时的速度大小为
粒子与水平方向之间夹角的余弦值为
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，根据牛顿第二定律可得
解得
粒子在磁场中的运动轨迹如图所示
由几何关系可知，粒子运动到圆周运动的最高点时，其到管口的竖直距离为
故选B。
9．C
【详解】AB．由洛伦兹力充当向心力得
所以半径为
运动轨迹如图所示
若是圆形区域磁场，则以为直径的圆面积最小，
故最小面积为，故AB错误；
CD．若是矩形区域磁场，则以为长，以圆弧最高点到的距离为宽，则矩形的面积最小。
其中
所以矩形区域磁场最小面积为，故C正确，D错误。
故选C。
10．ACD
【详解】当小球带负电时，对小球受力分析如图甲所示，随着向右运动，速度逐渐减小，直到速度减小为零，所以克服摩擦力做的功为。
当小球带正电时，设当洛伦兹力等于重力时，小球的速度为v0，则mg＝qv0B，即
当v＝v0时，受力分析如图乙所示，重力与洛伦兹力平衡，所以小球做匀速运动时克服摩擦力做的功为W＝0
当vv0时，受力分析如图丁所示，管壁对小球有向下的弹力，随着小球向右减速运动，洛伦兹力逐渐减小，弹力逐渐减小，摩擦力逐渐减小，直到弹力减小到零，摩擦力也为零，此时重力和洛伦兹力平衡，此后小球向右做匀速运动，所以克服摩擦力做的功为
故选ACD。
11．BD
【详解】粒子进入磁场时 可得
之间的距离 其中
为粒子经过点时速度方向与分界线之间的夹角，可得 故选BD。
12．AC
【详解】A．粒子能从圆弧边界射出的最大速率时，应从F点射出，几何关系可知
因为
联立解得，故A正确；
B．则粒子在磁场中运动的时间最长时，轨迹圆弧所对应的圆心角最大，则弦切角最大，故射出点与C点的连线应与边界圆弧相切，而不是E点，故B错误；
C．则粒子在磁场中运动的时间最长时，轨迹圆弧所对应的圆心角最大，则弦切角最大，故射出点与C点的连线应与边界圆弧相切，此时圆心角为，故运动时间，故C正确；
D．粒子速度越大，在F、G之间射出，则时间不变。故D错误。 故选AC。
13．ABD
【详解】A．根据题意可知，粒子从A点进入磁场时，受到洛伦兹力的作用，根据左手定则可知，圆形区域内磁场方向垂直纸面向外，故A正确；
B．根据题意可知，粒子在磁场中的运动轨迹如图甲所示
根据几何关系可知，粒子做圆周运动的半径为R，粒子在磁场中运动轨迹所对圆心角为，根据洛伦兹力提供向心力则有
解得，故B正确；
C．根据题意可知，粒子从B点进入电场之后，先向右做减速运动，再向左做加速运动，再次到达B点时，速度的大小仍为v0，再次进入磁场，运动轨迹如图乙所示．
则粒子在磁场中的运动时间为，故C错误；
D．粒子在电场中，根据牛顿第二定律有Eq＝ma
解得
根据v0＝at结合对称性可得，粒子在电场中运动的总时间为，故D正确。
故选ABD。
14．BCD
【详解】A．小球运动过程中，受到重力和洛伦兹力的作用，所受合外力大小和方向都在变，其运动轨迹不是圆的一部分，故A错误；
B．小球运动过程中，受到重力和洛伦兹力的作用，洛伦兹力始终不做功，只有重力势能和动能的相互转化，机械能守恒，故B正确；
C．小球静止释放到第一次运动到最低点的过程中，由动能定理得
解得，故C正确；
D．对小球由动量定理得有 其中
解得，故D正确。 故选BCD。
15．(1)红 (2)300 (3) 负 500 3
【详解】（1）电流从红表笔流入电表，从黑表笔流出，由图可知，电流从电源负极流入电表，故插孔a应插入红表笔；
（2）开关S断开时，欧姆调零后，根据闭合电路欧姆定律，有
开关S闭合时，欧姆调零后，根据闭合电路欧姆定律，有
又，解得，，；
（3）[1]a表笔与简易欧姆表电源负极相连，则应将a表笔与电压表的负接线柱相连接；
[2]开关S闭合，电流表的指针刚好指在正中央，根据闭合电路欧姆定律，有
其中 欧姆表的内阻
解得；
[3]此时流过电压表的电流
电压表此时的电压为
电压表指针偏转的角度为满偏的，则电压表的量程为。
16． A 不变
【详解】（1）[1]选择“直流2.5 V”挡时分度值为，估读到，可得可乐电池的电动势大小为
（2）[2]电流表内阻已知，将其与电阻箱串联，电流表测量流过电路的准确电流，通过闭合电路欧姆定律得到电动势和电路中总电阻的关系，以减小系统误差。
故选A。
[3]根据电路图和闭合电路欧姆定律可得
整理得
所以可得图像的斜率表示电源电动势，纵截距的绝对值表示电池内阻和电流表的内阻之和，根据图线可得 解得
[4]根据前面分析可得图像的斜率表示电源电动势，虚线所示图线的斜率不变，所以可乐电池的电动势不变。
17．(1) (2) (3)
【详解】（1）洛伦兹力提供圆周运动的向心力，则有
可得粒子在磁场中运动的轨道半径
（2）作出粒子运动轨迹如图所示
由几何关系可知，粒子在磁场中转过的角度为150°，粒子在磁场中运动的周期
则粒子在磁场中运动的时间
由几何知识可得
从N到M运动的时间
则粒子从P点运动到M点的总时间
（3）在电场中竖直方向则有
解得
18．；
【详解】根据闭合电路欧姆定律，回路中电流大小
解得
导体棒受到的最大静摩擦力为
绳对导体棒的拉力为
导体棒将要向左滑动时，摩擦力达到最大向右，有
解得
导体棒将要向右滑动时，摩擦力达到最大向左，有
解得
可知磁感应强度的最大值和最小值分别为、。
19．(1)
(2)
【详解】（1）粒子在匀强磁场内做匀速圆周运动，设粒子的半径为，根据几何关系有
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
（2）设粒子在第三象限内做匀速圆周运动的半径为，根据几何关系有
粒子在第三象限内通过的弧长
粒子通过第三象限所用的时间
解得
20．(1)1.2N
(2)1.9m/s
【详解】（1）小球下摆过程，根据机械能守恒有
解得
小球在最低点
解得
由牛顿第三定律得小球对细绳的拉力与T等大反向，所以小球对细绳的拉力最大值为1.2N，竖直向下。
（2）小球与小车碰撞
解得小车速度
假设滑块与车最终相对静止
解得滑块速度
由此得出F洛=qv2B=0.8N>mg，故假设不成立，因此滑块最终悬浮qv3B=mg
解得
滑块与小车动量守恒
解得
所以最终滑块速度大小为0.4m/s，最终小车速度大小为1.9m/s。