湖北省部分名校2024-2025学年高二上学期11月期中联考物理试题（B）

湖北省新高考联考协作体*物理 B 试卷（共 6 页）第 1 页 2024年湖北部分名校高二期中联考 高二物理 B 试卷 命题学校：黄石三中 命题教师：柯云霞 审题学校：鄂州高中 考试时间：2024 年 11 月 13 日上午 10:30-11:45 试卷满分：100 分 注意事项: 1. 答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考 证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2. 选择题的作答:每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写 在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3. 非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸 和答题卡上的非答题区域均无效。 一．选择题（本大题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分。在每小题给出的四个选项中，第 1—7 题只有一项符合题目要求，第 8—10 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的 得 2分，有选错的得 0分。） 1. 教材中的四幅插图，下列关于这几幅图说法正确的是( ) A．图甲为库仑扭秤装置，库仑通过此实验装置研究得出电荷之间的静电力与其之间距离成 反比关系 B．图乙中小磁针在通电导线下发生偏转，表明电流具有磁效应，法拉第最先发现电流的磁 效应 C．图丙是磁电式电流表内部结构示意图，当有电流流过时，线圈在磁极间产生的匀强磁场 中偏转 D．图丁为回旋加速器装置，仅增大 D形盒半径，则粒子能够获得的最大速度增大 湖北省新高考联考协作体*物理 B 试卷（共 6 页）第 2 页 2. 如图所示，天花板下方用轻绳系着长直导线，水平桌面有一条形磁铁放在导线的正中下方， 磁铁正上方吊着导线与磁铁垂直，当导线中通入向纸内的电流时，则( ) A．悬线上的拉力变大 B．悬线上的拉力变小 C．条形磁铁对桌面压力不变 D．条形磁铁对桌面压力变大 3. 地磁场通过改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，从而保护着地球上的生命。假设所有的宇 宙射线从各个方向垂直射向地球表面，那么以下说法正确的是( ) A．地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处都相同 B．由于南北极磁场最强，因此阻挡作用最强 C．沿地球赤道平面垂直射来的高能负电荷向西偏转 D．沿地球赤道平面垂直射来的高能正电荷向地球两极偏转 4. “工欲善其事，必先利其器”。由于冷冻电镜的存在，中国科学家得以成功捕捉到新冠病毒 表面 S蛋白与人体细胞表面 ACE2蛋白的结合过程，揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱。 电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，其中的一种电子透镜的一部分电场分布如图所示，虚 线为等差等势面，一电子仅在电场力作用下运动的轨迹如图中实线所示，�、�是轨迹上的两 点，则( ) A．电子在 a点的加速度大于在 b点的加速度 B．电子在 a点的动能大于在 b点的动能 C．a点的电势高于 b点的电势 D．电子在 a点的电势能大于在 b点的电势能 5. 下面各电路图中关于多用电表的使用，操作正确的是( ) A．甲图是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压，表笔接法正确 B．乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流，表笔接法正确 C．测电阻时，可按图丙连接方式测量 D．丁图中用的是多用电表电阻挡测量二极管的反向电阻 湖北省新高考联考协作体*物理 B 试卷（共 6 页）第 3 页 6. 带电粒子在磁场中运动的实例如图所示，下列判断正确的有( ) A．甲图中，只有速度为 B Ev 0 的带电粒子从 P射入，才能做匀速直线运动从 Q射出 B．乙图中，同种带电粒子在磁场中运动的半径越大，周期也越大 C．丙图中，直线加速器使用直流电，且电压越大，粒子获得的能量越高 D．丁图中，磁感应强度增大时，�、�两表面间的电压 U减小 7. 电鳗是一种放电能力很强的淡水鱼类，它能借助分布在身体两侧肌肉内的起电斑产生电流。 某电鳗体中的起电斑并排成 140 行，每行串有 5000个起电斑，沿着身体延伸分布。已知每 个起电斑的内阻为 0.25Ω，并能产生 0.15 V的电动势。该起电斑阵列一端在电鳗的头部而另 一端接近其尾部，与电鳗周围的水形成回路。假设回路中水的等效电阻为 800Ω，则电鳗放 电时，其电路中的总电流是多少？（提示：电鳗的诸多起电斑构成了一个串、并联电池组。 已知 n个相同电池并联时，电池组的电动势等于一个支路的电动势，内阻等于一个支路内阻 的 n分之一）( ) A． 151 140 A B． 16 15 A C． 15 14 A D． 151 1 A 8. 关于电场和磁场的描述，下列说法正确的是( ) A．两根通有反向电流的平行直导线之间，存在着相互排斥的安培力 B．通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用 C．洛伦兹力对带电粒子一定不做功 D．带电粒子（不计重力）在匀强磁场中一定做直线运动或匀速圆周运动 湖北省新高考联考协作体*物理 B 试卷（共 6 页）第 4 页 9. 某电源的路端电压与流过电源的电流关系如图甲所示，把该电源连入如图乙所示电路，电流 表内阻为 0.2Ω，定值电阻 R=0.8Ω，电动机线圈电阻�0 = 1Ω，电动机启动瞬间当作纯电阻 处理，由以上信息可以得到( ) A．电源电动势为 2V B．电源内阻为 2Ω C．开关闭合瞬间，电流表示数为 A 5 2 D．假设电动机正常工作时电流表示数为 0.9A，则电动机效率约为 77.8% 10. 如图所示，虚线MN右侧存在水平向右的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，从MN左侧 以初速度 v0水平抛出一质量为�、电荷量为-q的带电小球，测得小球进入叠加场前水平位移 和竖直位移之比为 2:1，若带电小球进入叠加场后做直线运动，则有( ) A．小球做平抛运动的时间 g vt 02 B．匀强电场的电场强度 q mgE  C．匀强磁场的磁感应强度 0qv mgB  D．无法确定 E，B的大小，但 E和 B应满足 0vB E  二．非选择题（本大题共 5小题，共 60 分） 11. （6分）某校一物理兴趣小组为了探究通电导线受力与什么因素有关，设计了如图所示的实 验。 (1) 甲同学为了探究安培力大小的影响因素，分别接通“1、4” 和“1、2”，发现导线偏转的角度不同，说明导线受到的力 的大小与______有关。(选填“电流 I”或“导线在磁场中长 度”) (2) 乙同学为了探究安培力方向的影响因素，只上下交换磁极的位置以改变磁场方向，导线受力 的方向______(选填“改变”或“不改变”)。 (3) 若交换磁极的位置同时改变导线中电流的方向，导线受力的方向______(选填“改变”或“不改 变”)。 湖北省新高考联考协作体*物理 B 试卷（共 6 页）第 5 页 12. （10分）小琪同学在家里发现一段未知的较细的合金丝导线，在老师的指导下测出了这个合 金导线的电阻率。具体操作步骤： (1) 小琪同学先截取一段合金丝，拉直后用螺旋测微器测出合金丝的直径 D=______mm; (2) 随后将合金丝接入她设计的如图所示电路中，用游标卡尺测出合 金丝接入电路中长度 L=_________cm； (3) 闭合 S1，将 S2先后与�、�相连。电压表的示数分别为 U1=0.94V， U2=1.49V；电流表的示数分别为 I1=0.35A，I2=0.33A。根据以上 测量数据判断，当 S2处于位置______(选“�”或“�”)时，测量相对准确，测量值�� = ______Ω。 (结果保留两位有效数字) (4) 根据以上测量数据，测得该合金丝相对准确的电阻率�=______Ω·m(π取 3.14，结果保留两位 有效数字)，如果仅只考虑电表电阻带来的误差，则该电阻率的测量值______真实值（填“大 于”或“等于”或“小于”）。 13. （10分）如图所示，宽为 L的光滑导轨与水平面成�角，质量为�、长为 L的金属杆水平放 置在导轨上。空间存在着竖直向上的大小未知的匀强磁场，当回路总电流为 I1时，金属杆恰 好能静止。求： (1) 磁感应强度 B的大小。 (2) 若保持 B的大小不变而改变 B的方向，使金属 杆仍然保持静止，求回路总电流的最小值 I2和 此时 B的方向。 湖北省新高考联考协作体*物理 B 试卷（共 6 页）第 6 页 14. （16分）如图所示，两相同极板 A与 B的长度为 L，相距为 d，极板间的电压为 U。一个质 量为 m的带电小液滴沿平行于板面的方向从 AB极板射入电场中，恰好沿直线穿过板间。把 两板间的电场看作匀强电场，g=10m/s2。 (1) 小液滴带何种电荷？带电量 q为多少？ (2) 若射入速度为 v0电荷量为 e的电子，求电子射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离。 15. （18分）如图所示的���坐标系中，第一象限内存在与 x轴成 30°角斜向下的匀强电场，电 场强度 E=400N/C；第四象限内存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场，其沿 x轴方向的宽度 为 OA，沿 y轴负方向宽度无限大，磁感应强度 B=1×10-4T.现有一比荷为 11102 m q C/kg的 正离子(不计重力)，以速度 v0= 2×106m/s从 O点射入磁场，与 x轴正方向夹角α=60°，离 子通过磁场后刚好从 A点射出，之后进入电场。 (1) 求 OA宽度等于多少？ (2) 从 O点开始，经多长时间粒子第二次到达 x轴（答案可以用根号和π表示）； (3) 若离子进入磁场后，某时刻再加一个同方向的匀强磁场使离子做完整的圆周运动，求所 加磁场磁感应强度的最小值． 2024年湖北部分名校高二期中联考 高二物理答案解析 1.【答案】D【解答】A、电荷之间的静电力与其之间距离的平方成反比关系，故 A错误； B、奥斯特最先发现电流的磁效应，故 B错误； C、线圈在磁极间产生的磁场为均匀辐向磁场，该磁场为非匀强磁场，故 C错误； D、根据洛伦兹力提供向心力有 qvB = mv 2 r ，当 r = R(R为 D形盒半径)时，粒子的速度最大，为 v = BqR m ，故仅增大 D形盒半径，粒子能够获得的最大速度增大，故 D正确。故选 D． 2.【答案】A【解答】AB.以导线为研究对象，导线所在位置的磁场方向水平向右，导线中电流方 向向里，由左手定则可知，导线所受安培力的方向竖直向下，悬线拉力变大，故 A正确，B错误； CD.由牛顿第三定律得知，导线对磁铁的磁场力方向竖直向上，则磁铁对桌面的力变小，故 CD错 误。 3.【答案】C【解答】高能带电粒子到达地球附近会受到地磁场的洛伦兹力作用，发生偏转，磁 感应强度不同，所受到的洛伦兹力不同，故 A错误；地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻 挡作用在南、北两极最弱，赤道附近最强，故 B错误；地磁场会使沿地球赤道平面垂直射来的宇 宙射线中的带正电粒子向东偏转，带负电粒子向西偏转，故 C正确，D错误。 4.【答案】D【解答】A．b点所处位置等势面比 a点所处位置等势面密集，又相邻等势面间的电 势差相等，根据 E = U d 可知，a点的电场强度小于 b点的电场强度，a点的加速度小于在 b点的加 速度，A错误。 BCD.根据电场方向与等势面垂直，电场力方向位于运动轨迹的 凹侧，电子在电场中的受力和电场方向如图所示。 根据沿电场方向电势降低，可知 a点的电势低于 b点的电势； 由于电子带负电，电子在 a点的电势能大于在 b点的电势能； 由于只有电场力做功，电势能和动能之和保持不变，故电子在 a点的动能小于在 b点的动能，D正确，BC错误。故选 D。 5.【答案】B【解答】A.测电压时，红表笔接正极，应接灯泡的左端，黑表笔接负极，接灯泡右 端，所以图甲连接方式红、黑表笔接法有误，故 A错误； B.测电流时，电表应该串联接入电路，且电流应从红表笔进入从黑表笔流出，故 B正确； C.测量电阻时，应将待测电阻与电路断开后测量，故 C错误； D.因为欧姆表的黑表笔与内部电池的正极相连，所以测量二极管反向电阻时，应将黑表笔与二极 管的负极相连，故 D错误。 6.【答案】A【解答】A.带电粒子从 P射入时，电场力与洛伦兹力相互平衡 qE = qv0B，解得v0 = E B ； 粒子做匀速直线运动从 Q射出；若正电的粒子从 Q射入，电场力和洛伦兹力均向下，粒子向下偏 转，若负电的粒子从 Q射入，电场力和洛伦兹力均向上，粒子向上偏转，故 A正确； B.带电粒子在磁场中运动的周期为 T = 2πm qB ，与半径大小无关，故 B错误； C.直线加速器应使用交流电，故 C错误； D.当 a、b两表面间的电压 U稳定时，根据平衡条件 qvB = q U d 可知，磁感应强度增大时，a、b两表面间的电压 U增大，故 D错误。故选 A。 7.【答案】A【解答】解：电鳗与周围的水形成的回路等效电路如图所示，起电斑阵列相当于 140 × 5000个电池构成的电池组。 根据电池组的串、并联规律，E串 = nE，r串 = nr，E并 = E，r并 = r n， 电池组的电动势E总 = 5000 × 0.15 V = 750 V，内阻 r = 0.25×5000 140 Ω = 125 14 Ω， 外电路等效电阻 R = 800 Ω。 根据闭合电路欧姆定律，有E总 = I(R + r)，解得 I = 140 151 A。 8.【答案】AC【解答】根据电流与电流之间的相互作用可知，两根通有反方向电流的平行直导线 之间，存在着相互排斥的安培力故 A正确；安培力 F = BILsin θ，其中θ为电流方向与磁场方向 的夹角，安培力的大小与通电直导线和匀强磁场方向的夹角有关．如θ = 0°时，就算有电流和磁 场也不会有安培力，故 B错误；洛伦兹力时刻与速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功，故 C正确； 带电粒子初速度为零时会静止，带电粒子速度方向与磁场不是平行或垂直时，会做螺旋运动，故 D错误。 9.【答案】AD【解答】 AB.根据路端电压与干路电流的关系有 U = E − Ir，结合图甲有 E = 2V， r = 2−1 1 Ω = 1Ω，故 A 正确，B错误； C.根据题意可知，开关闭合瞬间，可将电动机当作纯电阻处理，则此时外电阻为R外 = 0.5Ω， 则此时的路端电压为U1 = E − I1r = E − E r+R 外 r = 2 3 V， 则开关闭合瞬间，电流表示数为I2 = 2 3 A，故 C错误； D.若电动机正常工作时电流表示数为 0.9A，则并联电压为U2 = 0.9 × 1V = 0.9V， 则电路的干路电流为I3 = E−U2 r = 2−0.9 1 A = 1.1A， 通过电动机的电流为I4 = 1.1A − 0.9A = 0.2A， 则电动机效率约为η = U2I4−I4 2R0 U2I4 0/0 = 0.9×0.2−0.22×1 0.9×0.2 0/0 ≈ 77.8 0/0，故 D正确。故选 BD。 10. BC【解答】解：A.小球在进入叠加场前做平抛运动，则根据平抛运动在不同方向上的运动特 点和几何关系可得： x y = v0t 1 2 gt 2 = 2v0 gt = 2 1 得 t = v0 g，故 A错误； B.小球进入叠加场后受力分析如图所示 根据平抛运动推论 tanα = 2tanθ = 1 则 qE = mg 得 E = mg q ，故 B正确； CD.由于小球进入叠加场后做直线运动，所在重力、电场力的合力等于洛伦兹力，则有 qvB = mgcosα 又 v = v0cosα 联立解得 B = mg qv0 ，所以能确定 E、B的大小，故 C正确，D错误。故选：BC。 11.【答案】导线在磁场中长度(2分）改变(2分）不改变(2分） 12.【答案】(1)1.170（1.169~1.171均可）(1分） （2） 10.230(1分） (3)a(2分） 2.7(2分） （4）2.8×10-5 (2分） 小于(2分） 【解答】(1)螺旋测微器的精确度为 0.01mm，需要估读一位，合金丝的直径为 d = 1mm+ 17.0 × 0.01mm = 1.170mm。游标卡尺是 20分度的，游标卡尺的精度是 0.05mm，由图示游标卡尺可知， 金属丝的长度 L = 102mm+ 6 × 0.05mm = 102.30mm=10.230cm (2)闭合S1，当S2处于位置 a时，电压表和电流表的示数分别为U1 = 0.94V，I1 = 0.35A；当S2处 于位置 b时，电压表和电流表的示数分别为U2 = 1.49V，I2 = 0.33A。 电压表示数的变化 ΔU U2 = 1.49−0.94 1.49 ≈ 0.37 电流表示数的变化 ΔI I2 = 0.35−0.33 0.33 ≈ 0.06 由以上计算可知电压表的示数变化明显，说明电流表的分压作用较大，因此测量应采用电流表外 接法，即S2处于位置 a时，测量相对准确。 由欧姆定律可得合金丝电阻测量值为Rx = U1 I1 = 0.94 0.35 Ω = 2.7Ω； (3)由ρ = πD 2R 4L ，带入数据得ρ =2.8×10-5，由电流表外接法可知，电阻 R测量值小于真实值,又ρ = πD2R 4L ，因此ρ测量值小于真实值。 13.解：（1）磁场竖直向上，由平衡条件可得 BI1L = mgtanα(2分） 解得 B = mgtanα I1L (2分） （2）易知当电流I2有最小值时,磁感应强度方向垂直于导轨平面向上(2分） 由平衡条件可得 F = mgsinα 即 BI2L = mgsinα(2分） 解得I2=I1cosα(2分） 14.解：（1）依题意粒子做直线运动，电场力与重力平衡，由于上极板带正电，因此粒子带负电 荷(2分） 根据平衡条件，则有： d qU = mg (2分） 代入数据得：q = U mgd (2分） （2）电子在电场中运动的加速度是 a= m eE = md eU (2分） 设粒子飞出的时间为 t，由水平方向粒子做匀速运动：L = v0t (2分） 电子射出电场时，在垂直于板面方向偏移的距离为 y=1 2 at2(2分） 联立解得： y = eUL 2 2mdv02 (4分） 15.【答案】(1)离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力， 由 Bqv0 = m v0 2 r1 ，解得r1 = 0.1 m(2分） 由几何关系得离子在磁场中的轨迹半径 OA=2r1sinα，(2分） 解得 OA= 3 10 m(2分） (2) 粒子在磁场中，有几何关系可知圆心角θ=2α=120°， 则在磁场中运动时间 t1= θ 360 · 2πr1 v0 = π 3 × 10−7s(2分） 离子进入电场后，经过时间 t2再次到达 x轴上， 分析知离子在电场中做类平抛运动， 离子沿垂直电场方向做速度为v0的匀速直线运动，位移为l1， 则l1 = v0t2 离子沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为 a，位移为l2， 则 Eq = ma，l2 = 1 2 at22 由几何关系可知 tan60∘ = l2l1，代入数据解得 t2= 3 2 × 10−7s(2分） 则总时间 t=t1＋t2=（ π 3＋ 3 2 ）× 10−7s(2分） (3)由 Bqv = m v 2 r 知，B越小，r越大，设离子在磁场中最大轨迹半径为 R， 由图中几何关系得 R = 1 2 (r1 − r1cosα) = 0.025m，(2分）由牛顿运动定律得B1qv0 = m v0 2 R ，得B1 = 4 × 10−4 T，(2分） 则外加磁场磁感应强度的最小值B2 = B1 − B = 3 × 10−4 T．(2分） 2024年湖北部分名校高二期中联考 6 10 (10分） 物理B 答题卡 （正面朝上，切勿贴出虚线方框） 湖北省新高考联考协作体*物理B答题卡（共4页）第1 湖北省新高考联考协作体*物理B答题卡（共4页）第2页页 40 60 11 12 3 13 4 2 (18分） 湖北省新高考联考协作体*物理B答题卡（共4页）第3页 （16分） 湖北省新高考联考协作体*物理B答题卡（共4页）第4页