精品解析：北京市北京师范大学附属中学2025-2026学年高二上学期期中考试物理试题

北京师大附中2025—2026学年（上）高二期中考试 物理试卷 考生须知 1．本试卷有四道大题，共10页。考试时长90分钟，满分100分。 2．考生务必将答案写在答题卡上，在试卷上作答无效。 3．考试结束后，考生应将答题卡交回。 第Ⅰ卷 选择题（共48分） 一、单项选择题，本大题共10小题，共30分。 1. 关于磁感应强度的下列说法中，正确的是（　　） A. 由可知，B与电流I成反比 B. 由可知，B与电流受到的安培力F成正比 C. 垂直磁场放置的通电导线所受磁场力的方向就是磁感应强度方向 D. 磁感应强度的方向是小磁针静止时N极所指的方向 2. 如图所示，正确标明了通电导线所受安培力F方向的是（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R的滑动头向右滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电压表的示数减小，电流表的示数增大 B. 电压表的示数增大，电流表的示数减小 C. 电压表与电流表的示数都减小 D. 电压表与电流表的示数都增大 4. 在一可自由转动的小磁针正上方放置一水平直导线。在导线中通有某一方向电流后，小磁针静止时N极指向北偏东方向，如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 导线中的电流方向是由南向北 B. 导线中的电流方向是由西向东 C. 若将导线中的电流增大，小磁针N极可能指向东偏南方向 D. 若将导线中的电流增大，小磁针N极可能略向东偏转 5. 如图，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为El，若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2．则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比El∶E2分别为 A. c→a，2∶1 B. a→c，2∶1 C. a→c，1∶2 D. c→a，1∶2 6. 如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场．一带电粒子垂直磁场边界从a点射入，从b点射出．下列说法正确的是 A. 粒子带正电 B. 粒子在b点速率大于在a点速率 C. 若仅减小磁感应强度，则粒子可能从b点右侧射出 D. 若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短 7. 如图所示的电路中，和是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是（　　） A. 闭合开关S后，始终比亮 B. 闭合开关S后，先亮，后亮 C. 断开开关S后，先熄灭，过一会儿才熄灭 D. 断开开关S后，会“闪亮”一下才熄灭 8. 如图，正方形线圈ABCD在外力控制下，以恒定速度v向右匀速穿过磁感应强度为B的匀强磁场区域，磁场宽度大于线圈边长L。下列分析正确的是（　　） A. 线圈进入磁场过程中，CD间电势差为BLv/4 B. 线圈完全处于磁场中时，AB间电势差为0 C. 若速度变为2v，则整个过程线圈中产生的热量将变为原来的2倍 D. 若速度变为2v，则进入磁场过程中通过导线横截面的电荷量变为原来的2倍 9. 绝缘的轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，磁铁开始振动，由于空气阻力的影响，振动最终停止。现将一个闭合铜线圈固定在磁铁正下方的桌面上（如图所示），仍将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，振动最终也停止。则（　　） A. 有无线圈，磁铁经过相同的时间停止运动 B. 磁铁靠近线圈时，线圈有扩张趋势 C. 磁铁离线圈最近时，线圈受到的安培力最大 D. 有无线圈，磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能相同 10. 如图所示，两平行极板水平放置，两板间有垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场，磁场的磁感应强度为B。一束质量均为m、电荷量均为＋q的粒子，以不同速率沿着两板中轴线PQ方向进入板间后，速率为ν的甲粒子恰好做匀速直线运动；速率为的乙粒子在板间的运动轨迹如图中曲线所示，A为乙粒子第一次到达轨迹最低点的位置，乙粒子全程速率在和之间变化。研究一般的曲线运动时，可将曲线分割成许多很短的小段，这样质点在每一小段的运动都可以看做圆周运动的一部分，采用圆周运动的分析方法来处理。不计粒子受到的重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 两板间电场强度的大小为 B. 乙粒子从进入板间运动至A位置的过程中，在水平方向上做匀速运动 C. 乙粒子偏离中轴线的最远距离为 D. 乙粒子的运动轨迹在A处对应圆周的半径为 二、多选题，本大题共6小题，共18分。 11. 下列说法中正确的是（　　） A. 通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用 B. 通电导线在磁场中受到的安培力是洛伦兹力的宏观表现 C. 带电粒子（不计重力）在匀强磁场中一定做匀速圆周运动 D. 带电粒子在电场中一定受到电场力作用 12. 下列图示情况，金属圆环中能产生感应电流的是（　　） A. 图（a）中，圆环在匀强磁场中向左平移 B. 图（b）中，圆环在匀强磁场中绕轴转动 C. 图（c）中，圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移 D. 图（d）中，圆环向条形磁铁N极平移 13. 如图所示的平面内，在通有图示方向电流的长直导线右侧，固定一矩形金属线框abcd，ad边与导线平行，调节电流使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则（　　） A. 线框中产生的感应电流大小恒定 B. 线框中产生的感应电流方向为a→b→c→d C. 线框ad边所受的安培力大小恒定 D. 线框整体受到的安培力方向水平向右 14. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一根水平金属棒PQ以水平速度抛出，金属棒在运动中始终保持水平。不计空气阻力，在空中运动过程中（　　） A. P点有大量的电子聚集 B. P点电势高于Q点电势 C. 单位时间内PQ扫过的曲面中的磁通量是定值 D. P点和Q点的电势差越来越大 15. 某学习小组用如下电路研究小电动机的电流与电压关系。通过调节滑动变阻器R接入电路的阻值，测量得到下表记录的信息。若认为小电动机的电阻是不变的，则（　　） 序号 电压U/V 电流I/A 电动机工作状态 1 1.25 0.50 卡住未转动 2 2.00 0.20 稳定转动 3 3.50 0.30 稳定转动 A. 小电动机的电阻为 B. 当小电动机的电压为2.00V时，其发热功率为0.1W C. 当小电动机的电压为2.00V时，其输出的机械功率为0.35W D. 当小电动机的电压为3.50V时，其输出的机械功率为0.825W 16. 电磁流量计可以测量导电液体的流量Q（单位时间内流过管道横截面的液体体积）。如图所示，内壁光滑的薄圆管由非磁性导电材料制成，空间有垂直管道轴线的匀强磁场，磁感应强度为B。液体充满管道并以速度ν沿轴线方向流动，圆管壁上的M、N两点连线为直径，且垂直于磁场方向，M、N两点的电势差为。下列说法正确的是（　　） A. M点电势比点N高 B. 在流量Q一定时，管道半径越小，越大 C. 导电液体中的带电粒子数密度越大，越大 D. 若直径MN与磁场方向不垂直，测得的流量Q偏小 第Ⅱ卷 非选择题（共52分） 三、填空题，本大题共2小题，共18分。 17. 在“测量金属丝的电阻率”实验中，金属丝的电阻约为。 （1）用螺旋测微器测量金属丝直径，如图1所示，测量值______mm。 （2）为测量金属丝的电阻，实验中提供的器材有电源（电动势为3V）、电压表（量程0~3V，内阻约）、开关、若干导线及下列器材： A.电流表（量程0~0.6A，内阻约） B.电流表（量程0~3A，内阻约） C.滑动变阻器（最大阻值，额定电流2A） D.滑动变阻器（最大阻值，额定电流0.5A） 为使金属丝的电压能从零开始增大，并使测量结果尽量准确，上面器材中电流表应选用______，滑动变阻器应选用______（填器材前的字母）。测量电路选用下图中的______。 根据所选电路，若只考虑电流表和电压表内阻的影响，关于本实验的误差分析，下列说法正确的是______。 A．电阻的测量值大于真实值，属于偶然误差 B．电阻的测量值小于真实值，属于偶然误差 C．电阻的测量值大于真实值，属于系统误差 D．电阻的测量值小于真实值，属于系统误差 18. 根据闭合电路的欧姆定律，电源电动势E和内阻r、路端电压U、电流I的关系为。依据这一原理，甲同学用图1所示的电路测量电源的电动势和内阻。 （1）调节滑动变阻器的滑片，记录多组电压表和电流表的示数，在坐标纸上标出相应的数据点，作出图线如图2所示。根据图线测得该电源的电动势______V，内电阻______。（结果均保留2位有效数字） （2）由于电表并非理想电表，导致______（选填“电压”或“电流”）的测量存在系统误差。在图2上定性画出没有电表内阻影响的理想情况的图线，画出图线与横纵坐标轴的交点。 若电源的电动势为E，内阻为r，仅从系统误差的角度来看，______E，______r（均选填“＜”“＝”或“＞”）。 四、计算题，本大题共4小题，共34分。 19. 如图所示，质量为m、电荷量为q的粒子，从容器A下方的小孔飘入、之间的加速电场，其初速度可视为0，加速后经小孔以速度v沿与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后垂直打到照相底片上的D点。不计粒子所受的重力，求： （1）加速电场的电势差U。 （2）到D点的距离L。 （3）粒子在磁场中运动的时间t。 20. 如图1所示，100匝的线圈（图中只画了2匝）两端与一个阻值为的电阻相连，线圈内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度B按图2所示规律变化。已知线圈的电阻为，面积为，求： （1）线圈产生的感应电动势E； （2）通过电阻R的电流大小和方向； （3）4s内闭合电路产生的焦耳热Q。 21. 比较是一种重要的学习方法，通过比较可以加深对知识的理解。电荷在电场和磁场中受力的特点不同，导致电荷运动性质不同。如图所示，M、N是一对平行金属板，板长为L，板间距离为d。一质量为m的带电粒子从M、N左侧中央以平行于极板的速度射入。若仅在M、N板加恒定电压，则粒子恰好从M板右侧边沿以速率射出，其运动时间为；若仅在M、N板间加垂直纸面的匀强磁场，则粒子恰好从N板右侧边沿以速率射出，其运动时间为。不计粒子受到的重力。 （1）可判断______，______。（选填“大于”“小于”或“等于”） （2）若M、N板间同时存在上述电场和磁场，请通过计算说明该带电粒子能否在M、N板间做匀速直线运动。 22. 如图1所示为一种电磁弹射实验装置示意图，剖面为“山”字形的底座由强磁性材料构成，中心立柱光滑且足够高，俯视如图2所示。P为套在中心立柱上的弹射实验体（图中未画出）底部的线圈，比立柱稍大。线圈一共N匝，总电阻为R，半径为r。实验体总质量为m。线圈所处位置的磁场呈中心对称分布，磁感应强度为B。强磁场只存在于H高度以下，重力加速度为g。 （1）向上弹射时，弹射实验体内部的智能系统能控制线圈中的电流恒为I，使实验体在H高度内获得电磁力并自底座底部开始向上加速。问： a.欲让实验体向上加速，俯视观察，线圈中电流方向应如何？ b.离开强磁场后，实验体可以上升多高？ （2）实验体落回时，内部智能系统停止工作，强磁场对线圈的下落产生缓冲作用并很快使实验体以较小的速度匀速降至底部。为达成这个要求，在H满足需求的前提下，对线圈所处位置的磁感应强度有何要求？ （3）有同学对这个装置能提供缓冲作用提出疑问，认为线圈在下落过程中，处处磁感线与线圈平面保持平行，穿过线圈的磁通量一直是0，并未发生变化，因此不会产生感应电流，自然也就不受安培力，无法产生缓冲作用。你认为是否存在磁通量的变化？如有，请画出相应的磁感线分布来说明。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京师大附中2025—2026学年（上）高二期中考试 物理试卷 考生须知 1．本试卷有四道大题，共10页。考试时长90分钟，满分100分。 2．考生务必将答案写在答题卡上，在试卷上作答无效。 3．考试结束后，考生应将答题卡交回。 第Ⅰ卷 选择题（共48分） 一、单项选择题，本大题共10小题，共30分。 1. 关于磁感应强度的下列说法中，正确的是（　　） A. 由可知，B与电流I成反比 B. 由可知，B与电流受到的安培力F成正比 C. 垂直磁场放置的通电导线所受磁场力的方向就是磁感应强度方向 D. 磁感应强度的方向是小磁针静止时N极所指的方向 【答案】D 【解析】 【详解】AB．是磁感应强度的定义式，可知B与F、I无关，由磁场本身属性决定，故AB错误； C．垂直于磁场方向放置的通电导线的受力方向，由左手定则判断知与磁感应强度的方向垂直，故C错误； D．磁感应强度的方向就是小磁针静止时N极所受磁场力的方向，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，正确标明了通电导线所受安培力F方向的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知：A图中安培力向下，故A错误； B．根据左手定则可知：B图中安培力向下，故B正确； C．根据左手定则可知：C图中安培力向下，故C错误； D．根据左手定则可知：D图中安培力垂直纸面向外，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R的滑动头向右滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电压表的示数减小，电流表的示数增大 B. 电压表的示数增大，电流表的示数减小 C. 电压表与电流表的示数都减小 D. 电压表与电流表的示数都增大 【答案】A 【解析】 【详解】滑动变阻器R的滑动头向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，电路总电阻变小，根据可知电路电流变大，可知电流表的示数增大；根据可知电源内阻分压变大，路端电压，可知电压表的示数减小。 故选A。 4. 在一可自由转动的小磁针正上方放置一水平直导线。在导线中通有某一方向电流后，小磁针静止时N极指向北偏东方向，如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 导线中的电流方向是由南向北 B. 导线中的电流方向是由西向东 C. 若将导线中的电流增大，小磁针N极可能指向东偏南方向 D. 若将导线中的电流增大，小磁针N极可能略向东偏转 【答案】D 【解析】 【详解】AB．导线没有通电流前，小磁针静止时N极指向北方，通电后小磁针静止时N极指向北偏东方向，说明通电导线在小磁针处产生的磁场方向向东，则根据安培定则可判断，通电导线的电流方向由北向南，故AB错误； CD．若将导线中的电流增大，则通电导线产生的磁场会增强，会使小磁针受到向东的磁场力变大，则小磁针N极将略向东偏转，故C错误，D正确。 故选D。 5. 如图，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为El，若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2．则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比El∶E2分别为 A. c→a，2∶1 B. a→c，2∶1 C. a→c，1∶2 D. c→a，1∶2 【答案】C 【解析】 【详解】试题分析：由楞次定律判断可知，MN中产生的感应电流方向为N→M，则通过电阻R的电流方向为a→c． MN产生的感应电动势公式为E=BLv，其他条件不变，E与B成正比，则得El：E2=1：2．故选C． 考点：楞次定律；感应电动势 【名师点睛】本题关键要掌握楞次定律和切割感应电动势公式E=BLv，并能正确使用，属于基础题． 6. 如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场．一带电粒子垂直磁场边界从a点射入，从b点射出．下列说法正确的是 A. 粒子带正电 B. 粒子在b点速率大于在a点速率 C. 若仅减小磁感应强度，则粒子可能从b点右侧射出 D. 若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短 【答案】C 【解析】 【详解】由左手定则确粒子的电性，由洛伦兹力的特点确定粒子在b、a两点的速率，根据确定粒子运动半径和运动时间． 由题可知，粒子向下偏转，根据左手定则，所以粒子应带负电，故A错误；由于洛伦兹力不做功，所以粒子动能不变，即粒子在b点速率与a点速率相等，故B错误；若仅减小磁感应强度，由公式得：，所以磁感应强度减小，半径增大，所以粒子有可能从b点右侧射出，故C正确，若仅减小入射速率，粒子运动半径减小，在磁场中运动的偏转角增大，则粒子在磁场中运动时间一定变长，故D错误． 7. 如图所示的电路中，和是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是（　　） A. 闭合开关S后，始终比亮 B. 闭合开关S后，先亮，后亮 C. 断开开关S后，先熄灭，过一会儿才熄灭 D. 断开开关S后，会“闪亮”一下才熄灭 【答案】B 【解析】 【详解】AB．闭合开关S后，立即亮，线圈对电流的增大有阻碍作用，所以通过的电流慢慢变大，最后两灯泡的电压一样大，电流也一样大，所以一样亮，故A错误，B正确； CD．断开开关S后，通过的原来的电流立即消失，和构成新回路，线圈对电流的减小有阻碍作用，所以通过的电流会慢慢变小，并且通过，所以两灯泡一起过一会儿熄灭，但通过的灯的电流方向与原来的方向相反，因电流未增加不会闪亮一下，故CD错误。 故选B。 8. 如图，正方形线圈ABCD在外力控制下，以恒定速度v向右匀速穿过磁感应强度为B的匀强磁场区域，磁场宽度大于线圈边长L。下列分析正确的是（　　） A. 线圈进入磁场过程中，CD间电势差为BLv/4 B. 线圈完全处于磁场中时，AB间电势差为0 C. 若速度变为2v，则整个过程线圈中产生的热量将变为原来的2倍 D. 若速度变为2v，则进入磁场过程中通过导线横截面的电荷量变为原来的2倍 【答案】C 【解析】 【详解】A．线圈进入磁场过程中，CD边切割磁感线，产生感应电动势 相当于一个电源。整个线圈构成闭合回路，感应电流 CD边两端的电势差是路端电压，设正方形线圈每条边的电阻为，可知CD间电势差为，故A错误； B．线圈完全处于磁场中时，AB边和CD边都切割磁感线，都产生感应电动势，根据右手定则，可知B点电势高于A点，故B错误； C．线圈中产生热量的过程只在进入和穿出磁场的阶段。在进入磁场过程中，时间为 电流为 产生热量为 可得整个过程线圈中产生的热量 若速度变为2v，可得整个过程线圈中产生的热量将变为原来的2倍，故C正确； D．进入磁场过程中，通过导线横截面的电荷量 可知进入磁场过程中通过导线横截面的电荷量与速度无关，故D错误。 故选C。 9. 绝缘的轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，磁铁开始振动，由于空气阻力的影响，振动最终停止。现将一个闭合铜线圈固定在磁铁正下方的桌面上（如图所示），仍将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，振动最终也停止。则（　　） A. 有无线圈，磁铁经过相同的时间停止运动 B. 磁铁靠近线圈时，线圈有扩张趋势 C. 磁铁离线圈最近时，线圈受到的安培力最大 D. 有无线圈，磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．有线圈时，磁铁受到电磁阻尼的作用，振动更快停止，故A错误； B．根据楞次定律，磁铁靠近线圈时，线圈的磁通量增大，此时线圈有缩小的趋势，故B错误； C．磁铁离线圈最近时，此时磁铁与线圈的相对速度为零，感应电动势为零，感应电流为零，线圈受到的安培力为零，故C错误； D．分析可知有无线圈时，根据平衡条件最后磁铁静止后弹簧的伸长量相同，由于磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能为磁铁减小的重力势能减去此时弹簧的弹性势能，故系统损失的机械能相同，故D正确。 故选D。 10. 如图所示，两平行极板水平放置，两板间有垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场，磁场的磁感应强度为B。一束质量均为m、电荷量均为＋q的粒子，以不同速率沿着两板中轴线PQ方向进入板间后，速率为ν的甲粒子恰好做匀速直线运动；速率为的乙粒子在板间的运动轨迹如图中曲线所示，A为乙粒子第一次到达轨迹最低点的位置，乙粒子全程速率在和之间变化。研究一般的曲线运动时，可将曲线分割成许多很短的小段，这样质点在每一小段的运动都可以看做圆周运动的一部分，采用圆周运动的分析方法来处理。不计粒子受到的重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 两板间电场强度的大小为 B. 乙粒子从进入板间运动至A位置的过程中，在水平方向上做匀速运动 C. 乙粒子偏离中轴线的最远距离为 D. 乙粒子的运动轨迹在A处对应圆周的半径为 【答案】D 【解析】 【详解】A．速率为v的甲粒子恰好做匀速直线运动，则 解得两板间电场强度的大小为，不符合题意，故A错误； B．乙粒子从进入板间运动至A位置的过程中，做曲线运动，速度有竖直分量，据左手定则水平方向会受洛仑兹力，故水平方向上不会做匀速运动，故B错误； C．由于洛伦兹力一直不做功，乙粒子所受电场力方向一直竖直向下，当粒子速度最大时，电场力做的功最多，偏离中轴线的距离最远，根据动能定理有 整理得到，故C错误； D．由题意，乙粒子的运动轨迹在A处时为粒子偏离中轴线的距离最远，粒子速度达最大，为，洛伦兹力与电场力的合力提供向心力 所以对应圆周的半径为，故D正确。 故选D 。 二、多选题，本大题共6小题，共18分。 11. 下列说法中正确的是（　　） A. 通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用 B. 通电导线在磁场中受到的安培力是洛伦兹力的宏观表现 C. 带电粒子（不计重力）在匀强磁场中一定做匀速圆周运动 D. 带电粒子在电场中一定受到电场力作用 【答案】BD 【解析】 【详解】A．若通电直导线放置的方向与磁场的方向平行，则通电直导线不受安培力的作用，故A错误； B．电荷的定向移动形成电流，可知通电导线在磁场中受到的安培力是洛伦兹力的宏观表现，故B正确； C．带电粒子在匀强磁场中，若粒子的运动方向与磁场方向平行，则不受洛伦兹力作用，可能做匀速直线运动，故C错误； D．电场的基本性质就是对放入其中的电荷有力的作用，故电荷在电场中一定受电场力作用，故D正确。 故选BD。 12. 下列图示情况，金属圆环中能产生感应电流的是（　　） A. 图（a）中，圆环在匀强磁场中向左平移 B. 图（b）中，圆环在匀强磁场中绕轴转动 C. 图（c）中，圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移 D. 图（d）中，圆环向条形磁铁N极平移 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．圆环在匀强磁场中向左平移，穿过圆环的磁通量不发生变化，金属圆环中不能产生感应电流，故A错误； B．圆环在匀强磁场中绕轴转动，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环中能产生感应电流，故B正确； C．离通有恒定电流的长直导线越远，导线产生的磁感应强度越弱，圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环中能产生感应电流，故C正确； D．根据条形磁铁的磁感应特征可知，圆环向条形磁铁N极平移，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环中能产生感应电流，故D正确。 故选BCD 。 13. 如图所示的平面内，在通有图示方向电流的长直导线右侧，固定一矩形金属线框abcd，ad边与导线平行，调节电流使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则（　　） A. 线框中产生的感应电流大小恒定 B. 线框中产生的感应电流方向为a→b→c→d C. 线框ad边所受的安培力大小恒定 D. 线框整体受到的安培力方向水平向右 【答案】AD 【解析】 【详解】A．线框中产生的感应电流为 空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，故线框中产生的感应电流大小恒定，故A正确； B．根据安培定则可知，通电直导线右侧的磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度随时间均匀增加，根据楞次定律可知线框中产生的感应电流方向为，故B错误； C．线框边感应电流保持不变，磁感应强度随时间均匀增加，根据安培力表达式，则所受的安培力变大，故C错误； D．线框所处空间的磁场方向垂直纸面向里，线框中产生的感应电流方向为，根据左手定则可知，线框边所受的安培力水平向右，线框边所受的安培力水平向左。通电直导线的磁场分部特点可知边所处的磁场较大，根据安培力表达式可知，线框整体受到的安培力方向水平向右，故D正确。 故选AD。 14. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一根水平金属棒PQ以水平速度抛出，金属棒在运动中始终保持水平。不计空气阻力，在空中运动过程中（　　） A. P点有大量的电子聚集 B. P点电势高于Q点电势 C. 单位时间内PQ扫过的曲面中的磁通量是定值 D. P点和Q点的电势差越来越大 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．金属棒做切割磁感线产生感应电流，根据右手定则判断得知，感应电动势方向从P→Q，则Q的电势高于P的电势，P的电势较低，则P点有大量的电子聚集，故A正确，B错误； CD．由于金属棒PQ做平抛运动，其水平方向的分运动是匀速直线运动，水平分速度保持不变，则单位时间内金属棒垂直于磁场方向扫过的面积不变，则单位时间内金属棒扫过的曲面中的磁通量不变；根据可知，P点和Q点的电势差保持不变，故C正确，D错误。 故选AC。 15. 某学习小组用如下电路研究小电动机的电流与电压关系。通过调节滑动变阻器R接入电路的阻值，测量得到下表记录的信息。若认为小电动机的电阻是不变的，则（　　） 序号 电压U/V 电流I/A 电动机工作状态 1 1.25 0.50 卡住未转动 2 2.00 0.20 稳定转动 3 3.50 0.30 稳定转动 A. 小电动机的电阻为 B. 当小电动机的电压为2.00V时，其发热功率为0.1W C. 当小电动机的电压为2.00V时，其输出的机械功率为0.35W D. 当小电动机的电压为3.50V时，其输出的机械功率为0.825W 【答案】BD 【解析】 【详解】A．当小电动机卡住未转动时，由欧姆定律，故A错误； BC．当小电动机的电压为2.00V时，小电动机的发热功率为 小电动机的输入功率为 则小电动机输出的机械功率为，故B正确，C错误； D．当小电动机的电压为3.50V时，则小电动机输出的机械功率为，故D正确。 故选BD。 16. 电磁流量计可以测量导电液体的流量Q（单位时间内流过管道横截面的液体体积）。如图所示，内壁光滑的薄圆管由非磁性导电材料制成，空间有垂直管道轴线的匀强磁场，磁感应强度为B。液体充满管道并以速度ν沿轴线方向流动，圆管壁上的M、N两点连线为直径，且垂直于磁场方向，M、N两点的电势差为。下列说法正确的是（　　） A. M点电势比点N高 B. 在流量Q一定时，管道半径越小，越大 C. 导电液体中的带电粒子数密度越大，越大 D. 若直径MN与磁场方向不垂直，测得的流量Q偏小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知，正离子向下偏，负离子向上偏，故N点电势比M点高，故A错误； BC．设管道半径为r，稳定时，离子受到的洛伦兹力与电场力平衡有 其中导电液体的流量 联立解得 故U0正比于流量Q，流量Q一定时，管道半径越小，U0越大，导电液体中的带电粒子数密度越大，不变，故B正确，C错误； D．若直径MN与磁场方向不垂直，根据可知，此时式中磁场强度为磁感应强度的一个分量，即测量时代入的磁场强度偏大，故测得的流量Q偏小，故D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷 非选择题（共52分） 三、填空题，本大题共2小题，共18分。 17. 在“测量金属丝的电阻率”实验中，金属丝的电阻约为。 （1）用螺旋测微器测量金属丝直径，如图1所示，测量值______mm。 （2）为测量金属丝的电阻，实验中提供的器材有电源（电动势为3V）、电压表（量程0~3V，内阻约）、开关、若干导线及下列器材： A.电流表（量程0~0.6A，内阻约） B.电流表（量程0~3A，内阻约） C.滑动变阻器（最大阻值，额定电流2A） D.滑动变阻器（最大阻值，额定电流0.5A） 为使金属丝的电压能从零开始增大，并使测量结果尽量准确，上面器材中电流表应选用______，滑动变阻器应选用______（填器材前的字母）。测量电路选用下图中的______。 根据所选电路，若只考虑电流表和电压表内阻的影响，关于本实验的误差分析，下列说法正确的是______。 A．电阻的测量值大于真实值，属于偶然误差 B．电阻的测量值小于真实值，属于偶然误差 C．电阻的测量值大于真实值，属于系统误差 D．电阻的测量值小于真实值，属于系统误差 【答案】（1）0.366##0.367##0.368 （2） ①. A ②. C ③. 甲 ④. D 【解析】 【小问1详解】 根据螺旋测微器读数规则可知金属丝直径 【小问2详解】 [1]电路中电流最大值，则电流表选A。 [2]为使金属丝的电压能从零开始增大，滑动变阻器采用分压式接法，为了便于调节，滑动变阻器应选用C。 [3]由于，为了减小误差，采用电流表外接法，综上所述测量电路选用甲。 [4] 分析甲图中电路，可知电压表的分流导致电流表的测量值大于真实值，根据欧姆定律可知，待测电阻的测量值小于真实值，属于系统误差。 故选D。 18. 根据闭合电路的欧姆定律，电源电动势E和内阻r、路端电压U、电流I的关系为。依据这一原理，甲同学用图1所示的电路测量电源的电动势和内阻。 （1）调节滑动变阻器的滑片，记录多组电压表和电流表的示数，在坐标纸上标出相应的数据点，作出图线如图2所示。根据图线测得该电源的电动势______V，内电阻______。（结果均保留2位有效数字） （2）由于电表并非理想电表，导致______（选填“电压”或“电流”）的测量存在系统误差。在图2上定性画出没有电表内阻影响的理想情况的图线，画出图线与横纵坐标轴的交点。 若电源的电动势为E，内阻为r，仅从系统误差的角度来看，______E，______r（均选填“＜”“＝”或“＞”）。 【答案】（1） ①. ②. #### （2） ①. 电流 ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律有 结合图像纵坐标截距为，有 图像斜率的绝对值为， 【小问2详解】 [1]图1中电压表测量的是路端电压，电流表测量的是通过滑动变阻器的电流，系统误差在于电压表的分流，即由于电压表并非理想电表，导致电流的测量存在系统误差。当路端电压为0时，即发生短路时，电压表分流为0，此时电流的测量值与真实值相等，即实验图像与理论图像在横坐标上交于同一点。而在相同的电压之下，理论的干路电流大于实验的干路电流，理论图像的纵坐标交点在实验图像之上。理想情况的图像如图蓝线所示 [2][3]将图1中电源与电压表等效为一个新电源，则此时的测量值为等效电源的电动势与内阻，设电压表的内阻为，则有， ，故， 四、计算题，本大题共4小题，共34分。 19. 如图所示，质量为m、电荷量为q的粒子，从容器A下方的小孔飘入、之间的加速电场，其初速度可视为0，加速后经小孔以速度v沿与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后垂直打到照相底片上的D点。不计粒子所受的重力，求： （1）加速电场的电势差U。 （2）到D点的距离L。 （3）粒子在磁场中运动的时间t。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）经过加速电场，由动能定理，有 得 （2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 得 所以 （3）粒子做圆周运动的周期为 粒子在磁场中运动了半圆，所以运动时间为 20. 如图1所示，100匝的线圈（图中只画了2匝）两端与一个阻值为的电阻相连，线圈内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度B按图2所示规律变化。已知线圈的电阻为，面积为，求： （1）线圈产生的感应电动势E； （2）通过电阻R的电流大小和方向； （3）4s内闭合电路产生的焦耳热Q。 【答案】（1）0.3V （2）0.06A， （3）0.072J 【解析】 【小问1详解】 根据法拉第电磁感应定律可得 【小问2详解】 由闭合电路欧姆定律可得通过电阻R的电流大小 由楞次定律及安培定则可知通过电阻R的电流方向为从。 【小问3详解】 由焦耳定律可得4s内闭合电路产生的焦耳热为 21. 比较是一种重要的学习方法，通过比较可以加深对知识的理解。电荷在电场和磁场中受力的特点不同，导致电荷运动性质不同。如图所示，M、N是一对平行金属板，板长为L，板间距离为d。一质量为m的带电粒子从M、N左侧中央以平行于极板的速度射入。若仅在M、N板加恒定电压，则粒子恰好从M板右侧边沿以速率射出，其运动时间为；若仅在M、N板间加垂直纸面的匀强磁场，则粒子恰好从N板右侧边沿以速率射出，其运动时间为。不计粒子受到的重力。 （1）可判断______，______。（选填“大于”“小于”或“等于”） （2）若M、N板间同时存在上述电场和磁场，请通过计算说明该带电粒子能否在M、N板间做匀速直线运动。 【答案】（1） ①. 小于 ②. 大于 （2）电场力大于受到的洛伦兹力，则无法平衡，无法匀速直线运动 【解析】 【小问1详解】 [1] [2]一带电粒子从M、N左侧中央以平行于极板的速度射入。若仅在M、N板加恒定电压，运动时间为 且因为电场力做正功， 仅在M、N板间加垂直纸面的匀强磁场，则粒子恰好从N板右侧边沿以速率射出，因为洛伦兹力不做功，所以 水平方向 因为，所以 【小问2详解】 在电场中 整理得 在磁场中，根据几何关系 解得 洛伦兹力 因为 所以电场力大于受到的洛伦兹力，则无法平衡，无法匀速直线运动。 22. 如图1所示为一种电磁弹射实验装置示意图，剖面为“山”字形的底座由强磁性材料构成，中心立柱光滑且足够高，俯视如图2所示。P为套在中心立柱上的弹射实验体（图中未画出）底部的线圈，比立柱稍大。线圈一共N匝，总电阻为R，半径为r。实验体总质量为m。线圈所处位置的磁场呈中心对称分布，磁感应强度为B。强磁场只存在于H高度以下，重力加速度为g。 （1）向上弹射时，弹射实验体内部的智能系统能控制线圈中的电流恒为I，使实验体在H高度内获得电磁力并自底座底部开始向上加速。问： a.欲让实验体向上加速，俯视观察，线圈中电流方向应如何？ b.离开强磁场后，实验体可以上升多高？ （2）实验体落回时，内部智能系统停止工作，强磁场对线圈的下落产生缓冲作用并很快使实验体以较小的速度匀速降至底部。为达成这个要求，在H满足需求的前提下，对线圈所处位置的磁感应强度有何要求？ （3）有同学对这个装置能提供缓冲作用提出疑问，认为线圈在下落过程中，处处磁感线与线圈平面保持平行，穿过线圈的磁通量一直是0，并未发生变化，因此不会产生感应电流，自然也就不受安培力，无法产生缓冲作用。你认为是否存在磁通量的变化？如有，请画出相应的磁感线分布来说明。 【答案】（1）a.顺时针；b. （2） （3）存在磁通量变化； 【解析】 【小问1详解】 a.欲让实验体向上加速，实验体所受安培力竖直向上，由左手定则可知俯视观察，线圈中电流方向顺时针； b. 实验体所受安培力 实验体离开强磁场后，实验体可以上升高度为，由动能定理 解得 【小问2详解】 实验体以较小的速度匀速运动时，感应电动势 感应电流，安培力和重力平衡，则有 综合解得 故为达成这个要求，在H满足需求的前提下，对线圈所处位置的磁感应强度 【小问3详解】 存在磁通量变化。虽然从图上看，磁场在水平方向且似乎与线圈平面“平行”，但实际为从中心向外辐射状分布，当线圈上下移动时，环形线圈所“包围”的磁感线条数（即磁通量）随位置而变化，从而在下落过程中不断产生感应电流。磁感线分布如图所示 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $