精品解析：安徽宣城市2025-2026学年高二下学期7月期末物理试题

2025—2026学年第二学期高二期末测试 物理试题 注意事项： 1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间75分钟。 2．考生作答时，请将答案答在答题卷上，第Ⅰ卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卷上对应题目的答案标号涂黑；第Ⅱ卷请用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卷上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 第Ⅰ卷（选择题 共42分） 一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。） 1. 在物理学发展的历程中，许多科学家的科学研究为物理学的建立作出了巨大贡献。下列叙述中不正确的是（　　） A. 奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间存在着联系 B. 麦克斯韦预言并通过实验捕捉到了电磁波，证实了自己提出的电磁场理论 C. 荷兰物理学家惠更斯发现单摆做简谐运动的周期T与摆长l的二次方根成正比，与重力加速度g的二次方根成反比，而与振幅、摆球质量无关 D. 安培提出分子环流假说，解释了磁现象的电本质 2. 如图所示，小球通过轻质细线悬挂于O点。将小球向左拉至A点由静止释放。B为小球摆动的最低点，C点和A点在同一水平线上。忽略空气阻力，则小球（　　） A. 从A运动到C的过程，所受重力的冲量为零 B. 从A运动到C的过程，所受细线拉力的冲量为零 C. 从A到B和从B到C的过程，所受重力冲量相等 D. 从A到B和从B到C的过程，所受细线拉力冲量相等 3. 如图所示，一根粗细均匀的金属丝弯折成一直角三角形闭合线框，其中，将其放入匀强磁场中，磁场方向垂直三角形所在平面向里，若在ab间加一电压U，则折线acb边和ab边受到的安培力大小之比为（sin37°=0.6，cos37°=0.8）（　　） A. 1∶1 B. 4∶3 C. 4∶7 D. 5∶7 4. 如图所示，该装置为趣味实验中测量声波波长的装置，左边的A管为固定管，右边的B管为可自由拉伸的软管，声波从上管口进入装置后，分成两列沿A、B两管传播到下管口，上下管口的间距，装置两侧可看作等腰三角形，先将A、B两管的顶角都调节为，在下管口探测到声波强度为最大值，再拉伸B管，当顶角度数为时，探测到声波强度第一次为最小值，不计内外管径带来的影响，不计声波在管道中传播的能量损失，则该声波的波长为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，带电粒子（不计重力）在以下四种器件中运动，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中不改变质谱仪各区域的电场、磁场，大量质量、电量不同的正粒子经质谱仪后，击中光屏同一位置的粒子一定是相同的粒子 B. 乙图中磁感应强度越大，电子的运动径迹半径越大 C. 丙图的回旋加速器中所接交流电压越大，粒子获得的最终速度越大 D. 丁图中，无论是电子还是质子从左向右水平射入速度选择器中均可能做匀速直线运动 6. 如图，半径为的圆形区域内有磁感应强度大小为的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一质量为、电荷量为的带电粒子从点沿直径方向以某一速度射入磁场，经磁场偏转角度后从点射出。不计粒子重力，关于该过程，下列说法正确的是（ ） A. 粒子在磁场中运动的时间为 B. 粒子在磁场中运动的速度大小为 C. 粒子运动过程中洛伦兹力的冲量为 D. 如果粒子速度增大，粒子穿过磁场的时间变大 7. 如图所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器原线圈匝数为100匝，副线圈匝数为1000匝，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为10Ω。降压变压器右侧电路中R1为一定值电阻，R2为滑动变阻器，下列说法正确的是（　　） A. 降压变压器副线圈输出的交流电频率为100Hz B. 图乙所示电压的瞬时值表达式为 C. 当滑片P向a端滑动时，电压表示数变小 D. 若升压变压器的输入功率为66kW，远距离输电线路损耗功率为90W 8. 如图，质量的圆环套在光滑水平轨道上，质量的小球通过长的轻绳与圆环连接。现将细绳拉直，且与平行，小球以竖直向下的初速度开始运动，重力加速度，小球到最低点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 运动过程中，小球和圆环构成系统的动量和机械能均守恒 B. 从小球开始运动到小球运动到最低点这段时间内，圆环向右运动的位移大小为 C. 小球通过最低点时，小球的速度大小为 D. 小球运动到最低点时，细绳对小球的拉力大小为 二、多项选择题（本题共2小题，每小题5分，共10分。每题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 9. 如图甲所示，M、N为竖直放置彼此平行的两块平板，板间距离为d，两板中央各有一个小孔O、O′正对，在两板间有垂直于纸面方向的匀强磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示，设垂直纸面向里的磁场方向为正。有一正离子在时垂直于M板从小孔O射入磁场，又从小孔O′射出磁场。已知正离子质量为m，电荷量为q，正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T0，不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响，不计离子所受重力。以下磁感应强度B0大小、离子射入磁场的速度v0，可能正确的有（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示，水平边界MN与PQ之间分布着垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两边界间的高度差为l。由粗细均匀的电阻丝制成的单匝矩形线框abcd的电阻为R，以，。现将线框从边界MN上方l处由静止释放，当cd边进入磁场时线框恰好做匀速运动，整个过程中线框平面始终保持竖直且ab边保持水平。已知重力加速度为g，空气阻力忽略不计，下列说法正确的有（　　） A. cd边刚进入磁场时a、b两点间的电压 B. 线框进入磁场的过程中，通过线框的电量 C. 线框穿过磁场的过程中，ac边产生的热量 D. 线框穿过磁场的过程中，ac边产生的热量 第Ⅱ卷（非选择题 58分） 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共18分。） 11. 为探究“影响感应电流方向的因素”，某同学实验如下： （1）首先按图甲所示连接电路，闭合开关后，发现灵敏电流表指针向左偏转；再按图乙所示连接电路，闭合开关后，发现电流表指针向右偏转。进行上述实验的目的是检验______。 A．各仪器及导线是否完好 B．干电池是否为新电池 C．电流表测量的电流是否准确 D．电流表指针偏转方向与电流方向的关系 （2）接下来用如图丙所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某次实验中在条形磁体插入螺线管的过程中，观察到电流表指针向右偏转，说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿______（选填“顺时针”或“逆时针”）方向，由此可推断磁体下端的磁极为______（选填“N”或“S”）极。 （3）用通电螺线管代替条形磁体，实验器材如图丁所示。 （4）连好电路，并将B线圈插入A线圈中。在闭合开关瞬间，发现灵敏电流表的指针向右偏了一下，若要使灵敏电流表的指针向左偏转，滑动变阻器的滑片应向______（选填“右”或“左”）滑动。 12. 学校探究小组用霍尔元件设计了一个测量微小位移的实验装置。如图1所示，该霍尔元件的载流子为电子，长为，宽为，厚为，单位体积中导电的电子数为，电子的电荷量为。如图2所示，在两块磁感应强度相同、极相对放置的磁体缝隙中放入霍尔元件，当霍尔元件沿方向移动时，同时通有方向的恒定电流。 （1）将螺旋测微器通过铜杆连接霍尔元件，旋转螺旋测微器的旋钮，使霍尔元件沿轴移动至中间位置时，磁感应强度为0，霍尔电压为0，将该点作为坐标原点。此时的螺旋测微器读数如图3所示，该读数为______。 （2）若霍尔元件由坐标原点向x轴负方向偏离一小段位移，则用多用电表直流电压挡测量间的电压时，红表笔应对接图1中的______（填或）；其中某次测量电压时，多用电表指针位置如图4所示，多用电表的读数为______。 （3）当自由电荷所受静电力和洛伦兹力平衡时，间的电压就保持稳定，要提高测量位移的灵敏度，可以通过改变霍尔元件中的______（选填、或）参数值来实现。在小范围内，两磁极间磁感应强度的大小与偏离坐标原点距离的大小成正比，比例系数为。霍尔元件偏离原点的距离不同，所测的间的电压大小不同，则与的关系为______（用、、、等题中已给参量表示）。 四、解答题（本题共3小题共40分，13题10分，14题14分，15题16分。） 13. 宣城市某学校新建室内恒温标准游泳池，后勤电工组在调试泳池水下照明线路，用一根绿色激光笔从空气斜射入水面P点进行测试，并记录光路如图甲所示，测得入射光线、折射光线与竖直方向的夹角分别为θ1=60°、θ2=30°。已知光在真空中的速度为c，，，，。 （1）求池水对此种激光的折射率n和激光在池水中传播的速度v； （2）正式安装时，后勤电工组将两个可视为点光源的水下装饰灯s1与s2（发出绿色单色光，与激光笔相同）放置在泳池底部，相距。注水后发现，水面上方出现了一片亮区，如图乙所示。已知泳池中水的深度为h=2 m，泳池面积足够大，不考虑水面及泳池反射回来的光，求此水面亮区的面积S。 14. 如图所示，间距为L=1 m的倾斜光滑平行金属导轨的倾角θ=30°，底端接有阻值为R=1 Ω的定值电阻，虚线MN上方的导轨区域存在垂直导轨平面向上的范围足够大的匀强磁场，磁感应强度的大小为B=0.5 T，质量为m=1 kg、阻值为R=1 Ω、长度为L=1 m的导体棒ab垂直导轨放置。某时刻给ab一平行导轨斜面向上的初速度，已知ab进入磁场时速度大小为20 m/s，经过时间t0=3.5 s速度减小为零，一段时间后，以大小为10 m/s的速度平行导轨斜面向下离开磁场，不计导轨的电阻，导体棒与导轨接触良好，且两者始终垂直，重力加速度g取10 m/s2。求： （1）导体棒刚进入磁场时的加速度大小； （2）导体棒在磁场中下滑过程中通过定值电阻的电荷量大小和经历的时间； （3）整个过程中定值电阻产生的焦耳热。 15. 如图所示，平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小。第Ⅳ象限存在垂直于平面向外的匀强磁场。一质量为m、带电荷量为q（q＞0）的带电粒子以初速度v0从y轴上P（0，h）点沿x轴正方向开始运动，经过电场后从x轴上的点Q进入磁场，粒子恰能不经过第Ⅲ象限又回到第Ⅰ象限。不计粒子重力。求： （1）点Q的坐标； （2）匀强磁场的磁感应强度大小； （3）粒子第n次从第Ⅰ象限进入第Ⅳ象限经过x轴的横坐标（n=1，2，3，…）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025—2026学年第二学期高二期末测试 物理试题 注意事项： 1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间75分钟。 2．考生作答时，请将答案答在答题卷上，第Ⅰ卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卷上对应题目的答案标号涂黑；第Ⅱ卷请用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卷上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 第Ⅰ卷（选择题 共42分） 一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。） 1. 在物理学发展的历程中，许多科学家的科学研究为物理学的建立作出了巨大贡献。下列叙述中不正确的是（　　） A. 奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间存在着联系 B. 麦克斯韦预言并通过实验捕捉到了电磁波，证实了自己提出的电磁场理论 C. 荷兰物理学家惠更斯发现单摆做简谐运动的周期T与摆长l的二次方根成正比，与重力加速度g的二次方根成反比，而与振幅、摆球质量无关 D. 安培提出分子环流假说，解释了磁现象的电本质 【答案】B 【解析】 【详解】A．奥斯特发现电流的磁效应，首次证明电可以生磁，揭示了电现象与磁现象的内在联系，故A正确； B．麦克斯韦提出电磁场理论并预言了电磁波的存在，但通过实验捕捉、证实电磁波存在的科学家是赫兹，并非麦克斯韦本人，故B错误； C．惠更斯总结得到单摆周期公式，由公式可知单摆周期与成正比，与成反比，与振幅、摆球质量无关，故C正确； D．安培提出分子环流假说，认为磁体的磁场本质是其内部定向排列的分子环流（等效电流）产生的，解释了磁现象的电本质，故D正确。 本题选不正确的，故选B。 2. 如图所示，小球通过轻质细线悬挂于O点。将小球向左拉至A点由静止释放。B为小球摆动的最低点，C点和A点在同一水平线上。忽略空气阻力，则小球（　　） A. 从A运动到C的过程，所受重力的冲量为零 B. 从A运动到C的过程，所受细线拉力的冲量为零 C. 从A到B和从B到C的过程，所受重力冲量相等 D. 从A到B和从B到C的过程，所受细线拉力冲量相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．重力是恒力，方向竖直向下。小球从A到C经历了一段时间，重力冲量，故A错误； B．小球在A、C两点速度均为零，从A到C的动量变化为零。根据动量定理，合外力的冲量为零，即重力冲量与拉力冲量等大反向。重力冲量不为零，因此拉力冲量也不为零，故B错误； C．A和C等高，单摆摆角相同，故从A到B与从B到C的时间相等，均为四分之一周期。重力是恒力，冲量，两段时间相等，重力冲量大小相等、方向相同（竖直向下），因此相等，故C正确； D．细线拉力是变力，大小和方向均变化。从A到B与从B到C的过程对称，拉力冲量的大小相等，但方向不同，A到B的冲量方向偏左，B到C的冲量方向偏右，矢量不相等，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，一根粗细均匀的金属丝弯折成一直角三角形闭合线框，其中，将其放入匀强磁场中，磁场方向垂直三角形所在平面向里，若在ab间加一电压U，则折线acb边和ab边受到的安培力大小之比为（sin37°=0.6，cos37°=0.8）（　　） A. 1∶1 B. 4∶3 C. 4∶7 D. 5∶7 【答案】D 【解析】 【详解】设ab边电阻为R、长度为L，由电阻定律和几何关系可知 ， ab边所受安培力大小为 acb边的有效长度为L，则acb边所受安培力大小为 则 故选D。 4. 如图所示，该装置为趣味实验中测量声波波长的装置，左边的A管为固定管，右边的B管为可自由拉伸的软管，声波从上管口进入装置后，分成两列沿A、B两管传播到下管口，上下管口的间距，装置两侧可看作等腰三角形，先将A、B两管的顶角都调节为，在下管口探测到声波强度为最大值，再拉伸B管，当顶角度数为时，探测到声波强度第一次为最小值，不计内外管径带来的影响，不计声波在管道中传播的能量损失，则该声波的波长为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由几何关系，管子的实际长度等于等腰三角形两腰之和，即 初始状态，A、B两管顶角均为，长度相等，波程差为零，干涉加强，探测到最大值。 拉伸B管后，B管顶角变为，A管保持不变。此时， 波程差 第一次出现最小值时，波程差等于半波长 解得 故选B。 5. 如图所示，带电粒子（不计重力）在以下四种器件中运动，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中不改变质谱仪各区域的电场、磁场，大量质量、电量不同的正粒子经质谱仪后，击中光屏同一位置的粒子一定是相同的粒子 B. 乙图中磁感应强度越大，电子的运动径迹半径越大 C. 丙图的回旋加速器中所接交流电压越大，粒子获得的最终速度越大 D. 丁图中，无论是电子还是质子从左向右水平射入速度选择器中均可能做匀速直线运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．质谱仪中，粒子经加速电场加速 进入偏转磁场，洛伦兹力提供向心力 联立解得半径 打在光屏上的位置由半径决定。因此击中同一位置意味着相同，即比荷相同，但比荷相同的粒子不一定是同一种粒子，如氘核与粒子的相同，因此不一定是相同的粒子，故A错误； B．乙图为带电粒子在匀强磁场中的圆周运动，洛伦兹力提供向心力 解得半径公式为 磁感应强度越大，半径越小，故B错误； C．回旋加速器中，粒子最终获得的最大速度由决定，为D形盒半径，与加速电压的大小无关。电压越大，只需更少的加速次数即可达到最大速度，但最大速度本身不变，故C错误； D．速度选择器的工作原理是电场力与洛伦兹力平衡，即 解得 因此满足的粒子无论带正电还是负电，所受电场力与洛伦兹力均反向，合力为零，可做匀速直线运动，故D正确。 故选D。 6. 如图，半径为的圆形区域内有磁感应强度大小为的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一质量为、电荷量为的带电粒子从点沿直径方向以某一速度射入磁场，经磁场偏转角度后从点射出。不计粒子重力，关于该过程，下列说法正确的是（ ） A. 粒子在磁场中运动的时间为 B. 粒子在磁场中运动的速度大小为 C. 粒子运动过程中洛伦兹力的冲量为 D. 如果粒子速度增大，粒子穿过磁场的时间变大 【答案】B 【解析】 【详解】A．粒子在磁场中转过的角度为，则运动的时间为，A错误； B．粒子在磁场中运动的半径为 根据 解得速度大小为，B正确； C．粒子运动过程中速度方向变化60°，则动量变化不为零，则洛伦兹力的冲量不为，C错误； D．如果粒子速度增大，则粒子运动的轨道半径变大，在磁场中运动的圆弧所对的圆心角变小，根据可知，粒子穿过磁场的时间变小，D错误。 故选B。 7. 如图所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器原线圈匝数为100匝，副线圈匝数为1000匝，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为10Ω。降压变压器右侧电路中R1为一定值电阻，R2为滑动变阻器，下列说法正确的是（　　） A. 降压变压器副线圈输出的交流电频率为100Hz B. 图乙所示电压的瞬时值表达式为 C. 当滑片P向a端滑动时，电压表示数变小 D. 若升压变压器的输入功率为66kW，远距离输电线路损耗功率为90W 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图乙知交流电的周期为0.02s，所以频率为，故A错误； B．图乙所示电压的瞬时值表达式为，故B错误； C．将降压变压器及副线圈电路等效为一个电阻，则 有 当滑片P向端滑动时，连入电路的阻值变小，升压变压器副线圈两端电压不变，则输电线上的电流变大，输电线上的电压变大，变小，变小，由 可知增大，电阻两端的电压变大，两端的电压变小，电压表示数变小，故C正确； D．由图乙知，升压变压器输入端电压有效值为 若升压变压器的输入功率为66kW，则 根据理想变压器原、副线圈电流与匝数的关系有 所以 所以远距离输电线路损耗功率为，故D错误。 故选C。 8. 如图，质量的圆环套在光滑水平轨道上，质量的小球通过长的轻绳与圆环连接。现将细绳拉直，且与平行，小球以竖直向下的初速度开始运动，重力加速度，小球到最低点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 运动过程中，小球和圆环构成系统的动量和机械能均守恒 B. 从小球开始运动到小球运动到最低点这段时间内，圆环向右运动的位移大小为 C. 小球通过最低点时，小球的速度大小为 D. 小球运动到最低点时，细绳对小球的拉力大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．系统在水平方向不受外力，水平方向动量守恒。但竖直方向受重力作用，总动量不守恒。系统内只有重力、绳的拉力做功，拉力对两物体做功代数和为零，故系统机械能守恒，故A错误； B．设向左为正方向，圆环速度为，方向向右，小球水平速度为，方向向左。 水平动量守恒 在极短时间内 在整个过程中微元累加得 初始绳水平，到达最低点时绳竖直，小球相对圆环向左移动 故，代入 解得，即圆环向右位移大小为，故B错误； C．由水平动量守恒解得 系统初始动能，设最低点为零势面，初始重力势能，总机械能 由机械能守恒，最低点时 解得，故C错误； D．最低点时绳竖直，圆环在水平方向不受绳的拉力，水平加速度为零，可视为惯性参考系。 小球相对圆环的速度，方向水平向左。 向心力由绳拉力与重力的合力提供 解得，故D正确。 故选D。 二、多项选择题（本题共2小题，每小题5分，共10分。每题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 9. 如图甲所示，M、N为竖直放置彼此平行的两块平板，板间距离为d，两板中央各有一个小孔O、O′正对，在两板间有垂直于纸面方向的匀强磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示，设垂直纸面向里的磁场方向为正。有一正离子在时垂直于M板从小孔O射入磁场，又从小孔O′射出磁场。已知正离子质量为m，电荷量为q，正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T0，不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响，不计离子所受重力。以下磁感应强度B0大小、离子射入磁场的速度v0，可能正确的有（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．正离子射入磁场，洛伦兹力提供向心力，有 做匀速圆周运动的周期 联立解得，故A错误，B正确； CD．根据题意可知，要使正离子从孔射出磁场，离子到达时必须经过整数个周期，如图所示 当正离子在两板之间运动n个周期，即运动时间为时，由几何关系有 联立求解得正离子的速度的可能值为 可知，离子射入磁场的速度可能为，不可能为，故C错误，D正确。 故选BD。 10. 如图所示，水平边界MN与PQ之间分布着垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两边界间的高度差为l。由粗细均匀的电阻丝制成的单匝矩形线框abcd的电阻为R，以，。现将线框从边界MN上方l处由静止释放，当cd边进入磁场时线框恰好做匀速运动，整个过程中线框平面始终保持竖直且ab边保持水平。已知重力加速度为g，空气阻力忽略不计，下列说法正确的有（　　） A. cd边刚进入磁场时a、b两点间的电压 B. 线框进入磁场的过程中，通过线框的电量 C. 线框穿过磁场的过程中，ac边产生的热量 D. 线框穿过磁场的过程中，ac边产生的热量 【答案】BC 【解析】 【详解】A．线框自由下落，由自由落体运动规律，得cd边刚进入磁场时的速度 切割磁感线，感应电动势 线框总长度为 总电阻，的电阻为 根据闭合电路的欧姆定律，、间电压为，故A错误； B．线框进入磁场的过程中，由法拉第电磁感应定律，得 由闭合电路欧姆定律，得 根据电流定义式，有 联立解得通过线框的电量，故B正确； CD．线框竖直长度为，磁场竖直高度为，因此线框穿过磁场的总位移为，且全程匀速运动。总电流 运动时间 ac边电阻 由焦耳定律，边产生的热量，故C正确，D错误。 故选BC。 第Ⅱ卷（非选择题 58分） 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共18分。） 11. 为探究“影响感应电流方向的因素”，某同学实验如下： （1）首先按图甲所示连接电路，闭合开关后，发现灵敏电流表指针向左偏转；再按图乙所示连接电路，闭合开关后，发现电流表指针向右偏转。进行上述实验的目的是检验______。 A．各仪器及导线是否完好 B．干电池是否为新电池 C．电流表测量的电流是否准确 D．电流表指针偏转方向与电流方向的关系 （2）接下来用如图丙所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某次实验中在条形磁体插入螺线管的过程中，观察到电流表指针向右偏转，说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿______（选填“顺时针”或“逆时针”）方向，由此可推断磁体下端的磁极为______（选填“N”或“S”）极。 （3）用通电螺线管代替条形磁体，实验器材如图丁所示。 （4）连好电路，并将B线圈插入A线圈中。在闭合开关瞬间，发现灵敏电流表的指针向右偏了一下，若要使灵敏电流表的指针向左偏转，滑动变阻器的滑片应向______（选填“右”或“左”）滑动。 【答案】 ①. D ②. 顺时针 ③. S ④. 右 【解析】 【详解】[1]按图甲和图乙连接电路是为了探究电流表指针偏转方向与电流流进方向的关系，从而根据感应电流发生时指针的偏转方向确定感应电流的方向。 故选D。 [2][3]电流由左向右时，电流表向左偏转，观察到电流计指针向右偏转，说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿顺时针方向，根据右手螺旋定则可知磁铁下端的磁极为S极。 [4]闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，可知电流增大时，灵敏电流计的指针向右偏，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，需减小电流，则滑动变阻器的滑片应向右滑。 12. 学校探究小组用霍尔元件设计了一个测量微小位移的实验装置。如图1所示，该霍尔元件的载流子为电子，长为，宽为，厚为，单位体积中导电的电子数为，电子的电荷量为。如图2所示，在两块磁感应强度相同、极相对放置的磁体缝隙中放入霍尔元件，当霍尔元件沿方向移动时，同时通有方向的恒定电流。 （1）将螺旋测微器通过铜杆连接霍尔元件，旋转螺旋测微器的旋钮，使霍尔元件沿轴移动至中间位置时，磁感应强度为0，霍尔电压为0，将该点作为坐标原点。此时的螺旋测微器读数如图3所示，该读数为______。 （2）若霍尔元件由坐标原点向x轴负方向偏离一小段位移，则用多用电表直流电压挡测量间的电压时，红表笔应对接图1中的______（填或）；其中某次测量电压时，多用电表指针位置如图4所示，多用电表的读数为______。 （3）当自由电荷所受静电力和洛伦兹力平衡时，间的电压就保持稳定，要提高测量位移的灵敏度，可以通过改变霍尔元件中的______（选填、或）参数值来实现。在小范围内，两磁极间磁感应强度的大小与偏离坐标原点距离的大小成正比，比例系数为。霍尔元件偏离原点的距离不同，所测的间的电压大小不同，则与的关系为______（用、、、等题中已给参量表示）。 【答案】（1）##11.349##11.351 （2） ①. ②. （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 螺旋测微器固定刻度每个小刻度为，固定刻度已露出个小刻度，即固定刻度读数为 可动刻度每格，读数为格，即 总读数为 【小问2详解】 [1]霍尔元件载流子为电子，电流方向为，电子运动方向相反（）。当霍尔元件向轴负方向偏离（）时，磁场方向沿轴正方向。根据左手定则，电子所受洛伦兹力向下，在下表面积累负电荷，上表面电势高。用多用电表直流电压挡测量时，红表笔应接高电势点 [2]多用电表选择挡，表盘刻度满偏值为 指针指在刻度，则电压值为 【小问3详解】 [1]当霍尔元件置于磁场中时，电子受到洛伦兹力作用发生偏转，在元件上下表面（、）积累电荷，形成霍尔电压，内部产生电场 当电场力与洛伦兹力平衡时，电子不再偏转，有 其中为电子定向移动的平均速率。电场强度与霍尔电压的关系为 代入平衡方程得 电流与载流子浓度、电荷量、横截面积及定向移动速率的关系为 霍尔元件的横截面为矩形，垂直于电流方向的截面积 解得 代入，解得霍尔电压，为磁场方向上的厚度。 要提高测量位移的灵敏度，即增大随的变化率，应减小厚度 [2]在小范围内，磁感应强度大小与偏离坐标原点距离的大小成正比，比例系数为，即，且的方向与位移的符号满足（，轴向右为正）。因此霍尔电压为 若只考虑大小与位移的线性关系，可表示为 四、解答题（本题共3小题共40分，13题10分，14题14分，15题16分。） 13. 宣城市某学校新建室内恒温标准游泳池，后勤电工组在调试泳池水下照明线路，用一根绿色激光笔从空气斜射入水面P点进行测试，并记录光路如图甲所示，测得入射光线、折射光线与竖直方向的夹角分别为θ1=60°、θ2=30°。已知光在真空中的速度为c，，，，。 （1）求池水对此种激光的折射率n和激光在池水中传播的速度v； （2）正式安装时，后勤电工组将两个可视为点光源的水下装饰灯s1与s2（发出绿色单色光，与激光笔相同）放置在泳池底部，相距。注水后发现，水面上方出现了一片亮区，如图乙所示。已知泳池中水的深度为h=2 m，泳池面积足够大，不考虑水面及泳池反射回来的光，求此水面亮区的面积S。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 光从空气射入水中，入射角为，折射角为，由折射定律有 激光在池水中传播的速度 【小问2详解】 水中点光源发出的光射到水面时，只有入射角不大于临界角的光能从水面射出，由 得，每个点光源在水面形成的亮区为圆形，半径 两灯相距，所以两个圆形亮区相切，总面积 14. 如图所示，间距为L=1 m的倾斜光滑平行金属导轨的倾角θ=30°，底端接有阻值为R=1 Ω的定值电阻，虚线MN上方的导轨区域存在垂直导轨平面向上的范围足够大的匀强磁场，磁感应强度的大小为B=0.5 T，质量为m=1 kg、阻值为R=1 Ω、长度为L=1 m的导体棒ab垂直导轨放置。某时刻给ab一平行导轨斜面向上的初速度，已知ab进入磁场时速度大小为20 m/s，经过时间t0=3.5 s速度减小为零，一段时间后，以大小为10 m/s的速度平行导轨斜面向下离开磁场，不计导轨的电阻，导体棒与导轨接触良好，且两者始终垂直，重力加速度g取10 m/s2。求： （1）导体棒刚进入磁场时的加速度大小； （2）导体棒在磁场中下滑过程中通过定值电阻的电荷量大小和经历的时间； （3）整个过程中定值电阻产生的焦耳热。 【答案】（1） （2）； （3） 【解析】 【小问1详解】 导体棒刚进入磁场时速度为，沿斜面向上运动切割磁感线，产生的感应电动势为 对应的回路电流为 由右手定则可知，电流方向从指向，进一步通过左手定则判断，导体棒受到沿斜面向下的安培力，大小为 结合受力分析，根据牛顿第二定律可得 解得 【小问2详解】 导体棒在磁场中上滑过程中通过定值电阻的电荷量大小为 由于导体棒在磁场中下滑过程通过的距离等于上滑过程通过的最大距离，可知导体棒在磁场中下滑过程中通过定值电阻的电荷量大小 对导体棒在磁场中的上滑过程，以沿导轨向上为正方向，根据动量定理得 由此解得 对导体棒在磁场中的下滑过程，导体棒沿斜面向下切割磁感线，受到的安培力沿斜面向上，根据动量定理得 其中为在磁场中下滑的时间，解得 【小问3详解】 导体棒沿斜面向下离开磁场，速度为，根据能量守恒定律，可得整个过程中电路产生的总的焦耳热为 根据焦耳定律，可得定值电阻产生的焦耳热为 15. 如图所示，平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小。第Ⅳ象限存在垂直于平面向外的匀强磁场。一质量为m、带电荷量为q（q＞0）的带电粒子以初速度v0从y轴上P（0，h）点沿x轴正方向开始运动，经过电场后从x轴上的点Q进入磁场，粒子恰能不经过第Ⅲ象限又回到第Ⅰ象限。不计粒子重力。求： （1）点Q的坐标； （2）匀强磁场的磁感应强度大小； （3）粒子第n次从第Ⅰ象限进入第Ⅳ象限经过x轴的横坐标（n=1，2，3，…）。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在电场中水平方向匀速，竖直方向匀加速 加速度 由得 故 【小问2详解】 粒子在点竖直分速度 合速度 设速度与轴夹角为，，故， 粒子恰不经过第III象限，轨迹圆与轴相切，由几何关系，即，， 洛伦兹力提供向心力， 【小问3详解】 粒子在磁场中从点进入，沿圆弧运动后离开磁场，离开点与点的水平距离为 方向向左，即粒子在磁场中水平位置后退。 粒子离开磁场时，速度方向与轴夹角为，速度大小仍为。水平分速度；竖直分速度 粒子进入第I象限后做斜抛运动，电场加速度向下，大小为 从离开磁场到再次落到轴，运动时间满足 解得 这段时间内水平位移向右 粒子每完成一个周期（磁场中后退，电场中前进），横坐标的净变化量为 因此第次进入磁场的横坐标为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $