精品解析：湖南省长沙市芙蓉高级中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试题（高考班）

长沙市芙蓉高级中学2025年上学期 高二期中考试理科物理试卷 （考试时间：75分钟　总分100分） 一、单选题（本大题共6小题，每小题4分，满分24分） 1. 下图所示带电粒子刚进入磁场时所受到的洛伦兹力的方向正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知，粒子所受洛伦兹力方向向上，故A错误； B．根据左手定则可知，粒子所受洛伦兹力方向向下，故B正确； C．粒子速度方向与磁场方向平行，粒子不受洛伦兹力，故C错误； D．粒子速度方向与磁场方向平行，粒子不受洛伦兹力，故D错误。 故选B。 2. 用如图所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。将条形磁体的某一极插入和拔出线圈的过程中，下列判断正确的是（　　） A. 电流表指针发生偏转，且偏转方向不同 B. 电流表指针发生偏转，且偏转方向相同 C. 磁体受到线圈的作用力，且方向均向上 D. 磁体受到线圈的作用力，且方向均向下 【答案】A 【解析】 【详解】AB．将条形磁体的某一极插入和拔出线圈的过程中，线圈所在位置的原磁场方向一定，穿过线圈的磁通量分别增大和减小，线圈中均有感应电流，电流表指针均发生偏转，根据楞次定律可知，插入和拔出线圈的过程中，感应电流方向相反，即电流表指针偏转方向不同，故A正确，B错误； CD．根据楞次定律可知，感应电流激发的磁场对原磁体有磁场力的作用，该力总要阻碍原磁体的相对运动，即磁体受到线圈的作用力，插入时方向向上，拨出时方向向下，故CD错误。 故选A。 3. 空间某区域内磁场的磁感线分布如图所示，磁感线穿过大小不变的闭合圆形金属线圈。线圈由位置Ⅰ水平向右平移到位置Ⅱ的过程中（　　） A. 线圈有缩小的趋势 B. 穿过线圈的磁通量变大 C. 若线圈不闭合，线圈中有感应电动势 D. 若线圈匀速移动，线圈中没有感应电流 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据楞次定律中“增缩减扩”的原理可知，线圈由位置I水平向右平移到位置II的过程中，磁通量减小，线圈有扩张的趋势，故AB错误； C．线圈不闭合，穿过线圈的磁通量依然发生改变，根据楞次定律可知，线圈中会产生感应电动势，但由于不是闭合回路，线圈中没有感应电流，故C正确； D．若线圈匀速移动，线圈的磁通量会发生改变，根据楞次定律可知，线圈中产生感应电动势，线圈是闭合的回路，有感应电流，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，金属棒与金属导轨垂直放置，且接触良好，导轨间有垂直纸面向里的匀强磁场，当金属棒ab沿导轨向右匀速滑动时，螺线管左侧小磁针的N极受力方向为（ ） A. 水平向左 B. 水平向右 C. 垂直纸面向里 D. 垂直纸面向外 【答案】B 【解析】 【详解】导体棒切割磁感线，根据右手定则可知，ab中的电流的方向b到a，此电流流过螺旋管时，线圈外侧的电流方向向下，根据安培定则可知，磁场水平向右，故N极受力水平向右，故B正确，ACD错误。 故选B。 5. 如图1所示，水平桌面上固定的闭合金属线圈处于磁场中，磁感应强度B随时间t变化的图像如图2所示，垂直桌面向上为正方向。从上向下看，金属线圈中（　　） A. 的时间内电流为逆时针方向 B. 的时间内电流为顺时针方向 C. 与的时间内，电流方向相同 D. 的时间内，电流逐渐减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．的时间内，磁场方向向上，磁感应强度增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，从上向下看，金属线圈中感应电流为顺时针方向，故A错误； B．的时间内，磁感应强度一定，穿过线圈的磁通量不变，线圈之中没有产生感应电流，故B错误； C．的时间内，磁场方向向上，磁感应强度减小，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，从上向下看，金属线圈中感应电流为逆时针方向，的时间内，磁场方向向下，磁感应强度增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，从上向下看，金属线圈中感应电流为逆时针方向，则与的时间内，电流方向相同，故C正确； D．根据图像可知，的时间内，磁感应强度的变化率逐渐增大，线圈面积一定，则穿过线圈的磁通量的变化率增大，根据法律的电磁感应定律可知，电流逐渐增大，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，两根间距为的平行光滑“匚”形导轨与水平面成夹角，大小为的磁场垂直导轨平面向上。现将一导体棒垂直于导轨静止释放，其接入电路的电阻为，经过后达到最大速度，导轨足够长且电阻忽略不计，取重力加速度为，此过程通过导体棒的电荷量为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据题目描述，达到最大速度时，受力平衡，受力分析为 解得导体棒的质量为 根据动量定理有， 解得流过导体棒的电荷量为 故选B。 二、多选题（本大题共4小题，每小题5分，满分20分，其中选错或多选得0分；选对但未选全得3分；选对且无漏选得5分） 7. 如图所示为磁流体发电机工作原理图。已知等离子体射入的初速度为，匀强磁场磁感应强度大小为，平行金属板、的长度为，宽度为，间距为，稳定后，等离子体均匀分布在金属板、之间，当滑动变阻器的阻值为时，发电机的输出功率达到最大。不计离子的重力及离子间的相互作用。下列说法正确的是（　　） A. 发电机的金属板为正极 B. 等离子体的电阻率大小为 C. 两极板间电压大小为 D. 电源输出功率最大时，电源效率也最大 【答案】AB 【解析】 【详解】A．由左手定则可判断正离子受到向下的洛伦兹力向下运动，负离子受到向上的洛伦兹力而向上运动，故发电机下极板为正极，上极板为负极，故A正确； B．等离子体的电阻，即发电机的内阻为 当时电源的输出功率最大，解得 故B正确； C．稳定后满足 解得发电机的电动势为 正常工作时，两极板间电压为路端电压，小于，故C错误； D．电源输出功率最大时，电源效率为 外电阻越大，电源效率越高，故D错误。 故选AB。 8. 如图所示，一质量为m、电荷量为q的带正电绝缘物块位于高度略大于物块高度的水平宽敞绝缘隧道中，隧道足够长，物块上、下表面与隧道上、下表面间的动摩擦因数均为，整个空间存在垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。现给物块水平向右的初速度，空气阻力忽略不计，物块电荷量不变，则物块（ ） A. 可能做匀速直线运动 B. 可能做减速运动 C. 可能先减速后匀速运动 D. 可能做加速运动 【答案】ABC 【解析】 【详解】根据左手定则可知物块受到的洛伦兹力方向竖直向上，如果洛伦兹力等于物块的重力，则物块做匀速直线运动；如果洛伦兹力小于物块的重力，物块与隧道下表面间存在摩擦力，物块一直做减速运动；如果洛伦兹力大于物块的重力，物块与隧道上表面间存在摩擦力，物块做减速运动，当减速到洛伦兹力等于重力后，物块做匀速运动。 故选ABC。 9. 如图所示，宽度的区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小，方向垂直纸面向里。一正方形导线框abcd，从距磁场上边界高度处自由下落，其下边ab刚进入磁场和刚离开磁场时的速度相同。已知线框质量，边长，电阻，g取，则（ ） A. 线框刚进入磁场时线框中有逆时针方向的电流 B. 线框完全离开磁场时的速度为 C. 线框在穿越磁场过程中产生的热量为0.02J D. 线框穿越整个磁场所用时间为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据右手定则可知电流方向为逆时针，故A正确； B．设线框刚进入磁场的速度为v，则，线框完全离开磁场时的速度为，由题意可知线框从完全进入磁场到即将离开磁场过程中只受重力，则有 可得 故B错误； C．由能量守恒可得 解得 故C错误； D．线框进入和离开的过程所用时间相同为t， 可得 完全进入磁场到刚要离开磁场所用时间为，根据 解得 故总时间为 故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，足够长的金属导轨MN、PQ水平平行放置，处于竖直向上、磁感应强度为的匀强磁场中，导轨间距为。导体棒、垂直导轨放置并与导轨接触良好，两导体棒的质量均为，其在导轨间的电阻均为，不计一切摩擦及导轨电阻。现给导体棒一个平行于导轨向右的初速度，运动中导体棒、未相撞。下列说法正确的是（　　） A. 导体棒做匀减速直线运动，导体棒做匀加速直线运动 B. 导体棒的速度为时，导体棒的加速度大小为 C. 整个运动过程中电路中产生的焦耳热为 D. 整个运动过程穿过导轨横截面的电荷量为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据右手定则可知导体棒、以及两导轨构成的回路中电流方向为逆时针方向，根据左手定则可知刚开始导体棒所受的安培力水平向左，做减速运动。导体棒所受的安培力水平向右，开始向右做加速运动，切割磁感线。两导体棒中感应电流大小相等均为 两导体棒所受安培力方向相反，大小相等，均为 随着导体棒减速，加速可知感应电流逐渐减小，两导体棒所受安培力逐渐减小，根据加速度可知，导体棒做加速度逐渐减小的减速运动，导体棒做加速度逐渐减小的加速运动，故A错误； B．两导体棒所受的安培力大小相等方向相反，合外力为0，整体动量守恒，当导体棒的速度为时，根据 解得 代入A选项中的表达式可得导体棒的加速度大小为 故B错误； C．根据分析可知最终两导体棒会共速，则有 解得 根据能量守恒定律可知 解得整个运动过程中电路中产生的焦耳热为 故C正确； D．对导体棒分析，根据动量定理可得 又因为 解得整个运动过程穿过导轨横截面的电荷量为 故D正确。 故选CD。 三、实验题（本大题一共11个空，每空2分，满分22分） 11. 现利用图甲所示装置验证“动量守恒定律”。在图甲中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与穿过打点计时器（图中未画出）的纸带相连。滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，数字计时器（图中未画出）可以记录遮光片通过光电门的时间。实验测得滑块A的质量，滑块B的质量，遮光片的宽度；打点计时器所用交变电流的频率。将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使它与B相碰，碰前滑块A的速度大小，碰后数字计时器显示的时间为，碰撞前、后打出的纸带如图乙所示。 （1）通过分析可知，纸带的____端（填“左”或“右”）与滑块A左侧相连； （2）滑块A在碰撞后的速度大小____m/s，滑块B在碰撞后的速度大小____m/s；（结果均保留3位有效数字） （3）设两滑块碰撞前、后的总动量分别为p和，则，____（结果保留3位有效数字）。 （4）由本次实验获得的初步结论是_____。 【答案】（1）右 （2） ①. 0.970 ②. 2.50 （3）0.591 （4）在误差允许范围内，则可认为滑块A与滑块B在导轨上的碰撞动量守恒。 【解析】 【小问1详解】 由题知，滑块A的质量大于滑块B的质量，滑块A碰后速度小于碰前速度，所以纸带的右端与滑块A左侧相连。 【小问2详解】 [1]由纸带图像知 时间间隔为 代入得 [2]碰后B的速度为 代入得 【小问3详解】 碰后动量为 代入得 【小问4详解】 由（3）知碰前动量和碰后动量近似相等，故由本次实验获得的初步结论是：在误差允许范围内，则可认为滑块A与滑块B在导轨上的碰撞动量守恒。 12. 为了测量一节干电池的电动势和内阻，某同学采用了伏安法，现备有下列器材： A．被测干电池一节； B．电流表1：量程0~0.6A，内阻； C．电流表2：量程0~0.6A，内阻约为； D．电压表1：量程0~3V，内阻未知； E．电压表2：量程0~15V，内阻未知； F．滑动变阻器1：，2A； G．滑动变阻器2：，1A； H．开关、导线若干。 伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差；在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。 （1）在上述器材中应选择的器材为：电流表选择______、电压表选择______，滑动变阻器选______（填写选项前的字母）； （2）实验电路图应选择下图中______（填“甲”或“乙”）； （3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图象，则干电池的电动势______V，内电阻______Ω。 【答案】 ①. B ②. D ③. F ④. 甲 ⑤. 1.5 ⑥. 0.7 【解析】 【详解】（1）[1]电流表B的内阻是已知的，故选B； [2]被测干电池一节，电动势约为1.5V，电压表选择量程0～3V，故选D； [3]被测干电池的内阻较小，为方便调节，滑动变阻器选择阻值较小的，故选F； （2）[4]因电流表的内阻已知，故实验电路图应选择图甲； （3）[5][6]根据闭合电路欧姆定律 即 则，图像的纵截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示内阻 四、解答题（其中13题计10分；14题计10分；15题计14分） 13. 如图所示，电阻忽略不计、间距L=0.4m的平行导轨，水平放置在磁感应强度大小B=10T的匀强磁场中。磁场方向垂直导轨平面向上，一质量m=2kg，电阻不计的导体棒ab垂直于导轨放置，并与导轨接触良好。导体棒ab与重物用轻细线连接（线质量不计）。细线对ab的拉力为水平方向。初始细线被拉直，现将重物静止释放后导体棒ab始终保持静止。已知电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，定值电阻R=5Ω，ab与导轨间动摩擦因数=0.3（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），其余一切摩擦不计。取重力加速度g=10m/s2。则： （1）导体棒ab受到的安培力； （2）重物重力G的最大值。 【答案】（1）4N，方向水平向左 （2）10N 【解析】 【小问1详解】 电路的电流 =1A ab受到的安培力 F=BIL=4N 方向水平向左 【小问2详解】 ab受到的最大静摩擦 =6N 根据平衡可知，摩擦力方向向左时，重物重力最大 对重物可知 =10N 14. 如图所示，在半径为R 的圆形区域内，分布着垂直于纸面向里的匀强磁场。一个质量为m、电荷量为-q的粒子从左侧A点以速度v0沿半径方向射入匀强磁场区域，然后从N点射出。MN两点间的圆心角。 粒子重力可忽略不计，求：匀强磁场的磁感应强度B的大小。 【答案】 【解析】 【详解】粒子在磁场中的运动轨迹如下图所示 由几个知识可得 粒子的轨道半径 粒子在磁场中运动由洛伦兹力提供向向心力有 联立解得 15. 如图所示，两根平行光滑金属导轨MN和PQ放置在水平面内其间距L=0.2m，磁感应强度B=0.5T的匀强磁场垂直导轨平面向下，两导轨之间连接的电阻R=4.8Ω，在导轨上有一金属棒ab，其接入电路的电阻r=1.2Ω，金属棒与导轨垂直且接触良好，在ab棒上施加水平拉力使其以速度v=12m/s向右匀速运动，设金属导轨足够长。求 （1）金属棒ab产生的感应电动势； （2）水平拉力的大小F。 【答案】（1）1.2V （2）0.02N 【解析】 【小问1详解】 由题意，金属棒切割磁感线产生感应电动势大小为 代入入数值得 【小问2详解】 根据闭合电路欧姆定律，可得过电阻R的电流大小 因棒匀速运动，则外力等于安培力，有 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 长沙市芙蓉高级中学2025年上学期 高二期中考试理科物理试卷 （考试时间：75分钟　总分100分） 一、单选题（本大题共6小题，每小题4分，满分24分） 1. 下图所示带电粒子刚进入磁场时所受到的洛伦兹力的方向正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 用如图所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。将条形磁体的某一极插入和拔出线圈的过程中，下列判断正确的是（　　） A. 电流表指针发生偏转，且偏转方向不同 B. 电流表指针发生偏转，且偏转方向相同 C. 磁体受到线圈的作用力，且方向均向上 D. 磁体受到线圈的作用力，且方向均向下 3. 空间某区域内磁场的磁感线分布如图所示，磁感线穿过大小不变的闭合圆形金属线圈。线圈由位置Ⅰ水平向右平移到位置Ⅱ的过程中（　　） A. 线圈有缩小的趋势 B. 穿过线圈的磁通量变大 C. 若线圈不闭合，线圈中有感应电动势 D. 若线圈匀速移动，线圈中没有感应电流 4. 如图所示，金属棒与金属导轨垂直放置，且接触良好，导轨间有垂直纸面向里的匀强磁场，当金属棒ab沿导轨向右匀速滑动时，螺线管左侧小磁针的N极受力方向为（ ） A. 水平向左 B. 水平向右 C. 垂直纸面向里 D. 垂直纸面向外 5. 如图1所示，水平桌面上固定的闭合金属线圈处于磁场中，磁感应强度B随时间t变化的图像如图2所示，垂直桌面向上为正方向。从上向下看，金属线圈中（　　） A. 的时间内电流为逆时针方向 B. 的时间内电流为顺时针方向 C. 与的时间内，电流方向相同 D. 的时间内，电流逐渐减小 6. 如图所示，两根间距为的平行光滑“匚”形导轨与水平面成夹角，大小为的磁场垂直导轨平面向上。现将一导体棒垂直于导轨静止释放，其接入电路的电阻为，经过后达到最大速度，导轨足够长且电阻忽略不计，取重力加速度为，此过程通过导体棒的电荷量为（ ） A. B. C. D. 二、多选题（本大题共4小题，每小题5分，满分20分，其中选错或多选得0分；选对但未选全得3分；选对且无漏选得5分） 7. 如图所示为磁流体发电机工作原理图。已知等离子体射入的初速度为，匀强磁场磁感应强度大小为，平行金属板、的长度为，宽度为，间距为，稳定后，等离子体均匀分布在金属板、之间，当滑动变阻器的阻值为时，发电机的输出功率达到最大。不计离子的重力及离子间的相互作用。下列说法正确的是（　　） A. 发电机的金属板为正极 B. 等离子体的电阻率大小为 C. 两极板间电压大小为 D. 电源输出功率最大时，电源效率也最大 8. 如图所示，一质量为m、电荷量为q的带正电绝缘物块位于高度略大于物块高度的水平宽敞绝缘隧道中，隧道足够长，物块上、下表面与隧道上、下表面间的动摩擦因数均为，整个空间存在垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。现给物块水平向右的初速度，空气阻力忽略不计，物块电荷量不变，则物块（ ） A. 可能做匀速直线运动 B. 可能做减速运动 C. 可能先减速后匀速运动 D. 可能做加速运动 9. 如图所示，宽度的区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小，方向垂直纸面向里。一正方形导线框abcd，从距磁场上边界高度处自由下落，其下边ab刚进入磁场和刚离开磁场时的速度相同。已知线框质量，边长，电阻，g取，则（ ） A. 线框刚进入磁场时线框中有逆时针方向的电流 B. 线框完全离开磁场时的速度为 C. 线框在穿越磁场过程中产生的热量为0.02J D. 线框穿越整个磁场所用时间为 10. 如图所示，足够长的金属导轨MN、PQ水平平行放置，处于竖直向上、磁感应强度为的匀强磁场中，导轨间距为。导体棒、垂直导轨放置并与导轨接触良好，两导体棒的质量均为，其在导轨间的电阻均为，不计一切摩擦及导轨电阻。现给导体棒一个平行于导轨向右的初速度，运动中导体棒、未相撞。下列说法正确的是（　　） A. 导体棒做匀减速直线运动，导体棒做匀加速直线运动 B. 导体棒的速度为时，导体棒的加速度大小为 C. 整个运动过程中电路中产生的焦耳热为 D. 整个运动过程穿过导轨横截面的电荷量为 三、实验题（本大题一共11个空，每空2分，满分22分） 11. 现利用图甲所示装置验证“动量守恒定律”。在图甲中，气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片，左侧与穿过打点计时器（图中未画出）的纸带相连。滑块B左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，数字计时器（图中未画出）可以记录遮光片通过光电门的时间。实验测得滑块A的质量，滑块B的质量，遮光片的宽度；打点计时器所用交变电流的频率。将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使它与B相碰，碰前滑块A的速度大小，碰后数字计时器显示的时间为，碰撞前、后打出的纸带如图乙所示。 （1）通过分析可知，纸带的____端（填“左”或“右”）与滑块A左侧相连； （2）滑块A在碰撞后的速度大小____m/s，滑块B在碰撞后的速度大小____m/s；（结果均保留3位有效数字） （3）设两滑块碰撞前、后的总动量分别为p和，则，____（结果保留3位有效数字）。 （4）由本次实验获得的初步结论是_____。 12. 为了测量一节干电池的电动势和内阻，某同学采用了伏安法，现备有下列器材： A．被测干电池一节； B．电流表1：量程0~0.6A，内阻； C．电流表2：量程0~0.6A，内阻约为； D．电压表1：量程0~3V，内阻未知； E．电压表2：量程0~15V，内阻未知； F．滑动变阻器1：，2A； G．滑动变阻器2：，1A； H．开关、导线若干。 伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差；在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。 （1）在上述器材中应选择的器材为：电流表选择______、电压表选择______，滑动变阻器选______（填写选项前的字母）； （2）实验电路图应选择下图中______（填“甲”或“乙”）； （3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图象，则干电池的电动势______V，内电阻______Ω。 四、解答题（其中13题计10分；14题计10分；15题计14分） 13. 如图所示，电阻忽略不计、间距L=0.4m的平行导轨，水平放置在磁感应强度大小B=10T的匀强磁场中。磁场方向垂直导轨平面向上，一质量m=2kg，电阻不计的导体棒ab垂直于导轨放置，并与导轨接触良好。导体棒ab与重物用轻细线连接（线质量不计）。细线对ab的拉力为水平方向。初始细线被拉直，现将重物静止释放后导体棒ab始终保持静止。已知电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，定值电阻R=5Ω，ab与导轨间动摩擦因数=0.3（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），其余一切摩擦不计。取重力加速度g=10m/s2。则： （1）导体棒ab受到的安培力； （2）重物重力G的最大值。 14. 如图所示，在半径为R 的圆形区域内，分布着垂直于纸面向里的匀强磁场。一个质量为m、电荷量为-q的粒子从左侧A点以速度v0沿半径方向射入匀强磁场区域，然后从N点射出。MN两点间的圆心角。 粒子重力可忽略不计，求：匀强磁场的磁感应强度B的大小。 15. 如图所示，两根平行光滑金属导轨MN和PQ放置在水平面内其间距L=0.2m，磁感应强度B=0.5T的匀强磁场垂直导轨平面向下，两导轨之间连接的电阻R=4.8Ω，在导轨上有一金属棒ab，其接入电路的电阻r=1.2Ω，金属棒与导轨垂直且接触良好，在ab棒上施加水平拉力使其以速度v=12m/s向右匀速运动，设金属导轨足够长。求 （1）金属棒ab产生的感应电动势； （2）水平拉力的大小F。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $