精品解析：石家庄市第二中学2025-2026学年高二上学期12月月考物理试卷

石家庄二中2025-2026学年12月高二物理试卷 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分 1. 《大国重器》节目介绍的输电系统如图甲所示，某管道内部有三根绝缘超高压输电线缆平行且间距相等，管道内封闭有高绝缘性气体，截面图如图乙所示，上方两根输电线缆、圆心连线水平，某时刻、中电流方向垂直于纸面向里，电流大小均为，此时中电流方向垂直于纸面向外，电流大小为2，则（　　） A. 、输电线缆相互吸引 B. 线缆、圆心连线中点处磁感应强度为0 C. 正三角形中心处磁感应强度为0 D. 线缆所受安培力方向垂直线缆、圆心连线向上 2. 如图所示，在方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中，有一质量为m、电荷量为q的带正电小球由长度为L的绝缘细绳与悬点相连，将小球置于恰好使细绳水平伸直的位置并从静止释放，不计空气阻力，则对小球从释放到第一次到达最低点的过程，下列说法正确的是（　　） A. 小球运动至最低点时速度为 B. 小球在运动过程中受到的洛伦兹力方向始终与细绳垂直 C. 小球在运动过程中受到的洛伦兹力的瞬时功率先增大，后减小 D. 小球在运动至最低点时细绳对小球的拉力大小为 3. 磁电式电流表的构造如图甲所示，在蹄形磁铁的两极间有一个可以绕轴转动的线圈，转轴上装有螺旋弹簧和指针。蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示。当电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，螺旋弹簧被扭动，线圈停止转动时满足NBIS=kθ，式中N为线圈的匝数，S为线圈的面积，I为通过线圈的电流，B为磁感应强度，θ为线圈（指针）偏角，k是与螺旋弹簧有关的常量。不考虑电磁感应现象，由题中的信息可知（　　） A. 线圈转动过程中受到的安培力逐渐变大 B. 若线圈中通以如图乙所示的电流时，线圈将沿逆时针方向转动 C. 线圈（指针）偏角θ与通过线圈的电流I成正比 D. 电流表的灵敏度定义为，更换k值更大的螺旋弹簧，可以增大电流表的灵敏度 4. 如图所示，一绝缘容器内部为长方体空腔，容器内盛有NaCl的水溶液，容器上下端装有铂电极A和C，置于与容器表面垂直的匀强磁场中，开关K闭合前容器两侧P、Q两管中液面等高，闭合开关后，下列说法正确的是（　　） A. M处钠离子浓度大于N处钠离子浓度 B. M处氯离子浓度小于N处氯离子浓度 C. M处电势高于N处电势 D. P管中液面低于Q管中液面 5. 1932年，美国物理学家安德森在宇宙线实验中发现了正电子。他利用放在强磁场中的云室来记录正电子，并在云室中加入一块厚6mm的铅板，借以减慢正电子的速度。当正电子通过云室内的强磁场时，拍下粒子径迹的照片，如图所示。关于云室中磁场的方向及正电子的运动方向，下列说法正确的是（　　） A. 如图甲，磁场垂直纸面向外，粒子从N运动到M B. 如图乙，磁场垂直纸面向外，粒子从M运动到N C. 如图丙，磁场垂直纸面向里，粒子从N运动到M D. 如图丁，磁场垂直纸面向里，粒子从M运动到N 6. 质谱仪可以进行同位素分析，其原理如图所示。两平行竖直放置的极板间距为，两板间加恒定电压。板间加有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为，板间电场可视为匀强电场，不考虑边界效应。水平边界下方空间加有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，照相底片位于边界处。现有某种元素的一价正离子从极板中间沿直线竖直飞入下方磁场，分成两股，最后打在照相底片上形成两个亮斑，亮斑间距为。电子电荷量大小为，则互为同位素的离子质量差为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，长度为、内壁光滑的轻玻璃管平放在水平面上，管底有一质量为、电荷量为的带正电小球。整个装置以速度进入磁感应强度为的匀强磁场，磁场方向竖直向下，在外力的作用下向右匀速运动，最终小球从上端口飞出。从玻璃管进入磁场至小球飞出上端口的过程中（　　） A. 小球沿管方向的加速度大小 B. 小球的运动轨迹是抛物线 C. 管壁的弹力对小球不做功 D. 洛伦兹力对小球做功 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分 8. 以下是几幅与磁场、电磁感应现象有关的图片，叙述正确的是（　　） A. 图甲中断开开关S瞬间，与线圈P连接的电流计的指针发生偏转 B. 图乙中电流方向如图所示，则铁环中心O点的磁场垂直纸面向里 C. 图丙中当电流从B流入时，发现小磁铁向下运动，则小磁铁下端为N极 D. 图丁中水平圆环位于P位置时穿过圆环的磁通量最大 9. 如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R所加磁场的磁感应强度为B，用来加速质量为m、电荷量为q的质子，质子从下半盒的质子源由静止出发，加速到最大动能Ek后由A孔射出，下列说法中正确的是 A. 质子在匀强磁场中做圆周运动时获得能量，用来加速 B. 增大交变电压U，质子在加速器中运行总时间将变短 C. 回旋加速器所加交变电压的频率为 D. 下半盒内部质子的轨道半径之比（由内到外）为1：：：…… 10. 如图所示，竖直放置的“”形光滑导轨宽为，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为，磁感应强度为。质量为的水平金属杆由静止释放，进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等。金属杆在导轨间的电阻为，与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为。金属杆（　　） A. 刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下 B. 若适当，导体棒可以在磁场Ⅰ中匀速下落 C. 穿过两磁场产生的总热量为 D. 穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间 三、实验题：本题共2小题，每题8分，共16分 11. 小华同学正在进行“探究法拉第电磁感应现象”的实验。 （1）已将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关按如图所示部分连接，要把电路连接完整且正确，则M连接到接线柱____________（选填“a”、“b”或“c”），N连接到接线柱____________（选填“a”、“b”或“c”）。 （2）正确连接电路后，开始实验探究，小华同学发现当他将开关闭合瞬间，灵敏电流计向左偏转，则他保持开关闭合，将滑动变阻器的滑片P向右匀速滑动时，灵敏电流计的指针向____________（选填“左”、“右”）偏转，由此可以判断____________。 A.滑动变阻器的滑片P向右加速滑动，灵敏电流计的指针向左偏转 B.线圈A中的铁芯向上拔出或断开开关，都能引起灵敏电流计的指针向右偏转 C.滑动变阻器的滑片P匀速向左滑动，灵敏电流计的指针静止在中央 （3）实验中小华同学发现在两次电磁感应现象中，第一次电流计的指针摆动的幅度比第二次指针摆动的幅度大，原因是线圈中第一次的____________（选填“磁通量”、“磁通量的变化量”或“磁通量的变化率”）比第二次的大。 12. 图甲为霍尔元件，其接线柱如图乙所示，金属做成长方体薄片，放到竖直向下磁感应强度为的磁场中，通以由流向的电流时，前后两侧面的、两端能探测出霍尔电势差，理论表明，其中h为上下面厚度，k为霍尔系数，由材料种类决定。为了测霍尔系数k，采用图丙的电路，R0为保护电阻（a、b、c、d各接线柱功能与接法参考甲、乙）。 （1）根据图乙电流和磁场方向，判断c、d两端电势__（填“>”或“<”）。图丙电路中电流表示数不能从零开始调节，为了解决这一问题，须用一导线把变阻器端与电路中__接线柱（填“m”、“g”、“f”）连接即可。 （2）调节变阻器，改变霍尔元件电流，用电流表和理想电压表测出电流和霍尔电压，获取多组数据，并作出图丁的U-I图像，已知垂直于霍尔元件表面的匀强磁场的磁感应强度B，霍尔元件上下表面间厚度h，则霍尔系数k___（结果保留两位有效数字）。 （3）结合电流的微观表达式，可以推导出k值与金属材料的下列哪些参量有关？　　　 A. 单位体积内的核外电子数 B. 单位体积内的自由电子数 C. 材料的密度 D. 电子的电量 四、计算题：本题共3小题，共38分 13. 如图甲所示，轻质细线吊着一质量、边长、匝数的正方形线框，线框总电阻。线圈最下方的导线有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场分布在边长为正方形内，磁场一半处于线框内，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示，重力加速度。求： （1）时刻穿过线圈的磁通量； （2）时间内线圈产生的电流大小； （3）时轻质细线的拉力大小。 14. 如图所示，在倾角为L = 30∘的斜面上，固定一宽L = 0.25m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R。电源电动势E = 12V，内阻r = 1Ω，一质量m = 40g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度B = 0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中，金属棒的电阻R1 = 1Ω（导轨电阻不计）。金属导轨与金属棒之间的最大静摩擦力为0.1N，取g = 10m/s2。 （1）调节滑动变阻器的阻值，金属棒恰好无相对运动的趋势，求金属棒所受到的安培力； （2）要保持金属棒在导轨上静止，求滑动变阻器R接入电路中的阻值范围。 15. 如图甲所示，在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy，x轴沿水平方向．第二象限内有一水平向右的场强为E1的匀强电场，第一、四象限内有一正交的场强为E2竖直向上的匀强电场和磁感应强度为B的匀强交变磁场，匀强磁场方向垂直纸面．从A点以v0=4m/s竖直向上射出一个比荷为的带正电的小球（可视为质点），并以v1=8m/s的速度从y轴上的C点水平向右进入第一象限，且在第一象限内刚好沿圆弧做圆周运动．取小球从C点进入第一象限的时刻为t=0，磁感应强度按图乙所示规律变化（以垂直纸面向外的磁场方向为正方向），g="10" m/s2．求： （1）小球从A点运动到C点的时间t1和匀强电场E2的场强； （2）x轴上有一点D，OD=OC，若带电粒子在通过C点后的运动过程中不再越过y轴且沿x轴正方向通过D点，求磁感应强度B0和磁场的变化周期T0． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 石家庄二中2025-2026学年12月高二物理试卷 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分 1. 《大国重器》节目介绍的输电系统如图甲所示，某管道内部有三根绝缘超高压输电线缆平行且间距相等，管道内封闭有高绝缘性气体，截面图如图乙所示，上方两根输电线缆、圆心连线水平，某时刻、中电流方向垂直于纸面向里，电流大小均为，此时中电流方向垂直于纸面向外，电流大小为2，则（　　） A. 、输电线缆相互吸引 B. 线缆、圆心连线中点处磁感应强度为0 C. 正三角形中心处磁感应强度为0 D. 线缆所受安培力方向垂直线缆、圆心连线向上 【答案】D 【解析】 【详解】A．同向电流互相吸引，反向电流互相排斥，由于A、C输电线缆通入的电流方向相反，所以二者相互排斥，故A错误； B．根据安培定则可知，A、B输电线缆在A、B圆心连线中点处的磁感应强度方向分别为竖直向下、竖直向上且由于两线缆中电流大小一致，磁感应强度大小一致，故由对称性相互抵消，而C输电线缆在该处的磁感应强度水平向左，所以该点的合磁感应强度方向水平向左，且不为0，故B错误； C．根据安培定则可知，A输电线缆在O点的磁感应强度方向垂直OA指向左下方，根据安培定则可知，B输电线缆在B点的磁感应强度方向垂直OB指向左上方，根据对称性可知，A、B输电线缆在O处的合磁感应强度方向垂直OC水平向左，而C输电线在O点的磁感应强度方向垂直OC水平向左，所以O处合磁感应强度方向应垂直OC水平向左，且不为0，故C错误； D．C对A的安培力沿 指向左上方，B对A的安培力水平向右，大小是C对A的安培力的，由平行四边形定则可知，输电线缆A所受安培力方向垂直线缆A、B圆心连线向上。故D正确。 故选D。 2. 如图所示，在方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中，有一质量为m、电荷量为q的带正电小球由长度为L的绝缘细绳与悬点相连，将小球置于恰好使细绳水平伸直的位置并从静止释放，不计空气阻力，则对小球从释放到第一次到达最低点的过程，下列说法正确的是（　　） A. 小球运动至最低点时速度为 B. 小球在运动过程中受到的洛伦兹力方向始终与细绳垂直 C. 小球在运动过程中受到的洛伦兹力的瞬时功率先增大，后减小 D. 小球在运动至最低点时细绳对小球的拉力大小为 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．小球下摆过程，只有重力做功，根据机械能守恒定律，有 可得 故A错误； B．根据左手定则，判断出小球运动过程中洛伦兹力方向始终沿绳方向。故B错误； C．根据B项分析可知，洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，则 故C错误； D．小球在运动至最低点时对小球受力分析，应用牛顿第二定律，有 代入，可得 故D正确。 故选D。 3. 磁电式电流表的构造如图甲所示，在蹄形磁铁的两极间有一个可以绕轴转动的线圈，转轴上装有螺旋弹簧和指针。蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示。当电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，螺旋弹簧被扭动，线圈停止转动时满足NBIS=kθ，式中N为线圈的匝数，S为线圈的面积，I为通过线圈的电流，B为磁感应强度，θ为线圈（指针）偏角，k是与螺旋弹簧有关的常量。不考虑电磁感应现象，由题中的信息可知（　　） A. 线圈转动过程中受到的安培力逐渐变大 B. 若线圈中通以如图乙所示的电流时，线圈将沿逆时针方向转动 C. 线圈（指针）偏角θ与通过线圈的电流I成正比 D. 电流表的灵敏度定义为，更换k值更大的螺旋弹簧，可以增大电流表的灵敏度 【答案】C 【解析】 【详解】A．磁场是均匀地辐射分布，线圈转过过程中各个位置的磁感应强度大小不变，故受到的安培力大小不变，故A错误； B．若线圈中通以如图乙所示的电流时，根据左手定则，左侧安培力向上，右侧安培力向下，线圈将沿顺时针方向转动，故B错误； C．根据题意线圈停止转动时满足 NBIS=kθ 解得 可知线圈（指针）偏角θ与通过线圈的电流I成正比，故C正确； D．电流表的灵敏度定义为，根据题意 NBIS=kθ 解得 可知更换k值更大的螺旋弹簧，电流表的灵敏度减小了，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，一绝缘容器内部为长方体空腔，容器内盛有NaCl的水溶液，容器上下端装有铂电极A和C，置于与容器表面垂直的匀强磁场中，开关K闭合前容器两侧P、Q两管中液面等高，闭合开关后，下列说法正确的是（　　） A. M处钠离子浓度大于N处钠离子浓度 B. M处氯离子浓度小于N处氯离子浓度 C. M处电势高于N处电势 D. P管中液面低于Q管中液面 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．依据正离子的定向移动方向与电流方向相同，而负离子移动方向与电流方向相反，根据左手定则可知，钠离子、氯离子均向M处偏转，则M处和N处仍呈电中性，因此M处电势和N点电势相等，钠离子、氯离子浓度均大于N处，故A正确，BC错误； D．当开关闭合时，液体中有从A到C方向的电流，根据左手定则可知，液体将受到向M的安培力作用，在液面内部将产生压强，因此P端的液面将比Q端的高，故D错误。 故选A。 5. 1932年，美国物理学家安德森在宇宙线实验中发现了正电子。他利用放在强磁场中的云室来记录正电子，并在云室中加入一块厚6mm的铅板，借以减慢正电子的速度。当正电子通过云室内的强磁场时，拍下粒子径迹的照片，如图所示。关于云室中磁场的方向及正电子的运动方向，下列说法正确的是（　　） A. 如图甲，磁场垂直纸面向外，粒子从N运动到M B. 如图乙，磁场垂直纸面向外，粒子从M运动到N C. 如图丙，磁场垂直纸面向里，粒子从N运动到M D. 如图丁，磁场垂直纸面向里，粒子从M运动到N 【答案】D 【解析】 【详解】A．粒子在磁场中运动时，若速度减小，则半径减小，图中磁场垂直纸面向外，粒子从N运动到M，半径应减小，与题图不符合，故A错误； B．磁场垂直纸面向外，粒子从M运动到N，粒子受到向左的洛伦兹力，故B错误； C．磁场垂直纸面向里，粒子从N运动到M，粒子受到向左的洛伦兹力，故C错误； D．磁场垂直纸面向里，粒子从M运动到N，粒子的半径减小，故D正确。 故选D。 6. 质谱仪可以进行同位素分析，其原理如图所示。两平行竖直放置的极板间距为，两板间加恒定电压。板间加有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为，板间电场可视为匀强电场，不考虑边界效应。水平边界下方空间加有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，照相底片位于边界处。现有某种元素的一价正离子从极板中间沿直线竖直飞入下方磁场，分成两股，最后打在照相底片上形成两个亮斑，亮斑间距为。电子电荷量大小为，则互为同位素的离子质量差为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设离子质量为，在极板间匀速运动的速度为，有 场强 可得 在偏转磁场中轨道半径为，有 可得 对两种同位素来说，都是一价正离子，电荷量相同，质量分别为，则轨道半径分别为 两亮斑间距 可得互为同位素的离子质量差为 故选B。 7. 如图所示，长度为、内壁光滑的轻玻璃管平放在水平面上，管底有一质量为、电荷量为的带正电小球。整个装置以速度进入磁感应强度为的匀强磁场，磁场方向竖直向下，在外力的作用下向右匀速运动，最终小球从上端口飞出。从玻璃管进入磁场至小球飞出上端口的过程中（　　） A. 小球沿管方向的加速度大小 B. 小球的运动轨迹是抛物线 C. 管壁的弹力对小球不做功 D. 洛伦兹力对小球做功 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由题意可知，小球和管一起向右匀速直线运动，根据左手定则可知，小球受到沿管向上的洛伦兹力 由牛顿第二定律得，解得 即沿管方向小球做匀加速直线运动，水平方向做匀速直线运动，则小球做类平抛运动，故A错误，B正确； D．由左手定则可知，洛伦兹力方向总是和速度方向垂直，故洛伦兹力不做功，故D错误； C．因为小球最终从上端口飞出，则沿管方向的速度满足 水平方向一直匀速直线运动，可知小球动能增加，又因为洛伦兹力不做功，所以管壁对小球向右的弹力对小球做正功 由矢量合成法则可知，小球飞出时速度大小为 则由动能定理得，整个过程管壁的弹力对小球做功为 联立可得，故C错误。 故选B。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分 8. 以下是几幅与磁场、电磁感应现象有关的图片，叙述正确的是（　　） A. 图甲中断开开关S瞬间，与线圈P连接的电流计的指针发生偏转 B. 图乙中电流方向如图所示，则铁环中心O点的磁场垂直纸面向里 C. 图丙中当电流从B流入时，发现小磁铁向下运动，则小磁铁下端为N极 D. 图丁中水平圆环位于P位置时穿过圆环的磁通量最大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．图甲中断开开关S瞬间，线圈M中的电流从有到无，使得穿过线圈P的磁通量发生了变化，线圈P中将产生感应电流，所以与线圈P连接的电流计的指针会发生偏转，故A正确； B．图乙中电流方向如图所示，根据右手定则，判断知两边螺线管上端均为N极，下端为S极，磁铁外部磁感线从N极到S极，可知铁环中心点的磁场竖直向下，故B错误； C．图丙中电流从流入时，根据安培定则，电磁铁上端为N极，发现小磁铁向下运动，则小磁铁的下端为S极，故C错误； D．图丁中水平圆环从条形磁铁上方位置向下运动，通过圆环的磁通量为内部从S到N的磁通量和外部从N到S的磁通量的净磁通，内部磁通量大于外部且都相同，外部P处最小，因此位置穿过圆环的磁通量最大，故D正确； 故选AD。 9. 如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R所加磁场的磁感应强度为B，用来加速质量为m、电荷量为q的质子，质子从下半盒的质子源由静止出发，加速到最大动能Ek后由A孔射出，下列说法中正确的是 A. 质子在匀强磁场中做圆周运动时获得能量，用来加速 B. 增大交变电压U，质子在加速器中运行总时间将变短 C. 回旋加速器所加交变电压的频率为 D. 下半盒内部质子的轨道半径之比（由内到外）为1：：：…… 【答案】BD 【解析】 【详解】A．质子在电场中通过加速获得能量，选项A错误； B．粒子离开回旋加速器的动能是一定的，与加速电压无关；每次经过电场加速获得的动能为qU，故电压越大，加速的次数越少，又知周期，故运动的时间变短，故B正确； C．交变电压的频率等于粒子做圆周运动的频率，即，而，则 则C错误； D．粒子在加速电场中做匀加速运动，在磁场中做匀速圆周运动，由动能定理得 则质子的轨道由内到外对应的速度之比为1： ： ： ……；再根据，则半径比为1： ： ： ……；故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，竖直放置的“”形光滑导轨宽为，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为，磁感应强度为。质量为的水平金属杆由静止释放，进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等。金属杆在导轨间的电阻为，与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为。金属杆（　　） A. 刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下 B. 若适当，导体棒可以在磁场Ⅰ中匀速下落 C. 穿过两磁场产生的总热量为 D. 穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．金属杆在无场区做匀加速运动，而金属杆进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等，所以金属杆刚进入磁场Ⅰ时做减速运动，加速度方向竖直向上，故A错误。 B．做受力分析可知，金属杆进入磁场后所受的力为安培力与重力，若二者相等便会匀速下落。计算可知，安培力 则需，又 故当时，金属杆进入磁场后匀速下落，故B正确。 C．金属杆从刚进入磁场Ⅰ到刚进入磁场Ⅱ的过程，由能量守恒定律得 金属杆通过磁场Ⅱ时产生的热量与通过磁场Ⅰ时产生的热量相同，所以总热量为。故C正确。 D．金属杆在磁场Ⅰ运动时，随着速度减小，产生的感应电流减小，受到的安培力减小，合力减小，加速度减小，所以金属杆做加速度逐渐减小的变减速运动，在两个磁场之间做匀加速运动，由题知，进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等，所以金属杆在磁场Ⅰ中运动时平均速度小于在两磁场之间运动的平均速度，两个过程位移相等，所以金属杆穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间，故D正确。 故选BCD。 三、实验题：本题共2小题，每题8分，共16分 11. 小华同学正在进行“探究法拉第电磁感应现象”的实验。 （1）已将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关按如图所示部分连接，要把电路连接完整且正确，则M连接到接线柱____________（选填“a”、“b”或“c”），N连接到接线柱____________（选填“a”、“b”或“c”）。 （2）正确连接电路后，开始实验探究，小华同学发现当他将开关闭合瞬间，灵敏电流计向左偏转，则他保持开关闭合，将滑动变阻器的滑片P向右匀速滑动时，灵敏电流计的指针向____________（选填“左”、“右”）偏转，由此可以判断____________。 A.滑动变阻器的滑片P向右加速滑动，灵敏电流计的指针向左偏转 B.线圈A中的铁芯向上拔出或断开开关，都能引起灵敏电流计的指针向右偏转 C.滑动变阻器的滑片P匀速向左滑动，灵敏电流计的指针静止在中央 （3）实验中小华同学发现在两次电磁感应现象中，第一次电流计的指针摆动的幅度比第二次指针摆动的幅度大，原因是线圈中第一次的____________（选填“磁通量”、“磁通量的变化量”或“磁通量的变化率”）比第二次的大。 【答案】（1） ①. c ②. a （2） ①. 右 ②. B （3）磁通量的变化率 【解析】 【小问1详解】 要把电路连接完整且正确，则M连接到接线柱c，N连接到接线柱a。 【小问2详解】 [1]小华同学发现当他将开关闭合瞬间，灵敏电流计向左偏转，说明当穿过线圈的磁通量增加时灵敏电流计向左偏转，则他保持开关闭合，将滑动变阻器的滑片P向右匀速滑动时，电阻增大，则电流减小，穿过线圈的磁通量减小，则灵敏电流计的指针向右偏转； [2]由此可以判断： A．滑动变阻器的滑片P向右加速滑动，电阻增大，则电流减小，穿过线圈的磁通量减小，灵敏电流计的指针向右偏转，选项A错误； B．线圈A中的铁芯向上拔出或断开开关，穿过线圈的磁通量减小，则都能引起灵敏电流计的指针向右偏转，选项B正确； C．滑动变阻器的滑片P匀速向左滑动，电阻减小，则电流变大，穿过线圈的磁通量变大，灵敏电流计的指针向左偏转，选项C错误。 故选B。 【小问3详解】 实验中小华同学发现在两次电磁感应现象中，第一次电流计的指针摆动的幅度比第二次指针摆动的幅度大，说明第一次产生的感应电动势较大，原因是线圈中第一次的磁通量的变化率比第二次的大。 12. 图甲为霍尔元件，其接线柱如图乙所示，金属做成长方体薄片，放到竖直向下磁感应强度为的磁场中，通以由流向的电流时，前后两侧面的、两端能探测出霍尔电势差，理论表明，其中h为上下面厚度，k为霍尔系数，由材料种类决定。为了测霍尔系数k，采用图丙的电路，R0为保护电阻（a、b、c、d各接线柱功能与接法参考甲、乙）。 （1）根据图乙电流和磁场方向，判断c、d两端电势__（填“>”或“<”）。图丙电路中电流表示数不能从零开始调节，为了解决这一问题，须用一导线把变阻器端与电路中__接线柱（填“m”、“g”、“f”）连接即可。 （2）调节变阻器，改变霍尔元件电流，用电流表和理想电压表测出电流和霍尔电压，获取多组数据，并作出图丁的U-I图像，已知垂直于霍尔元件表面的匀强磁场的磁感应强度B，霍尔元件上下表面间厚度h，则霍尔系数k___（结果保留两位有效数字）。 （3）结合电流的微观表达式，可以推导出k值与金属材料的下列哪些参量有关？　　　 A. 单位体积内的核外电子数 B. 单位体积内的自由电子数 C. 材料的密度 D. 电子的电量 【答案】（1） ①. > ②. g （2） （3）BD 【解析】 【小问1详解】 [1]题目中明确说明了金属的载流粒子为带负电的电子，因此其运动方向与电流方向相反，为，则通过左手定则可知其所受洛伦兹力方向指向侧，因此电子受力向侧偏转并在其上聚集，则侧集负电荷，电势降低，小于侧电势。 [2]目前的图丙是限流式接法（变阻器串联在电路中），无法实现电流/电压的从零开始调节，要实现“从零开始”，必须改为分压式。分压式的接法要求变阻器的全部电阻丝跨接在电源两端，目前变阻器右下端已接入电路，左下端悬空。为了让滑片移到最左端时电压为0，必须将端接到电源的负极回路上，且需让开关位于电路主干上，因此需接入。 【小问2详解】 由变形可得 则可知对应图丁的图像，即一条过原点的直线，其斜率应为。在图像上取倒数第二个点（2，80）可得其斜率为，代入与的数值之后计算得出 【小问3详解】 当霍尔元件达到稳定状态时，电子受到的电场力与洛伦兹力平衡，即， 可解得 结合电流的微观表达式，即，联立得出，则 霍尔系数只与载流子电荷量、单位体积内的自由载流子数量有关。 故选BD。 四、计算题：本题共3小题，共38分 13. 如图甲所示，轻质细线吊着一质量、边长、匝数的正方形线框，线框总电阻。线圈最下方的导线有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场分布在边长为正方形内，磁场一半处于线框内，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示，重力加速度。求： （1）时刻穿过线圈的磁通量； （2）时间内线圈产生的电流大小； （3）时轻质细线的拉力大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 时刻穿过线圈的磁通量 得： 【小问2详解】 时间内线圈产生的感应电动势大小 由图乙得： 时间内线圈产生的感应电流大小 得： 【小问3详解】 时，由图乙得此时磁感应强度大小 由平衡条件： 得： 14. 如图所示，在倾角为L = 30∘的斜面上，固定一宽L = 0.25m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R。电源电动势E = 12V，内阻r = 1Ω，一质量m = 40g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度B = 0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中，金属棒的电阻R1 = 1Ω（导轨电阻不计）。金属导轨与金属棒之间的最大静摩擦力为0.1N，取g = 10m/s2。 （1）调节滑动变阻器的阻值，金属棒恰好无相对运动的趋势，求金属棒所受到的安培力； （2）要保持金属棒在导轨上静止，求滑动变阻器R接入电路中的阻值范围。 【答案】（1），沿斜面向上；（2） 【解析】 【详解】（1）对金属棒，由平衡条件 解得安培力 根据左手定则，方向沿斜面向上 （2）由题意可知，当滑动变阻器取最大值时，回路中电流最小，金属棒刚好不下滑，由 解得 代入数据解得 由闭合电路欧姆定律得 解得 解得 由题意可知，当滑动变阻器取最小值时，回路中电流最大，金属棒刚好不上滑。 由 解得 由闭合电路欧姆定律得 解得 解得 故滑动变阻器接入电路中的阻值范围为 15. 如图甲所示，在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy，x轴沿水平方向．第二象限内有一水平向右的场强为E1的匀强电场，第一、四象限内有一正交的场强为E2竖直向上的匀强电场和磁感应强度为B的匀强交变磁场，匀强磁场方向垂直纸面．从A点以v0=4m/s竖直向上射出一个比荷为的带正电的小球（可视为质点），并以v1=8m/s的速度从y轴上的C点水平向右进入第一象限，且在第一象限内刚好沿圆弧做圆周运动．取小球从C点进入第一象限的时刻为t=0，磁感应强度按图乙所示规律变化（以垂直纸面向外的磁场方向为正方向），g="10" m/s2．求： （1）小球从A点运动到C点的时间t1和匀强电场E2的场强； （2）x轴上有一点D，OD=OC，若带电粒子在通过C点后的运动过程中不再越过y轴且沿x轴正方向通过D点，求磁感应强度B0和磁场的变化周期T0． 【答案】（1）， （2）或， 或 【解析】 【详解】试题分析：（1）小球从A到C竖直方向受重力作用做匀减速运动，有： 小球进入第一象限内恰做圆周运动，有： 解代入数据得：，． （2）设粒子在第一象限内做圆周运动运动圆轨道半径为R，周期为T，C到O的距离为 ，作出其运动轨迹如图所示 则有：， 要粒子沿x轴通过通过D点，则由图中几何关系有：，， 联解得：或， 或 【点睛】本题中质点在复合场运动，分析受力情况，确定质点的运动情况是解题的基础．结合粒子运动的周期性以及临界状态，运用数学几何知识综合求解． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $