河北省深州市长江中学2025届物理高二上期末统考试题含解析

河北省深州市长江中学2025届物理高二上期末统考试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一带正电粒子以速度v0从A点沿直径AC方向射入磁场，从D点离开磁场，半径OD与OC成60°角，不计粒子重力，则带电粒子的比荷为()A.BC.D.2、如图所示，MN为两个匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小的关系为B1＝2B2，一带电荷量为＋q、质量为m的粒子从O点垂直MN进入磁感应强度为B1的磁场，不计粒子的重力，则经过多长时间它将向下再一次通过O点()A. B.C. D.3、下列各图中，电流方向与其产生的磁场方向关系不正确的是（）A. B.C. D.4、如图所示,在a、b、c三处垂直纸面放置三根长直通电导线,a、b、c是等边三角形的三个顶点,电流大小相等,a处电流在三角形中心O点的磁感应强度大小为B,则O处磁感应强度（）A. B.C. D.5、如图所示，带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后静止时（）A.N极竖直向上 B.N极竖直向下C.N极沿轴线向左 D.N极沿轴线向右6、关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是()A.磁感线可以形象地描述各点磁场的方向B.磁场是为了解释磁极间的相互作用而人为规定的C.由B=可知，某处磁感应强度大小与放入该处的通电导线IL乘积成反比D.一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处的磁感应强度一定为零二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为18V、20V、26V，下列说法正确的是（）A.坐标原点处的电势为14VB.电场强度的大小为C.电子在a点的电势能比在b点的电势能高2eVD.电子从b点运动到c点，克服电场力做功为6eV8、如图，S为一离子源，MN为长荧光屏，S到MN的距离为L，整个装置处在范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B．某时刻离子源S一次性沿平行纸面的各个方向均匀地射出大量的正离子，各离子的质量m，电荷量q，速率v均相同，不计离子的重力及离子间的相互作用力，则()A.当v<时所有离子都打不到荧光屏上B当v<时所有离子都打不到荧光屏上C.当v＝时，打到荧光屏MN的离子数与发射的离子总数比值为D.当v＝时，打到荧光屏MN的离子数与发射的离子总数比值为9、如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置．两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从靠近导轨某一高处下落接近回路时（）A.磁铁的加速度小于gB.磁铁的加速度大于于gC.P、Q将互相靠拢D.P、Q将互相远离10、一根长为0.2m、电流为2A的通电导线，放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，受到磁场力的大小可能是()A.0.4N B.0.2NC.0.1N D.0N三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）如图是“探究感应电流的产生条件”实验的器材（1）在图中用实线代替导线把它们连成实验电路______；（2）写出三个操作使灵敏电流计的指针发生偏转A．______；B．______；C．______（3）该实验得到的实验结论是______12．（12分）当电键闭合后，通过灯泡A1的电流随时间变化的图像为___图；通过灯泡A2的电流随时间变化的图像为___图A.B.C.D.四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，半径为R的圆形区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于纸面向里，一带负电的粒子(不计重力)沿水平方向以速度v正对圆心入射，通过磁场区域后速度方向偏转了60°(1)求粒子的比荷及粒子在磁场中的运动时间t(2)如果想使粒子通过磁场区域后速度方向的偏转角度最大，在保持原入射速度的基础上，需将粒子的入射点沿圆弧向上平移的距离d为多少？14．（16分）如图所示，有一宽度为的足够长的固定U形平行光滑金属导轨，导轨平面与水平面的夹角为，空间存在范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为，方向与导轨平面垂直．将根质量为．电阻为的金属棒ab垂直放在导轨上，ab始终与导轨接触良好．用平行于导轨平面的拉力F作用于ab上，使ab由静止开始沿导轨向上运动，拉力F的功率始终为6W，当ab棒运动了获得稳定速度，在此过程中，ab棒产生的热量为，不计导轨电阻，取求棒达到的稳定速度；棒从静止开始到达到稳定速度的时间内，通过ab棒横截面的电荷量15．（12分）如图所示，在绝缘光滑水平面的上方存在着水平方向的匀强电场，现有一个质量m=2.0×10-3kg、电荷量q=2.0×10-6C的带正电的物体(可视为质点)，从O点开始以一定的水平初速度向右做直线运动，其位移随时间的变化规律为x=6.0t-10t2，式中x的单位为m，t的单位为s．不计空气阻力，取g=10m/s2(1)求匀强电场的场强大小和方向；(2)求带电物体在0～0.5s内电势能的变化量

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、C【解析】设粒子做匀速圆周运动的半径为r，如图所示，，所以r=R；粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿运动定律得：，解得，故选C.【点睛】带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动问题，关键是画出粒子圆周的轨迹，找圆心和半径，往往用数学知识求半径2、B【解析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据：有：则：根据左手定则，运动轨迹如图所示。因为周期：则：所以它再一次到达O点的时间为：故B正确，ACD错误。故选B。3、B【解析】A．伸开右手，大拇指所指电流的方向，即垂直纸面向外，弯曲的四指则指磁场方向，即逆时针方向（俯视），故A正确，不符合题意；B．伸开右手，大拇指所指电流的方向，即竖直向上，弯曲的四指则指磁场方向，即逆时针方向（从上向下看），那么直导线右边的磁场垂直纸面进入，左边的磁场垂直纸面出来，故B不正确，符合题意；C．伸开右手，弯曲的四指则指电流方向，即逆时针（从右向左看），大拇指则指圆环内部磁场的方向，即水平向右，故C正确，不符合题意；D．伸开右手，弯曲的四指所指电流方向，即从左端进入，由右端出来，大拇指所指圆环内部磁场的方向，则磁感线应是向左，故D正确，不符合题意；故选B。4、B【解析】根据安培定则判断得知：三根导线在O点产生的磁感应强度的方向分别为：上面导线产生的B方向水平向右，大小为B；下面左边导线产生的B方向斜向右下方，与水平成60°角，下面右边导线产生的B方向斜向右上方，与水平成60°角，则根据平行四边形定则进行合成可知，下面两根导线产生的合场强大小为B，方向水平向右，所以三根导线同时存在时的磁感应强度大小为2B，方向水平向右，B正确，ACD错误5、C【解析】金属环带负电，按题图所示的方向旋转，则金属环的电流方向与旋转方向相反，由右手螺旋定则可知磁极的方向：左端N极，右端S极，因此小磁针最后静止时N极沿轴线向左，故C正确，ABD错误。故选C。6、A【解析】磁感线的切线方向为磁场的方向，则磁感线可以形象地描述各点磁场的方向，选项A正确；磁场是客观存在的物质，磁感线是为了解释磁极间的相互作用而人为假想的，选项B错误；某处磁感应强度大小只由磁场本身决定，与放入该处的通电导线IL乘积无关，选项C错误；一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，可能是直导线的放置方向与磁场平行，该处的磁感应强度不一定为零，选项D错误；故选A.二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BC【解析】电势差等于电势之差即可确定原点处的电势；根据匀强电场的电场强度公式结合电势差与场强间距，即可求解；根据电场力做功表达式W=qU，从而确定电场力做功，同时也能确定电势能的变化情况【详解】根据φc-φa=φb-φo，因a、b、c三点电势分别为φa=18V、φb=20V、φc=26V，解得原点处的电势为φ0=12V，故A错误；如图所示，将ac连线四等分，可以确定e点的电势为20V，则be即为等势线，电场线方向如图所示，根据几何关系可得：d=0.06cos45°=0.03m，则有：，故B正确；因Uab=φa-φb=18-20=-2V，电子从a点到b点电场力做功为：W=qUab=2eV，因电场力做正功，则电势能减小，那么电子在a点的电势能比在b点的高2eV，故C正确；同理，bc间的电势差为：Ubc=φb-φc=20-26=-6V，电子从b点运动到c点，电场力做功为：W=qUbc=-e×-6V=6eV，故D错误；故选BC【点睛】本题主要是考查匀强电场中，电势之间的关系，掌握电场强度公式的应用以及几何关系的运用，并理解W=qU中各量的正负值含义，注意在求解电功时各物理量要代入符号8、AC【解析】根据带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径公式求出离子的轨道半径，画出轨迹示意图，然后求出离子到达荧光屏上离子数与总数的比值.【详解】A、根据半径公式,当时有，直径2R＜L，离荧光屏最近的离子都打不到荧光屏上，所以当时所有离子都打不到荧光屏，故A正确；B、根据半径公式，当时，R＜L，当半径非常小时，即时肯定所有离子都打不到荧光屏上；当有离子打到荧光屏上，故B错误；C、D、当时，根据半径公式，离子恰好打到MN上的临界运动轨迹如图所示：离子速度为v1从下侧回旋，刚好和边界相切，离子速度为v2时从上侧回旋，刚好和上边界相切，打到N点的离子离开S时的初速度方向和打到M′点的离子离开S时的初速度方向夹角θ=π，能打到荧光屏上的离子数与发射的粒子总数之比：，故C正确，D错误；故选AC.【点睛】本题考查了离子在磁场中的运动，离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，分析清楚离子运动过程是解题的关键，应用牛顿第二定律即可解题9、AC【解析】AB.当条形磁铁从靠近导轨某一高处下落接近回路时，根据楞次定律“来拒去留”可知磁铁的加速度小于g，选项A正确，B错误；CD.当条形磁铁从靠近导轨某一高处下落接近回路时，根据楞次定律“增缩减扩”可知P、Q将互相靠拢，选项C正确，D错误。故选AC。10、BCD【解析】当通电导线与磁场垂直时，导线所受的磁场力最大，为Fmax=BIL=0.5×2×0.2N=0.2N当导线与磁场平行时，导线所受磁场力最小为零。则导线所受磁场力的范围为0-0.2NA.0.4N与分析不符，故A错误。B.0.2N与分析相符，故B正确。C.0.1N与分析相符，故C正确。D.0N与分析相符，故D正确。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、①.②.将开关闭合或断开③.将螺线管A插入（或拔出）螺线管B④.将滑动变阻器的滑处向左或向右移动⑤.只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，则闭合导体回路中就有感应电流【解析】（1）.电路连接如图；（2）三个操作使灵敏电流计的指针发生偏转：A.将开关闭合或断开；B.将螺线管A插入（或拔出）螺线管B；C.将滑动变阻器的滑处向左或向右移动；（3）结论：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，则闭合导体回路中就有感应电流12、①.C②.A【解析】当电流增大时，线圈会阻碍电流的增大，当电流减小时，线圈会阻碍电流的减小【详解】当电键S接通时，由于线圈的阻碍作用，A1灯中的电流逐渐增大，最后达到稳定电流不变，故选C；当电键S接通时，A2稳定电流不变，故A正确四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、(1)(2)【解析】带电粒子沿半径方向射入匀强磁场，做匀速圆周运动，最后将沿半径方向射出磁场．由偏转角可确定圆磁场的半径与轨道半径的关系，从而求出粒子的比荷；由周期公式可求出在磁场中的运动时间．想使粒子通过磁场区域后速度方向的偏转角度最大，则入射点与出射点的连线过圆磁场的圆心．所以由几何关系可以确定在保持入射方向仍然沿水平方向的基础上，需将粒子的入射点向上平移的距离【详解】（1）由图可知，轨迹半径r=Rcot30°①粒子在洛伦兹力作用下做圆周运动，有qvB＝m②由①②两式得③运动周期T＝④在磁场中的运动时间t＝T⑤由③④⑤式得⑥（2）当粒子的入射点和出射点的连线是磁场圆的直径时，粒子速度偏转的角度最大⑦由图可知sinθ＝