精品解析：新疆乌鲁木齐市实验中学2024-2025学年高二上学期期中物理试卷

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试卷分值：100分 考试时间：90分钟
一、选择题（（本题共12小题，每小题4分，共48分，1－8题为单选，9－12题为多选。）
1. 法拉第在1831年发现了“磁生电”现象。在探究磁生电实验中，将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流表及开关按如图所示的方式连接。下列说法中正确的是（ ）
A. 开关闭合后，将线圈A从B中拔出会引起电流表指针偏转
B. 线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流表指针均不会偏转
C. 开关闭合后，保持滑片P不动，电流表指针会发生偏转
D. 开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流表指针才会偏转
【答案】A
【解析】
【详解】A．开关闭合后，将线圈A从B中拔出时，线圈B中的磁通量将会减小，线圈B中会产生感应电流，所以电流表指针会偏转，A正确；
B．线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，线圈A将产生一个变化的磁场，这个变化的磁场引起线圈B中的磁通量变化，线圈B中会产生出感应电流，所以电流表的指针会偏转，B错误；
C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P不动，线圈A中的电流不变，线圈A将产生恒定的磁场，通过线圈B的磁通量不变，线圈B中不会产生感应电流，电流表指针不会偏转，C错误；
D．开关闭合后，只要滑动变阻器的滑片P滑动，线圈A中的电流就发生变化，线圈A产生的磁场发生变化，通过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中产生感应电流，电流表指针会偏转，即滑片P不一定要加速滑动，D错误。
故选A。
2. 如图所示，将通电直导线AB用悬线悬挂在电磁铁的正上方，直导线可自由转动，则接通开关（ ）
A. A端向纸外运动，B端向纸内运动，悬线张力变小
B. A端向纸外运动，B端向纸内运动，悬线张力变大
C. A端向纸内运动，B端向纸外运动，悬线张力变大
D. A端向纸内运动，B端向纸外运动，悬线张力变小
【答案】C
【解析】
【详解】接通开关，由线圈电流方向，根据安培定则，可知电磁铁左端为N极，右端为S极。则通电直导线左半部分磁场斜向右上方，右半部分磁场斜向右下。根据左手定则，通电导线左半部分受安培力向里，右半部分受安培力向外，即A端向纸内运动，B端向纸外运动。通电导线旋转至垂直纸面向里方向，而磁场向右，则安培力向下，则悬线张力变大。
故选C。
3. 如图所示为回旋加速器的示意图，两D型盒所在区域加匀强磁场，狭缝（极小）间就有交变电压（电压的大小恒定），将粒子由A点静止释放，经回旋加速器加速后，粒子最终从D型盒的出口引出，已知D型盒的半径为R，粒子的质量和电荷量分别为m、q，磁感应强度大小为B，加速电压为U（不计粒子在电场中的运动时间），则下列说法正确的是（ ）
A. 粒子的运动周期为交变电压周期的2倍
B. 粒子第一次与第二次进入磁场的轨道半径之比为
C. 粒子的最大动能为
D. 粒子在回旋加速器中运动的时间为
【答案】B
【解析】
【详解】A．由回旋加速器的工作原理可知，粒子每经过半个周期加速一次，而交变电压每经过半个周期方向改变一次，设粒子的运动周期为，交变电压的变化周期为，应满足关系
即
因此粒子在磁场中做圆周运动的周期为交变电压的变化周期的奇数倍，A错误；
B．对粒子第1次加速时，由动能定理得
粒子进入磁场后有
解得
对粒子第2次加速时，由动能定理得
粒子进入磁场后有
解得
所以
B正确；
C．当粒子离开D盒瞬间的动能最大，半径为，则可得
解得
则粒子的最大动能为
C错误；
D．粒子每次经过狭缝电场力做功
粒子被加速的次数为
粒子在磁场中的运动周期为
则粒子在回旋加速器中运动的时间为
D错误；
故选B。
4. 笔记本电脑机身和显示屏分别安装有磁体和霍尔元件。当显示屏闭合时霍尔元件靠近磁体，屏幕熄灭电脑休眠。如图为显示屏内的霍尔元件：宽为、长为，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面方向向下的匀强磁场中，此时元件的前后面间出现电压，以此控制屏幕的熄灭。下列关于该元件的说法错误的是（ ）
A. 前表面的电势比后表面的高B. 前后表面间的电压与有关
C. 前后表面间的电压与成正比D. 电压稳定后，自由电子受到的洛伦兹力大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A．电流方向向右，电子向左定向移动，根据左手定则可知，电子受的洛伦兹力指向后表面，因此后表面积累电子逐渐增多，前表面的电势比后表面的高，A选项正确，不符合；
BC．当电子收到的电场力和洛伦兹力平衡时，电子不再发生偏转，此时前后表面的电压达到稳定，对稳定状态下的电子可得
场强大小为
联立解得
因此，前、后表面间的电压U与v成正比，与a成正比，与c无关，因此B选项正确，不符合，C选项错误，符合；
D．电压稳定后，自由电子受到的洛伦兹力等于电场力
因此D选项正确，不符合。
故选C。
5. 如图所示，在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，一带电量为q（）的滑块自a点由静止沿光滑绝缘轨道滑下，下降竖直高度为h时到达b点。不计空气阻力，重力加速度为g，则（ ）
A. 滑块在a点受重力、支持力和洛伦兹力作用
B. 该过程中，洛伦兹力做正功
C. 该过程中，滑块的机械能增大
D. 滑块在b点受到的洛伦兹力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．滑块自a点由静止沿斜面滑下，在a点不受洛伦兹力作用，故A错误；
BCD．滑块自a点运动到b点的过程中，洛伦兹力不做功，支持力不做功，只有重力做功，所以滑块机械能守恒
解得
故滑块在b点受到的洛伦兹力为
故BC错误，D正确。
故选D。
6. 如图所示，空间某区域存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，电场方向竖直向上。在P点同时将两带电小球a、b以等大的速率分别向左、右两侧水平抛出后，二者均做匀速圆周运动，不考虑两球之间的相互作用。下列判断正确的是（ ）
A. 两球一定都带负电B. 两球比荷不相等
C. 两球的轨道半径相等D. 两球一定同时到达P点正上方
【答案】C
【解析】
【详解】A．设电场强度为E，磁感应强度为B，由于二者均做匀速圆周运动，故重力与电场力平衡，所以两球均带正电，A错误；
B．由重力与电场力平衡，得
联立解得
知两球比荷相等，故B错误；
C．小球a、b做圆周运动
解得
得
已知，解得
故C正确；
D．小球a、b做圆周运动的周期分别为
由于两球比荷相等，解得
由于二者圆周运动的周期相等，速度大小相等，二者运动一周会在出发点P点碰撞，故D错误。
故选C。
7. 如图所示，为纸面内矩形的四个顶点，矩形区域内（含边界）处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，，。一质量为m、电荷量为q（）的粒子，从a点沿ab方向运动，不计粒子重力。下列说法正确的是（ ）
A. 粒子能通过cd边的最短时间
B. 若粒子恰好从d点射出磁场，粒子速度
C. 若粒子恰好从c点射出磁场，粒子速度
D. 若粒子只能从ad边界射出磁场，则粒子的入射速度
【答案】C
【解析】
【详解】A．粒子能通过cd边，从c点射出的粒子在磁场中运动的时间最短，根据几何关系
解得
则转过的圆心角
即
粒子在磁场中运动的周期
则粒子能通过cd边的最短时间
故A错误；
B．若粒子恰好从d点射出磁场，由几何关系可知其半径
根据
解得
故B错误；
C．若粒子恰好从c点射出磁场，根据几何关系
解得
由洛伦兹力提供向心力得
解得
故C正确；
D．若粒子从d点射出磁场，粒子运动轨迹为半圆，从d点出射时半径最大，对应的入射速度最大，则
故若粒子只能从ad边界射出磁场，则粒子的入射速度，故D错误。
故选C。
8. 如图所示，两根相距为d的平行金属导轨与水平面间的夹角为，两导轨右端与滑动变阻器、电源、开关连接成闭合回路，在两导轨间轻放一根质量为m、长为d的导体棒MN。导轨间存在着垂直于导轨平面向下的匀强磁场。调节滑动变阻器，当通过导体棒的电流为I和时，导体棒MN均恰好静止。已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（ ）
A. a端为电源的负极
B. 匀强磁场的磁感应强度大小为
C. 当通过导体棒的电流为I和时，导轨对导体棒的作用力大小相等
D. 导体棒与导轨间的动摩擦因数为
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题意可知安培力方向沿导轨平面向上，由左手定则可知导体棒中的电流方向为由M到N，所以a端为电源的正极，故A错误；
B．当通过导体棒的电流为I时，对导体棒受力分析有
当通过导体棒的电流为时，对导体棒受力分析有
由题意可知
解得
又
解得
故B错误；
C．当通过导体棒的电流为I时，导轨对导体棒的摩擦力
沿导轨向上，导轨对导体棒的支持力
导轨对导体棒的作用力
当通过导体棒的电流为时，导轨对导体棒的摩擦力
沿导轨向下，导轨对导体棒的支持力
导轨对导体棒的作用力
所以
故C正确；
D．由题意可知
解得
故D错误。
故选C。
9. 如图所示，粗糙木板MN竖直固定在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。t＝0时，一个质量为m、电荷量为q的带正电物块沿MN以某一初速度竖直向下滑动，则物块运动的v－t图像可能是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．设初速度为v0，则
FN＝Bqv0
若满足
mg＝Ff＝μFN
即
mg＝μBqv0
物块向下做匀速运动，故A正确；
BD．若mg>μBqv0，则物块开始有向下的加速度，由
可知，随着速度增大，加速度减小，即物块先做加速度减小的加速运动，最后达到匀速状态，故D正确，B错误；
C．若mg