【试卷】湖北武汉市5G联合体2025-2026学年下学期期中高二物理试卷含答案

湖北省武汉市5G联合体2025-2026学年高二下学期期中联考物理试题高二物理试卷一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1．物理学的发展离不开科学家们的贡献，他们的发现和研究成果对生活生产产生了很大的影响。下列描述正确的是（）A．通过甲图的实验，法拉第发现了电磁感应现象B．法拉第在乙图情境中发现了电流的磁效应，首次建立了电与磁的联系C．伏特根据丙图提出了分子电流假说，揭示了磁现象的电本质D．丙图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场实现的2．如图，闭合铜环悬挂在天花板上，左侧固定一根条形磁铁。现将铜环从右侧实线位置由静止释放，向左摆动靠近磁铁到虚线处，在铜环靠近磁铁过程中，下列说法正确的是（）A．铜环中感应电流的磁场方向与磁铁磁场方向相同B．铜环受到的安培力阻碍其靠近磁铁C．铜环的机械能守恒D．铜环中感应电流的大小与摆动速度无关3．如图，三根互相平行的长直导线分别垂直穿过等边三角形的三个顶点，导线中均通有大小相等、方向均垂直纸面向内的电流。关于三角形中心O处的磁感应强度，下列说法正确的是（）A．磁感应强度为0B．磁感应强度不为0，方向垂直纸面向外C．磁感应强度不为0，方向垂直纸面向里D．磁感应强度不为0，方向沿三角形某一边4．我国对电磁轨道炮的研究已获得较大成功，如图甲为我国某次电磁轨道炮试验发射情景，图乙为原理图。假设轨道水平，匀强磁场方向垂直于纸面向里，不计空气及摩擦阻力。下列说法正确的是（）A．若磁场方向改为与炮弹发射方向平行，可增大炮弹发射的速度B．增大回路中的电流可增加炮弹的发射速度C．炮弹的发射速度与炮弹质量成正比D．炮弹的发射速度与磁感应强度成反比5．宽度为L的匀强磁场区域边界平行，磁场方向垂直纸面向外。一质子（带正电）以速度v垂直磁场边界射入，射出时偏转角为。若将入射速度变为，且保持入射方向不变，则质子射出磁场边界时的偏转角为（）A． B． C． D．6．磁轴键盘的结构简图如图所示，永磁铁（N极在下）固定在按键上，长、宽、高分别为l、b、h的霍尔传感器（载流子为自由电子）通有由前向后的恒定电流I（如图所示）。当按键被按下时，永磁铁与霍尔传感器的距离较近，永磁铁在霍尔传感器处的磁场较强，霍尔电压大于触发阈值，开始输入信号；松开按键时，永磁铁在霍尔传感器处的磁场较弱，霍尔电压小于触发阈值，输入信号停止。下列说法正确的是（）A．按下按键后，传感器左表面的电势比右表面高B．按下按键的速度越快，霍尔电压越大C．要使该磁轴键盘更加灵敏，可以减小hD．要使该磁轴键盘更加灵敏，可以减小b7．如图所示，直角三角形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场（含边界），磁感应强度为B，，，，A处有一个粒子发射源，可以在内发射不同速率的同种带负电粒子，粒子的比荷为k。若粒子的速率用（未知）表示，初速度与AB边的夹角用（未知）表示，不计粒子的重力及粒子间的相互作用，则（）A．若，粒子从AB边射出的最大速率为B．若且粒子恰好不从BC边射出，则C．若且粒子恰好不从BC边射出，则D．若，粒子从BC边离开磁场的最短时间为8．如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，MN是它的下边界。现有质量为m、电荷量为q的带电粒子与MN成角垂直射入磁场，则粒子在磁场中运动的时间可能为（）A． B． C． D．9．某监测动车运动速度的装置如图甲所示，平直轨道中央放置有宽匝数的长方形线圈，在动车底部中央某位置固定一磁铁，能产生宽、方向垂直动车底部所在平面向下、磁感应强度大小为的矩形匀强磁场。动车从线圈上方经过，此过程中线圈两端电压随时间变化的关系图像如图乙所示，时磁场开始进入线圈区域，时磁场开始出线圈区域，电压表为理想电压表。下列关于此过程中的描述，说法正确的是（）A．由图可知，动车做匀速直线运动经过线圈B．动车以的加速度做匀加速直线运动经过线圈C．磁场开始进入线圈区域时动车的速度大小为D．线圈沿铁轨方向的长度约为8m10．火箭的回收利用可有效削减航天发射成本，电磁缓冲是火箭回收的关键技术，电磁缓冲装置的结构如图。匝数为n、总电阻为R、边长为l的正方形闭合线圈abcd固定在火箭主体下部，主体外侧安装有由高强度绝缘材料制成的缓冲槽，主体底端到缓冲槽底端的距离为H，且H<l。槽中有垂直于线圈平面、磁感应强度为B的匀强磁场。某时刻主体（含线圈）以速度进入缓冲槽，缓冲槽保持静止于地面，此后主体（含线圈）在磁场内减速向下运动直至线圈的ab边落至缓冲槽底端时恰好静止。已知主体（含线圈）总质量为m，重力加速度为g，不计其他阻力。则（）A．缓冲槽刚静止时线圈中感应电流的大小为B．缓冲槽刚静止时主体受到的安培力大小为C．线圈相对缓冲槽下落高度h时速度减至，此过程所用时间为D．从缓冲槽着地到线圈的ab边落至缓冲槽底端的过程中线圈上产生的焦耳热Q为二、非选择题：本题共5小题，共60分。11．（6分）为探究影响感应电流方向的因素，小宁同学用如图所示的器材进行实验。（1）闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于最___________（选填“左”或“右”）端；（2）将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏。则保持开关闭合，以下操作中也能使电流计右偏的是___________（多选）。A．插入铁芯 B．拔出线圈AC．将滑动变阻器的滑片向右移动 D．将滑动变阻器的滑片向左移动12．（10分）某小组利用如图所示电路研究自感线圈L对小灯泡亮暗变化的影响，已知线圈自身电阻几乎为0，A、B是两个相同的小灯泡。对于观察到的小灯泡A、B的现象，请在横线上填入最相匹配的现象前的字母。A．立即变亮，然后亮度不变 B．立即变亮，然后慢慢熄灭C．立即变亮，然后逐渐更亮 D．立即熄灭E．逐渐熄灭 F．稍微变暗，然后亮度不变G．闪亮一下，然后熄灭（1）闭合开关S瞬间，看到小灯泡A___________，小灯泡B___________；（2）闭合开关S一段时间后，待电路稳定，再断开开关S的瞬间，看到小灯泡A___________，小灯泡B___________。（3）某组同学在研究自感现象的实验电路如图所示，其中定值电阻阻值为R，电源电动势为E，内电阻为r，自感线圈电阻可忽略，开始时开关S处于断开状态，先把S拨到1，一段时间后再拨到2。实验软件记录上述过程中的图像应为___________。A． B．C． D．13．（12分）如图所示，金属棒MN的长度，两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小。金属棒中通以沿棒方向，大小的电流。平衡时两悬线向右偏离竖直方向的夹角均为，重力加速度g取。（1）求金属棒的质量m；（2）如果匀强磁场的方向可改变，要使金属棒依然在原位置处于平衡状态，求匀强磁场磁感应强度的最小值的大小。14．（14分）在国内顶尖肿瘤治疗领域，质子治疗因其精准杀伤肿瘤细胞、对正常组织损伤小的优势，成为恶性肿瘤治疗的重要手段。其核心原理是利用带电粒子在电场和磁场中受力的特点，控制质子的运动轨迹和能量，实现对肿瘤的精准照射。如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一、四象限存在匀强磁场，方向如图所示，第二象限内存在沿x轴正方向的匀强电场。一带电量为，质量为m的粒子（不计重力）从x轴上的A点沿y轴正方向以初速度进入第二象限，经电场偏转后从y轴上的M点进入第一象限，然后从x轴上的N点进入第四象限。求：（1）匀强电场的场强大小；（2）匀强磁场的磁感应强度大小B；（3）把原磁场撤去，在第一象限某区域只需要加一磁感应强度为原磁场2倍的矩形磁场，即可使带电粒子与x轴正方向成角斜向下穿过x轴。求该矩形磁场区域的最小面积S。15．（18分）如图，光滑平行轨道abcd的曲面部分ab是半径为R的四分之一圆弧，bcd水平部分位于竖直向上、大小为B的匀强磁场中，导轨I部分两导轨间距为2L，导轨II部分两导轨间距为L，将质量均为m的金属棒P和Q分别置于轨道上的ab段和cd段，且与轨道垂直。P、Q棒电阻均为r，导轨电阻不计。Q棒静止，让P棒从圆弧最高点静止释放，当P棒在导轨I部分运动时，Q棒已达到稳定运动状态。两棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g，求：（1）P棒运动到圆弧轨道末端b处时，P棒对轨道的压力大小；（2）Q棒从开始运动到第一次速度达到稳定，P棒的速度大小；（3）从P棒进入导轨II运动到再次稳定过程中，P棒中产生的热量。高二物理答案12345678910ABABDCDBCBCDAD【答案】．A【解析】A.图甲是法拉第发现电磁感应的实验装置，A正确。B.图乙装置对应的事件是奥斯特发现电流的磁效应，B错误；C.图丙是安培提出的分子电流假说，C错误；D.图丁的现象是通过电流产生的磁场实现的，D错误；【答案】B【解析】根据楞次定律“来拒去留”，铜环靠近时，感应电流的磁场与磁铁磁场方向相反，阻碍磁通量增加，A错误；安培力的效果是阻碍相对运动，即阻碍铜环靠近，B正确；过程中产生涡流，机械能转化为电能，机械能不守恒，C错误；感应电流I=E/R，摆动速度越快，磁通量变化越快，E越大，电流越大，D错误。【答案】A【解析】三根导线对称分布，电流大小相等、方向相同；根据安培定则，三根导线在中心O处产生的磁感应强度大小相等，方向互成120°；三个等大、互成120°的矢量叠加后合磁感应强度为0。【答案】B【解析】炮弹在安培力作用下运动，为增大炮弹的最大发射速度，应使炮弹受到的安培力最大，故磁场方向与轨道（即炮弹的运动方向）垂直，选项A错误；设炮弹的质量为m，磁场的磁感应强度为B，两平行导轨间距为L，轨道长度为x，则炮弹受到安培力F=BIL，由动能定理有：，可得，选项C、D错误，B正确。【答案】D【解析】质子轨道半径r=mvqB，速度减半后r'=r2；由几何关系sinθ=Lr，，即L=rsin60°新轨道半径r'=r2=33L，小于磁场宽度，【答案】C【详解】A．根据左手定则可知，按下按键后，载流子（自由电子）向传感器左表面聚集，则传感器左表面的电势比右表面低，故A错误；BCD．最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，有结合电流的微观定义式，其中v为自由电子定向移动速率而非按键速度有可见按下按键的速度快慢，对霍尔电压没有影响，减小h，使该磁轴键盘更加灵敏，l、b对霍尔电压无影响，对该磁轴键盘的灵敏度无影响，故BD错误C正确。【答案】D【详解】A．若θ=30°，粒子从AB边射出的速率最大时，粒子的运动轨迹与BC边相切，根据对称性可知，粒子从B点离开磁场，粒子的运动轨迹如图所示根据几何关系有解得，故A错误；若θ=60°且粒子恰好不从BC边射出，则粒子的运动轨迹与BC边相切，粒子的运动轨迹如图所示根据几何关系有r=Lcos30°=m解得v0=3kBL2，故C．若θ=90°且粒子恰好不从BC边射出，则粒子的运动轨迹与BC边相切，粒子的运动轨迹如图所示根据几何关系有解得，故C错误。D.根据洛伦兹力提供向心力有可得若，则粒子从BC边离开磁场的时间最短，则粒子离开磁场的点与A点的连线与BC边垂直，粒子的运动轨迹如图所示根据几何关系可知，为等边三角形，则最短时间，故D正确故选D。【答案】BC【详解】由于带电粒子的电性不确定，其轨迹可能是如图所示的两种情况带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，可得根据线速度和周期的关系，可得联立解得由图可知，若为正电荷，轨迹对应的圆心角为θ1＝240°，若为负电荷，轨迹对应的圆心角为θ2＝120°，则对应时间分别为tt故选BC。【答案】BCD【详解】ABC．磁场进入线圈区域过程中，切割磁感线产生的感应电动势u=nBdv，其中n、B、d均为定值，又根据图像可知，u与时间成正比，则此过程中速度v与时间成正比，为匀变速直线运动；A错误。t=1s时磁场开始进入线圈区域，此时切割磁感线产生的感应电动势u1=nBdv1=0.2V，解得v1=2.0m/s，C正确；t=2s时恰好磁场完全进入线圈区域，此时切割磁感线产生的感应电动势u2=nBdv2=0.4V，解得v2=4.0m/s；则根据匀变速直线运动公式v2=v1+at，得高铁的加速度大小为2.0m/s2，B正确；D．由图象可知，磁铁在3s时刻开始离开线圈区域，由匀变速直线运动规律可知，线圈沿铁轨方向的长度为x=8m故D正确。故选BCD。【答案】AD【详解】AB．进入缓冲槽时线圈速度为v0，故感应电动势的大小为根据闭合电路的欧姆定律有线圈中感应电流的大小为主体受到的安培力大小为，故A正确，B错误；C．设线圈在缓冲槽下落过程某时刻速度为v，感应电流为I，经，速度变化，由动量定理有求和得（取向下为正方向）又联立解得，故C错误；D．从缓冲槽着地到线圈的边落至缓冲槽底端的过程中，依据能量守恒定律有mgH+12m故选AD。【答案】（6分）（1）右（2分）（2）AD（4分，对而不全得一半分，有选错的得0分）【解析】（1）闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于电阻最大处，即最右端；（2）闭合开关S瞬间，磁通量增大，发现电流计指针右偏。A．插入铁芯，磁通量增大，电流计指针右偏，A符合题意；B．拔出线圈A，磁通量减小，电流计指针左偏，B不符合题意；C．将滑动变阻器的滑片向右移动，电阻增大，电流减小，磁通量减小，电流计指针左偏，C不符合题意；D．将滑动变阻器的滑片向左移动，电阻减小，电流增大，磁通量增大，电流计指针右偏，D符合题意；故选AD。12.【答案】（10分）（1）CB（2）DG（3）BC（每空2分）【解析】（1）[1]电键S闭合后，小灯泡A将瞬间变亮，电路稳定后，线圈电阻可以忽略，小灯泡B被短路，小灯泡A亮度增大。故选C。[2]电键S闭合后，小灯泡B瞬间变亮，然后由于线圈短路，则B灯逐渐熄灭。故选B。（2）[1]S断开后，小灯泡A电路中没有闭合回路，小灯泡A将立即熄灭。故选D。[2]S断开后，线圈L中产生自感电动势阻碍电流的减小，在线圈与小灯泡B构成的闭合回路中产生感应电流，故S断开后，小灯泡B闪亮一下，然后熄灭。故选G。（3）开关S拨到1，电感线圈L产生通电自感现象，其阻碍电流增大，回路中的电流慢慢增大，自感电动势逐渐减小，此过程电感线圈L相当于阻值逐渐变小的电阻，稳定后电流最大且保持不变，电感线圈两端电压最小，若不计电感线圈的直流电阻，稳定时电感线圈两端电压为零；一段时间后再拨到2，电感线圈L产生断电自感现象，其阻碍电流减小，回路中的电流慢慢减小，自感电动势逐渐减小，此过程电感线圈L相当于电动势逐渐减小的电源，自感现象消失后回路的电流和电感线圈两端电压均为零，故选BC。13.【答案】（1）0.3kg（4分）（2）1.5T（6分）【详解】（1）对金属棒受力分析，如图棒受到的安培力F安=BIL=3Fcosθ=mgFsinθ=F安解得m=0.3kg（1分）（2）要磁感应强