辽宁省鞍山市第一中学2024-2025学年高二上学期期中物理试卷
一、单选题
1．如图，一根长直导线竖直放置，通有恒定电流。为其左侧一点，则处磁感应强度的方向为（ ）
A．水平向左 B．竖直向上 C．垂直于纸面向外 D．处无磁场
2．水平向右的匀强磁场中有一折线形导线，通有恒定电流，方向如图，、平行于磁场，处均为直角，已知，则该导线受到的安培力大小为（ ）
A． B． C． D．
3．运动电荷在磁场中所受的力称为洛伦兹力，下列关于洛伦兹力的说法正确的是（ ）
A．静止在磁场中的电荷也受洛伦兹力的作用
B．洛伦兹力的大小与电荷的速度方向无关
C．洛伦兹力的方向总与速度的方向垂直
D．洛伦兹力可以改变电荷的动能
4．某空间存在匀强磁场和匀强电场。方向互相垂直。一个带电粒子（不计重力）以一定初速度射入该空间后，做匀速直线运动。下列说法正确的是（ ）
A．仅将磁场反向，粒子将继续做匀速直线运动
B．将磁场和电场都反向，粒子将继续做匀速直线运动
C．撤掉磁场，粒子将做匀变速直线运动
D．仅改变粒子速度大小，方向不变，粒子将继续做匀速直线运动
5．如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在条形磁铁的左上方固定一根与磁场垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时（ ）
A．磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用
B．磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用
C．磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用
D．磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用
6．如图，a、b、c三条长平行线间有匀强磁场，bc间磁场感应强度方向垂直于纸面向外，ab间磁感应强度垂直于纸面向里，磁感应强度大小相等。一带正电的粒子垂直于a边界进入磁场，仅在磁场力的作用下到达c线上的Q点（图中未标出）时速度方向竖直向下，且已知线段PQ垂直于abc线。则ab线与bc线间距的比值为（ ）
A．0.5 B． C． D．
7．空间中有垂直于纸面的匀强磁场。场中有三角形，其中，。某时刻，两个不计重力，电荷量绝对值相等、质量为的粒子和质量为的粒子分别从、两点开始运动。其中粒子的速率为，速度垂直于向上。粒子速度未知。两粒子恰好在各自第一次到达点时相遇。则粒子的速率为（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
8．下列关于磁场的说法正确的是（ ）
A．磁感线的方向是即为磁场中正电荷的受力方向
B．静止点电荷的周围可以产生磁场
C．通电导线的周围可以产生磁场
D．小磁针极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向
9．我国1958年建成的第一台回旋加速器外观如图所示，图为原理简图。回旋加速器的核心部分为形盒，形盒装在真空容器里，整个装置放在巨大的电磁铁两极之间的磁场中，磁场可以认为是匀强磁场，且与形盒底面垂直。两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计，狭缝间接一定频率交流电源，其电压为。设质子从粒子源处进入加速电场的初速度不计，且加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。现用该回旋加速器加速某粒子，下列说法正确的是（ ）
A．交流电源的频率与粒子做圆周运动的频率相同时，粒子每次经过狭缝都被加速
B．将交流电源的电压调大，粒子获得的最大动能将变大
C．将交流电源的电压调大，粒子在磁场中运动的总时间将变小
D．形盒的半径越大，粒子获得的最大动能越大
10．半径为的绝缘半圆形挡板和涂有吸附材料的直边构成一种粒子分析器，直边为半圆形挡板的直径，直边两端开有小孔和。在半圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为。一束质量均为、电荷量均为、速率各异（有限大）的粒子从孔沿直边方向进入分析器。已知带电粒子与半圆形挡板碰后会反向弹回，电荷量不变但速率变为碰前的倍，而一旦撞上吸附材料即被吸收，电荷立即被转移。不计粒子重力和空气阻力，不计粒子间相互作用。
A．与挡板碰1次后能从处小孔射出的粒子出射速率为
B．与挡板碰1次后能从处小孔射出的粒子出射速率为
C．与挡板碰次后能从处小孔射出的粒子在磁场中运动的时间为
D．与挡板碰次后能从处小孔射出的粒子在磁场中运动的时间为
三、实验题
11．如图，小庆同学想将一个满偏电流为，内阻为的灵敏电流计改装成一个双量程电流表，改装原理如下图，其中。回答下列问题
(1)闭合，断开，则此时电流表的量程为
(2)若保持闭合，闭合，电流表的量程扩大至，则 （结果保留至小数点后一位）
(3)若该同学精确测量灵敏电流计的内阻后，发现实际值略小于，则该同学改装后电流表的量程比预设值、 （填“偏大”或“偏小”）
12．某物理实验小组从一个废旧电器上拆下一段弹簧状电阻如图甲，同学们想精确测量制造该电阻所需金属丝的总长度。
(1)小红同学提出，可以用游标卡尺测量该弹簧的外直径，用螺旋测微器测量金属丝的直径，数出弹簧的匝数，利用公式求出其长度。
测量示意图如图乙所示，其中游标卡尺的读数为 ，螺旋测微器的读数为 。
(2)小军同学认为，上述方法忽略了弹簧的螺旋结构，结果不准确，他想用伏安法测量该元件的电阻，利用公式求出金属丝的总长度。经估算电阻值约为十几欧姆。现有如下器材：
A．电源（电动势，内阻）
B．电压表（，内阻大于）
C．电流表（，内阻小于）
D．滑动变阻器（，）
E.滑动变阻器（，）
F.开关和导线若干
①滑动变阻器应该选择 （选填“”或“”），连接电路时，电压表的量程应该选择 ，电流表的量程应该选择 。
②请在图丙的虚线框中补全实验电路图。
③若一次实验中，两表的指针分别如图丁所示，则电压表的读数为 ，该电元件的电阻 。（结果均保留三位有效数字）
④若该金属丝的电阻率为，结合小红的数据，可得制造该电阻所需金属丝的总长度。
13．三名同学在实验室测定某蓄电池的电动势（约为）和内阻。
(1)小战同学的设计了如图1电路原理，电压表量程为，内阻为。为了扩大其量程至，需要串联一电阻，则 。他改变的阻值，记下两组和对应的电压表示数。然后利用公式计算得到电动势和内阻。本实验产生系统误差的原因是
(2)小英同学设计了如图2的电路原理，其中电流表内阻，定值电阻。改变的阻值，记下多组和电流表示数。她以为纵坐标，以为横坐标作图处理数据，结果如图3所示。由图可知电源电动势为 ，内阻为 。（结果保留两位有效数字）
(3)珊珊同学想以为纵坐标，以为横坐标作图处理数据，请根据（2）中的结果在图4中作出她画的图线。
四、解答题
14．如图所示，空间中有垂直于纸面向里的匀强磁场，一绝缘光滑木板在场中水平放置。上有一质量为、带电量为的小球，与木板左端距离为。某时刻起，木板在外力作用下竖直向上做匀速直线运动，速度大小为。一段时间后，小球离开木板并垂直击中左侧竖直放置的荧光屏，此时粒子的速度大小为。不计小球的重力。求：
(1)磁感应强度的大小；
(2)木板左端到荧光屏的距离。
15．如图，平面直角坐标系（轴水平）的第二象限存在竖直向上的匀强电场。第一象限中，两个区域、内存在着大小相等，方向垂直于纸面向外的匀强磁场。电场强度和磁感应强度大小均未知。一粒子从点出发，在点垂直于轴进入区域，离开区域时速度方向与轴正方向夹角为37°，又已知粒子在、两点的速度大小满足关系，、两点水平方向的距离为。不计粒子重力。取。求：
(1)、两点间竖直方向的距离。
(2)求粒子从处至再次到达轴的时间。
(3)在点间放置一竖直弹性薄挡板，粒子击中挡板时没有能量损失。同时将区域内的磁感应强度大小变为（大小未知），方向不变。若粒子的轨迹能到达点，求粒子在区域、中轨道半径的比值。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C A C B C C C CD ACD AC
11．(1)5
(2)6.7
(3)偏小
【详解】（1）依题可知，闭合，断开，把小量程电流表改成大量程电流表，量程为
（2）由图可知，保持闭合，闭合，电流表的量程扩大至，电路总电阻为
带入数据解得
（3）灵敏电流计的内阻实际值略小于，造成实际电压偏小，故R1、R2分流减小，故改装后电流表的量程比预设值I1、I2偏小。
12．(1) 50.20 5.805
(2) 0~3 0~150 1.80 15.0
【详解】（1）[1]图中可知，游标卡尺为20分度，其精确度为0.05mm，故游标卡尺读数
[2]螺旋测微器精确度为0.01mm，故读数
（2）[1]实验中由于金属丝电阻约为十多欧，为方便调节电路，滑动变阻器选用小电阻R1；设待测电阻约为15.0Ω，若采用限流式接法，当滑动变阻器完全接入电阻中时可估测电路中电流最小为
电流表的最大量程150mA，故为了保护电路，滑动变阻器需采用分压式接法；
[2]因为电源电动势为4.5V，故电压表量程选0~3V量程；
[3]金属丝最大电压为3V，常温下金属丝电阻约为十多欧，则通过电流约为
故电流表量程为0~150mA；
[4]由于金属丝电阻远比电压表阻值小，故电流表选用外接法；综合分析，实验电路图如下
[5]结合图丁可知，电压表读数为1.80V；
[6]结合图丁可知，电流表读数为120mA，故该电元件的电阻
13．(1) 4 电压表分流
(2) 12 2.0
(3)
【详解】（1）[1]把量程为的电压表，扩大其量程至，需要串联的电阻，则
解得
[2]本实验产生系统误差的原因是电压表的分流。
（2）[1][2]由闭合电路欧姆定律得
解得
由图3可知电源电动势为
内阻为
（3）由，可得
以为纵坐标，以为横坐标作图为
14．(1)
(2)2d
【详解】（1）小球先在水平方向上做匀加速运动，离开木板后做匀速圆周运动，设小球离开木板时水平方向的分速度为，由牛顿第二定律得
由运动学公式得
解得
（2）由几何关系得
小球做圆周运动的半径为，则
解得
15．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）粒子在M点时，竖直方向的分速度为
粒子从M到N的过程有
其中
得
（2）粒子在磁场中运动的半径为
在无磁场区域运动的时间为
由于速度偏向角为180°，所以在磁场中运动的总时间为
粒子从N处至再次回到轴的时间为
（3）粒子不会从2区右边界射出需满足
即
若粒子的轨迹能达到达点，由几何关系得
得
所以可取2、3、4、5，粒子在两区域的半径之比为
代入n，得
