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2025-2026学年黑龙江省大庆实验学校高二（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共9小题，共27分。
1.在物理学中，有些物理量是矢量、有些物理量是标量，矢量相加时遵从平行四边形定则，标量相加时遵从算术法则。下列四组物理量中，均为矢量的是( )
A. 电场强度，磁感应强度 B. 电动势，磁通量
C. 电流，电压 D. 电功，电功率
2.如图所示，通有恒定电流的长直导线放在矩形绝缘线框上，长直导线与平行，与、的接触点分别为、，的面积是面积的一半，整个线框的磁通量大小为，矩形中的磁通量大小为，矩形中的磁通量大小为，则下列判断正确的是( )
A.
B.
C.
D. 将直导线向右平移一小段距离，线框中磁通量增大
3.如图所示，真空内存在向右的匀强电场和匀强磁场，电场强度大小为，磁感应强度大小为。电荷量为的正离子在此电场和磁场中运动，某时刻其速度平行于磁场方向的分量大小为，垂直于磁场方向的分量大小为，下列说法错误的是( )
A. 电场力的瞬时功率为
B. 该离子受到的洛伦兹力大小为
C. 与的比值保持不变
D. 该离子的加速度大小保持不变
4.在如图所示的电路中，电源的电动势为，内阻为，和均为定值电阻，为滑动变阻器。闭合开关，将的滑动触点从端向端移动过程中，电流表示数为，电压表和的示数分别为和，、和分别表示此过程中电流表示数、电压表示数变化量的绝对值。下列说法中正确的是( )
A. 电阻、功率都变大
B. 、的大小均不变
C. 若，电源的输出功率变小
D.
5.某学习小组设计了一台电磁滑梯装置，简化模型如图所示。足够长倾角为的光滑绝缘斜面上分布着间隔均匀的水平平行磁场带，内有磁感应强度均为，方向垂直斜面向下的匀强磁场，每个磁场带的宽度及相邻磁场带间隔均为。现将一个质量为，电阻为，边长为的正方形金属线框从斜面某处静止释放，已知重力加速度为，则下滑过程中，下列说法正确的是( )
A. 线框重力做功等于其动能增加、安培力做功、电热能之和
B. 线框加速度随时间均匀减小
C. 线框匀速时的速度大小
D. 若线框从静止到速度为的过程中所用时间为，则正、反向通过导线横截面的电荷量之和
6.一水平放置的光滑长半圆槽内有两根通以反向电流的水平长直平行导体棒，导体棒固定于最低点处，可自由移动的导体棒恰好处于静止状态正视图如图所示。已知导体棒在导体棒处产生的磁感应强度大小满足关系式为常数，为两导体棒间距离，为导体棒中电流强度，若缓慢增大导体棒中电流强度，则将( )
A. 变大 B. 变小
C. 不变 D. 无法确定
7.如图甲所示，左侧接有定值电阻的水平平行且足够长的光滑导轨处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度，导轨间距。一质量、接入电路的阻值的金属棒在拉力的作用下由静止开始从处沿导轨向右加速运动，金属棒的图像如图乙所示。若金属棒与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，取，则金属棒从静止开始向右运动位移的过程中，下列说法正确的是( )
A. 通过电阻的电荷量为 B. 金属棒克服安培力做功为
C. 电阻产生的焦耳热为 D. 金属棒做加速度减小的变加速运动
8.如图所示，水平面内和是两条平行放置的足够长的固定粗糙金属直导轨，和是两根用细线连接的金属杆，其质量分别为和，两杆与导轨间的动摩擦因数相同。开始时恒定水平外力作用在杆上，使两杆以大小为的速度水平向右匀速运动。整个装置处在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直，导轨电阻可忽略。在时刻将细线烧断，保持外力不变，金属杆和导轨始终接触良好，已知在时刻后杆速度大小为并保持不变，且在时间内两杆速度方向始终向右，下列说法正确的是( )
A. 细线烧断后，流经的电流方向为由到
B. 稳定后的速度大小为
C. 时间内和的位移大小之比大于：
D. 整个过程中系统动能变化量的大小等于整个系统产生的焦耳热
9.现代科学仪器常用电场、磁场控制带电粒子的运动。真空中存在着如图所示的多层紧密相邻的匀强电场和匀强磁场，电场和磁场的宽度都相同，长度足够长。电场强度方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里。电场、磁场的边界互相平行且与电场方向垂直。一个带正电的粒子在第层左侧边界某处由静止释放，不计粒子的重力及运动时的电磁辐射。已知粒子从第层磁场右侧边界穿出时，速度的方向与水平方向的夹角为。若保证粒子不能从第层磁场右边界穿出，至少为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共5小题，共20分。
10.以下四幅图片中：图甲是励磁线圈的应用；图乙是回旋加速器工作原理示意图；图丙是多级直线加速器的原理示意图；图丁是质谱仪原理图，下列说法中正确的是( )
A. 图甲中，通过励磁线圈的电流越大，电子的运动径迹半径越小
B. 图乙中，电场进行偏转，磁场进行加速
C. 图丙中，多级直线加速器一定比回旋加速器更有优势
D. 图丁中，粒子打在上的位置越靠近狭缝，粒子的比荷越大
11.如图所示，纸面为竖直面，为竖直线段，之间的距离为，空间存在平行于纸面的足够宽广的匀强电场，其大小和方向均未知图中未画出。一带电量为，质量为的小球从点在纸面内以的速度水平向左开始运动，以后恰好以大小为的速度通过点。已知重力加速度为，不计空气阻力。则( )
A.
B. 小球经过点时速度方向一定与水平向右的方向成
C. 电场强度方向有可能斜向右上
D. 小球在运动过程中的最小速度为
12.如图所示，是正方体，在顶点、分别固定电荷量为的点电荷，在顶点点固定电荷量为的点电荷，则下列说法正确的是( )
A. 立方体内电势为零区域为一条线
B. 立方体内电势为零区域为一个平面
C. 将一个负的点电荷从点移到点，电场力做正功
D. B、两点电场强度相同
13.如图所示，半径为的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为。为磁场边界上一点，有无数个带电量为，质量为的相同粒子不计重力及粒子间相互作用在纸面内向各个方向以相同的速率通过点进入磁场，在磁场中运动时间最长的粒子运动时间为，为磁场边界上的另一个点，，下列说法正确的是( )
A. 粒子从点进入磁场时的速率为
B. 若将磁感应强度的大小增加到，从点离开磁场的粒子速度沿半径方向
C. 若将磁感应强度的大小增加到所有粒子出射磁场边界的位置均处于劣弧上
D. 若将磁感应强度的大小增加到，从点离开磁场的粒子运动时间
14.如图所示，两条足够长的光滑平行导轨，水平放置，导轨间距为，电阻不计，两导体棒、静置于导轨上，导体棒的电阻不计，棒的阻值为，单刀双掷开关接电容为的电容器上，初始状态，电容器不带电。电容器的右侧有垂直纸面向里的匀强磁场，电容器左侧有垂直纸面向外的匀强磁场，导体棒通过细线跨过光滑滑轮与竖直悬挂的重物相连，已知重物、两导体棒、三者的质量均为。现将开关置于位置，释放重物，同时开始计时，时断开开关，时将开关置于位置，导体棒开始运动；时刻两导体棒的加速度大小相等。重力加速度，则下列说法正确的是( )
A. 时刻导体棒的速度为 B. 时刻导体棒的速度为
C. 时刻导体棒的加速度为 D. 时刻回路消耗的热功率为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
15.某实验小组设计了如下实验测量自来水的电阻率。实验器材有：绝缘性能良好的塑料圆柱形容器、金属探针、金属圆片、游标卡尺、电源、电压表、电流表等。
先用游标卡尺测量塑料圆柱形容器的内径，结果如图甲所示，该读数 ______。
将采集的水样装入容器内。容器顶部等间距插有金属探针，两端用金属圆片密封探针和圆片电阻均可忽略不计。按图乙连接电路，将电压表与任意两探针相连，连接的两探针间距离记为。
闭合开关，调节电阻箱阻值，使得电流表示数。读出电压表示数，断开开关。
改变，重复步骤，测得多组数据，作出图像如图丙中所示，得到直线的斜率为，则水样电阻率的表达式 ______用，，表示，根据图像计算得出该水样的电阻率为______取，结果保留两位有效数字。
给水样升温后，重复测量，作出图像如图丙中所示，实验结果表明，温度越高，水样的电阻率越______填“大”或“小”。
16.某实验小组设计了如图甲所示的实验电路，来测量电源的电动势和内阻，实验器材有：待测电源，阻值为的定值电阻，内阻可忽略的电流表，总阻值为且阻值均匀的四分之一圆形变阻器，变阻器上有可指示滑片转过角度的刻度盘，开关、导线若干。回答下列问题：
闭合开关，滑片在顺时针转动的过程中，电流表示数______填“变大”或”变小”，电路消耗的总功率______填“变大”或“变小”。
在实验中转动滑片，改变角度弧度制，测量通过定值电阻的电流，以为纵坐标，为横坐标，作出图像如图乙所示，已知图像的斜率为，纵截距为，则电源的电动势为 ______。用、、表示
若时变阻器消耗的功率最大，则和应满足的关系式为 ______。
四、计算题：本大题共3小题，共39分。
17.如图，光滑绝缘半球处在水平向右的匀强电场中，球心为。将带电量均为的小球、置于其内，平衡时，两球处于同一水平线上，且与垂直。已知球质量为，球质量为，重力加速度大小为，求两小球之间的库仑力大小和匀强电场的电场强度大小。
18.如图所示，平行金属板、间存在匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，半径为的圆形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，矩形区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，三处磁场的磁感应强度大小均为。金属板的延长线过圆形区域的圆心，金属板的延长线、两金属板右边缘连线均与圆形区域相切，边与圆形区域在边的中点处相切。一束宽度与平行金属板间距相等、比荷均为的带负电粒子流不计重力从金属板左侧以水平向右的速度射入金属板间，恰能在金属板间做直线运动，进入圆形区域经磁场偏转后均过点。已知，。求：
平行金属板、间的电压；
沿金属板、中轴线运动的粒子在圆形磁场中运动的时间；
边上有粒子穿出的长度与边上有粒子穿出的长度。
19.电磁制动是通过电磁规律实现制动的技术，具有响应速度快，方便控制，不易磨损等优点，广泛用于现代各种机械设备中，某学习小组对矩形线圈进入磁场的制动特点进行研究。如图甲所示是位于光滑水平桌面上的直角坐标系，在的一侧，存在匀强磁场，磁场方向垂直平面向里，磁感应强度的大小为，在水平面区域有矩形线框，边长分别为和，每个边电阻为欧姆，每个边电阻为，线框初速度沿轴正方向。若矩形线框受力，其形变可忽略不计。
研究小组发现线框进入磁场区域速度会逐渐变小，实验中小组成员给线框施加外力，使线框保持初速度大小和方向不变，匀速进入磁场区域，求此线框进入磁场全过程中外力做的功；
研究小组对线框进行改造，个题干所述矩形线框，其中个线框保持不变，其余个线框各去掉一个边，如图乙所示焊接在一起，若要改造后大金属框能够整体进入题述磁场区域，求初速度大小的最小值。已知该大线框整体质量为，忽略自感效应；
研究小组对线框制动的另一改造设想为降低环境温度，使单个线框始终保持超导状态。若给线框初速度，线框沿轴正方向减速，边未全部进入磁场区域即减速为。已知单个线框质量为，自感系数为。求此线框边进入磁场到减速为所发生的位移大小。提示：超导状态线圈电阻为零，自感电动势与动生电动势等大反向，即整个回路有；。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.； ，； 小
16.变小变大
17.两小球之间的库仑力大小是 和匀强电场的电场强度大小是。
18.平行金属板、间的电压为 沿金属板、中轴线运动的粒子在圆形磁场中运动的时间为 边上有粒子穿出的长度为，边上有粒子穿出的长度为
19.线框进入磁场全过程中外力做的功为 初速度大小的最小值为 线框边进入磁场到减速为所发生的位移大小为
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