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北京市第八十中学2025-2026学年高二上学期1月期末
物理试题
一、单选题：本大题共8小题，共24分。
1.如图所示，在磁感应强度大小为的匀强磁场中，放置一通电圆线圈，圆心为点，线圈平面与磁场垂直。在圆线圈的轴线上有和两点，它们到点的距离相等。已知点的总磁感应强度大小为零，则点的总磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
2.如图所示，平行板电容器与电源连接，其中板接地。开关闭合后，在两板间点有一个质量为、电荷量为的油滴恰好处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 保持闭合，将两板平行错开一些，电容器的电容增加
B. 保持闭合，将板向上平移一小段距离，点电势降低
C. 若将断开，再将两板平行错开一些，电容器带电量减少
D. 若将断开，再将板向上平移一小段距离，油滴会向下运动
3.如图所示平面内，在通有图示方向电流的长直导线右侧，固定一矩形金属线框，边与导线平行。调节电流使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则( )
A. 线框中产生的感应电流方向为
B. 线框中产生的感应电流逐渐增大
C. 线框边所受的安培力大小恒定
D. 线框整体受到的安培力方向水平向右
4.图甲为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为，面积为。时，匀强磁场垂直于线圈向右，其大小和方向变化如图乙所示。在内，线圈两端、间的电势差( )
A. 恒定不变，大小为 B. 恒定不变，大小为
C. 从均匀增大到 D. 从均匀增大到
5.洛伦兹力演示仪的结构如图所示，励磁线圈中的电流产生垂直纸面向外的匀强磁场，其磁感应强度大小与电流成正比。电子在电子枪中经加速电场加速后形成高速电子束，调节玻璃泡使电子束垂直磁场方向射入，某次实验中观察到电子束打在图中的点。下列说法正确的是( )
A. 励磁线圈中电流为顺时针方向
B. 若要看到完整的圆周轨迹，可以增大加速电压
C. 若要看到完整的圆周轨迹，可以增大励磁线圈中的电流
D. 若仅减小加速电压，可使电子做圆周运动的周期变大
6.如图所示，电源电动势为，内阻为，电阻为，为。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压为，线圈电阻为，当电动机正常工作时，下列说法正确的是( )
A. 通过的电流为
B. 电源的输出功率为
C. 电动机产生的机械功率为
D. 若电动机卡住不转，电动机发热的功率为
7.真空中有两个固定点电荷，在坐标原点，在轴上的某点，正半轴上各点电势随的变化如图所示。已知在孤立点电荷的电场中，与其相距为处的电势取无限远处电势为零。下列说法正确的是( )
A. 带正电，带负电
B. 电荷量
C. 点和点的电场强度方向相同
D. 电子仅在电场力作用下沿轴从点运动到点过程中，其速度一直增大
8.超导体在温度特别低时电阻几乎为零。某次实验，将一个超导材料制成的金属圆环水平放置在匀强磁场中，磁感线垂直于圆环平面。逐渐降低温度使金属环由正常态转变为超导态，然后突然撤去磁场，此后若环中的电流不随时间变化，则表明其电阻为零。为探究该圆环在超导状态时的电阻率上限，实验测得撤去磁场后环中电流为，经较长时间未检测出电流变化。已知仪器只能检测出大于的电流变化，设环的横截面积为，电子定向移动的平均速率为，电子质量为、电荷量为。若环中电子定向移动动能的减少量等于圆环产生的热量，则的表达式为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.如图所示，单刀双掷开关与端相连，电源内阻不计向电容器充电，充电结束后再把开关掷向端，电容器通过电阻放电。分别描绘通过电阻的电流随时间变化的图像和两板电势差随时间变化的图像。关于两图像的大致形状，下列四幅图中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
10.如图所示，虚线、、、是静电场中的四个等势面，相邻等势面间的电势差相等，实线为某电子仅在静电力作用下通过该区域的轨迹，、是轨迹上的两点。下列说法正确的是( )
A. 在四个等势面中的电势最高
B. 电子一定是从点向点运动
C. 电子通过点时的动能比通过点时的小
D. 电子通过点时的加速度比通过点时的小
11.某型号酒精测试仪工作原理如图所示，电阻的阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为、内阻为，定值电阻，电路中的电表均视为理想电表。实验人员饮酒后对着测试仪吹气，若饮酒量越多，则( )
A. 电流表的示数越小 B. 电压表的示数越小
C. 电源的效率越小 D. 电源的输出功率越小
12.利用霍尔元件可以进行微小位移的测量。如图甲所示，将某霍尔元件置于两块完全相同、极正对放置的磁体的间隙中。建立如图乙所示坐标系，当霍尔元件沿方向移动时，由于不同位置的磁感应强度不同，在其上、下表面间产生的霍尔电压不同可用电压表测量。当霍尔元件处于中间位置时，霍尔电压为，将该点作为位移的零点；在中间位置附近，磁感应强度的大小与位移的大小成正比，这样就可以把电压表改装成测量物体微小位移的仪表。已知该霍尔元件长、宽、厚分别为、、，沿方向的电流保持不变。下列说法正确的是( )
A. 该仪表的刻度是均匀的
B. 该仪表只能测量微小位移的大小，不能确定位移的方向
C. 若霍尔元件的载流子为电子，当时，上表面的电势比下表面低
D. 要使该仪表测量更加灵敏即越大，可以减小厚度
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
13.一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“”字样。用它测量约电阻的阻值，下列实验步骤正确的操作顺序为 填各实验步骤前的字母。
A.将选择开关置于“”位置
B.将选择开关置于“”位置
C.将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“”
D.将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开
某同学用图所示电路测量一段金属丝的电阻。将点与点连接，开关闭合，测得多组电压和电流，作出图线并测得该金属丝电阻值为；将点与点连接，重复上述操作，测得其阻值为。若不考虑偶然误差，则 。选填“”、“”或“”
用图所示电路测量某金属丝的电阻率。
闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处在图中的 填“”或“”端。
某同学按照图连接实物，结果如图所示。下列说法正确的是 。
A.导线接线错误，若闭合开关调节滑动变阻器可能烧毁电源
B.导线接线错误，若闭合开关调节滑动变阻器两个电表始终没有示数
C.导线接线错误，若闭合开关调节滑动变阻器可能使电源短路
D.导线接线错误，若闭合开关调节滑动变阻器两个电表始终没有示数
14.用如图所示的电路测量某电源的电动势和内阻。
某同学记录多组电压和电流，作出的图线如图。根据图线可得：该电源的电动势 ，内阻 。结果均保留三位有效数字
仅考虑电表内阻引起的实验误差，则本实验误差产生的原因是 ；该误差导致 ， 选填“”、“”或“”。
另一同学提出一种可以准确测量该电源电动势和内阻的方案。
按图连接电路。闭合开关，先将开关接在端，调节滑动变阻器的阻值。测得多组电流和电压并在图中作出一条图线；
保持开关闭合，再将开关接端，重复中操作，得到图中另一条图线。通过推理可知，当接在端时作出的图线为 选填“图线”或“图线”；
已知图线、图线在轴和轴的截距分别为、和、。不考虑偶然误差，电动势的准确值为 ，内阻的准确值为 。用、、、表示
四、计算题：本大题共4小题，共44分。
15.如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度为，一端连接阻值为的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为。导体棒放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好，电阻为。导轨的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力作用下，导体棒以速度沿导轨向右匀速运动。
求通过导体棒的电流的大小和方向；
求导体棒两端的电压；
通过公式推导证明：在时间内，拉力对导体棒所做的功等于电路获得的电能。
16.如图所示，一束带电粒子以垂直于磁感应强度并垂直于磁场边界的速度射入宽度为的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角，求：
粒子运动的轨迹半径；
粒子的比荷；
粒子穿过磁场的时间。
17.某小组设计了一个测量物体质量的装置，其结构简图如图甲所示。磁铁能产生辐向磁场，磁场关于中心竖直轴对称分布，如图乙所示。一个半径为的圆形金属线圈套于中心磁极，线圈与托盘通过绝缘支架连为一体，总质量为；托盘下方连接一个轻弹簧，弹簧下端固定在磁极上。线圈所在处磁感应强度大小均为。线圈的两个接线端与外电路连接图中未标出。初始时，托盘和线圈处于平衡状态。已知弹簧劲度系数为，线圈匝数为，重力加速度为。
将被测重物放在托盘上，调节线圈中电流为时，托盘和线圈恢复到初始位置再次达到平衡，求待测重物的质量。
若将线圈两端仅接一个定值电阻，则该装置可用于发电。将质量为的物体轻放在托盘上，线圈在磁场中做竖直方向的往复运动，最终静止。当弹簧形变量为时，其弹性势能为，忽略空气阻力影响，不计线圈电阻。求：
、当线圈的速度大小为时，通过电阻的电流；
、从线圈开始运动到最终静止的过程中，电阻产生的焦耳热。
18.电子比荷是描述其性质的重要物理量。某研究小组设计了两种方案测量电子的比荷。两种方案均不考虑电子重力及其相互作用。
方案一：如图所示，电子源发出的电子沿水平轴线经速度选择器后，进入边长为的正方形电场偏转区。已知速度选择器中磁场与电场正交，匀强电场的场强为，方向向上，磁感应强度为，方向垂直纸面向外；偏转区电场强度为，方向向下；电子射出电场时速度偏转角为。求：
、电子通过速度选择器后的速度大小；
、电子的比荷。
方案二：如图所示，在真空中放置一半径为的金属圆柱面，圆柱面足够长。在圆柱面中心轴线上点有一电子源，向空间中各个方向发射速度大小为的电子。当在柱面内加方向沿中心轴向下的匀强磁场时，恰好没有电子到达柱面。
、求电子的比荷；
、当磁感应强度大小调至时，求柱面上落有电子的区域面积。
参考答案
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14.
电压表分流作用，使得电流表测量值偏小
图线

15.【详解】根据法拉第电磁感应定律
根据闭合电路欧姆定律
方向沿导体棒由到。
根据欧姆定律
导体棒匀速运动，受力平衡，则拉力
在 时间内，拉力做功
电路获得的电能
可得

16.【详解】根据几何关系，可得
洛伦兹力提供向心力
解得
设粒子做匀速圆周运动的周期为，则
粒子穿过磁场的时间

17.【详解】托盘和线圈恢复到初始位置再次平衡时，满足
其中
解得
、线圈在磁场中运动时产生感应电动势
根据闭合电路欧姆定律
、未放重物时，弹簧伸长量为 ，满足
线圈和托盘最终静止时，弹簧伸长量为 ，满足
根据能量守恒定律
解得

18.【详解】、电子通过速度选择器满足
解得
、在偏转区，水平方向上 ，
竖直方向上 ，
射出电场时
解得
、设在横截面内电子做圆周运动的半径为，当 时，没有电子到达柱面。洛伦兹力提供向心力
解得
、设出射电子的速度方向与竖直方向夹角为 ，将电子速度沿磁场方向和垂直磁场方向分解， ，
电子在垂直磁场方向做圆周运动，半径为 ，当 时，粒子运动 后刚好达到柱面上，其中 ，
此时 电子在沿磁场方向做匀速直线运动，在 内电子沿竖直方向运动距离
则柱面上落有电子的区域面积

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