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湖北武汉市5G联合体2025-2026学年下学期期中高二物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28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. 丁图中，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0 B. 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h
D. 要使该磁轴键盘更加灵敏，可以减小b
7.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
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
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0.1 T 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，时磁场开始离开线圈区域，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2.0m/s
D. 线圈沿铁轨方向的长度约为8 m
10.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
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.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 。
A．插入铁芯 B．拔出线圈A
C．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.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．
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.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.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.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。
1.【答案】A
2.【答案】B
3.【答案】A
4.【答案】B
5.【答案】D
6.【答案】C
7.【答案】D
8.【答案】BC
9.【答案】BCD
10.【答案】AD
11.【答案】右
AD

12.【答案】C
B
D
G
BC

13.【答案】【详解】（1）对金属棒受力分析，如图所示
棒受到的安培力 =BIL= N
根据平衡条件，在竖直方向，有
在水平方向，有
解得m=0.3kg
（2）要磁感应强度最小，则安培力最小，当安培力垂直于拉力F时有最小值，如图所示
可得安培力为
而
联立解得 =1.5T

14.【答案】【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，在竖直方向，有
在水平方向，有
根据牛顿第二定律，有
联立解得
（2）粒子运动轨迹如图所示
设带电粒子运动到M点时，水平分速度为 ，则有
设速度方向与x轴正方向的夹角为 ，则
合速度为
在磁场中，由几何关系
解得
根据牛顿第二定律，有
解得
（3）当磁感应强度为2B时，根据牛顿第二定律，有
解得
如图所示
使带电粒子与x轴正方向成 角斜向下经过x轴，即粒子速度偏转 ，圆弧的圆心角为 ，由几何关系，矩形的长边
矩形的短边
矩形磁场区域的最小面积

15.【答案】【详解】（1）P棒到达轨道最低点时速度大小设为 ，根据动能定理，有
对P棒在b点，有
解得
由牛顿第三定律，有
（2）设Q棒第一次稳定运动时的速度为 ，P棒的速度为 。当稳定时感应电流为零，则两棒产生的感应电动势相等
从Q棒开始运动到第一次速度达到稳定过程中，根据动量定理，对P棒有
对Q棒，根据动量定理，有
联立解得
（3）从P棒进入导轨Ⅱ运动后，两棒切割磁场的长度相等，当速度稳定时，两棒的速度相同，设稳定速度为v。系统所受外力为零，则系统动量守恒，根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律，有
解得
P棒进入导轨Ⅱ运动后，接入电路的阻值变为 ，故P棒产生的热量

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