湖北省武汉市新洲区第一中学2025-2026学年高二下学期收心作业物理试卷（含解析）

新洲一中 2027 届高二（下）收心作业物理试卷
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。每小题全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。
1．如图所示，一个重力为 mg 的物体静止在水平地面上，受到与水平方向成θ 角的大小为 F
的恒定拉力作用，物体始终处于静止状态，在时间 t 内，下列说法不正确的是( )
...
A ．物体所受拉力的冲量大小为 Ft
B ．物体所受摩擦力的冲量大小是Ft cosθ
C ．物体所受拉力与摩擦力合冲量大小为 mgt
D ．物体动量变化量为 0
2．某一远距离输电线路分别用 U 和 10U 两种电压来输电，若输送功率相同，则在两种情况下输电线上损失的功率之比为( )
A ．100 :1 B ．10 :1 C ．1:100 D ．1:10
3 ．如图所示，半径为 r 的圆形区域内存在磁感应强度为 B 的匀强磁场，方向垂直纸面向里， 9 个不计重力的带负电粒子，质量均为 m，电荷量均为 q，以垂直于圆直径 MN 的相同速度飞入圆形区域后发生偏转，都恰好能在区域边缘的同一点射出磁场，不计粒子间相互作用力，下列说法正确的是( )
A ．粒子将于 N 点射出磁场 B ．射出粒子的速度方向均相同
C ．所有粒子在磁场中的运动时间相等 D ．粒子速度大小为
4 ．如图所示，粗细均匀的单匝正方形金属线框 abcd 在匀强磁场中绕垂直磁感应强度的轴MN 以角速度 10rad/s 匀速转动，MN 为线框的对称轴，线框产生的电动势有效值为 E；若移
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去 MN 左侧的磁场，使线框绕轴 MN 以角速度 20rad/s 匀速转动，则线框产生的电动势有效值为( )
A．E B ． E C ． E D ． E
5．如图所示，三根平行直导线 a、b、c 垂直于纸面固定放置在等边三角形的三个顶点上，O为 a 、b 连线的中点。a 、b 、c 三根导线中均通有方向垂直于纸面向里的恒定电流，大小分别为 I、2I、3I 时，O 点处的磁感应强度的大小为B0 。已知通电长直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度B = k ，其中 k 为常量，I 为导线中的电流，r 为该点到导线的距离。如果将 b 中的电流反向，其他条件不变，则 O 点处磁感应强度的大小为( )
A ．2B0 B ． B0 C ． B0 D ． B0
6 ．如图所示的电路中，变压器是理想变压器，原、副线圈的匝数比n1 : n2 = 2 :1，电流表和电压表均为理想电表，R1 是阻值未知的定值电阻，R2 是电阻箱，在 a、b 两端接入输出恒定的正弦交流电压，调节R2 ，电流表的示数变化量为 ΔI，电压表的示数变化量为 ΔU，且
k ，则定值电阻R1 的阻值等于( )
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A ．9k B ．4k C ． k D ． k
7 ．如图所示，空间存在磁感应强度大小相等、方向分别垂直于光滑绝缘水平面向上和向下的匀强磁场，正方形导线框从紧靠磁场的位置Ⅰ以某一初速度垂直边界进入磁场，运动到位 置Ⅱ时完全进入左侧磁场，运动到位置Ⅲ（线框各有一半面积在左、右两个磁场中） 时速度恰好为 0。设从位置Ⅰ到位置Ⅱ、从位置Ⅱ到位置Ⅲ的过程中，线框中产生的焦耳热分别为Q1 、 Q2 。已知磁场宽度均为线框边长的 2 倍，线框在整个运动过程中，以下说法正确的是( )
A ．速度 v 随位移 x 的变化关系图像可能如图甲，且Q1 : Q2 = 3 :1
B ．速度 v 随位移 x 的变化关系图像可能如图甲，且Q1 : Q2 = 2 :1
C ．速度 v 随位移 x 的变化关系图像可能如图乙，且Q1 : Q2 = 5 : 4
D ．速度 v 随位移 x 的变化关系图像可能如图乙，且Q1 : Q2 = 3 :1
8 ．如图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向且与线圈共面的转轴OO 以恒定的角速度w 转动。当线圈平面与磁场方向平行时开始计时， 线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化，则在t 时刻( )
A ．穿过线圈的磁通量为零 B ．穿过线圈的磁通量的变化率最大
C ．线圈所受的安培力最小 D ．线圈中的电流为零
9 ．质谱仪的示意图如图所示，电荷量相同的 a 、b 两种不同的粒子持续从容器 A 下方的小孔S1 飘入电压为 U 的加速电场，其初速度几乎为零，然后经过小孔S2 沿着与磁场垂直的方
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向进入匀强磁场中，最后打到照相底片 D 上 P、Q 点并被吸收。已知单位时间从容器 A 射出的两种粒子的数目相同，P、Q 点到小孔S1 的距离之比为5 : 3，不计粒子间的相互作用，则下列说法正确的是( )
A ．a 、b 两种粒子的质量之比为25 : 9
B ．a 、b 两种粒子在磁场中运动时间之比为9 : 4
C ．a 、b 两种粒子对底片的作用力大小之比为5 : 3
D ．要使 b 粒子打到 P 点，则加速电压变为U
10 ．如图所示，足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面内，间距为 L，导轨左端连接有阻值为 R 的定值电阻，质量均为 m、电阻均为 R、长均为 L 的金属棒 a 、b 垂直放在导轨上，用长为 L 的绝缘轻杆连接，垂直于导轨的边界MN 右侧有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为 B，开始时金属棒 b 离 MN 的距离也为 L ，给金属棒 b 施加水平向右的恒力，使 a 、b 两金属棒从静止开始做匀加速运动，金属棒 b 进磁场的瞬间加速度刚好为零，金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨的电阻，则下列判断正确的是( )
A ．拉力 F 的大小为
B ．当金属棒 a 进磁场后，a 、b 两金属棒做匀加速运动
C ．在金属棒 a 运动至 MN 右侧 2L 处的过程中，回路中产生的总焦耳热为
D ．若当金属棒 a 进磁场后撤去拉力，此后金属棒 a 运动的距离为 L
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二、非选择题：本题共 5 小题，共 60 分。
11 ．在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中。
(1)如图甲所示，小明同学用小磁针代替电流表判断回路中是否有感应电流以及感应电流的方向。为使小磁针在回路中有电流时发生的偏转最明显，小磁针上方的导线应该________ （填正确选项前的标号）
A ．东西方向放置 B ．南北方向放置 C ．任意方向放置均可
(2)图乙中，在实验开始前，应先将滑动变阻器的滑片置于最________（选填“左”或“右”）端，然后再闭合开关；当实验结束，在开关还没断开，A 、B 两螺线管和铁芯也没分开放置的情况下，小龙同学直接用手去拆除某螺线管处的导线时，由于自感现象突然被电击了一下，则小龙同学被电击可能是在拆除________（选填“A”或“B”）螺线管所在电路时发生的。
12 ．某同学把铜片和锌片相隔约 2cm 插入一个土豆中，制成了一个土豆电池。为了测量它的电动势 E 和内阻 r，他用到的实验器材还有电阻箱（最大阻值为 9999Ω)、电压表（量程为 0~0.6V，内阻很大，可视为理想电压表）、开关、导线若干。
(1)将该土豆电池与其余实验器材按如图甲所示的电路连接好；请在乙图方框内画出甲图的电路图____。闭合开关之前，应将电阻箱的阻值调到________（选填“最大”或“零”）；
(2)多次改变电阻箱的阻值 R，同时记录相应的电压表示数 U，因土豆电池长时间工作后内阻
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会发生明显变化，故记录电压表的示数后应________（选填“保持开关闭合”或“立即断开开关”）。
1 1
(3)绘制出 - 关系图线，如图丙所示。根据绘制的图线，可得该土豆电池的电动势为
U R
________V，内阻为________kΩ。（结果均保留两位有效数字）
(4)若土豆电池的真实内阻为r、电压表的内阻为RV ，则实验测得电池的电动势E测 与电动势的真实值E真 的关系式为E测 = _______ E真 。
13 ．如图所示，质量为m = 1kg 的滑块，以v0 = 10m / s 的水平初速度滑上静止在光滑水平面的平板小车，若小车质量M = 3kg ，平板小车足够长，滑块在平板小车上滑动 2.5s 后相对小车静止。求：（g 取10m / s2 ）
(1)滑块与平板小车之间的动摩擦因数 μ ;
(2)从开始运动到二者相对静止过程中，小车在地面上滑行的位移 x 大小。
14．如图甲，空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，水平面内有两段均以 O为圆心的半圆导轨P1K1 和P2K2 ，半径分别为 L 和 3L ，P1P2 用长为 2L 的导线连接，两根足够
长的竖直导轨上端分别连接 O 点和K2 点。导体棒a 绕 O 以角速度w 逆时针匀速转动，导体
棒b 可沿竖直导轨运动，a 和b 长度均为 3L 。t = 0 时，a 处于K1K2 位置，同时由静止释放
b ，此后a 每次回到K1K2 位置时，b 的速度均恰好为零。已知导体棒运动过程中与导轨接触良好，a 和b 粗细均匀、质量均为 m、电阻均为 3R，其它电阻不计，重力加速度为 g，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。
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(1)求回路中的最大感应电动势E2 的大小
(2)在图乙中画出a 转动一圈过程中，回路电流 i 随时间 t 变化的图像（要求写出计算过程）；
(3)求b 与竖直导轨间的动摩擦因数。
15 ．现代科学实验时经常利用电磁场来控制带电粒子的运动。在如图所示的 xOy 坐标系的第Ⅰ象限存在沿y 轴负方向的匀强电场，第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限存在垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出）。质量为 m、电荷量为 + q （q > 0 ）的粒子从 P 点由静止释放，粒子以v0 的速度从 Q 点进入第Ⅳ象限，此后粒子从y 轴上的 S 点进入第Ⅲ象限，粒子再次进入电场后恰好经过 Q 点。已知 Q 点的坐标为(L,0) ，S 点的坐标为(0, - L)，不计粒子重力。
(1)求匀强磁场的磁感应强度 B 的大小；
(2)求电场强度 E 的大小和 P 点的纵坐标yP ；
(3)若将第Ⅲ象限的匀强磁场替换成与第Ⅰ象限电场强度大小相等的匀强电场，场强方向沿 x轴正方向，粒子仍从 P 点静止释放，求粒子经过y 轴的纵坐标。
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1 ．C
A ．根据冲量定义，冲量大小等于力的大小乘以作用时间，拉力大小为F ，作用时间为t ，因此拉力冲量大小为 Ft ，故 A 正确。
B ．物体静止，水平方向受力平衡，静摩擦力大小f = F cosθ ,因此摩擦力冲量大小
If = ft = Ft cosθ ,故 B 正确。
C ．将拉力分解为水平、竖直分量，拉力冲量水平分量为Ft cosθ ,竖直分量为 Ft sinθ ；摩擦力为水平方向，冲量与拉力水平分量大小相等、方向相反， 二者水平分量抵消，拉力和摩擦力的合冲量仅剩竖直分量，大小为Ft sinθ ,故 C 错误。
D ．物体始终静止，动量保持不变，因此动量变化量为0 ，故 D 正确。本题选错误选项，故选 C。
2 ．A
由输送功率相同，可得：P = U . I1 = 10U . I2
解得
输电线损失功率P损 = I2R （ R 为线路电阻，相同），故
即损失功率之比为100 :1故选 A。
3 ．D
A ．以垂直于圆直径 MN 的相同速度飞入圆形区域后发生偏转，都恰好能在区域边缘的同一点射出磁场，符合磁会聚模型，由左手定则可得，应于 M 点射出磁场，A 错误；
B ．磁会聚模型中，各粒子的偏转角不同，由粒子运动轨迹可知，射出粒子方向不相同，B错误；
C．磁会聚模型中，质量和电荷量相等的各粒子的偏转角不同，由t 可知所用时间不同。最上层粒子在磁场中的运动时间最短，最下层粒子在磁场中运动时间最长，C 错误；
D ．对磁会聚模型，应有磁偏转半径为圆形区域半径 r，根据牛顿第二定律有 qvB = m 此时粒子速度为v D 正确。
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故选 D。
4 ．A
初始时，金属线框绕磁场匀速转动有 ·、E = BSw
移去 MN 左侧的磁场，使线框绕轴 MN 以角速度 20rad/s 匀速转动，则有联立解得E = E
故选 A。
5 ．B
设 a 、b 、c 在 O 点产生的磁感应强度分别为B1 、B2 、B3 ，等边三角形的边长为L , 由题可知B1 = k B2 = k B3 = k
根据安培定则及矢量的合成定则可得B
若仅将 b 中的电流反向，则 b 在 O 点的产生的磁感应强度大小不变，方向与原方向相反，则此时 O 点的磁感应强度大小为B
联立解得B = B0
故选 B。
6 ．B
设原线圈处电压为U1 ，电流为I1 ，电压表示数为U2 ，电流表示数为I2 。根据变压器的原理有
在原线圈电路中有U0 = I1R1 +U1
由以上各式整理后有UR1I2
则电阻箱的阻值变化后，有UR1I2 上述两个式子相减，整理后得 R1
解得R1 = 4k
故选 B。
7 ．C
设线框边长为L ，磁感应强度为B ，线框电阻为R ，质量为m 。对任意减速过程，
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安培力F = -kv
dv dv
由运动学关系：a = = v
dt dx代入牛顿第二定律F = ma
得：-kv = mv
v ≠ 0 时约去v 得
即v - x 为直线，斜率恒定，斜率绝对值与k 成正比。
从Ⅰ到Ⅱ（0 ~ L 位移，进入左磁场）：感应电动势 E = BLv安培力大小F
即k
斜率绝对值较小，v - x 缓降。
位置Ⅱ到两磁场分界线（L ~ 2L 位移）：线框完全在左磁场中，磁通量不变，无感应电流，安培力为 0，线框匀速，v - x 为水平直线。
分界线到位置Ⅲ（2L ~ 2.5L 位移，进入右磁场）：左右两边反向磁场切割，总感应电动势E = 2BLv
总安培力F 即k
斜率绝对值是第一段的 4 倍，v - x 陡降。
故符合该规律的是乙图，
设初速度为v0 ，位置Ⅱ处速度为v ，末速度为 0，对两个过程用动量定理：
Ⅱ到Ⅲ的减速阶段：位移为 mv
联立得：v v0
由能量守恒，焦耳热等于动能损失： Q mv mv mv
因此Q1 : Q2 = 5 : 4
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8 ．AB
【分析】先确定时间对应的线圈位置： 交变电流的周期 T ，因此 t ，即线圈从初始位置转了半个周期。 已知初始时刻（t = 0 ）线圈平面与磁场方向平行，转半个周期后，线圈平面再次与磁场方向平行。
A ．当线圈平面与磁场平行时，穿过线圈的磁通量 Φ = BS丄 = 0 （垂直磁场的投影面积为 0），故 A 正确。
B ．根据法拉第电磁感应定律 E = n ，线圈平面与磁场平行时感应电动势最大，因此磁通量的变化率 最大，故 B 正确。
C ．此时感应电流大小为最大值，安培力 F = BIL 与电流成正比，因此安培力最大，C 错误。
D ．此时电流大小为峰值，不为零，D 错误。
故选 AB。
9 ．AC
A ．在加速电场中有qU mv2在磁场中有qvB = m
解得质量m
由于半径之比为ra : rb = 5 : 3
则质量之比为ma : mb = ra2 : rb2 = 25 : 9 ，故 A 正确；
故选 C。
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B ．带电粒子在磁场中，则有运动周期T
运动时间t T
则运动时间之比为ta :tb = ma :mb = 25 : 9 ，故 B 错误；
C．单位时间飘出的 a、b 粒子数目都为 N，则 Δt时间内各有n = NΔt 数目的粒子打到底片上。由动量定理得-FΔt = 0 - nmv
解得F = NNqrB
则作用力大小之比为Fa : Fb = ra : rb = 5 : 3，故 C 正确；
D ．在加速电场中有qU mv2在磁场中有qvB = m
解得U
若半径由原来的 r 变为r ，则电压变为原来的，故 D 错误。
故选 AC。
10 ．AB
A ．从静止到b 刚进磁场，整体位移x 做匀加速直线运动，由运动学公式： v aL整体总质量为2m ，进磁场前无安培力，因此F = 2ma得a
代入得v
b 进磁场切割磁感线，感应电动势E = BLv1
电路总电阻：a 的电阻R 与左端电阻R 并联，再与b 的电阻R 串联，因此
总电流I
b 受安培力F安 = BIL
b 进磁场时加速度为 0，因此F = F安代入v
平方整理得： F 故 A 正确。
B ．a 进磁场后，a 、b 都在磁场中，都切割磁感线，由右手定则，两棒感应电动势大小均为BLv ，方向相反，总感应电动势为 0，回路电流为 0，安培力合力为 0 。 整体合力等于外
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力F ，总质量 2m ，因此加速度 a 恒定， a 、b 做匀加速直线运动，故 B 正确。
C ．整个过程中，仅b 进磁场到a 进磁场阶段有焦耳热：这段位移为 ，因 b 进磁场时F = F安
安培力与v 成正比，所以该阶段匀速运动，动能变化为 0 。 由能量守恒，焦耳热
a 进磁场后无电流，焦耳热为 0，故 C 错误。
D ．a 进磁场后撤去拉力，因总感应电动势为 0，回路电流为 0，安培力合力为 0，整体合力为 0，将一直匀速运动，a 运动距离不是有限值L ，故 D 错误。
故选 AB。
11 ．(1)B
(2) 右 A
（1）为使小磁针在回路中有电流时一定发生偏转，小磁针上方的导线应该南北方向放置。
故选 B。
（2）[1]图乙中，在实验开始前，应先将滑动变阻器的滑片置于电阻最大的位置，即最右端，然后再闭合开关；
[2]在拆除 A 螺线管时，原线圈中存在电流，断开 A 螺线管，由于螺线管的断电自感现象而产生自感电动势，与人体组成回路，电流经过人体时产生被电击的感觉，则小龙同学被电击可能是在拆除 A 螺线管所在电路时发生的。
12 ．(1) 最大
(2)立即断开开关
(3) 0.40 0.40
（1）[1]根据甲图画出电路图如图所示
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[2]为了保护电路，闭合开关之前，应将电阻箱的阻值调到最大。
（2）土豆电池长时间工作后内阻会发生明显变化，为了减小误差，记录电压表的示数后，应该立即断开开关。
（3）[1][2]根据闭合电路欧姆定律有E = U r整理得
结合图丙可得 kΩ·V 解得E = 0.40V ，r = 0.40kΩ
（4）若不考虑电压表的分流作用，有 E测 = U r测
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得
若考虑电压表的分流作用，有
(
V
)得 经对比有 得E测 E真
13 ．(1)0.3
(2)3.125m
（1）设滑块与平板小车相对静止时的速度为v1 ，对滑块与平板小车组成的系统，取向左为正方向，由动量守恒可得mv0 = (m + M)v1
解得v1 = 2.5m / s
对小车，由动量定理可得μmgt = Mv1 - 0
解得 μ = 0.3
（2）从开始运动到二者相对静止过程中，根据运动学公式可得 x = t解得小车在地面上滑行的位移大小为x = 3.125m
14 ．BL2 w
(2)
（1）当a 棒在大环上转动时，回路感应电动势最大，最大值为
（2）当a 棒在小环上转动时，回路感应电动势EBL2 w感应电流i
持续时间t
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当a 棒在大环上转动时，回路感应电动势为感应电流i
持续时间t =
i-t 图像如答图所示。
（3）当a 棒在小环上转动时，b 棒所受安培力小，摩擦力小，b 棒做匀加速运动由牛顿第二定律ma1 = mg - μBi1 × 3L
当a 棒在大环上转动时，b 棒所受安培力大，摩擦力大，b 棒做匀减速运动, 由牛顿第二定律ma2 = μBi2 × 3L -mg
由于加速和减速时间相同，且一个周期后，b 棒速度恰好变为 0，故 a1 = a2
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联立，解得动摩擦因数15 ．
（1）由于粒子进入第Ⅳ象限时速度方向垂直 x 轴，所以粒子轨迹的圆心在 x 轴上，设 O1 为粒子轨迹圆心，轨迹半径为 r，粒子轨迹如图 1 所示
由几何关系有
带电粒子在磁场中做圆周运动有qv0B 解得B
（2）由运动的对称性可知粒子从 T 点进入第Ⅰ象限，T 点坐标为（L），由几何关系可知粒子进入第Ⅰ象限时速度方向与 x 轴方向的夹角为 30o，粒子在第Ⅰ象限内做类斜抛运动，由于粒子再次进入电场后经过 Q 点，所以有L = v0cos30o tL = v0sin30o . t t2
解得E
粒子从 P 到 Q 过程中由动能定理有EqyP mv 解得yP L
（3）将第Ⅲ象限的匀强磁场换为匀强电场后，粒子的运动轨迹如图 2 所示，粒子从 S 点进入第Ⅲ象限做类斜抛运动，从 A1 点进入第Ⅳ象限做圆周运动，从 A2 点进入第Ⅲ象限继续做类斜抛运动
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粒子进入第Ⅲ象限后做类斜抛运动，沿 x 方向上有沿y 轴负方向移动距离为Δy1 = v0 sin 30°t
解得
粒子进入第Ⅳ象限到离开第Ⅳ象限过程中沿y 轴负方向移动距离为L当粒子由第Ⅳ象限进入第Ⅲ象限通过 y 轴有
当粒子由第Ⅲ象限进入第Ⅳ象限通过y 轴有
(
(
k
+
1)
) (
S
2
)y = y - Δy1 - k(Δy1 + Δy2 ) = -(2k + 1)L - L(k = 0,1, 2, 3...)
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