北京首都师范大学附属中学2025-2026学年第一学期期末考试高二物理试题

首都师大附中2025一2026学年第一学期期末考试 高二物理 第I卷（共42分） 一、选择题（本大题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题所列出的四个选项中， 有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的。全部选对的得3分， 选不全的得2分，有选错或不答的得0分。) 1.某区域的电场线分布如图所示，电场中有A、B两点。设A、B两点的电场强度大小分 别为EA、EB,电势分别为pA、,则下列判断正确的是 A.EA<EB B.EA>EB C.PA<oB D.A>B A B 2.质量和电荷量大小都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁 场，运行的半圆轨迹如图中的虚线所示，下列说法正确的是 X + X A.M带正电，N带负电 B B.M的速率小于N的速率 C.洛伦兹力对M、N做正功 D.M的运行时间等于N的运行时间 3.如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，在磁铁正下方有一个固定在水平桌面上 的闭合铜质线圈。将磁铁竖直向下拉至某一位置后放开，磁铁开始上下振动。下列说法 正确的是 A.磁铁振动过程中，线圈中电流的方向保持不变 B.磁铁振动过程中，线圈对桌面的压力始终大于线圈的重力 C.磁铁振动过程中，弹簧和磁铁组成系统的机械能一直减小 D.磁铁靠近线圈时，线圈有收缩的趋势 4.在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一个100匝、面积为0.01m的圆形导体线圈。规定 线圈中电流和磁场的正方向如图甲所示。磁感应强度B随时间按图乙变化，下列说法正 确的是 B/T 0.4----- A.0~0.4s内线圈中的感应电流方向为正 B.040.5s内线圈中的感应电流在轴线处的磁场方向 0.2 向下 0 0.40.57s C.0.40.5s内线圈中的感应电动势大小为4V D.00.4s内与0.40.5s内线圈中的感应电流大小之比为1：8 第1页共11页 5.如图所示，（甲）→（乙）→（丙）→（丁）→（甲）过程是交流发电机发电的示意图， 线圈的b边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上，用导体制成的两个电刷分别 压在两个滑环上，线圈在匀速转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。己知线圈 转动的角速度为o,转动过程中电路中的最大电流为Im。下列选项正确的是 (甲) (乙) (丙) (丁) A.在图（甲）位置时，线圈中的磁通量最大，感应电流为零 B.从图（乙）位置开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为=Imsinot C.在图（丙）位置时，线圈中的磁通量最大，磁通量的变化率也最大 D.在图（丁）位置时，感应电动势最大，cd边电流方向为c一→d 6.物理课上，老师做了一个奇妙的“自感现象”实验。按图连接电路，先闭合开关S,电路 稳定后小灯泡A正常发光，然后断开开关S,同学们发现小灯泡A闪亮一下再熄灭。 己知自感线圈L的直流电阻为RL,小灯泡A正常发光时电阻为RA。下列说法中正确的 是 M A.RL>RA B.RL<RA C.断开开关S的瞬间，小灯泡A中的电流方向为a→b D.断开开关S的瞬间，小灯泡A中的电流方向为b→a 7.如图所示，光滑水平面上有竖直向下的匀强磁场，图中虚线为磁场×××××× 区域的左边界。一个长方形的金属线框以初速度)向左运动，穿出 xx x xxBx 磁场。此过程中，线框中感应电流的大小随时间变化的图像是 1××××x× B C D 8.在如图所示的电路中，电压表、电流表均为理想电表。电源电动势为12V,内阻为1Ω，电 动机线圈电阻为0.52。开关闭合，电动机正常工作，电压表示数为10V。则 A.电源两端的电压为12V B.电源的输出功率为24W C.电动机消耗的电功率为80W D.电动机所做机械功的功率为18W 第2页共11页 9.如图所示的平行板器件中有方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场。一带正电的粒子 以某一速度从该装置的左端水平向右进入两板间后，恰好能做直线运动。忽略粒子重力 的影响，则 A.若只将粒子改为带负电，其将往上偏 B.若只增加粒子进入该装置的速度，其将往上偏 C.若只增加粒子的电荷量，其将往下偏 D.若粒子从右端水平进入，则仍沿直线水平飞出 10.某同学用如图1所示的电路，借助电流传感器研究不同元件通电时的电流变化情况，实 验室提供的元件有小灯泡、定值电阻、电感线圈和电容器。o时刻闭合开关S,测得通 过不同元件的电流随时间变化的图像如图2所示，下列说法正确的是 图1 图2 A.图甲对应的元件为小灯泡 B.图乙对应的元件为定值电阻 C.图丙对应的元件为电感线圈 D.图丁对应的元件为电容器 11.某静电场的电势0在x轴上的分布如图所示，B、C是x轴上关于坐标原点O对称的两 点。一个带负电的粒子仅在电场力作用下，以O点为中心、沿x轴方向在B、C两点间 做周期性往复运动。下列说法正确的是 A.从B运动到C的过程中，电场力先做正功，后做负功 B.从B运动到O的过程中，粒子的加速度先减小后增大 C.粒子在O点的电势能最小 D.粒子在O点的动能最小 B 12.如图1所示，地面上方高度为d的空间内有水平方向的匀强磁场，质量为m的正方形闭 合导线框abcd的边长为l,从bc边距离地面高为h处将其由静止释放，已知h>d>l。 从导线框开始运动到bc边即将落地的过程中，导线框的o-1图像如图2所示。重力加 速度为g,不计空气阻力，以下有关这一过程的判断正确的是 不× d*B** O &ss 图1 图2 A.t1~2时间内导线框受到的安培力逐渐增大 B.磁场的高度d可以用o-t图中阴影部分的面积表示 C.导线框重力势能的减少量等于其动能的增加量 D.导线框产生的焦耳热大于mgl 第3页共11页 13.手机拍照时手的抖动产生的微小加速度会影响拍照质量，光学防抖技术可以消除这种影 响。如图，镜头仅通过左、下两侧的弹簧与手机框架相连，两个相同线圈c、d分别固 定在镜头右、上两侧，℃、d中的一部分处在相同的匀强磁场中， 上 磁场方向垂直纸面向里。拍照时，手机可实时检测手机框架的 镜 微小加速度a的大小和方向，依此自动调节c、d中通入的电流 e和a的大小和方向（无抖动时和1a均为零），使镜头处于零 左 右 加速度状态。下列说法正确的是 A.若。沿顺时针方向，IdO,则表明a的方向向右 B.若1a沿顺时针方向，I。=0,则表明a的方向向下 手机框架 C.若a的方向沿左偏上30°，则1。沿顺时针方向，a沿逆时针方向且1>a D.若a的方向沿右偏上30°，则。沿顺时针方向，1a沿顺时针方向且I< 14.利用霍尔元件可以进行微小位移的测量。如图甲所示，将固定有霍尔元件的物体置于两 块磁性强弱相同、同极相对放置的磁体缝隙中，建立如图乙所示的空间坐标系。保持沿 x方向通过霍尔元件的电流I不变 当物体沿z轴方向移动时，由于不 雷尔元件 同位置处磁感应强度B不同，霍尔 元件将在y轴方向的上、下表面间 产生不同的霍尔电压U。当霍尔 元件处于中间位置时，磁感应强度 多 乙 B为0，U1为0，将该点作为位移的零点。在小范围内，磁感应强度B的大小和坐标： 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。下列说法中正确的是 A.该仪表只能测量位移的大小，无法确定位移的方向 B.该仪表的刻度线是均匀的 C.若霍尔元件中导电的载流子为电子，则当△<0时，下表面电势高 D.电流I越大，霍尔电压越小 第4页共11页 第Ⅱ卷（共58分） 二、本题共2小题，共18分。 15.(8分)用如图所示的多用电表测量定值电阻。 (1)待测电阻的阻值约为202，测量步骤如下： ①调节指针定位螺丝，使多用电表指针对准 (选填“直流电流、电压”或“电 阻”)0刻线。 电阻的刻度线 直流电流、 015 电压的刻度线 指针定位螺丝 欧姆调零旋钮 2x1KX100x10x1 OFF- 2.5 选择开关 100 250 -500 2.51050250500 ②将选择开关转到电阻挡的 (选填“×1”、“×10或“×100”)的位置。 ③将红、黑表笔插入“+”、“一”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电 表指针对准电阻的 (选填0刻线”或“∞刻线”)。 ④将两表笔分别与待测电阻相接，读取数据。 (2)测量后需要继续测量一个阻值大约是2kΩ左右的电阻。在红黑表笔接触这个电阻两 端之前，请从下列选项中挑出必要的步骤，并按 的顺序进行操作，再完成 读数测量。 A.调节定位指针螺丝，使多用电表指针对准0”刻线 B.将红黑表笔接触 C.把选择开关旋转到“×1k”位置 D.把选择开关旋转到×100”位置 E.调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准电阻的0”刻线 16.(10分)实验课中同学们要完成“测量一节干电池的电动势和内阻”的任务，被测电 池的电动势约为1.5V,内阻约为1.02。某小组计划利用图1的电路进行测量，已知实 验室除待测电池、开关、导线外，还有下列器材可供选用： 电流表A1:量程00.6A,内阻约0.1252 R 电流表A2:量程03A,内阻约0.0252 电压表V:量程0~3V,内阻约3k2 滑动变阻器R:0~202,额定电流2A 图1 (1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用 (填写仪器的字母代号)。 第5页共11页 (2)图2是该组同学根据所获得的6组实验数1.5 ◆UV 据，在坐标纸上绘制的反映路端电压随电流变 1.4 化的U-I图线，请据此图线判断被测干电池的 电动势E= V,内阻r=2。 1.3 (结果保留到小数点后两位) 1.2 (3)若仅考虑电表内阻的影响，图2中描绘的 1.1 点迹与“电池两端电压的真实值”和“流过电 A 1.0 池的电流真实值”所对应点迹存在一定的偏差， 0 0.10.20.30.40.50.6 请根据实验中该同学测得的数据，以及电表的 图2 参数估算这一偏差的数量级约为 A.102A B.104A C.102V D.104V (4)为了研究电表内阻对测量结果的影响，我们用U和1的函数关系来分析这一个问题。 若字母Rv、RA分别表示电压表和电流表的内阻，U、I分别表示电压表和电流表的示数，E、 ”分别表示电池的电动势和内阻的真实值。考虑到电表内阻的影响，请选择相关的字母写出 反映U和I实际关系的函数表达式U= 第6页共11页 三、本题包括4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的 演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出 数值和单位。 17.(8分)如图所示，两平行金属板间距为d,电势差为U,板间电场可视为匀强电场： 金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场。带电量为+9、质量为m的粒子，由静止 开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动。忽略重力的影响， 求： +g m 0 (1)匀强电场的电场强度E的大小： U (2)粒子从电场射出时速度)的大小： (3)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R。 B 第7页共11页 18.(8分)如图所示，A、B和M、N为两组平行金属板。 质量为m、电荷量为+q的粒子，自A板中央小孔进入A、 B间的电场，经过电场加速，从B板中央小孔射出，沿M N极板间的中心线方向进入该区域。已知极板A、B间的 电压为U,极板MN的长度为1，极板间的距离为d。 不计粒子重力及其在A板时的初速度。 (1)求粒子到达B板时的速度大小： (2)若在M、N间只加上偏转电压U,粒子能从M、N间的区域从右侧飞出。求粒 子射出该区域时沿垂直于板面方向的侧移量y: (3)若在M、N间只加上垂直于纸面的匀强磁场，粒子恰好从N板的右侧边缘飞出， 求磁感应强度B的大小和方向。 第8页共11页 19.(10分)回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图为回旋加速器的示意图。D1、 D2是两个中空的铝制半圆形金属扁盒，在两个D形盒正中间开有一条狭缝，两个D形 盒接在高频交流电源上。在D1盒中心A处有粒子源，产生的带正电粒子在两盒之间被 电场加速后进入D2盒中。两个D形盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，带电粒子在磁场 力的作用下做匀速圆周运动，经过半个圆周后，再次到达两盒间的狭缝，控制交流电源 电压的周期，保证带电粒子经过狭缝时再次被加速。如此，粒子在做圆周运动的过程中 一次一次地经过狭缝，一次一次地被加速，速度越来越大，运动半径也越来越大，最后 到达D形盒的边缘，沿切线方向以最大速度被导出。己知带电 粒子的电荷量为q,质量为m,加速时狭缝间电压大小恒为U, 磁场的磁感应强度为B,D形盒的半径为R,狭缝之间的距离 为d。设从粒子源产生的带电粒子的初速度为零，不计粒子受 到的重力，求： (1)带电粒子能被加速的最大动能Ek: 高频电源 (2)带电粒子在D2盒中第n个半圆的半径： (3)若带电粒子束从回旋加速器输出时形成的等效电流为I,求从回旋加速器输出的带 电粒子的平均功率P。 第9页共11页 20.(14分)电磁弹射技术是一种新兴的直线推进技术，适宜于短行程发射大载荷，在军 事、民用和工业领域具有广泛应用前景。我国已成功研制出用于航空母舰舰载机起飞的 电磁弹射器。它由发电机、直线电机、强迫储能装置和控制系统等部分组成。 电磁弹射器可以简化为如图所示的装置以说明其基本原理。电源和一对足够长平行 金属导轨M、N分别通过单刀双掷开关K与电容器相连。电源的电动势E=10V,内阻 不计。两条足够长的导轨相距L=0.1m且水平放置，处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁 场中，磁场方向垂直于导轨平面且竖 直向下，电容器的电容C=10F。现将 M 一质量m=0.1kg、电阻-0.12的金属 ×X×Bx 滑块垂直放置于导轨的滑槽内，分别 与两导轨良好接触。将开关K置于a 使电容器充电，充电结束后，再将开关K置于b,金属滑块会在电磁力的驱动下运动， 不计导轨和电路其他部分的电阻，且忽略金属滑块运动过程中的一切阻力，不计电容充 放电过程中该装置向外辐射的电磁能量及导轨中电流产生的磁场对滑块的作用。 (1)在电容器放电过程中，金属滑块两端电压与电容器两极间电压始终相等。求在开 关K置于b瞬间，金属滑块的加速度的大小： (2)求金属滑块最大速度0： (3)a电容器是一种储能装置，当电容两极间电压为U时，它所储存的电能4CP。 求金属滑块在运动过程中产生的焦耳热Q: b.金属滑块在运动时会产生反电动势，使金属滑块中大量定向运动的自由电子又受 到一个阻力作用。请分析并计算在金属滑块运动过程中这个阻力所做的总功W。 第10页共11页