湖北省武汉市部分重点中学（六校）2025-2026学年高二上学期期末物理试卷

2025一2026学年度上学期期末 高二物理试卷 考试时间：2026年2月3日上午8：30一9：45 试卷满分：100分 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个远项中只有一项是符合题目要求。 1.关于电源和电流，以下说法正确的是（) A.通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大 B.导体中的电流一定是由自由电子的定向移动形成的 C.由于电源内部存在电阻，所以在电源内部也会有电势的降落 D.电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领，电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势就越 大 2.如图，一金属薄片在力F作用下自左向右从两磁极之间通过。当金属薄片中心运动到N极的正下方时，沿N极 到$极的方向看，下列图中能够正确描述金属薄片内涡电流绕行方向的是() :行州 ©⑤ 3.在物理兴趣活动时，老师组织10位健康的同学进行了“千人震”实验，两节干电池，带铁芯的多匝线圈（电阻很 小)，开关，同学按如图所示连接，同学们彼此之间手拉手。先闭合开关，待电路稳定后再断开开关，以下说法正 确的是() A.闭合开关瞬间，同学们感觉到有电流流过身体 B.断开开关瞬间，同学们感觉到有电流流过身体 C.断开开关瞬间，流过同学们的电流突然减小 A D.断开开关瞬间，流过同学们的电流方向为A到B 效欧松。 4.如图甲所示，在磁感应强度随时间均匀变化的匀强磁场中垂直磁场放置一圆形金属漆包线阚（磁场方向垂直线 圈平面向里)，线圈中产生的感应电流为。若仅将线圈扭转成图乙所示的形状，其中大圆半径是小圆半径的3倍， 假设扭转过程中金属线圈的总长度和粗细均保持不变，不考虑导线中电流产生磁场对磁通量的彩响，则图乙线圆中 产生的感应电流大小为() ,品波班头第 A.lo B.o C.o D.210 5.如图所示，将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环，接入电路中，电路与圆环的接触点O点固定，P为 电路与圆环良好接触的滑动触头，电源的电动势为E,内阻为r,灯L2的电阻大于”，闭合开关S,在滑动触头P 缓慢地从m点开始经点移到g点的过程中（忽略灯泡电阻的变化），下列说法正确的是（ A.灯L1先变亮后变暗，电流表的示数先变大后变小 B.灯L2先变亮后变暗，电压表的示数先变大后变小 L.X C.电源的输出功率先变小后变大 D.电容器C所带电荷量先减少后增多 6.如图所示是粒子流扩束技术的原理简图。正方形区域I、Ⅱ、IⅢ、V对称分布，一束速度相同的质子束射入后能 够实现扩束，四个区域内有界磁场（边界均为圆弧）分布可能正确的是() 出 I 射 粒 子 流 IV 流 龙.的)及 + 9 B 7.如图，在水平面上有一质谱仪，由直线加速器和磁场偏转器组成，偏转器内有方向竖直向上的匀强磁场：偏转 器的水平截面是圆心为O、内半径为R、外半径为2R的半圆环。粒子从静止经加速电压加速后，正对偏转器入 口矩形bcd的中心进入磁场区域，粒子做半径为r的圆周运动后打在照相底片矩形e8h的中心。在质谱仪正常工 作时，加速电压在U。一△U到U,+AU之间波动，粒子均能打在照相底片上，但感光位置会发生改变.。令6=兴感 光长度为△L,不计粒子重力及粒子间的相互作用，则△与r的比值为（)10从则： 2 磁场偏转器 2R8 照相底片 。粒子 直线知速器 A.V1-δ B.2W1+可 C.V1+δ-V1-δ D.2(V1+8-V1-8 二、选择题：本题共3小题，每小题4分，共12分。在每小题给出的四个选项中有多项是符合题目要求，全部选 对的得4分，远对但不全的得2分，有选错的得0分。 8.在电影《蚊龙行动》中我国“龙鲸号”潜艇使用了一种全新的推进技术一超导磁流体推进，可以显著降低潜艇 航行时的噪音。图甲是我国正在测试的超导磁流体推进器，它以喷射推进取代了传统的螺旋桨推进方式，图乙是其 工作原理图。推进器中的超导体产生超强磁场B,电极C和D连接直流电源通过海水产生电流1，、B及水流三者 方向相互垂直。若用该推进器驱动船舶前进，则下列相关说法正确的是（) B 海水流 动方向 前进方向 连接 图甲 电源 图乙 A.电极C需连接电源的正极，D需接电源的负极 B.驱动船舶前进的动力是作用在水流上的安培力 C.同等情况下此推进装置在纯净的淡水湖中推进效果比在海水中好 D,推进装置想要获得更大的推力，可以通过增大电极间电压的方式实现 9.如图为两个平行的条状磁场，从上到下的边界均水平，依次记作a、b、c、d,垂直纸面向里且大小相等的匀强 磁场填充在ab和cd区域内，其它区域无磁场。ab和cd的宽度均为d,bc的宽度为L,一带负电的粒子以速度o 垂直边界d射入磁场，一段时间后恰好未从边界a射出。粒子带电量为g,不计重力，则() A.磁场的磁感应强度为2m B.粒子自射入磁场到到达边界a用时兴+斋 C.若bc的宽度减小，粒子会从边界a射出 D.若ab宽度变为0.5d,cd宽度变为1.5d,则粒子仍能到达边界a 10.如图所示，足够长的传送带与水平面的夹角为8，速率恒为v0,宽为d的MNQP区域存在与传送带平面垂直向上 的匀强磁场，磁感应强度大小为B。边长为(l<)、质量为m、电阻为R的正方形线框ef9h置于传送带上，进入 磁场前与传送带保持相对静止，线框ef边刚离开磁场区域时的速率恰为o。若线框ef或gh边受到安培力，则其安培 力大于2 ngsin9。线框受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，动摩擦因数g=ta8,ef边始终平行于MN,重力加速 度为g。下列选项正确的是( A.线框速率的最小值为，v-4g(d-)sin0 B.线框穿过磁场区域产生的焦耳热为2 ngdsin0 B213+mR(Jv3-4g(d-Dsing-vo C.线框穿过磁场区域的时间为 2mgRsin D.ef边从进入到离开磁场区域的时间内，传送带移动距离为 mgRsin日 三、实验题：本题共2小趣，共16分 11.(6分)某同学探究“影响感应电动势大小的因素”，所用器材与装置如图甲所示：玻璃管竖直固定，外面套有线圈， 线圈两端与时间电压测量系统（内阻可视为无穷大）相连，两个发光二极管（只要有电流通过即可发光且保证安全） 以图甲所示方式接入电路。把三块强磁薄圆片叠加成一个圆柱形磁铁，在玻璃管正上方释放，测量系统测出磁铁下 端经过线圈中某两个测量点（图中没画出）的时间△：与该段时间线圈中的路端电压的平均值U。保持磁铁的释放位 置及线圈上测量点的位置不变，改变下测量点的位置，测得多组数据，画出△图线如图乙中实线所示。 国磁铁 12 路端电压的平均值UW 强磁滤圆片 皱 10 管 8 海 间 6 统 电 线圈 压 0 0.20 0.400.60·0.80 .1.00 时间△4s 甲 乙 (1)实验表明，磁铁经过两个位置的时间越长，穿过线圈的磁通量变化率越二 (选填“大”或“小")，线圈中 的平均感应电动势越 (选填“大”或“小”)。 (2)改变某个因素，重新实验，得到另一条山△：图线（图乙中虚线），则改变的因素可能是（品）54 A.更多块强磁薄圆片叠加在一起 B.从更高的位置释放磁铁 C.换成匝数更多的线圈 D,磁铁上下颠倒后释放 (3)在磁铁下落并穿越整个玻璃管的过程中，关于二极管发光情况正确的是(） A.A、B两个二极管同时发光后熄灭。 B.A、B两个二极管中，只有一个发光后熄灭，另一个始终不发光。 C.A、B两个二极管会先后发光后熄灭。 D.A、B两个二极管都不会发光。 12.(10分)在使用各种测量仪表进行电学实验时，由于测量仪表的接入，电路状态发生变化，往往难以得到待测物 理量的精确测量值。某同学在测量电源电动势和内阻的实验中，尝试使用以下电路测量废旧干电池的电动势和内阻。 直检压电遵 E E. (a) (b) (1)用多用电表的欧姆挡测量定值电阻R2的阻值，开始时选用“×100的挡位，发现指针偏角太大，挡位应调整为 (选填“×1000或“×10”)挡。 (2)请按图(a)电路图完成图（b)的实物电路连线. ×01 ×10000 100 ×1000 (c) (d) (3)如图所示E为待测干电池，R为检流计的保护电阻，实验中直流稳压电源E1的输出电压保持不变，第一次测 量时，按图中电路图连接，闭合开关S1、S2,调节电阻箱R1使检流计示数为零，此时电阻箱读数为图（©）所示，则 通过电阻箱R,的电流（填“大于等于”或“小于”）定值电阻R2的电流，第二次测量时，将图中电阻箱R1和定 值电阻R2位置互换，闭合开关S1,S2,再次调节电阻箱R1使检流计示数为零，此时电阻箱读数为图()所示，若用多 用电表测得定值电阻R2的电阻为R2=1650,则待测干电池的内阻r=2。若直流稳压电源的输出电压为15V, 则待测干电池的电动势Ex=V 5 四、计算题：本题共3小题，共44分 13.(12分)比亚迪官方2024年3月公开一份名为《一种可变磁通量永磁同步电机》的专利，其核心思想在于通过 精确控制输入电压和磁通量从而改善电机的工作效率，现将其原理简化成如图所示电路。两根足够长的平行长直金 属导轨水平放置，一金属棒b静止放置于金属导轨上且与金属导轨接触良好：E为可调电源，按图示方式接在导 轨的左侧：金属导轨对金属棒的阻力恒为f=1N。t=0时刻打开可调电源，使其输出电压为U0=10V,此时金属 棒ab从静止开始加速，在t=t时刻前金属棒就已经达到了最大速度vm。已知导轨间距为L=1m,0一to时间内， 导轨间的磁感应强度为B0=1T,金属棒在导轨间的电阻为R=0.52,其余部分电阻忽略不计。求： (1)t=t时，通过金属棒的电流l1; (2)金属棒ab的最大速度m: (3)若在t=to时刻后，计算机将磁场调节成2Bo,同时计算机会调节电源的输出电压U以保持金属棒继续以vm做 匀速运动。不考虑因磁场变化瞬间形成的感应电动势。求：磁场变化前与变化后电源的输出功率P1和P2的比值。（结 果可用分式表示) E×X ”出品 b to 14.(14分)某研究团队的“实验证实超导态分段费米面科研成果入选2022年度“中国科学十大进展”，超导体圆环 半径为r,常温下电阻为R,圆环的横截面半径远小于圆环半径。 B,↑ 2B 0 2。 5，6t。 图1 图2 图3 (1)如图1，钕磁铁沿圆环轴线从上到下穿过，圆环面上沿轴线方向的磁感应强度分量的平均值By随时间t变化的 情况如图2所示（已简化处理），求0~2t时间内圆环中电流11的大小与方向（俯看）： (2)求(1)过程中0~6时间内圆环产生的焦耳热： (3)磁单极子是理论物理中指一些仅带有N极或S极单一磁极的磁性物质，它们的磁感线分布类似于点电荷的电 场线分布，如图3所示，图中包围一个N极的磁单极子球面上的磁通量为中，现将此磁单极子从上向下以恒定速 度沿轴线穿过低温超导态的圆环，不考虑线圈的自感，求该磁单极子到达圆环中心时圆环中的感应电动势。（磁感 应强度等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量，即B=) 15.(I8分)图甲所示，立方体空间的边长为L,侧面CDHG为荧光屏，能完全吸收打在屏上的带电粒子并发光，三 维坐标系坐标原点O位于底面EFGH的中心，Ox∥FG,0y/GH。已知从原点O向xOy平面内各个方向均匀持续 发射速率为、质量为m、电荷量为+q的粒子。不计粒子重力及粒子间的相互作用。 B. B B 0 B E B O 甲 G -B2 丙 (1)若仅在立方体空间内存在方向平行于z轴的匀强磁场，沿y轴正方向射出的粒子恰好打在荧光屏上的H点。求 磁场的磁感应强度B: (2)若磁场与(1)问中的相同，求粒子从原点0运动到荧光屏的最长时间t和最短时间t2: (3)若仅在立方体空间内平行y轴加如图乙所示随时间：按余弦规律变化的磁场，同时平行z轴加如图丙所示随时 间t按正弦规律变化的磁场，图中峰值B2=10,粒子在磁场中运动时间远小于磁场变化周期可认为该粒子在磁场 13oL 运动时磁感应强度不变，不计电磁感应现象影响。求沿x轴正方向射出的粒子打在荧光屏上落点的痕迹长度3。2025一2026学年度上学期期末 高二物理参考答案 1-10题每题4分 1 2 3 5 6 7 8 9 10 C C B A C C D AD BD AC 11、(6分)(1)小 (1分) 小(1分) (2)ABC(2分，漏选得1分) (3)C(2分) 12、（10分)(1)×10 (2分)：(2)见右图(2分) (3)等于(2分)；5(2分)：1(2分) 13、(12分)【答案】(1)11=1A （2)vm=9.5m/s (3)号-鹗（或1.039） 【详解】(I)在t=t,时刻前金属棒就已经达到了最大速度，则金属棒作匀速运动应有： F安=Bol1L,F安=f: （2分) 解得：11=1A(1分) (2)当达到最大速度时，金属棒b两端的反电动势Eab=BoLVm:(1分) 根据闭合电路的欧姆定律：11=6，马，(2分) R 代入数据解得：vm=9.5m/s(1分) (3)由(1)(2)可知：当磁场增大为2Bo后，由于金属棒继续以vm做匀速运动，则金属棒受力情况不变，依然有 F'安=f,F交=2Bl2L(1分) 则12=A, (1分) 同时12=，其中E2=2Bm (1分) 解得U=19.25V(1分) 哈-器-号（或108） (1分) 14、(14分)【答案】1)4=是-额顺时针 (2)3B6n34 2toR (3)E=o 2r 【详解】(1)根据图像可知，0~2时间内，有1=。=- △t (2分) 2t0 又有11=马=om2 (1分) R 2toR 由楞次定律可知电流方向为顺时针方向。（1分) (2)根据图像可知在2t~5to时间内B不变，所以磁通量不变，故12=0(1分) 566,时间内根据图像可知6，-尝-B管（2分)，-号-需1分) At to 根据焦耳定律Q=PRt,(1分)可得Q=Q1+Q3=1R2。+1R,t。=3a(1分) 2toR (3)以磁单极子为球心，半径为r的球面的磁通量为Φ，设距磁单极子距离为r处的磁感应强度为B,有Φo=B·4πr2 (1分) 磁单极子到达圆环中心时，相当于圆环切割磁感线，产生感应电动势为E=BLv,(1分)其中L=2πr（1分) 代入数据解得E=罗（1分) 1、(13分)【答案】器，(2)4恶：器唱 【详解】(1)根据几何关系有r1=兰(1分) 粒子在磁场中做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有qB=m坚(2分) 解得B=(1分) gL (2)粒子在匀强磁场运动是周期为 T==(2分) 根据半径一定时，弦长越长，圆心角越大，粒子运动时间越长，即当粒子从H处射出时弦OH最长，圆心角最大为 90°，(1分) 运动时间最长为 4=器1=兴1分) 4v0 当粒子从x轴射出时，弦长最短为号，圆心角最小，由几何关系知圆心角为60°，(1分) 运动的最短时间为 t2=0T=品(1分) 6v0 (3)根据磁场叠加原理，合磁感应强度大小为B合= B脱+B=B2(2分) 粒子的运动轨迹半径为T2=m=L(1分) qB210 沿x轴正方向射出的粒子，粒子分别在两个截面轨迹如图所示 设粒子射出点距x轴的距离分别为y和z,由几何关系可知(2一y)2+(囹=，(2-2习+(=号(2分) 解得y=,2= 故可得痕迹圆的半径为r=L(1分) 故粒子打在荧光屏上落点的痕迹长度为s=r=。(2分)