江西南昌市第二中学2025-2026学年度上学期高二物理期末试卷

南昌二中2025-2026学年度上学期高二物理期末试卷 命题人： 1、 选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1．磁力刹车是游乐场中过山车采用的一种新型刹车装置，比靠摩擦力刹车更稳定。如图为该新型装置的原理图（从后面朝前看），过山车的两侧装有铜片，停车区的轨道两侧装有强力磁铁，当过山车进入停车区时，铜片与磁铁的相互作用能使过山车很快停下来。下列说法正确的是（　　） A．磁力刹车属于电磁驱动现象 B．磁力刹车的过程中电能转化为动能 C．磁力刹车过程需要给车通入合适的电流 D．过山车的速度越大，进入停车区时由电磁作用引起的刹车阻力越大 2．某同学用如图所示的电路，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。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所示，则通过电感线圈的图像为（    ） A．图甲 B．图乙 C．图丙 D．图丁 3.某种交流电的电流i随时间t变化的图像如图中的实线所示，则这种交流电的有效值为（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，宽度为d的平行光滑金属导轨（足够长）固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为R的定值电阻，不计导轨电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B；一根长为d，电阻为R的导体棒MN放在导轨上，且与导轨保持良好接触。现用一垂直于导体棒的水平恒力使导体棒由静止开始运动，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直且接触良好，经过足够长的时间后，MN运动稳定，此时恒力的功率为，则功率大小为（　　） A. B． C． D． 5.如图所示，在xoy直角坐标系的x轴的上方空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场，在O点有一粒子源沿纸面向磁场中各个方向发射大量相同带负电粒子，若所有带电粒子都能从P点离开磁场，不计带电粒子重力及粒子间的相互作用力，则带电粒子在O点发射时的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 6．电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示.两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，边长为L的n匝正方形线圈竖直固定在减震装置上.某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，磁场分界线恰好经过线圈的位置处，且此时永磁铁相对线圈运动的速度大小为v，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈.关于图乙中的线圈，下列说法正确的是（　　） A．此时刻线圈中的感应电动势大小 B．若减小永磁铁相对线圈上升的速度v，则线圈中感应电动势增大 C．若永磁铁相对线圈下降，则线圈中感应电流的方向为顺时针方向 D．若永磁铁相对线圈下降，则线圈中感应电流的方向为逆时针方向 7.如图所示，日字形金属框长2L、宽L，放置在光滑绝缘水平面上，左侧接一个阻值为的定值电阻，中间位置和右端接有阻值为2R的金属棒PQ和金属棒CF，其它电阻不计，线框总质量为m。金属框右侧有宽为2L的匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为B。已知金属框以初速度进入匀强磁场，最终CF棒恰好没从磁场中穿出。下列说法正确的是（　　） A．整个过程中D、E间定值电阻产生的焦耳热为 B．整个过程中D、E间定值电阻产生的焦耳热为 C．整个过程中D、E间定值电阻产生的焦耳热为 D．整个过程中D、E间定值电阻产生的焦耳热为 8．如图所示，两根间距为cm的无限长光滑金属导轨，电阻不计，其左端连接一阻值为10Ω的定值电阻，两导轨之间存在着磁感应强度为1T的匀强磁场，磁场边界虚线为正弦曲线的一部分，一阻值为10Ω的光滑导体棒，在外力作用下以10m/s的速度匀速向右运动(接触电阻不计)，交流电压表和交流电流表均为理想电表，则（　　） A．电流表示数是0.1A B．电流表示数是1A C．导体棒运动到图示虚线位置时，电流表示数为零 D．电压表的示数是1V 9.如图所示，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为，足够长的光滑水平金属导轨，左侧间距为，右侧间距为质量均为的金属棒、垂直导轨放置，开始时金属棒、均保持静止．现使金属棒以的速度向右运动，两金属棒在运动过程中始终相互平行且与导轨保持良好接触，棒总在宽轨上运动，棒总在窄轨上运动，直到、达到稳定状态。，下列说法正确的是(    ) A. 在两棒运动的整个过程中，电路中产生的焦耳热为 B. 在两棒运动的整个过程中，电路中产生的焦耳热为 C. 在两棒运动的整个过程中，通过、两个导体棒的电荷量均为 D. 在两棒运动的整个过程中，通过、两个导体棒的电荷量均为 10．如图所示的装置水平地放在竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，电源电动势为E、内阻为R，两副平行且光滑的导轨的间距分别为d与2d。材质均匀的导体棒b、c的长度均为2d，电阻均为R，质量分别为m、，垂直置于导轨上。导轨足够长且不计电阻，从闭合开关到两导体棒达到稳定状态的全过程（　　） A．稳定时导体棒b的速度为 B．稳定时导体棒b的速度为 C．导体棒b中产生的焦耳热为 D．导体棒b中产生的焦耳热为 2、 非选择题：本题5小题，共54分。 11．（8分）为探究影响感应电流方向的因素，同学们做了如下的实验。    (1)小明同学用如图甲的实验装置“探究影响感应电流方向的因素”，所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“+”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。 将条形磁铁按如图甲方式S极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图乙所示。关于该实验，下列说法正确的是______。 A．必须保证磁体匀速运动，灵敏电流计指针才会向右偏转 B．将磁体向下插入或向上抽出的速度越大，灵敏电流计指针偏转幅度越小 C．将磁体的N、S极对调，并将其向上抽出，灵敏电流计指针仍向右偏转 D．将磁体的N、S极对调，并将其向下插入，灵敏电流计指针仍向右偏转 (2)小宁同学用如图所示的器材研究感应电流的方向。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左移动 D．将滑动变阻器的滑片向右移动 (3)实验结束后，该同学又根据教材结合自感实验做了如下改动。在两条支路上将电流计换成电流传感器，接通电路稳定后，再断开电路，并记录下两支路的电流情况如图所示，由图可知：    ①流过灯泡的电流是 （选填“”或“”） ②在不改变线圈电阻等其他条件的情况下，只将铁芯拔出后重做上述实验，可观察到灯泡在断电后处于亮着的时间将 。（选填“变长”、“变短”或“不变”） 12.（10分）实验小组想要测量电动自行车电池的电动势E（约为36V）和内阻r，除了待测电池外实验室提供了量程为0~15V、内阻RV=10kΩ的电压表，电阻箱R（最大阻值为999.9Ω），定值电阻R1=5kΩ，定值电阻R2=20kΩ，开关S，导线若干，小组同学根据上述器材设计如图甲所示的电路。 (1)为了完成实验，电路中定值电阻Rx应选 （选填“R1”或“R2”）； (2)为了保护电路安全，开关S闭合前电阻箱R的阻值应调为 （选填“最大值”或“最小值”）； (3)开关S闭合，调节电阻箱R，记录R的值和对应电压表的示数U，测量多组数据作出随的图像如图乙所示，由图像可求得电池的电动势E= V，内阻r= Ω。 (4)考虑电压表的电流影响，电池电动势的测量值 （选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 13．（8分）如图所示，光滑的水平金属导轨宽为L且足够长，电阻不计，匀强磁场垂直导轨平面向上，磁感应强度为B；导轨左端接有电容为C的电容器，击穿电压足够大；质量为m、电阻为R的金属棒与导轨垂直且在运动过程中接触良好。 （1）若电容器开始不带电，给金属棒水平向右的初速度，闭合开关后，导体棒最终匀速运动速度为，求大小； （2）若电容器开始带电量为Q，金属棒初速度为0，闭合开关后，导体棒最终匀速运动速度为，求大小。 14．（12分）如图所示，在平面直角坐标系xOy中，第一象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，第二象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，两磁场磁感应强度大小相等．一质量为m、电荷量为+q的粒子从图中x轴上的P（，0）点以速度v0垂直于x轴进入磁场，并直接偏转到y轴正半轴上的Q点，再进入第一象限，Q点到坐标原点O的距离是L的k倍，不计粒子重力。 (1)若，求此时的磁感应强度大小B1； (2)若，求粒子从P点到Q点的时间t； (3)若粒子能运动到坐标为（0，5L）的A点（图中未标出），求磁感应强度B的可能值。 15．（16分）匝数n=10的圆形线圈处在方向竖直向上、磁感应强度大小随时间均匀变化的磁场中，与水平金属导轨相连。水平导轨、部分光滑，、部分粗糙，连接导轨的、部分为光滑绝缘体。区域内存在垂直导轨平面竖直向上的匀强磁场，区域内存在垂直导轨平面竖直向上的匀强磁场，导轨间距均为L=0.5m。在导轨末端间接有电阻R。在与间静止放置一导体棒a，在与之间静止放置另一相同的导体棒b。已知，，，a、b棒质量均为m=0.5kg，长度均为0.5m，两棒电阻均为r=1Ω，电阻R的阻值为0.5Ω，取重力加速度大小导体棒与粗糙导轨之间的动摩擦因数μ=0.2，不计其他电阻，a、b棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。已知圆形线圈中产生的感应电动势为3V。 (1)求圆形线圈的面积S。 (2)闭合开关，导体棒a开始向右运动，在未离开磁场时速度已达到最大，求导体棒a的最大速度和该过程通过导体棒a的电荷量q。 (3)导体棒a离开磁场后与导体棒b发生碰撞并粘在一起，两棒立即通过进入磁场，之后经过时间t=1.0s后停止，求导体棒在磁场中运动的位移x和此过程电阻R产生的焦耳热Q。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $ 《期末1》参考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D C D C B C C AD BC BD 12．(1)R2 (2)最大值 (3) 37.5 5 (4)小于 11．(1)C (2)AC (3) 变短 1．D 【详解】A．磁力刹车过程会产生涡流，属于电磁感应现象，不属于电磁驱动现象，故A错误； BC．磁力刹车的过程中，铜片穿过磁铁时产生涡流，在磁场中受到安培力作用，阻碍过山车的运动，故磁力刹车的过程中动能转化为电能，最终转化成内能，故BC错误； D．过山车的速度越大，铜片穿过磁铁时产生涡流越大，在磁场中受到安培力越大，进入停车区时由电磁作用引起的刹车阻力越大，故D正确。 故选D。 2．C 【详解】闭合开关后，通过定值电阻的电流不变，应该对应图甲。由于小灯泡的电阻率会随温度的升高而升高，所以通过小灯泡的电流会逐渐减少，但不会为0，应该对应图乙。电阻线圈由于自感，所以闭合开关瞬间电流为0，然后慢慢增大，对应图丙。电容器在闭合开关瞬间处于充电状态，然后慢慢减少，充电结束，电流为0，对应图丁。 3．【答案】D 【详解】根据交流电有效值定义可知 可得这种交流电的有效值为 故选D。 4．【答案】C 【详解】MN运动稳定时，根据平衡条件有 此时的感应电动势为 电路中电流为 解得此时速度为 根据功率公式可得 ,则答案为 5．B 【详解】AD．若，带电粒子会沿x轴做匀速直线运动，故AD错误； BC．若，则有 则 若粒子速度为v，与y轴方向夹角为，则有 解得 则，即若所有带电粒子都能从点离开磁场，则所有粒子的速度沿y轴方向的分速度都相同，故B正确，C错误。 故选B。 6.【答案】C 【详解】A．根据题意可知，线圈上下两边均切割磁感线，故此时刻线圈中的感应电动势大小 故A错误； B．根据法拉第电磁感应定律可知永磁铁相对线圈上升越慢，磁通量变化越慢，线圈中产生的感应电动势越小，故B错误； C．永磁铁相对线圈下降时，根据安培定则可知线圈中感应电流的方向为顺时针方向，故C正确； D．永磁铁相对线圈左右振动时，穿过线圈的磁通量不变，线圈中不能产生感应电动势和感应电流，故D错误。 故选C。 7.C 金属棒PQ刚进入磁场时，整体产生的焦耳热为 其中间定值电阻产生的焦耳热为 金属棒PQ进入磁场后整体产生的焦耳热 D、E间定值电阻产生的焦耳热为 所以整个过程中D、E间定值电阻产生的焦耳热为Q=Q1+Q2=故选C。 8．AD 【详解】AD．回路中产生的感应电动势的最大值为 则电动势的有效值为 故电压表的示数为 电流表的示数为电流的有效值为 故A正确； B．导体棒上消耗的热功率为 故B正确； C．电流表示数为有效值，一直为0.1A，故C错误； 9．BC 、两金属棒产生的感应电动势大小相等时，回路感应电流为零，金属棒不受安培力，金属棒做匀速直线运动，即时，两金属棒做匀速直线运动，对，由动量定理得 对，由动量定理得 由能量守恒定律得      联立并代入数据解得，故C正确； 回路中有电流时有电荷通过金属棒，导体棒做匀速运动时回路没有电流，从开始减速到匀速运动过程，对，由动量定理得 电荷量 则有 代入数据可得，故D正确。 10．BD 【详解】A．两棒为串联关系，电流相等，根据F=BIL以及F=ma 解得 稳定前b、c棒加速度之比为 选项A错误； BC．闭合开关，当两棒稳定时，两棒产生的反电动势与电源电动势的关系有E=Bdvb+B•2dvc 根据动量定理对b棒有 对c棒有 联立解得， 所以导体棒b最终速度的大小，此时导体棒b两端的电压为 选项B正确，C错误； D．由能量守恒定律，电源提供的电能转化为动能和焦耳热 又根据热量与电阻的正比关系可得 联立解得导体棒b中产生的焦耳热为 选项D正确。 故选BD。 11．(1)R2 (2)最大值 (3) 37.5 5 (4)小于 【详解】（1）若Rx选R1，则改装后的电压表量程为 若Rx选R2，则改装后的电压表量程为 由于待测电池的电动势约为36V，电路中定值电阻Rx应选R2。 （2）为了保护电路安全，开关S闭合前电阻箱R的阻值应调为最大值。 （3）由于定值电阻Rx选R2，当电压表的示数U时，路端电压为，根据闭合电路欧姆定律可得 整理可得 根据作出的图像可得， 解得， （4）考虑电压表的电流影响，，根据闭合电路欧姆定律可得 整理可得 可得图像纵轴截距为 则有 可知电池电动势的测量值小于真实值。 12．(1)C (2)AC (3) 变短 【详解】（1）A．S极向下插入螺线管时，不需要保证磁体匀速运动，灵敏电流计指针都会向右偏转，故A错误； B．将磁体向下插入或向上抽出的速度越大，灵敏电流计指针偏转幅度越大，故B错误； C．将磁体的N、S极对调，并将其向上抽出，则螺线管的磁通量向下减小，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向由B到A，则电流从“+”接线柱流入电流表，电流表的指针向右偏转，故C正确； D．将磁体的N、S极对调，并将其向下插入，则螺线管的磁通量向下增大，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向由A到B，则电流从“-”接线柱流入电流表，电流表的指针向左偏转，故D错误。 故选C。 （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，可知当线圈B中的磁通量增加时，电流计指针右偏。 A．插入铁芯，线圈B中的磁通量增加，电流计指针右偏，故A正确； B．拔出线圈A，线圈B中的磁通量减少，电流计指针左偏，故B错误； C．将滑动变阻器的滑片向左移动，线圈A中电流增大，线圈B中的磁通量增加，电流计指针右偏，故C正确； D．将滑动变阻器的滑片向右移动，线圈A中电流减小，线圈B中的磁通量减少，电流计指针左偏，故D错误。 故选AC。 （3）①[1]由图可知，断电前，通过灯泡和线圈的电流均恒定，且通过线圈的电流大于通过灯泡的电流。断电瞬间，线圈产生自感电动势阻碍通过其电流减小，而此时灯泡和线圈构成一回路，从而使通过灯泡的电流瞬间增大，且方向与原来电流方向相反。所以断电瞬间，灯泡中电流是i1。 ②[2]在不改变线圈电阻等其他条件的情况下，只将铁芯拔出后重做上述实验，线圈的自感系数减小，对电流减小的阻碍能力变弱，所以可观察到灯泡在断电后处于亮着的时间将变短。 13.若电容器开始不带电，给金属棒水平向右的初速度，则导体棒最终匀速运动速度为时此时电容器两板间电压等于金属棒产生的感应电动势，即U=BLv1 整个过程中由动量定理其中解得 若电容器开始带电量为Q，金属棒初速度为0，闭合开关后，电容器放电，金属棒向右加速运动，则当金属棒切割磁感线产生的电动势跟电容器两极板之间的电压相等时，金属棒中电流为零，此后金属棒将匀速运动下去；设闭合开关S后，电容器的放电时间为Δt，金属棒获得的速度为v2，由动量定理可得其中解得 14.【答案】(1) (2) (3)（n=1，2，3，4，5，6，7，8，9） 【详解】（1）当时，粒子恰做四分之一圆周运动，根据几何关系可得 由洛伦兹力提供向心力得 解得 （2）若时，轨迹如图所示 根据几何关系可得 解得 则有 可得 粒子圆周运动周期为 粒子运动时间为 （3）设粒子到达A点的过程中，经过y轴n次，第一次到达y轴的位置与坐标原点的距离为y0，对应的角度为θ，根据第一次进入第一象限的角度，轨迹逐渐经历如图甲（劣弧）、乙（半圆弧）、丙（优弧）、丁（与下边界相切）的变化过程 在磁场中运动有 对于甲：（，）， 对于乙：当 时，n=3， 对于丙：（，，）， 求得通式（，，） 对于丁：， 结合通式求得 则n最大取9，综上求得（n=1，2，3，4，5，6，7，8，9） 15．(1) (2)， (3)， 【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律可得 由 可得 代入数据，解得 （2）a棒达到最大速度时，加速度为零，回路中的电流为零，导体棒a产生的感应电动势与圆形线圈中产生的感应电动势相等，有 解得 a棒加速过程中，设某时刻a棒中电流大小为，其所受安培力 安培力的冲量大小为 对a棒根据动量定理可得 解得 （3）a棒与b棒碰撞，设碰后速度为，根据动量守恒定律有 解得 两棒并联电阻为 两棒在磁场中做减速运动，设某时刻速度大小为，则产生的感应电动势 回路中的电流 两棒所受安培力大小 两棒在磁场中运动的过程，安培力的冲量大小为 因为 所以 两棒在磁场中运动的过程，根据动量定理 解得 导体棒和导轨间由于摩擦产生的热量 根据能量守恒可得 解得 在此过程中，电阻R产生的焦耳热为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $