福建莆田第一中学2025-2026学年高二上学期物理期末考试卷

莆田一中2025-2026学年高二上学期物理期末考试卷 考试范围 物理必修三、选择性必修二 本试卷满分为100分，考试时间为75分钟。 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与直面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（　　） A．O点处的磁感应强度为零 B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反 C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同 D．a、c两点处磁感应强度的方向不同 2．如图，两极板不平行的电容器与直流电源相连，极板间形成非匀强电场，实线为电场线，虚线表示等势面。M、N点在同一等势面上，N、P点在同一电场线上。下列说法正确的是（     ） A．M点的电势比P点的低 B．M点的电场强度比N点的小 C．负电荷从M点运动到P点，速度增大 D．负电荷从M点运动到P点，电场力做负功 3．在边长为L的等边三角形区域abc内存在着垂直纸面向外的匀强磁场，一个边长也为L的等边三角形导线框def在纸面上以某一速度向右匀速运动，底边ef始终与磁场的底边界bc在同一直线上，如图所示．取沿顺时针的电流为正，在线框通过磁场的过程中，其感应电流随时间变化的图象是（　　） A．B．C．D． 4．如图，在竖直平面内的直角坐标系中，x轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在第二象限内，垂直纸面且平行于x轴放置足够长的探测薄板MN，MN到x轴的距离为d，上、下表面均能接收粒子。位于原点O的粒子源，沿平面向x轴上方各个方向均匀发射相同的带正电粒子。已知粒子所带电荷量为q、质量为m、速度大小均为。不计粒子的重力、空气阻力及粒子间的相互作用，则（　　） A．粒子在磁场中做圆周运动的半径为 B．薄板的上表面接收到粒子的区域长度为 C．薄板的下表面接收到粒子的区域长度为d D．薄板接收到的粒子在磁场中运动的最短时间为 二、双项选择题:本题共4小题,每小题6分，共24分。每小题有两个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分 5．回旋加速器是一种利用磁场和高频电场对带电粒子进行加速的装置，主要应用在核医学与放射性同位素生产、癌症治疗、工业和科研等领域。如图所示为回旋加速器的示意图，D形盒置于匀强磁场中，两盒间高频电源的频率为，一质子（电荷量为，质量为）从中心粒子源释放，多次回旋并加速后从边缘射出，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．交变电压的周期应等于粒子在磁场中运动周期的2倍 B．所加匀强磁场的磁感应强度 C．若考虑相对论效应，质子质量会增大，则高频交流电的频率应减小，才能保证粒子动能持续增加 D．仅使高频交流电电压加倍时，粒子每次加速增加的动能加倍，最终获得的动能加倍 6．如图，理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T调节，副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻和、开关S。S处于闭合状态，在原线圈电压不变的情况下，为提高的热功率，可以（　　） A．保持T不动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动 B．将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片位置不变 C．将T向a端移动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动 D．将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片向e端滑动 7．某电场中x轴上至之间的电势分布如图所示，一个质量为m、电荷量大小为q的带电粒子仅在电场力作用下从处沿x轴正向运动，粒子可以运动到处，在粒子从运动至处过程中，下列判断正确的是（       ） A．若粒子带负电，粒子的电势能先增大后减小 B．粒子运动的加速度先减小后增大 C．若粒子带正电，粒子运动到处的速度可能为零 D．若粒子带负电，粒子运动到处的动能可能为 8．如图甲所示的平面内，轴右侧被直线分为两个相邻的区域Ⅰ、Ⅱ。区域Ⅰ内充满匀强电场，区域Ⅱ内充满垂直平面的匀强磁场，电场和磁场的大小、方向均未知。某时刻，质量为、电荷量为的粒子从点沿轴正方向以速度出发，在平面内运动，已知粒子在区域Ⅰ中的运动轨迹是以轴为对称轴的抛物线的一部分。一段时间后粒子第一次到达两区域分界线上的点，从经过点开始计时，粒子在区域Ⅱ中运动的图像如图乙所示，是正弦曲线的一部分，图中为最大纵坐标。不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A．区域Ⅰ内电场强度大小为，方向沿轴负方向 B．图乙中的最大纵坐标，对应的横坐标 C．区域Ⅱ内磁感应强度大小为，方向垂直平面向外 D．粒子从进入区域Ⅰ到第一次离开区域Ⅱ经历的时间为 三、填空题：本大题共3小题，每空1分，共9分 9．1988年，德国物理学家赫兹对火花放电现象进行深入研究，第一次验证了电磁波的存在。一小组研究电磁振荡实验，图甲为时刻的电路状态，此时电容器正在______（选填“充电”或“放电”）；图乙为通过线圈的电流随时间变化的图像，时刻电场能正在______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；要增大振荡频率，可______（选填“增大”“减小”或“不变”）电容器的电容C。 10．如图（a），电路中电源的内阻可忽略不计，其电动势E=6V，R1为可变电阻。电阻R的U –I特性曲线如图（b）所示。当通过电阻R的电流强度为2.0mA时，R的阻值为________Ω。将可变电阻阻值调到750Ω时，R两端的电压为_________V。 11．某电容式电子秤的部分结构如图所示。将该电子秤水平放置，两金属板M、N平行正对，带有等量异种电荷且保持不变；现放置物品，M板受到压力F而微微向下弯曲，A，B是板间两点，可知M、N两板构成的电容器的电容______（填“变大”“变小”或“不变”）；M、N两板间电势差______（填“变大”“变小”或“不变”）；A处场强______（填“大于”“小于”或“等于”）B处场强。 四、实验题：本大题共2小题，共11分 12．某实验小组为探究远距离高压输电的节能优点，设计了如下实验。所用实验器材为： 学生电源； 可调变压器、； 电阻箱R； 灯泡L（额定电压为）； 交流电流表，交流电压表， 开关、，导线若干。 部分实验步骤如下： (1)模拟低压输电。按图甲连接电路，选择学生电源交流挡，使输出电压为，闭合，调节电阻箱阻值，使示数为，此时（量程为）示数如图乙所示，为 ，学生电源的输出功率为 W。 (2)模拟高压输电。保持学生电源输出电压和电阻箱阻值不变，按图丙连接电路后闭合。调节、，使示数为，此时示数为，则低压输电时电阻箱消耗的功率为高压输电时的 倍。若此时示数为，高压输电时学生电源的输出功率比低压输电时减少了 W。 13．某同学想测量一旧手机中的锂电池的电动势和内阻r（电动势E标称值，允许最大放电电流为）。实验室备有如下器材： 电压传感器（可视为理想电压表）：定值电阻（阻值为）； 电阻箱；开关S一只，导线若干。 （1）为测量锂电池的电动势E和内阻r，该同学设计了如图甲所示的电路图。实验时，团合开关S，发现电压传感器有示数，调节R的阻值，示数不变，则电路故障是 （填“R”或“”）发生断路。 （2）排除故障后，该同学通过改变电阻箱R的阻值，得到多组测量数据，根据测量数据作出图像，如图乙所示。则该锂电池的电动势 V、内阻 。（结果均保留两位有效数字） （3）测得的内电阻 （填“大于”、“等于”或“小于”）真实的内电阻。 五、解答题(本题共3小题，第14题12分，第15题12分，第16题16分，共40分。解写出必要的文字说明、公式和步骤，只写最后答案的不给分) 14．海洋中蕴藏着巨大的能量，利用海洋的波浪可以发电，在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理示意图如图甲所示，浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中，该线圈与阻值R=15Ω的灯泡相连。浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图中斜线阴影部分），如图乙所示，其内为产生磁场的磁体，与浮桶内侧面的缝隙忽略不计，匝数N=200的线圈所在处辐射磁场的磁感应强度B=0.2T，线圈直径D=0.4m，电阻r=1Ω，取重力加速度g=10m/s2，π2=10，若浮桶随波浪上下运动的速度可表示为v=0.4πsin(πt)m/s。求： (1)波浪发电产生电动势e的瞬时表达式； (2)灯泡两端电压的有效值； (3)灯泡的电功率。 15．如图所示，质量m=15g、长度L=2m的木板D静置于水平地面上，木板D与地面间的动摩擦因数μ=0.1，地面右端的固定挡板C与木板D等高．在挡板C右侧竖直虚线PQ、MN之间的区域内存在方向竖直向上的匀强电场，在两个半径分别为R1=1m和R2=3m的半圆围成的环带状区域内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，两半圆的圆心O到固定挡板C顶点的距离OC=2m，现有一质量m=15g、带电荷量q=+6×10－3C的物块A(可视为质点)以v0=4m/s的初速度滑上木板D，二者之间的动摩擦因数μ2=0.3，当物块A运动到木板D右端时二者刚好共速，且木板D刚好与挡板C碰撞，物块A从挡扳C上方飞入PQNM区域，并能够在磁场区域内做匀速圆周运动，重力加速度g取10m/s2． (1)当物块A刚滑上木板D时，求物块A和木板D的加速度大小. (2)求电场强度的大小. (3)为保证小物块A只能从环带状区域的上、下两个开口端飞出，求磁感应强度大小的取值范围． 16．如图所示，一“U”型金属导轨固定在竖直平面内，一电阻不计，质量为m的金属棒ab垂直于导轨，并静置于绝缘固定支架上。边长为L的正方形cdef区域内，存在垂直于纸面向外的匀强磁场。支架上方的导轨间，存在竖直向下的匀强磁场。两磁场的磁感应强度大小B随时间的变化关系均为B = kt（SI），k为常数（k > 0）。支架上方的导轨足够长，两边导轨单位长度的电阻均为r，下方导轨的总电阻为R。t = 0时，对ab施加竖直向上的拉力，恰使其向上做加速度大小为a的匀加速直线运动，整个运动过程中ab与两边导轨接触良好。已知ab与导轨间动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g。不计空气阻力，两磁场互不影响。 （1）求通过面积Scdef的磁通量大小随时间t变化的关系式，以及感应电动势的大小，并写出ab中电流的方向； （2）求ab所受安培力的大小随时间t变化的关系式； （3）求经过多长时间，对ab所施加的拉力达到最大值，并求此最大值。 物理考试卷参考答案 一、单选题 题号 1 2 3 4 答案 C D B C 二、双选题 题号 5 6 7 8 答案 BC AC AC BD 三、填空题 9．充电 增大 减小 10．1000 3 11．变大 变小 大于 四、实验题 12．(1) 200 2.4 (2)100 )0.9 13．(1) R0 (2) 3.3 12 (3) 等于 五、解答题 14．(1)e=64sin(πt)V；(2)；(3)120W 【详解】(1)线圈在浮桶里随波浪上下运动切割磁感线产生感应电动势 e=NBLv=NBπDv=64sin(πt)V (2)由于 R总=R+r=16Ω 则灯泡中电流i的瞬时表达式为 灯泡中电流的有效值为 灯泡两端电压的有效值为 (3)灯泡的电功率 P=I2R=120W 15．(1)3m/s2，1m/s2；(2)25V/m；(3) 【详解】（1）当物体刚滑上木板D时，对物体A受力分析有： 解得：a2=3 m/s2 对木板D受力分析有： 解得：a1=1m/s2 （2）物块A进入区域PQNM后，能在磁场区域内做匀速圆周运动，则有： 解得：E=25 V/m； （3）物块A与木板D共速时有： 解得：v=1 m/s 粒子做匀速圆周运动有： 要使物块A只从环带状区域的上、下两个开口端飞出磁场，物块A在磁场中运动的轨迹半径R应满足: 解得：． 16．（1）kL2·t，kL2，从a流向b；（2）；（3） 【详解】（1）通过面积的磁通量大小随时间t变化的关系式为 根据法拉第电磁感应定律得 由楞次定律可知ab中的电流从a流向b。 （2）根据左手定则可知ab受到的安培力方向垂直导轨面向里，大小为 F安=BIL 其中 B=kt 设金属棒向上运动的位移为x，则根据运动学公式 所以导轨上方的电阻为 由闭合电路欧姆定律得 联立得ab所受安培力的大小随时间t变化的关系式为 （3）由题知t = 0时，对ab施加竖直向上的拉力，恰使其向上做加速度大小为a的匀加速直线运动，则对ab受力分析由牛顿第二定律 其中 联立可得 整理有 根据均值不等式可知，当时，F有最大值，故解得 F的最大值为 学科网（北京）股份有限公司 $