高二物理下学期期中模拟卷（人教版）

保密★启用前 2025-2026学年高二年级期中考试模拟试题 物理 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。 3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 5.考试范围：人教版2019选择性必修二第1-2章，选择性必修第三册 一、单项选择题，本题共7小题，单选题每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1．如图甲为一款“喷水茶宠”，由导热性良好的陶瓷烧制而成，其内部的结构简化为图乙所示，使茶宠喷水的操作分为2步：步骤Ⅰ：先用热水浇淋茶宠排出部分气体，再迅速将其浸泡入水中，使水进入空腔并将腔内空气封闭，如图丙所示；步骤Ⅱ：待茶宠温度下降后，再次用热水浇淋茶宠，空腔内的水通过细通道喷出。下列说法正确的是（　　） A．步骤Ⅰ用热水浇淋茶宠时，腔内气体分子的平均动能增大 B．步骤Ⅰ用热水浇淋茶宠时，腔内每个气体分子的速率均增大 C．步骤Ⅱ用热水浇淋茶宠过程，腔内密封气体压强不变 D．步骤Ⅱ茶宠喷水过程中，腔内密封气体吸收的热量等于气体内能增加量 【答案】A 【知识点】影响分子热运动的因素、热力学第一定律的应用、“变质量气体”模型 【详解】AB．步骤Ⅰ用热水浇淋茶宠时，腔内气体温度升高，分子的平均动能增大，但不是每个气体分子的速率均增大，故A正确，B错误； C．步骤Ⅱ用热水浇淋茶宠过程，腔内气体温度升高，气体体积不变，根据查理定律可知，腔内密封气体压强增大，故C错误； D．步骤Ⅱ茶宠喷水过程中，腔内气体体积增大，外界对气体做负功，根据热力学第一定律可知，腔内密封气体吸收的热量大于气体内能增加量，故D错误。 故选A。 2．在某光学实验室中，研究小组正在进行一项关于“金属光电效应”的实验，旨在探索不同频率光对金属表面逸出光电子的影响。实验装置如图甲所示，他们使用频率不同的单色激光照射同一块金属阴极K，测得相应的遏止电压U0，并绘制了如图乙所示的图像。已知电子电荷量为e，、U0均为已知量，则下列说法正确的是（　　） A．电源左侧应为负极 B．当入射光的频率时，逸出光电子的最大初动能为eU0 C．普朗克常量 D．增大入射光的强度，金属的逸出功会减小 【答案】B 【知识点】爱因斯坦光电效应方程、遏止电压的本质及其决定因素 【详解】光电效应方程： 遏止电压与最大初动能的关系： 联立得：，这是图像的函数式，斜率为，截距为。 A．要测量遏止电压，需要给光电管加反向电压（即阴极K接高电势，阳极A接低电势），使光电子减速。因此电源右侧应为负极，左侧为正极，A错误。 B．当入射光的频率时，逸出光电子的最大初动能为 由图像可知，截止频率为，因此逸出功 当时，；当时，，代入得： ，因此 当时，最大初动能，B正确。 C．由，可得，C错误。 D．金属的逸出功由金属本身的性质决定，与入射光的频率、强度均无关，D错误。 故选B。 3．极紫外光（EUV）是一种高能量、高频率的电磁辐射，国产EUV技术已经取得突破，高度电离的锡离子~的电子处于不稳定的高能态。当它们从高能级（如4d轨道）向低能级（如4p轨道）跃迁时，会释放出特定能量的光子。对于~离子，其4d→4p的跃迁所对应的光子能量，恰好落在13.5nm波长附近。下列说法正确的是（　　） A．玻尔原子理论能够解释锡离子跃迁的光谱规律 B．锡离子4d→4p的跃迁后能量变低 C．对于~离子，其4d→4p的跃迁产生的是单一频率的光子 D．与红光相比，极紫外光衍射现象更明显 【答案】B 【知识点】波的衍射、定态和原子的能级结构 【详解】A．玻尔原子理论仅能解释氢原子、类氢离子等单电子系统的光谱规律，~为多电子系统，玻尔理论无法解释其跃迁光谱规律，故A错误； B．4d轨道能级高于4p轨道，电子从高能级向低能级跃迁时释放光子，离子总能量降低，故B正确； C．~核外电子数不同，轨道受屏蔽效应的影响不同，4d与4p的能级差存在差异，跃迁释放的光子频率并不唯一，故C错误； D．衍射现象的明显程度与波长正相关，极紫外光波长（13.5nm）远小于红光波长（约620~760nm），因此其衍射现象比红光更不明显，故D错误。 故选B。 4．如图所示，内、外半径分别为R和3R的两半圆的圆心均在O点，在同一直线上的PQ和MN分别为两半圆的直径，两半圆之间的圆环内存在着垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。在QN连线上放置一个与QN等长的荧光屏，在MP的中点垂直MP连线射入速率均为v的带负电的粒子（不计粒子重力及粒子间的相互作用），则始终在磁场中运动且能打在荧光屏上的粒子的最小比荷kmin和最大比荷kmax为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【知识点】带电粒子在圆（弧）形边界磁场中运动 【详解】如图所示 粒子的运动轨迹为轨迹1时有最大半径 根据洛伦兹力提供向心力有 解得 粒子的运动轨迹为轨迹2时有最小半径 根据洛伦兹力提供向心力有 解得 故选C。 5．某无动力运输装置原理如图所示，其左侧分布有等间距垂直于导轨平面的匀强磁场，有磁场和无磁场区域的宽度均为。阻尼装置的线圈A的宽度也为，通过轻质缆绳、定滑轮与载物平台B相连。平台轻放货物后由静止开始下降，忽略空气、摩擦阻力、则载物平台运输货物过程中，关于线圈的速度、电流、电动势、安培力随时间变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【知识点】判断线框进出磁场区域的a-t图像、描绘线框进出磁场区域的I-t图像 【详解】线圈在上升过程中，始终有一个边在磁场中切割磁感线产生感应电流，则整体的加速度 则随速度的增加，加速度减小，根据可知，线圈切割磁感线产生的感应电动势逐渐变大，则回路电流逐渐变大，线圈受的安培力F=BId逐渐变大；当加速度为零时速度最大，此时回路电流最大，以后将做匀速运动，电动势不变，感应电流不变，安培力不变，则ACD错误，B正确。 故选B。 6．如图为一种测量磁感应强度的装置，测量区为一横截面为正方形（边长为L）的固定真空容器，容器左右两侧面为导体，其他部分为绝缘体。容器中放置一边长为L的金属活塞，活塞可在容器内无摩擦滑动，活塞下端通过一弹簧与容器底部连接（均拴接），初始时活塞静置在容器中间，活塞中线与0刻线对齐。将测量区全部放入某垂直纸面的匀强磁场当中，闭合开关S，通过活塞上升或下降的高度，即可判断磁场的方向和磁感应强度的大小。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S，若活塞下降，说明磁场方向垂直纸面向里 B．若电流表示数为I，稳定后活塞向上移动的高度为h，则磁感应强度的大小为 C．将滑动变阻器的滑片向左移动，可以提升检测的灵敏度（测量同一磁场，活塞高度变化更明显） D．该装置也可以测量与纸面平行的磁场的磁感应强度 【答案】B 【知识点】左手定则的内容及初步应用、磁感应强度的定义（式） 【详解】A．金属活塞运动是因为受到了安培力，活塞下降说明安培力向下，图中电流向右，由左手定则可得磁场方向垂直纸面向外，故A错误； B．活塞向上移动的高度为h，则弹簧弹力变化了 又有 解得，故B正确； C．将滑动变阻器的滑片向左移动，电流会减小，由可得，同一磁场，活塞高度变化更小，则会降低灵敏度，故C错误； D．磁场平行于纸面，则安培力会垂直于纸面，活塞不会上下移动，无法测量磁感应强度，故D错误。 故选B。 7．有一类鼠标利用霍尔效应测定鼠标滚轮滚动的角度，其原理如图所示，金属材料制成的霍尔元件A和B相互垂直的固定在磁铁的磁极之间，通有水平向右的电流，当磁铁绕中轴线从图示位置开始以图示方向转动时，监测A前、后表面的电压与B上、下表面的电压的数值即可确定磁铁转动的角度。磁铁之间磁场可视为匀强磁场，下列说法正确的是（　　） A．磁铁位于图示位置时，A的前表面电势低于后表面电势 B．磁铁从图示位置转动30°时， 的大小变为初始时的一半 C．磁铁从图示位置转动45°时， D．磁铁每转动一周，会出现四次 【答案】C 【知识点】霍尔效应的相关计算 【详解】A．当磁铁位于图示位置时，A中磁场方向竖直向下，电流方向水平向右，电子受洛伦兹力作用，向后表面偏转，所以A的前表面电势高于后表面电势，故A错误； B．设初始时霍尔电压为UA0，由 h为元件厚度，解得 当磁铁从图示位置转动时，此时磁场垂直于A上、下面的分量为。则，故B错误； C．当磁铁从图示位置转动45°时，磁场垂直于A上、下面的分量为，磁场垂直于B后、前面的分量为，则，故C正确； D．在磁铁转动一周的过程中 可取45°、225°，所以共两次满足，故D错误。 故选C。 二、多项选择题。本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8．如图甲所示，平面直角坐标系的区域内有磁场，磁场的磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示，垂直于纸面向里为正方向，、均已知。平行于x轴的两带电金属板间存在着磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。带电粒子（不计重力，视为点电荷）以沿x轴正方向的速度射入两板间，恰能沿中轴线做直线运动，0时刻过坐标原点，时刻经过坐标为的A点。下列说法正确的是（　　） A．粒子经过A点时速度方向平行于x轴 B．粒子的速度大小为 C．粒子的电荷量与质量的比值为 D．两板间的电场强度为 【答案】ACD 【知识点】带电粒子在矩形边界磁场中的运动、带电粒子在叠加场中做直线运动 【详解】A．粒子从O点沿x轴正向进入右侧磁场，时刻经过坐标为的A点。画出粒子的运动轨迹，由对称性可知，粒子经过A点时速度方向平行于x轴，A正确； B．因A点的纵坐标为d，可知粒子做圆周运动的半径为，每段圆弧所对的圆心角为，可得粒子的速度，B错误； C．根据 解得，C正确； D．粒子在两极板间做直线运动，则 解得两板间的电场强度为，D正确。 故选ACD。 9．电磁流量计是工业中测量液体流量的常用设备，其原理如图所示。矩形测量管内有垂直于管前后表面磁感应强度为B的匀强磁场，当含有大量自由电荷的液体从左向右流经测量管时，自由电荷在洛伦兹力作用下偏转，使管壁上下两表面产生电势差，电势差最终达到稳定值。已知测量管的边长分别是a、b、c，管壁上下两表面间的电压为U，液体密度为，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A．上表面电势比下表面电势低，稳定时管内匀强电场方向竖直向上 B．液体的流速大小为 C．液体的流量为 D．若只增大磁场磁感应强度，管壁上下两表面的电势差将减小 【答案】BC 【知识点】匀强电场中电势差与电场强度的关系、电磁流量计的原理、霍尔效应的原理 【详解】A．根据左手定则可知，在洛伦兹力作用下，正电荷受到向上的洛伦兹力，向上表面汇聚，负电荷受到向下的洛伦兹力，向下表面汇聚，所以上表面电势高，下表面电势低，电场方向竖直向下，A错误； B．电势差稳定时，洛伦兹力与电场力平衡， 解得流速，B正确； C．流量是单位时间流过管道横截面的液体体积，则，C正确； D．由U＝Bbv知，当流速v和b均不变时，只增大B，电势差U增大，D错误。 故选BC。 10．如图所示，光滑水平桌面上放有一个由均匀导线绕成的正方形单匝线圈PQMN，在线圈对角线PM的一侧，存在垂直于桌面向下的匀强磁场。现从图示位置处开始，沿垂直MN边的方向，以速度将线框匀速拉入匀强磁场，在此过程中（　　） A．点电势始终高于点电势 B．线圈中的感应电动势逐渐减小 C．线圈所受安培力的方向始终与运动方向相反 D．拉力做功的功率逐渐减小 【答案】BD 【知识点】通电导线在磁场中的作用力方向、右手定则、导体棒平动切割磁感线、线框进出磁场产生的等效电路相关计算 【详解】A．由右手定则可知，点电势始终低于点电势，A错误； B．线圈切割磁感线的有效长度等于MN的长度减去PQ边进入磁场部分的长度，可知切割磁感线的有效长度逐渐减小，根据E=BLv，则线圈中的感应电动势逐渐减小，B正确； C．线圈进入磁场时，受安培力的有效长度为线圈与虚线部分交点的长度（AB段），线圈受的安培力方向垂直这部分长度向下，可知所受安培力的方向竖直向下，不是与运动方向相反，C错误； D．拉力做功的功率等于电功率，由于，因电动势逐渐减小，可知电功率逐渐减小，即拉力的功率逐渐减小，D正确。 故选BD。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．甲、乙两小组按如下步骤完成“用油膜法估测油酸分子大小”的实验。 （1）将体积为的纯油酸溶于酒精，配制成体积为的油酸酒精溶液。 （2）用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器的刻度读出该段溶液的总体积为，再把它一滴一滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数为。该步骤体现的物理思想方法是_________________； A．累积法    B．控制变量法    C．等效替代法 （3）在浅盘内盛水，将痱子粉撒在水面上，用注射器向水面滴入1滴油酸酒精溶液，待油膜稳定后，甲、乙两组同学得到的油膜轮廓分别如图所示。对比两个图样，你认为哪组的操作方式较规范？请分别说明两个图样的形成原因______________________； （4）将带有方格坐标的玻璃板轻放在操作方式较规范的那个浅盘上，用彩笔描绘出油膜轮廓，坐标纸方格边长为，数出轮廓内有效方格数为，可计算得出油酸薄膜的面积_____________，油酸分子的直径_________________（用、、、、、表示）； （5）操作方式不规范，会对测量结果产生较大误差。现利用另一组油膜图样进行测量与计算，得到油酸分子直径的测量值_____________（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 【答案】 A 甲组操作方式比较规范。甲组痱子粉撒得均匀，乙组痱子粉撒得厚且不均匀 大于 【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小 【详解】[1]一滴液滴的体积很小，可以通过测量滴液滴的体积来计算一滴的体积，可以减小误差，体现的物理思想方法是累积法。 故选A。 [2]甲组的油膜轮廓清晰均匀，操作方式较规范。 形成原因：甲组痱子粉撒得均匀，乙组痱子粉撒得厚且不均匀，导致痱子粉未能完全散开。 [3]坐标纸方格边长为，可知一格对应的面积为，轮廓内有效方格数为，则油酸薄膜的面积 [4] 一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 根据可知油酸分子直径 [5]利用另一组油膜图样进行测量与计算，可知油膜面积偏小，根据可知油酸分子直径的测量值大于真实值。 12．酒后驾车危害公共安全，我国法律明确规定禁止酒后驾驶。目前，交警通常使用呼气式酒精测试仪对驾驶员进行现场快速检测。该测试仪的核心部件是酒精气体传感器（气敏电阻），其电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，特性曲线如图1所示。小南同学打算利用该传感器设计一个简易酒精测试仪，测量电路如图2所示。可供使用的器材有：定值电阻；量程为的理想电压表；电动势为、内阻为的蓄电池；开关及导线若干。请完成下列问题： (1)由图2可推导出气敏电阻阻值与电压表示数的关系式：_____（用、、、表示）。 (2)设血液酒精浓度与呼出气体酒精浓度的换算关系为：。根据国家2025年最新标准，驾驶人员血液酒精浓度检验阈值分为两级： ①饮酒驾驶（酒驾）：； ②醉酒驾驶（醉驾）：。 由图1可知，当血液酒精浓度从变化到时，气敏电阻阻值随酒精气体浓度的平均变化率为_____（保留两位有效数字）。某次检测中，测试者吹气后电压表示数稳定，如图3所示，由此判断该测试者属于_____（选填“酒驾”或“醉驾”）。 (3)使用一段时间后，蓄电池的电动势下降、内阻增大。在这种情况下，测量得到的酒精气体浓度将_____真实值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】(1) (2) －1.5 酒驾 (3)小于 【知识点】传感器定义及原理、电学创新实验 【详解】（1）由闭合电路欧姆定律可得 故 （2）[1]若，则，由图1可知 若，则，由图1可知 故 [2]由图3可知电压表读数，代入（1）中关系式 可得 再结合图1判断 即血液酒精浓度介于和之间，该测试者属于酒驾。 （3）对同一个酒精气体传感器的阻值而言，由可知，若使用一段时间后，蓄电池的电动势下降、内阻增大，则电压表读数将偏小，的测量值将偏大。结合图1可知，在这种情况下，测量得到的酒精气体浓度将小于真实值。 四、解答题 13．2026年1月19日，神舟二十号飞船从中国空间站带回了一套“战功赫赫”的“飞天战袍”一一退役的舱外航天服。为检验此航天服的“气密性”，给真空状态的航天服充入体积为、压强为的氧气，使航天服内部压强，然后把航天服放入检测室，将检测室抽成真空密封。经过10小时通过压强传感器测出检测室内的压强。已知航天服的容积，检测室放入航天服后检测室剩余空腔的体积，整个过程温度不变。求： (1)给真空状态的航天服充入氧气的体积； (2)经10小时后，航天服内气体的压强； (3)经10小时后，若漏出气体的质量小于原有质量的1%，航天服的“气密性”合格，通过计算判断该航天服“气密性”是否合格。 【答案】(1) (2) (3)合格，计算见解析 【知识点】“变质量气体”模型 【详解】（1）已知氧气的压强，航天服内部压强，航天服的容积，充气过程温度不变，对充入的氧气由玻意耳定律，得 解得 （2）已知检测室内的压强，检测室剩余空腔的体积，漏气后，气体分为航天服内、检测室内两部分，总气体温度不变，由玻意耳定律，得 解得 （3）同温下，理想气体的质量比等于物质的量比，结合理想气体状态方程 得漏出气体占比 解得 因此该航天服气密性合格。 14．在电磁阻尼器的设计中，电磁感应系统的几何参数（如导体棒长度）对动力学行为影响显著。简化模型如图所示，足够长的水平光滑金属导轨PM、QN固定在绝缘水平面上，导轨左半部分间距为，右半部分间距可调。导轨间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为，导体棒a质量为，电阻为，长度为；导体棒b质量也为（电阻不计），b的长度可随轨道间距同步调节为d；a、b棒均垂直导轨放置，分别静止于左、右导轨上，且两棒中心对齐，a棒距轨道右半部分足够远。现a棒以初速度向右运动，两棒在运动中始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。 (1)若将b棒锁定，求a棒开始运动时的加速度； (2)若b棒解除锁定，调整，求最终稳定时a、b棒的速度大小； (3)现仅调节d的大小，试推导最终稳定时a、b棒速度之比与d、L的关系式；求当d取何值时导体棒a中产生的焦耳热最大，并求出此最大值。 【答案】(1)10m/s2，水平向左 (2)3.2m/s，1.6m/s (3)，L，0.8J 【知识点】双杆在不等宽导轨上运动问题 【详解】（1）对棒a分析，有， 由牛顿第二定律得， 联立解得，方向水平向左； （2）由题意可知，回路的电流 当时，ab棒运动稳定，从开始到最终稳定状态，由动量定理可得，， 联立可得 即 所以， （3）当时，即时，有 由能量守恒定律得 由动量定理可得（） 联立可得 由此可知，当时， 15．我国首台紧凑型霍尔推力器在轨测试过程中，科研人员设计了双区磁场调控装置对氙离子束进行偏转约束。装置简化模型如下：坐标系xOy平面内，区域存在垂直纸面向外的匀强磁场，其中的区域I磁感应强度大小，的区域Ⅱ磁感应强度大小。已知氙离子质量为m、电荷量为，所有离子以相同速率离开坐标原点，离子向坐标平面内各方向均匀分布的进入第一象限和第四象限，其中沿y轴正方向射入磁场Ⅰ的氙离子，垂直直线进入磁场Ⅱ，不计离子重力和相互作用。求： (1)该离子离开坐标原点的速率v； (2)沿y轴正方向射入磁场的氙离子自入射至再次经过y轴的坐标及所用的时间t； (3)能进入区域Ⅱ磁场的粒子数占总粒子数的百分比η。 【答案】(1) (2)（0，L）， (3) 【知识点】带电粒子在直边界磁场中运动 【详解】（1）氙离子进入磁场中由洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动，则有 因为氙离子沿y轴正方向射入磁场Ⅰ，垂直直线进入磁场Ⅱ，易知其运动半径 联立解得 （2）磁场Ⅱ的磁感应强度，根据 解得 离子在磁场Ⅰ中沿轴正方向入射，进入磁场Ⅱ时速度沿x轴正方向，在磁场Ⅱ中做半圆运动后，速度变为沿x轴负方向，回到磁场Ⅰ后做圆弧运动回到y轴，其轨迹如图所示： 根据几何关系可知，再次回到y轴时的坐标为（0，L） 带电粒子在磁场中运动，有 又因为 解得 所以在磁场Ⅰ中运动周期，在磁场Ⅱ中运动周期 在磁场Ⅰ运动时间 在磁场Ⅱ运动时间 所以在磁场中所用的时间 （3）当氙离子的初速度方向沿x轴正方向时，其轨迹与两磁场的边界恰好相切，此时粒子恰能能进入区域Ⅱ磁场，如图所示： 可知范围内的粒子都能进入区域Ⅱ磁场，所以能进入区域Ⅱ磁场的粒子数占总粒子数的百分比 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 学科网（北京）股份有限公司 $ 保密★启用前 2025-2026学年高二年级期中考试模拟试题 答案 物理 一、选择题：本题共10小题，共46分。 题号 第1题 第2题 第3题 第4题 第5题 第6题 第7题 第8题 第9题 第10题 答案 A B B C B B C ACD BC BD 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11． A 甲组操作方式比较规范。甲组痱子粉撒得均匀，乙组痱子粉撒得厚且不均匀 大于 12．(1) (2) －1.5 酒驾 (3)小于 三、解答题 13．(1) (2) (3)合格，计算见解析 【知识点】“变质量气体”模型 【详解】（1）已知氧气的压强，航天服内部压强，航天服的容积，充气过程温度不变，对充入的氧气由玻意耳定律，得 解得 （2）已知检测室内的压强，检测室剩余空腔的体积，漏气后，气体分为航天服内、检测室内两部分，总气体温度不变，由玻意耳定律，得 解得 （3）同温下，理想气体的质量比等于物质的量比，结合理想气体状态方程 得漏出气体占比 解得 因此该航天服气密性合格。 14．(1)10m/s2，水平向左 (2)3.2m/s，1.6m/s (3)，L，0.8J 【知识点】双杆在不等宽导轨上运动问题 【详解】（1）对棒a分析，有， 由牛顿第二定律得， 联立解得，方向水平向左； （2）由题意可知，回路的电流 当时，ab棒运动稳定，从开始到最终稳定状态，由动量定理可得，， 联立可得 即 所以， （3）当时，即时，有 由能量守恒定律得 由动量定理可得（） 联立可得 由此可知，当时， 15．(1) (2)（0，L）， (3) 【知识点】带电粒子在直边界磁场中运动 【详解】（1）氙离子进入磁场中由洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动，则有 因为氙离子沿y轴正方向射入磁场Ⅰ，垂直直线进入磁场Ⅱ，易知其运动半径 联立解得 （2）磁场Ⅱ的磁感应强度，根据 解得 离子在磁场Ⅰ中沿轴正方向入射，进入磁场Ⅱ时速度沿x轴正方向，在磁场Ⅱ中做半圆运动后，速度变为沿x轴负方向，回到磁场Ⅰ后做圆弧运动回到y轴，其轨迹如图所示： 根据几何关系可知，再次回到y轴时的坐标为（0，L） 带电粒子在磁场中运动，有 又因为 解得 所以在磁场Ⅰ中运动周期，在磁场Ⅱ中运动周期 在磁场Ⅰ运动时间 在磁场Ⅱ运动时间 所以在磁场中所用的时间 （3）当氙离子的初速度方向沿x轴正方向时，其轨迹与两磁场的边界恰好相切，此时粒子恰能能进入区域Ⅱ磁场，如图所示： 可知范围内的粒子都能进入区域Ⅱ磁场，所以能进入区域Ⅱ磁场的粒子数占总粒子数的百分比 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 学科网（北京）股份有限公司 $ 保密★启用前 2025-2026学年高二年级期中考试模拟试题 物理 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。 3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 5.考试范围：人教版2019选择性必修二第1-2章，选择性必修第三册 一、单项选择题，本题共7小题，单选题每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1．如图甲为一款“喷水茶宠”，由导热性良好的陶瓷烧制而成，其内部的结构简化为图乙所示，使茶宠喷水的操作分为2步：步骤Ⅰ：先用热水浇淋茶宠排出部分气体，再迅速将其浸泡入水中，使水进入空腔并将腔内空气封闭，如图丙所示；步骤Ⅱ：待茶宠温度下降后，再次用热水浇淋茶宠，空腔内的水通过细通道喷出。下列说法正确的是（　　） A．步骤Ⅰ用热水浇淋茶宠时，腔内气体分子的平均动能增大 B．步骤Ⅰ用热水浇淋茶宠时，腔内每个气体分子的速率均增大 C．步骤Ⅱ用热水浇淋茶宠过程，腔内密封气体压强不变 D．步骤Ⅱ茶宠喷水过程中，腔内密封气体吸收的热量等于气体内能增加量 2．在某光学实验室中，研究小组正在进行一项关于“金属光电效应”的实验，旨在探索不同频率光对金属表面逸出光电子的影响。实验装置如图甲所示，他们使用频率不同的单色激光照射同一块金属阴极K，测得相应的遏止电压U0，并绘制了如图乙所示的图像。已知电子电荷量为e，、U0均为已知量，则下列说法正确的是（　　） A．电源左侧应为负极 B．当入射光的频率时，逸出光电子的最大初动能为eU0 C．普朗克常量 D．增大入射光的强度，金属的逸出功会减小 3．极紫外光（EUV）是一种高能量、高频率的电磁辐射，国产EUV技术已经取得突破，高度电离的锡离子~的电子处于不稳定的高能态。当它们从高能级（如4d轨道）向低能级（如4p轨道）跃迁时，会释放出特定能量的光子。对于~离子，其4d→4p的跃迁所对应的光子能量，恰好落在13.5nm波长附近。下列说法正确的是（　　） A．玻尔原子理论能够解释锡离子跃迁的光谱规律 B．锡离子4d→4p的跃迁后能量变低 C．对于~离子，其4d→4p的跃迁产生的是单一频率的光子 D．与红光相比，极紫外光衍射现象更明显 4．如图所示，内、外半径分别为R和3R的两半圆的圆心均在O点，在同一直线上的PQ和MN分别为两半圆的直径，两半圆之间的圆环内存在着垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。在QN连线上放置一个与QN等长的荧光屏，在MP的中点垂直MP连线射入速率均为v的带负电的粒子（不计粒子重力及粒子间的相互作用），则始终在磁场中运动且能打在荧光屏上的粒子的最小比荷kmin和最大比荷kmax为（　　） A． B． C． D． 5．某无动力运输装置原理如图所示，其左侧分布有等间距垂直于导轨平面的匀强磁场，有磁场和无磁场区域的宽度均为。阻尼装置的线圈A的宽度也为，通过轻质缆绳、定滑轮与载物平台B相连。平台轻放货物后由静止开始下降，忽略空气、摩擦阻力、则载物平台运输货物过程中，关于线圈的速度、电流、电动势、安培力随时间变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 6．如图为一种测量磁感应强度的装置，测量区为一横截面为正方形（边长为L）的固定真空容器，容器左右两侧面为导体，其他部分为绝缘体。容器中放置一边长为L的金属活塞，活塞可在容器内无摩擦滑动，活塞下端通过一弹簧与容器底部连接（均拴接），初始时活塞静置在容器中间，活塞中线与0刻线对齐。将测量区全部放入某垂直纸面的匀强磁场当中，闭合开关S，通过活塞上升或下降的高度，即可判断磁场的方向和磁感应强度的大小。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S，若活塞下降，说明磁场方向垂直纸面向里 B．若电流表示数为I，稳定后活塞向上移动的高度为h，则磁感应强度的大小为 C．将滑动变阻器的滑片向左移动，可以提升检测的灵敏度（测量同一磁场，活塞高度变化更明显） D．该装置也可以测量与纸面平行的磁场的磁感应强度 7．有一类鼠标利用霍尔效应测定鼠标滚轮滚动的角度，其原理如图所示，金属材料制成的霍尔元件A和B相互垂直的固定在磁铁的磁极之间，通有水平向右的电流，当磁铁绕中轴线从图示位置开始以图示方向转动时，监测A前、后表面的电压与B上、下表面的电压的数值即可确定磁铁转动的角度。磁铁之间磁场可视为匀强磁场，下列说法正确的是（　　） A．磁铁位于图示位置时，A的前表面电势低于后表面电势 B．磁铁从图示位置转动30°时， 的大小变为初始时的一半 C．磁铁从图示位置转动45°时， D．磁铁每转动一周，会出现四次 二、多项选择题。本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8．如图甲所示，平面直角坐标系的区域内有磁场，磁场的磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示，垂直于纸面向里为正方向，、均已知。平行于x轴的两带电金属板间存在着磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。带电粒子（不计重力，视为点电荷）以沿x轴正方向的速度射入两板间，恰能沿中轴线做直线运动，0时刻过坐标原点，时刻经过坐标为的A点。下列说法正确的是（　　） A．粒子经过A点时速度方向平行于x轴 B．粒子的速度大小为 C．粒子的电荷量与质量的比值为 D．两板间的电场强度为 9．电磁流量计是工业中测量液体流量的常用设备，其原理如图所示。矩形测量管内有垂直于管前后表面磁感应强度为B的匀强磁场，当含有大量自由电荷的液体从左向右流经测量管时，自由电荷在洛伦兹力作用下偏转，使管壁上下两表面产生电势差，电势差最终达到稳定值。已知测量管的边长分别是a、b、c，管壁上下两表面间的电压为U，液体密度为，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A．上表面电势比下表面电势低，稳定时管内匀强电场方向竖直向上 B．液体的流速大小为 C．液体的流量为 D．若只增大磁场磁感应强度，管壁上下两表面的电势差将减小 10．如图所示，光滑水平桌面上放有一个由均匀导线绕成的正方形单匝线圈PQMN，在线圈对角线PM的一侧，存在垂直于桌面向下的匀强磁场。现从图示位置处开始，沿垂直MN边的方向，以速度将线框匀速拉入匀强磁场，在此过程中（　　） A．点电势始终高于点电势 B．线圈中的感应电动势逐渐减小 C．线圈所受安培力的方向始终与运动方向相反 D．拉力做功的功率逐渐减小 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．甲、乙两小组按如下步骤完成“用油膜法估测油酸分子大小”的实验。 （1）将体积为的纯油酸溶于酒精，配制成体积为的油酸酒精溶液。 （2）用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器的刻度读出该段溶液的总体积为，再把它一滴一滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数为。该步骤体现的物理思想方法是_________________； A．累积法    B．控制变量法    C．等效替代法 （3）在浅盘内盛水，将痱子粉撒在水面上，用注射器向水面滴入1滴油酸酒精溶液，待油膜稳定后，甲、乙两组同学得到的油膜轮廓分别如图所示。对比两个图样，你认为哪组的操作方式较规范？请分别说明两个图样的形成原因______________________； （4）将带有方格坐标的玻璃板轻放在操作方式较规范的那个浅盘上，用彩笔描绘出油膜轮廓，坐标纸方格边长为，数出轮廓内有效方格数为，可计算得出油酸薄膜的面积_____________，油酸分子的直径_________________（用、、、、、表示）； （5）操作方式不规范，会对测量结果产生较大误差。现利用另一组油膜图样进行测量与计算，得到油酸分子直径的测量值_____________（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 12．酒后驾车危害公共安全，我国法律明确规定禁止酒后驾驶。目前，交警通常使用呼气式酒精测试仪对驾驶员进行现场快速检测。该测试仪的核心部件是酒精气体传感器（气敏电阻），其电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，特性曲线如图1所示。小南同学打算利用该传感器设计一个简易酒精测试仪，测量电路如图2所示。可供使用的器材有：定值电阻；量程为的理想电压表；电动势为、内阻为的蓄电池；开关及导线若干。请完成下列问题： (1)由图2可推导出气敏电阻阻值与电压表示数的关系式：_____（用、、、表示）。 (2)设血液酒精浓度与呼出气体酒精浓度的换算关系为：。根据国家2025年最新标准，驾驶人员血液酒精浓度检验阈值分为两级： ①饮酒驾驶（酒驾）：； ②醉酒驾驶（醉驾）：。 由图1可知，当血液酒精浓度从变化到时，气敏电阻阻值随酒精气体浓度的平均变化率为_____（保留两位有效数字）。某次检测中，测试者吹气后电压表示数稳定，如图3所示，由此判断该测试者属于_____（选填“酒驾”或“醉驾”）。 (3)使用一段时间后，蓄电池的电动势下降、内阻增大。在这种情况下，测量得到的酒精气体浓度将_____真实值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 四、解答题 13．2026年1月19日，神舟二十号飞船从中国空间站带回了一套“战功赫赫”的“飞天战袍”一一退役的舱外航天服。为检验此航天服的“气密性”，给真空状态的航天服充入体积为、压强为的氧气，使航天服内部压强，然后把航天服放入检测室，将检测室抽成真空密封。经过10小时通过压强传感器测出检测室内的压强。已知航天服的容积，检测室放入航天服后检测室剩余空腔的体积，整个过程温度不变。求： (1)给真空状态的航天服充入氧气的体积； (2)经10小时后，航天服内气体的压强； (3)经10小时后，若漏出气体的质量小于原有质量的1%，航天服的“气密性”合格，通过计算判断该航天服“气密性”是否合格。 14．在电磁阻尼器的设计中，电磁感应系统的几何参数（如导体棒长度）对动力学行为影响显著。简化模型如图所示，足够长的水平光滑金属导轨PM、QN固定在绝缘水平面上，导轨左半部分间距为，右半部分间距可调。导轨间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为，导体棒a质量为，电阻为，长度为；导体棒b质量也为（电阻不计），b的长度可随轨道间距同步调节为d；a、b棒均垂直导轨放置，分别静止于左、右导轨上，且两棒中心对齐，a棒距轨道右半部分足够远。现a棒以初速度向右运动，两棒在运动中始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。 (1)若将b棒锁定，求a棒开始运动时的加速度； (2)若b棒解除锁定，调整，求最终稳定时a、b棒的速度大小； (3)现仅调节d的大小，试推导最终稳定时a、b棒速度之比与d、L的关系式；求当d取何值时导体棒a中产生的焦耳热最大，并求出此最大值。 15．我国首台紧凑型霍尔推力器在轨测试过程中，科研人员设计了双区磁场调控装置对氙离子束进行偏转约束。装置简化模型如下：坐标系xOy平面内，区域存在垂直纸面向外的匀强磁场，其中的区域I磁感应强度大小，的区域Ⅱ磁感应强度大小。已知氙离子质量为m、电荷量为，所有离子以相同速率离开坐标原点，离子向坐标平面内各方向均匀分布的进入第一象限和第四象限，其中沿y轴正方向射入磁场Ⅰ的氙离子，垂直直线进入磁场Ⅱ，不计离子重力和相互作用。求： (1)该离子离开坐标原点的速率v； (2)沿y轴正方向射入磁场的氙离子自入射至再次经过y轴的坐标及所用的时间t； (3)能进入区域Ⅱ磁场的粒子数占总粒子数的百分比η。 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 学科网（北京）股份有限公司 $