2025-2026学年高二上学期物理期末考试卷02

**基本信息** 本试卷以电磁炮、冷发射等科技前沿及颠球、锂电池等生活情境为载体，通过感应电流判断（基础）、电磁复合场计算（能力）、圆形磁场最小半径设计（创新）的梯度问题，考查物理观念与科学思维，实验题突出科学探究能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10题48分|电磁感应、磁场、波、动量|结合高压输电、质谱仪等真实情境考查概念辨析| |实验题|2题18分|电阻测量、单摆周期|设计自来水电阻率测量实验，融合游标卡尺使用与图像分析| |解答题|3题34分|电磁复合场、电磁炮、动量能量综合|以多过程问题（如粒子磁场-电场运动）考查模型建构与科学推理|

2025-2026学年度高二物理期末考试卷02 第I卷（选择题） 一、单选题（共24分） 1．（本题4分）如图，空间中存在垂直于纸面的有界匀强磁场，圆形闭合金属线圈处于位置1、2、3、4时，均与磁场边界相切。线圈在下列运动过程中，不产生感应电流的是（　　） A．从位置1平移到位置2 B．从位置2平移到位置3 C．从位置3平移到位置4 D．在位置2以圆形线圈的任一直径为轴转动 2．（本题4分）锂电池以碳材料为负极，以含锂的化合物为正极。锂电池在充电和工作时主要依靠锂离子（Li＋）在正极和负极之间移动来工作。如图为锂电池的内部结构，某过程中Li＋从负极通过隔膜返回正极。锂电池的电动势为3.7V，工作电流为1A，则（　　）    A．电源的路端电压为3.7V B．此过程电池处于充电状态 C．电路中单位时间内非静电力做的功为3.7J D．电池中电荷量的单位通常标识为“” 3．（本题4分）如图甲所示，高压输电线上有a、b、c三根相互平行的水平长直导线，通有大小相等且方向相同的电流I。、、为导线a、b、c上的三个点，连接三点构成的三角形为等腰直角三角形，且与三根导线均垂直，O为连线的中点。逆着电流方向观察得到如图乙所示的截面图。已知单独一根通电导线a在O处产生的磁感应强度大小为B，不计地磁场的影响，则下列说法正确的是（　　） A．a、c两根导线相互排斥 B．导线b受到的安培力方向竖直向上 C．O点的磁感应强度大小为B，方向是从O指向 D．在的连线上存在磁感应强度为零的位置 4．（本题4分）如图所示为一个质量为m、电荷量为q的带正电的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙绝缘细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中（不计空气阻力）。现给圆环水平向右初速度，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图像可能是下图中的（　　） A．B．C． D． 5．（本题4分）如图，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场（未画出）．一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿过铝板后到达PQ的中点O，已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变，不计重力．铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为 A．2 B． C．1 D． 6．（本题4分）我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。如图所示，发射舱内的高压气体先将火箭竖直向上推出，火箭速度接近零时再点火飞向太空。从火箭开始运动到点火的过程中（    ） A．高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量 B．高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能 C．高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量 D．火箭的加速度为零时，动能最大 二、多选题（共24分） 7．（本题6分）关于波的传播现象，下列说法正确的是（　　） A．波向前传播，在两介质的界面上要么发生反射，要么发生折射，二者不会同时发生 B．发生反射时波的频率不变，波速变小，波长变短 C．发生折射时波的频率不变，但波长、波速发生变化 D．两列波发生干涉时，振动加强的位置和减弱的位置是不变的 8．（本题6分）关于洛伦兹力的应用，下列说法正确的是（　　） A．甲图中粒子射出的最大动能由加速器的加速电压决定 B．乙图中质谱仪可以区分同位素 C．丙图中霍尔元件载的流子若为正电荷，加上如图所示电流和磁场时 D．丁图中若粒子以某一速度沿直线向右通过速度选择器，也可以以同一速率向左沿直线通过 9．（本题6分）如图所示，某学生练习用头颠球。某一次足球由静止下落45cm被重新顶起，离开头部后竖直上升的最大高度仍为45cm。已知足球与头部的作用时间为0.1s，足球的质量为0.4kg，g取10m/s2，不计空气阻力，取向下为正方向，下列说法正确的是（　　） A．足球下落到与头部刚接触时速度为3m/s B．头部对足球的平均作用力为24N C．足球与头部作用过程中足球的动量变化量为－2.4kg·m/s D．足球从最高点下落至重新回到最高点的过程，重力的冲量为0 10．（本题6分）如图所示，一简谐横波在x轴上传播，轴上a、b两点相距12m。t=0时a点为波峰，b点为波谷；t=0.5s时，a点为波谷，b点为波峰。则下列判断中正确的是（　　） A．波一定沿x轴正方向传播 B．波长可能是8m C．周期可能是0.5s D．波速可能是24m/s 第II卷（非选择题） 三、实验题（共18分） 11．（本题10分）国标（GB/T）规定自来水在15℃时电阻率应大于13 Ω·m。某同学利用如图甲所示电路测量15℃自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞（活塞电阻可忽略），右活塞固定，左活塞可自由移动。实验器材还有：电源（电动势约为3V，内阻可忽略）、电压表V1（量程0~3 V，内阻很大）、电压表V2（量程0~3 V，内阻很大）、定值电阻R1（ 阻值为4 k Ω）、定值电阻R2（ 阻值为2 kΩ）、电阻箱R（最大阻值为9999 Ω）、单刀双掷开关S、导线若干、游标卡尺、刻度尺。实验步骤如下： A．用游标卡尺测量玻璃管的内径d； B．向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L； C．把S拨到1位置，记录电压表V1示数； D．把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值R； E．改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R； F．断开S，整理好器材。 （1）测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙所示，则d = mm； （2）玻璃管内水柱的电阻Rx的表达式为Rx= （用R1、R2、R表示）； （3）根据测量数据，可以得到自来水的电阻率ρ满足R= （用含有R1、R2、ρ、d、和L表示）； （4）利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图丙所示的R ­ 关系图像。自来水的电阻率ρ约为 Ω·m。（保留两位有效数字）； （5）本实验中，若电源的内阻不可以忽略，则对实验结果 填写（“有”或“无”） 影响。 12．（本题8分）在“用单摆周期公式测量重力加速度”的实验中，某同学利用智能手机和两个相同的圆柱体小磁粒进行了如下实验： （1）用铁夹将摆线上端固定在铁架台上，将两个小磁粒的圆柱底面吸在一起，细线夹在两个小磁粒中间，做成图（a）所示的单摆； （2）用刻度尺测量悬线的长度，用游标卡尺测得小磁粒的底面直径d； （3）将智能手机磁传感器置于小磁粒平衡位置正下方，打开手机智能软件，测量磁感应强度的变化； （4）将小磁粒由平衡位置拉开一个小角度，由静止释放，运行手机软件记录磁感应强度的变化曲线如图（b）所示。试回答下列问题： ①由图（b）可知，单摆的周期为 ； ②重力加速度g的表达式为 （用测得物理量的符号表示）； ③改变悬线长度，重复步骤（2）、（3）、（4）的操作，可以得到多组周期T和悬线长度的值，以 为纵坐标（选填“”、“”或“”），以的值为横坐标，描点作图。若所得的图像如图（c）所示，图像的斜率为k，则重力加速度的测量值为 。 四、解答题（共34分） 13．（本题10分）平面直角坐标系中，第Ⅰ象限存在沿轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从轴负半轴上的P点与轴正方向成120°垂直磁场射入第Ⅳ象限，经轴上的N点与轴正方向成120°角射入电场，最后从轴正半轴上的M点以垂直于y轴方向的速度射出电场，粒子从P点射入磁场的速度为，不计粒子重力，求： (1)粒子从P点运动到M点的总时间t； (2)匀强电场的场强大小E； (3)若撤去第Ⅰ象限的匀强电场，加上一个磁感应强度也为B，方向也是垂直纸面向里的圆形磁场区域，同样使该粒子垂直于y轴方向从M点输出，求圆形磁场区域的最小半径。 14．（本题10分）“电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器，具有速度快、效率高等优点。如图是“电磁炮”的原理结构示意图。光滑水平加速导轨电阻不计，轨道宽为L=0.2m；在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=1×102 T；“电磁炮”弹体总质量m=0.2 kg，其中弹体在轨道间的电阻R=0.4 Ω；可控电源的内阻r=0.6 Ω，电源的电压能自行调节，以保证“电磁炮”匀加速发射；在某次试验发射时，电源为加速弹体提供的电流是I=4×103 A，不计空气阻力。求： （1）弹体所受安培力大小和方向； （2）弹体从静止加速到4 km/s，轨道至少要多长； （3）弹体从静止加速到4 km/s过程中，该系统消耗的总能量； 15．（本题14分）如图所示，长度L0=1.55m、质量M=3kg（连同挡板）的小车静止在光滑的水平面上，质量m1=1kg的物块P（可视为质点）放在小车的左端A，原长BC=20cm的轻弹簧与小车右端C的竖直挡板相连，不计挡板的厚度。质量m2=1kg的小球（可视为质点）用长L=3.6m的细绳悬挂在O点，细绳竖直时小球恰好与物块P接触，现将小球向左拉至细绳与竖直夹角为60°并由静止释放，小球运动到最低点时与物块P发生弹性碰撞，碰后物块P在小车上滑动。已知小车BC段是光滑的，AB段物块P与小车间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，求：    （1）物块P与小球碰后的速度大小； （2）弹簧获得的最大弹性势能； （3）若小球的质量未知，求物块P能在小车上最终稳定的位置到小车左端A的距离xA与小球的质量m的关系式（不考虑小球与物块P的多次碰撞）。 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 《2025-2026学年度高二物理期末考试卷02》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C C B D D CD BC AC BD 1、B【详解】感应电流的产生需要有两个条件：有闭合回路和磁通量的变化。圆形闭合金属线圈在运动过程中根据，从位置1平移到位置2，有效面积增加，则向里的磁通量增加，能产生感应电流；从位置2平移到位置3，和均不变，故无法产生感应电流；从位置3平移到位置4，有效面积减小，则向里的磁通量减小，能产生感应电流；在位置2以圆形线圈的任一直径为轴转动时，有效面积为圆形面积在垂直磁场方向的投影，故有效面积会变化，从而引起磁通量改变，能产生感应电流。故选B。 2．C【详解】A．由于存在一定的内电压，所以电源的路端电压小于锂电池的电动势，则电源的路端电压小于3.7V，故A错误；B．电池在放电状态下，在电源内部正电荷应该由负极向正极移动，而图中状态下带正电的锂离子（Li＋）从负极向正极移动，可知电池处于放电状态，故B错误； C．电路中单位时间内非静电力做的功为故C正确；D．是能量单位，在电池中电荷量的单位通常表示为，故D错误。故选C。 3．C【详解】A．根据通电导线电流方向同向相吸，异向排斥可知a、c两根导线相互吸引，故A错误；B．如图所示导线b的合磁场强度水平向左，根据左手定则可知导线b受到的安培力方向竖直向下，故B错误；C．由题意可知，通电导线a、b、c在O处产生的磁感应强度大小均为B，方向分别为竖直向上、水平向右、竖直向下，如上图所示，根据磁场强度的叠加原理可知，O点的磁感应强度大小为B，方向从O指向，故C正确；D．根据以上分析在点左侧的合磁感应强度竖直向上，在点右侧的合磁感应强度竖直向下，导线在的连线上的磁感应强度不可能为竖直向上或竖直向下，则在的连线上不存在磁感应强度为零的位置，故D错误。故选C。 4．B【详解】A．若满足则杆对环无压力，无摩擦力，环做匀速直线运动，选项A正确； BC．若满足则有滑动过程中，摩擦力阻碍环的运动，环做减速运动，速度越小，洛伦兹力越小，则压力增大，由可知，加速度增大，即做加速度增大的减速运动，直到停止，选项BC错误；D．若满足则有：滑动过程中，摩擦力阻碍环的运动，环做减速运动，速度越小，洛伦兹力越小，则减小，由可知，加速度减小，即做加速度减小的减速运动，当速度减小到某个值使得时，有无摩擦力，不再减速，接下来做匀速直线运动，选项D错误。 故选A。 5．D【分析】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力，从而求出磁感应强度的表达式．结合动能，最终得到关于磁感应强度B与动能Ek的关系式，从关系式及题设条件--带电粒子在穿越铝板时减半，就能求出上下磁感应强度之比．【详解】由动能公式，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动洛仑兹力提供向心力得，联立可得，上下磁场磁感应强度之比为，D正确． 6．D【详解】A．火箭从发射舱发射出来，受竖直向下的重力、竖直向下的空气阻力和竖直向上的高压气体的推力作用，且推力大小不断减小，刚开始向上的时候高压气体的推力大于向下的重力和空气阻力之和，故火箭向上做加速度减小的加速运动，当向上的高压气体的推力等于向下的重力和空气阻力之和时，火箭的加速度为零，速度最大，接着向上的高压气体的推力小于向下的重力和空气阻力之和时，火箭接着向上做加速度增大的减速运动，直至速度为零，故当火箭的加速度为零时，速度最大，动能最大，故A正确； B．根据能量守恒定律，可知高压气体释放的能量转化为火箭的动能、火箭的重力势能和内能，故B错误； C．根据动量定理，可知合力冲量等于火箭动量的增加量，故C错误； D．根据功能关系，可知高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭机械能的增加量，故D错误。 故选D。 7．CD【详解】A．波向前传播，在两介质的界面上，通常波既发生反射，也会发生折射，当然全反射时，就只有反射没有折射了，A错误；B．波发生反射时，在同一种介质中传播，因此波长、波速和频率都不发生变化，B错误；C．波发生折射时，在不同种介质中运动，波速发生变化，但频率由振源决定，波的频率不变，由可知波长也发生变化，C正确；D．两列波发生干涉现象的条件是两列波的频率相同且相位差恒定，在这个前提下，振动加强区始终加强，振动减弱区始终减弱，形成稳定的干涉图样，D正确。 故选CD。 8．BC【详解】A．图甲中，回旋加速器中带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，射出回旋加速器时有最大动能为联立解得可知，回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关，与加速电压无关，故A错误；B．乙图中质谱仪可以区分同位素，故B正确；C．图丙中，自由电荷为正电荷，由左手定则可知，正电荷向N板偏转，则有，故C正确；D．丁图中该粒子以某一速度沿直线向右通过速度选择器，若该粒子以同一速率向左沿直线通过，对粒子受力分析可知，此时粒子受到的洛伦兹力与电场力方向必定相同，则粒子无法做直线运动而沿直线通过速度选择器，故D错误。故选BC。 9．AC【详解】A．根据自由落体运动的公式解得足球下落到与头部刚接触时速度为 故A正确；B．离开头部后竖直上升的最大高度仍为45cm，则离开的速度对足球列动量定理得解得头部对足球的平均作用力为故B错误；C．足球与头部作用过程中足球动量变化量为故C正确；D．足球从最高点下落至重新回到最高点的过程，重力的冲量为故D错误。故选AC。 10．BD【详解】A．根据分析可知，由题干没有给出a、b两点之间的质点的振动方向，则无法确定波的传播方向，A错误；B．从波动图像可知，若a点为波峰，b点为波谷，则二者相距至少半个波长，或者n个波长另加半个波长，故有，（n=0，1，2，3…）解得，（n=0，1，2，3…） 当n=1时，解得λ=8mB正确；C．由题意有，（k=0，1，2，3…）解得，（k=0，1，2，3…）可知，k无论取何值，T都不可能为0.5s，C错误；D．波速为，（n=0，1，2，3…），（k=0，1，2，3…）当k=1，n=1时，解得v=24m/sD正确。故选BD。 11． 29.95 14 有 【详解】（1）[1]由图乙可知，游标尺的第9.5刻度线与主尺的某刻度线对齐，则游标卡尺示数为 （2）[2]把S拨到1位置，记录电压表V1的示数，得到通过水柱的电流由闭合电路欧姆定律得把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2的示数与电压表V1的示数相同，记录电阻箱的阻值R，得到该支路的电流由闭合电路欧姆定律得联立解得 （3）[3]由电阻定律可得又有联立解得 （4）[4]由图乙可得 解得 （5）[5]本实验中，若电源的内阻不可以忽略，由闭合电路欧姆定律可知则有路端电压减小，当外电路的电流变化时，路端电压也随之变化，因此则对实验结果有影响。 12． 【详解】（4）[1]①根据单摆的运动规律一个周期内应该有两个电磁感应的最大值。由图9（b）可得出，单摆的周期为。 ②[2]根据且因为，解得 ③[3][4]根据可得所以为纵坐标，此时斜率得 13．(1)(2)(3) 【详解】（1）根据牛顿第二定律可得可得粒子在磁场中运动的轨道半径作出粒子在磁场中运动的轨迹如图所示由几何关系可知，粒子在磁场中转过的角度为150°，则运动的时间又因为从N到M运动的时间则粒子从P点运动到M点的总时间 （2）在电场中竖直方向则有解得 （3）粒子在磁场中运动轨迹如图所示由于运动轨迹的半径 由几何关系可知，圆形磁场区域的最小半径 14．（1）8×104 N，水平向右；（2）20 m；（3）1.76×106 J；（4）增大的电源电压与增大的感应电动势的差值保持不变 【详解】（1）由安培力公式得安培力大小由左手定则可知安培力方向水平向右。 （2）由动能定理可得弹体从静止加速到4 km/s，代入数值得x=20m （3）根据牛顿第二定律F=ma速度时间公式v=at知发射弹体用时=1×10-2 s发射弹体过程产生的焦耳热Q=I2（R＋r）t=1.6×105 J弹体的动能=1.6×106 J系统消耗的总能量 15．（1）6m/s；（2）6.75J；（3）见解析 【详解】（1）小球向下摆动的过程中，由动能定理得小球与物块P碰撞过程，由动量守恒定律和机械能守恒定律得 联立解得v1=6m/s，v2=0 （2）物块P与小车相互作用的过程中，由动量守恒定律和能量守恒定律得m1v1=(m1+M）v联立解得ΔEp=6.75J （3）若小球质量未知，设小球质量为m，小球向下摆动的过程中，由动能定理得得：小球与物块P碰撞过程，由动量守恒定律和机械能守恒定律得 联立解得物块P与小车相互作用的过程中，由动量守恒定律和能量守恒定律得m1v′1=(m1+M）v′解得由动量守恒定律知物块P与小车相对静止时，其共同速度仍为v′，这时系统动能的变化量转化为内能，有ΔEk=μm1g·ΔL 则物块P在小车上的滑行的路程（排除光滑部分）为 当时，说明物块P从A滑到B，又从B回到A，物块P此时相对于小车的路程为2.7m，此时物块P与小车恰好共速，解得m=1kg当时，说明物块P从A滑到B，此时物块P与小车恰好共速，解得综上所述，当m>1kg时，物块P与小车分离；当时， 当时， 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 $