精品解析：山西省三晋联盟2025-2026学年高二上学期12月联合考试物理试卷

2025—2026学年三晋联盟山西名校高二12月联合考试 物理 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 原来静止的可以自由转动的小磁针如图所示，当一束带负电的粒子沿水平方向从左向右飞过小磁针的下方时，小磁针的极将（　　） A. 向纸内偏转 B. 向纸外偏转 C. 向下偏转 D. 向上偏转 【答案】A 【解析】 【详解】带负电的粒子水平从左向右飞过，电流方向从右向左，根据安培定则知，小磁针所处位置的磁感应强度的方向垂直纸面向里，所以小磁针的极将向内偏转。 故选A。 2. 如图所示，虚线MN两边区域存在匀强磁场，左边I区磁场方向垂直纸面向外，右边Ⅱ区磁场方向垂直纸面向里，一带电粒子以某一初速度垂直边界MN射入左边区域，其运动轨迹如图中的实线所示，已知带电粒子在右边区域运动的半径为在左边区域运动的半径的两倍，下列说法正确的是（　　） A. 该粒子带正电 B. I、Ⅱ区域内的磁感应强度大小之比为1：2 C. 粒子在I区域与在Ⅱ区域运动的时间之比为2：1 D. 粒子在Ⅱ区域与在I区域运动的加速度之比为2：1 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据左手定则，刚进入I区磁场时向上偏转，受到洛伦兹力向上，又I区磁场方向垂直纸面向外，可以判断粒子带正电。A正确； B．设I、Ⅱ区域内的磁感应强度大小分别为、 得 B错误； C．粒子在I区域与在Ⅱ区域运动的时间分别为、，则 得 C错误； D．设粒子在I区域与在Ⅱ区域运动的加速度分别为、，由牛顿第二定律 得 D错误。 故选A。 3. 扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺寸上的形貌。为了有效隔离外界震动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小震动，如图所示。如图所示是对紫铜薄板施加恒定磁场的四种方案。试问出现扰动时，对于紫铜薄板上下、左右震动衰减最有效的方案是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．紫铜薄板上下、左右微小震动时，穿过紫铜薄板的磁通量均发生变化，紫铜薄板中产生涡流，磁场对涡流的安培力阻碍紫铜薄板震动，即能够快速衰减其微小震动，故A正确； B．紫铜薄板上下微小震动时，穿过紫铜薄板的磁通量没有发生变化，紫铜薄板中没有产生涡流，即不能够快速衰减其上下微小震动，故B错误； C．紫铜薄板上下、左右微小震动时，穿过紫铜薄板的磁通量均没有发生变化，紫铜薄板中没有产生涡流，即不能够快速衰减其上下、左右微小震动，故C错误； D．紫铜薄板上下微小震动时，穿过紫铜薄板的磁通量没有发生变化，紫铜薄板中没有产生涡流，即不能够快速衰减其上下微小震动，故D错误。 故选A。 4. 如图所示，间距均为的光滑平行倾斜导轨与足够长的光滑平行水平导轨在处平滑连接，虚线右侧存在竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场。是两根粗细均匀、质量相等的金属棒，电阻分别为，棒静止于水平导轨上，棒由静止从距水平导轨高度为的倾斜导轨下滑，运动过程中与棒始终没有接触，且两棒始终垂直于导轨。不计导轨的电阻，重力加速度大小为，棒两端电压的最大值为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】棒进入磁场时，棒两端的电压最大，设棒进入磁场时的速度大小为，根据机械能守恒定律有 棒刚进入磁场时产生的感应电动势 回路中的感应电流 棒两端的电压 解得 故选D。 5. 电磁炮是一种新式兵器，炮弹的出射速度可达当前海军舰炮的3倍以上，其原理是利用磁场产生的安培力来对金属炮弹进行加速。图为电磁炮的示意图，两根间距为的光滑平行金属导轨、固定在水平面内，质量为的金属炮弹垂直于、放在轨道上，距轨道右端的距离为，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为，闭合开关后，恒流源输出的电流恒为，炮弹由静止开始加速距离后脱离导轨高速射出，不计导轨及导体棒的电阻，不计空气阻力，则此过程中恒流源输出的最大功率为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由于电流不变，金属炮弹受到的安培力大小 炮弹在导轨上做匀加速直线运动，加速度大小 炮弹到达导轨右端时速度最大，由 得最大速度 所以恒流源输出的最大功率 选项C正确。 6. 如图甲所示，空间存在平行纸面的匀强电场（图中未画出），圆上各点和圆心的连线与的夹角记为，圆上各点的电势与的关系图像如图乙所示，已知圆的半径，，，为该圆的直径，，则c、b两点的电势差为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由图可知当或者2π时电势最高，当时电势最低，可知电场线方向沿方向，可知该匀强电场的电场强度大小， 故选B。 7. 如图所示，两个电荷量均为的等量异种点电荷分别放置在正四面体顶点处，点为底面的中心，已知正四面体的棱长为，规定无穷远处电势为零，离带电荷量为的点电荷距离为处的电势，式中为静电力常量，则点的电势为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设 根据几何关系有， 则点的电势 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. 下列关于磁通量、电磁感应现象、安培力的说法正确的是（　　） A. 线圈的面积越大，穿过线圈的磁通量就越大 B. 只要穿过回路的磁通量发生变化，回路中就会产生感应电动势 C. 只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，回路中就会产生感应电流 D. 流过处于磁场中的导体棒的电流越大，导体棒受到的安培力就越大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．磁通量，其中为线圈面积在垂直磁场方向的投影，当线圈与磁场平行时，磁通量为零，故线圈的面积越大，穿过线圈的磁通量不一定越大，A错误； B．产生感应电动势的条件是穿过回路的磁通量发生变化，B正确； C．产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化，C正确； D．当B与电流I平行时，安培力为0，故流过导体棒的电流越大，导体棒受到的安培力不一定越大，D错误。 故选BC。 9. 直流电动机提升重物的装置图如图所示，重物的质量为20kg，电源的电动势为36V，内阻为0.6Ω，当电动机以0.8m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流为5A。不计摩擦阻力与空气阻力，取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A. 电动机的输入功率为165W B. 电源的工作效率为97.0％ C. 电动机的工作效率为91.7％ D. 电动机线圈的电阻为0.2Ω 【答案】AD 【解析】 【详解】A．电动机两端的电压为 电动机的输入功率为，故A正确； B．电源的工作效率为，故B错误； C．电动机的输出功率为 电动机的工作效率为，故C错误； D．电动机的热功率为 根据 解得，故D正确。 故选AD。 10. 如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，R3为滑动变阻器，当滑动变阻器的滑片P从最上端滑至最下端时，测得电源的路端电压随干路电流变化的图线如图乙所示，其中A（1.0A，10.0V）、B（0.5A，12.5V）两点是滑片P在滑动变阻器的两个不同端点得到的，图像中点对应电路中路端电压的最大值，下列说法正确的是（　　） A. 电源的最大热功率为5W B. 定值电阻R2的最小热功率为2W C. 定值电阻R2的最大热功率为10W D. 定值电阻R1与滑动变阻器R3的热功率之和的最大值为4W 【答案】AC 【解析】 【详解】根据闭合电路的欧姆定律 可得 则图线的纵截距表示电源电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻。图乙中AB延长线，交U轴于15V处，所以电源的电动势为 内阻为 当滑片P滑到的下端时，电路外电阻只有，此时电路参数对应图乙中的A点，得 A．电源的热功率为 则电路中电流最大时，电源的热功率最大，由图乙可知，最大电流为 则电源的最大热功率为，故A正确； BC．定值电阻的热功率为 则电路中电流最大时，的热功率最大，为 电路中电流最小时，的热功率最小，由图乙可知，最小电流为 则最小热功率为，故B错误，C正确； D．将看成电源内阻的一部分，则等效电源的内阻为 若定值电阻R1与滑动变阻器R3的热功率之和最大，则定值电阻R1与滑动变阻器R3的总电阻等于，此时电流为 在和之间，即定值电阻R1与滑动变阻器R3的总电阻可以等于，定值电阻R1与滑动变阻器R3的热功率最大值为，故D错误。 故选AC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学用如图所示的实验装置“研究电磁感应现象”，连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移动到_____________（填“左”或“右”）端。闭合开关后，发现灵敏电流计的指针向左偏了一下后又回到0刻度，那么快速移动滑片，使滑动变阻器接入电路的电阻迅速减小，电流计指针将______________（填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”）；保持滑片不动，将线圈迅速从线圈中拔出时，电流计指针将_____________（填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”）。 【答案】 ①. 左 ②. 向左偏 ③. 向右偏 【解析】 【详解】[1]闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移动到左端。 [2]闭合开关瞬间，穿过线圈B的磁通量增大，感应电流的方向和线圈A中的电流方向相反，电流计向左偏，快速移动滑片，使滑动变阻器接入电路的电阻减小，穿过线圈B的磁通量增大，电流计向左偏。 [3]把线圈A从线圈B中拔出来时，穿过线圈B的磁通量减小，感应电流方向和原电流方向相同，故电流计向右偏。 12. 某实验小组利用如图所示的电路测定一节蓄电池的电动势及内阻，已知电流表A1的内阻为，定值电阻和的阻值已知。 （1）电流表A1的示数用表示，电流表A2的示数用表示，该小组多次改变滑动变阻器的滑片位置，得到了多组数据，并作出图像，该图像斜率的绝对值为，截距为，则被测蓄电池的电动势为_____________，内阻为____________。（结果用和表示） （2）从实验设计原理来看，该蓄电池电动势的测量值____________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值，内阻的测量值_____________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. 等于 ②. 等于 【解析】 【小问1详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律，可得 整理得 图线的纵截距 斜率的绝对值 解得，。 【小问2详解】 [1][2]由于本实验中考虑到了电表内阻，因此没有系统误差，电动势的测量值等于真实值，内阻的测量值等于真实值。 13. 真空示波管的示意图如图所示，电子从灯丝K逸出（初速度为零），经灯丝与A板间的加速电压加速后，从A板中心孔沿M、N板的中心线KO射出，然后进入由两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入偏转电场时的速度与电场方向垂直，并恰好从金属板M的右边缘射出，打在荧光屏上的点。已知两板间的距离为，板长为，板右端到荧光屏的距离为，且，电子的质量为，电荷量为，不计电子受到的重力。 （1）求M、N两板间的电压大小； （2）求电子离开偏转电场时的动能。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设电子进入偏转电场时的速度大小为，根据动能定理可得 设偏转电场的电场强度大小为，电子在偏转电场中运动的时间为，加速度大小为，电子在水平方向，则有 竖直方向则有 结合牛顿第二定律则有 其中 联立解得 【小问2详解】 设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为，则有 电子离开偏转电场时的动能 14. 如图所示，竖直固定的光滑金属长导轨、间距为，完全相同的两金属棒、垂直导轨放置，棒放置在水平绝缘地面上，整个装置处在垂直导轨平面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场中。现将棒从足够高处由静止释放，当棒的速度达到最大时下落的高度为，整个过程中每根棒两端都与导轨接触良好。已知两金属棒的质量均为，电阻均为，其余电阻不计，重力加速度大小为，求： （1）棒对地面的最大压力； （2）棒由静止到速度最大的过程中通过回路某截面的电荷量； （3）棒由静止到速度最大的过程中通过棒产生的焦耳热。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）棒的速度达到最大时，受到的安培力与重力平衡，所以有 解得 （2）根据法拉第电磁感应定律 可得 解得 （3）设棒的最大速度为，则有 解得 15. 如图所示，xOy平面内存在沿y轴正方向的匀强电场，一个质量为m、带电荷量为+q的粒子从坐标原点O以速度沿x轴正方向运动，当粒子经过图中平行于y轴的虚线上的点时撤去电场，粒子继续运动一段时间后进入一个梯形匀强磁场区域（图中未画出，磁场方向垂直xOy平面向里），粒子从虚线上的N点离开磁场区域后再次经过M点。已知粒子在磁场中运动的轨迹半径为L，不计粒子受到的重力，求： （1）匀强电场的电场强度大小E； （2）匀强磁场的磁感应强度大小B； （3）梯形磁场区域的最小面积。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在匀强电场中做类平抛运动，水平方向则有 竖直方向则有 由牛顿第二定律可得 联立解得 【小问2详解】 设粒子第一次经过点时的速度大小为，沿轴方向的分速度为，则有 粒子的合速度为 粒子在磁场中，洛伦兹力提供圆周运动的向心力，则有 联立解得 【小问3详解】 粒子运动的轨迹如图所示 当图中两个切点的连线恰好为梯形的中位线时，梯形的面积最小，设粒子第一次经过点时的速度方向与轴正方向的夹角为，结合几何关系有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025—2026学年三晋联盟山西名校高二12月联合考试 物理 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 原来静止的可以自由转动的小磁针如图所示，当一束带负电的粒子沿水平方向从左向右飞过小磁针的下方时，小磁针的极将（　　） A. 向纸内偏转 B. 向纸外偏转 C. 向下偏转 D. 向上偏转 2. 如图所示，虚线MN两边区域存在匀强磁场，左边I区磁场方向垂直纸面向外，右边Ⅱ区磁场方向垂直纸面向里，一带电粒子以某一初速度垂直边界MN射入左边区域，其运动轨迹如图中的实线所示，已知带电粒子在右边区域运动的半径为在左边区域运动的半径的两倍，下列说法正确的是（　　） A. 该粒子带正电 B. I、Ⅱ区域内的磁感应强度大小之比为1：2 C. 粒子在I区域与在Ⅱ区域运动的时间之比为2：1 D. 粒子在Ⅱ区域与在I区域运动的加速度之比为2：1 3. 扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺寸上的形貌。为了有效隔离外界震动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小震动，如图所示。如图所示是对紫铜薄板施加恒定磁场的四种方案。试问出现扰动时，对于紫铜薄板上下、左右震动衰减最有效的方案是（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，间距均为的光滑平行倾斜导轨与足够长的光滑平行水平导轨在处平滑连接，虚线右侧存在竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场。是两根粗细均匀、质量相等的金属棒，电阻分别为，棒静止于水平导轨上，棒由静止从距水平导轨高度为的倾斜导轨下滑，运动过程中与棒始终没有接触，且两棒始终垂直于导轨。不计导轨的电阻，重力加速度大小为，棒两端电压的最大值为（　　） A. B. C. D. 5. 电磁炮是一种新式兵器，炮弹的出射速度可达当前海军舰炮的3倍以上，其原理是利用磁场产生的安培力来对金属炮弹进行加速。图为电磁炮的示意图，两根间距为的光滑平行金属导轨、固定在水平面内，质量为的金属炮弹垂直于、放在轨道上，距轨道右端的距离为，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为，闭合开关后，恒流源输出的电流恒为，炮弹由静止开始加速距离后脱离导轨高速射出，不计导轨及导体棒的电阻，不计空气阻力，则此过程中恒流源输出的最大功率为（　　） A. B. C. D. 6. 如图甲所示，空间存在平行纸面的匀强电场（图中未画出），圆上各点和圆心的连线与的夹角记为，圆上各点的电势与的关系图像如图乙所示，已知圆的半径，，，为该圆的直径，，则c、b两点的电势差为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，两个电荷量均为的等量异种点电荷分别放置在正四面体顶点处，点为底面的中心，已知正四面体的棱长为，规定无穷远处电势为零，离带电荷量为的点电荷距离为处的电势，式中为静电力常量，则点的电势为（　　） A. B. C. D. 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. 下列关于磁通量、电磁感应现象、安培力的说法正确的是（　　） A. 线圈的面积越大，穿过线圈的磁通量就越大 B. 只要穿过回路的磁通量发生变化，回路中就会产生感应电动势 C. 只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，回路中就会产生感应电流 D. 流过处于磁场中的导体棒的电流越大，导体棒受到的安培力就越大 9. 直流电动机提升重物的装置图如图所示，重物的质量为20kg，电源的电动势为36V，内阻为0.6Ω，当电动机以0.8m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流为5A。不计摩擦阻力与空气阻力，取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A. 电动机的输入功率为165W B. 电源的工作效率为97.0％ C. 电动机的工作效率为91.7％ D. 电动机线圈的电阻为0.2Ω 10. 如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，R3为滑动变阻器，当滑动变阻器的滑片P从最上端滑至最下端时，测得电源的路端电压随干路电流变化的图线如图乙所示，其中A（1.0A，10.0V）、B（0.5A，12.5V）两点是滑片P在滑动变阻器的两个不同端点得到的，图像中点对应电路中路端电压的最大值，下列说法正确的是（　　） A. 电源的最大热功率为5W B. 定值电阻R2的最小热功率为2W C. 定值电阻R2的最大热功率为10W D. 定值电阻R1与滑动变阻器R3的热功率之和的最大值为4W 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学用如图所示的实验装置“研究电磁感应现象”，连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移动到_____________（填“左”或“右”）端。闭合开关后，发现灵敏电流计的指针向左偏了一下后又回到0刻度，那么快速移动滑片，使滑动变阻器接入电路的电阻迅速减小，电流计指针将______________（填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”）；保持滑片不动，将线圈迅速从线圈中拔出时，电流计指针将_____________（填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”）。 12. 某实验小组利用如图所示的电路测定一节蓄电池的电动势及内阻，已知电流表A1的内阻为，定值电阻和的阻值已知。 （1）电流表A1的示数用表示，电流表A2的示数用表示，该小组多次改变滑动变阻器的滑片位置，得到了多组数据，并作出图像，该图像斜率的绝对值为，截距为，则被测蓄电池的电动势为_____________，内阻为____________。（结果用和表示） （2）从实验设计原理来看，该蓄电池电动势的测量值____________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值，内阻的测量值_____________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 13. 真空示波管的示意图如图所示，电子从灯丝K逸出（初速度为零），经灯丝与A板间的加速电压加速后，从A板中心孔沿M、N板的中心线KO射出，然后进入由两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入偏转电场时的速度与电场方向垂直，并恰好从金属板M的右边缘射出，打在荧光屏上的点。已知两板间的距离为，板长为，板右端到荧光屏的距离为，且，电子的质量为，电荷量为，不计电子受到的重力。 （1）求M、N两板间的电压大小； （2）求电子离开偏转电场时的动能。 14. 如图所示，竖直固定的光滑金属长导轨、间距为，完全相同的两金属棒、垂直导轨放置，棒放置在水平绝缘地面上，整个装置处在垂直导轨平面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场中。现将棒从足够高处由静止释放，当棒的速度达到最大时下落的高度为，整个过程中每根棒两端都与导轨接触良好。已知两金属棒的质量均为，电阻均为，其余电阻不计，重力加速度大小为，求： （1）棒对地面的最大压力； （2）棒由静止到速度最大的过程中通过回路某截面的电荷量； （3）棒由静止到速度最大的过程中通过棒产生的焦耳热。 15. 如图所示，xOy平面内存在沿y轴正方向的匀强电场，一个质量为m、带电荷量为+q的粒子从坐标原点O以速度沿x轴正方向运动，当粒子经过图中平行于y轴的虚线上的点时撤去电场，粒子继续运动一段时间后进入一个梯形匀强磁场区域（图中未画出，磁场方向垂直xOy平面向里），粒子从虚线上的N点离开磁场区域后再次经过M点。已知粒子在磁场中运动的轨迹半径为L，不计粒子受到的重力，求： （1）匀强电场的电场强度大小E； （2）匀强磁场的磁感应强度大小B； （3）梯形磁场区域的最小面积。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $