摘要:
**基本信息**
本卷聚焦电磁学与力学核心内容,融入电磁弹射航母、火星探测等科技情境,通过单缝衍射分析、霍尔效应判断等基础题与电磁感应综合计算、动量守恒应用等能力题,实现物理观念建构与科学推理能力的梯度考查。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|7/28|电磁场理论、单缝衍射、霍尔效应|基础概念辨析,如麦克斯韦电磁理论验证|
|多选题|3/18|光的折射、动量守恒、带电粒子运动|多选项设计,考查科学论证,如玻璃砖折射率分析|
|实验题|2/14|双缝干涉测波长、传感器电阻特性|科学探究能力,如游标卡尺读数与误差分析|
|解答题|3/40|电磁感应、动量守恒、复合场运动|综合模型建构,如电磁弹射系统能量计算|
内容正文:
2025/2026学年度(下)高二期末考试复习卷(一)
物 理 试 卷
一、单选题(本题共7小题,每小题4分,共28分)
1.下列对电磁场和电磁波的认识正确的是( )
A.变化的电场一定要产生变化的磁场
B.紫外线的显著作用是热作用
C.麦克斯韦预言了光是电磁波,赫兹通过实验证实了这一结果
D.电磁波在真空或介质中传播时频率不同
2.用红色激光分别照射两个单缝得到的衍射图样如图甲、乙所示。下列说法正确的是( )
A.甲图对应的缝宽大于乙图对应的缝宽
B.若仅减小缝宽则甲、乙两图的中央亮纹均更宽
C.若仅减小激光频率则甲、乙两图的中央亮纹均更窄
D.该现象说明光具有粒子性
3.如图所示,长方体金属块放在匀强磁场中,电流通过金属块。则霍尔效应产生的高电势在( )
A.左侧面 B.右侧面 C.上表面 D.下表面
4.如图所示,光滑绝缘直杆倾角为,杆上套一带负电的小球,匀强磁场的方向垂直于杆所在竖直平面。给小球一沿杆向上的初速度,不计空气阻力,小球从开始运动到返回出发点的过程中( )
A.机械能减小
B.最大上滑位移为
C.上滑时间小于下滑时间
D.下滑时受到杆的弹力一定先减小后增大
5.如图所示,在水平面内质量为的导棒置于、组成的宽为导轨上,导轨电阻不计,导棒电阻,轨道间充满垂直纸面向里的磁感应强度为 的磁场,导轨端连接一原副线圈匝数比为:的理想变压器,副线圈接有阻值为的电阻。某时刻开始,导棒在外力的作用下以 的速度开始运动,向右为正方向,不计一切阻力,下列说法正确的是( )
A.导棒中产生的电动势
B.原线圈两端的电压
C.电阻的消耗功率为
D. 内外力对导棒做的功为
6.如图,由粗细均匀的同种材料做成的线框位于竖直面,线框的上半部分左侧为半径为的圆,上半部分右侧为直线框。下半部分为斜边为的等腰直角三角形,为三角形斜边。虚线左侧有垂直水平面向里的匀强磁场Ⅰ,右侧有垂直于水平面向外的匀强磁场Ⅱ,两磁场的磁感应强度大小均为,将、两端接入电路,从点流入的电流大小为,线框始终处于静止状态。则线框受到的安培力的合力( )
A.大小为零
B.方向垂直向右
C.方向垂直斜向右下方
D.方向、大小无法确定
7.如图所示,一均匀介质中方波甲的一个完整波形向右传播,波峰为A,波谷为-2A,简谐横波的一个完整波形向左传播,振幅为A,方波的波峰、波谷宽度与简谐横波的半波长相等。某时刻两波分别传到M、N两点,则之后x轴上M、N间某质点的振动图像可能是( )
A. B. C. D.
2、 多选题(本题共3小题,每小题6分,共18分)
8.一块透明柱状的玻璃砖的横截面为等边三角形AOB,如图所示,一束单色光沿PQ(平行于∠AOB的角平分线OM)射向OA,在分界面OA发生折射,折射光线平行于OB且恰好射到M点(不考虑反射光线)。下列说法正确的是( )
A.玻璃砖对单色光的折射率为
B.保持入射点Q不变,逐渐减小入射角,将有光线不能从分界面AB射出
C.保持入射光的方向不变,增大入射光的频率,出射点将在M点下方
D.若增大入射光的频率,则光在该介质中的传播速度将减小
9.如图,质量为 的木块静止于光滑水平面上,一质量为的子弹以水平速度打入木块并停在木块中,此过程中下列说法正确的是( )
A.子弹打入木块后子弹和木块的共同速度为
B.子弹对木块做的功
C.木块和子弹系统机械能守恒
D.子弹打入木块过程中产生的热量
10.一束含有两种比荷的带电粒子,以各种不同的初速度沿水平方向进入速度选择器,从O点进入垂直纸面向外的偏转磁场,打在O点正下方的粒子探测板上的,和点,如图甲所示。撤去探测板,在O点右侧的磁场区域中放置云室,若带电粒子在云室中受到的阻力大小,k为常数,q为粒子的电荷量,其轨迹如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.打在点的带电粒子的比荷大
B.增大速度选择器的磁感应强度,、向下移动
C.打在点的带电粒子在云室里运动的路程更短
D.打在点的带电粒子在云室里运动的时间更长
3、 实验题(本题2小题,共14分)
11.(6分)
现用如图甲所示的双缝干涉实验装置来测量光的波长。
(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可以________。
A.将单缝向双缝靠近 B.将屏向靠近双缝的方向移动
C.将屏向远离双缝的方向移动 D.使用双缝之间的距离更大的双缝
(2)已知测量头主尺的最小刻度是毫米,副尺上有10分度。某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,并将该亮纹定为第1条亮纹,此时测量头上游标卡尺的读数为2.7 mm;接着再同方向转动手轮,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,此时测量头上游标卡尺的示数如图乙所示,则读数为________mm。已知双缝间距,测得双缝到毛玻璃屏的距离,所测光的波长________nm(保留3位有效数字)。
12.(8分)
管道天然气的主要成分是甲烷,当空气中天然气浓度(η)达到5%~15%,遇火就会引发爆炸,使用时要谨防泄漏。某同学想自己组装一个天然气浓度测试仪,其中传感器的电阻随天然气浓度的变化规律如图甲所示,测试仪电路如图乙所示。实验室提供的器材有:
A.传感器;
B.直流电源(电动势为,内阻约);
C.电压表(量程为0~6V,内阻非常大);
D.电阻箱(最大阻值为);
E.定值电阻(阻值为);
F.定值电阻(阻值为);
G.单刀双掷开关一个,导线若干。
(1)请根据图乙测试仪的电路图,在图丙中完成实物连线;
(2)欲通过电压表示数反映天然气浓度,以判断是否达到爆炸极限,图乙中应选用定值电阻________(填“”或“”);
(3)按照下列步骤调试测试仪:
①电路接通前,将电阻箱调为,开关拨至端,把此时电压表指针对应的刻度线标记为天然气浓度值________%;
②逐步减小电阻箱的阻值,电压表的示数不断________(填“变大”或“变小”),结合甲图数据把电压表上“电压”刻度标为对应的天然气浓度值;
③将开关拨至端,测试仪即可正常使用。
(4)根据图甲可知,采用此测试仪检测天然气浓度,当浓度较________(填“高”或“低”)时其检测灵敏度较高;
四、解答题(共40分)
13.(12分)
如图所示,水平传送带以的速度沿顺时针方向匀速运行,传送带两端间的距离为2 m,传送带两端紧靠两侧的光滑水平面,传送带上表面与水平面相平,质量均为3 kg的B、C、D三个物块一字排开静止在传送带右侧的水平面上,轻弹簧放在传送带左侧水平面上,弹簧的左端与固定挡板连接,质量为的物块与轻弹簧的右端接触,用力向左推物块压缩弹簧,至某位置时由静止释放物块,物块第一次到达传送带右端时速度也为。已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为,物块间的碰撞均为弹性正碰,求:
(1)物块A相对传送带滑动时的加速度大小;
(2)弹簧被压缩后具有的弹性势能至少为多少;
(3)物块A与物块B第一次碰撞后,物块A在传送带上运动的总时间。
14.(13分)
2025年11月18日,我国第一艘电磁弹射型航母福建舰编队首次在海上实兵训练,“歼-15DT”首次在福建舰上完成电磁弹射起飞和着舰,这标志着人民海军从“近海防御”向“远洋护卫”实现质的飞跃。“歼-15DT”电磁弹射原理图如图所示,两足够长的平行导轨固定在福建舰水平甲板上,两导轨间距为L,两导轨间接入电动势为E、内阻为r的电源,“歼-15DT”上连入导轨间部分导体的电阻为R,该部分导体与“歼-15DT”固定在一起但彼此绝缘,“歼-15DT”和该部分导体的总质量为M。电源、开关、两导轨和“歼-15DT”上导体构成一闭合回路,导轨所在空间存在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场。某次训练中,开始时开关S断开,“歼-15DT”从静止开始沿导轨加速运动,当速度为v0时开关S闭合,同时关闭“歼-15DT”的动力,“歼-15DT”在弹射系统安培力的作用下继续加速,运动过程中“歼-15DT”受到的阻力与速度大小的关系为f=kv(k为已知的比例系数且k>0),“歼-15DT”在弹射系统安培力作用下加速运动位移的大小为x0,不计导轨的电阻与其他摩擦阻力。
(1)求闭合S瞬间“歼-15DT”的加速度大小a;
(2)求弹射过程中“歼-15DT”达到的最大速度大小vm;
(3)若“歼-15DT”达到的最大速度vm=nv0(n>1),求弹射过程中电源输出的总能量W。
15.(15分)
在火星探测任务中,科学家设计了一种利用电磁场对宇宙尘埃样品进行分选的装置。如图所示,竖直平面内建立直角坐标系,第二象限存在半径为的圆柱形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,圆柱边界恰好与轴、轴相切,与轴切点为,与轴切点为。第一象限存在沿轴负方向的匀强电场,电场强度大小为。轴下方区域存在垂直纸面向外且与第二象限磁感应强度大小相同的匀强磁场。磁场区域内平行于轴放置一足够长的收集板,用于接收分选后的尘埃颗粒。位于点的尘埃发射源,向第二象限各个方向均匀发射带正电的硅酸盐尘埃颗粒,所有颗粒的初速度大小均为,电荷量为、质量为,不计颗粒重力及其相互作用。已知沿轴正方向发射的颗粒恰好沿水平方向通过点进入电场后偏转,以与轴正方向成角方向进入下方磁场,最终打在收集板上。
(1)求磁感应强度的大小;
(2)求匀强电场的电场强度大小;
(3)若要使尘埃颗粒垂直打在收集板上,求收集板到轴的距离。
试卷第2页,共9页
高二期末物理试卷 第1页,共6页
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2025/2026学年度(下)高二期末考试复习卷(一)
物理试卷参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
D
B
D
B
B
BCD
AD
AC
1.C
解:A.均匀变化的电场会产生稳定的磁场,只有非均匀变化的电场才能产生变化的磁场,故A错误;
B.紫外线主要作用是化学效应和生理效应,红外线的显著作用是热作用,故B错误;
C 麦克斯韦通过理论预言电磁波存在,并指出光是一种电磁波,赫兹通过实验证实了这一结论,故C正确;
D.电磁波的频率由波源决定,与传播介质无关。在不同介质中传播时,波速和波长变化,但频率保持不变,故D错误;
2.B
解:A.单缝衍射中,在波长和屏缝距离一定的情况下,缝宽越窄,衍射现象越明显,中央亮纹越宽。由图可知,甲图的中央亮纹比乙图宽,说明甲图对应的缝宽小于乙图对应的缝宽,故A错误;
B.根据单缝衍射规律,中央亮纹宽度 (其中为波长,为缝宽)。
若仅减小缝宽,则增大,甲、乙两图的中央亮纹均更宽,故B正确;
C.若仅减小激光频率 ,根据 可知,波长变大。根据,波长变大则条纹间距变大,甲、乙两图的中央亮纹均更宽,故C错误;
D.光的衍射现象是波特有的现象,说明光具有波动性,故D错误。
3.D
解:A.左侧面、右侧面为电流进出端面,霍尔电势差产生在垂直于电流和磁场的方向上,左侧面不会形成高电势,故A错误;
B.右侧面沿电流方向,不是霍尔电荷横向积累形成的高电势面,故B错误;
C.金属中电子运动方向与电流方向相反,结合题图磁场方向可知,电子受磁场力偏向上表面,上表面积累负电荷,电势较低,故C错误;
D.电子偏向上表面后,上表面带负电,下表面带正电,所以下表面电势较高,故D正确。
4.B
解:A.小球运动过程中,受到竖直向下的重力、与杆垂直的洛伦兹力和弹力的作用,由于洛伦兹力和弹力不做功,所以小球的机械能守恒,故A错误;
BC.小球上滑时,根据牛顿第二定律有
小球下滑时,根据牛顿第二定律有
所以小球上滑和下滑的加速度相等,即
则根据对称性可知,小球上滑的时间和下滑的时间相等;根据运动学公式可知,小球向上滑动的最大位移为,故B正确,C错误;
D.小球向下滑动时受到竖直向下的重力、垂直杆向上的洛伦兹力以及与杆垂直的弹力,根据可知,当小球向下加速时,其受到的洛伦兹力逐渐增大,若小球回到出发点时,其受到的洛伦兹力仍小于其重力垂直杆方向的分力,则根据平衡条件可知,杆对小球弹力的方向一直垂直杆斜向上,且大小一直减小;若小球回到出发点之前的某一瞬间,小球受到的洛伦兹力就增大到等于小球重力垂直杆方向的分力,则此时杆的弹力减小为0,之后根据平衡条件可知,杆对小球弹力的方向将由垂直杆斜向上变成垂直杆斜向下,且大小将随着速度的增大而增大,所以下滑时小球受到杆弹力的大小可能一直减小,也可能先减小后增大,故D错误。
5.D
解:A.导棒中产生的电动势,故A错误;
B.根据理想变压器的电压比和电流比可得,
由闭合电路特点可得,根据 综合以上各式可得,原线圈两端的电压,,, ,故B错误;
C.电阻的消耗功率 ,故C错误;
D.该正弦交流电的周期,刚好是个周期,在这段时间内电动势有效值为 ,所以在本段时间内产生的热量为,时刻导体棒的速度由能量守恒定律得内外力对导棒做的功 ,故D正确。
6.B
解:如图所示
线框上半部分电流顺时针方向,下半部分电流逆时针方向,虚线、把线框分成四部分,这四部分的有效长度均为,根据电阻定律可知线框上下两部分的电阻之比为所以流过上、下两部分线框的电流之比为所以,但,,整个线框受到的安培力的合力不为零,方向垂直向右。
7.B
解:A.图中初始时刻位移从-2A减小,则该质点到M、N的距离相等,根据波的叠加原理可知,位移应先减小为-A,再增大至-2A;接着位移应从A减小至0,再增大到A,故A错误;
B.图中质点初始时按照正弦曲线振动,则该质点靠近N,质点先振动到0.5A,再与方波相遇叠加,根据波的叠加原理可知B图符合质点的振动,故B正确;
C.图中质点初始时按照正弦曲线振动,则该质点进一步靠近N,质点振动时间后,两列波叠加,此后质点的最大位移为-3A,故C错误;
D.图中质点初始时按照方波的形式振动,则该质点靠近M,最后质点应以正弦曲线振动,故D错误;
8.BCD
解:A.作出光路图如图所示
由几何知识可知,入射角i=60°,折射角r=30°,根据折射定律得n1=,选项A错误;
B.保持入射点Q不变,减小入射角,折射角随之减小,则折射光线射到分界面AB上的入射角增大,当该入射角大于或等于临界角时,将发生全反射,光线不能射出分界面AB,选项B正确;
C.保持入射光的方向不变,增大入射光的频率,折射率增大,由知折射角减小,出射点将在M点下方,选项C正确;
D.增大入射光的频率,折射率增大,由v=知光在该介质中的传播速度减小,选项D正确。
9.AD
解:A.子弹打入木块过程中,子弹和木块组成的系统动量守恒,则解得共同速度为,A正确;
B.子弹对木块做的功,B错误;
C.由于有内能产生,则木块和子弹系统机械能不守恒,C错误;
D.子弹打入木块过程中产生的热量,D正确。
10.AC
解:A.只有竖直方向受力平衡的离子,才能沿水平方向运动离开速度选择器,即
可得可知粒子进入磁场的速度相等,根据可得则可知打在点的带电粒子的比荷大,故A正确;
B.增大速度选择器的磁感应强度,粒子经过速度选择器过程中向洛伦兹力方向发生偏转,电场力做负功,可知粒子到达磁场的速度变小,根据
可知粒子在磁场做圆周运动的半径变小,则、向上移动,故B错误;
CD.在云室内受到的阻力始终与速度方向相反,做负功,洛伦兹力不做功,根据动能定理可得两个带电粒子的速度大小相等,结合A选项分析可知打在点的带电粒子在云室里运动的路程更长,打在点的带电粒子在云室里运动的路程更短,打在点的带电粒子在云室里运动的时间更短,故C正确,D错误。
11.
(1) BD
(2) 16.6 695
解:(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,应减小相邻亮条纹间距,根据条纹间距公式可知,故减小双缝到光屏的距离,增大双缝间的宽度,都减小相邻亮条纹间距。
故选BD。
(2)[1]10分度游标卡尺的精确值为,图乙的读数为
[2]相邻亮条纹间距为
又
可得所测光的波长为
12.
(1)
(2)
(3) 5 变大
(4) 低
解:(1)实物连接如图
(2)由于电压表量程为6V,本实验电压表并联在定值电阻两端,电源内阻较小,由欧姆定律可得定值电阻两端的电压约由图甲可知可得解得故选。
(3)[1]本实验采用替代法,用电阻箱的阻值替代传感器的电阻,故先将电阻箱调到30.0Ω,结合电路,开关应向b端闭合;由图甲可知时,天然气浓度为5%。
[2]逐步减小电阻箱的阻值,总电阻变小,总电流变大,根据欧姆定律可知电压表的示数不断增大。
(4)图甲可知浓度越低,变化越快,电压表示数变化越大,即低浓度下灵敏度较高。
13.
解:(1)物块A相对传送带滑动时,根据牛顿第二定律
解得
(2)设要使物块到达传送带右端时的速度大小为,物块滑上传送带时的速度最小为,则
解得
设弹簧被压缩后的最小弹簧势能为,根据能量守恒
解得
(3)设物块A与第一次碰撞后,物块的速度大小为、物块的速度大小为,则根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
解得
A与B第一次碰撞后至第二次碰撞前,在传送带上运动的时间
由于质量相等,因此与与发生弹性碰撞交换速度。因此与第一次碰撞后获得的速度大小为。
根据碰撞的特点及与与碰撞的特点分析可知,第二次碰撞后,的速度大小,第二次碰撞后至第三次碰撞前,物块在传送带上运动的时间
同理分析可知,物块第三次在传送带上运动的时间
因此运动的总时间
14.
解:(1)闭合S瞬间,“歼-15DT”上部分导体的感应电动势为
“歼-15DT”在弹射系统的安培力的作用下继续加速,安培力的方向与运动方向相同,根据闭合电路的欧姆定律得电路中的电流
“歼-15DT”受到的安培力大小
根据牛顿第二定律有
解得
(2)“歼-15DT”速度越大,导体产生的感应电动势越大,回路中电流越小,“歼-15DT”受到的安培力越小。当“歼-15DT”速度最大时加速度为0,此时安培力,
感应电动势为
回路中的电流为
阻力大小
解得
(3)“歼-15DT”在弹射系统的安培力的作用下加速过程,选水平向右为正方向,由动量定理有
电荷量 ,
弹射过程中电源输出的总能量
解得
15.
解:(1)从点沿轴正向射入的颗粒恰好水平通过点,则颗粒在磁场中做圆周运动的轨迹半径为,如图甲所示,根据洛伦兹力提供向心力有
解得
(2)从点沿轴正向射入的颗粒在电场中做类平抛运动,设颗粒出电场时沿轴负方向的分速度为,如图所示
由题意可知
沿轴方向有
根据牛顿第二定律有
联立解得
(3)由图乙所示
为菱形,则所有颗粒离开第二象限磁场时的速度均水平向右。设颗粒进入下方磁场时速度与水平方向夹角为,则
由牛顿第二定律,有
解得
则收集板到轴的距离。
答案第10页,共10页
高二期末物理试卷答案 第8页,共8页
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