四川成都市彭州中学2025-2026学年高二下学期期末考试物理试卷

**基本信息** 四川省彭州中学高二下期期末物理试卷，以75分钟/100分题量，通过电场、磁场、机械波等核心知识，结合质谱仪、真空管道列车等真实科技情境，考查物理观念建构与科学推理能力，如计算题第15题电磁驱动模型，体现对运动与相互作用观念及模型建构的综合测评。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|点电荷、电场强度、波的传播|通过概念辨析（如第1题点电荷条件）强化物理观念| |多选题|3/18|安培力、电磁感应、电容器|结合受力分析与动量守恒（如第9题双棒运动）考查科学推理| |实验题|2/16|变压器电压关系、机械能守恒|设计改进实验（如第12题挡光片测量）培养科学探究能力| |计算题|3/38|气体实验定律、质谱仪、电磁驱动|融合科技情境（如第14题双聚焦分析器）提升问题解决与科学论证素养|

四川省彭州中学2025-2026学年度高2024级高二下期期末考试 物理试卷 考试时间：75分钟 满分：100分 命题人：宋文皓 注意事项： 1. 开考前，请先将自己的姓名、准考证号、座位号涂写在试卷和答题卡规定位置。 2. 选择题部分必须用2B铅笔填涂，非选择题部分必须用0.5MM黑色墨迹签字笔书写。 3. 考试结束后，将答题卡交回。 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1.下列说法正确的是(    ) A. 体积小的带电体就是点电荷 B. 电场强度的方向就是放入电场中的电荷所受电场力的方向 C. 由公式可知，在离带电体很近时， 趋近于零，电场强度无穷大 D. 匀强电场中电场强度处处相同，电场线是一组等间距的平行线 2.如图所示，一个带正电的球体放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球先后挂在横杆上的和处。当小球静止时，丝线与竖直方向的夹角分别为和图中未标出。则(    ) A. 小球带正电， B. 小球带正电， C. 小球带负电， D. 小球带负电， 3.一列沿轴传播的简谐横波在时的波动图像如图甲所示，图乙为质点的振动图像，则以下说法正确的是(    ) A. 该波沿轴正方向传播 B. 若遇到的障碍物，该波能发生明显的衍射现象 C. 该波的传播速率为 D. 经过，质点沿波的传播方向移动 4.如图甲所示，某多级直线加速器由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，序号为奇数和偶数的圆筒分别与图乙所示交变电源两极相连时，位于金属圆板序号为中央的电子，由静止开始加速电子通过圆筒间隙的时间不计，且忽略相对论效应，则(    ) A. 圆筒内部电场强度大小随序号增大而减小 B. 电子在各圆筒中做匀加速直线运动 C. 电子在各圆筒中运动的时间都为 D. 各圆筒的长度之比可能为 5.如图所示，电源为恒流源，即无论电路中的电阻如何变化，流入电路的总电流始终保持恒定，理想电压表与理想电流表的示数分别为、，当变阻器的滑动触头向上滑动时，理想电压表与理想电流表的示数变化量分别为、，下列说法中正确的有(    ) A. 变小 B. 变小 C. D. 6.如图甲所示，在，的区域中存在垂直平面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场用阴影表示磁场的区域，边长为的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以轴为转轴匀速转动时，线圈中产生的交变电动势如图乙所示。若仅磁场的区域发生了变化，线圈中产生的电动势变为图丙所示实线部分，则变化后磁场的区域可能为(    ) A. B. C. D. 7.如图甲所示的两幅图像，用手握住绳的一端，另一端固定，手在竖直方向上下抖动，在绳上就形成了一列机械波，在绳波传播的路径上放置两个带有狭缝的栅栏；如图乙所示的两幅图像，透过两块偏振片、观察可见光，保持不动，旋转。下列说法正确的是(    ) A. 图甲说明绳波是纵波 B. 当栅栏的狭缝与绳的振动方向平行时，绳波不能通过狭缝 C. 对图乙，所用的光源在与传播方向垂直的各个方向上，光的强度一定不相同 D. 对图乙，当与透振方向平行时，透射光的强度最大，转过时，透射光的强度最小 二、多选题：本大题共3小题，共18分。（全选对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分） 8.如图所示，直导线处于足够大的匀强磁场中，与磁感线成角，导线中通过的电流为，为了增大导线所受的安培力，可采取的办法是(    ) A. 增大电流 B. 增加直导线的长度 C. 使导线在纸面内顺时针转角 D. 使导线在纸面内顺时针转角 9.如图所示，平行且光滑的金属导轨、放置在垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为，导轨间距为，电阻不计。质量为的导体棒和质量为的导体棒置于导轨上，两导体棒相距，导体棒和导体棒的电阻分别为和。现在分别给导体棒和导体棒向左和向右的初速度和，关于导体棒和导体棒以后的运动，下列说法正确的是(    ) A. 导体棒和导体棒构成的回路，初始时刻电动势为 B. 初始时刻导体棒所受安培力大小为 C. 当导体棒的速度为时，导体棒的速度为 D. 很长一段时间后，导体棒和导体棒的距离为 10.如图所示，平行板电容器水平放置，板间距离为，上极板正中间有一小孔。有一质量为，电荷量为的带电油滴从小孔正上方高为处的点由静止下落。当开关闭合时，油滴运动到两极板正中间的点速度刚好为零。以下说法正确的是(    ) A. 由到，油滴的电势能增加 B. 保持开关闭合，将上极板向上移动距离为，则油滴不能到点 C. 若开关断开，将下极板向下移动距离为，油滴恰好能返回点 D. 若开关断开，将上极板向上移动距离为，油滴仍恰好到达点 第II卷（非选择题） 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11.某学习小组同学利用可拆变压器“探究变压器的电压与匝数的关系”，实验装置如图甲所示。（6分）    该学习小组同学将电压的交流电源与原线圈相连，将副线圈接在电压传感器可视为理想电压表上，观察到副线圈电压随时间变化的图像可能是下图中的          填选项字母，若原线圈接入电路的匝数为，则副线圈接入电路的匝数为          。    如图乙所示，原线圈接交流电源，副线圈接入小灯泡。第一次将铁芯装好并用螺丝进行加固，第二次未装铁芯。两次原线圈和副线圈接入电路的匝数相同，交流电源的电压也相同，则          填“第一次”或“第二次”小灯泡更亮，判断的依据是          。 12.为了验证机械能守恒定律，同学们设计了如图甲所示的实验装置：（10分） 实验时，一组同学进行了如下操作： 用天平分别测出重物、的质量和的质量含挡光片、的质量含挂钩，且。用螺旋测微器测出挡光片的宽度，测量结果如图丙所示，则          。 将重物、用绳连接后，跨放在定滑轮上。一个同学用手托住重物，另一个同学测量出          填“的上表面”“的下表面”或“挡光片中心”到光电门中心的竖直距离，之后释放重物使其由静止开始下落。 记录挡光片经过光电门的时间。 如果系统重物、的机械能守恒，应满足的关系式为          用质量、，重力加速度为，经过光电门的时间为，挡光片的宽度和距离表示结果。 实验进行过程中，有同学对实验作了改进，如图乙所示。在的下面挂上质量为的钩码，让，经过光电门的速度用表示，距离用表示。仍释放重物使其由静止开始下落，若系统的机械能守恒，则有          。已知重力加速度为 为提高实验结果的准确程度，以下建议中确实对提高准确程度有作用的是           A.绳的质量要轻且尽可能光滑 B.在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好 C.尽量保证重物只沿竖直方向运动，不要摇晃 四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13.某探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度、活塞与容器底的距离的状态。环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态。活塞保持不动，气体被继续加热至温度的状态时触动报警器。从状态到状态的过程中气体内能增加了。取大气压，求气体：（10分） 在状态的温度； 在状态的压强； 由状态到状态过程中从外界吸收热量。 14.双聚焦分析器是一种能同时实现速度聚焦和方向聚焦的质谱仪，其原理如图所示，电场分析器中有指向圆心的辐射状电场，磁场分析器中有垂直于纸面的匀强磁场图中未画出。不同的带正电离子组成的离子束，以不同速度进入电场分析器后能沿着半径为的圆弧轨迹通过电场并从点垂直进入圆形磁场区域，之后从磁场下边界射出并进入检测器，检测器可在，之间左右移动且与磁场下边界的距离恒等于。某一质量为、电荷量为的带正电离子通过电场区域和磁场区域后，恰好垂直于磁场下边界射出，并从点进入检测器，已知磁场区域的磁感应强度大小为，，忽略离子间的相互作用，求：（12分） 离子在匀强磁场中运动时的速度大小； 电场分析器中圆弧轨迹处的电场强度大小； 探测器能接收到的离子中比荷的最大值。 15.真空管道超高速列车的动力系统是一种将电能直接转换成平动动能的装置。图是某种动力系统的简化模型，图中粗实线表示固定在水平面上间距为的两条平行光滑金属导轨，电阻忽略不计。和是两根与导轨垂直、长度均为、电阻均为的金属棒，通过绝缘材料固定在列车底部，并与导轨良好接触，其间距也为，列车的总质量为。列车启动前，、处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下，如图所示。为使列车启动，需在、间连接电动势为的直流电源，电源内阻及导线电阻忽略不计。列车启动后电源自动关闭。（16分） 要使列车向右运行，启动时图中、哪个接电源正极，并简要说明理由； 求刚接通电源时列车加速度的大小； 列车减速时，需在前方设置如图所示的一系列磁感应强度为的匀强磁场区域，磁场宽度和相邻磁场间距均大于。若某时刻列车的速度为，此时、均在无磁场区域，试讨论：要使列车停下来，前方至少需要多少块这样的有界磁场？ 四川省彭州中学2025-2026学年度高2024级高二下期期末考试 物理试卷答案 1.【答案】  【解析】【分析】 点电荷跟带电体的体积无必然联系，正电荷在电场中的受力方向才是电场强度的方向，适用于真空中静止的点电荷，根据匀强电场的特点可知道其电场的特点。 【解答】 A.点电荷是理想化物理模型，电荷的形状、体积和电荷量对分析的问题的影响可以忽略时，就可以看成是点电荷，但是体积小的带电体在有些情况下也不能看成点电荷，体积很大的带电体也有可能看成是点电荷，故A错误；B.电场强度的大小  ，电场强度的方向就是放入电场中正电荷所受电场力的方向，与负电荷所受电场力的方向相反，故 B错误； C.公式适用于真空中静止的点电荷，在离点电荷很近的地方，趋近于零，公式不再适用，故C错误； D.匀强电场中电场强度处处相同，电场线是一组等间距的平行线，故D正确。 2.【答案】  【解析】【分析】 对小球受力分析，其受重力，绳的拉力，库仑力，进而得到夹角的表达式 重点掌握库仑力表达式，其次是正确表示角度，尽量用重力，不要用绳的拉力来表示。 【解答】 小球与相互排斥，、带同种电荷，带正电，也带正电 小球受重力，绳的拉力，库仑力，绳与竖直方向夹角为： 库仑力：， 由于电荷悬挂在点时距离小，库仑力大，偏角大，故，故A正确，BCD错误 故选：。 3.【答案】  【解析】在乙图上读出时刻质点的振动方向沿轴负方向，在甲图上判断出该波的传播方向沿轴负方向，故 A错误；该波的波长为，所以该波在传播过程中若遇到的障碍物，能发生明显的衍射现象，故B正确；由甲读出该波的波长为，由乙图读出周期为，则波速为，故 C错误；质点只在自己的平衡位置附近上下振动，并不沿波的传播方向向前迁移，故D错误。 4.【答案】  【解析】【分析】 根据质子受力情况，分析质子运动情况；质子经过次加速，根据动能定理，求速度大小；只有质子在每个圆筒中匀速运动时间为  时，才能保证每次在缝隙中被电场加速；根据匀速直线运动位移时间公式，求各金属筒的长度之比。 本题考查学生对动能定理、匀速直线运动位移时间公式的掌握，是一道中等难度题。 【解答】金属圆筒中电场为零，质子不受电场力，做匀速运动，故AB错误； C.只有质子在每个圆筒中匀速运动时间为  时，才能保证每次在缝隙中被电场加速，故C错误； D.质子进入第个圆筒时，经过次加速，根据动能定理，解得，第个圆筒长度，则各金属筒的长度之比为  ，故D正确。 故选 D。 5.【答案】  【解析】据题意，电源为恒流源，能够提供持续的定值电流，电阻两端电压不变，则当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，阻值增大，则并联部分电阻增大，根据欧姆定律可知，并联部分电压增大，电压表示数增大，流过定值电阻的电流增大，则流过定值电阻和滑动变阻器的电流减小，故A正确，B错误； 电压表读数的变化量等于电阻两端电压的变化量，设通过的电流变化为，则 电阻两端电压变化 则得 故CD错误。 故选A。 6.【答案】  【解析】根据题意可知，磁场区域变化前线圈产生的感应电动势为 由题图丙可知，磁场区域变化后，当  时，线圈的侧边开始切割磁感线，即当线圈旋转  时开始切割磁感线，且图丙显示开始产生感应电动势到结束关于最大值对称，故磁场区域应关于轴对称，由几何关系可知磁场区域平行于轴的边长变为； C正确。 故选C。 7.【答案】  【解析】题图甲说明绳波的振动方向与传播方向垂直，故是横波，A错误；当狭缝的方向与绳的振动方向相同时，绳上横波可以通过狭缝，狭缝的方向与绳的振动方向垂直时，绳上横波不能通过，B错误；对题图乙，要用自然光来演示光的偏振现象，所用的光源在与传播方向垂直的各个方向上，光的强度相同，C错误；旋转，当与平行，透射光的强度最大，由此转过，透射光的强度最小，D正确。 8.【答案】  【解析】由公式知，当增大电流时，可增大通电导线所受的安培力，故A正确由公式知，当增加直导线的长度时，可增大通电导线所受的安培力，故B正确当直导线在纸面内顺时针转时，导线与磁场方向平行，则所受安培力为零，故C错误当直导线在纸面内顺时针转时，导线沿垂直磁场方向投影长度缩短，则所受安培力减小，故D错误。 9.【答案】  【解析】根据右手定则可知，初始时刻导体棒和导体棒中感应电流方向分别为向下和向上，所以总感应电动势大小为，故A正确初始时刻，回路中电流为，导体棒所受安培力大小为，故B错误导体棒和导体棒所受安培力大小相等、方向相反，则导体棒和导体棒组成的系统所受合力为零，动量守恒，取向右为正方向，根据动量守恒定律有，解得，故C错误 很长一段时间后，回路中的感应电流为零，导体棒和导体棒会以相同的速度运动，根据动量守恒定律有，解得，对导体棒根据动量定理有，设最终导体棒和导体棒的距离为，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律有，解得，故D正确。 10.【答案】  【解析】A.由到，根据动能定理可得  可知克服电场力做功为  根据功能关系可知油滴的电势能增加  ，故A错误； B.保持开关闭合，则板间电势差保持不变，将上极板向上移动距离为，板间距离变为原来的倍，则场强变为原来的一半，即有  从到，重力做功为  克服电场力做功为  可知重力做功小于克服电场力做功，所以油滴不能到点，故B正确； C.若开关断开，则极板所带的电荷量不变，将下极板向下移动距离为，根据  可知板间场强保持不变；从到，重力做功为  克服电场力做功为  由于重力做功等于克服电场力做功，所以油滴仍恰好到达点，之后根据运动可逆性，可知油滴恰好能返回点，故C正确； D.若开关断开，将上极板向上移动距离为，可知板间场强保持不变；从到，重力做功为  克服电场力做功为  可知重力做功小于克服电场力做功，所以油滴不能到点，故D错误。 故选BC。 11.【答案】 第一次 第二次存在漏磁现象   【解析】变压器不改变交变电流的频率，原线圈电压周期为，所以副线圈电压随时间变化的图像可能是图中的，由可知，副线圈接入电路的匝数为。 由于第二次未装铁芯，变压器存在漏磁现象，第二次副线圈两端的电压小于第一次副线圈两端的电压，所以第一次小灯泡更亮。 12.【答案】 挡光片中心   【解析】【分析】 螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数，需估读； 根据系统机械能守恒，得出系统重力势能的减小量和系统动能的增加量，根据极短时间内的平均速度表示瞬时速度求出系统末动能； 依据实验原理，及引起的误差根源，即可求解。 解决本题的关键知道实验的原理，知道误差产生的原因；明确验证机械能守恒定律的实验方法，难度适中。 【解答】 螺旋测微器的读数为：； 需要测量系统重力势能的变化量，则应该测量出挡光片中心到光电门中心的距离， 系统的末速度为：， 则系统重力势能的减小量 ， 系统动能的增加量为：。 若系统机械能守恒，则有： ， 若机械能守恒，则， 解得： 、绳的质量越小，对系统的加速度的影响越小，绳子尽可能光滑，可能减少摩擦力做负功带来的误差，故A正确； B、绳子的长度要适合，也不能太长，故B错误； C、钩码只沿竖直方向运动，不要摇晃时，重物的运动也更加稳定，故C正确。 13.【答案】解：根据题意可知，气体由状态变化到状态的过程中，封闭气体的压强不变，则有， 解得； 从状态到状态的过程中，活塞缓慢上升，则，解得， 根据题意可知，气体由状态变化到状态的过程中，气体的体积不变，则有， 解得； 根据题意可知，从状态到状态的过程中外界对气体做功为， 由热力学第一定律有， 解得。  【解析】从状态到状态的过程中气体发生等压变化，根据盖吕萨克定律求气体在状态的温度； 从状态到状态的过程中气体发生等容变化，根据查理定律求气体在状态的压强； 根据求出从状态到状态的过程中气体对外做的功，再根据热力学第一定律求由状态到状态过程中从外界吸收热量。 14.【答案】设离子的速度大小为，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则 解得 粒子在电场中也做匀速圆周运动，在电场中，电场力提供向心力，则 解得 设在某处被检测到的离子在磁场中运动的轨道半径为，则在磁场中有 在电场中有 可得 由此可知离子的比荷与运动半径的平方成反比，当离子运动半径最小时，比荷最大。 作出符合条件的离子的运动轨迹如图所示，易知在处被检测到的离子的运动半径最小，离子的比荷最大，设此离子的运动半径为，由几何关系可知     ，  ，  则 由几何关系有 联立解得 由 可得离子比荷的最大值为。   【解析】详细解答和解析过程见【答案】 15.【答案】【小题】 解：接电压正极，列车要向右运动，安培力方向向右，根据左手定则，接通电源后，金属棒中电流方向由到、由到，故接电源正极。 答：要使列车向右运行，启动时图中接电源正极。 【小题】 解：由题意，启动时、并联，设回路总电阻为，由电阻的串并联知识可得： 设回路总电流为，根据闭合电路欧姆定律有： 设两根金属棒所受安培力之和为， 有： 根据牛顿第二定律有：得： 答：刚接通电源时列车加速度的大小为。 【小题】 解：设列车减速时，进入磁场后经时间恰好进入磁场， 此过程中穿过金属棒与导轨所围回路的磁通量的变化率为，平均感应电动势为， 则由法拉第电磁感应定律有： 其中设回路中平均电流为，由闭合电路欧姆定律有： 设受到的平均安培力为，有：以向右为正方向， 设时间内受到安培力冲量为，有： 同理可知，回路出磁场时受安培力冲量仍为上述值， 设回路进出一块有界磁场区域安培力冲量为，有：设列车停下来受到的总冲量为，由动量定理有：联立上式解得： 讨论：若恰好为整数，设其为，则需设置块磁场，若的整数部分为，则需设置块磁场。 答：前方至少需要块这样的有界磁场。   【解析】本题是牛顿第二定律、动量定理、冲量以及电磁感应的综合题，题目所涉及知识点较多，需要考生需要较强的物理功底以及灵活的思维。 列车向右运动可知所受安培力向右，根据左手定则确定电流方向，再根据电流方向确定谁接电源正极； 根据欧姆定律求得导体棒中的电流大小，再根据求得安培力的大小，最后根据牛顿第二定律求得电源刚接通时列车的加速度； 列车通过磁场区域时，穿过回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，求得穿过一个有界磁场过程中感应电流引起的安培力的冲量大小，再根据使列车停下所需的总冲量大小由动量定理得，根据两者的比值确定需要多少块有界磁场才可以使列车停下。 本题是牛顿第二定律、动量定理、冲量以及电磁感应的综合题，题目所涉及知识点较多，需要考生需要较强的物理功底以及灵活的思维。 列车向右运动可知所受安培力向右，根据左手定则确定电流方向，再根据电流方向确定谁接电源正极； 根据欧姆定律求得导体棒中的电流大小，再根据求得安培力的大小，最后根据牛顿第二定律求得电源刚接通时列车的加速度； 列车通过磁场区域时，穿过回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，求得穿过一个有界磁场过程中感应电流引起的安培力的冲量大小，再根据使列车停下所需的总冲量大小由动量定理得，根据两者的比值确定需要多少块有界磁场才可以使列车停下。本题考查导体切割磁感线产生的感应电动势。 列车向右运动可知所受安培力向右，根据左手定则确定电流方向，再根据电流方向确定谁接电源正极。 本题考查安培力、欧姆定律等知识点的综合运用。 根据欧姆定律求得导体棒中的电流大小，再根据求得安培力的大小，最后根据牛顿第二定律求得电源刚接通时列车的加速度。 本题考查带电粒子在有界磁场中的运动。 列车通过磁场区域时，穿过回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，求得穿过一个有界磁场过程中感应电流引起的安培力的冲量大小，再根据使列车停下所需的总冲量大小由动量定理得，根据两者的比值确定需要多少块有界磁场才可以使列车停下。 见答案  见答案 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $