河南开封市五县2025-2026学年高二下学期物理期末自编练习题（三）

**基本信息** 以可控核聚变、磁单极子等科技前沿及自行车速度计、车载气垫床等生活情境为载体，覆盖电磁学、热学、近代物理等模块，通过综合题与创新实验题考查物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7题|核反应比结合能、表面张力、气体实验定律、变压器等效电阻、磁单极子电磁感应|结合可控核聚变（第1题）、霍尔效应传感器（第7题）等科技情境，考查物理观念| |多选题|3题|电磁波、气体p-T图像、电磁感应电荷量计算|以黑体辐射（第8题）、磁通量变化（第10题）为背景，体现科学论证| |实验题|2题|油膜法类比测直径、安培力实验电路设计|第11题通过小黄米直径测量迁移油膜法思想，第12题结合电磁炮原理，培养科学探究能力| |解答题|3题|交变电流有效值、气体定律充气问题、电磁感应与动量综合|第15题综合电磁感应、动量守恒与能量转化，考查模型建构与科学推理|

河南省开封市五县2025-2026学年下学期高二年级物理学科 期末自编练习题（三） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．可控核聚变将彻底改变全球能源结构，实现零碳、安全、永续的能源供给，是人类迈向可持续发展的关键技术，核聚变的主要反应物是、，在高温条件下生成同时释放一个粒子。已知、、以及粒子的质量分别为、、、，、、的比结合能分别为、、，真空中光速为。则（     ） A．粒子是电子 B．根据质量守恒定律可得 C．该反应释放的核能为 D．该反应的比结合能大于的比结合能 2．如图所示，把质量为m的金属缝衣针放在一张餐巾纸上，再将餐巾纸轻放在水面上，餐巾纸浸湿下沉，而缝衣针会停在水面，重力加速度为g。下列说法正确的是（     ） A．水的表面张力方向竖直向上 B．水对缝衣针的作用力方向竖直向下 C．水对缝衣针的作用力大小等于mg D．水对缝衣针的作用力大小大于mg 3．某同学设计的超重报警装置示意图如图所示。长度、导热性能良好的薄壁容器水平固定，开口向右。厚度不计的轻质活塞将一定质量的理想气体封闭在容器内，活塞通过水平轻绳跨过滑轮与重物相连，预警传感器固定在距离容器开口处。不挂重物时封闭气体的长度。轻绳上挂上质量的重物，一段时间后活塞重新静止于预警传感器处，系统发出超重预警。已知环境温度，大气压强恒为，重力加速度大小，不计一切摩擦。活塞的横截面积为（    ） A． B． C． D． 4．如图甲、乙所示，可将理想变压器和副线圈所接负载整体看成一阻值为的等效负载直接连在原线圈一侧。如图甲所示的理想变压器原、副线圈的匝数比，输入端接在电压有效值恒为的交流电源上，定值电阻，要求当输出端连接电阻为的负载时，变压器的输出功率最大。下列说法正确的是（     ） A．等效负载 B．负载电阻 C．变压器的输出电压为 D．变压器的最大输出功率为 5．自1932年磁单极子概念被狄拉克提出以来，不管是理论还是实验物理学家都一直在努力寻找，但迄今仍然没能找到它们存在的确凿证据。如果一个只有S极的磁单极子从上向下穿过如图所示的闭合超导线圈，那么，从上向下看，在该过程中这个线圈中感应电流方向为（　　） A．先逆时针方向，然后顺时针方向 B．先顺时针方向，然后逆时针方向 C．一直逆时针方向 D．一直顺时针方向 6．如图所示，电子枪发射高速电子，经偏转线圈产生的偏转磁场发生偏转，打在荧光屏上点。垂直于纸面向内看，偏转磁场的方向可能是（     ） A． B． C． D． 7．自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，自行车前轮的辐条上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就通过传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场，电流方向都垂直的方向上产生如图乙所示的霍尔电势差。下列说法正确的是（    ） A．自行车的车速不影响霍尔电势差的高低 B．图乙中霍尔元件的电流I是由正电荷定向运动形成的 C．根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的辐条数即可获知车速大小 D．如果电源电动势减小，则霍尔电势差增加 二、多选题 8．下列说法中正确的是（     ） A．麦克斯韦预言了电磁波的存在 B．电磁波不能在真空中传播 C．能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体叫作黑体 D．爱因斯坦最早提出能量子概念，并成功解释黑体辐射实验规律，他是量子力学的奠基人之一 9．一定质量的理想气体，状态从的变化过程可用如图所示的图线描述，其中气体在状态时的体积，从状态变化到状态过程中，气体吸收了的热量，则（　　） A．在状态B时气体的体积为 B．在状态C时气体的体积为 C．从B到C的过程中气体对外界做功 D．从B到C的过程中气体内能增加 10．如图甲所示，电阻为、匝数为100匝的线圈（图中只画了2匝）两端与电阻相连，。线圈内有方向垂直于纸面向里的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化，则（　　）   A．点的电势高于点的电势 B．电阻两端的电压为0.5V C．回路中电流为0.05A D．0.1s时间内通过电阻的电荷量为0.05C 三、实验题 11．某同学模仿“用油膜法测分子直径”的实验方案来估测小黄米（可视为球形小颗粒）的直径。实验步骤如下： ①先用量筒测量出一定数量小黄米的体积为V； ②再将其平铺在水平的坐标纸上，使小黄米紧挨着排成单层结构； ③用铅笔描绘出边缘的轮廓如图； ④撤去小黄米，进行数据处理。 (1)坐标纸上每个小正方形方格的边长为L，轮廓所围的面积为__________。 (2)该同学估测出小黄米的直径为__________。 (3)用量筒测量小黄米的体积V比小黄米的实际体积__________（填“偏大”、“偏小”或“没有偏差”）。 (4)该同学重复几次实验，每次计算出小黄米的直径都在1mm左右，若用10分度的游标卡尺测量其直径，__________（填“能”或“不能”）使相对误差小于 （相对误差=100%） 12．“祖冲之”研究小组用图中所给的器材进行与安培力有关的实验。金属导轨和固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）的极位于两导轨的正上方，极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。 (1)在图中画出连线，完成实验电路，要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向运动____； (2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议： A．适当增大两导轨间的距离 B．换一根更长的金属棒 C．适当减小金属棒中的电流 其中正确的是 （填入正确选项前的字母）； (3)根据磁场会对电流产生作用力的原理，人们发明了_____（填入正确选项前的字母）。 A．回旋加速器 B．电磁炮 C．质谱仪 四、解答题 13．如图所示，一个小型应急交流发电机，内部为匝，边长的正方形线圈，总电阻为，线圈在磁感应强度为的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动。发电机对一电阻为的电灯供电，线路中其它电阻不计，若发电机的转动角速度为时，电灯正常发光，求： (1)线圈中感应电动势的最大值及交流电表的示数； (2)线圈从中性面位置转过的过程中，通过电灯的电荷量。 14．如图所示为车载气垫床，图中是充气后的情景。若未充气时，气垫床内部气体压强为，体积为，早晨，用充气筒给气垫床充气，使其内部气体压强增加到，体积增加到，充气筒每次充入压强为、体积为的气体。设充气过程中气体温度恒为，充好气后气垫床静置在车内，气垫床内气体的质量和体积不再变化，至中午时气垫床内部气体温度升高到，气垫床内部气体看成理想气体。求： (1)早晨用充气筒充气的次数； (2)中午时气垫床内部气体的压强。 15．如图所示，足够长的间距L=1m的平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面内，导轨间存在一个宽度d=1m的匀强磁场区域，磁感应强度大小B=0.5T，方向垂直纸面向外。一根质量ma=0.1kg、阻值R=0.5Ω的金属棒a以初速度v0=4m/s从左端开始沿导轨滑动，穿过磁场区域后，与另一根质量mb=0.2kg、阻值R=0.5Ω的原来静置在导轨上的金属棒b发生弹性碰撞，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。求金属棒： (1)a刚进入磁场时，金属棒a所受安培力的大小F安； (2)a第一次穿过磁场过程中通过金属棒b的电荷量q； (3)a最终停止的位置距磁场右边界的距离x。 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 《河南省开封市通许县2005-2006学年下学期高二年级物理学科期末自编练习题（三）》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C B D D B A AC BC AD 1．D 【详解】A．根据核反应电荷数守恒、质量数守恒，的电荷数为，质量数为，可知是中子，不是电子，故A错误； B．该核反应释放能量，存在质量亏损，因此反应前总质量大于反应后总质量，即，不满足该等式，故B错误； C．释放的核能等于生成物总结合能减去反应物总结合能，中子为自由核子、结合能为0，故释放的核能，故C错误； D．核聚变反应释放能量，说明生成的原子核更稳定，而比结合能越大原子核越稳定，因此的比结合能大于的比结合能，故D正确。 故选D。 2．C 【详解】A．液体的表面张力方向沿液体表面的切线方向，不是竖直向上，故A错误； B．缝衣针静止在水面，处于平衡状态，竖直方向重力向下，因此水对缝衣针的总作用力方向竖直向上，故B错误； CD．缝衣针静止，受力平衡，在竖直方向上，水对缝衣针的作用力的合力与重力大小相等、方向相反，因此水对缝衣针的作用力大小等于，故C正确，D错误。 故选C。 3．B 【详解】对封闭气体，初态，，末态活塞位于传感器处， 对活塞受力分析有 即 由玻意耳定律 代入数据解得 故选B。 4．D 【详解】A．根据理想变压器电压比，电流比，等效电阻 代入得，A错误； B．变压器输出功率等于等效电阻的功率，总电路中相当于内阻，根据电源输出功率最大的条件：当等效电阻时，输出功率最大。 代入得，B错误； C．当输出功率最大时，原线圈电流 原线圈电压 由电压比得输出电压，C错误； D．输出功率等于等效电阻的功率，最大输出功率， D正确。 故选D。 5．D 【详解】只有S极的磁单极子从上到下穿过闭合超导线圈，可分成穿入和穿出两个过程。磁单极子从上到下穿入闭合超导线圈时，向上的磁通量增加，由楞次定律可判断出，从上向下看，闭合超导线圈中将出现顺时针方向的感应电流；磁单极子穿出闭合超导线圈时，向下的磁通量减少，由楞次定律可判断出，从上向下看，闭合超导线圈中将出现顺时针方向的感应电流；所以磁单极子从上到下穿过闭合超导线圈，从上向下看，闭合超导线圈中将出现顺时针方向的持续流动的感应电流。 故选D。 6．B 【详解】A．图中磁场方向垂直纸面向里，由于电子带负电，根据左手定则可知，电子向下偏转，不可能打在荧光屏上点，故A错误； B．图中磁场方向垂直纸面向外，由于电子带负电，根据左手定则可知，电子向上偏转，可能打在荧光屏上点，故B正确； C．图中磁场方向平行纸面向下，由于电子带负电，根据左手定则可知，电子向外偏转，不可能打在荧光屏上点，故C错误； D．图中磁场方向平行纸面向上，由于电子带负电，根据左手定则可知，电子向里偏转，不可能打在荧光屏上点，故D错误。 故选B。 7．A 【详解】A．达到稳定状态时自由电荷受到的电场力与洛伦兹力平衡，设产生霍尔电势差的两个表面间的距离为，沿磁场方向的厚度为，自由电荷的定向移动速率为，根据平衡条件有 解得 设霍尔元件单位体积内的自由电荷数为，根据电流的微观表达式有 联立解得 可知霍尔电势差的大小由磁感应强度、流过元件的电流以及元件本身的性质决定，与自行车的车速大小无关，故A正确； B．根据图乙可知，磁场方向向下，电流方向向左，由左手定则可知电荷受到的洛伦兹力指向前表面；而由图乙可知，霍尔元件前表面一侧的引脚标有“-”，即前表面的电势低于后表面，这说明前表面偏转并聚集的是带负电的自由电荷，因此图乙中霍尔元件的电流是由带负电的自由电荷定向运动形成的，故B错误； C．自行车前轮只安装了一块磁铁，轮子每转一圈输出一个脉冲，设单位时间内的脉冲数为，则车轮转动的频率为，若要计算自行车的车速还需要知道车轮的半径，根据圆周运动的规律有 可知该车速的计算与车轮的辐条数无关，因此仅根据单位时间内的脉冲数和车轮的辐条数无法获知车速大小，故C错误； D．如果电源电动势减小，根据闭合电路欧姆定律可知流过霍尔元件的电流减小，由选项A的推导结果可知霍尔电势差将减小，故D错误。 故选A。 8．AC 【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹验证了电磁波的存在，故A正确； B．电磁波可以在真空中传播，且传播速度等于光速，故B错误； C．如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波，而不发生反射，这种物体就被称为“黑体”，故C正确； D．普朗克通过研究黑体辐射最早提出能量子的概念，并成功解释黑体辐射实验规律，成为量子力学的奠基人之一，故D错误。 故选AC。 9．BC 【详解】A．由图可知，过程为等温变化。温度不变，由玻意耳定律 解得，故A错误； B．由图可知，过程为等压变化。压强不变，由盖—吕萨克定律 解得，故B正确； C．过程为等压变化，体积变大，等压膨胀对外做功，故C正确； D．根据热力学第一定律，故D错误。 故选BC。 10．AD 【详解】A．根据楞次定律可知，A点的电势高于B点的电势，选项A正确； BC．感应电动势 回路中电流为 电阻R两端的电压为，选项BC错误； D．0.1s时间内通过电阻R的电荷量为，选项D正确。 故选AD。 11．(1) (2) (3)偏大 (4)不能 【详解】（1）通过估算，舍去不足半格的，大于等于半格的记为一格，总计72格，而每格的边长为L，则可知形成的轮廓面积约为。 （2）由题意可得小黄米的直径为 （3）因为小黄米之间有间隙，所以用量筒测量小黄米的体积V比小黄米的实际体积要偏大； （4）因为10分度的游标卡尺分度值为0.1mm，所以最小相对误差为 所以不能使相对误差小于±3%。 12．(1) (2)A (3)B 【详解】（1）滑动变阻器以限流方式接入电路，磁场垂直导轨平面竖直向上，根据左手定则可知电源正极应接，电路连线如图所示 （2）AC．根据公式可得，适当增加导轨间的距离或者增大电流，可增大金属棒受到的安培力，根据动能定理有 则金属棒离开导轨时的动能变大，即离开导轨时的速度变大，故A正确，C错误； B．若换用一根更长的金属棒，但导轨间的距离不变，安培力F不变，棒的质量变大，速度为 可得速度变小，故B错误。 故选A。 （3）AC．回旋加速器和质谱仪都是根据带电粒子在磁场中受洛伦兹力而做圆周运动制成的，不是磁场对电流产生作用力的原理，故AC错误； B．根据磁场会对电流产生作用力的原理，人们发明了电磁炮，故B正确。 故选B。 13．(1)， (2) 【详解】（1）线圈中感应电动势的最大值为 代入数据可得 电动势有效值为 则交流电表的示数为 （2）线圈从中性面位置转过的过程中，通过电灯的电荷量为 可得 14．(1) (2) 【详解】（1）充气过程中气体温度不变，对原气体和充入气体整体为研究对象。设充气次数为，初态总压强为，总体积为；末态压强为，体积为 根据玻意耳定律可得 解得 （2）充气后体积不变，气体做等容变化。初态压强为，温度为；末态温度为，设压强为 根据查理定律可得 解得 15．(1)1N (2)0.5C (3)0.2m 【详解】（1）金属棒a刚进入磁场时，有 感应电流大小为 金属棒a所受安培力的大小为 （2）a第一次穿过磁场过程中通过金属棒b的电荷量为 根据闭合电路欧姆定律可得，， 联立解得 （3）金属棒a穿过磁场过程中，根据动量定理可得 解得 金属棒a与金属棒b发生弹性碰撞，有， 联立解得 金属棒a反弹重新进入磁场到最终停止过程中，设位移大小x，对金属棒a，根据动量定理可得，， 联立解得 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 $