精品解析：浙江杭州第二中学2025-2026学年高一下学期6月期末物理试题

杭州二中2025学年第二学期高一年级期末考 物理试卷 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 某手机电池上标明了其容量为“”，容量这个物理量的国际单位是（ ） A. 库仑（C） B. 伏特（V） C. 瓦特（W） D. 焦耳（J） 【答案】A 【解析】 【详解】电池容量标注的是电流单位与时间单位的乘积，根据电荷量定义式，可知容量对应的物理量是电荷量。库仑（）是电荷量的国际单位。 故选A。 2. 两个完全相同的金属球A和B，其中A球带电荷量为、B球带电荷量为（均可视为点电荷）。两者相距为r，此时两球间的库仑力大小为F。现将金属球A和B接触后又放回原处，则两球之间的库仑力大小变为（　　） A. F B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据库仑定律可得 将金属球A和B接触后又放回原处，接触后A、B所带的电荷量均为 则两球之间的库仑力大小变为 故选C。 3. 关于下列四个现象，说法正确的有（ ） A. 甲图中，该女生和带电的金属球带有异种性质的电荷 B. 乙图中，超高压作业的电力工人要穿绝缘材料做成的工作服 C. 丙图中，在燃气灶中安装电子点火器，是利用了摩擦起电的原理 D. 丁图中，在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，是为了导走人体的静电 【答案】D 【解析】 【详解】A．女生接触金属球，与金属球带同种电荷，故A错误； B．电力工人进行高压带电操作时一定要穿含金属丝的工作服，通过静电屏蔽来防止静电对人体的危害，故B错误； C．在燃气灶中安装电子点火器，是利用了尖端放电的原理，故C错误； D．在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，是为了导走人体的静电，防止因静电而引发安全事故，故D正确。 故选D。 4. 福建舰是我国第一艘配备电磁弹射系统的航空母舰。利用电磁弹射技术把舰载机弹射出去的力主要是（　　） A. 电场力 B. 安培力 C. 洛伦兹力 D. 万有引力 【答案】B 【解析】 【详解】电磁弹射系统通过导体中的电流在磁场中产生安培力来弹射舰载机，安培力是主要力， 故选B。 5. 有一种电子束焊接机，其核心部件由如图所示的高压辐向电场组成。该电场的电场线如图中带箭头的直线所示，则电子在a、b、c、d四点中，电势能最大的点是（ ） A. a点 B. b点 C. c点 D. d点 【答案】A 【解析】 【详解】由图可知，电场线由中心指向外部，沿电场线方向电势降低，故离中心越远电势越低，故在a、b、c、d四点中，a点的电势最低，根据可知，电势越低，电子的电势能越大，可知电势能最大的点是a点。 故选A。 6. 心电图是现代医疗诊断中的重要工具。其原理是通过体表电极记录心脏电活动在人体表面产生的电势差变化，即心电图，医生通过分析心电图波形可以判断心脏的生理状况，从物理学的角度看，心电图直接测量的是（　　） A. 人体的电阻 B. 人体的电流 C. 体表两点间的电压 D. 心脏的电场强度 【答案】C 【解析】 【详解】根据题干描述，心电图是通过体表电极记录心脏电活动在人体表面产生的电势差变化。 A．心电图测量的是电势差（电压），而非电阻，电阻需通过电压和电流计算得出，但心电图未直接测量电流或电阻，故A错误； B．心电图记录的是电势差变化，而非电流本身；电流是电荷流动的物理量，但心电图电极仅用于测量电压，故B错误； C．题干明确指出心电图记录“电势差变化”，电势差即电压，且电极置于体表两点间，故C正确； D．电场强度是矢量，表示电场中某点的力，而心电图测量的是体表两点间的电势差（标量），并非电场强度，电场强度可通过电势梯度间接计算，但非直接测量对象，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，某同学用玻璃皿在中心放一个圆柱形电极接电源的负极、沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极做“旋转的液体”的实验。电源的电动势为，内阻，限流电阻，玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为，闭合开关后当液体旋转时电压表的示数恒为，则（ ） A. 由上往下看，液体做顺时针旋转 B. 电源的总功率为 C. 液体的电功率为 D. 液体的热功率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．图中未标明磁铁的磁极，无法确定磁场方向，因此无法判断液体的旋转方向，故A错误； B．由闭合电路欧姆定律 解得电路中的电流 电源的总功率，故B错误； C．液体的电功率，故C正确； D．液体的热功率，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，甲、乙两图中平行板电容器与恒定电源保持连接，甲图中B板接地，乙图中A板接地。丙、丁两图中平行板电容器充电后与电源断开，丙图中B板接地，丁图中A板接地。P为两板空间中的一点，现保持A板位置不变，将四个图中的B板均向下平移一小段距离，则四个图中P点的电势不变的是（　　） A. 甲图 B. 乙图 C. 丙图 D. 丁图 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲中电容器两端电压U一定，B板接地，即A板电势大小为U，根据 可知，当B板向下平移时，d增大，电场强度减小，根据 解得 可知，B板向下平移时，电场强度减小，P点的电势升高，A错误； B．图乙中电容器两端电压U一定，A板接地，即A板电势为0，根据上述，电场强度减小，根据 解得 可知，P点电势为负值，由于电势的正负表示大小，则B板向下平移时，电场强度减小，P点的电势升高，B错误； C．图乙中电容器所带电荷量Q一定，B板接地，根据 ， 解得 可知，当B板向下平移时，d增大，电场强度一定，根据 解得 可知，B板向下平移时，电场强度一定，PB间距增大，则P点的电势升高，C错误； D．图乙中电容器所带电荷量Q一定，根据上述，电场强度一定，A板接地，根据 解得 可知，B板向下平移时，电场强度一定，AP间距一定，则P点的电势不变，D正确。 故选D。 9. 图1是实验室的可拆卸铅蓄电池装置，图2是其示意图，其原理为铅与稀硫酸间的化学反应。图中为电池正极（二氧化铅棒），为电池负极（铅棒），、分别为与正、负极非常靠近的探针（探针是为测量内电压而加入电池的，它们不参与化学反应）。用电压传感器（可看作理想电压表）测量各端之间的电势差，数据如下表。则下列说法正确的是（ ） 外电路断开时 约为 在、之间接入电阻时 A. 在、之间接入电阻时，稀硫酸溶液中的电流方向向右 B. 在、之间接入电阻时，电池中静电力做正功 C. 该电池的电动势约为 D. 该电池的内阻约为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意，M为正极，N为负极，在M、N之间接入电阻时，稀硫酸溶液中的电流方向即电源内部电流方向从N流向M，由图2可知方向向左，故A错误； B．在电池内部，电流从负极流向正极，静电力阻碍电荷移动，做负功，故B错误； C．当外电路断开时，路端电压等于电动势，则，故C错误； D．在、之间接入电阻时，电路中电流 铅蓄电池电动势为 由闭合电路欧姆定律 解得内阻，故D正确。 故选D。 10. 回旋加速器的两个半圆形“”型盒之间的距离不可忽略（如图甲所示），将导致被加速的粒子运动一周所用的时间略大于方波交流电（如图乙所示）的周期。若粒子的初速度为零，“”型盒的半径为，匀强磁场的磁感应强度为，不考虑相对论效应，为使粒子能完成加速离开回旋加速器，则加在两“”型盒之间的电压至少为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】离开回旋加速器时，粒子的轨迹半径等于“”型盒的半径，根据洛伦兹力提供向心力可得 可得 圆周运动的周期为 “”型盒之间的距离不可忽略，将导致被加速的粒子运动一周所用的时间略大于方波交流电周期，为了保证粒子每次穿过缝隙时电场方向恰好反向，使粒子持续加速，粒子在缝隙中运动的总时间必须不超过半个周期，设粒子被加速次，每次加速获得动能，总动能 粒子在缝隙中做匀加速直线运动，总位移为，平均速度为，可得在缝隙运动时间为 临界条件为 联立可得 代入，可得 故选C。 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11. 如图（a）所示，静止在水平桌面上的磁悬浮地球仪由质量分别为m和M的地球模型和底座构成，悬浮原理如图（b）所示，当底座内线圈通电时，地球模型受到磁场作用而悬浮起来，取重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 底座对桌面的压力大小为 B. 线圈电流在软铁内产生的磁场向上 C. 图中线圈的a端须连接电源的正极 D. 增大线圈电流，地球模型平衡后受到磁场作用力变大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由题知，地球模型和底座组成的整体处于静止状态，对整体受力分析，根据平衡条件有 根据牛顿第三定律可知底座对桌面的压力大小为，故A正确； BC．根据同名磁极相互排斥，线圈上端必须是S极，线圈电流在软铁内产生的磁场向下，根据安培定则，可知图中线圈的a端须连接电源的正极，故B错误，C正确； D．地球模型平衡后，受重力和磁场力作用，根据平衡条件，可得磁场力 故增大线圈电流，地球模型平衡后受到磁场作用力不变，故D错误。 故选AC。 12. 图1是一种测量血压的压力传感器，其核心电路结构图如图2所示，绝缘圆形薄片P上有四个可形变的电阻片R1、R2、R3、R4关于圆心O点对称分布。测量血压的原理可简化为：对O点施加一个垂直纸面的压力，薄片形变后使电阻片R1、R2横向缩短纵向拉伸，电阻片R3、R4横向拉伸纵向缩短，电阻片厚度均视为不变，用数字电压表测量a、b两点间的电压。闭合开关S，O点未受到压力时电压表的示数为零。下列说法正确的是（　　） A. O点未受到压力时，电阻片阻值关系满足R1R3=R2R4 B. O点受到压力后，R1的电阻变大，R3的电阻变小 C. O点受到压力后，a点电势高于b点电势 D. O点受到压力越大，则电阻形变越大，电压表的示数越大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据电桥平衡原理可知，即 解得R1R2=R4R3，故A错误； B．根据电阻定律，薄片形变后使电阻片R1、R2横向缩短（S变小）纵向拉伸（L变大），电阻变大，电阻片R3、R4横向拉伸（S变大）纵向缩短（L变小），电阻变小，故B正确； CD．规定电源负极电势为0，路端电压为U，则有 a、b两点电势分别为， O点未受到压力时，有，O点受到压力后，电阻片R1、R2电阻变大，电阻片R3、R4电阻变小，则有，故a点电势φa低于b点电势φb，O点受到压力越大，则电阻形变越大，电压表的示数也变大，故C错误，D正确。 故选BD。 13. 如图，水平地面上竖直固定着两根相同的圆柱形粗糙绝缘杆，将两相同的带电小环和分别套在两杆上，其电荷量均为、质量均为。小环的直径略大于杆的直径。在套环的杆所处空间加一水平方向、电场强度大小为的匀强电场，在套环的杆所处空间加一水平方向、磁感应强度大小为的匀强磁场。在距水平面高度相同的位置同时分别给、一个竖直向上的大小相等的初速度，发现、上升到的最高点高度相同。若带电小环、与两杆的动摩擦因数均为，重力加速度大小为，则（ ） A. 初速度应满足 B. 带电小环从开始到上升到最高点的时间小于带电小环从开始到上升到最高点的时间 C. 带电小环从开始到上升到最高点的时间 D. 带电小环从开始到上升到最高点的时间 【答案】BCD 【解析】 【详解】 ​​A．若​，则全程，受到的摩擦力小于受到的摩擦力，从而的加速度全程小于的加速度，相同初速度下上升高度，与题述"高度相同"矛盾，故要求​，故A错误； B．带电小环做匀减速运动，平均速度 带电小环在运动过程中，速度减小，洛伦兹力减小，摩擦力减小，根据牛顿第二定律 可知，加速度减小，图如下图所示，平均速度 两小环从开始到上升到最高点的过程中，位移相同，因，所以​，故B正确； C．在匀强电场中，水平方向电场力与杆的弹力平衡，摩擦力，方向竖直向下（阻碍向上运动）。 根据牛顿第二定律 可得加速度 ，做匀减速直线运动 末速度减为0，由运动学公式 上升的最大高度  可得运动时间，故C正确； D．对上升过程用动量定理（向上为正方向）  其中（上升总高度） 将代入 整理得 ，故D正确。 故选 BCD。 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 如图甲所示是某实验小组做“观察电容器充、放电现象”的实验电路，实验中采用的器材有：干电池组（，内阻未知）、电容器（，）。电压表（量程，内阻约）、电阻箱（）、秒表等。 （1）图甲中虚线框内应选择下列器材中的__________； A. 量程： B. 量程： C. 量程： （2）按图甲电路进行实验，发现充电过程中电流表的示数始终不为零，其主要原因是__________。 A. 电容器被击穿 B. 电压表内阻并非无穷大 C. 电流表内阻并未为零 （3）在下列四个图像中，表示以上过程中，通过电流表的电流随时间变化的图像为__________，电容器两极板间的电压随时间变化的图像为__________。（填选项对应的字母） A. B. C. D. 【答案】（1）C （2）B （3） ①. A ②. C 【解析】 【小问1详解】 通过回路的最大电流为，零刻度在中间，可以测量双向电流。并且方便读数，所以电流表选C。 【小问2详解】 电压表内阻并非无穷大，电压表和电容器会构成回路，并通过电压表放电。 故选B。 【小问3详解】 [1] AB．图A显示电流先正向逐渐减小至零，随后反向突变并逐渐减小至零。充电时电流从电源流向电容器，放电时电流从电容器流出，方向相反，且充放电电流均随时间衰减，符合电流变化规律。 故选A。 [2]CD．图C显示电压先逐渐增加，且增加的越来越慢，曲线斜率逐渐减小，符合充电过程特征，稳定后放电电压逐渐减小，减小的越来越慢，曲线斜率绝对值逐渐减小，符合放电过程特征。图D中电压变化曲线的斜率变化趋势不符合充放电规律。 故选C。 15. 车辆运输中若存在超载现象，将带来安全隐患。由普通水泥和导电材料混合制成的导电水泥，可以用于监测道路超载问题。某小组对此进行探究。 （1）选择一块均匀的长方体导电水泥块样品用多用电表粗测其电阻。测得电阻约为。为进一步提高实验精度，使用图甲所示电路用伏安法测量水泥块电阻，实验中采用的器材有：电源（，内阻可忽略），电压表（量程，内阻约），电流表（量程，内阻约）。图甲中滑动变阻器的接法为__________（选填选项前字母：A.限流式或B.分压式）。 （2）如图甲所示，测量水泥块的长为，宽为，高为。其中的数据如上图乙所示，则__________；用伏安法测得水泥块电阻为，则电阻率__________（用、、、表示）。 （3）测得不同压力下的电阻，算出对应的电阻率，作出图像如图所示。 1 基于以上结论，设计压力报警系统，电路如图所示。报警器在两端电压大于或等于时启动，为水泥块，为滑动变阻器，当的滑片处于某位置，上压力大于或等于时，报警器启动。报警器应并联在__________（填“”或“”）两端。 （4）若电源使用时间过长，电动势变小，需要保持原报警压力（即上压力大于或等于时，报警器启动），需要将调__________（填“大”或“小”）。 【答案】（1）B （2） ①. 10.150 ②. （3） （4）大 【解析】 【小问1详解】 由图甲实物连线可知，滑动变阻器下端的两个接线柱均接入电路，通过开关分别连接电源的正负极，测量电路接在滑片与其中一个下端接线柱之间，这是分压式接法的特征。 故选B。 【小问2详解】 [1]游标卡尺主尺读数为101mm，游标尺为20分度，精度为0.05mm，第10条刻度线与主尺刻度线对齐，故读数为。 [2] 由电阻定律 解得 【小问3详解】 由图像可知，水泥块受压力增大，电阻率变小，水泥块电阻变小，根据串联电路的分压原理，其分压减小，分得的电压增大，报警器与并联，上压力大于或等于时，两端电压大于或等于，报警器启动。 【小问4详解】 由闭合电路的欧姆定律有 整理得 在E变小，保证压力条件一定，即一定时，不变，只能调大。 16. 某同学用图甲所示的电路测量电池的电动势和内阻。 （1）调节滑动变阻器，测得多组电压和电流的数据，作出图线如图乙所示，根据图线得出电池的电动势__________，内阻__________。（结果保留三位有效数字） （2）恒流源（输出电流大小恒定）与定值电阻并联后可视为一个电源，将其与电流表（内阻很小且未知）、电阻箱、开关和若干导线按图丙连接电路。为测量恒流源的输出电流和并联电阻，某同学进行如下操作：闭合开关，调节电阻箱的阻值，记录多组和的值，绘出图丁所示的图线，图线的纵轴截距为、斜率为。根据图丁可得恒流源的输出电流__________和并联电阻__________。（用和表示） （3）若考虑电流表的内阻，上述测量值与恒流源输出电流的真实值和并联电阻的真实值的大小关系为__________。（选填选项前字母） A. B. C. D. 【答案】（1） ①. 1.46##1.45##1.47 ②. 1.31##1.29##1.30##1.32##1.33 （2） ①. ②. （3）A 【解析】 【小问1详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律 ，图线的纵截距为电动势，图线斜率的绝对值为内阻。 由图乙可得,纵截距  内阻  【小问2详解】 [1][2]恒流源总输出电流为​，并联电路电压相等，不考虑电流表内阻时  整理得 ，​ 结合图线，斜率，纵截距 因此  【小问3详解】 设电流表内阻为，真实的关系为  ​ 整理得  实验得到的截距​​，斜率 按原测量公式得 ​， ​。 故选A。 【点睛】 17. 如图所示，在区域存在垂直纸面向外的匀强磁场。一质量为、电荷量为的带负电粒子，从轴上的点以与轴正方向成的速度垂直磁场射入，经过轴上的点时，速度垂直于轴，最终从轴上的点（图中未画出）射出磁场。已知磁感应强度的大小为，。不计粒子所受重力。求： （1）粒子所带电荷量的大小； （2）粒子在磁场中运动的周期； （3）粒子从点运动到点的平均速度。 【答案】（1） （2） （3），方向沿轴负方向 【解析】 【小问1详解】 粒子在磁场中运动轨迹如图所示，设轨迹半径为 由图中的几何关系可知， 解得 洛伦兹力提供向心力 解得  【小问2详解】 圆周运动周期公式，代入 可得 【小问3详解】 粒子从点运动到点的位移 由几何关系可知，粒子在磁场中运动轨迹的圆心角为，运动时间 平均速度大小​，方向沿轴负方向。 【点睛】 18. 如图，一倾角的粗糙绝缘斜面固定在地面上，斜面的底端处有一垂直斜面的绝缘挡板，之间存在平行斜面向上的匀强电场，现有一质量，电荷量的小物块（可视为质点）从斜面顶端处由静止释放，运动1s后以的速度进入匀强电场区域；再经恰好到达斜面底端挡板处时速度为零。已知重力加速度大小 （1）求斜面的长度。 （2）求小物块和斜面间的动摩擦因数及电场强度的大小。 （3）若之间匀强电场方向改为平行斜面向下，小物块从斜面顶端处由静止释放，小物块与挡板碰撞时无能量损失，求小物块在斜面上运动的路程。 【答案】（1）3m （2）0.5， （3）6m 【解析】 【小问1详解】 根据匀变速直线运动的规律得，加速时的位移为 减速时的位移为 所以斜面的长度为 【小问2详解】 由加速度定义式得，加速阶段加速度大小 由加速度定义式得，减速阶段加速度大小 由牛顿第二定律知，加速时有 减速时有 联立解得 ， 【小问3详解】 小物块在斜面上往复运动，与挡板多次碰撞后静止在斜面的底端，设整个过程中运动的路程为 s，对整个过程运用动能定理得 解得s=6m 19. 质谱仪由离子室、加速电场、速度选择器和分离器四部分组成，如图所示。已知速度选择器的两极板间的电场强度大小为；磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里；分离器中磁感应强度大小为（未知），方向垂直纸面向外。某次实验离子室内充有某种带电离子，经加速电场加速后，形成离子束从速度选择器两极板间的中点平行于极板进入，部分离子在速度选择器中沿直线运动，通过小孔后进入分离器的偏转磁场中，最后打在感光区域点，测得点到点的距离为。已知离子的质量为，电荷量为，不计离子的重力及离子间的相互作用，不计速度选择器中电场的边缘效应，不计小孔、的孔径。 （1）求打在感光区域点的离子，在速度选择器中沿直线运动的速度大小； （2）求分离器中磁感应强度大小； （3）若每秒经过小孔的离子数为，离子打到感光区域点后立即被吸收，求感光区域点受到的离子束的作用力大小； （4）若小孔、的孔径不可忽略，直径均为，离子可以从小孔的各处沿平行于极板方向进入速度选择器。此时要使速度选择器的效果最好，速度选择器两极板的长度应该为多长？此时能通过小孔的离子的最大速度和最小速度相差的为多少？ 【答案】（1） （2） （3） （4）（n为正整数）； 【解析】 【小问1详解】 离子在速度选择器中沿直线运动，说明离子受到的电场力和洛伦兹力平衡。根据平衡条件有 解得离子在速度选择器中沿直线运动的速度大小为 【小问2详解】 离子进入分离器后，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动。根据牛顿第二定律有 由题图可知，离子打在P点，P点到O'点的距离为L，即圆周运动的直径为L，所以半径 联立解得 将代入得 【小问3详解】 设在极短时间内，打在P点的离子数为 这些离子被吸收后速度变为0，根据动量定理，离子束对P点的作用力满足 解得 将代入得 【小问4详解】 从点入射的离子速度满足时，可将粒子在速度选择器中的运动分解为一个速度为的匀速直线运动和另一个速度大小在范围内的匀速圆周运动，即粒子在速度选择器中做螺旋线运动 设对应的最大半径为，则有 离子刚好通过孔进入分离器，则 解得 要使速度选择器的效果最好，则它的匀速运动的时间正好是匀速圆周运动时间的整数倍，即（n为正整数） 20. 非匀强磁场对环形电流会产生非零的安培力。 （1）如图甲所示，有一面积为、通电电流为的矩形通电线圈，电流方向沿。如图乙所示，将该线圈置于一沿轴正方向的非匀强磁场中，、两条边沿轴方向，线圈平面与轴夹角为。该非匀强磁场的磁感应强度大小仅由轴坐标决定，关系为，其中为已知常数，且。 ①若矩形线圈边所在处的磁感应强度大小为，求其上长为的一段导线受到安培力的大小及其方向； ②求矩形通电线圈所受安培力的合力的大小。 （2）经典理论认为原子中的电子绕原子核做匀速圆周运动，可以等效为环形电流。已知氢原子核质量为，电子质量为，元电荷为，其绕核圆轨道半径为，静电力常量为。在与（1）相同的磁场中，小圆形环电流的受力与矩形环电流的受力都遵循同样的规律。如图丙所示，一束速度沿轴负方向、大小为的氢原子从点进入与（1）相同的沿方向均匀变化的磁场，磁场区宽度为、沿方向长度足够，射出磁场区以后打到距离磁场区为的足够大的竖直接收屏上。氢原子的环形电流所在平面随机分布，但都平行于轴，不考虑进入磁场后环形电流所在平面的转动，不考虑重力。 ①求氢原子中电子绕核做匀速圆周运动时等效环形电流的大小； ②求接收屏方向上有被氢原子打到部分的长度； ③实验是物理学研究的重要手段，历史上的斯特恩-盖拉赫实验基于以上的情境设计，结果发现，原子击打在接收屏的位置仅有两个坐标。请问（2）中给出的经典理论能否解释该实验结果？若能，提供相应的解释；若不能，说明理由。 【答案】（1）①，方向沿y轴正方向；② （2）①；②；③不能，见解析 【解析】 【小问1详解】 ①边电流方向沿轴正方向，磁场沿轴正方向，电流与磁场垂直，由安培力公式可知边上长为的一段导线受到安培力为 由左手定则可知该段导线受到的安培力方向沿轴正方向。 ②设沿轴正方向为力的正方向，边与bc边垂直纸面的长度为L，ad处纵坐标为；受的磁场力为，方向竖直向下；其中 边纵坐标为；所受的磁场力为，方向竖直向上；其中 另外的边与边所受安培力等大反向，相互抵消。取竖直向上为正方向；故矩形通电线圈所受安培力的合力 其中l为线圈倾斜侧边长度，线圈面积为 线圈平面与y轴夹角为；则 代入化简得 【小问2详解】 ①根据经典理论模型可知电子绕原子核做匀速圆周运动，库仑力提供电子做圆周运动的向心力，电子的轨道半径为，则 解得 则等效的环形电流大小为 ②由小问（1）分析可知原子的环形电流受力满足 根据牛顿第二定律可知粒子在磁场中做类平抛运动，竖直方向的加速度 水平方向原子做匀速直线运动，满足 可知从磁场出射时有， 出磁场区以后，粒子做匀速直线运动，竖直方向的位移满足 联立解得粒子击中接收屏的位置在方向的位移为 当时，取得；当时，取得 故 结合，可得 ③不能，考虑原子环形电流具有随机性，夹角是随机连续分布的，根据第（2）小问a分析可知，原子击打在接收屏上的位置应该是在方向连续分布的，而不是实验发现的击打在接收屏的位置仅有两种坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 杭州二中2025学年第二学期高一年级期末考 物理试卷 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 某手机电池上标明了其容量为“”，容量这个物理量的国际单位是（ ） A. 库仑（C） B. 伏特（V） C. 瓦特（W） D. 焦耳（J） 2. 两个完全相同的金属球A和B，其中A球带电荷量为、B球带电荷量为（均可视为点电荷）。两者相距为r，此时两球间的库仑力大小为F。现将金属球A和B接触后又放回原处，则两球之间的库仑力大小变为（　　） A. F B. C. D. 3. 关于下列四个现象，说法正确的有（ ） A. 甲图中，该女生和带电的金属球带有异种性质的电荷 B. 乙图中，超高压作业的电力工人要穿绝缘材料做成的工作服 C. 丙图中，在燃气灶中安装电子点火器，是利用了摩擦起电的原理 D. 丁图中，在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，是为了导走人体的静电 4. 福建舰是我国第一艘配备电磁弹射系统的航空母舰。利用电磁弹射技术把舰载机弹射出去的力主要是（　　） A. 电场力 B. 安培力 C. 洛伦兹力 D. 万有引力 5. 有一种电子束焊接机，其核心部件由如图所示的高压辐向电场组成。该电场的电场线如图中带箭头的直线所示，则电子在a、b、c、d四点中，电势能最大的点是（ ） A. a点 B. b点 C. c点 D. d点 6. 心电图是现代医疗诊断中的重要工具。其原理是通过体表电极记录心脏电活动在人体表面产生的电势差变化，即心电图，医生通过分析心电图波形可以判断心脏的生理状况，从物理学的角度看，心电图直接测量的是（　　） A. 人体的电阻 B. 人体的电流 C. 体表两点间的电压 D. 心脏的电场强度 7. 如图所示，某同学用玻璃皿在中心放一个圆柱形电极接电源的负极、沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极做“旋转的液体”的实验。电源的电动势为，内阻，限流电阻，玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为，闭合开关后当液体旋转时电压表的示数恒为，则（ ） A. 由上往下看，液体做顺时针旋转 B. 电源的总功率为 C. 液体的电功率为 D. 液体的热功率为 8. 如图所示，甲、乙两图中平行板电容器与恒定电源保持连接，甲图中B板接地，乙图中A板接地。丙、丁两图中平行板电容器充电后与电源断开，丙图中B板接地，丁图中A板接地。P为两板空间中的一点，现保持A板位置不变，将四个图中的B板均向下平移一小段距离，则四个图中P点的电势不变的是（　　） A. 甲图 B. 乙图 C. 丙图 D. 丁图 9. 图1是实验室的可拆卸铅蓄电池装置，图2是其示意图，其原理为铅与稀硫酸间的化学反应。图中为电池正极（二氧化铅棒），为电池负极（铅棒），、分别为与正、负极非常靠近的探针（探针是为测量内电压而加入电池的，它们不参与化学反应）。用电压传感器（可看作理想电压表）测量各端之间的电势差，数据如下表。则下列说法正确的是（ ） 外电路断开时 约为 在、之间接入电阻时 A. 在、之间接入电阻时，稀硫酸溶液中的电流方向向右 B. 在、之间接入电阻时，电池中静电力做正功 C. 该电池的电动势约为 D. 该电池的内阻约为 10. 回旋加速器的两个半圆形“”型盒之间的距离不可忽略（如图甲所示），将导致被加速的粒子运动一周所用的时间略大于方波交流电（如图乙所示）的周期。若粒子的初速度为零，“”型盒的半径为，匀强磁场的磁感应强度为，不考虑相对论效应，为使粒子能完成加速离开回旋加速器，则加在两“”型盒之间的电压至少为（　　） A. B. C. D. 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11. 如图（a）所示，静止在水平桌面上的磁悬浮地球仪由质量分别为m和M的地球模型和底座构成，悬浮原理如图（b）所示，当底座内线圈通电时，地球模型受到磁场作用而悬浮起来，取重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 底座对桌面的压力大小为 B. 线圈电流在软铁内产生的磁场向上 C. 图中线圈的a端须连接电源的正极 D. 增大线圈电流，地球模型平衡后受到磁场作用力变大 12. 图1是一种测量血压的压力传感器，其核心电路结构图如图2所示，绝缘圆形薄片P上有四个可形变的电阻片R1、R2、R3、R4关于圆心O点对称分布。测量血压的原理可简化为：对O点施加一个垂直纸面的压力，薄片形变后使电阻片R1、R2横向缩短纵向拉伸，电阻片R3、R4横向拉伸纵向缩短，电阻片厚度均视为不变，用数字电压表测量a、b两点间的电压。闭合开关S，O点未受到压力时电压表的示数为零。下列说法正确的是（　　） A. O点未受到压力时，电阻片阻值关系满足R1R3=R2R4 B. O点受到压力后，R1的电阻变大，R3的电阻变小 C. O点受到压力后，a点电势高于b点电势 D. O点受到压力越大，则电阻形变越大，电压表的示数越大 13. 如图，水平地面上竖直固定着两根相同的圆柱形粗糙绝缘杆，将两相同的带电小环和分别套在两杆上，其电荷量均为、质量均为。小环的直径略大于杆的直径。在套环的杆所处空间加一水平方向、电场强度大小为的匀强电场，在套环的杆所处空间加一水平方向、磁感应强度大小为的匀强磁场。在距水平面高度相同的位置同时分别给、一个竖直向上的大小相等的初速度，发现、上升到的最高点高度相同。若带电小环、与两杆的动摩擦因数均为，重力加速度大小为，则（ ） A. 初速度应满足 B. 带电小环从开始到上升到最高点的时间小于带电小环从开始到上升到最高点的时间 C. 带电小环从开始到上升到最高点的时间 D. 带电小环从开始到上升到最高点的时间 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 如图甲所示是某实验小组做“观察电容器充、放电现象”的实验电路，实验中采用的器材有：干电池组（，内阻未知）、电容器（，）。电压表（量程，内阻约）、电阻箱（）、秒表等。 （1）图甲中虚线框内应选择下列器材中的__________； A. 量程： B. 量程： C. 量程： （2）按图甲电路进行实验，发现充电过程中电流表的示数始终不为零，其主要原因是__________。 A. 电容器被击穿 B. 电压表内阻并非无穷大 C. 电流表内阻并未为零 （3）在下列四个图像中，表示以上过程中，通过电流表的电流随时间变化的图像为__________，电容器两极板间的电压随时间变化的图像为__________。（填选项对应的字母） A. B. C. D. 15. 车辆运输中若存在超载现象，将带来安全隐患。由普通水泥和导电材料混合制成的导电水泥，可以用于监测道路超载问题。某小组对此进行探究。 （1）选择一块均匀的长方体导电水泥块样品用多用电表粗测其电阻。测得电阻约为。为进一步提高实验精度，使用图甲所示电路用伏安法测量水泥块电阻，实验中采用的器材有：电源（，内阻可忽略），电压表（量程，内阻约），电流表（量程，内阻约）。图甲中滑动变阻器的接法为__________（选填选项前字母：A.限流式或B.分压式）。 （2）如图甲所示，测量水泥块的长为，宽为，高为。其中的数据如上图乙所示，则__________；用伏安法测得水泥块电阻为，则电阻率__________（用、、、表示）。 （3）测得不同压力下的电阻，算出对应的电阻率，作出图像如图所示。 1 基于以上结论，设计压力报警系统，电路如图所示。报警器在两端电压大于或等于时启动，为水泥块，为滑动变阻器，当的滑片处于某位置，上压力大于或等于时，报警器启动。报警器应并联在__________（填“”或“”）两端。 （4）若电源使用时间过长，电动势变小，需要保持原报警压力（即上压力大于或等于时，报警器启动），需要将调__________（填“大”或“小”）。 16. 某同学用图甲所示的电路测量电池的电动势和内阻。 （1）调节滑动变阻器，测得多组电压和电流的数据，作出图线如图乙所示，根据图线得出电池的电动势__________，内阻__________。（结果保留三位有效数字） （2）恒流源（输出电流大小恒定）与定值电阻并联后可视为一个电源，将其与电流表（内阻很小且未知）、电阻箱、开关和若干导线按图丙连接电路。为测量恒流源的输出电流和并联电阻，某同学进行如下操作：闭合开关，调节电阻箱的阻值，记录多组和的值，绘出图丁所示的图线，图线的纵轴截距为、斜率为。根据图丁可得恒流源的输出电流__________和并联电阻__________。（用和表示） （3）若考虑电流表的内阻，上述测量值与恒流源输出电流的真实值和并联电阻的真实值的大小关系为__________。（选填选项前字母） A. B. C. D. 17. 如图所示，在区域存在垂直纸面向外的匀强磁场。一质量为、电荷量为的带负电粒子，从轴上的点以与轴正方向成的速度垂直磁场射入，经过轴上的点时，速度垂直于轴，最终从轴上的点（图中未画出）射出磁场。已知磁感应强度的大小为，。不计粒子所受重力。求： （1）粒子所带电荷量的大小； （2）粒子在磁场中运动的周期； （3）粒子从点运动到点的平均速度。 18. 如图，一倾角的粗糙绝缘斜面固定在地面上，斜面的底端处有一垂直斜面的绝缘挡板，之间存在平行斜面向上的匀强电场，现有一质量，电荷量的小物块（可视为质点）从斜面顶端处由静止释放，运动1s后以的速度进入匀强电场区域；再经恰好到达斜面底端挡板处时速度为零。已知重力加速度大小 （1）求斜面的长度。 （2）求小物块和斜面间的动摩擦因数及电场强度的大小。 （3）若之间匀强电场方向改为平行斜面向下，小物块从斜面顶端处由静止释放，小物块与挡板碰撞时无能量损失，求小物块在斜面上运动的路程。 19. 质谱仪由离子室、加速电场、速度选择器和分离器四部分组成，如图所示。已知速度选择器的两极板间的电场强度大小为；磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里；分离器中磁感应强度大小为（未知），方向垂直纸面向外。某次实验离子室内充有某种带电离子，经加速电场加速后，形成离子束从速度选择器两极板间的中点平行于极板进入，部分离子在速度选择器中沿直线运动，通过小孔后进入分离器的偏转磁场中，最后打在感光区域点，测得点到点的距离为。已知离子的质量为，电荷量为，不计离子的重力及离子间的相互作用，不计速度选择器中电场的边缘效应，不计小孔、的孔径。 （1）求打在感光区域点的离子，在速度选择器中沿直线运动的速度大小； （2）求分离器中磁感应强度大小； （3）若每秒经过小孔的离子数为，离子打到感光区域点后立即被吸收，求感光区域点受到的离子束的作用力大小； （4）若小孔、的孔径不可忽略，直径均为，离子可以从小孔的各处沿平行于极板方向进入速度选择器。此时要使速度选择器的效果最好，速度选择器两极板的长度应该为多长？此时能通过小孔的离子的最大速度和最小速度相差的为多少？ 20. 非匀强磁场对环形电流会产生非零的安培力。 （1）如图甲所示，有一面积为、通电电流为的矩形通电线圈，电流方向沿。如图乙所示，将该线圈置于一沿轴正方向的非匀强磁场中，、两条边沿轴方向，线圈平面与轴夹角为。该非匀强磁场的磁感应强度大小仅由轴坐标决定，关系为，其中为已知常数，且。 ①若矩形线圈边所在处的磁感应强度大小为，求其上长为的一段导线受到安培力的大小及其方向； ②求矩形通电线圈所受安培力的合力的大小。 （2）经典理论认为原子中的电子绕原子核做匀速圆周运动，可以等效为环形电流。已知氢原子核质量为，电子质量为，元电荷为，其绕核圆轨道半径为，静电力常量为。在与（1）相同的磁场中，小圆形环电流的受力与矩形环电流的受力都遵循同样的规律。如图丙所示，一束速度沿轴负方向、大小为的氢原子从点进入与（1）相同的沿方向均匀变化的磁场，磁场区宽度为、沿方向长度足够，射出磁场区以后打到距离磁场区为的足够大的竖直接收屏上。氢原子的环形电流所在平面随机分布，但都平行于轴，不考虑进入磁场后环形电流所在平面的转动，不考虑重力。 ①求氢原子中电子绕核做匀速圆周运动时等效环形电流的大小； ②求接收屏方向上有被氢原子打到部分的长度； ③实验是物理学研究的重要手段，历史上的斯特恩-盖拉赫实验基于以上的情境设计，结果发现，原子击打在接收屏的位置仅有两个坐标。请问（2）中给出的经典理论能否解释该实验结果？若能，提供相应的解释；若不能，说明理由。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $