精品解析：河南省开封市新世纪高级中学2025-2026学年高二上学期期中考物理试卷

2025-2026学年度高二上学期物理期中考试卷 一、单项选择题（本题7小题，每题4分，共28分） 1. 如图，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则（ ） A. V的读数变大，A的读数变小 B. V的读数变大，A的读数变大 C. V的读数变小，A的读数变小 D. V的读数变小，A的读数变大 2. 如图所示的正六边形线框ABCDEF由6根相同的导体棒连接而成，线框平面垂直于匀强磁场。线框顶点A、B与直流电源两端相连，已知导体棒AB受到的安培力大小为F0，则正六边形线框受到的安培力的大小为（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，平行边界MN、PQ间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，两边界间距为d，MN上有一粒子源A，可在纸面内沿各个方向向磁场中射入质量均为m，电量均为q的带正电的粒子，粒子射入磁场的速度，不计粒子的重力，则粒子能从PQ边界射出的区域长度为（ ） A. d B. C. D. 4. 真空中两个完全相同、带同种电荷的金属球A和B（可视为点电荷），分别固定在两处，它们之间的静电力为F。用一个不带电的相同金属球C与球A接触，然后移开球C，此时A、B球间的静电力为（　　） A. B. C. D. F 5. 这是某位老师让一位同学站在体重计上完成“下蹲”、“站起”动作。通过力传感器，在计算机显示的示数随时间变化的情况如图所示，已知1~2秒内是“下蹲”动作，4.8~5.8秒内是“站起”动作，下列说法正确的是（　　） A. 此人的重力在附近变化 B. 1.4~2秒，，是失重状态 C. “站起”过程中，加速度方向始终向上 D. “站起”过程中，人先超重后失重 6. 如图甲所示，轴上固定两个点电荷A和B，电荷A固定在原点，电荷B固定在处，通过电势传感器测出轴上各点电势，并描绘出图像，如图乙所示。已知图线与轴的交点坐标为和，处的图线的切线平行于轴，取无穷远处电势为零时，点电荷的电势公式，其中为静电力常量，为场源点电荷的电荷量，为某点距场源点电荷的距离，下列不正确的是（　　） A. 两电荷为异种电荷 B. 两电荷量大小之比为 C. 交点坐标、 D. 在轴上的区域内静止释放一负电荷，该电荷只在电场力作用下一定不能向左穿过位置 7. 如图所示，三个点电荷，分别位于同一平面内B、C、D三点，位于B、C两点的电荷带正电，电荷量大小均为q；位于D点的电荷带负电，电荷量大小为2q。已知AB＝AC＝AD＝L，且BD⊥AC，静电力常量为k，则A点的电场强度大小为（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题（本题3小题，每题6分，共18分） 8. 如图所示，图甲为一个电灯两端电压与通过它的电流的变化关系曲线。由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故。不计电流表内阻。如图乙所示，将两个这样的电灯并联后再与的定值电阻串联，接在电压恒定为的电路上，则下列选项中正确的是（　　） A. 电阻消耗的功率约为 B. 电阻消耗的功率约为 C. 每个灯的实际功率约为 D. 每个灯的实际功率约为 9. 如图所示，带正电小球A固定在绝缘天花板上，绝缘轻弹簧的下端固定在水平地面上，弹簧处于自由状态，现将与A完全相同的带正电小球B放在弹簧上端并由静止释放，若A、B球心和弹簧轴线始终在一条竖直线上，则小球B从释放到第一次运动到最低点的过程中，下列说法中正确的是（ ） A. 小球B的速度先增大后减小 B. 小球B的加速度先增大后减小 C. 小球B与弹簧组成的系统机械能一直增大 D. 小球A与B组成的系统电势能先增大后减小 10. 反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于x轴，其电势随x的分布如图所示。一质量、电荷量的带负电的粒子从（－1cm，0）点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上做周期性的往返运动。则（ ） A. 坐标原点左侧和右侧场强大小之比为2：1 B. 该粒子在一个周期内运动的路程为3cm C. 该粒子运动过程中最大动能为 D. 该粒子第一次回到出发点的时间为 三、非选择题（本题5小题，共54分） 11. 长为L的轻质绝缘细线一端悬于O点，另一端系一质量为m、电荷量为+q的小球（可视为质点），如图所示，在空间施加沿水平方向的匀强电场（图中未画出），小球静止在A点，此时细线与竖直方向夹角，已知，，电场的范围足够大，重力加速度为g。请完成下列问题： （1）求匀强电场的电场强度大小E和方向； （2）保持细线始终张紧，将小球从A点拉起至与O点处于同一水平高度的B点，求A、B两点间的电势差U； （3）将小球由B点静止释放，求小球运动至A点时速度的大小v。 12. 为防止宇宙间各种高能粒子对在轨航天员造成的危害，科学家研制出各种磁防护装置。某同学设计了一种磁防护模拟装置，装置截面图如图所示，以O点为圆心的内圆、外圆半径分别为R、，区域中的危险区内有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆为绝缘薄板，外圆的左侧有两块平行金属薄板，其右板与外圆相切，在切点处开有一小孔C，在外圆绝缘薄板上再开小孔D，COD在同一条直线上。一个α粒子从左板内侧的A点由静止释放，经电场加速后从C点沿CO方向射入磁场，恰好不进入安全区，粒子每次与绝缘薄板碰撞后原速反弹，最终从D点离开磁场，已知质子的质量为m、元电荷电量e、不计重力，两板间电压为U，求： （1）粒子通过C点时的速度大小v； （2）磁感应强度的大小B； （3）粒子在磁场中运动的时间t。 13. 如图所示，a、b、c是氢原子的核外电子绕核运动的三个可能轨道，取无穷远电子的电势能为0，电子在a、b、c三个轨道时对应的电势能分别为－13.6 eV、－3.4 eV、－1.51 eV，由于某种因素（如加热或光照）的影响，电子会沿椭圆轨道（图中虚线）跃迁到离核更远的轨道上运动，求： （1）a、b、c三点的电势大小； （2）b、c间电势差以及电子从a轨道跃迁到c轨道过程库仑力做的功。 14. 2024年11月11日，最新一代“机器狗”现身中国航展，其上方有个7.62毫米的机枪，可以对目标进行自动识别、自动打击，可在山地、丘陵等复杂地形行走，有效提升了综合作战能力，如图所示，某款军用机器狗的直流电动机的额定电压为U=10V，额定电流为I=2A，线圈电阻为R=0.5Ω，将它与电动势为E=12V，内阻为r=1.0Ω的直流电源构成闭合回路，电机恰好能正常工作，g取10m/s2，求： （1）电动机的效率； （2）电源的输出功率。 15. 如图所示，绝缘光滑轨道ABCD竖直放在与水平方向成θ=45°的匀强电场中，其中BCD部分是半径为R=2m的半圆环，轨道的水平部分与半圆平滑相切，现把一质量为m=0.5kg、电荷量为q=1C的小球（大小忽略不计），放在水平面上A点由静止开始释放，小球恰能沿ABCD轨道通过半圆轨道最高点D，且落地时恰好落在B点，重力加速度g=10N/kg。求： （1）电场强度E的大小； （2）小球过D点时的速度大小； （3）轨道起点A距B点的距离L的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度高二上学期物理期中考试卷 一、单项选择题（本题7小题，每题4分，共28分） 1. 如图，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则（ ） A. V的读数变大，A的读数变小 B. V的读数变大，A的读数变大 C. V的读数变小，A的读数变小 D. V的读数变小，A的读数变大 【答案】B 【解析】 【详解】S断开，相当于电阻变大，则由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流减小，故路端电压增大，V的读数变大； 把R1归为内阻，内电压减小，故R3中的电压增大，由欧姆定律可知R3中的电流也增大，电流表示数增大， A．分析得V的读数变大，Ａ的读数变大，故A错误； B．分析得V的读数变大，Ａ的读数变大，故B正确； C．分析得V的读数变大，Ａ的读数变大，故C错误； D．分析得V的读数变大，Ａ的读数变大，故D错误； 2. 如图所示的正六边形线框ABCDEF由6根相同的导体棒连接而成，线框平面垂直于匀强磁场。线框顶点A、B与直流电源两端相连，已知导体棒AB受到的安培力大小为F0，则正六边形线框受到的安培力的大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设每一根导体棒的电阻为R，长度为L，则BA与BCDEF两支路的电阻之比为 根据并联电路两端电压相等的特点可知，BA与BCDEFA两支路电流之比 通电导体BCDEFA受安培力的有效长度为L，根据安培力公式 ， 根据左手定则可知，两力方向相同，整个线框所受安培力的合力大小为 故选C。 3. 如图所示，平行边界MN、PQ间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，两边界间距为d，MN上有一粒子源A，可在纸面内沿各个方向向磁场中射入质量均为m，电量均为q的带正电的粒子，粒子射入磁场的速度，不计粒子的重力，则粒子能从PQ边界射出的区域长度为（ ） A. d B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】粒子在磁场中运动的半径 粒子从PQ边射出的两个边界粒子的轨迹如图所示： 由几何关系可知，从PQ边射出粒子的区域长度为 故选C。 【点睛】带电粒子的运动问题，加速电场一般由动能定理或匀加速运动规律求解；偏转电场由类平抛运动规律求解；磁场中的运动问题则根据圆周运动规律结合几何条件求解。 4. 真空中两个完全相同、带同种电荷的金属球A和B（可视为点电荷），分别固定在两处，它们之间的静电力为F。用一个不带电的相同金属球C与球A接触，然后移开球C，此时A、B球间的静电力为（　　） A. B. C. D. F 【答案】C 【解析】 【详解】两个相同的带等量的同种电荷的导体小球A和B，设它们的电荷量都为Q，原来它们之间的库仑力为 一个不带电的同样的金属小球C和A接触，A和C的电量都为，B的电荷量不变；这时，A、B两球之间的相互作用力的大小为 故选C。 5. 这是某位老师让一位同学站在体重计上完成“下蹲”、“站起”动作。通过力传感器，在计算机显示的示数随时间变化的情况如图所示，已知1~2秒内是“下蹲”动作，4.8~5.8秒内是“站起”动作，下列说法正确的是（　　） A. 此人的重力在附近变化 B. 1.4~2秒，，是失重状态 C. “站起”过程中，加速度方向始终向上 D. “站起”过程中，人先超重后失重 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，当人静止时，力传感器的示数为500N，即人的重力为500N，故A错误； B．1.4~2秒，，加速度向上，是超重状态，故B错误； CD．人“站起”的过程先向上加速到最大速度，然后再减速到0，所以加速度先向上后向下，先超重后失重，故C错误，D正确。 故选D。 6. 如图甲所示，轴上固定两个点电荷A和B，电荷A固定在原点，电荷B固定在处，通过电势传感器测出轴上各点电势，并描绘出图像，如图乙所示。已知图线与轴的交点坐标为和，处的图线的切线平行于轴，取无穷远处电势为零时，点电荷的电势公式，其中为静电力常量，为场源点电荷的电荷量，为某点距场源点电荷的距离，下列不正确的是（　　） A. 两电荷为异种电荷 B. 两电荷量大小之比为 C. 交点坐标、 D. 在轴上的区域内静止释放一负电荷，该电荷只在电场力作用下一定不能向左穿过位置 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据图像，电荷A周围的电势为正值，所以电荷A带正电；电荷B周围的电势为负值，所以电荷B带负电，两电荷为异种电荷，故A正确，不符合题意； B．处的图线的切线平行于x轴，该处的电场强度等于零，有 解得，故B正确，不符合题意； C．由题图可知，、处的电势为零，根据，有， 又 解得，，故C错误，符合题意； D．在x轴上x>3L的区域内，沿x轴正方向电势逐渐降低，电场强度沿x轴正方向，若在x轴上x>3L的区域内无初速度释放一负电荷，负电荷所受电场力先向左后向右，负电荷将向左先加速后减速，当所处位置的电势与释放点相等时，速度减为零，此后在该点（内的某点）与释放点之间做往复运动，故D正确，不符合题意。 故选C。 7. 如图所示，三个点电荷，分别位于同一平面内B、C、D三点，位于B、C两点的电荷带正电，电荷量大小均为q；位于D点的电荷带负电，电荷量大小为2q。已知AB＝AC＝AD＝L，且BD⊥AC，静电力常量为k，则A点的电场强度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据场强的矢量叠加原理，A处的电场强度为B、C、D三处点电荷在该点产生场强的矢量叠加，其中B和D点在A处产生的场强方向均为B指向D，C处电荷在A处产生的场强方向为C指向A。B、D两点的点电荷A点产生的场强大小为 C点的点电荷在A点产生的场强大小为 根据矢量叠加原理可得A点电场强度的大小为 故选B。 二、多项选择题（本题3小题，每题6分，共18分） 8. 如图所示，图甲为一个电灯两端电压与通过它的电流的变化关系曲线。由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故。不计电流表内阻。如图乙所示，将两个这样的电灯并联后再与的定值电阻串联，接在电压恒定为的电路上，则下列选项中正确的是（　　） A. 电阻消耗的功率约为 B. 电阻消耗的功率约为 C. 每个灯的实际功率约为 D. 每个灯的实际功率约为 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】设此时电灯两端的电压为，流过每个电灯的电流为，由串并联电路的规律得 代入数据得 在图甲上画出此直线如图所示 可得到该直线与曲线的交点约为，即流过电灯的电流约为，灯两端电压约为2V，灯的实际功率约为 电阻消耗的功率约为 故AC正确，BD错误。 故选AC。 9. 如图所示，带正电小球A固定在绝缘天花板上，绝缘轻弹簧的下端固定在水平地面上，弹簧处于自由状态，现将与A完全相同的带正电小球B放在弹簧上端并由静止释放，若A、B球心和弹簧轴线始终在一条竖直线上，则小球B从释放到第一次运动到最低点的过程中，下列说法中正确的是（ ） A. 小球B的速度先增大后减小 B. 小球B的加速度先增大后减小 C. 小球B与弹簧组成的系统机械能一直增大 D. 小球A与B组成的系统电势能先增大后减小 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．由于开始阶段，B受到向下的重力和库仑力大于向上的弹力，则合力先向下，加速度向下，则B向下先做加速运动，弹力变大，库仑力减小，则合力减小，加速度减小；当向下的重力和库仑力等于向上的弹力时，加速度减为零，速度最大；以后向下的重力和库仑力小于向上的弹力，则合力向上，加速度向上，弹力变大，库仑力减小，则合力变大，加速度变大，则B向下做减速运动，则小球B从释放到第一次运动到最低点的过程中， 速度先增大后减小，加速度先减小后增大，故A正确，B错误。 C．由于库仑力对小球B做正功，由功能关系可知，小球B与弹簧组成的系统机械能一直增大，故C正确。 D．库仑力对小球B做正功，小球A与B组成的系统电势能一直减小，故D错误。 故选AC。 10. 反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于x轴，其电势随x的分布如图所示。一质量、电荷量的带负电的粒子从（－1cm，0）点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上做周期性的往返运动。则（ ） A. 坐标原点左侧和右侧场强大小之比为2：1 B. 该粒子在一个周期内运动的路程为3cm C. 该粒子运动过程中最大动能为 D. 该粒子第一次回到出发点的时间为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据 结合图像可得，坐标原点左侧的场强为 坐标原点右侧的场强为 所以，故A错误； B．带负电的粒子在原点左侧受向右的电场力，匀加速运动，在原点右侧受向左的电场力，匀减速运动到速度为0，后匀加速至原点，再匀减速到初始位置。设在原点左侧运动的位移大小为，在原点右侧运动的位移大小为，根据动能定理，有 其中，解得 所以该粒子在一个周期内运动路程为，故B正确； C．该粒子在原点有最大速度，根据动能定理，有 解得，故C错误。 D．根据可得粒子运动到原点的速度为m/s 设在原点左侧的加速时间为，在原点右侧的减速时间为，则有、 周期为 联立解得，故D正确。 故选BD。 三、非选择题（本题5小题，共54分） 11. 长为L的轻质绝缘细线一端悬于O点，另一端系一质量为m、电荷量为+q的小球（可视为质点），如图所示，在空间施加沿水平方向的匀强电场（图中未画出），小球静止在A点，此时细线与竖直方向夹角，已知，，电场的范围足够大，重力加速度为g。请完成下列问题： （1）求匀强电场的电场强度大小E和方向； （2）保持细线始终张紧，将小球从A点拉起至与O点处于同一水平高度的B点，求A、B两点间的电势差U； （3）将小球由B点静止释放，求小球运动至A点时速度的大小v。 【答案】（1），方向水平向左；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小球静止在A点时受力平衡，受力如图所示 根据平衡条件 解得 小球带正电，电场强度的方向与小球所受电场力的方向相同，所以电场强度的方向水平向左。 （2）匀强电场方向水平向左，A、B两点沿电场线方向距离为 根据电势差与场强的关系 解得 （3）小球由静止开始从B点运动至A点的过程中，根据动能定理 解得 12. 为防止宇宙间各种高能粒子对在轨航天员造成的危害，科学家研制出各种磁防护装置。某同学设计了一种磁防护模拟装置，装置截面图如图所示，以O点为圆心的内圆、外圆半径分别为R、，区域中的危险区内有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆为绝缘薄板，外圆的左侧有两块平行金属薄板，其右板与外圆相切，在切点处开有一小孔C，在外圆绝缘薄板上再开小孔D，COD在同一条直线上。一个α粒子从左板内侧的A点由静止释放，经电场加速后从C点沿CO方向射入磁场，恰好不进入安全区，粒子每次与绝缘薄板碰撞后原速反弹，最终从D点离开磁场，已知质子的质量为m、元电荷电量e、不计重力，两板间电压为U，求： （1）粒子通过C点时的速度大小v； （2）磁感应强度的大小B； （3）粒子在磁场中运动的时间t。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 α粒子的电荷量为2e，质量为4m。粒子从A点运动到C点，根据动能定理有 解得粒子通过C点时的速度 【小问2详解】 设带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为r，作出粒子的运动轨迹如图所示 根据几何关系有 解得r＝R 根据牛顿第二定律有 解得 【小问3详解】 设粒子在磁场中运动的轨迹所对应的圆心角为，根据几何关系有 解得 粒子在磁场中运动的周期为 粒子从C点到第一次与绝缘薄板碰撞所需时间为 粒子从C点进入磁场到从D点出磁场，共偏转了3次 解得 13. 如图所示，a、b、c是氢原子的核外电子绕核运动的三个可能轨道，取无穷远电子的电势能为0，电子在a、b、c三个轨道时对应的电势能分别为－13.6 eV、－3.4 eV、－1.51 eV，由于某种因素（如加热或光照）的影响，电子会沿椭圆轨道（图中虚线）跃迁到离核更远的轨道上运动，求： （1）a、b、c三点的电势大小； （2）b、c间电势差以及电子从a轨道跃迁到c轨道过程库仑力做的功。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据电势 可知a、b、c三点的电势大小分别为 【小问2详解】 b、c间电势差 电子从a轨道跃迁到c轨道过程库仑力做的功 14. 2024年11月11日，最新一代“机器狗”现身中国航展，其上方有个7.62毫米的机枪，可以对目标进行自动识别、自动打击，可在山地、丘陵等复杂地形行走，有效提升了综合作战能力，如图所示，某款军用机器狗的直流电动机的额定电压为U=10V，额定电流为I=2A，线圈电阻为R=0.5Ω，将它与电动势为E=12V，内阻为r=1.0Ω的直流电源构成闭合回路，电机恰好能正常工作，g取10m/s2，求： （1）电动机的效率； （2）电源的输出功率。 【答案】（1）90% （2）20W 【解析】 【小问1详解】 电动机正常工作，其额定电压为U=10V，通过的电流为I=2A，则电动机的效率为 【小问2详解】 电源的输出功率为 15. 如图所示，绝缘光滑轨道ABCD竖直放在与水平方向成θ=45°的匀强电场中，其中BCD部分是半径为R=2m的半圆环，轨道的水平部分与半圆平滑相切，现把一质量为m=0.5kg、电荷量为q=1C的小球（大小忽略不计），放在水平面上A点由静止开始释放，小球恰能沿ABCD轨道通过半圆轨道最高点D，且落地时恰好落在B点，重力加速度g=10N/kg。求： （1）电场强度E的大小； （2）小球过D点时的速度大小； （3）轨道起点A距B点的距离L的大小。 【答案】（1）N/C （2）m/s （3）5m 【解析】 【小问1详解】 设小球所受的电场力为F，方向与场强方向相同；当小球通过D点时，设速度为v，根据牛顿第二定律和向心力公式 小球通过D点后在水平方向做匀减速直线运动，加速度的大小 由于小球落地时恰好落在B点，水平位移 竖直方向做匀加速直线运动，加速度的大小 竖直位移 根据电场力公式 代入数据联立解得 【小问2详解】 在D点由重力和电场力的竖直分力共同提供向心力，则 代入数据解得过D点的速度为 【小问3详解】 由A到D的过程，根据动能定理 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $