内容正文:
2025-2026学年上学期高二期末考试物理试题
一、选择题:10小题,共46分。第1~7题只有一项符合题目要求,第8-10题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选的不得分。)
1. 关于磁场和磁感线,下列说法正确的是( )
A. 条形磁铁内部的磁感线方向从极指向极
B. 一小段通电导线放在某处不受磁场力作用,则该处的磁感应强度为零
C. 两通电导线之间的相互作用是通过磁场发生的
D. 在磁感应强度为的磁场中,穿过面积为的平面的磁通量为
2. 关于电磁场和电磁波的说法中正确的是( )
A. 紫外线是一种波长比紫光波长更长的电磁波,能够灭菌
B. 变化的磁场可以产生电场,变化的电场可以产生磁场
C. 电磁波是纵波,可以在真空中传播
D. 麦克斯韦第一次在实验室通过实验验证了电磁波的存在
3. 如图所示,正方形线圈位于纸面内,边长为,匝数为,过中点和中点的连线恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上,磁感应强度为,则穿过线圈的磁通量为( )
A. B. C. D.
4. 在如图所示电路中,当变阻器的滑动头P向b端移动时( )
A. 电压表示数变大,电流表示数变小 B. 电压表示数变小,电流表示数变大
C. 电压表示数变大,电流表示数变大 D. 电压表示数变小,电流表示数变小
5. 如图所示,一个条形磁铁放在水平桌面上,在它的左上方固定一直导线,导线与磁场垂直,若给导线通以垂直于纸面向里的电流,则( )
A. 磁铁对桌面压力增大 B. 磁铁对桌面压力减小
C. 桌面对磁铁没有摩擦力 D. 桌面对磁铁摩擦力向右
6. 如图所示,A、B是两个完全相同的灯泡,L是自感系数较大的线圈,其直流电阻忽略不计。当开关S闭合时,下列说法正确的是( )
A. A和B一起亮,然后A熄灭 B. A和B一起亮,然后A逐渐熄灭
C. A比B先亮,然后A熄灭 D. B比A先亮,然后A逐渐变亮
7. 如图甲,有一个原、副线圈匝数比为2:1的理想变压器,其中的电压表和电流表均为理想电表,原线圈接如图乙所示的正弦式交流电,其中为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,为定值电阻。下列说法正确的是( )
A. 副线圈两端电压的瞬时值表达式为
B. 时电压表的示数为0
C. 变压器原、副线圈中的电流之比为2:1
D. 处温度降低时,电流表的示数变小,电压表的示数不变
8. 如图所示,在半径为R的圆形区域内,有匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直于圆平面(未画出).一群比荷为q/m的负离子以相同速率v0(较大),由P点在纸平面内向不同方向射入磁场中发生偏转后,又飞出磁场,最终打在磁场区域右侧的荧光屏(足够大)上,则下列说法正确的是(不计重力)( )
A. 离子在磁场中的运动轨迹半径一定相等
B. 由Q点飞出的离子在磁场中运动的时间最长
C. 离子在磁场中运动时间一定相等
D. 沿PQ方向射入的离子飞出时偏转角最大
9. 如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有强度为 B0的匀强磁场。下列表述正确的是( )
A. 质谱仪是分析同位素的重要工具
B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
D. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P,粒子的荷质比越小
10. 如图所示,磁感应强度为的有界匀强磁场的宽度为,一质量为、电阻为、边长为的正方形金属线框竖直放置。线框由静止释放,进入磁场过程中做匀速运动,完全离开磁场前已做匀速运动。已知重力加速度为,则线框( )
A. 进、出磁场过程中电流方向相同
B. 进、出磁场过程中通过线框某一横截面的电荷量相等
C. 通过磁场的过程中产生的焦耳热为
D. 边离开磁场时的速度大小为
二、实验题(本大题共2小题,共14分)
11. 小明同学在做“探究碰撞中的不变量”实验中,所用装置如图甲所示,已知槽口末端在白纸上的投影位置为点。回答以下问题:
(1)为了完成本实验,下列必须具备的实验条件或操作步骤是______。
A. 斜槽轨道末端的切线必须水平
B. 入射球和被碰球半径必须相同
C. 入射球和被碰球的质量必须相等
D. 必须测出桌面离地的高度
E. 斜槽轨道必须光滑
(2)小明同学在实验中正确操作,认真测量,得出的落点情况如图乙所示,则入射小球质量和被碰小球质量之比为______。
(3)为了完成本实验,测得入射小球质量,被碰小球质量,点到、、三点的距离分别为、、。若两球间的碰撞是弹性碰撞,应该有等式______成立。
A. B.
C. D.
12.
(1)用欧姆表测未知电阻阻值的电路原理如图甲所示,电池的电动势为。内阻为,为调零电阻(接入电路部分的阻值用表示),为表头内阻,则电路中电流与待测电阻的阻值的函数关系式为______。(用、、、、表示)
(2)某同学想通过一个量程3V的电压表测量欧姆表中内置电源的电动势,欧姆挡的选择开关拨至倍率“”挡。先将红、黑表笔短接调零后,选用图乙中______(填“A”或“B”)方式连接,欧姆表和电压表的读数如图丙所示,则电压表的内______Ω,欧姆表内置电源的电动势______V。
三、计算题(本大题共3小题,共40分)
13. 如图所示,质量为、电荷量为的电子,从A点以速度垂直于电场方向射入一个电场强度为的匀强电场中,从B点射出电场时的速度方向与电场线成角,电子重力不计。求:
(1)电子在电场中的加速度大小及电子在B点的速度大小;
(2)A、B两点间的电势差;
(3)电子从A运动到B的时间。
14. 正方形线框的质量,边长,匝数匝,总电阻,用绳子将其吊在天花板下,线框竖直静止且上下两边水平,在线框的中间位置以下区域分布有与线框平面垂直的匀强磁场,磁场方向如图甲所示,磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示,求:
(1)判断线框中的电流方向;
(2)求内流过导线横截面的电量;
(3)在时绳子的拉力大小。
15. 如图所示,一轻质弹簧两端连着物体A和B,放在光滑的水平面上,物体A被水平速度为的子弹击中,子弹嵌在其中,已知物体A的质量是,B的质量是,子弹的质量是,求:
(1)A物体获得的最大速度;
(2)弹簧压缩量最大时B物体的速度大小;
(3)B物体的最大速度。
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2025-2026学年上学期高二期末考试物理试题
一、选择题:10小题,共46分。第1~7题只有一项符合题目要求,第8-10题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选的不得分。)
1. 关于磁场和磁感线,下列说法正确的是( )
A. 条形磁铁内部的磁感线方向从极指向极
B. 一小段通电导线放在某处不受磁场力作用,则该处的磁感应强度为零
C. 两通电导线之间的相互作用是通过磁场发生的
D. 在磁感应强度为的磁场中,穿过面积为的平面的磁通量为
【答案】C
【解析】
【详解】A. 条形磁铁内部的磁感线方向是从S极指向N极(外部从N极指向S极),故A错误。
B. 一小段通电导线不受磁场力作用,可能是导线方向与磁感线平行,磁感应强度不一定为零,故B错误。
C. 两通电导线之间的相互作用是通过磁场发生的,故C正确。
D. 磁通量公式 仅适用于平面与磁场方向垂直的情况,故D错误。
故选C。
2. 关于电磁场和电磁波的说法中正确的是( )
A. 紫外线是一种波长比紫光波长更长的电磁波,能够灭菌
B. 变化的磁场可以产生电场,变化的电场可以产生磁场
C. 电磁波是纵波,可以在真空中传播
D. 麦克斯韦第一次在实验室通过实验验证了电磁波的存在
【答案】B
【解析】
【详解】A.紫外线波长比紫光波长短,且具有灭菌作用,故A错误;
B.根据麦克斯韦电磁场理论,变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,故B正确;
C.电磁波是横波(电场与磁场方向相互垂直),可在真空中传播,故C错误;
D.赫兹首次通过实验验证电磁波存在,麦克斯韦仅提出理论预言,故D错误。
故选B。
3. 如图所示,正方形线圈位于纸面内,边长为,匝数为,过中点和中点的连线恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上,磁感应强度为,则穿过线圈的磁通量为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】穿过线圈的磁通量为
故选B。
4. 在如图所示电路中,当变阻器的滑动头P向b端移动时( )
A. 电压表示数变大,电流表示数变小 B. 电压表示数变小,电流表示数变大
C. 电压表示数变大,电流表示数变大 D. 电压表示数变小,电流表示数变小
【答案】B
【解析】
【详解】当变阻器的滑动头P向b端移动时,滑动变阻器接入电路阻值减小,电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流增大,路端电压减小,则电压表示数变小;由于通过定值电阻的电流增大,两端电压增大,则并联部分的电压减小,通过定值电阻的电流减小,所以通过滑动变阻器的电流增大,即电流表示数变大。
故选B。
5. 如图所示,一个条形磁铁放在水平桌面上,在它的左上方固定一直导线,导线与磁场垂直,若给导线通以垂直于纸面向里的电流,则( )
A. 磁铁对桌面压力增大 B. 磁铁对桌面压力减小
C. 桌面对磁铁没有摩擦力 D. 桌面对磁铁摩擦力向右
【答案】A
【解析】
【详解】根据条形磁体磁感线分布情况得到直线电流所在位置磁场方向,根据左手定则判断安培力方向,如图所示
根据牛顿第三定律,电流对磁体的作用力向右下方,如图所示
若给导线通以垂直于纸面向里的电流,则磁铁对桌面压力增大,桌面对磁铁摩擦力向左。
故选A。
6. 如图所示,A、B是两个完全相同的灯泡,L是自感系数较大的线圈,其直流电阻忽略不计。当开关S闭合时,下列说法正确的是( )
A. A和B一起亮,然后A熄灭 B. A和B一起亮,然后A逐渐熄灭
C. A比B先亮,然后A熄灭 D. B比A先亮,然后A逐渐变亮
【答案】D
【解析】
【详解】当开关S闭合时,B灯立即变亮,而A灯与自感系数较大的线圈串联,线圈由于自感作用,会阻碍通过其的电流的增大,即通过其的电流逐渐增大,故A逐渐变亮。
故选D。
7. 如图甲,有一个原、副线圈匝数比为2:1的理想变压器,其中的电压表和电流表均为理想电表,原线圈接如图乙所示的正弦式交流电,其中为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,为定值电阻。下列说法正确的是( )
A. 副线圈两端电压的瞬时值表达式为
B. 时电压表的示数为0
C. 变压器原、副线圈中的电流之比为2:1
D. 处温度降低时,电流表的示数变小,电压表的示数不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.原线圈电压最大值为,则副线圈电压最大值,
可得副线圈两端电压的瞬时值表达式为,A错误;
B.电压表示数为交流电的有效值,则时电压表的示数不为0,B错误;
C.根据,即变压器原、副线圈中的电流之比为1:2,C错误;
D.处温度降低时,阻值变大,变压器的初级电压和次级电压都不变,可知次级电流减小,则电流表的示数变小,电压表的示数不变,D正确。
故选D。
8. 如图所示,在半径为R的圆形区域内,有匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直于圆平面(未画出).一群比荷为q/m的负离子以相同速率v0(较大),由P点在纸平面内向不同方向射入磁场中发生偏转后,又飞出磁场,最终打在磁场区域右侧的荧光屏(足够大)上,则下列说法正确的是(不计重力)( )
A. 离子在磁场中的运动轨迹半径一定相等
B. 由Q点飞出的离子在磁场中运动的时间最长
C. 离子在磁场中运动时间一定相等
D. 沿PQ方向射入的离子飞出时偏转角最大
【答案】AB
【解析】
【详解】离子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:qvB=m,解得:,因粒子的速率相同,比荷相同,故半径一定相同,故A正确;设粒子轨迹所对应的圆心角为θ,则粒子在磁场中运动的时间为,,所有粒子的运动周期相等,由于离子从圆上不同点射出时,轨迹的圆心角不同,所以离子在磁场中运动时间不同,故C错误.由圆的性质可知,轨迹圆与磁场圆相交,当轨迹圆的弦长最大时偏向角最大,故应该使弦长为PQ,故由Q点飞出的粒子圆心角最大,所对应的时间最长;此时粒子一定不会沿PQ射入.故B正确,D错误;故选AB.
【点睛】本题为多个粒子的偏转问题,此类题目要求我们能将圆的性质掌握清楚,利用我们所掌握的几何知识进行分析判断,例如半径相同时,弦长越长,圆心角越大.
9. 如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有强度为 B0的匀强磁场。下列表述正确的是( )
A. 质谱仪是分析同位素的重要工具
B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
D. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P,粒子的荷质比越小
【答案】ABC
【解析】
【详解】B.带正电荷的粒子进入速度选择器,所受静电力向右,则洛伦兹力必须向左,根据左手定则可判断速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外。故B正确;
C.能通过狭缝P的带电粒子在速度选择器中做直线运动,受力平衡,则
所以得
故C正确;
AD.粒子进入磁场做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,则
则得
其中E、B、B0都时定值,粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P,则粒子的轨道半径R越小,粒子的荷质比越大。所以质谱仪是分析同位素的重要工具。故A确。D错误。
故选ABC。
10. 如图所示,磁感应强度为的有界匀强磁场的宽度为,一质量为、电阻为、边长为的正方形金属线框竖直放置。线框由静止释放,进入磁场过程中做匀速运动,完全离开磁场前已做匀速运动。已知重力加速度为,则线框( )
A. 进、出磁场过程中电流方向相同
B. 进、出磁场过程中通过线框某一横截面的电荷量相等
C. 通过磁场的过程中产生的焦耳热为
D. 边离开磁场时的速度大小为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.进磁场过程中穿过线框的磁通量向里增加,根据楞次定律结合安培定则可知,电流方向为逆时针;同理可知出磁场时电流方向为顺时针,故A错误;
B.根据
由于进、出磁场过程中,磁通量变化大小相等,所以进、出磁场过程中通过线框某一横截面的电荷量相等,故B正确;
C.由于线框进入磁场过程中做匀速运动,完全离开磁场前已做匀速运动,可知线框进入磁场和离开磁场的速度相等,根据能量守恒可知通过磁场的过程中产生的焦耳热为,故C正确;
D.线框完全离开磁场前已做匀速运动,根据受力平衡可得
又,,
联立解得边离开磁场时的速度大小为,故D正确。
故选BCD。
二、实验题(本大题共2小题,共14分)
11. 小明同学在做“探究碰撞中的不变量”实验中,所用装置如图甲所示,已知槽口末端在白纸上的投影位置为点。回答以下问题:
(1)为了完成本实验,下列必须具备的实验条件或操作步骤是______。
A. 斜槽轨道末端的切线必须水平
B. 入射球和被碰球半径必须相同
C. 入射球和被碰球的质量必须相等
D. 必须测出桌面离地的高度
E. 斜槽轨道必须光滑
(2)小明同学在实验中正确操作,认真测量,得出的落点情况如图乙所示,则入射小球质量和被碰小球质量之比为______。
(3)为了完成本实验,测得入射小球质量,被碰小球质量,点到、、三点的距离分别为、、。若两球间的碰撞是弹性碰撞,应该有等式______成立。
A. B.
C. D.
【答案】(1)AB (2) (3)AD
【解析】
【小问1详解】
A.斜槽轨道末端的切线必须水平,以保证小球抛出做平抛运动,故A正确;
B.入射球和被碰球半径必须相同,以保证两小球产生对心正碰,故B正确;
C.入射球的质量要大于被碰球的质量,以防止入射球反弹,故C错误;
D.两小球均做平抛运动,下落的高度相同,则有下落的时间相同,不必测出桌面离地的高度H,故D错误;
E.斜槽轨道没必要光滑,只需要将入射小球每一次从同一高度静止释放即可,故E错误。
故选AB。
【小问2详解】
设小球下落时间为t,由图甲可得小球m1碰撞前的速度为
碰后小球m1的速度为
碰后小球m2的速度为
由动量守恒可得
整理可得
代入数据解得入射小球质量和被碰小球质量之比为
【小问3详解】
若两球间的碰撞是弹性碰撞,根据机械能守恒可得
则有
即
又,
可得
则有
故选AD。
12.
(1)用欧姆表测未知电阻阻值的电路原理如图甲所示,电池的电动势为。内阻为,为调零电阻(接入电路部分的阻值用表示),为表头内阻,则电路中电流与待测电阻的阻值的函数关系式为______。(用、、、、表示)
(2)某同学想通过一个量程3V的电压表测量欧姆表中内置电源的电动势,欧姆挡的选择开关拨至倍率“”挡。先将红、黑表笔短接调零后,选用图乙中______(填“A”或“B”)方式连接,欧姆表和电压表的读数如图丙所示,则电压表的内______Ω,欧姆表内置电源的电动势______V。
【答案】(1)
(2) ①. B ②. 4000 ③. 2.8
【解析】
【小问1详解】
由闭合电路欧姆定律可得电路中电流与待测电阻的阻值的函数关系式为
【小问2详解】
[1]欧姆表的黑表笔与内部电源的正极相连,红表笔与内部电源的负极相连,所以黑表笔应与电压表的正接线柱相连,红表笔应与电压表的负接线柱相连。即选用图乙中B方式连接;
[2]电压表的内阻等于欧姆表的读数,则有
[3]由欧姆刻度中值电阻可知“”挡对应的欧姆内阻为
由图可知,电压表读数为1.60V,则有
根据闭合电路欧姆定律可知欧姆表内置电源的电动势为
三、计算题(本大题共3小题,共40分)
13. 如图所示,质量为、电荷量为的电子,从A点以速度垂直于电场方向射入一个电场强度为的匀强电场中,从B点射出电场时的速度方向与电场线成角,电子重力不计。求:
(1)电子在电场中的加速度大小及电子在B点的速度大小;
(2)A、B两点间的电势差;
(3)电子从A运动到B的时间。
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据牛顿第二定律有
可得电子在电场中的加速度大小为
从B点射出电场时的速度方向与电场线成120°角,则B点射出电场时的速度方向与水平方向成30°,则有
【小问2详解】
电子从A点到B点过程,由动能定理
解得
【小问3详解】
电子在B点的竖直分速度为
又
解得
14. 正方形线框的质量,边长,匝数匝,总电阻,用绳子将其吊在天花板下,线框竖直静止且上下两边水平,在线框的中间位置以下区域分布有与线框平面垂直的匀强磁场,磁场方向如图甲所示,磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示,求:
(1)判断线框中的电流方向;
(2)求内流过导线横截面的电量;
(3)在时绳子的拉力大小。
【答案】(1)顺时针方向
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由图乙可知,穿过线圈的磁通量向里减小,根据楞次定律可知,感应电流的磁场方向也是垂直纸面向里,结合右手定则可知,线圈中的电流方向为顺时针方向。
【小问2详解】
根据法拉第电磁感应定律可知,线框的感应电动势为
通过线框的电流为
6s内流过导线横截面的电荷量
【小问3详解】
由图乙可知,时磁感应强度,线框受到安培力大小为
根据左手定则可知,安培力方向竖直向下,根据平衡条件可得,绳子的拉力大小为
15. 如图所示,一轻质弹簧两端连着物体A和B,放在光滑的水平面上,物体A被水平速度为的子弹击中,子弹嵌在其中,已知物体A的质量是,B的质量是,子弹的质量是,求:
(1)A物体获得的最大速度;
(2)弹簧压缩量最大时B物体的速度大小;
(3)B物体的最大速度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对子弹进入物体A中的过程,由动量守恒可得
可得A获得的最大速度为
【小问2详解】
当A、B速度相同时,弹簧的压缩量最大,弹簧具有最大弹性势能,由系统动量守恒可得
可得弹簧压缩量最大时B物体的速度为
【小问3详解】
当弹簧恢复原长时,B物体的速度最大;由系统动量守恒可得
由系统机械能守恒可得
联立解得B物体的最大速度为
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