精品解析：黑龙江哈尔滨德强高级中学2025-2026学年高二上学期期末考试物理试卷（I卷）

哈尔滨德强高级中学2025-2026学年度上学期期末考试 高二年级物理试题Ⅰ卷 时间：75分钟 满分：100分 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 发现电流磁效应，首次揭示了电和磁联系的科学家是（ ） A. B. C. D. 2. 如图所示，匝数为N、边长为L的正三角形金属线框，内部有一半径为R的圆形区域，圆内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，则穿过该线框的磁通量为（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，虚线ON上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，完全相同的带电粒子a、b在纸面内以不同的速率从O点沿垂直于ON的方向射入磁场，最后分别从M点、N点离开磁场。已知M点为ON的中点，不计粒子重力及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（ ） A. 两粒子均带正电 B. 洛伦兹力对b粒子做的功多 C. b粒子的速率是a粒子的两倍 D. b粒子在磁场中运动的时间是a粒子的两倍 4. 某同学绘制了四幅静电场的电场线分布图，其中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 如图，有一硬质导线Oabc，其中是半径为R的半圆弧，b为圆弧的中点，直线段Oa长为R且垂直于直径ac。该导线在纸面内绕O点逆时针转动，导线始终在垂直纸面向里的匀强磁场中。则O、a、b、c各点电势关系为（ ） A. B. C. D. 6. 目前有一种磁强计，用于测定地磁场的磁感应强度。磁强计的原理如图所示，电路有一段金属导体，它的横截面是宽为、高为的长方形，导体中通有沿轴正方向、大小为的电流。已知金属导体单位体积中的自由电子数为，电子电荷量为，金属导电过程中，自由电子所做的定向移动可视为匀速运动。将磁强计水平置于北半球，轴正方向向上且轴正方向朝北放置，两电极、均与金属导体的前后两侧接触，用电压表测出金属导体前后两个侧面间的电势差为，则所测地磁场的磁感应强度轴分量的大小和电极、的正负为（　　） A. ，正、负 B. ，正、负 C. ，负、正 D. ，负、正 7. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为2∶3，原线圈与定值电阻R1=2Ω串联后，接入的理想交流电源。副线圈电路中负载电阻R2为可变电阻。关于负载电阻的最大功率的说法正确的是（　　） A. 当时，负载电阻的功率最大，最大功率为18W B. 当时，负载电阻的功率最大，最大功率为36W C. 当R2=2Ω时，负载电阻的功率最大，最大功率为18W D. 当R2=2Ω时，负载电阻的功率最大，最大功率为36W 二、多选题：本大题共3小题，共18分。 8. 对下列四幅图片中所涉及物理知识的描述，正确的是（　　） A. 图甲中，从上往下看当蹄形磁体顺时针转动时，铝框也将沿顺时针方向转动 B. 图乙中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈中会产生大量热量使金属熔化，从而冶炼金属 C. 图丙中磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，起到电磁阻尼的作用 D. 图丁中无线充电过程利用了接触起电原理 9. 图甲是某小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴逆时针方向匀速转动。从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。已知发电机线圈的内阻为5Ω，外接电阻R的阻值为95Ω。下列说法正确的是（　　） A. 电流表的示数为5A B. 在0.02s时通过线圈的磁通量最大 C. 电阻R消耗的功率为2375W D. 线圈由图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为 10. 在平面直角坐标系xOy中有如图所示的有界匀强磁场区域，磁场上边界是以点为圆心、半径为的一段圆弧，圆弧与x轴交于、两点，磁场下边界是以坐标原点O为圆心，半径为的一段圆弧。如图，在虚线区域内有一束带负电的粒子沿x轴负方向以速度射入该磁场区域。已知磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为，带电粒子质量为m，电荷量大小为q，不计粒子重力。下列说法中正确的是（　　） A. 正对点入射的粒子离开磁场后一定会过O点 B. 正对点入射的粒子离开磁场后一定不会过O点 C. 粒子在磁场区域运动的最长时间为 D. 粒子在磁场区域运动的最长时间为 三、实验题：本大题共2小题、共16分。 11. 某同学在实验室测量一新材料制成的圆柱体的电阻率。 （1）用20分度的游标卡尺测量其长度，由图可知其长度_____mm，用螺旋测微器测量其直径，由图可知其直径_____mm； （2）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻（约6Ω），要求待测电阻两端的电压能从0开始连续可调。除待测圆柱体外，实验室还有的实验器材如下： A、电压表V（量程3V，内阻约为15kΩ） B、电流表A（量程0.6A，内阻约为1Ω） C、滑动变阻器（阻值范围0~5Ω，5.0A） D、直流电源（电动势为3V） E、开关 F、导线若干 则该实验电路应选择下列电路中的_____； A. B. C. D. 12. 某实验小组用如图（a）所示的电路图测量毫安表G的内阻以及电源的电动势和内阻。可用器材如下： A.待测毫安表G（量程，内阻约为） B.电阻箱（最大阻值为） C.电源（电动势约为） D.电压表V（量程，内阻约为） E.滑动变阻器（最大阻值为） F.滑动变阻器（最大阻值为） （1）测量毫安表G的内阻，正确连接电路后，进行如下操作： ①将滑动变阻器的滑片滑到最右端，闭合S； ②闭合，调节滑动变阻器使毫安表满偏，闭合，调节电阻箱使毫安表达到满偏的一半，记录此时电阻箱的读数为； ③由上述操作可知，毫安表的内阻___________； ④本实验中滑动变阻器应选择___________（选填“E”或“F”）。 （2）测量电源的电动势和内阻。 ①将毫安表改装成量程为0.75A的电流表，需要将电阻箱的阻值调为___________（结果保留1位小数）。 ②多次改变滑动变阻器连入电路的阻值，使得毫安表和电压表都有较大的读数，根据实验数据画出图如图（b）所示，若电压表内阻对实验的影响忽略不计，根据图线可求出电源的电动势___________，电源的内阻___________。（结果均保留2位有效数字） 四、解答题：本题共3小题，共38分 13. 如图甲所示，匝的线圈（图中只画了2匝），电阻，其两端与一个的电阻相连，线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。 （1）判断通过电阻的电流方向； （2）求电阻两端的电压。 14. 如图所示，在空间有xOy坐标系，第三象限有磁感应强度为的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，第四象限有竖直向上的匀强电场。一个质量为、电荷量为的正离子，从处沿与轴负方向成角垂直射入匀强磁场中，结果离子正好从距点为的处沿垂直电场方向进入匀强电场，最后离子打在轴上距点的处。不计离子重力，求： （1）此离子运动到处时的速度； （2）离子从处运动到处所需的时间。 15. 某中学兴趣小组研究了电机系统的工作原理，认识到电机系统可实现驱动和阻尼，设计了如图所示装置。电阻不计的“L型”金属导轨由足够长竖直部分和水平部分连接构成，竖直导轨间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度大小为B=1T。导体棒ab与竖直导轨始终良好接触并通过轻质滑轮连接重物M，初始被锁定不动。已知导体棒ab的质量为m=0.1kg，重物M质量为0.3kg，竖直导轨间距为d=0.5m。电源电动势E=10V，内阻r为1Ω，定值电阻阻值R=1Ω，电容器的电容C=0.2F，其余电阻均不计，摩擦不计。 （1）把开关k接1，解除导体棒锁定，导体棒经时间t1=2s恰好开始匀速上升，求导体棒匀速上升时的速度； （2）把开关k接2，解除导体棒锁定，求导体棒加速度； （3）把开关k接3，解除导体棒锁定，导体棒经时间t3=2s恰好开始匀速下落，求此过程中回路产生的总焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 哈尔滨德强高级中学2025-2026学年度上学期期末考试 高二年级物理试题Ⅰ卷 时间：75分钟 满分：100分 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 发现电流磁效应，首次揭示了电和磁联系的科学家是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】奥斯特将通电导线放于小磁针上方时发现小磁针发生了偏转，说明了通电导线周围存在着磁场，首次揭示了电和磁的联系。 故选C。 2. 如图所示，匝数为N、边长为L的正三角形金属线框，内部有一半径为R的圆形区域，圆内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，则穿过该线框的磁通量为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】穿过该线框的磁通量为 故选A。 3. 如图所示，虚线ON上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，完全相同的带电粒子a、b在纸面内以不同的速率从O点沿垂直于ON的方向射入磁场，最后分别从M点、N点离开磁场。已知M点为ON的中点，不计粒子重力及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（ ） A. 两粒子均带正电 B. 洛伦兹力对b粒子做的功多 C. b粒子的速率是a粒子的两倍 D. b粒子在磁场中运动的时间是a粒子的两倍 【答案】C 【解析】 【详解】A．由左手定则可知，两粒子均带负电，选项A错误； B．洛伦兹力对两粒子均不做功，选项B错误； C．两粒子均在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得 整理得 由题意，因此b粒子的速率是a粒子的两倍，选项C正确； D．粒子在磁场中运动的时间为 结合题图可知两粒子在磁场中运动的时间相同，选项D错误。 故选C。 4. 某同学绘制了四幅静电场的电场线分布图，其中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】AC．电场线不相交、不闭合，故AC错误； B．该电场可能为正点电荷形成的电场，故B正确； D．假设存在这种电场线，做两条等势线，如图所示 则有， 即 由电场线的疏密程度可知，处电场强度大于处电场强度，由公式可得，，相互矛盾，假设不成立，即这种电场线不存在，故D错误。 故选B。 5. 如图，有一硬质导线Oabc，其中是半径为R的半圆弧，b为圆弧的中点，直线段Oa长为R且垂直于直径ac。该导线在纸面内绕O点逆时针转动，导线始终在垂直纸面向里的匀强磁场中。则O、a、b、c各点电势关系为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】如图，相当于Oa、Ob、Oc导体棒转动切割磁感线，根据右手定则可知O点电势最高；根据 同时有 可得 得 故选C。 6. 目前有一种磁强计，用于测定地磁场的磁感应强度。磁强计的原理如图所示，电路有一段金属导体，它的横截面是宽为、高为的长方形，导体中通有沿轴正方向、大小为的电流。已知金属导体单位体积中的自由电子数为，电子电荷量为，金属导电过程中，自由电子所做的定向移动可视为匀速运动。将磁强计水平置于北半球，轴正方向向上且轴正方向朝北放置，两电极、均与金属导体的前后两侧接触，用电压表测出金属导体前后两个侧面间的电势差为，则所测地磁场的磁感应强度轴分量的大小和电极、的正负为（　　） A. ，正、负 B. ，正、负 C. ，负、正 D. ，负、正 【答案】A 【解析】 【详解】磁强计水平置于北半球，地磁场在北半球有沿y轴负方向的分量。根据左手定则，电子受到的洛伦兹力方向指向N极，所以电子向内侧偏转，则导体N极为负极，M极为正极。 自由电子所做的定向移动可视为匀速运动，设速度为，则单位时间内前进的距离为，单位体积内含有的电子个数为，电量为，则有 电子受电场力和洛伦兹力平衡，有 解得 ，故选A。 7. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为2∶3，原线圈与定值电阻R1=2Ω串联后，接入的理想交流电源。副线圈电路中负载电阻R2为可变电阻。关于负载电阻的最大功率的说法正确的是（　　） A. 当时，负载电阻的功率最大，最大功率为18W B. 当时，负载电阻的功率最大，最大功率为36W C. 当R2=2Ω时，负载电阻的功率最大，最大功率为18W D. 当R2=2Ω时，负载电阻的功率最大，最大功率为36W 【答案】A 【解析】 【详解】对副线圈回路，由欧姆定律有 又由变压器电压、电流规律有、 所以可知负载电阻在原线圈中的等效电阻 负载电阻的功率 当时，即时，负载电阻消耗的功率最大，最大功率 故选A。 二、多选题：本大题共3小题，共18分。 8. 对下列四幅图片中所涉及物理知识的描述，正确的是（　　） A. 图甲中，从上往下看当蹄形磁体顺时针转动时，铝框也将沿顺时针方向转动 B. 图乙中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈中会产生大量热量使金属熔化，从而冶炼金属 C. 图丙中磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，起到电磁阻尼的作用 D. 图丁中无线充电过程利用了接触起电原理 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据电磁驱动原理可知，当从上往下看当蹄形磁体顺时针转动时，铝框也顺时针转动，故A正确； B．真空冶炼炉外线圈通入高频交流电时，周围空间产生高频磁场，炉内的金属内部就产生很强的涡流，从而冶炼金属，故B错误； C．磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，线圈通电受力后带动铝框转动，铝框内产生涡流，在电磁阻尼的作用下，线圈很快停止摆动，故C正确； D．无线充电利用的是电磁感应原理，而非“接触起电”原理，故D错误。 故选AC。 9. 图甲是某小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴逆时针方向匀速转动。从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。已知发电机线圈的内阻为5Ω，外接电阻R的阻值为95Ω。下列说法正确的是（　　） A. 电流表的示数为5A B. 在0.02s时通过线圈的磁通量最大 C. 电阻R消耗的功率为2375W D. 线圈由图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．电流表测有效值 A正确； B．在0.02s时，电流最大（与图甲位置相同，为垂直中性面），磁通量为0，B错误； C．电阻R消耗的功率为 C正确； D．线圈由图甲所示位置转过90°的过程中，因为 则通过电阻R的电荷量为 D错误。 故选AC。 10. 在平面直角坐标系xOy中有如图所示的有界匀强磁场区域，磁场上边界是以点为圆心、半径为的一段圆弧，圆弧与x轴交于、两点，磁场下边界是以坐标原点O为圆心，半径为的一段圆弧。如图，在虚线区域内有一束带负电的粒子沿x轴负方向以速度射入该磁场区域。已知磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为，带电粒子质量为m，电荷量大小为q，不计粒子重力。下列说法中正确的是（　　） A. 正对点入射的粒子离开磁场后一定会过O点 B. 正对点入射的粒子离开磁场后一定不会过O点 C. 粒子在磁场区域运动的最长时间为 D. 粒子在磁场区域运动的最长时间为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力有 可得粒子在磁场中的轨道半径为 正对的粒子，圆心恰好在x轴上，进入磁场后做匀速圆周运动，如图所示。 根据勾股定理可知，进入无磁场区域后，速度方向恰好指向O点，即正对点入射的粒子离开磁场后一定会过O点，故A正确，B错误； CD．根据题意知，所有粒子沿水平方向射入磁场，半径与速度方向垂直，圆心均在入射点的正下方，半径均为4d，所有圆心所在的轨迹相当于将磁场边界向下平移4d形状，平移到O点位置，即所有粒子进入磁场后做圆周运动的圆心到O点距离均为5d，如图所示。 利用勾股定理可知，进入无磁场区域后，所有粒子速度方向都指向O点，因此所有粒子都过O点。由上述分析可知，从最上方进入的粒子，在磁场中偏转角度最大，运动的时间最长，如下图所示。 由几何关系可知，该粒子在磁场中旋转了，因此运动的时间为 故C正确，D错误。 故选AC。 三、实验题：本大题共2小题、共16分。 11. 某同学在实验室测量一新材料制成的圆柱体的电阻率。 （1）用20分度的游标卡尺测量其长度，由图可知其长度_____mm，用螺旋测微器测量其直径，由图可知其直径_____mm； （2）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻（约6Ω），要求待测电阻两端的电压能从0开始连续可调。除待测圆柱体外，实验室还有的实验器材如下： A、电压表V（量程3V，内阻约为15kΩ） B、电流表A（量程0.6A，内阻约为1Ω） C、滑动变阻器（阻值范围0~5Ω，5.0A） D、直流电源（电动势为3V） E、开关 F、导线若干 则该实验电路应选择下列电路中的_____； A. B. C. D. 【答案】（1） ①. 100.25 ②. 4.485##4.486##4.487##4.488##4.489 （2）D 【解析】 【小问1详解】 [1] 其长度为 [2] 其直径 【小问2详解】 因要使待测电阻两端的电压能从0开始连续可调,故用滑动变阻器的分压式接法, 又待测电阻跟电流表的内阻相差不是太大,故为了减小实验误差,用电流表的外接法。 故选D。 12. 某实验小组用如图（a）所示的电路图测量毫安表G的内阻以及电源的电动势和内阻。可用器材如下： A.待测毫安表G（量程，内阻约为） B.电阻箱（最大阻值为） C.电源（电动势约为） D.电压表V（量程，内阻约为） E.滑动变阻器（最大阻值为） F.滑动变阻器（最大阻值为） （1）测量毫安表G的内阻，正确连接电路后，进行如下操作： ①将滑动变阻器的滑片滑到最右端，闭合S； ②闭合，调节滑动变阻器使毫安表满偏，闭合，调节电阻箱使毫安表达到满偏的一半，记录此时电阻箱的读数为； ③由上述操作可知，毫安表的内阻___________； ④本实验中滑动变阻器应选择___________（选填“E”或“F”）。 （2）测量电源的电动势和内阻。 ①将毫安表改装成量程为0.75A的电流表，需要将电阻箱的阻值调为___________（结果保留1位小数）。 ②多次改变滑动变阻器连入电路的阻值，使得毫安表和电压表都有较大的读数，根据实验数据画出图如图（b）所示，若电压表内阻对实验的影响忽略不计，根据图线可求出电源的电动势___________，电源的内阻___________。（结果均保留2位有效数字） 【答案】（1） ①. 100.0 ②. F （2） ①. 0.4 ②. 5.9 ③. 0.50 【解析】 【小问1详解】 ③[1]当调节滑动变阻器使毫安表满偏时，干路中的总电流大小为3mA，开关闭合前后认为干路总电流不变，当调节电阻箱使毫安表达到满偏的一半时，流经电阻箱的电流大小为满偏的一半。根据并联电路的分流原理可知，毫安表的内阻就是此时电阻箱的电阻大小，即为。 ④[2]为了使得毫安表能够得到满偏，回路中的总电阻要达到 所以要选择最大阻值为的元件F。 【小问2详解】 ①[1]根据电表改装的原理，要改装成0.75A的电流表，应并联的电阻大小为 ②根据电路图可写出闭合电路欧姆定律的形式 根据图像可知，截距 斜率 可解得 四、解答题：本题共3小题，共38分 13. 如图甲所示，匝的线圈（图中只画了2匝），电阻，其两端与一个的电阻相连，线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。 （1）判断通过电阻的电流方向； （2）求电阻两端的电压。 【答案】（1） （2）9V 【解析】 【小问1详解】 根据图像可知，线圈中垂直于纸面向里的磁场增大，为了阻碍线圈中磁通量的增大，根据楞次定律可知线圈中感应电流产生的磁场垂直于纸面向外，根据安培定则可知线圈中的感应电流为逆时针方向，所以通过电阻的电流方向为 【小问2详解】 根据法拉第电磁感应定律 代入数据解得 电阻两端的电压为路端电压，根据分压规律可知 代入数据解得 14. 如图所示，在空间有xOy坐标系，第三象限有磁感应强度为的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，第四象限有竖直向上的匀强电场。一个质量为、电荷量为的正离子，从处沿与轴负方向成角垂直射入匀强磁场中，结果离子正好从距点为的处沿垂直电场方向进入匀强电场，最后离子打在轴上距点的处。不计离子重力，求： （1）此离子运动到处时的速度； （2）离子从处运动到处所需的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 此离子的运动轨迹如图所示 由几何知识可知 解得 离子在磁场中运动时，根据洛伦兹力提供向心力有 可得 离子进入电场后做类平抛运动，则轴方向有 轴方向有 可得 此离子运动到处时的速度 【小问2详解】 离子在磁场中运动的周期 根据轨迹得到离子在磁场中做圆周运动的时间为 离子从处运动到处做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，所需要的时间 故离子从处运动到处所需的时间 15. 某中学兴趣小组研究了电机系统的工作原理，认识到电机系统可实现驱动和阻尼，设计了如图所示装置。电阻不计的“L型”金属导轨由足够长竖直部分和水平部分连接构成，竖直导轨间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度大小为B=1T。导体棒ab与竖直导轨始终良好接触并通过轻质滑轮连接重物M，初始被锁定不动。已知导体棒ab的质量为m=0.1kg，重物M质量为0.3kg，竖直导轨间距为d=0.5m。电源电动势E=10V，内阻r为1Ω，定值电阻阻值R=1Ω，电容器的电容C=0.2F，其余电阻均不计，摩擦不计。 （1）把开关k接1，解除导体棒锁定，导体棒经时间t1=2s恰好开始匀速上升，求导体棒匀速上升时的速度； （2）把开关k接2，解除导体棒锁定，求导体棒加速度； （3）把开关k接3，解除导体棒锁定，导体棒经时间t3=2s恰好开始匀速下落，求此过程中回路产生的总焦耳热。 【答案】（1）8m/s，方向竖直向上 （2），方向竖直向上 （3）137.6J 【解析】 【小问1详解】 导体棒匀速上升时，有， 联立解得 方向竖直向上； 【小问2详解】 对M与导体棒ab整体进行受力分析，有， 联立解得 方向竖直向上； 【小问3详解】 M与导体棒ab整体匀速受力分析，有 可得 对M与导体棒ab整体，由动量定理得 即 解得 该动量定理还可以写成 解得 根据能量守恒可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $