2025-2026学年河北石家庄一中实验学校等校高二上学期期末考试物理试卷 含解析

/石家庄市第一中学2025-2026学年度第一学期高二年级物理学科期末考试试题第I卷（选择题，共46分）一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.如图所示，水平放置的通电螺线管轴线上，a、b是关于螺线管正中央的对称点，c、d是通电螺线管中垂线上关于轴线对称的两点，该两点处放置垂直纸面的长直通电导线，两通电直导线中电流大小相等、方向相反，则a、b两点的磁感应强度（）A.大小相等，方向相反 B.大小相等，方向相同C.大小不相等，方向相反 D.大小不相等，方向相同【答案】B【解析】【详解】c、d两点处的通电直导线中电流大小相等、方向相反，分别在a、b两处的磁感应强度均为、，且大小相等，根据安培定则可知方向如图所示矢量合成后大小相等、方向相同；通电螺线管在a、b两处的磁感应强度大小相等、方向相同，根据矢量叠加原理，可知a、b两处的磁感应强度大小相等、方向相同。故选B。2.如图甲所示，100匝的线圈与的定值电阻构成闭合回路，线圈面积为、电阻为，线圈放置在垂直于线圈平面的匀强磁场内，以垂直线圈向里为磁场的正方向。不计导线电阻，当磁感应强度B随时间t按图乙变化时，下列说法正确的是（）A.0∼1s内线圈有收缩的趋势 B.1s时电流方向改变C.1∼2s内a、b两点间的电势差 D.2s时穿过线圈的磁通量大小为0.04Wb【答案】D【解析】【详解】A．由题知，以垂直线圈向里为磁场的正方向。根据乙图可知，在0∼1s内的磁感应强度垂直线圈向外随时间均匀减小，故穿过线圈的磁通量逐渐减小，根据“增缩减扩”可知，线圈具有扩张的趋势，故A错误；B．根据乙图可知，在0∼1s内的磁感应强度垂直线圈向外随时间均匀减小，故穿过线圈的磁通量逐渐减小，根据楞次定律，可知感应电流方向为逆时针；在1∼2s内的磁感应强度垂直线圈向里随时间均匀增大，故穿过线圈的磁通量逐渐增大，根据楞次定律，可知感应电流方向为逆时针，故1s时电流方向没有发生改变，故B错误；C．在1∼2s内，根据法拉第电磁感应定律有其中联立解得根据电路的结构分析，可知a、b两点间的电势差等于路端电压，则有，故C错误；D．根据乙图可知，在t=2s时磁感应强度为，则此时穿过线圈的磁通量大小为，故D正确。故选D。3.某电场的方向与x轴平行，其电势随坐标x变化的关系如图所示。其中段为倾斜直线，段为曲线。关于x轴上电场的描述，下列说法正确的是（）A.在段，电场强度E逐渐增大B.在段，电场强度E大小不变C.D.在前后，电场强度方向相反【答案】D【解析】【详解】AB．在图像中，其图像的斜率为电场强度，结合题图可知，在段，图像的斜率不变，所以其电场强度不变。在段，图像的斜率逐渐减小，所以电场强度的大小逐渐减小，故AB错误；C．在图像上，图像上的某点表示在该位置电势的大小，由题图可知，，故C项错误；D．由题图可知，在之前，图像的斜率为正值，在之后，图像的斜率为负值，由于在图像中，图像的斜率表示电场强度。因此在前后，电场强度方向相反，故D项正确。故选D4.“西电东送”是中国的一项重大能源战略工程，旨在将西部地区丰富的煤炭、水能、风能资源转化为电力资源，并通过电网输送到电力需求较大的东部沿海地区。若某发电厂电能输送示意图如图所示，发电厂的输出电压、输电线的电阻及理想升压、降压变压器的匝数都不变，当用户数量增多时，下列说法正确的是（）A.输电线上的电流减小B.输电线上的损耗功率减小C.升压变压器副线圈的电压减小D.降压变压器原线圈的电压减小【答案】D【解析】【详解】A．当用户数量增多时，降压变压器副线的电流I4增大，根据，降压变压器的匝数不变，所以输电线上的电流I线增大，A错误；B．根据，因为输电线上的电流I线增大，所以输电线上的损耗功率P损增大，B错误；C．根据，发电厂的输出电压U1不变、升压变压器的匝数不变，所以升压变压器副线圈的电压U2不变，C错误；D．当用户数量增多时，输电线上的电流I线增大，根据，输电线上损失的电压U损增大，根据，因为升压变压器副线圈的电压U2不变，所以降压变压器原线圈的电压U3减小，D正确。故选D。5.如图所示，甲和乙电路中A、B、C、D是四个相同灯泡，电感线圈直流电阻与电源内阻均可忽略不计，下列说法正确的是（）A.甲电路开关闭合时，A灯立即变亮，B灯缓慢变亮B.甲电路开关断开时，A灯立即熄灭，B灯缓慢熄灭C.乙电路开关闭合时，C灯缓慢变亮，D灯缓慢变亮D.乙电路开关断开时，C灯缓慢熄灭，D灯先闪亮一下再熄灭【答案】D【解析】【详解】A．甲电路开关闭合时，A灯立即变亮，B灯立即变亮再缓慢熄灭，故A错误。B．甲电路开关断开时，A灯立即熄灭，B灯闪一下缓慢熄灭，故B错误。C．乙电路开关闭合时，C灯缓慢变亮，D灯立即变亮，故C错误。D．乙电路开关闭合稳定时流过C灯的电流大于D灯，所以开关断开时，C灯缓慢熄灭，D灯先闪亮一下再熄灭，故D正确。故选D。6.如图所示，在匀强电场中有一椭圆，ab、cd分别是椭圆的长轴和短轴，O为ab、cd的交点，电场方向与椭圆平面平行。将电荷量为的点电荷从a点移到b点，电场力做功为，从c点移到d点电场力做功为W。则（）A.电场方向由a指向b B.电场方向由c指向dC.d点的电势比b点的电势低 D.d点的电势比b点的电势高【答案】D【解析】【详解】CD．由题意可知，将点电荷从O点移到d点，电场力做功为；将点电荷从O点移到b点，电场力做功为；根据可知，则又因为所以d点的电势比b点的电势高，故C错误，D正确；AB．结合以上分析可知，则将点电荷从a、O中点移到O点，电场力做功，即a、O中点与c点电势相等，为等势面，且电场指向低电势，所以电场方向垂直a、O中点与c点连线斜向右下，故AB错误。故选D。7.下列四幅图分别是等离子体发电机、质谱仪、回旋加速器、霍尔元件的示意图，进入装置的带电粒子重力均不计，下列说法正确的是（）A.图甲中上极板A板是电源的正极B.图乙中粒子打在照相底片D上的位置越靠近S3，粒子的比荷越大C.图丙中若增大回旋加速器的加速电压，粒子获得的最大动能增大D.图丁中若导体中的载流子是质子，则导体左右两侧电势φN<φM【答案】B【解析】【详解】A．根据左手定则可知，图甲中上极板A板是电源的负极，故A错误；B．粒子在电场中，根据动能定理在磁场中，根据牛顿第二定律可得粒子打在照相底片D上的位置到S3的距离为联立，解得所以，图乙中粒子打在照相底片D上的位置越靠近S3，粒子的比荷越大，故B正确；C．设回旋加速器D形盒的半径为R，粒子获得的最大速度为，根据牛顿第二定律有粒子获得的最大动能为由上式可知粒子获得的最大速度与加速电压无关，所以无法通过增大加速电压使带电粒子获得的最大动能增大，故C错误；D．图丁中若导体中的载流子是质子，根据左手定则可知，质子运动到N板，则导体左右两侧的电势，故D错误。故选B。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的。8.如图所示，实线为方向未知的三条电场线，其中一条电场线上依次标有M、N、Q点，已知，一带正电的粒子（重力不计）从O点以一定的初速度v进入电场，其运动轨迹如图中虚线所示，则（）A.M、Q两点的场强大小关系是B.M与N和N与Q间的电势差相等，即C.在粒子沿图中轨迹运动的过程中，其电势能逐渐增大D.在粒子沿图中轨迹运动的过程中，其动能逐渐增大【答案】AD【解析】【详解】A．由电场线疏密程度可知，故A正确；B．由电场线疏密程度可知，结合可得，故B错误；CD．由粒子轨迹可知电场力指向轨迹内侧，沿图中轨迹运动的过程中，电场力做正功，动能增加，电势能减少，故C错误，D正确。故选AD。9.利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，R为定值电阻，C为电容器。t=0时，先将开关S与1端相连，一段时间后再将开关S掷向2端。下图所示的电容器两极板间的电势差UPQ和流过电阻R的电流I随时间t的变化关系，可能正确的是（）A. B.C. D.【答案】BC【解析】【详解】时，先将开关S与1端相连，电容器开始充电，在充电过程中，电容器两极板间的电势差逐渐增大，充电电流为可知逐渐减小，电阻两端的电势差为可知逐渐减小，当充电完毕时，，充电电流为0一段时间后再将开关S掷向2端，电容器放电，电容器上极板带正电，可知点的电势低于点的电势，则为负，放电过程，电容器两极板间的电势差逐渐减小，放电电流为可知逐渐减小，电阻两端的电势差为可知逐渐增大，放电完毕后，，放电电流为0。故选BC。10.自耦式变压器是输出和输入共用一组线圈的特殊变压器。如图甲所示的理想自耦式变压器，环形铁芯上绕制线圈匝数为220匝，AP间线圈匝数为120匝，P为变压器的滑动触头，P'为滑动变阻器的滑片。在AB间加如图乙所示正弦交流电，下列判断正确的是（）A.通过R的电流方向每秒改变100次B.电压表示数为120VC.保持P不动，P'向下滑动，电压表示数增大D.保持P'不动，P逆时针转动，电压表示数增大【答案】AD【解析】【详解】A．由图乙知输入交流电的周期为，故其频率为1s内线圈转50圈，每转一圈两次经过中性面，每经过中性面一次电流方向改变一次，故电流方向每秒改变100次，而变压器不改变交流电的周期和频率，输出端通过R的电流方向每秒改变100次，故A正确；B．因AB间加正弦交流电，其有效值为副线圈的匝数为BP间匝数由而电压表测的是交流电压的有效值，故电压表示数为，故B错误；C．保持P不动，P'向下滑动，副线圈的匝数不变，其它条件不变，由则电压表示数不变，故C错误；D．P逆时针转动，副线圈的匝数增大，由则电压表示数增大，故D正确。故选AD。第Ⅱ卷（非选择题，共54分）三、非选择题：本题共5小题，共54分。11.某实验小组在“测定金属丝的电阻率”的实验中，欲采用伏安法测出金属丝的电阻，已知金属丝的电阻大约为10Ω。（1）如图甲、乙所示，用螺旋测微器测其直径D=________mm，再用游标卡尺测其长度为L=________cm。（2）实验室中有以下器材可供使用：A.电压表0~3V，内阻RV约为5kΩ；B.电流表0~0.6A，内阻RA0.5Ω；C.滑动变阻器（0~5Ω）；D.两节干电池、开关及导线若干。①要求待测金属丝两端的电压从零开始连续变化，请在答题卡补全图丙所示的实物图_______；②实验中调节滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值，描绘出的U-I图像是一条过原点的直线，已知该图线的斜率为k，金属丝的有效长度为L，直径为D，则该金属丝电阻率的表达式为________（用题目中给定的字母表示）。【答案】（1）①4.749##4.750##4.751②.10.150（2）①.②.【解析】【小问1详解】[1]用螺旋测微器测其直径4.5mm+0.01mm×25.0=4.750mm，[2]用游标卡尺测其长度为L=10.1cm+0.05mm×10=10.150cm；【小问2详解】[1][2]根据欧姆定律根据电阻定律金属丝的横截面积为解得图线的斜率为解得12.某学校实验小组学完电学实验之后，设计了如下一系列实验装置。（1）甲同学用多用电表欧姆挡直接测量待测电阻Rx阻值。某次测量时，多用电表表盘指针如图所示且他选用欧姆挡的倍率为“×10”，则Rx的测量值为_________Ω。（2）某学习小组的同学们想利用电压表和电阻箱测量一电池组的电动势和内阻，他们找到了如下的实验器材：电池组（电动势约为6.0V，内阻约为1Ω），灵敏电流计G（满偏电流Ig=100μA，内阻Rg=200Ω，定值电阻R1（R1=1Ω），定值电阻R2（R2阻值可求），变阻箱R（阻值范围可调），开关，导线若干。①若想将灵敏电流计G改装成量程为6V的电压表，需要_________一个定值电阻R2（选填“串联”或“并联”），该定值电阻的阻值_________Ω。②为了准确测出电池组的电动势和内阻，在图中虚线框中设计电路图，请把该电路图补充完整________。③采集灵敏电流计G和变阻箱R的读数，作出了图像如图乙所示，已知图线的斜率为k，纵截距为b，则所测得电池组的内阻r=__________。（用题目中所给的字母表示，已知电源中的电流远大于电流计G中的电流）【答案】（1）60（2）①.串联②.59800③.④.【解析】【小问1详解】Rx的测量值为6×10Ω=60Ω【小问2详解】[1][2]若想将灵敏电流计G改装成量程为6V的电压表，需要串联一个定值电阻R2，该定值电阻的阻值[3]电阻R1作为保护电阻，电路图如图所示[4]根据闭合电路的欧姆定律变形得结合图像可知斜率图像纵截距联立解得内阻13.智能机器人可以服务人类生活。如图甲所示为一款新型送餐机器人，其内部电路可简化为如图乙所示，电源电动势E为30V，内阻r为2Ω，电路中的电阻R₁阻值为18Ω，电流表为理想电表，电动机内阻RM为1Ω；当开关S₁和S₂闭合、开关S₃断开时，电流表读数为1.0A。（1）求电阻R₂的阻值大小；（2）当开关S₁和S₃闭合、S₂断开时，电流表读数仍然为1.0A，求此时电动机的输出功率。【答案】（1）（2）9W【解析】【小问1详解】当开关S₁和S₂闭合、开关S₃断开时，电阻R1、R2与电源构成串联回路。由闭合电路欧姆定律得解得R2=【小问2详解】当开关S₁和S₃闭合、S₂断开时，电阻R1与电动机M串联。路端电压解得U=28V电阻R1两端电压解得U1=18V电动机两端电压解得UM=10V输出功率14.现代物理通常用电场和磁场来研究粒子运动规律。如图所示，在xOy坐标系所在的平面内，第一象限内有沿x轴负方向的匀强电场，第二、三象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场。在C点沿y轴正方向以初速度发射质量为m，电荷量为q（）的粒子，粒子依次经过y轴上的D、O点。已知C点坐标为（L，0），D点坐标为（0，2L）。粒子重力不计，求：（1）匀强电场的场强大小；（2）匀强磁场的磁感应强度大小；（3）粒子从C点运动到O点的时间。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小问1详解】带电粒子在电场中做类平抛运动，在垂直电场方向做匀速直线运动，则有沿电场方向做匀变速直线运动，则有其中，在电场中，根据牛顿第二定律有联立解得【小问2详解】