北京市西城区2025-2026学年高二上学期期末物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1北京市西城区2025—2026学年度第一学期期末试卷高二物理本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。第一部分（选择题共42分）一、单项选择题（共10个小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。）1.下列单位中，电功的单位是（）A.焦耳 B.安培 C.特斯拉 D.瓦特【答案】A【解析】A．焦耳是功的单位，包括电功，故A正确；B．安培是电流的单位，故B错误；C．特斯拉是磁感应强度的单位，故C错误；D．瓦特是功率的单位（即单位时间内做的功），故D错误。故选A。2.如图所示为探究感应电流产生条件的实验装置。仅在下列哪种情况下线圈B中无感应电流（）A.开关闭合瞬间 B.开关断开瞬间C.开关闭合后，滑动变阻器滑片不动 D.开关闭合后，A从B中拔出【答案】C【解析】AB．开关闭合或断开的瞬间，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，故AB错误；C．开关闭合，滑动变阻器不动时，穿过线圈的磁通量不发生变化，线圈中没有感应电流，故C正确；D．开关闭合时，拔出线圈A的瞬间，B线圈中的磁通量减小，线圈中产生感应电流，故D错误。故选C。A.换更小倍率挡，需要重新进行欧姆调零B.换更小倍率挡，无需重新进行欧姆调零C.换更大倍率挡，需要重新进行欧姆调零D.换更大倍率挡，无需重新进行欧姆调零【答案】C【解析】若指针向右偏转角度很小，此时读数很大，则待测电阻很大，所以应更换更大倍率挡，每次更换挡位都需重新欧姆调零。故选C。4.如图，重力为G的金属杆ab垂直放在水平导轨上，处在匀强磁场中，磁场方向与水平面成θ角斜向上。开关S闭合后金属杆在导轨上保持静止，从b端看，正确表示金属杆受力示意图的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】由左手定则知，金属杆所受安培力垂直于磁场方向向左上方，金属杆保持静止，由平衡条件可知，金属杆一定受到向右的摩擦力，金属杆也一定受到轨道的支持力，以及重力，受力示意图如图故选B。5.雷雨云底层带负电，建筑物顶部的避雷针会因静电感应而带电，在其周围形成强电场，其等势面如图所示，已知相邻等势面间电势差相等。下列说法正确的是（）A.避雷针尖端感应出负电B.a点的电场强度大于b点的电场强度C.a点的电势高于b点的电势D.电子从a点移动到b点，电势能减少【答案】D【解析】A．雷雨云底层带负电，由于静电感应，近端感应异种电荷，所以避雷针顶端带正电，故A错误；B．a点的等差等势线比b点稀疏，所以a点的电场强度小于b点，故B错误；C．由A选项分析可知，电场方向为由避雷针顶端到云层，根据沿着电场线的方向电势降低可知，a点的电势低于b点的电势，故C错误；D．电子从a点移动到b点，电势升高，根据可知，电子的电势能减少，故D正确。故选D。6.如图所示，玻璃皿置于S极在上的蹄形磁铁的磁场中。在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，内壁沿边缘放一个圆环形电极，两电极分别与电池组的正负极相连，在玻璃皿中倒入硫酸铜溶液，俯视发现溶液旋转，下列判断正确的是（）A.正离子按顺时针方向旋转，负离子按顺时针方向旋转B.正离子按顺时针方向旋转，负离子按逆时针方向旋转C.正离子按逆时针方向旋转，负离子按顺时针方向旋转D.正离子按逆时针方向旋转，负离子按逆时针方向旋转【答案】A【解析】由图可知，玻璃器皿的中心为正极，则电流方向为玻璃器皿的中心到边缘，即正离子由玻璃器皿的中心运动到边缘；负离子由玻璃器皿边缘运动到中心。磁场方向向上，根据左手定则可知，正离子在洛伦兹力的作用下顺时针方向旋转，负离子在洛伦兹力的作用下顺时针方向旋转。故选A。7.如图，在水平桌面上放置的金属导轨与一静止的空心铜棒形成闭合回路，将其正上方的强磁铁的Ｎ极向下靠近此回路的过程中，下列说法正确的是（）A.铜棒向左滚动B.回路中有顺时针方向电流（俯视）C.铜棒对导轨的压力大小等于铜棒所受重力大小D.磁场力对磁铁做正功【答案】A【解析】A．根据楞次定律“增缩减扩”可知，强磁铁的Ｎ极向下靠近此回路的过程中，回路中的磁通量增大，回路面积有减小的趋势，则铜棒向左滚动，故A正确；B．根据楞次定律“增反减同”可知，回路中向下的磁通量增大，产生向上的感应磁场，根据安培定则可知，回路中有逆时针方向电流（俯视），故B错误；C．感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，即磁铁靠近回路时会受到阻碍靠近的向上的排斥力，铜棒受到向下的排斥力，对导轨的压力大于重力，故C错误；D．磁铁受到的磁场力向上，与运动方向相反，则磁场力对磁铁做负功，故D错误。故选A。8.如图所示电路中，和是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是（）A.闭合开关S，始终比亮B.闭合开关S，立即亮，逐渐亮C.断开开关S，立即熄灭，逐渐熄灭D.断开开关S的瞬间，通过的电流方向反向【答案】B【解析】AB．闭合开关S后，立即亮，线圈对电流的增大有阻碍作用，所以通过的电流慢慢变大，最后两灯泡的电压一样大，电流也一样大，所以一样亮，故A错误，B正确；CD．断开开关S后，通过的原来的电流立即消失，和构成新回路，线圈对电流的减小有阻碍作用，所以通过的电流会慢慢变小，并且通过，所以两灯泡一起过一会儿熄灭，但通过灯的电流方向与原来的方向相反，因电流未增加不会闪亮一下，故CD错误。故选B。9.如图所示电路中，电源电动势E为8V，电源内阻r为0.5Ω，电阻R为2.0Ω，电动机M的内阻为0.5Ω。闭合开关S后，电动机转动，电路中电流为2.0A。则此时（）A.电源两端的电压为5V B.电动机两端的电压为1VC.电动机的发热功率为6W D.电动机输出的机械功率为4W【答案】D【解析】A．根据闭合电路欧姆定律可得，电源两端的电压为，故A错误；B．电动机两端的电压为，故B错误；C．电动机的发热功率为，故C错误；D．电动机消耗的功率为，电动机输出的机械功率为，故D正确。故选D。10.如图所示，平面内存在竖直向下的匀强电场和垂直坐标平面向里的匀强磁场，电场强度大小为。质量为、电荷量为的粒子从点沿轴正方向水平入射，入射速度为时，粒子沿轴做直线运动；入射速度为时，粒子的运动轨迹如图中的摆线所示，粒子全程速率在0和之间变化。不计重力及粒子间相互作用，粒子在沿此摆线运动时，下列说法正确的是（）A.磁感应强度的大小B.粒子在最高点所受合力的大小为零C.粒子运动的最高点与轴的距离为D.粒子在最低点与最高点所受的合力大小相等【答案】D【解析】A．入射速度为v时，粒子沿x轴做直线运动，即粒子所受电场力和洛伦兹力等大反向，则解得，故A错误；BD．根据“配速法”将粒子速度分解为向右的和向右的其中产生的向上的洛伦兹力大小为即与电场力等大反向相平衡，所以粒子的运动为向右的的匀速直线和初速度向右的匀速圆周运动，当粒子在最高点时不变，速度大小不变，方向变为水平向左，即粒子在最高点时的合速度为零，此时粒子所受合力为粒子在最低点时，速度大小为，所受合力为即粒子在最高点所受合力的大小不为零，且与最低点所受的合力大小相等，故B错误，D正确；C．粒子运动的最高点与x轴的距离为圆周运动的直径，即为根据牛顿第二定律联立，解得，故C错误。故选D。二、多项选择题（本题共4小题，每小题3分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题意的，全部选对得3分，选对但不全得2分，错选不得分。）11.下列物理量属于矢量的是（）A.电势 B.电荷量 C.电场强度 D.安培力【答案】CD【解析】A．电势只有大小，没有方向，其符号表示电势相对零电势面的高低，可知电势是标量，故A不符合题意；B．电荷量只有大小，没有方向，其符号表示电荷的性质，可知电荷量是标量，故B不符合题意；C．电场强度既有大小，又有方向，是矢量，故C符合题意；D．安培力既有大小，又有方向，是矢量，故D符合题意。故选CD。12.如图所示，竖直放置的U形金属框架宽度为l，框架的上端接有电阻R，金属框架处于方向与框面垂直、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。将质量为m的金属棒ab从一定高度处由静止释放，下落过程中金属棒始终水平，且与金属框架接触良好。金属棒下落一段高度后可视做速度大小为v的匀速直线运动，已知金属棒做匀速直线运动经过的某位置P到起点的高度差为h，重力加速度为g。不计金属棒和金属框架的电阻，忽略金属棒与金属框架之间的摩擦。则（）A.金属棒经过位置P时的动能为B.下落过程中，金属棒端电势比端高C.匀速下落过程中，电阻两端的电势差为D.从起点下落到P位置的过程中，电阻消耗的总电能为【答案】BCD【解析】A．金属棒下落过程中，切割磁感线产生感应电流，方向从端到端，根据左手定则可知金属棒受安培力竖直向上，安培力做负功，可知金属棒机械能不守恒，可知金属棒经过位置P时的动能不是，故A错误；B．下落过程中，根据右手定则，四指指向高电势，可知金属棒端电势比端高，故B正确；C．金属棒下落过程中，产生的感应电动势为不计金属棒和金属框架的电阻，可知电阻两端的电势差为，故C正确；D．从起点下落到P位置的过程中，设电阻消耗的总电能为，根据能量守恒有，故D正确。故选BCD。13.一段镍铬合金丝的长度为100.00cm，用螺旋测微器测量该合金丝的直径，示数如左图所示。用右图所示电路测得这段合金丝的电阻R为8.0Ω，则（）A.由示数图可读得该合金丝的直径为0.40mmB.由题中信息算得镍铬合金的电阻率约为C.闭合开关S，滑片P向b端移动过程中，合金丝R两端电压变小D.若测量直径比真实值偏小，将导致测得电阻率比真实值偏小【答案】BD【解析】A．螺旋测微器的精度为，可得该合金丝的直径为，故A错误；B．镍铬合金丝的长度为100.00cm，直径为，电阻R为8.0Ω，根据，可得镍铬合金电阻率，故B正确；C．闭合开关S，滑片P向b端移动过程中，合金丝R和滑动变阻器左侧并联，并联电阻变大，滑动变阻器右侧部分电阻变小，根据串联分压可得合金丝R两端电压变大，故C错误；D．若测量直径比真实值偏小，根据可得测得电阻率比真实值偏小，故D正确。故选BD。14.某同学通过实验发现“带电粒子速度与匀强磁场的磁场方向垂直时，做圆周运动的半径与速度成正比”的规律，就类比探究万有引力F与距离r的关系的推理过程（如下表），推导洛伦兹力f与速度v的关系。万有引力洛伦兹力理论依据牛顿第二定律向心加速度公式牛顿第二定律向心加速度公式决定因素之一运动学现象的规律①仅保留决定因素物理量的推导②结论③A.①填 B.②填C.②填 D.③填【答案】ABD【解析】A．“带电粒子速度与匀强磁场的磁场方向垂直时，做圆周运动的半径与速度成正比”，可知①填，故A正确；BC．仅保留决定因素物理量的推导：，故B正确，C错误；D．根据可得，故D正确。故选ABD第二部分（实验和计算论述题共58分）三、实验题（本题共2小题，共18分）15.某同学利用如下电路图测量某种电池的电动势E和内阻r，各仪器参数如下。电流表μA（量程0~300μA，内阻约100Ω）；电阻箱R（0~9999Ω）。（1）测得几组电流表和电阻箱的数据如下表：R/kΩI/μA2.02503.02004.01656.01258.0100①在图中标出R为3kΩ时所对应的坐标点，并画出图线______；②求出________V，________Ω（结果保留两位有效数字）；由于电流表内阻的影响会使本次实验电池内阻r的测量值_________（选填“小于”“等于”或“大于”）真实值。（2）为了直接测量电压，他将电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ）并联在电阻箱两端，如下电路图。闭合开关S后，发现，当电阻箱R接入电路的阻值分别为6kΩ和9kΩ时，电压表均有示数，但示数几乎相同。下面对于这个现象的解释，合理的是________；（多选）A.可能是电阻箱与电路连接发生了断路B.外电路电阻的变化达到几kΩ，r的阻值与几kΩ相接近C.外电路电阻的变化由电压表与电阻箱的并联电阻决定，并联电阻的变化与r相比相对较小【答案】（1）大于（2）AC【解析】（1）[1]R为3kΩ时，电流为200μA，可得描点，画出图线，如图所示[2][3]根据可得图像的斜率的绝对值表示电源内阻，纵截距表示电动势，可得，[4]考虑到电流表内阻的影响，有可得前后比较可得测量值大于真实值。（2）A．若电阻箱与电路连接发生了断路，电压表示数接近电源电动势，示数不变，故A正确；BC．当电阻箱R接入电路的阻值分别为6kΩ和9kΩ时，电压表与电阻箱的并联电阻约为可得电压表与电阻箱的并联电阻的变化只有，并联电阻的变化与r相比相对较小，故B错误，C正确。故选AC。16.利用图1甲所示电路观察电容器的充、放电现象。（1）实验过程中电压随时间变化的图像如图1乙所示，图1乙是电容器________（选填“充电”或“放电”）过程得到的；（2）关于电容器在整个充、放电过程中的图像的大致形状，正确的是________；A. B. C. D.（3）在图1甲所示的电路中，R表示电阻，E表示电源电动势（忽略电源内阻）。通过改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电，对应的曲线如图3中①②所示。下列判断正确的是________。A.曲线①对应电路中R的阻值较大 B.曲线②对应电路中R的阻值较大C.曲线①对应电路中E较小 D.曲线②对应电路中E较小【答案】（1）放电（2）A（3）B【解析】（1）刚开始时电压不为零，且随时间逐渐减小，可知图1乙是电容器放电过程得到的。（2）充电时，电流从电源流向电容器，放电时电流从电容器流出，电流方向变为相反方向，电容器在充、放电过程中，电流均逐渐减小到零，且减小得越来越慢。（3）AB．开始时刻电阻大的充电电流较小，充电时间较长，可得曲线②对应电路中R的阻值较大，故A错误，B正确；CD．两条充电曲线趋近于同一电量大小，根据可得电源电动势相等，故CD错误。故选B。四、计算论述题（本题共4小题，共40分）解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。17.某电动汽车采用的电池容量Q为75A·h，充电和工作时的电压U都为400V。（1）充电桩的输出功率P为75kW，充电时能量转化效率η为80%。用此充电桩给剩50%电量的该车电池充至70%电量，求所需的时间。（2）充满电后，车辆以匀速行驶时，电机工作电流I恒为15A。求电池80%的电量可维持该车此速度下最多行驶的里程。【答案】（1）0.1h（2）144km【解析】（1）该电动汽车充满电后具有的电能为给剩50%电量的该车电池充至70%电量，需要消耗的电能为设充电所需时间为，则联立，解得（2）电池80%的电量下的容量为该车可以行驶的时间为该车此速度下最多行驶的里程联立，解得18.舰载机电磁弹射技术已在我国福建舰上投入运用。如图所示为某兴趣小组设计的电磁弹射系统的模型，两平行长直金属导轨固定在水平面，导轨间垂直安放金属棒。金属棒可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨接触良好。恒流源（输出电流恒定）与导轨连接，电流从一导轨流入，经过金属棒，再从另一导轨流回。导轨电流在两导轨间产生的磁场可视为匀强磁场，其磁感应强度B与电流i的关系式为（k为已知常量）。金属棒被该磁场力推动，已知两导轨内侧间距为L，电流为I，金属棒的质量为m。求：（1）金属棒受到安培力的大小F；（2）金属棒从静止开始被推进的距离为s时速度的大小v。【答案】（1）（2）【解析】（1）两导轨内侧间距为L，电流为I，磁感应强度，根据可得金属棒受到安培力的大小（2）根据动能定理有可得速度的大小19.如图所示，粒子源内可以飘出（可以认为初速度为零）某种质量为m、电荷量为q的带正电的粒子（重力不计），经加速电压为U的加速电场加速后，沿平行板M、N间的中线进入偏转电场，偏转电场电压为2U，两板间距离为d。已知粒子刚好从N板的右端边缘进入边界宽度为d，垂直于纸面向里的匀强磁场中。（1）求带电粒子进入偏转电场的初速度；（2）求平行板M、N的板长L；（3）要使带电粒子进入磁场的位置与离开磁场的位置等高，求磁感应强度B的大小。【答案】（1）；（2）d；（3）【解析】（1）根据动能定理解得（2）电场中类平抛解得（3）带电粒子飞出电场的速度偏转角正切值为要使带电粒子进入磁场的位置与离开磁场的位置等高，如图由几何关系可知由可得20.水平地面下埋有一根与地表平行的直导线，为了探测地下直导线的走向和深度，在不考虑环境磁场干扰的条件下，科技小组设计了以下二套方案。（1）向直导线中通入恒定电流，然后通过在地表上的磁感应强度测量仪来探测直导线的走向和深度。如俯视图所示，经过在地表平面内多点的探测，所测磁感应强度最大的点中