陕西省部分学校2025-2026学年高二上学期期末考试物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1陕西省部分学校2025-2026学年度上学期期末考试高二物理试卷本试卷分选择题和非选择题两部分共17题，共100分，共2页。考试时间为90分钟。考试结束后，只交答题卡。第Ⅰ卷（客观题，共计48分）一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共计24分。1.如图所示，为高中物理实验室常用的磁电式电流表的内部结构，基本组成部分是磁体和放在磁体两极之间的线圈，其物理原理就是通电线圈因受安培力而转动。电流表的两磁极装有极靴，极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱。关于磁电式电流表，下列说法正确的是（）A.铁质圆柱内部磁感应强度为零B.线圈的磁通量始终为零C.线圈转动时，螺旋弹簧变形，反抗线圈转动D.电流不为零，线圈停止转动后不再受到安培力【答案】C【解析】AB．铁质圆柱没有将磁场屏蔽，内部有磁场，即铁质圆柱内部磁感应强度不为零；磁场是辐向分布，穿过线圈的磁通量不是始终为0，故AB错误；CD．线圈中通电流时，线圈受到安培力的作用使线圈转动，螺旋弹簧被扭紧，阻碍线圈转动，随着弹力的增加，当弹力与安培力平衡时线圈停止转动，故C正确，D错误。故选C。2.如图甲所示，等腰直角三角形OPQ区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，它的OP边在x轴且长为L。纸面内一边长为L的正方形导线框的一条边在x轴上，且线框沿x轴正方向以恒定的速度v穿过磁场区域，在t=0时该线框恰好位图甲中所示的位置。现规定以逆时针方向为导线框中感应电流的正方向，在图乙所示的四幅图中，能正确表示感应电流随线框位移关系的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】导线框前进0~L过程中，单边(右边框)切割磁感线，有其中l为实际切割长度，随着导线框的移动而减小，故感应电流减小。又根据右手定则判断出导线框中电流方向为逆时针。即该过程中，感应电流在第一象限，且不断减小。同理导线框前进L~2L过程中，也是单边(左边框)切割，其实际切割长度一直再减小，其感应电流减小，根据右手定则，电流方向为顺时针。图线在第四象限，且不断减小。故选C。3.如图所示，交流发电机连接理想变压器向灯泡L和电风扇M供电，二者均正常工作。已知电源电动势，定值电阻，灯泡L上标有“60W，20V”的字样，电风扇M内阻为2Ω，理想电流表A的示数为4A，电路中其余电阻不计。下列判断正确的是（）A.电风扇输出的机械功率是16WB.变压器原、副线圈的匝数比C.若电风扇所在支路发生断路故障，此时灯泡L仍发光，则灯泡L的功率变大D.副线圈中的电流方向每秒钟改变200次【答案】C【解析】A．电流表的示数I=4A流过灯泡L的电流则风扇所在支路的电流I2=1A风扇的输出功率故A错误；B．矩形线圈产生的正弦式交变电压的有效值为U=220V灯泡L正常发光，则副线圈电压为U2=20V副线圈的功率设原线圈的电流为I0，则原线圈的功率解得或者原、副线圈的匝数比变压器原、副线圈的匝数比为或者故B错误；C．若电风扇所在支路发生断路故障，将副线圈电路等效为一个电阻R负，R负变大，则U2变大，灯泡L的功率变大，故C正确；D．由可知则周期电流方向一个周期内改变2次，则每秒钟改变100次，故D错误。故选C。4.如图，半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，O为圆心。质量为m、电荷量为q的带负电的粒子沿平行于直径的方向射入该区域，入射点P与的距离为，已知粒子射出磁场与射入磁场时速度方向间的夹角为，忽略粒子重力，则粒子的速率为（）A. B.C. D.【答案】B【解析】如图有几何关系可知，，则粒子的运动半径为根据得粒子的速率为故选B。5.电磁场与现代高科技密切关联，并有重要应用。对以下说法正确的是（）A.图甲的速度选择器能使速度大小的粒子沿直线匀速通过，与粒子的电荷量无关B.图乙的磁流体发电机正常工作时电流方向为C.图丙为回旋加速器，若增大形盒狭缝之间的加速电压，则粒子射出加速器时的最大动能增大D.图丁为霍尔元件，若载流子带负电，稳定时元件左侧的电势低于右侧的电势【答案】AD【解析】A．能通过速度选择器的粒子受到的电场力和洛伦兹力平衡，有解得故A正确；B．根据左手定则，带正电的粒子向上板偏转，故上极板带正电，下极板带负电，则正常工作时电流方向为，故B错误；C．粒子射出加速器时，满足此时动能最大动能与加速电压无关，故C错误；D．若载流子带负电，载流子与电流方向相反，根据左手定则，载流子向左侧偏转，则稳定时元件左侧的电势低于右侧的电势，故D正确。故选AD。6.如图所示，用金属制成的平行导轨由水平和弧形两部分组成，水平导轨窄轨部分间距为，有竖直向上的匀强磁场，宽轨部分间距为，有竖直向下的匀强磁场；窄轨和宽轨部分磁场的磁感应强度大小分别为和，质量均为金属棒垂直于导轨静止放置。现将金属棒自弧形导轨上距水平导轨高度处静止释放，两金属棒在运动过程中始终相互平行且与导轨保持良好接触，两棒接入电路中的电阻均为，其余电阻不计，宽轨和窄轨都足够长，棒始终在窄轨磁场中运动，棒始终在宽轨磁场中运动，重力加速度为，不计一切摩擦。下列说法不正确的是（）A.棒刚进入磁场时，棒的加速度方向水平向左B.从棒进入磁场到两棒达到稳定过程，棒和棒组成的系统动量守恒C.从棒进入磁场到两棒达到稳定过程，通过棒的电量为D.从棒进入磁场到两棒达到稳定过程，棒上产生的焦耳热为【答案】BB．根据左手定则，棒受到的安培力方向都向左，故棒组成的系统合外力不为零，动量不守恒，故B错误；C．对棒，根据动能定理解得当棒达到稳定时即对棒，由动量定理对棒，由动量定理通过棒的电荷量为以上各式联立，解得故C正确；D．根据能量守恒解得则b棒上产生的焦耳热为故D正确。本题选不正确的，故选B。二、多项选择题（每小题6分，共24分。每小题四个选项中至少有两个选项符合题意。选对但不全的得3分，有错选的不得分）7.图甲中的理想变压器的原副线圈匝数比为11∶1，原线圈接如图乙所示的正弦交流电时电动机正常工作，此时电流表的读数为1A，已知R=20Ω，电动机线圈的内阻r=0.5Ω，电流表和电压表都是理想电表，则（）A.电压表的读数为22B.流过电阻的电流为1AC.流过电动机的电流为40AD.电动机输出的机械功率为150W【答案】BD【解析】A．原线圈接如图乙所示的正弦交流电时电动机正常工作，可知原线圈电压有效值为，根据可得副线圈电压为，可知电压表的读数为，故A错误；B．流过电阻的电流为，故B正确；C．电流表的读数为1A，可知，根据可知又可得流过电动机的电流为，故C错误；D．电动机的总功率为电动机线圈的热功率为根据可得，故D正确。故选BD。8.如图甲所示，纸面内有和两光滑导体轨道，与平行且足够长，与成135°角，两导轨左右两端接有定值电阻，阻值分别为R和。一质量为m、长度大于导轨间距的导体棒横跨在两导轨上，与轨道接触于G点，与轨道接触于H点。导体棒与轨道垂直，间距为L，导体棒与b点间距也为L。以H点为原点、沿轨道向右为正方向建立x坐标轴。空间中存在磁感应强度大小为B、垂直纸面向里的匀强磁场。某时刻，导体棒获得一个沿x轴正方向的初速度，同时受到沿x轴方向的外力F作用，其运动至b点前的速度的倒数与位移关系如图乙所示。导体棒运动至b点时撤去外力F，随后又前进一段距离后停止运动，整个运动过程中导体棒与两导轨始终接触良好，不计导轨及导体棒的电阻。以下说法正确的是（）A.流过电阻R的电流方向为B.导体棒在轨道上通过的距离为C.撤去外力F前，流过电阻R的电流为D.导体棒运动过程中，电阻产生的焦耳热为【答案】BC【解析】A．根据右手定则，流过电阻R的电流方向为，故A错误；B．由图乙可知，导体棒运动至b点时速度为，由几何关系可得，的距离为，对导体棒从b点开始沿轨道运动直至静止，根据动量定理有又有解得故B正确；C．导体棒在轨道上运动到任意位置x时，根据图像可知电动势通过导体棒的电流通过电阻R的电流即故C正确；D．撤去外力F前电路中的总热量由图像面积可知撤去外力F后导体棒继续运动，整个回路产生的热量电阻产生的热量故D错误。故选BC。9.如图所示，在光滑绝缘的水平面上方有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的竖直匀强磁场区域，磁场宽度均为L。一个边长为L、电阻为R、匝数为N的正方形金属线框，在水平外力作用下沿垂直磁场方向在水平面上匀速运动，线框的速度始终为v，从位置Ⅰ运动到位置Ⅱ（线框分别有一半面积在两个磁场中）过程中，下列说法正确的是（）A.线框刚进入左侧磁场时线框中感应电流方向为逆时针B.在位置Ⅱ时外力F为C.在位置Ⅱ时线框中的电功率为D.从位置Ⅰ运动到位置Ⅱ的过程中线框的磁通量先增大后减小【答案】ACD【解析】AD．线框刚进入左侧磁场时，穿过线框的磁通量向里增加，根据楞次定律可知，线框中感应电流方向为逆时针；线框从位置Ⅰ运动到位置Ⅱ的过程中，线框的磁通量先增大后减小，故AD正确；BC．线框在位置Ⅱ时，根据右手定则知线框左右边同时切割磁感线产生的电流同向，所以总电流为线框左右边所受安培力的方向均向左，根据受力平衡可得外力F为此时线框中的电功率为故B错误，C正确。故选AD。10.超级电容器作为新型储能器件，具有功率密度高、充电时间短、使用寿命长等优点。如图1为研究一种超级电容器充放电性能的电路，其中电阻R的阻值为3kΩ，先将开关S接位置1，再接位置2，计算机记录的电压随时间变化的规律如图2所示，电源内阻不计，下列说法正确的是（）A.时刻开始对电容器进行充电B.图线的峰值表示电源电动势的值C.若已知图线的峰值和图线与时间轴围成图形的面积，就能测出电容器的电容D.若将电阻R换成1kΩ，则图2中的峰值不会变，充放电的时间会更长【答案】BC【解析】A．先将开关S接位置1，此时电容器充电；再接位置2，此时电容器放电，所以，时刻电容器开始放电，故A错误；B．开关S接位置1的瞬间，电路为断路，路端电压等于电源电动势，即图线的峰值表示电源电动势的值，故B正确；C．根据欧姆定律可知图线与坐标轴围成的面积表示，由则可知，图线与坐标轴围成的面积与R的比值表示电容器充电稳定后的电荷量。此时电容器两端电压等于电源电动势，由即可求得电容器的电容，故C正确；D．图2中的峰值即为电源电动势，如果将电阻R换成，则图2中的峰值不变；最终电容器所带电荷量与电阻R的阻值无关，根据可知，R换成，即阻值变成原来的，则图线与坐标轴围成的面积也变为原来的，最大电压不变，则充放电的时间变短，故D错误。故选BC。第Ⅱ卷（主观题，共计52分）二、实验题（本大题共2小题，共12分）11.下图的游标卡尺的读数__________mm，螺旋测微器的读数__________mm。【答案】91.601.999##1.998【解析】[1]根据游标卡尺的测量原理，长度为[2]根据螺旋测微器的测量原理，读数为12.在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：A．待测的干电池（电动势约为1.5V，内电阻小于1.0Ω）B．电流表A1（0～3mA，内阻Rg1=10Ω）C．电流表A2（0～0.6A，内阻Rg2=0.1Ω）D．滑动变阻器R1（0～20Ω，10A）E．滑动变阻器R2（0～2000Ω，lA）F．定值电阻R0（990Ω）G．开关和导线若干①某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图所示实验电路，在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选______（填写器材前的字母代号）.②根据图所示的电路图，在如图所示的实物图上连线_________.③该同学根据实验电路利用测出的数据绘出的I1―I2图线（I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数，且I2数值远大于I1的数值），则由图线可以得到被测电池的电动势E=_______V，内阻r=______Ω.(结果小数点后保留两位)【答案】①D②③1.48（1.47~1.49）0.82（0.80~0.88）【解析】①[1]因为电源内阻较小，所以应该采用最大值较小的滑动变阻器，有利于数据的测量和误差的减小；故滑动变阻器应选D.②[2]电路原理图为滑动变阻器的限流式和电流表的内接法，实物连线如图：③[3]根据欧姆定律和串联的知识得电源两端电压为U=I1(995+5)=1000I1根据图象与纵轴的交点得电动势为E=1.47mA×1000Ω=1.47V[4]图象与横轴的交点可得出路端电压为1.1V时电流是0.45A，由闭合电路欧姆定律E=U+Ir可得，电源内阻为三、计算题（本大题共3小题，共计40分）13.如图所示，足够长的两平行光滑金属导轨固定在水平面上，导轨间距为L=1m，导轨水平部分的矩形区域abcd有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.5T，导轨的左侧和一光滑四分之一金属圆弧轨道平滑连接，圆弧轨道半径R=4m，此部分有沿半径方向的磁场，图中未画出。导轨水平部分的右侧和光滑倾斜导轨（足够长）平滑连接，倾斜部分的倾角为30°。质量为m1=1kg的金属棒P从四分之一圆弧的最高点由静止释放，经过AA′滑上水平轨道，在AA′对轨道的压力大小为26N；P穿过磁场abcd区域后，与另一根质量为m2=2kg的静止在导轨上的金属棒Q发生弹性碰撞，碰后Q沿斜面上升的高度h=0.8m，两金属棒的阻值均为r=0.2Ω，重力加速度g=10m/s2，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计，两根金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。求：（1）金属棒P从静止释放运动到AA′时克服安培力做的功；（2）求矩形磁场沿导轨方向的长度；（3）若Q从右侧倾斜导轨滑下时，P已从磁场中滑出，求从P运动到水平导轨AA′开始到P、Q第二次碰撞时，Q棒上产生的焦耳热。【答案】（1）8J（2）3.2m（3）11.5J【解析】（1）金属棒P运动到AA′时解得由开始释放到AA′，对P，由动能定理得联立解得（2）对Q棒，由CC′运动到斜面的最高点时，由动能定理得解得设P碰撞前、后的速度分别为v1、v2，根据动量守恒定律有根据能量守恒定律有解得，对于P第一次通过磁场，取向右为正方向，根据动量定理有又解得（3）设P第二次离开磁场时的速度为v3，取向左为正方向，根据动量定理有解得Q第一次进入磁场时的速度为方向向左，设Q出磁场时的速度为v5，取向左为正方向，根据动量定理有联立解得方向向左；Q通过磁场后与静止的P第二次碰撞，从P运动到AA′开始后的全过程由能量守恒定律得联立解得则Q棒上产生的焦耳热14.某发电机输电电路的简图如图所示，发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小为的水平匀强磁场中，线框面积为S=0.5m2，匝数为100匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO'以角速度ω=100πrad/s匀速转动，并与升压变压器的原线圈相连，升压变压器原、副线圈的匝数之比1：10，降压变压器的副线圈接入若干“220V，100W”的灯泡，两变压器间的输电线等效电阻R=10Ω，变压器均为理想变压器。当发电机输出功率为时，灯泡正常发光。求：（1）电压表读数；（2）输电线上损失功率；（3）降压变压器原、副线圈的匝数之比。【答案】（1）500V；（2）1