北京市第五十七中学2025-2026学年第一学期期末考试高二物理试题（含答案）

第=page11页，共=sectionpages11页北京市第五十七中学2025-2026学年第一学期期末考试高二物理试题一、单选题：本大题共10小题，共20分。1.如图所示，实线可能是未标明方向的电场线，也可能是等差等势线，虚线是一带正电粒子的运动轨迹，a、b是运动轨迹上的两点。若该带电粒子在运动过程中仅受静电力的作用，下列说法正确的是（）

A.粒子运动过程中，加速度的方向可能保持不变

B.若实线为电场线，a点的电场方向指向左下方

C.若实线为等势线，a点的电势低于b点的电势

D.若实线为等势线，粒子在a点的动能大于在b点的动能2.物理学家密立根通过如图所示的实验装置，最早得出了元电荷e的数值。带电油滴悬浮于极板A、B间的匀强电场中，通过观测悬浮油滴的直径及其他相关物理量就可以得到油滴的带电量。若将下极板接地，则下列说法正确的是（）

A.悬浮于极板A、B间的油滴带正电

B.增大电源的电压，则P点的电势升高

C.增大电源的电压，则悬浮油滴将向下运动

D.断开开关，增大两极板的间距，则悬浮油滴将向下运动3.如图（a）所示，一点电荷（不计重力）在辐向电场中绕圆心O做匀速圆周运动，轨迹所在处的电场强度大小均为E；如图（b）所示，同一点电荷在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中做匀速圆周运动。已知点电荷两次做圆周运动的线速度大小相等，两个圆弧轨迹的半径均为r。关于该点电荷，下列说法正确的是（）

A.可能带负电 B.在磁场中沿顺时针方向转动

C.点电荷的比荷为 D.点电荷运动的线速度大小为4.在如图所示的电路中，电源电动势为6V，内阻为2Ω，定值电阻R的阻值为10Ω，电动机的线圈阻值为2Ω。闭合开关S后，理想电压表的示数为3V。下列说法正确的是（）

A.电源的输出功率为

B.电动机消耗的功率为

C.电动机线圈在1分钟内产生的热量为0.125J

D.如果电动机被卡住，电压表的示数将变大5.电流天平可以用来测量匀强磁场的磁感应强度的大小。测量前天平已调至平衡，测量时，在左边托盘中放入质量的砝码，右边托盘中不放砝码，将一个质量，匝数，下边长的矩形线圈挂在右边托盘的底部，再将此矩形线圈的下部分放在待测磁场中，如图甲所示，线圈的两头连在如图乙所示的电路中，不计连接导线对线圈的作用力，电源电动势，内阻。开关S闭合后，调节可变电阻使理想电压表示数时，，此时天平正好平衡。，则下列分析正确的是（）

A.线圈中电流的方向为逆时针 B.线圈下边所受安培力大小为0.15N

C.该匀强磁场的磁感应强度B的大小为0.5T D.线圈中电流的大小为4A6.如图所示，一质量为m的带电粒子从P点以垂直于磁场边界方向的速度v射入磁场，穿出磁场时，速度方向与入射方向夹角为。设磁感应强度为B、磁场宽度为d。粒子速度始终与磁场垂直，不计粒子所受重力和空气阻力。下列说法正确的是（）

A.在粒子穿越磁场的过程中，洛伦兹力对该粒子做正功

B.在粒子穿越磁场的过程中，洛伦兹力对该粒子的冲量为0

C.该粒子在磁场中运动的时间为

D.该粒子的比荷为7.在医院中需要用到血流计检测患者身体情况，血流计原理可以简化为如图所示模型，血液内含有少量正、负离子，从直径为d的血管右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间内通过横截面的液体体积。空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，稳定后，测出M、N两点之间电压U。下列说法正确的是（）

A.负离子所受洛伦兹力方向由M指向N

B.M点的电势高于N点的电势

C.正负离子达到稳定状态时，可得流速

D.血液流量8.如图甲所示，电阻为、匝数为100匝的线圈（图中只画了2匝）两端A、B与电阻R相连，。线圈内有方向垂直于纸面向里的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化，则（）

A.A点的电势低于B点的电势 B.电阻R两端的电压为5V

C.回路中电流为0.05A D.0.1s时间内通过电阻R的电荷量为0.05C9.图甲是某使用220V正弦交流电的手机无线充电装置，其简化工作原理如图乙所示。其中S为探测开关，如果手机支持无线快充，则S与1接通，此时送电线圈和受电线圈的匝数比，手机两端的电压为10V，给手机的充电功率为30W；若手机不支持快充，则S与2接通，此时送电线圈和受电线圈的匝数比，手机两端的电压为5V，给手机的充电功率为5W。开关1所接电阻为，开关2所接电阻为，若把装置线圈视为理想变压器，下列说法正确的是（）

A.的阻值为10Ω B.的阻值为39Ω

C.快速充电时，送电线圈中的电流为12A D.快速充电时，ab间输入功率为660W10.如图所示，光滑水平面上的正方形导线框，以某一初速度进入竖直向下的匀强磁场并最终完全穿出。线框的边长小于磁场宽度。下列说法正确的是（）

A.线框进和出磁场的过程中所受安培力的冲量相同

B.线框进和出磁场的过程中所受安培力相同

C.线框进和出磁场的过程中产生的焦耳热相等

D.线框进和出磁场的过程中所受安培力做的功相等二、实验题：本大题共2小题，共18分。11.电阻率是用来表示各种材料导电性能的物理量。某同学在实验室测量一新材料制成的圆柱体的电阻率。(1)用螺旋测微器测量其横截面直径，示数如图甲所示，可知其直径

mm；用游标卡尺测其长度，示数如图乙所示，可知其长度为

mm。(2)用多用电表粗测其电阻约为6Ω。为了减小实验误差，需进一步用伏安法测量圆柱体的电阻，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，实验室还备有的实验器材如下：A．电压表V1（量程3V，内阻约为6kΩ）B．电压表V2（量程6V，内阻约为15kΩ）C．电流表A1（量程0.6A，内阻约为1Ω）D．电流表A2（量程30mA，内阻约为20Ω）E.滑动变阻器（阻值范围，2.0A）F.直流电源（电动势为5V）G.开关H.导线若干A．

B．C．

D．则该实验电路应选择电压表

（填A或B），应选择的电流表

（填C或D），电路应选择如图丙电路中的

。(3)根据正确的实验电路进行实物接线

。根据实物接线图，闭合电键之前应该将滑动变阻器的滑片滑动到

端（填左或右）(4)某次实验测出圆管两端的电压为U，圆管中的电流为I，圆管的外直径为D，内直径为d，长度为L，则圆管的电阻率为

。（用本小问中给出的U、I、、d、表示，单位均已为国际单位）12.在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，提供的器材有：A．电压表量程为3V，内阻约为B．电压表量程为15V，内阻约为C．电流表量程为0.6A，内阻为D．电流表量程为3A，内阻约为E．变阻器为（，3A）F．变阻器为（，0.2A）G．开关、导线若干(1)为了较准确测量电池的电动势和内阻，电流表应该选

（填C或D）；变阻器应该选

（填E或F）；实验电路图应该选图中的

图（填甲或乙）。(2)实验测得一个电池的路端电压U和通过电池的电流强度I的关系图像如图所示。由图可以求得电源电动势

V（保留两位有效数字），内电阻

（保留两位有效数字）。(3)利用图1中甲图实验电路测电源的电动势和内电阻，所测得的实际是图2中虚线框所示“等效电源”的电动势和内电阻。若电源的电动势为E、内电阻为r、电流表内电阻为，则所测得的

，

（请用E、r、表示）。(4)某同学利用图像，分析甲、乙两种方法由于电表内电阻引起的实验误差。在图3中，实线是根据实验数据描点作图得到的U-I图像；虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U-I图像（没有电表内电阻影响的理想情况）。在图3中，对应图1乙电路分析的U-I图像是

，并据此分析可得电源电动势和内阻的真实值、与测量值、的大小关系为

、

（填“>”、“=”“<”）。三、计算题：本大题共6小题，共62分。13.如图所示为某质谱仪的构造原理图。现让质量为m、电荷量为q、初速度为零的粒子，经加速电压为U的加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器的平行金属板之间有相互正交的匀强电场和磁感应强度为的匀强磁场（图中均未画出）。该粒子恰能沿直线通过，并从平板S上的狭缝P进入磁感应强度为、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场中，在磁场中运动一段时间后，最终打在照相底片上的A点。底片厚度可忽略不计，且与平板S重合。空气阻力、粒子所受的重力均忽略不计。求：（1）带电粒子进入速度选择器时的速率；（2）速度选择器中匀强电场的电场强度的大小E；（3）照相底片上A点与狭缝P之间的距离L。

14.如图所示，交流发电机的矩形金属线圈，ab边和cd边的长度，bc边和ad边的长度，匝数N=40匝，线圈的总电阻，线圈位于磁感应强度B=0.05T的匀强磁场中。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值的定值电阻连接。初始状态时线圈平面与磁场方向平行，现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴以角速度匀速转动。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。（1）从线圈经过图示位置开始计时，写出线圈内的电流随时间变化的函数关系式；（2）求线圈转动过程中电阻R的发热功率；（3）从线圈经过图示位置开始计时，求经过周期时间通过电阻R的电荷量。

15.随着航空领域的发展，实现火箭回收利用，成为了各国都在重点突破的技术。其中有一技术难题是回收时如何减缓对地的碰撞，为此设计师在返回火箭的底盘安装了电磁缓冲装置。该装置的主要部件有两部分：①缓冲滑块，由高强绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝正方形线圈abcd；②火箭主体，包括绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ和超导线圈（图中未画出），超导线圈能产生方向垂直于整个缓冲轨道平面的匀强磁场。当缓冲滑块接触地面时，滑块立即停止运动，此后线圈与火箭主体中的磁场相互作用，火箭主体一直做减速运动直至达到软着陆要求的速度，从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时，火箭主体的速度大小为v0，经过时间t火箭着陆，此时火箭速度为v′；线圈abcd的电阻为R，其余电阻忽略不计；ab边长为l，火箭主体质量为m，匀强磁场的磁感应强度大小为B，重力加速度为g，一切摩擦阻力不计，求：（1）缓冲滑块刚停止运动时，线圈ab边两端的电势差Uab；（2）缓冲滑块刚停止运动时，火箭主体的加速度大小；（3）火箭主体的速度从v0减到v′的过程中系统产生的电能。

16.如图所示，PQ、MN是一对平行金属板，板长为，板间距离为。一带正电的粒子质量为，电荷量为，以初速度从金属板边缘的中点射入金属板间，不计粒子的重力和空气阻力。(1)若金属板间加竖直方向的匀强电场，粒子刚好从点飞出金属板，求匀强电场的电场强度E的大小；(2)若金属板间加垂直纸面向里的匀强磁场，粒子刚好从金属板右边缘飞出，求匀强磁场的磁感应强度B的大小；(3)若金属板间同时加上（1）和（2）中的匀强电场和磁场，请通过计算说明粒子能否沿直线通过金属板？若不能沿直线通过金属板，粒子飞出金属板时的速度为v，求粒子飞出金属板的侧位移y。17.磁流体发电具有结构简单、启动快捷、环保且无需转动机械等优势。如图所示，是正处于研究阶段的磁流体发电机的简易模型图，其发电通道是一个长方体空腔，长、高、宽分别为l、a、b，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，这两个电极通过开关与阻值为R的某种金属直导体连成闭合电路，整个发电通道处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向垂直纸面向里。高温等离子体以不变的速率v水平向右喷入发电通道内，正负离子的电荷量大小均为q，发电机的等效内阻为r，忽略等离子体的重力、相互作用力及其他因素。(1)求该磁流体发电机的电动势大小E，上下极板哪个电势高？(2)当开关闭合后，整个闭合电路中就会产生恒定的电流。求发电机内部沿电流方向离子所受阻力的大小；(3)当开关闭合后，要使等离子体以不变的速率v通过发电通道，必须有推动等离子体在发电通道内前进的作用力。如果不计其它损耗，这个推力的功率就应该等于该发电机的总功率，请你证明这个结论。(4)设喷入两板间的等离子体单位体积内有n对正、负离子，求发电机的最大功率P。18.利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域。(1)如图1，将一半导体薄片垂直置于磁场B中，在薄片的两个侧面a、b间通以电流I时，另外两侧c、f间产生电势差，这一现象称为霍尔效应。其原因是薄片中能够自由移动的电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累，于是在c、f间产生霍尔电压。已知半导体薄片的厚度为d，自由电荷的电荷量为q，求薄片内单位体积中的自由电荷数n。(2)利用霍尔元件可以进行微小位移的测量。如图2所示，将两块完全相同的磁体同极相对放置，在两磁体间的缝隙中放入图1所示的霍尔元件，当霍尔元件处于中间位置时，霍尔电压为0，将该点作为位移的零点。当霍尔元件沿着x轴方向移动时，则有霍尔电压输出。若该霍尔元件是电子导电的，在霍尔元件中仍通以由a向b的电流，那么如何由输出的霍尔电压判断霍尔元件由中间位置沿着x轴向哪个方向移动？请分析说明。(3)自行车测速码表的主要工作传感器也是霍尔传感器。如图3，霍尔元件固定在自行车前叉一侧，一块强磁铁固定在一根辐条上。当强磁铁经过霍尔元件时，使其产生电压脉冲。已知自行车在平直公路上匀速行驶，车轮与地面间无滑动，车轮边缘到车轴的距离为r。若单位时间内霍尔元件检测到m个脉冲，求自行车行驶的速度大小v。

1.【答案】B

2.【答案】B

3.【答案】D

4.【答案】B

5.【答案】C

6.【答案】D

7.【答案】C

8.【答案】D

9.【答案】B

10.【答案】A

11.【答案】0.919/0.920/0.92142.40BCB左​​​​​​​

12.【答案】CE甲1.50.8E​​​​​​​A>>

13.【答案】（1）带电粒子在电场中被加速，则则进入速度选择器时的速率（2）在速度选择器中运动时解得（3）粒子进入磁场后做匀速圆周运动，则L=2r解得​​​​​​​

14.【答案】（1）线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动过程，产生正弦交流电，在图示位置，瞬时电动势达到最大值，可得根据闭合电路欧姆定律有从线圈经过图示位置开始计时，圈内的电流随时间变化的函数关系式为（2）电路中电流的有效值为电阻R的发热功率为（3）线框从图示位置转过四分之一周期的过程中，平均感应电动势为平均感应电流为通过电阻R的电荷量为代入数据解得​​​​​​​

15.【答案】（1）ab边产生电动势E＝Blv0因此（2）安培力电流为对火箭主体受力分析可得Fab－mg＝ma解得（3）设下落t时间内火箭下落的高度为h，对火箭主体由动量定理mgt－＝mv′－mv0即mgt－＝mv′－mv0化简得h＝根据能量守恒定律，产生的电能为E＝代入数据可得​​​​​​​

16.【答案】（1）当金属板间只加匀强电场时，粒子做类平抛运动平行金属板方向有

垂直金属板方向有

，联立可得

；（2）若金属板间只加匀强磁场，则粒子做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力有根据几何关系有

解得

解得

；（3）粒子受到的电场力

粒子受到的洛伦兹力

由于

所以粒子无法做匀速直线运动，无法直线通过金属板