天津市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高二年级物理（二）一、单项选择题（每小题4分，共32分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）1.关于洛伦兹力和安培力的方向，下列各图中判断正确的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】A．根据左手定则，负电荷受到向右的洛伦兹力，A正确；B．电荷运动方向与磁场方向相同，不会受到洛伦兹力，B错误；C．根据左手定则，通电导线受到向左的安培力，C错误；D．电流方向与磁场方向平行，不会受到安培力作用，D错误。故选A。2.为了研究电磁刹车的效果，某实验小组在绝缘的光滑水平面上放置一个水平矩形线圈，如图所示（俯视），两平行的虚线边界之间存在竖直向下的匀强磁场，磁场宽度大于边长。矩形线圈以垂直于虚线边界、水平向右的速度通过了该磁场区域，则以下说法正确的是（）A.线圈进入磁场区域的过程做匀减速直线运动B.线圈完全处于磁场区域中时，两点电势相等C.线圈离开磁场区域时产生的感应电流方向是D.线圈进入磁场区域和离开磁场区域时所受安培力的方向相反【答案】C【解析】A．线圈进入磁场区域的过程中受向左的安培力而做减速运动，随速度的减小，安培力减小，则加速度减小，则线圈做加速度减小的变减速直线运动，A错误；B．线圈完全处于磁场区域中时，根据右手定则可知，a点电势高于b点，B错误；C．根据右手定则可知，线圈离开磁场区域时产生的感应电流方向是，C正确；D．线圈进入磁场区域和离开磁场区域时所受安培力的方向相同，均与速度方向相反，D错误。故选C。3.如图所示，两极板加上恒定的电压，将一质量为、电荷量为的带电粒子（不计重力）从正极板附近由静止释放，粒子向负极板做加速直线运动。若将两板间距离减小，再次从正极板附近由静止释放该粒子，则（）A.带电粒子获得的加速度变小B.带电粒子到达负极板的时间不变C.带电粒子到达负极板的速度变小D.加速全过程静电力对带电粒子做的功不变【答案】D【解析】A．根据若将两板间距离d减小，则带电粒子获得的加速度变大，A错误；B．根据，因d减小，a变大，可知带电粒子到达负极板的时间减小，B错误；C．根据动能定理可知，带电粒子到达负极板的速度不变，C错误；D．加速全过程静电力对带电粒子做的功，不变，D正确。故选D。4.如图所示，虚线框内为一矩形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。、、是三个质量和电荷量大小都相等的带电粒子（不计重力），它们从边上的中点沿垂直于磁场且垂直于边的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹。下列说法正确的是（）A.粒子带负电，粒子带正电B.粒子的向心力最大C.粒子的速率最大D.三个粒子在磁场中运动的时间相同【答案】B【解析】A．根据左手定则知粒子a带正电，粒子b、c带负电，故A错误；BC．粒子在磁场中做匀速圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得解得由于q、B、m都相同，因此r越大，粒子速率越大，由图可知，b的轨道半径r最大，则b粒子速率最大，根据粒子在磁场中的向心力可知b的向心力最大，故B正确，C错误；D．粒子在磁场中做圆周运动的周期为粒子在磁场中的运动时间由于m、q、B都相同，粒子c转过的圆心角最大，则射入磁场时c的运动时间最长，故D错误。故选B。5.如图甲所示，一个10匝的金属线圈固定在水平面内，线圈阻值，线圈外接一个阻值的电阻，其余电阻不计，、两点距离很近。线圈内的磁通量变化如图乙所示，规定磁场方向垂直纸面向里时磁通量为正，下列说法正确的是（）A.0～1s内，线圈内的感应电流方向为逆时针B.0～1s和1～2s内，线圈内感应电流方向相反C.0～1s内，线圈两端点、间的电压D.1～2s内，线圈有收缩趋势，且感应电流大小为1A【答案】D【解析】A．0～1s内，磁通量减小，由楞次定律可知，感应磁场与原磁场方向相同，根据右手螺旋定则可知，感应电流方向为顺时针，故A错误；B．1～2s内，磁通量反向增加，根据楞次定律可知，感应磁场与原磁场方向相反，根据右手螺旋定则可知，感应电流方向为顺时针，与0～1s电流方向相同，故B错误；C．0～1s内，由法拉第电磁感应定律可得可得线圈两端点、间的电压，故C错误；D．1～2s内，磁通量反向增加，根据楞次定律可知线圈有收缩趋势，感应电流大小为，故D正确。故选D。6.如图所示，理想变压器的输入电压保持不变。副线圈通过输电线接两个相同的灯泡、，输电线的等效电阻为。开始时，开关S闭合。当S断开后，下列说法正确的是（）A.灯泡变亮B.理想电压表示数减小C.理想电流表示数增大D.变压器的输出功率增大【答案】A【解析】AB．当S断开后，副线圈所在电路的总电阻变大，但副线圈的输出电压不变，故副线圈的干路电流减小，故输电线的等效电阻上分到的电压减小，灯泡上的电压增大，理想电压表示数增大，灯泡变亮，故A正确，B错误；C．根据变压器的原理，主副线圈的电流之比与线圈匝数之比满足，因减小，理想电流表示数也减小，故C错误；D．设变压器的输出电压，因线圈匝数之比未发生变化，故副线圈的输出电压不变，输出功率为，由上述分析得干路电流减小，变压器的输出功率减小，故D错误。故选A。7.回旋加速器的基本结构如图所示，置于真空中的两形金属盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可以忽略不计。匀强磁场与盒面垂直，处粒子源产生的粒子（不计初速度）在加速器中被加速，狭缝间的加速电压为，加速过程中忽略相对论效应和重力的影响，下列说法正确的是（）A.粒子在磁场中做圆周运动的周期不断增大B.仅增大加速电压，粒子离开回旋加速器的速度变大C.仅增大加速电压，粒子在形盒中运动的总时间变短D.粒子第1次和第2次经过两形盒间狭缝后轨道半径之比【答案】C【解析】A．粒子在磁场中做圆周运动的周期，与粒子的速度无关，则不变，A错误；B．粒子离开回旋加速器时的速度满足即，可知仅增大加速电压，粒子离开回旋加速器速度不变，B错误；C．根据可知，仅增大加速电压，粒子在形盒中加速的次数减小，则运动的总时间变短，C正确；D．根据和可知可知粒子第1次和第2次经过两形盒间狭缝后轨道半径之比，D错误。故选C。8.在轴的和两处分别固定两个点电荷、，图中曲线是两电荷间的电势与位置之间的关系图像，图线的最低点在处。现在处由静止释放一个质量为、电荷量为的点电荷，该点电荷只在静电力作用下运动，取无穷远处电势为零。下列说法正确的是（）A.两固定电荷的电荷量之比为B.点电荷由静止运动到原点过程中，静电力一直做正功C.点电荷可能运动到处D.点电荷运动到处时速度最大、加速度为零【答案】D【解析】A．图线的最低点在处，可知该点的场强为零，则可得两固定电荷的电荷量之比为，A错误；B．从处到原点，电势先降低后升高，则点电荷由静止运动到原点过程中，电势能先减小后增加，则静电力先做正功后做负功，B错误；C．由能量关系可知，点电荷只能运动到与电势相等的位置，则不可能运动到处，C错误；D．点电荷运动到处时受电场力为零，则加速度为零，速度最大，D正确。故选D。二、不定项选择题（每小题5分，共20分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分）9.下列说法正确的是（）A.安培力和洛伦兹力都不能做功B.正电荷所受的洛伦兹力的方向与磁场方向相同C.磁感应强度很大的地方，穿过某一线圈的磁通量可能很小D.穿过闭合电路的磁通量发生了变化，闭合电路中一定会有感应电流【答案】CD【解析】A．安培力能做功，而洛伦兹力不能做功，A错误；B．正电荷所受的洛伦兹力的方向与磁场方向垂直，B错误；C．根据（θ为磁场方向与线圈平面的夹角），可知磁感应强度很大的地方，穿过某一线圈的磁通量可能很小，C正确；D．根据产生感应电流的条件可知，穿过闭合电路的磁通量发生了变化，闭合电路中一定会有感应电流，D正确。故选CD。10.如图，绝缘细线的下端悬挂着一金属材料做成的空心心形挂件，该挂件所在空间水平直线MN下方存在匀强磁场，其磁感应强度B的方向垂直挂件平面，且大小随时间均匀增大。若某段时间内挂件处于静止状态，则该段时间内挂件中产生的感应电流大小i、细线拉力大小F随时间t变化的规律可能是（）A. B.C. D.【答案】AD【解析】AB．根据电磁感应定律得感应电动势大小为磁场均匀增大，则为定值，则电动势大小不变，挂件的电阻不变则感应电流不随时间改变。故A正确，B错误；CD．根据楞次定律可知挂件中电流沿逆时针方向，则受到的安培力竖直向上，受力分析可知细线拉力因为磁场均匀增大，电流大小不变，则图像为一条斜率为负的一次函数。故C错误，D正确。故选AD。11.某风力发电机及其原理如图所示，在风力作用下，发电机叶片带动风轮机内部的矩形线圈在水平匀强磁场中以角速度绕垂直于磁场的水平转轴按图示方向匀速转动。线圈与阻值为的定值电阻、理想交流电流表A组成闭合回路。已知匝线圈产生的感应电动势的最大值为，线圈电阻为，其余电阻不计，则（）A.穿过线圈的最大磁通量为B.线圈位于图示位置时，边受到的安培力方向垂直线圈平面向下C.整个回路的热功率为D.当线圈转到竖直位置时，电流表的示数为零【答案】AB【解析】A．根据可得穿过线圈的最大磁通量为，A正确；B．线圈位于图示位置时，根据右手定则可知，线圈中电流方向ABCD，由左手定则可知，边受到的安培力方向垂直线圈平面向下，B正确；C．整个回路的热功率为，C错误；D．电流表示数为交流电的有效值，则当线圈转到竖直位置时，电流表的示数不为零，D错误。故选AB。12.电磁血流量计可利用血管中存在的大量正、负离子测量血液流量（单位时间流过血管横截面的血液体积）。如图所示，仪器提供垂直纸面向里、大小恒定的匀强磁场，磁感应强度为。设血液流速为，血管内径为，测得、间的电压稳定时为。已知血管横截面均可视作标准圆，忽略重力影响，下列说法正确的有（）A.电压稳定时，正、负离子不再受洛伦兹力作用B.点电势高于点电势C.血液流量D.相同时，若血管堵塞导致内径减小，则电压变小【答案】BC【解析】A．电压稳定时，正、负离子仍受洛伦兹力作用，只不过由于洛伦兹力与电场力平衡而沿直线运动，故A错误；B．根据左手定则可知，正离子所受洛伦兹力指向a侧，负离子所受洛伦兹力指向b侧，故正离子聚集在a侧，负离子聚集在b侧，a点电势高于b点电势，故B正确；CD．电压稳定时有又，解得血液流量由该式可知，相同时，若血管堵塞导致内径减小，则电压变大，故C正确，D错误。故选BC。三、实验题（本题共2小题，共18分）13.某同学用图甲所示的实验电路测量约10Ω的电阻的阻值，实验器材有：A.电压表V：量程1为0～3V，内阻约3kΩ；量程2为0～15V，内阻约15kΩ；B.电流表A：量程为0～300mA，内阻约1Ω；C.滑动变阻器；D.电源：电动势；E.开关（两个）；F.导线若干。（1）为了测量更准确，电压表应该选择的量程为0～______V（选填“3”或“15”）；选择正确的量程后，在某次测量时电压表的指针位置如图乙所示，则读数为______V。（2）为了尽量减小实验误差，开关应接在______（选填“1”或“2”）位置；由于电表内阻的影响，使得本实验中的测量值______（选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。（3）实验时多测几组相对应的、值，然后通过图像进行数据处理，其目的是为了减小______（选填“系统”或“偶然”）误差。【答案】（1）32.40（2）1小于（3）偶然【解析】（1）[1][2]电源的电动势是4V，所以为了测量更准确，电压表应该选择的量程为；根据图乙可知，电压表的最小分度为，所以电压表的读数为。（2）[1]待测电阻的阻值约为，更接近电流表的内阻，则为了尽量减小实验误差，应选择电流表外接的方式进行实验，故开关应接在1位置；[2]根据欧姆定律有由于电压表内阻分流的影响，使得电流表的示数大于流过待测电阻的电流，所以本实验中的测量值小于真实值。（3）实验时多测几组相对应的、值，然后通过图像进行数据处理，其目的是为了减小偶然误差。14.某兴趣小组测量干电池的电动势和内阻，实验室提供了以下器材：A.待测干电池B.电压表（量程0～3V，内阻约为3kΩ）C.电流表（量程0～0.6A，内阻）D.滑动变阻器（阻值范围0～20Ω）E.开关S、导线若干（1）该小组利用给定的器材设计了甲、乙两种电路，为尽量减小实验误差，应使用图______（选填“甲”或“乙”）进行测量。（2）选择正确电路进行实验时，闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑片调节至最______（选填“左”或“右”）端。（3）选择正确电路进行实验时，闭合开关S后，改变滑动变阻器的阻值，得到多组电压表示数和对应的电流表示数，并做出如图丙所示的图像，若测得该图像的横截距为、纵截距为，则该电源的电动势______、内阻______（皆用、、表示）。【答案】（1）甲（2）左（3）【解析】（1）电流表内阻已知，可以得出电流表分去的电压值，采用甲图的电路，可以消除系统误差。（2）干电池电动势较小，不会造成电压表测量时超量程，故从保护电流表角度考虑，闭合开关之前，滑动变阻器应全部接入，故滑片应调节至最左端。（3）[1][2]根据闭合回路的欧姆定律可知截距即为电源的电动势，斜率的绝对值为故内阻四、计算题（本题共2小题，共30分）15.如图所示，两平行光滑的导轨倾斜固定放置，导轨与水平面的夹角为，导轨的间距，磁感应强度为的匀强磁场垂直导轨平面向下。在导轨上端接阻值为的定值电阻，质量为、电阻为的金属杆垂直导轨放置。由静止释放金属杆，金属杆运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，导轨电阻不计且足够长。，取。求：（1）金属杆下