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2025-2026学年河南省实验中学高二（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.北斗卫星导航系统是中国自行研制的通信系统，可在全球范围内全天候地为各类用户提供高精度，高可靠性的定位，导航等服务。该系统在传递信息过程中主要依靠电磁波。关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是( )
A. 变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场
B. 电磁波在不同介质中的传播速度大小都相同
C. 电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场
D. 利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过光缆传输
2.某静电除尘装置由带正电的金属圆筒和带负电的线状电极组成，其横截面上的电场线分布如图所示，、、、为同一等势线图中虚线上的四点，、、在圆筒的直径上，则( )
A. 、两点的电场强度相同
B. 金属圆筒上、两点的电势相同
C. 带负电的粉尘从点运动到点，电势能增大
D. 带负电的粉尘从点运动到点，所受电场力增大
3.为了研究磁场对通电导线的作用，某创客社团的同学做了一个实验，如图所示，将一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，观察通电后的现象。下列说法正确的是( )
A. 通电后，可以观察到弹簧不断上下振动
B. 如果改变电流方向，将观察不到现象
C. 如果把水银换成纯净水，观察到的现象不变
D. 弹簧产生该现象的原因是通电后弹簧受到电场力作用
4. 年月日，央视首次公开了福建舰的电磁弹射视频，使我国成为全球唯一一个在航空母舰上电磁弹射第五代隐身战斗机的国家。已知航母上舰载机起飞所利用的电磁弹射系统原理简化为如图所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环被弹射出去，则下列说法正确的是( )
A. 金属环向左运动的瞬间有扩大趋势
B. 若将电池正负极调换后，金属环将向右弹射
C. 若将金属环置于线圈的右侧，则金属环会靠近线圈
D. 闭合的瞬间，从左侧看环中的感应电流沿逆时针方向
5.如图，某匀强电场平行于正六边形所在平面图中未画出，、、、点的电势分别为、、、。现有一电荷量大小为的带电粒子不计重力从点以初动能沿方向射入电场，恰好经过的中点。下列说法正确的是( )
A. 该粒子一定带正电
B. 电场方向从点指向点
C. 该粒子达到点时的动能为
D. 该粒子达到点时的电势能为
6.如图所示，两根不可伸长的等长绝缘细绳的上端均系在天花板的点，下端分别系有带等量异种电荷的小球、。两小球处在某一水平向右的匀强电场中，平衡时两细绳与竖直方向的夹角相等，两小球均视为点电荷，则( )
A. 可能带负电荷 B. 的质量一定大于的质量
C. 的质量一定小于的质量 D. 两绳中的张力大小一定相等
7.人体血管中的血液通常含有大量的正负离子，若血管内径为，血流速度方向水平向右。在某段血管施加方向与血管横截面平行且垂直纸面向内的匀强磁场，其磁感应强度大小恒为，当血液的流速一定时，则下列说法正确的是( )
A. 血管上侧电势低，血管下侧电势高
B. 若血管内径变小，则血液流量不变
C. 血管上下侧电势差与血液流速无关
D. 若血管上下侧电势差变大，说明血管内径变大
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，边长为、总电阻为的正方形线框放在光滑水平面上，其右边有一磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外的有界匀强磁场，磁场宽度为，磁场左边界与线框的边相距为。现给线框一水平向右的恒力，边进入磁场时线框恰好做匀速运动，此时线框中的感应电流大小为。下列说法正确的是( )
A. 线框进入磁场时，感应电流沿逆时针方向
B. 线框进入磁场时的速度大小为
C. 线框通过磁场区域所用的时间为
D. 线框通过磁场区域的过程中产生的焦耳热
9.年月日，河南兆瓦中继风电项目实现全容量并网。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图甲所示，已知发电机输出的交变电流如图乙所示，升、降压变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈的匝数比为：，降压变压器原、副线圈的匝数比为：，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻，用户端接一个定值电阻，其余电阻不计。下列说法正确的是( )
A. 用户端的电流为 B. 线框的转速为
C. 时穿过线圈的磁通量最大 D. 输电线上消耗的功率为
10.流式细胞仪可对不同类型细胞进行分类收集，其原理如图。仅含一个细胞或细胞的小液滴从喷嘴喷出另有一些液滴不含细胞，液滴质量均为。当液滴穿过激光束、充电环时被分类充电，使含、细胞的液滴分别带上电，电荷量均为。随后，液滴以的速度竖直进入长度为的电极板间，板间电场均匀、方向水平向右，电场强度大小为。含细胞的液滴最终被分别收集在极板下方处的、收集管中。不计重力、空气阻力以及带电液滴间的作用。下列说法正确的是( )
A. 含细胞的液滴带负电
B. 含细胞的液滴穿过电极板的时间为
C. 含细胞的液滴离开电场时偏转的距离为
D. 细胞搜集管与细胞搜集管之间的距离为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某实验小组设计了一个“温度升高自动报警电路”，如图所示，将热敏电阻放置于需要探测温度的地方，热敏电阻与报警器串联接入回路，当温度升高时，感温元件热敏电阻的阻值减小，回路中电流随之增大，当增大到一定值时，报警器便开始工作。这就实现了将温度这个热学量转化为电学量控制报警器报警的目的。实验装置有输出电压为的直流电源、电流超过时报警的报警器、最大阻值为的滑动变阻器、单刀双掷开关、最大阻值的电阻箱、热敏电阻，其电阻温度特性如图所示。该实验的操作步骤如下。
开始时滑动变阻器的触头置于阻值 选填“最大”或“最小”处；
若预设的报警温度为，则该温度下热敏电阻的阻值约为 结果保留位有效数字；
调节电阻箱的阻值为该阻值，打开电源开关，再将单刀双掷开关置于电阻箱端，缓慢改变滑动变阻器阻值，直到报警器恰好响起。将单刀双掷开关置于热敏电阻端，这样就实现了温度升高至预设温度时自动报警的目的；
若某同学不小心将滑动变阻器阻值增大，则报警温度将 选填“升高”“降低”或“不变”。
12.某研究性学习小组利用图甲所示电路测量一粗细均匀的金属丝的电阻率，已知电源的电动势为，内阻不可忽略，电流表的内阻很小，可以忽略。具体操作步骤如下：
用螺旋测微器在金属丝上五个不同的位置分别测量金属丝的直径，取平均值记为金属丝的直径；
将金属丝拉直后固定在接线柱和上，在金属丝上夹上一个小金属夹，并按图甲连接电路；
测量部分金属丝的长度；
闭合开关，记录电流表的示数；
进行多次实验，改变金属夹的位置，记录每一次的和；
以为纵轴，为横轴，作出的图像，并测得图像的斜率和纵截距。
根据以上操作步骤，回答下列问题：
某次测量金属丝直径时，螺旋测微器的示数如图乙所示，则该次测量金属丝直径的测量值为 。
为了电路安全，开始实验时夹应在靠近 填“”或“”端的位置。
该金属丝材料的电阻率 用题中所给字母表示。
若电流表的内阻不能忽略，则电阻率的测量结果 填“大于”“小于”或“等于”真实数。
四、简答题：本大题共1小题，共18分。
13.如图所示的装置由粗糙倾斜金属轨道和光滑水平金属导轨组成，导轨间距均为。倾斜导轨的倾角为，且存在垂直导轨所在平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为；水平导轨区域存在着方向竖直向上的磁感应强度大小也为的匀强磁场。一根足够长的轻质绝缘细线绕过定滑轮，一端系在金属棒的中点上，另一端悬挂一质量为的物块，当金属棒静止时，金属棒恰好不上滑。现用水平向右的恒定外力大小未知使金属棒由静止开始向右运动，经过时间，金属棒达到最大速度，此时金属棒恰好不下滑，撤去外力直到停止运动。已知金属棒、长均为，均垂直于导轨且始终与导轨接触良好，二者质量均为，接入电路的电阻均为，金属棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。
求外力的大小；
求在金属棒的最大速度；
设到通过金属棒的电荷量为，求从金属棒开始运动到停止过程中，金属棒上产生的焦耳热。
五、计算题：本大题共2小题，共22分。
14.小型直流电动机其线圈内阻为与规格为“，”的小灯泡并联，再与阻值为的电阻串联，然后接至的电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求：
电动机的发热功率；
如果在正常工作时，转子突然被卡住，求此时电动机中的电流。不考虑温度对各电阻的影响
15.在前沿科技中、需要对带电粒子的运动进行精确控制，如图所示，一粒子源能够发射速度大小为的粒子，粒子的质量为、电荷量为、经加速电场加速后，以大小为的速度进入圆心为的辐射状电场、做半径为的匀速圆周运动，出辐射状电场时速度方向恰好改变了，粒子出辐射状电场再沿轴运动距离后进入方向垂直纸面向里、半径为的圆形匀强磁场区域、恰好从平面直角坐标系中的点沿轴正方向射出匀强磁场区域、已知加速电场两极板间距为，圆形匀强磁场区域的圆心在平面直角坐标系的坐标原点，不计粒子重力。
求加速电压；
求圆形匀强磁场的磁感应强度的大小；
若将粒子源、加速电场和辐射状电场整体沿轴负方向移动，求粒子在匀强磁场中的运动时间。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.最大
升高
12.
等于

13.解：设所受的最大静摩擦力为，由平衡条件得：
恰好不上滑时：
恰好不下滑时：
速度最大时做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：
解得：
设金属棒的最大速度为，
金属棒速度最大时感应电动势：
感应电流：
金属棒所受安培力
金属棒速度最大时做匀速直线运动，由平衡条件得：，
即
解得：
从到这段时间内通过金属棒的电荷量：
解得该过程金属棒的位移大小：
运动的整个过程，设系统产生的焦耳热为，对系统，由能量守恒定律得：
金属棒上产生的焦耳热：
解得：
答：
外力的大小为；
在金属棒的最大速度为；
从金属棒开始运动到停止过程中，金属棒上产生的焦耳热为。
14.电动机的发热功率是 如果在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机中的电流是
15.加速电压是 圆形匀强磁场的磁感应强度的大小是 若将粒子源、加速电场和辐射状电场整体沿轴负方向移动，粒子在匀强磁场中的运动时间是
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