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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16W
B. 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】B
解析：A．根据右手定则，棒进入磁场时，棒的电流方向向外，则棒的电流方向向内，根据左手定则可得，棒的安培力方向向左，所以棒加速度方向水平向左，故A正确；
B．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22
B. 流过电阻的电流为1A
C. 流过电动机的电流为40A
D. 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】91.60 1.999##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】①D ② ③1.48（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）1000W；（3）245：11
解析：（1）矩形闭合导线框ABCD在匀强磁场中转动时，产生的交流电的最大值为
电压表读数为
（2）升压变压器原线圈的电流
设输电线上的电流为
则有
输电线上损失的功率
（3）设升压变压器的副线圈电压为，则有
输电线上的电压损失
则降压变压器的原线圈电压
由题意知，降压变压器的副线圈的电压U4=220V，则有
联立解得
15. 如图所示，真空中的立方体边长为0.8m，底面中心处有一点状放射源S，仅在abcO所在平面内向各个方向均匀发射粒子，所有粒子的速率均为，已知粒子的比荷为，现给立方体内施加竖直向上的匀强磁场B，使所有粒子恰好能束缚在正方形abcO区域内。abfe面放有一个屏，该屏可以沿轴左右平移。
（1）求匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（2）现在正方体内再施加竖直向上匀强电场，要使所有粒子刚好都能从上表面中心P离开，求所加匀强电场的电场强度E的大小（结果用表示）；
（3）若匀强电场电场强度大小取第（2）问中的最大值，现让abfe屏向左沿方向移动0.2m，求粒子打在abfe屏上x坐标最大值和最小值时对应点的y轴坐标。
【答案】（1）；（2）；（3），
解析：（1）所有粒子恰好被束缚在正方形abcO区域内，由几何关系得
粒子在磁场中做匀速圆周运动
解得
（2）粒子做圆周运动的周期
要使所有粒子刚好都能从上表面中心P离开，所用时间一定为周期的整数倍，在竖直方向上由运动学规律得
解得
（3）粒子运动的俯视图如图所示
由图可知，当为直径时，射出粒子的横坐标为最大值，此时粒子运动的时间为
此时对应的纵坐标
解得
由图可知，当与abfe面相切时，射出粒子的横坐标为最小值，此时粒子运动的时间为
此时对应的纵坐标为
解得

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