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2025-2026学年福建省龙岩市高二（上）期末考试
物理试卷
一、单选题：本大题共4小题，共16分。
1.如图所示的电学元件是电路的基本元件之一，该电学元件是( )
A. 电阻 B. 电容器 C. 干电池 D. 电动机
2.奥斯特通过实验首次发现了电流的磁效应，为电磁学的发展奠定了基础。课堂上老师在演示奥斯特实验时，在直导线正下方放置一个可以自由转动的小磁针，如图所示。当给直导线通以向右的电流时，下列说法正确的是( )
A. 直导线周围产生匀强磁场
B. 小磁针保持不动
C. 小磁针极将垂直纸面向外转动
D. 小磁针极将垂直纸面向里转动
3.随着我国人民生活水平的不断提高，人们愈加重视健康生活，控制身体脂肪含量。图甲为测量脂肪含量的仪器，因脂肪不易导电，脂肪含量越高人体电阻越大。图乙为仪器内部的简化电路，测试者双手握住手柄、，闭合开关，体型相近的两人相比，脂肪含量低者测量时( )
A. 电流表示数大 B. 电压表示数大 C. 电源的路端电压大 D. 电阻两端电压小
4.一对等量点电荷固定在平面直角坐标系中的某一个坐标轴上，如图为轴上各点电场强度随坐标变化的图像，规定电场强度沿轴正方向为正。关于这一对等量点电荷，下列说法正确的是( )
A. 固定在轴上，关于原点对称的异种点电荷
B. 固定在轴上，关于原点对称的同种正电荷
C. 固定在轴上，关于原点对称的异种点电荷
D. 固定在轴上，关于原点对称的同种负电荷
二、多选题：本大题共4小题，共24分。
5.如图所示为探究电磁感应产生条件的实验装置。下列实验现象中，描述合理的是( )
A. 开关断开瞬间，电流计指针偏转
B. 开关闭合，抽出螺线管的过程中，电流计指针偏转
C. 开关闭合，移动滑动变阻器滑片时，电流计指针不偏转
D. 只要螺线管中电流足够大，电流计指针就一定会偏转
6.污水中的污泥絮体经处理后带负电，可利用电泳技术对其进行沉淀去污，基本原理如图所示。涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒分别接电源正、负极，金属圆盘置于底部、金属棒插入污水中，形成如图所示的电场分布，其中实线为电场线，虚线为等势面。点和点在同一电场线上，点和点在同一等势面上。下列说法正确的是( )
A. 点的电势比点的高
B. 点的电场强度比点的小
C. 污泥絮体在点的电势能比其在点的大
D. 污泥絮体从点移到点，电场力做功为
7.如图甲所示为某一小灯泡的图像，虚线为图像在点处的切线。现将一个这样的小灯泡与一个的定值电阻串联，接在内阻为、电动势为的电源两端，如图乙所示。则( )
A. 由图甲知，当小灯泡两端的电压为时，它的电阻约为
B. 由图甲知，当小灯泡两端的电压为时，它的电阻约为
C. 闭合开关后，小灯泡的电功率约为
D. 闭合开关后，整个电路的总功率约为
8.光电子能谱仪是现代科学研究的先进仪器，能对不同能量的电子进行筛选和检测。其核心装置中有两个同心球极板，过球心的截面如图所示。极板间存在径向电场，其等势线为一系列以为圆心的同心圆。电子以初速度从入口点垂直半径入射，在径向电场中做以点为圆心、半径为、周期为的匀速圆周运动；电子以某一速度也从入口点垂直入射，在径向电场中沿椭圆轨道运动，椭圆的近心点为，远心点为，。已知电子质量为、电荷量为，不计电子的重力，不考虑电子间的碰撞和相互作用。则( )
A. 点的电场强度为 B. 电子在点的动能大于在点的动能
C. 电子沿椭圆轨道的周期为 D. 电子沿椭圆轨道的周期为
三、填空题：本大题共3小题，共9分。
9.游标卡尺和螺旋测微器是生产实践中常用的测量工具，图甲中游标卡尺的读数为 ；图乙中螺旋测微器的读数为 。
10.如图所示，、、是竖直平面内一直角三角形的三个顶点，、在同一水平线上，。、间的距离为。、点分别固定有电荷量为、的正点电荷。静电力常量为，则点的电场强度大小为 ，方向为 。
11.如图所示为回旋加速器原理示意图，其核心部分是两个形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，与高频交变电源相连。已知形盒的半径为，匀强磁场的磁感应强度为，一个质量为、电荷量为的粒子从加速器的中央静止开始加速。该粒子离开回旋加速器时获得的动能为 ；若提高高频交变电源的电压，粒子离开回旋加速器的动能将 。选填“增大”、“减小”或“不变”
四、实验题：本大题共2小题，共12分。
12.如图甲所示是测量电学量常用的多用电表，具有方便携带、功能多样的优点。
当用此多用电表测量一阻值约为的电阻时，请补充完成下列步骤：
旋动部件 选填“”、“”或“”，使指针对准电流的“”刻线。
将选择开关旋转到电阻挡 选填“”、“”或“”的位置。
将红黑表笔短接，旋动部件 选填“”、“”或“”，使指针对准电阻的 选填“”或“”刻线。
读取数据，然后关闭电表，并拔出表笔。
杨宁同学在学习了多用电表的工作原理后，设计了一个有“”“”两个挡位的简易欧姆表，其内部电路示意图如图乙所示。已知电源电动势，表头的满偏电流为，内阻。
图乙中表笔为 选填“红表笔”或“黑表笔”。
若与相连，该欧姆表的中间刻度示数为“”，则图乙中 。
13.某兴趣小组设计了测量电源电动势和内阻的实验电路，如图甲所示。已知。
按照图甲所示的电路图，将图乙中的器材实物连线补充完整。
实验中为了减小电源内阻的测量误差，单刀双掷开关应该接______选填“”或“”。
电路接通时，电压表指针稳定后如图丙所示，此时______。
通过调节滑动变阻器，测得多组、数据，作出图像如图丁所示，由此求得电源电动势______，内阻______。结果均保留位有效数字
五、计算题：本大题共3小题，共39分。
14.如图所示为一款家用自动上水的电热壶，某同学得知其“上水”功能是由电动机和传感器来实现的。经查询，电动机的内阻，正常运转时，电动机两端电压恒为，电流为。求：
电动机正常运转时的输入功率和输出功率；
若电动机卡住，其热功率为多少。
15.如图所示，宽的光滑平行金属导轨与水平面的夹角，导轨的一端与电动势、内阻的电源相连，空间分布着磁感应强度、方向竖直向上的匀强磁场。一金属杆水平放置在导轨上恰好保持静止，金属杆接入电路的电阻，导轨电阻不计，取，，。求：
金属杆受到的安培力的大小；
金属杆的质量；
若匀强磁场的磁感应强度大小和方向都可调整，为使金属杆仍保持静止，求磁感应强度的最小值及方向。
16.如图所示为研究离子源发射离子速度大小和方向分布情况的装置。轴上方存在垂直平面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场。轴下方的分析器由两块相距为、足够长的平行金属薄板和组成，其中位于轴的板中心有一小孔孔径忽略不计，板连接电流表后接地。位于坐标原点的离子源发射质量为、电荷量为的正离子，离子速度方向与轴夹角最大值为，发射角度范围内各个方向均有速度大小连续分布在至之间的离子射出。已知速度大小为、沿轴正方向射出的离子经磁场偏转后恰好垂直轴射入孔。未能射入孔的其它离子被分析器的外罩屏蔽图中没有画出。不计离子的重力，不考虑离子间的碰撞和相互作用。求：
孔所处位置与原点的距离；
打在轴上的离子，在磁场中运动的最长时间；
从孔进入、板间的离子具有不同的速度，若在板与板间加可调电压，求电流表示数刚好为时的电压；
在保证离子能运动到孔的情况下，若沿着轴方向平移分析器，并调节加载在与板之间的电压。求电流表示数刚为时，电压与孔和坐标原点距离之间的关系式。
答案解析
1.【答案】
【解析】解：元件上标注的“”是电容的常用单位微法，“”表示该元件的电容值为微法；“”是它的耐压值，即能承受的最大电压，这个电学元件是电容器，故B正确，ACD错误。
故选：。
根据元件上标注的电容单位“”和电容器的符号，可判断该元件为电容器。
本题考查基础电路元件的识别，只需记住电容的单位及符号即可快速判断，属于对电路元件基本特征的考查。
2.【答案】
【解析】解：直导线周围的磁场是以导线为中心的同心圆，离导线越远磁场越弱，属于非匀强磁场，故A错误；
B.电流会产生磁场，小磁针会在磁场力的作用下发生转动，不会保持不动，故B错误；
C.根据右手螺旋定则，向右电流的直导线下方磁场方向为垂直纸面向里，小磁针极会指向磁场方向向里，而非向外，故C错误；
D.由右手螺旋定则可知，直导线下方磁场垂直纸面向里，小磁针极会沿磁场方向转动，即垂直纸面向里转动，故D正确。
故选：。
用右手螺旋定则判断向右电流的直导线下方磁场方向为垂直纸面向里，据此分析小磁针极的转动方向。
这道题以奥斯特实验为背景，考查电流的磁效应与安培定则的应用，注重对基础实验现象和规律的理解，是电磁学入门的典型考题。
3.【答案】
【解析】解：脂肪含量低者电阻小，接入、间的电阻小，总电阻小，总电流大，则电流表示数大，电压表示数小，电源的路端电压小，电阻两端电压大，故A正确，BCD错误。
故选：。
根据电阻的变化结合闭合电路的欧姆定律，欧姆定律等列式进行分析解答。
考查电路的动态分析问题，关键是抓住闭合电路的欧姆定律，结合先局部后整体再局部的思路进行解答，属于基础题。
4.【答案】
【解析】解：若这一对等量点电荷固定在轴上，是关于原点对称的异种点电荷，则点的场强不为零，故A错误；
B.若这一对等量同种点电荷固定在轴上，是关于原点对称的同种正电荷，若在轴上，越靠近正电荷，电场越大，与图像不相符，故B错误；
C.若这一对等量点异种电荷固定在轴上，是关于原点对称的异种点电荷，则点的场强不为零，故C错误；
D.若这一对等量同种点电荷固定在轴上，是关于原点对称的同种负电荷，则点右侧场强沿轴负向，即为负值；点左侧场强沿轴正向，为正值，与图像相符，则D正确。
故选：。
根据图像在原点处场强为正、正方向远处场强趋于零，结合等量同种负电荷在轴上关于原点对称分布时的电场叠加规律进行判断。
这道题需要结合电场叠加原理和对称性分析，抓住原点处场强方向和无穷远处场强为零的特点，就能快速锁定正确选项。
5.【答案】
【解析】解：开关断开瞬间，穿过线圈的磁通量减小，则电流计指针偏转，故A正确；
开关闭合后，抽出螺线管的过程中和移动滑动变阻器滑片时，都会引起穿过线圈的磁通量发生变化，从而电流计指针偏转，故B正确，C错误；
D.根据感应电流产生条件，是需要磁通量发生变化，只是螺线管中电流足够大如果不变化，电流计指针也不会偏转，故D错误。
故选：。
根据感应电流产生的条件：穿过闭合回路的磁通量是否变化逐一分析各选项，并进行解答。
考查感应电流产生的条件，理解磁通量是否发生变化，属于基础题。
6.【答案】
【解析】解：因为沿电场线方向电势逐渐降低，则由图可知，点的电势比点的电势高，又因为同一等势线上的两点电势相等，所以点的电势等于点的电势，由此可知，、、三点中点的电势最高；因为点电势比点高、带负电的物体在电势更低的位置电势能更大，所以带负电污泥絮体在点的电势能比在点的电势能大，故AC错误；
B.同一电场中，电场线越密集的地方电场强度越大，则由图可知，点的电场强度比点的小，故B正确；
D.结合前面分析可知，点的电势等于点电势，则两点间电势差为，故由可知，污泥絮体从点移到点，电场力做功为，故D正确；
故选：。
结合题意，根据沿电场方向电势逐渐降低、同一等势线上的两点电势相等、电势与电势能的关系，即可分析判断；
B.结合题意，根据电场线的疏密判断场强大小；
D.结合前面分析及题意，根据电场力做功与电势差的关系，即可分析判断。
本题主要考查对电场中功能关系的掌握，解题时需注意，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增大。
7.【答案】
【解析】解：由图甲可知，当灯泡两端的电压为时，对应的电流，根据欧姆定律，此状态下的电阻，故A错误，B正确；
将电阻等效为电源内阻，则等效电源电动势为，等效内阻，将等效电源的伏安特性合并在图甲中，如下
图像的交点代表灯泡两端电压为，电流代表灯泡电流也是总电流，闭合开关后，小灯泡的电功率约为，整个电路的总功率为，故C正确，D错误。
故选：。
根据欧姆定律结合题目条件列式解答；根据等效电源的思想结合作图找出两个伏安特性曲线交点的物理意义列式求解。
考查电阻和电源的伏安特性曲线的理解和应用，知道交点的物理意义，关键是建立等效电源的思想，属于中等难度考题。
8.【答案】
【解析】解：电子做匀速圆周运动，电场力提供向心力
解得，故A正确。
B.电子从到，电场力做负功，动能减小，故点动能小于点，故B错误。
C.椭圆半长轴，由开普勒第三定律
解得，故C正确。
D.电子沿椭圆轨道的周期为，由开普勒第三定律计算得，故D错误。
故选：。
本题以光电子能谱仪的径向电场为背景，考查带电粒子在有心力场中的运动。电子做匀速圆周运动，可由向心力公式求点场强；电子沿椭圆轨道运动，遵循角动量守恒和能量守恒，可类比开普勒第三定律求周期。
本题考查带电粒子在径向电场中的运动，核心是将匀速圆周运动与椭圆轨道运动类比，利用向心力公式、角动量守恒、能量守恒及开普勒第三定律分析。计算中等结果规范，单位统一，易错点在于对电场力做功与动能变化关系的理解，以及开普勒第三定律的应用条件。
9.【答案】

【解析】解：根据分度游标卡尺精度游标尺上的第个刻度线和主尺的对齐，则读数为
螺旋测微器的精度为 ，读数为
故答案为：，。
根据分度游标卡尺精度和螺旋测微器精度的读数规则，分别读取主尺与游标尺、固定刻度与可动刻度的数值并相加得到结果。
本题考查游标卡尺和螺旋测微器的基本读数方法，需熟练掌握两种仪器的精度和读数步骤，属于实验基础题型。
10.【答案】
竖直向上

【解析】解：处的电场强度如图所示
根据点电荷的场强公式可知，
点的电场强度大小
，则，则竖直向上
故答案为：；竖直向上。
根据点电荷的场强公式与电场的叠加原理求解。
本题考查了求电场强度问题，掌握基础知识，应用点电荷的场强公式与电场的叠加原理即可解题。
11.【答案】
不变

【解析】解：粒子离开回旋加速器时的速度满足：，即，根据动能计算公式可得：；
由此可知，仅增大加速电压，粒子离开回旋加速器的动能不变。
故答案为：；不变。
根据洛伦兹力提供向心力求解最大速度大小，根据动能的计算公式求解最大动能，根据动能表达式分析最大动能是否与加速电压有关。
本题主要是考查回旋加速器的知识，关键是掌握回旋加速器的工作原理，知道粒子获得的最大动能与加速电压无关。
12.【答案】
黑表笔

【解析】解：机械调零时，旋动指针定位螺丝，使指针对准电流的“”刻线；
欧姆表测电阻时为减小误差，尽可能是指针指在中值附近，而中值是，故在附近，故电阻挡选挡；
然后旋动欧姆调零旋钮进行欧姆调零，使指针指在对准电阻的刻线；
表笔接表内电源的正极，据电表电流的“红进黑出，”表笔为黑表笔；
选挡时欧姆表的内阻中值电阻，此时的满偏电流为；选挡时欧姆表的内阻中值电阻，此时的满偏电流为
与相连时，是、串联后再与表头关联改装成电流表，因、串联后电阻较大，分流较小，故为低倍率电流挡由并联电路的特点有，解得：。
故答案为：；；，；黑表笔；。
根据机械调零时，旋动指针定位螺丝确定，欧姆调零时旋动欧姆调零旋钮进行，使指针指在对准电阻的刻线；
根据并联电路的特点确定分流电阻值。
本实验考查并联电路的特点，欧姆表机械调零、欧姆调零、欧姆刻线、中值电阻，电流表的改装。
13.【答案】
【解析】解：
当开关接“”时，电压表测量的是路端电压，可减小因电流表分压带来的系统误差，让电源内阻的测量值更接近真实值；
量程为的电压表分度值为，需要估读到分度值的下一位，由图丙可知电压表读数为；
当单刀双掷开关接时，电流表示数为零时，电压表测量准确，故电动势为的纵轴截距，则有；
当单刀双掷开关接时，电压表示数为零时，电流表测量准确，由图像可知此时电路电流为，根据闭合电路欧姆定律可知，
解得内阻为。
故答案为：
；
；
；。
为减小电流表分压带来的系统误差，单刀双掷开关接“”，使电压表直接测量路端电压；
根据量程电压表的分度值及估读要求，读取电压表示数为；
利用开关接“”时的图像纵轴截距电流为零时的电压值，得到电源电动势；
结合开关接“”时图像中电压为零的电流值，通过闭合电路欧姆定律计算出电源内阻。
本题围绕“测电源电动势和内阻”的实验展开，重点考查实验电路的选择与误差分析、电压表的读数规则，以及利用图像和闭合电路欧姆定律求解电动势与内阻的方法，是对实验原理、数据处理与误差分析能力的综合考查。
14.【答案】电动机正常运转时的输入功率为，输出功率为 电动机卡住，其热功率为
【解析】解：电动机正常工作时的输入功率为，电动机正常运转时的热功率为，所以电动机正常工作时的输出功率；
若电动机卡住，电动机相当于纯电阻用电器，则其发热功率为。
答：电动机正常运转时的输入功率为，输出功率为；
电动机卡住，其热功率为。
根据电动机的总功率、热功率和输出功率等公式列式解答；
根据纯电阻电路的功率计算公式列式解答。
考查电动机的功率计算问题，理解纯电阻电路和非纯电阻电路的区别，属于中等难度考题。
15.【答案】金属杆受到的安培力的大小为 金属杆的质量为 为使金属杆仍保持静止，磁感应强度的最小值为，方向为垂直于导轨向上
【解析】解：根据闭合电路欧姆定律可得：
安培力的大小为：；
由金属杆恰好静止，可知受力平衡，由左手定则可知，安培力方向水平向右，金属杆的受力如图所示：
根据受力平衡，可知：
代入解得：；
对金属杆受力分析，可知当安培力与支持力垂直时，安培力最小，结合左手定则可知磁感应强度方向为垂直于导轨向上，对金属杆的受力分析如图所示：
由图可知：，由安培力公式可知：，
可得磁感应强度大小为。
答：金属杆受到的安培力的大小为；
金属杆的质量为；
为使金属杆仍保持静止，磁感应强度的最小值为，方向为垂直于导轨向上。
根据闭合电路欧姆定律结合安培力的计算公式求解安培力的大小；
由金属杆恰好静止，可知受力平衡，根据受力平衡关系式，可计算金属杆的质量；
根据受力平衡的分析图，可知最小的安培力大小及方向；由最小安培力大小、方向，结合左手定则，可判断磁感应强度的最小值及方向。
本题主要是考查了安培力作用下的平衡问题，关键是能够确定研究对象、进行受力分析、利用平衡条件建立平衡方程进行解答。
16.【答案】孔所处位置与原点的距离为 打在轴上的离子，在磁场中运动的最长时间为 从孔进入、板间的离子具有不同的速度，若在板与板间加可调电压，电流表示数刚好为时的电压为 在保证离子能运动到孔的情况下，若沿着轴方向平移分析器，并调节加载在与板之间的电压；电流表示数刚为时，电压与孔和坐标原点距离之间的关系式为
【解析】解：根据洛伦兹力提供向心力
解得
则孔所处位置与原点的距离
离子在磁场中运动周期
离子以与轴正方向成入射，离子在磁场中运动时间最长，轨迹对应圆心角为，则最长时间
设离子速度方向与轴夹角为，大小为的离子进入磁场后，由洛伦兹力提供向心力，有
若要能在点进入板间，则
整理得
即从任何角度发射，进入两板间的离子竖直速度
由运动学公式可得
由牛顿第二定律可得
联立解得
离子以与轴正方向成，速度大小为入射，若能在孔点进入板间，则有
则
同从任何角度发射，进入两板间的离子竖直速度
由运动学公式可得
由牛顿第二定律可得
联立解得
答：孔所处位置与原点的距离为；
打在轴上的离子，在磁场中运动的最长时间为；
从孔进入、板间的离子具有不同的速度，若在板与板间加可调电压，电流表示数刚好为时的电压为；
在保证离子能运动到孔的情况下，若沿着轴方向平移分析器，并调节加载在与板之间的电压。电流表示数刚为时，电压与孔和坐标原点距离之间的关系式为。
已知速度大小为、沿轴正方向射出的离子经磁场偏转后恰好垂直轴射入孔，由洛伦兹力提供向心力结合长度关系可得孔所处位置与原点的距离；
根据周期与时间的关系求打在轴上的离子，在磁场中运动的最长时间；
由洛伦兹力提供向心力求出半径的关系，结合运动学公式和牛顿第二定律求电流表示数刚好为时的电压；
根据半径表达式结合运动学公式和牛顿第二定律求电流表示数刚为时，电压与孔和坐标原点距离之间的关系式。
本题考查了带电粒子在电磁场中运动问题，在匀强电场中加速与偏转属于常见问题，处理粒子在匀强磁场中仅受洛伦兹力而做匀速圆周运动，要求学生能正确分析带电粒子的运动过程和运动性质，熟练应用对应的规律解题。
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