2025-2026学年陕西省西安市长安一中高二（上）期末物理试卷（含答案）

这是一份2025-2026学年陕西省西安市长安一中高二（上）期末物理试卷（含答案），共9页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1.下列四幅图分别是等离子体发电机、质谱仪、回旋加速器、霍尔元件的示意图，进入装置的带电粒子重力均不计，下列说法正确的是( )
A. 图甲中上极板A板是电源的正极
B. 图乙中粒子打在照相底片D上的位置越靠近S3，粒子的比荷越小
C. 图丙中若增大回旋加速器的加速电压，粒子获得的最大动能增大
D. 图丁中若导体中的载流子是电子，则导体左右两侧电势φN0)，P与杆间的动摩擦因数为μ，电场强度为E，磁感应强度为B，重力沿纸面向下，小环由静止释放开始滑动，设电场、磁场区域足够大，杆足够长，重力加速度为g，则下列判断正确的是( )
A. 小环先做加速度增大的加速运动，再做加速度减小的减速运动，最后匀速直线运动
B. 小环刚由静止释放瞬间，加速度大小为a=Eqm−μg
C. 小环的最大速度vm=Eq+μmgBq
D. 若已知小环加速至加速度最大过程的时间t0，则此过程的位移x1=m2gμB2q2−Et0μB+mgt0Bq
二、非选择题
11.某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：
小灯泡L，规格“4.0V，0.7A”；
电流表A1，量程3A，内阻约为0.1Ω；
电流表A2，量程0.6A，内阻r2=0.2Ω；
电压表V，量程3V，内阻rV=9kΩ；
标准电阻R1，阻值1Ω；
标准电阻R2，阻值3kΩ；
滑动变阻器R，阻值范围0～10Ω；
学生电源E，电动势6V，内阻不计；
开关S及导线若干。
(1)甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46A时，电压表的示数如图2所示，此时L的电阻为______Ω。
(2)乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是______V。
(3)学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路。请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图4所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号。
12.某物理兴趣小组开展活动，测量某电源的电动势和内阻。甲同学利用以下器材设计电路图1和图2并进行实验，相关实验器材如下：
A.被测电源；
B.电流表：量程0～0.6A，内阻RA=1Ω；
C.电压表：量程0～3V，内阻未知；
D.滑动变阻器：阻值范围为0～10Ω，允许通过最大电流2A；
E.开关、导线若干。
(1)为了更准确的测量电源的电动势和内阻，实验电路图应选择上图中的______(选填“图1”或“图2”)；确定好电路后，调节滑动变阻器滑片得到电压表的示数U与电流表的示数I的多组数据，作出U−I图像如图3所示，根据图像和题中所给信息可知该电池组的电动势E=______V，内电阻r=______Ω。(结果均保留两位小数)
(2)乙同学利用DIS等实验器材测量同一电池组的电动势和内阻，实验装置如图甲所示，多次改变电阻箱的阻值，记录外电路总电阻阻值R，用电压传感器测得路端电压U，并在计算机上显示出如图乙所示的1U−1R关系图线，图线斜率为k，在纵轴的截距为b，由图线可知E=______，r=______(用k、b表示)。
13.如图所示，宽为L=0.5m的光滑导轨与水平面成θ=37°角，质量为m=0.1kg、长也为L=0.5m的金属杆ab水平放置在导轨上，电源电动势E=3V，内阻r=0.5Ω，金属杆电阻为R1=1Ω，轨道电阻不计.金属杆与导轨垂直且接触良好.空间存在着竖直向上的匀强磁场(图中未画出)，当电阻箱的电阻调为R2=0.9Ω时，金属杆恰好能静止.取重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
(1)磁感应强度B的大小；
(2)保持其他条件不变，当电阻箱的电阻调为R2′=0.5Ω时，闭合开关S，同时由静止释放金属杆，求此时金属杆的加速度。
14.如图所示，一带负电粒子，质量为m，电量为q，以平行于Ox轴的速度v从y轴上的a点射入图中第一象限所示的区域。为了使该粒子能从x轴上的b点以垂直于Ox轴的速度v射出，可在适当的地方加一个垂直于xy平面、磁感应强度为B的匀强磁场。若此磁场仅分布在一个圆形区域内。粒子重力忽略不计。
(1)说明所加磁场的方向；
(2)画出粒子运动的轨迹图(要求：必须利用尺规规范作图，并保留作图痕迹)；
(3)圆形磁场区域的最小半径。
15.如图所示，竖直平面内有一半径为r、内阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF相接，EF之间接有电阻R2，已知R1=12R，R2=4R.在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场I和Ⅱ，磁感应强度大小均为B.现有质量为m、电阻不计的导体棒ab，从半圆环的最高点A处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，且平行轨道中够长。已知导体棒ab下落r2时的速度大小为v1，下落到MN处的速度大小为v2。
(1)求导体棒ab从A下落r2时的加速度大小。
(2)若导体棒ab进入磁场Ⅱ后棒中电流大小始终不变，求磁场Ⅰ和Ⅱ之间的距离h和R2上的电功率P2。
(3)若将磁场Ⅱ的CD边界略微下移，导体棒ab刚进入磁场Ⅱ时速度大小为v3，要使其在外力F作用下做匀加速直线运动，加速度大小为a，求所加外力F随时间变化的关系式。
参考答案
1.D
2.C
3.A
4.A
5.C
6.AC
7.B
8.AC
9.BC
10.BD
11.5 4
12.图2;1.70;3.25 1b;kb
13.解：(1)金属杆恰好能静止，根据受力平衡，则
mgsinθ=BILcsθ
根据闭合电路欧姆定律有：I=ER1+R2+r
解得B=1.2T
(2)根据牛顿第二定律可知
BI′Lcsθ−mgsinθ=ma
根据闭合电路欧姆定律有I′=ER1+R2′+r
解得a=1.2m/s2，方向沿斜面向上
答：(1)磁感应强度B的大小为1.2T；
(2)此时金属杆的加速度为1.2m/s2，方向沿斜面向上。
14.说明所加磁场的方向为垂直纸面向里 粒子运动的轨迹图如下
圆形磁场区域的最小半径为 2mv2qB
15.解：(1)以导体棒为研究对象，棒在磁场I中切割磁感线，棒中产生产生感应电动势，导体棒ab从A下落r2时，导体棒在重力与安培力作用下做加速运动，由牛顿第二定律，得：
mg−BIL=ma，式中l= 3r，I=Blv1R总
当导体棒ab下落r2时，由几何关系可知，棒ab以上的圆弧的长度是半圆的总长度的23，所以ab以上的部分，电阻值是8R，ab以下的部分的电阻值是4R+4R，
式中：R总=8R×(4R+4R)8R+(4R+4R)=4R
由以上各式可得到：a=g−3B2r2v14mR
故导体棒ab从A下落r2时的加速度大小为：a=g−3B2r2v14mR。
(2)当导体棒ab通过磁场Ⅱ时，若安培力恰好等于重力，棒中电流大小始终不变，即：mg=BI×2r=B×B×2r×vtR并×2r=4B2r2vtR并
式中：R并=12R×4R12R+4R=3R
解得：vt=mgR并4B2r2=3mgR4B2r2
导体棒从MN到CD做加速度为g的匀加速直线运动，有vt2−v22=2gh，
得：h=9m2gR232B4r4−v222g，
此时导体棒重力的功率为：PG=mgvt=3m2g2R4B2r2，
根据能量守恒定律，此时导体棒重力的功率全部转化为电路中的电功率，即P电=P1+P2=PG=3m2g2R4B2r2，
所以，P2=34PG=9m2g2R16B2r2，
故磁场I和Ⅱ之间的距离h=9m2gR232B4r4−v222g，和R2上的电功率P2=9m2g2R16B2r2。
(3)设导体棒ab进入磁场Ⅱ后经过时间t的速度大小为v′t，此时安培力大小为：F′=4B2r2v′t3R
由于导体棒ab做匀加速直线运动，有v′t=v3+at
根据牛顿第二定律，有
F+mg−F′=ma
即：F+mg−4B2r2(v3+at)3R=ma
由以上各式解得：F=4B2r23R(at+v3)−m(g−a)=4B2r2a3Rt+4B2r2v33R+ma−mg
故所加外力F随时间变化的关系式为：F=4B2r2a3Rt+4B2r2v33R+ma−mg。