湖北省武汉外国语学校2025-2026学年高二上学期期末物理模拟卷试卷（Word版附解析）

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一、选择题：本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分。在每小题给出的四个选项中，第 1～
7 题只有一项符合题目要求，第 8～10 题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得 4 分，
选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。
1．关于电源和电路，下列说法正确的是（ B ）
A．电源的电动势就是闭合电路中电源两端的电压
B．电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置
C．电动势的数值等于电源每秒转换的能量
D．闭合电路中的自由电子总是从低电势处向高电势处移动
【解析】
只有外电路断路时，电源两端的电压在数值上才等于电源电动势，电动势等于电源没有接入
电路时两极间的电压，在闭合电路中电源两极间的电压是路端电压，小于电源电动势，而且
电动势等于非静电力做功与电荷量的比值，电压等于静电力做功与电荷量的比值，二者有着
本质的不同，故 A 错误；
从能量转化的角度，电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置，故 B 正确．
电动势的数值等于非静电力把 1C 的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功，故 C 错
误；闭合电路中，在电源外部，自由电子总是从低电势处向高电势处移动；在电源内部，自
由电子是从高电势处向低电势处移动，故 D 错误。
2．在下列几幅图片中，图（a）是质谱仪，图（b）是研究楞次定律的实验装置，图（c）是
回旋加速器。图（d）是磁流体发电机。下列说法正确的是（ D ）
A．图（a）中，只要是质量不同的粒子都可以通过打在 MN 屏的不同位置进行区分
B．图（b）中，磁铁在靠近螺线管的过程中会受到向左的磁场力
C．图（c）中，回旋加速器加速电压变化的周期必须等于粒子圆周运动周期的一半
D．图（d）中，将一束等离子体喷入有磁场的空间，A、B 板间产生电势差，A 板电势低
【解析】
在加速电场中，由动能定理可知 在磁场中 联立上式可得
因此图（a）中，只有比荷不同的才可以通过打在 MN 屏的不同位置进行区分，
故 A 错误；由楞次定律可知，当磁极靠近螺线管时，螺线管会产生感应电流，而感应电流产
生的磁场会阻碍螺线管磁通量的变化，会对磁铁有排斥的作用。因此磁铁在靠近螺线管的过
程中会受到向右的磁场力，故 B 错误；回旋加速器通过交变电场加速粒子，粒子在磁场中做
圆周运动。为了使粒子在每次通过电场时都能被加速，电场的周期必须与粒子在磁场中做圆
周运动的周期相同，故 C 错误；图（d）中，将一束等离子体喷入有磁场的空间，由左手定
则可知，正离子聚集在 B 板上，负离子聚集在 A 板上。因此 B 板电势高，A 板电势低，故 D
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正确。
3．2024 年 8 月有报道称，国产电磁炮技术获得明显突破，炮弹的速度能达到每秒 2000 米。
电磁炮从原理上与电动机有相通的地方，如图所示，若已知电源电动势为 E，内阻为 r，炮
弹电阻为 R，回路电流为 I，水平轨道存在竖直方向的匀强磁场。不计摩擦以及其他能量损
失，下列说法正确的是（ C ）
A．轨道平面存在竖直向下的磁场 B．回路电流
C．电能转化为焦耳热和炮弹的机械能 D．炮弹做匀加速直线运动
【解析】
炮弹向右运动，电流从炮弹右端流向左端，根据安培定则可知，炮弹位置磁场垂直轨道平面
向上，即方向竖直向上，故 A 错误；电路不是纯电阻电路，不遵循闭合电路欧姆定律，故 B
错误；根据能量守恒可知，回路电能转化为焦耳热和机械能，故 C 正确；炮弹切割磁感线产
生感应电动势，导致电流变化，所以炮弹不是匀加速运动，故 D 错误。
4．在如图所示的电路中，闭合开关 S，当滑动变阻器的滑片 P 向下滑动时，各电表的示数
分别用 I、U1、U2 和 U3 表示，各电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2 和ΔU3 表示。
下列说法正确的是（ C ）
A． 不变， 变小 B． 变大， 变大
C． 变大， 不变 D． 变大， 变大
【解析】
电压表 V1 测量的是定值电阻 R1 两端的电压，电流表测量的是电路中的电流，根据欧姆定律
可得 ，所以 ，不变， 也不变，故 A 错误；电压表 V2 测量的是变阻器
R2 两端的电压，当滑动变阻器的滑片 P 向下滑动时，变阻器接入电路中的电阻变大，所以
变大，根据闭合电路的欧姆定律有 U2＝E﹣I（R1+R3+r），所以 R3 不变，
故 B 错误，C 正确；电压表 V3 测量的是电阻 R1 和 R2 两端电压，根据闭合电路的欧姆定律有
U2＝E﹣I（R3+r），所以 变大， 不变，故 D 错误。
5．一带正电微粒只在静电力作用下沿 x 轴正方向运动，其电势能随位移 x 变化的关系如图
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所示，其中 O∼x1 段是曲线，x1∼x2 段是平行于 x 轴的直线，x2∼x3 段是倾斜直线，则下列
说法不正确的是（ D ）
A．O～x1 段电势逐渐升高 B．x1～x2 段电场强度为零
C．x2～x3 段的电势沿 x 轴均匀降低 D．O～x1 段微粒做加速度逐渐减小的加速运
动【解析】
由于粒子带正电，O﹣x1 段电势能变大，所以电势升高，故 A 正确；根据 可知 Ep﹣x
图像的斜率表示电场力大小，反映电场强度的大小，因 x1﹣x2 段斜率为 0，则场强为零，故
B 正确；
x2﹣x3，电势能减小，粒子带正电，所以电势沿 x 轴均匀减小，故 C 正确；由 Ep﹣x 图像的
斜率表示电场力大小，反映电场强度的大小，而 O﹣x1 段图像斜率变小，场强变小，受力减
小，加速度逐渐变小，由于电势能增加，电场力做负功，则粒子做减速运动，即粒子做加速
度减小的减速运动，故 D 错误。
6．如图所示，直角三角形 ABC 区域中存在一匀强磁场，磁感应强度为 B，已知 AB 边长为 L，
∠C＝30°，比荷均为 的带正电粒子以不同的速率从 A 点沿 AB 方向射入磁场（不计粒子
重力），则（ A ）
A．粒子在磁场中运动的最长路程为
B．粒子速度越大，在磁场中运动的路程越大
C． 粒子速度越大，在磁场中运动的时间越短
D．粒子在磁场中运动的最短时间为
【解答】
粒子在磁场中做匀速圆周运动，随速度增加，半径变大，当粒子运动轨迹恰好与 BC 边相切
时，粒子运动轨迹如图所示 ，当粒子从 AC 边射出时，圆心角不变，即运动
时间不变；当粒子的轨迹与 BC 边相切时，粒子速度再增加，则粒子从 BC 边射出，粒子在磁
场中运动的路程越小，故 BC 错误；
当粒子的轨迹与 BC 边相切时，由几何知识得，粒子轨道半径 r＝AB＝l ∠OAC＝∠ACB＝30
° AB＝OE ∠DOE＝∠OAC＝30° ∠AOE＝90°+30°＝120° 此时粒子在磁场中运动的路
程最长为
，故 A 正确；当粒子从 BC 边射出时，粒子的速度越大，半径越大，
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出射点越靠近 B 点，运动时间也越来越短，直到从 B 点射出时粒子的速度无穷大，时间趋近
于零，故 D 错误。
7．如图所示，ACD、EFG 为两根相距 L 的足够长的金属直角导轨，它们被竖直固定在绝缘水
平面上，CDGF 面与水平面成θ角。两导轨所在空间存在垂直于 CDGF 平面向上的匀强磁场，
磁感应强度大小为 B．两根质量均为 m、长度均为 L 的金属细杆 ab、cd 与导轨垂直接触形成
闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，两金属细杆的电阻均为 R，导轨电阻不计。
当 ab 以速度 v1 沿导轨向下匀速运动时，cd 杆正好以速度 v2 向下匀速运动，重力加速度为
g。以下说法正确的是（ B ）
A．回路中的电流强度为
B．ab 杆所受摩擦力为 mgsinθ
C．cd 杆所受摩擦力为μ
D．μ与 v1 大小关系满足 tanθ
【解析】
ab 杆产生的感应电动势 E＝BLv1；回路中感应电流为： ，故 A 错误；ab 杆匀
速下滑，受力平衡条件，则 ab 杆所受的安培力大小为：F 安＝BIL ，方向沿轨道向
上，则由平衡条件得 ab 所受的摩擦力大小为：f＝mgsinθ﹣F 安＝mgsinθ ，故 B
正确；cd 杆所受的安培力大小也等于 F 安，方向垂直于导轨向下，则 cd 杆所受摩擦力为：f
＝μN＝μ[mgcs（90°﹣θ）]+F 安＝μ（mgsinθ ），故 C 错误；根据 cd 杆受力
平衡得：mgsin（90°﹣θ）＝f＝μ（mgsinθ ），则得μ与 v1 大小的关系为：μ
（mgsinθ ）＝mgcsθ，即 tanθ ，故 D 错误。
8．两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体
棒 AB 和 CD 可以自由滑动．当 AB 在外力 F 作用下向右运动时，下列说法中正确的是（ BD ）
A．导体棒 CD 内有电流通过，方向是 D→C B．导体棒 CD 内有电流通过，方向是 C→D
C．磁场对导体棒 CD 的作用力向左 D．磁场对导体棒 AB 的作用力向左
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【解析】
AB 切割磁感线产生感应电流，根据右手定则判断可知，AB 中感应电流的方向为 B→A，则导
体棒 CD 内有电流通过，方向是 C→D．故 A 错误，B 正确。感应电流通过 CD，CD 棒受到安培
力作用，由左手定则判断可知磁场对导体棒 CD 的安培力向右。故 C 错误。AB 中感应电流的
方向为 B→A，根据左手定则，安培力向左。故 D 正确。
9．两个比荷相等的带电粒子 a、b，以不同的速率 va、vb 对准圆心 O 沿着 AO 方向射入圆形
匀强磁场区域，两粒子射出磁场时的速度偏转角分别为 120°、60°，其运动轨迹如图所示。
不计粒子的重力，则下列说法正确的是（ BC ）
A．a 粒子带正电，b 粒子带负电
B．粒子射入磁场中的速率 va：vb＝1：3
C．粒子在磁场中的运动时间 ta：tb＝2：1
D．若将 b 粒子的入射速度方向不变，大小增大，则 b 粒子在磁场中运动的时间将变长
【解析】
根据题意可知，粒子向右运动，由左手定则可知，b 向上偏转，b 粒子带正电，a 向下偏转，
a 粒子带负电，故 A 错误；设 a、b 粒子运动轨迹的圆心分别为 Oa、Ob，如图所示
，设粒子的半径分别为 ra、rb，由洛伦兹力提供向心力 解得
， 设大圆半径为 R，做如图蓝色辅助线，由几何关系 ，
解得 故 B 正确；由 而 解得 可知两粒
子在磁场中做匀速圆周运动的周期相等。根据几何关系得两粒子在磁场中的运动轨迹所对应
的 圆 心 角 分 别 为 ， 则 可 得 粒 子 在 磁 场 中 的 运 动 时 间 之 比 为
故 C 正确；由洛伦兹力提供向心力 解得 若将 b
粒子的入射速度方向不变，大小增大，则半径 rb 增大，根据 可得θb 减小，
由 可知 b 粒子在磁场中运动的时间将变短，故 D 错误。
10．如图所示，ABCD 为固定的水平光滑矩形金属导轨，AB 间距离为 L，左右两端均接有阻
值为 R 的电阻，处在方向竖直向下、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，质量为 m、长为 L
的导体棒 MN 放在导轨上，甲、乙两根相同的轻质弹簧一端与 MN 棒中点连接，另一端均被固
定，MN 棒始终与导轨垂直并保持良好接触，导轨与 MN 棒的电阻均忽略不计。初始时刻，两
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弹簧恰好处于自然长度，MN 棒具有水平向左的初速度 v0，经过一段时间，MN 棒第一次运动
至最右端，在这一过程中 AB 间电阻 R 上产生的焦耳热为 Q，则（ AC ）
A．初始时刻棒受到安培力大小为
B．从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生焦耳热等于
C．当棒再次回到初始位置时，AB 间电阻 R 的功率小于
D．当棒第一次到达最右端时，甲弹簧具有的弹性势能为 mv 2Q
【解析】
导体棒为电源，两个电阻并联，并联电阻 R 并 R，由安培力计算公式 FA＝BIL 及 I
，得安培力大小为 FA ，故 A 正确；由题可知，MN 棒第一次运动至最右端的过程中
AB 间电阻 R 上产生的焦耳热 Q，所以回路中产生的总焦耳热为 2Q；由于安培力始终对 MN 做
负功，产生焦耳热，棒第一次达到最左端的过程中，棒平均速度最大，平均安培力最大，位
移也最大，棒克服安培力做功最大，整个回路中产生的焦耳热应大于 •2Q ，故 B 错误；
设棒再次回到初始位置时速度为 v，从初始时刻至棒再次回到初始位置的过程，整个回路产
生焦耳热为：Q′ •2Q Q 根据能量守恒定律有： mv2+Q′棒再次回到初
始位置时，棒产生的感应电动势为：E′＝BLv AB 间电阻 R 的功率为：P 联立解
得：P ，故 C 正确；由能量守恒得知，当棒第一次达到最右端时，物体的机械
能全部转化为整个回路中的焦耳热和甲乙弹簧的弹性势能，又甲乙两弹簧的弹性势能相等，
所以甲具有的弹性势能为 EP （ mv02﹣2Q） mv Q，故 D 错误。
二、非选择题：本题共 5 小题，共 60 分。
11．（7 分）某同学在一次“测定金属的电阻率”的实验中，用伏安法测出金属丝的电阻，
然后计算出该金属材料的电阻率。
（1）用刻度尺测得该金属丝的长度如图甲所示，读数为 L＝ cm；用游标卡尺测得该金
属丝直径如图乙所示，读数为 D＝ mm；
（2）设测得电流表的示数为 I，电压表的示数为 U，可得金属丝的电阻率为ρ＝ 。（用
U、I、L、D 四个物理量表示）
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【解析】
（1）毫米刻度尺的分度值为 1mm，金属丝的长度 L＝8.10cm；20 分度游标卡尺的精确度为
0.05mm，金属丝直径 D＝1mm+5×0.05mm＝1.25mm
（2）根据欧姆定律和电阻定律 解得 。
故答案为：（1）8.10；1.25；（2） 。
12．某兴趣小组测量一节干电池的电动势和内阻。
（1）首先考虑用多用电表直接测量干电池的电动势和内阻，但是多用电表 。
A.可以粗测电动势，不能粗测内阻 B.可以粗测内阻，不能粗测电动势
C.可以粗测电动势和内阻 D.既不可粗测电动势，也不可粗测内阻
（2）然后，某同学从实验室找到以下器材：
A.量程 0﹣3V﹣15V 的电压表，内阻约为 1000Ω或 5000Ω
B.量程 0～0.6A～3A 的电流表，内阻约为 5Ω或 1Ω
C.滑动变阻器 R1（0～5Ω）
D.滑动变阻器 R2（0～500Ω）
E.开关、导线若干
①连接电路如图（a）所示，P 点应连接在 （选填“A”、“B”或“C”）点；
②为了实验操作方便读数准确，滑动变阻器应选择__________ （选填“R1”或“R2”）。
（3）为更准确测量干电池电动势和内阻，某同学设计了如图（b）所示的电路，闭合开关 S1，
将开关 S2 接在 a 端，调节电阻箱 R 的阻值，记录多个电压表和电流表的示数，作出 U﹣I 图
线，如图（c）中图线 1 所示，图线 1 与 U 轴和 I 轴的截距分别为 U1 和 I1。保持开关 S1 闭
合，再将开关 S2 接在 b 端，调节电阻箱 R 的阻值，记录多组电压表和电流表的示数，作出
U﹣I 图线。如图（c）中图线 2 所示，图线 2 与 U 轴和 I 轴的截距分别为 U2 和 I2。从尽可
能减小电表引起的系统误差的角度可得，电动势 E＝ ，内阻 r＝ 。（用 U1、U2、I1
、Ⅰ2 表示）
【解析】
（1）多用电表电压挡内阻远大于电源内阻，所以用多用电表电压挡可以粗测电源电动势，
而多用电表电流挡内阻与电源内阻相差不大，所以不能用多用电表电流挡粗测电源内阻，电
源内阻太小，也不能用欧姆挡测量，故 BCD 不符合题意，A 符合题意；
（2）图（a）中，电压表在开关闭合之前测电源电动势，开关闭合之后测路端电压，所以 P
点应连接在 B 点。由于电动势较小，为了电表大幅偏转，估算电路的最小电流后，选择较小
的滑动变阻器 R1。
（3）开关 S2 接在端 a 端，根据闭合电路欧姆定律有：E＝Ir+U+IrA 当电流为零时，有：E
＝U1 开关 S2 接在端 b 端，有 E＝Ir+U 当电流为零时，有：E＝I2r 所以：
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故答案为：（1）A；（2）B、R1；（3）U1、 。
13．（10 分）如图所示，在水平向左的匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直固定放置，
其半径为 R，电场线与半圆轨道处在同一平面内，半圆轨道最低点与一水平粗糙绝缘轨道 MN
相切于 N 点。一小滑块（可视为质点）带正电且电荷量为 q，质量为 m，与水平轨道间的滑
动摩擦力大小为 0.5mg，现将小滑块从水平轨道的 M 点由静止释放，恰好能到达 P 点，MN
的长度为 R，已知重力加速度大小为 g，求：（sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，sin53°＝0.8，
cs53°＝0.6）
（1）M、P 两点的电势差大小 UMP；
（2）物体经过 N 点时滑块对轨道的压力大小。
【解析】
（1）物块恰能到达 P 点，表明 P 点速度为零。由动能定理得：﹣mgR+qUMP﹣0.5mgR＝0，解
得： 。
（2）匀强电场强度为 。M、N 间电势差为 。由动能定理得：
。在 N 点由牛顿第二定律得： ，解得 ，
根据牛顿第三定律，滑块对轨道压力大小为 。
14．如图所示，在倾角θ＝30°的斜面上固定间距 L＝0.5m 的两平行金属导轨，在导轨上端
接入电源和滑动变阻器 R，电源电动势 E＝12V，内阻 r＝1Ω，质量 m＝200g 的金属棒 ab 与
两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度 B＝0.50T，垂直于斜面向上的匀强磁场
中（导轨与金属棒的电阻不计）。取 g＝10m/s2。
（1）若导轨光滑，要保持金属棒在导轨上静止，求金属棒受到的安培力大小；
（2）若金属棒 ab 与导轨间的动摩擦因数 ，金属棒要在导轨上保持静止，求滑动变
阻器 R 接入电路中的阻值范围。
【解析】
（ 1） 要 保 持 金 属 棒 在 导 轨 上 静 止 ， 对 金 属 棒 受 力 分 析 可 得
（2）若金属棒 ab 与导轨间的动摩擦因数 ，则金属棒受到的最大摩擦力大小 Ff＝
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μmgcsθ ①当摩擦力沿斜面向上时，有 mgsinθ＝F1+Ff 此时 解得 R1
＝5Ω ②当摩擦力沿斜面向下时，有 mgsinθ+Ff＝F2 此时 解得 R2＝1Ω
故滑动变阻器 R 接入电路中的阻值在 1Ω到 5Ω之间。
15．某肿瘤治疗新技术是通过电子撞击目标靶，使目标靶放出 X 射线，对肿瘤进行准确定位，
再进行治疗，其原理如图所示。圆形区域内充满垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为 B。水
平放置的目标靶长为 2l，靶左端 M 与磁场圆心 O 的水平距离为 l、竖直距离为 l。从电子
枪逸出的电子（质量为 m、电荷量为 e，初速度可以忽略）经匀强电场加速时间 t 后，以速
度 v0 沿 PO 方向射入磁场，（PO 与水平方向夹角为 60°），恰好击中 M 点，求：
（1）匀强电场场强的大小；
（2）匀强磁场的方向及电子在磁场中运动的时间；
（3）为保证电子击中目标靶 MN，匀强电场场强的大小范围（匀强电场极板间距不变）。
【解析】
（1）电子穿过匀强电场过程中，根据运动学公式可得：v0＝at 其中， 联立解得：
E1
（2）根据左手定则可知匀强磁场的方向是垂直纸面向里的。电子在磁场中运动时，根据牛
顿第二定律可得： 根据圆周运动的周期公式可得： 据几何关系可
得： 联立解得：t
（3）①当电子击中 M 点时，电子在磁场中的偏转半径为：R 匀强磁场区域半径 r，
由几何关系可得： ②当电子击中 N 点时，由几何关系可知电子在磁场中的
速度偏转角为 90°，则 R1＝r 则 设粒子穿过匀强电场后的速度为 v1，此过程
根据动能定理可得： 设极板间距离为 d，则 联立解得：
即匀强电场场强的范围为：
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