河北省保定市2025-2026学年高二上学期1月期末物理试卷（含解析）

这是一份河北省保定市2025-2026学年高二上学期1月期末物理试卷（含解析），共15页。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 在点电荷形成的电场中，a、b两点处的电场强度方向如图所示，a点处的电场强度方向与a、b两点连线的夹角为，大小为；b点处的电场强度方向与a、b两点连线的夹角为，大小为。下列说法正确的是（ ）
A. 点电荷带正电
B
C. 点电荷带的电荷量可能为
D. a点处的电场强度大小与试探电荷的电荷量成正比
2. 如图所示，竖直放置的导线中通有竖直向上的电流，闭合圆线圈放置于导线上且彼此绝缘，线圈的圆心落在导线上。下列做法能使线圈中产生感应电流的是（ ）
A. 增大导线中的电流B. 使线圈以导线为轴转动
C. 将线圈竖直向上移动D. 将线圈水平向右移动
3. 2025年12月29日，以“乘势赋能、创新驱动”为主题的固态电池技术创新发展研讨会在河北省保定市举办。某款固态电池的电动势为、内阻为。该电池对外供电时电路中形成电流的电荷带负电，某段时间内有的电荷通过电池内部，下列说法正确的是（ ）
A. 该段时间内电池对外提供的电能小于
B. 带负电电荷在电池内部从负极移动到正极
C. 带负电电荷在电池外部移动时电场力做负功
D. 带负电电荷在电池外部从电势高处移动至电势低处
4. 蒙西—京津冀千伏特高压直流输电工程是我国一项重要的能源工程。特高压直流输电技术可有效减少相关设备由于感抗、容抗造成的能量损失，下列说法正确的是（ ）
A. 变压器升高电压后可以直接输送直流电
B. 输电线越细，输电线上损耗的能量一定越少
C. 可以通过减小输送电流的方式来减小输电线上的能量损耗
D. 输电线上的能量损耗与用户端用电器的多少无关
5. 如图所示，这是浮桶式灯塔的结构简图，浮桶下部由内、外两密封圆筒构成（其截面如图中斜线部分所示），其内部为产生磁场的磁体，磁体固定，浮桶内的圆形线圈能够随波浪相对磁体沿竖直方向上下运动，线圈与塔灯相连。下列说法正确的是（ ）
A. 该装置的工作原理是电流的磁效应
B. 线圈相对磁体运动时产生的感应电流方向保持不变
C. 线圈相对磁体运动时受到的安培力方向保持不变
D. 线圈相对磁体运动的速度越大，线圈中的感应电流越大
6. 如图甲所示，边长为、匝数为400、电阻为的正方形线圈左半边处于垂直线圈平面的磁场中，磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，磁感应强度的正方向为垂直纸面向里，定值电阻R的阻值为，导线电阻不计。时a、b两点的电势差为（ ）
A. B. C. D.
7. 如图所示，水平平行金属板M、N间存在正交的匀强电场（未画出）和匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里。质量为m、电荷量为q的带电粒子（不计重力）以沿金属板间中轴线、大小为v的速度射入金属板间，粒子恰能做直线运动。已知金属板的长度为L，金属板间距离为。仅撤去金属板间的电场，该粒子仍以相同速度从相同位置射入金属板间，恰好从M板右边缘飞出。仅撤去金属板间的磁场，该粒子仍以相同速度从相同位置射入金属板间，下列说法正确的是（ ）
A. 电场的电场强度方向竖直向上B. 磁场的磁感应强度大小为
C. 电场的电场强度大小为D. 该粒子将会打在N板上
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 法拉第笼是一个由金属制成的球形笼子，常用于演示静电屏蔽和高压带电作业原理。某法拉第笼放置于匀强电场中，静电平衡时的示意图如图所示。A点为法拉第笼外的一点，B、D点为法拉第笼表面的两点，C点为法拉第笼内的一点。下列说法正确的是（ ）
A. C点的电场强度大于B点的电场强度
B. 法拉第笼内电场强度为0，法拉第笼整体的电势相同
C. 将正点电荷沿着法拉第笼表面从B点移动到D点，电场力做正功
D. A点的电势比D点的电势高
9. 将两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个大量程电流表、（表盘刻度已修改），电流表的量程小于的量程。把、采用并联的方式接入电路，如图所示。闭合开关后，电流表与电流表相比（不考虑分度值影响）（ ）
A. 指针偏转角度相同B. 指针偏转角度更小
C. 示数相等D. 示数更小
10. 如图甲所示，平面直角坐标系的区域内有磁场，磁场的磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示，垂直于纸面向里为正方向，、均已知。平行于x轴的两带电金属板间存在着磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。带电粒子（不计重力，视为点电荷）以沿x轴正方向的速度射入两板间，恰能沿中轴线做直线运动，0时刻过坐标原点，时刻经过坐标为的A点。下列说法正确的是（ ）
A. 粒子经过A点时速度方向平行于x轴B. 粒子的速度大小为
C. 粒子的电荷量与质量的比值为D. 两板间的电场强度为
三、非选择题：共54分。
11. 张同学用如图所示的实验装置研究楞次定律。
（1）请用笔画线替代导线将图中的电路图补充完整______。
（2）张同学连接电路后，闭合开关瞬间，发现电流计的指针向右偏转，一段时间后电流计指针不偏转。继续移动滑动变阻器的滑片，发现电流计的指针始终不偏转，则电路中可能出现的问题是________（答对一条即可）。
（3）解决了第（2）问中出现的电路故障，闭合开关一段时间后，抽出线圈中铁芯的瞬间，电流计的指针向________偏转；向左迅速移动滑动变阻器滑片的瞬间，电流计的指针向________偏转。（均填“左”或“右”）
12. 某同学想要测一圆柱导体的电阻率，先用游标卡尺测量导体的长度L，读数如图甲所示，再用螺旋测微器测量导体的直径d，读数如图乙所示，然后用如图丙所示的电路测量该导体的电阻。
（1）该导体的长度________，直径________。
（2）测导体电阻时，测得电压表示数为，电流表示数为，则该导体的电阻率________（计算结果保留两位有效数字），利用图丙测出的导体的电阻________（填“大于”“小于”或“等于”）其真实值。
（3）如图丁所示，将圆柱导体与灯泡串联接在电动势、内阻不计的电源两端，已知灯泡的图像如图戊所示。闭合开关后，灯泡的实际功率为________（计算结果保留两位有效数字）。
13. 匝数、面积的线框在水平向右、磁感应强度大小的匀强磁场中，以角速度绕轴匀速转动，0时刻线框在磁场中的位置如图所示。线框与电流表串联后接在理想变压器的原线圈两端，变压器的副线圈接有阻值的定值电阻，电流表、电压表均可视为理想电表。已知变压器的原、副线圈匝数比，不计线框电阻。求：
（1）0时刻线框产生的瞬时感应电动势E和电压表示数U；
（2）电流表示数I。
14. 如图所示，以O点为圆心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。带正电粒子从P点以方向与OP夹角为、大小为的速度射入磁场，从Q点离开磁场。已知带电粒子在该磁场中做匀速圆周运动的周期为T，OP、OQ的夹角，不考虑带电粒子所受的重力。求：
（1）带电粒子的比荷；
（2）圆形区域半径R；
（3）粒子从P点运动到Q点的时间t。
15. 如图所示，固定于水平面内的光滑金属导轨由与x轴重合的直线导轨1和方程为的曲线导轨2组成，导轨处于垂直于纸面向外、磁感应强度大小的匀强磁场中。足够长、质量的导体棒初始时与y轴重合，0时刻导体棒在平行于x轴正方向的水平拉力作用下由静止开始做加速度大小的匀加速直线运动，运动时导体棒与y轴始终平行。已知导体棒的电阻率、横截面积，导体棒与导轨始终接触良好，导轨电阻不计。求：
（1）导体棒运动至处时通过导体棒的电流；
（2）内通过导体棒的电荷量q；
（3）水平拉力对导体棒做的功W与导体棒的位移大小x间的关系式。
参考答案及解析
1．答案：B
解析:A.如图所示，延长和所在直线，交于O点，则O点为点电荷所在的位置，根据电场强度的方向可知，O处的点电荷带负电，故A错误；
B.根据点电荷的场强公式，可知离点电荷越近，电场强度越大，故，故B正确；
C.带电粒子的电荷量必须是元电荷的整数倍，而元电荷，故点电荷带的电荷量不可能为，故C错误；
D.a点处的电场强度大小由点电荷的电荷量决定，与试探电荷无关，故D错误。
故选B。
2．答案：D
解析:ABC.由通电导线产生磁场的对称性可知，增大导线中的电流、使线圈以导线为轴转动和将线圈竖直向上移动，三种情况下通过线圈的磁通量始终为零，不能产生感应电流，故ABC错误；
D.将线圈水平向右移动，通过线圈的磁通量会发生变化，能产生感应电流，故D正确。
故选D。
3．答案：A
解析:A.电池提供的总电能
由于供电过程中内阻会消耗部分电能（转化为内能），因此对外提供的电能一定小于总电能42J，故A正确；
B.在电池内部，电流方向从负极流向正极（放电时）。电荷带负电，其运动方向与电流方向相反，因此负电荷从正极移动到负极，故B错误；
C.在电池外部，电流方向从正极流向负极，电场方向从正极（高电势）指向负极（低电势）。负电荷（如电子）从负极移动到正极，电场力方向与运动方向相同，因此电场力做正功，故C错误；
D.在电池外部，正极电势高，负极电势低。负电荷从负极（低电势）移动到正极（高电势），因此是从电势低处移动至电势高处，故D错误。
故选A。
4．答案：C
解析:根据直流输电原理，输电线路的能量损耗主要由焦耳热引起，损耗功率为，其中I为输送电流，R为输电线电阻。以下对各选项逐一分析
A.变压器利用电磁感应工作，需变化的磁场，而直流电电压恒定，无法产生变化的磁场，因此变压器不能直接用于直流电的电压变换。故A错误。
B.输电线电阻（为电阻率，L为长度，A为横截面积），输电线越细（A越小），R越大；损耗功率随R增大而增大，因此损耗一定增加。故B错误。
C.由可知，减小输送电流I可直接降低损耗功率。实际输电中，通过升高电压（功率一定时，U增大则I减小）实现电流减小，从而减少损耗。故C正确。
D.用户端用电器增多时，总功率需求增大；在输电电压一定时，由可知输送电流I增大，导致损耗功率增加。因此损耗与用户端用电器数量相关。故D错误。
故选C。
5．答案：D
解析:A.该装置的工作原理是电磁感应原理，A错误；
B.线圈相对磁体运动方向不同，则产生的感应电流方向不同，B错误；
C.线圈相对磁体运动时受到的安培力方向总是与线圈相对磁体的运动方向相反，C错误；
D.根据可知，线圈相对磁体运动的速度越大，线圈中的感应电动势越大，则感应电流越大，D正确。
故选D。
6．答案：A
解析:由图乙可得
正方形线圈产生的感应电动势
由楞次定律可得电流方向为逆时针，故
由闭合电路欧姆定律，时a、b两点的电势差为
故选A。
7．答案：C
解析:A.撤去电场，粒子只在磁场中运动时，恰好从M板右边缘飞出，可知粒子带正电，在金属板间做直线运动时受到的洛伦兹力方向竖直向上，电场力方向竖直向下，因此电场的电场强度方向竖直向下，故A错误；
B.仅撤去金属板间的电场，设粒子做圆周运动的半径为R，则有
解得
对粒子受力分析有
解得，故B错误；
C.粒子在金属板间做直线运动时有
解得，故C正确；
D.仅撤去金属板间的磁场，假设粒子未击中金属板，则有，
解得假设成立，该粒子将不会打在N板上，D错误。故选C。
8．答案：BD
解析:A.法拉第笼内电场强度为0，B点的电场强度不为零，可知C点的电场强度小于B点的电场强度，故A错误；
B.法拉第笼处于静电平衡状态，笼内电场强度为0，法拉第笼整体的电势相同，故B正确；
C.法拉第笼整体的电势相同，将正点电荷沿着法拉第笼表面从B点移动到D点，电场力做功为零，故C错误；
D.根据沿着电场线方向电势降低结合C选项分析可知A点的电势比D点的电势高，故D正确。
故选BD。
9．答案：AD
解析:图中的并联，表头的电压相等，电流相等，指针偏转的角度相同；但电流表的量程小于的量程，所以电流表与电流表相比示数更小。
故选AD。
10．答案：ACD
解析:A.粒子从O点沿x轴正向进入右侧磁场，时刻经过坐标为的A点。画出粒子的运动轨迹，由对称性可知，粒子经过A点时速度方向平行于x轴，A正确；
B.因A点的纵坐标为d，可知粒子做圆周运动的半径为，每段圆弧所对的圆心角为，可得粒子的速度，B错误；
C.根据
解得，C正确；
D.粒子在两极板间做直线运动，则
解得两板间的电场强度为，D正确。
故选ACD。
11．答案：(1)
(2)滑动变阻器短路或接在滑动变阻器上端接线柱的导线错接在滑动变阻器下端接线柱
(3)左；左
解析:（1）将线圈B和电流计串联形成一个回路，将开关、滑动变阻器、电源、线圈A串联而成另一个回路即可，实物图如图所示
（2）继续移动滑动变阻器的滑片，发现电流计的指针始终不偏转，则电路中可能出现的问题是滑动变阻器短路或接在滑动变阻器上端接线柱的导线错接在滑动变阻器下端接线柱。
（3）闭合开关瞬间，线圈B中磁通量增大，感应电流的磁场与原磁场方向相反，电流计的指针向右偏转；闭合开关一段时间后，抽出线圈中铁芯的瞬间，线圈B中磁通量减小，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，电流计的指针向左偏转；向左迅速移动滑动变阻器滑片的瞬间，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，电路中的电流减小，线圈B中的磁通量减小，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，电流计的指针向左偏转。
12．答案：(1)1.54；2.400
(2)；小于
(3)0.50
解析:（1）该导体的长度
直径
（2）导体电阻
由电阻定律
解得该导体的电阻率
图丙采用的外接法，所以测出的导体的电阻小于其真实值。
（3）将圆柱导体与灯泡串联接在电动势、内阻不计的电源两端，有
灯泡两端电压
在图戊中作出灯泡的IU图像，找到交点，即为灯泡实际工作的电压、电流值，如图
即灯泡的实际功率为
13．答案：(1)，
(2)
解析:（1）0时刻穿过线框的磁通量为0，线框产生的瞬时感应电动势达到最大值，有
解得
电压表示数为交变电压的有效值，变压器原线圈两端电压的有效值
又有
解得
（2）定值电阻的电功率
变压器原线圈输入电功率
解得
14．答案：(1)
(2)
(3)
解析:（1）设带电粒子在该磁场中做匀速圆周运动的半径为r，则有
又有
解得
（2）结合前面的分析有
粒子在圆形区域内偏转的圆心角
P、Q两点连线的长度
解得
（3）粒子从P点运动到Q点的时间
联立解得
15．答案：(1)
(2)
(3)
解析:（1）导体棒做初速度为0的匀加速直线运动，则有
此时导体棒切割磁场的有效长度
导体棒中的感应电动势
导体棒接入电路的电阻
通过导体棒的电流
解得
（2）t时刻导体棒的速度大小
导体棒的位移大小
导体棒切割磁场的有效长度
导体棒中的感应电动势
导体棒接入电路的电阻
通过导体棒的电流
解得
即通过导体棒的电流随时间均匀增大，因此内通过导体棒的电荷量
其中，
解得
（3）t时刻导体棒受到的安培力大小
其中，
由于导体棒的位移大小
则有
结合上述解得
对导体棒进行受力分析有
整理可得
即水平拉力随位移均匀增大导体棒从开始运动至位移大小为x的过程中水平拉力做的功
其中
解得