2025-2026学年河北省廊坊市高二（上）期末物理试卷（含解析）

这是一份2025-2026学年河北省廊坊市高二（上）期末物理试卷（含解析），共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.电场线是法拉第为连接抽象数学与物理现实搭建的奇妙桥梁，而物理学的魅力，正藏在对自然图景的深度想象与科学建模之中。如图所示，A、B、C、D是某电场中的四个点，其中电场强度最大的点是( )
A. A点
B. B点
C. C点
D. D点
2.2025年7月，中国墨脱水电站正式进入建设阶段，墨脱水电站规划发电量远超三峡水电站。若其产生的正弦式交流电如图所示，则其电压的有效值为( )
A. U= 33U0
B. U= 3U0
C. U= 22U0
D. U= 2U0
3.如图所示，平行板电容器与一直流电源连接，下极板接地，静电计金属球与电容器上极板连接。静电计本身所带电荷量极少且全程保持不变，可忽略不计。开关闭合稳定后，断开开关K，将平行板电容器的下极板竖直向下平移一小段距离，则下列说法正确的是( )
A. 电容器的电荷量增加
B. 电容器的电容变小
C. 电阻R中有电流流过
D. 静电计张角不变
4.如图所示，方形导线框A沿x轴正方向运动，从无场区进入有界匀强磁场区域(磁场区域的宽度大于导线框的边长)，最后离开磁场区域。下列关于感应电流方向的描述正确的是( )
A. 线框进入磁场的过程中，电流方向为逆时针方向
B. 线框完全进入磁场后，电流方向为逆时针方向
C. 线框完全进入磁场后，电流方向为顺时针方向
D. 线框离开磁场的过程中，电流方向为逆时针方向
5.某电场的方向与x轴平行，其电势φ随坐标x变化的关系如图所示。其中0～x1段为倾斜直线，x1～x2段为曲线。关于x轴上电场的描述，下列说法正确的是( )
A. 在0～x1段，电场强度E逐渐增大
B. 在x1～x2段，电场强度E大小不变
C. φx1φx2，故C错误；
D、沿电场线方向电势逐渐降低，在0～x1段电势的逐渐升高的，在x1～x2段电势是逐渐降低的，所以在x1前后，电场强度方向相反，故D正确。
故选：D。
φ−x图像的斜率表示电场强度，根据图像的斜率分析AB；根据图像直接可得到C；根据沿电场线方向电势逐渐降低分析。
知道沿电场线方向电势逐渐降低，φ−x图像的斜率表示电场强度是解题的基础。
6.【答案】B
【解析】解：分接头1、2间和2、3间的线圈匝数n12=n23=n10
则开关S接3时副线圈接入电路的匝数为n3=810n
当开关S接2时副线圈接入电路的匝数为n2=910n
根据理想变压器电压比与匝数比关系可知，U1U2=n1n2
根据交变电流有效值和峰值的关系有U2=U′m 2
联立解得Um′=109Um，又变压器不改变输出电压的频率，则S接2时输出电压u2=109Umsinωt
此时输出的交流电的周期为T=2πω，故B正确，ACD错误。
故选：B。
根据理想变压器变压比，先确定开关接1时副线圈的匝数，再与接2时的匝数对比，算出输出电压的最大值，同时判断相位是否变化，进而选出对应的图像。
这是理想变压器变压比的基础应用，关键是明确不同开关位置对应的副线圈匝数，注意交变电流的相位不变。
7.【答案】C
【解析】解：A.R1增大过程中，总电阻增大，总电流减小，定值电阻R2的消耗的功率P2=I2R2逐渐减小，故A错误；
B.根据闭合电路的欧姆定律，结合题意有E=2V+0.1×(r+R2)，E=1V+0.3×(r+R2)，联立解得电源的电动势E=2.5V，r和R2的和为5Ω，故B错误；
C.图像a的斜率表示R1的最大值为UI=20.1Ω=20Ω，故C正确；
D.图像b的斜率表示电流为0.3A时，R1接入电路的阻值，等于UI=10.3Ω=103Ω，故D错误。
故选：C。
A.根据滑动变阻器的阻值变化推导总电阻和总电流的变化，利用功率公式进行分析解答；B.根据闭合电路的欧姆定律列方程组求解判断；CD.根据I—U图像的斜率的物理意义进行分析解答。
考查功率的计算问题和欧姆定律应用，理解闭合电路的欧姆定律的内容，属于中等难度考题。
8.【答案】AD
【解析】解：AB.电阻的定义式R=UI、电阻的决定式R=ρLS，故A正确，B错误；
CD.电容的定义式C=QU、电容的决定式C=ɛrS4πkd，故C错误，D正确。
故选：AD。
电阻的定义式R=UI、电阻的决定式R=ρLS；电容的定义式C=QU、电容的决定式C=ɛrS4πkd。
考查电阻和电容的比值定义式和决定式。
9.【答案】CD
【解析】解：依题意，电池串联才能提升电压，需要串联的电池数为n=300.83.2节=94节，可以直接取3.2V100Ah即可，也可以取3.2V50Ah两组并联，计94×2=188节，故CD正确，AB错误。
故选：CD。
根据电源的串并联电压和容量的变化规律结合题中给定的参数列式解答。
考查电池组的串并联问题，知道不同连接的电压和容量的变化情况，属于基础题。
10.【答案】ABD
【解析】解：AB.粒子从磁场右边缘射出时，轨迹如图
则由几何关系
r1cs37°+r1sin37°=d
解得
r1=5d7
或者r2cs37°−r2sin37°=d
解得
r2=5d
故AB正确；
C.根据
qvB=mv2r
可得
v=qBrm
可知粒子在磁场中做匀速圆周运动的速度大小可能为
v1=5Bqd7m或者v2=5Bqdm
故C错误；
D.粒子在磁场中做匀速圆周运动转过的圆心角可能为θ1=90°或者θ2=53°−37°=16°
根据
T=2πmqB
粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间可能为
t1=90°360∘T=πm2Bq或者t2=16360∘T=4πm45Bq
故D正确。
故选：ABD。
AB.画出粒子从磁场右边缘射出的轨迹，根据几何关系求粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径可能性；
C.根据洛伦兹力提供向心力求出粒子在磁场中做匀速圆周运动的速度大小可能性；
D.根据周期结合圆心角的度数求粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间。
本题考查了带电粒子在匀强磁场中的运动，在磁场中做匀速圆周运动，分析清楚粒子的运动过程是解题的前提；根据题意作出粒子运动轨迹，确定轨迹半径，牛顿第二定律即可解题。
11.【答案】22.7
B
60

【解析】解：(1)游标0刻度线左侧最近的主尺刻度为2.2cm(即22mm)，游标的第6条刻度线与主尺对齐，因此游标读数为7×0.1mm=0.7mm，因此读数为22mm+0.7mm=22.7mm；
(2)①指针偏转角度过大，当前倍率挡位太大，因此，需要换用更小的倍率(欧姆×10挡)，并在换挡后重新进行欧姆调零，再进行测量；
故选：B；
②指针在第6条刻度线，因此该读数为6×10=60Ω。
故答案为：(1)22.7；
(2)①B；②60。
(1)先读取主尺刻度，再找到与主尺对齐的游标尺刻度线，将两者相加得到最终读数；
(2)指针偏转角度过大，说明被测电阻阻值较小，需换用更小倍率挡位，并重新欧姆调零；
(3)最终读数为指针示数乘以所选倍率。
本题聚焦游标卡尺读数与多用电表测电阻的操作，涵盖游标卡尺的读数方法、多用电表的挡位选择与欧姆调零等核心考点，要求考生具备较强的读数能力与实验操作逻辑。
12.【答案】串联
9000
B
E
0.22

【解析】解：(1)由串联电路的分压原理知要分去更多电压就要串联一个大阻值的分压电阻，由UVRV=U−UVR分即0.31=3−0.3R分，故分压电阻值为R分=9kΩ=9000Ω
(2)小灯泡正常工作时的电流为I= p额U额≈0.43A，故电流表应选B，本实验要求待测电压或电流从零开始连续变化，故用滑动变阻器的分压式接法，滑动变阻器的分压式接法选阻值较小的操作方便，故滑动变阻器应选E；
(3)设通过一个小灯泡的电流为I，则通过电源的电流为2I，在图中做出电源的外特性曲线U=2−2.5×2I
两图像交点的横纵坐标的乘积即为一只小灯泡的实际功率P=UI≈0.9×0.24W≈0.22W
故答案为：(1)串联，9000；(2)B，E；(3)0.22。
(1)由串联电路的分压原理确定；
(2)由电路中的最大电流选电流表的量程，由待测电流从零开始连续变化，选滑动变阻器的分压式接法；
(3)由电源和小灯泡的伏安特性曲线的交点确定。
本实验考查串联电路的分压原理，电流表量程的选取，滑动变阻器的分压式接法选取，电源和小灯泡的伏安特性曲线的交点的含义。
13.【答案】板间电动势为B1l1v1 导体棒ab在回路中产生的电动势为B2l2v2，电流为B2l2v2R 动生电动势的本质是电荷在洛伦兹力作用下向某一侧集中
【解析】解：(1)带电粒子进入磁场后，根据左手定则，可得到正离子向MN板偏转，负离子向PQ偏转；
稳定后，带电粒子受力平衡，可得：qv1B1=qUl1，解得极板间感应电动势大小为：U1=B1l1v1；
(2)根据法拉第电磁感应定律，可得到导体棒产生的感应电动势大小为：E=B2l2v2tt=B2l2v2；
根据闭合电路欧姆定律，可得通过导体棒的电流为：I=ER=B2l2v2R；
(3)根据(1)(2)两种情况下的感应电动势大小表达式相似，可知动生电动势的本质是电荷在洛伦兹力作用下向某一侧集中。
答：(1)板间电动势为B1l1v1；
(2)导体棒ab在回路中产生的电动势为B2l2v2，电流为B2l2v2R；
(3)动生电动势的本质是电荷在洛伦兹力作用下向某一侧集中。
(1)带电粒子进入磁场后，根据左手定则，可得到正负离子的偏转情况；稳定后，带电粒子受力平衡，即可得到极板间感应电动势大小；
(2)根据法拉第电磁感应定律，可得到导体棒产生的感应电动势大小；根据闭合电路欧姆定律，可得到通过导体棒的电流；
(3)根据两种情况下的感应电动势大小特点，即可分析两种情况相似的本质。
本题考查电磁场的分析，关键是根据不同情况下的感应电动势表达式，分析感应电动势的产生及其影响因素。
14.【答案】匀强电场的场强大小为3mg4q 小球到C时的速度大小为 gR 小球从O到Q的过程，机械能的增加量为5732mgR
【解析】解：(1)根据小球可静止在P，可知小球在P处受力平衡，受力分析如图：
由小球受力平衡，可得：tanθ=qEmg，解得：E=3mg4q；
(2)小球从O到C，应用动能定理，可得：qE⋅2R−mgR=12mvC2，解得：vC= gR；
(3)小球离开C后，对小球受力分析，可得小球在水平方向只受到电场力做匀加速运动，在竖直方向只受到重力做匀减速运动；
小球从C到达最高点Q所需的时间满足：vC=gt，小球从C到Q在水平方向的位移满足：x=12at2，a=qEm；
由功能关系，可知电场力做功转化为机械能，则机械能增加量满足：ΔE机=qE(2R+x)，解得：ΔE机=5732mgR。
答：(1)匀强电场的场强大小为3mg4q；
(2)小球到C时的速度大小为 gR；
(3)小球从O到Q的过程，机械能的增加量为5732mgR。
(1)根据小球可静止在P，可知小球在P处受力平衡，由重力、电场力的关系，可得到电场强度大小；
(2)小球从O到C，应用动能定理，即可得到小球在C时的速度大小；
(3)小球离开C后，由受力分析，可得到小球的运动状态，根据小球到达最高点所需的时间，即可得到小球在水平方向的位移；由功能关系，可根据电场力做功，得到机械能增加量。
本题考查带电粒子在电场、重力场的复合场中的运动，关键是根据小球受力平衡的位置，得到重力、电场力的关系。
15.【答案】接通电源瞬间，导体棒受到的安培力大小为2N 磁场方向垂直斜面向上时，导体棒运动的最大速度为6m/s 磁场方向垂直斜面向下时，导体棒运动的最大速度为18m/s
【解析】解：(1)接通电源瞬间，导体棒处于静止状态，其感应电动势E′=0。依据闭合电路欧姆定律，回路中的初始电流为I0=ER+r，代入数据解得：I0=2A。导体棒所受安培力大小为FA=BI0L，代入数据解得：FA=2N。
(2)当磁场方向垂直于斜面向上时，依据左手定则，初始安培力方向沿斜面向上。由于FA>mgsinα(即2N>1N)，导体棒将沿斜面向上加速运动。
运动产生的感应电动势为E′=BLv，回路电流为I=E−E′R+r。当导体棒速度达到最大时，加速度为零，受力平衡，满足BIL=mgsinα。
将电流表达式代入得BE−BLvmR+rL=mgsinα，代入数据解得：vm=6m/s。
(3)若将磁场方向改为垂直于斜面向下，接通瞬间电流方向不变(由b向a)，依据左手定则可知此时安培力方向沿斜面向下。
导体棒在重力沿斜面分量与安培力共同作用下沿斜面向下加速运动。向下运动产生的感应电动势为E′=BLv(方向由a指向b)，根据题目给出的电流公式I′=E−E′R总可知，随着速度增大，E′增大导致电流I′减小。当E′>E时，电流方向反转(变为由a向b)，此时安培力方向变为沿斜面向上。
当安培力与重力沿斜面的分力平衡时，速度达到最大，满足BI′L=mgsinα。此时有BLvm′−ER+r⋅BL=mgsinα，代入数据解得：vm′=18m/s。
答：(1)接通电源瞬间，导体棒受到的安培力大小为2N。
(2)磁场方向垂直斜面向上时，导体棒运动的最大速度为6m/s。
(3)磁场方向垂直斜面向下时，导体棒运动的最大速度为18m/s。
(1)接通电源瞬间导体棒静止，感应电动势为零。根据闭合电路欧姆定律计算回路初始电流，再由安培力公式求得安培力大小。核心是确定回路总电阻与电源电动势，利用安培力与电流和磁场强度的关系直接求解。
(2)导体棒在初始安培力大于重力沿斜面分力时沿斜面向上加速，运动产生反向感应电动势使回路电流减小。最大速度对应受力平衡状态，即安培力等于重力沿斜面分力。此时需联立平衡方程与包含电源电动势和感应电动势的电流表达式，解出最大速度。
(3)磁场反向导致初始安培力方向沿斜面向下，导体棒向下加速，产生的感应电动势方向与电源电动势相同。当感应电动势超过电源电动势，电流方向反转使安培力变为沿斜面向上。最大速度仍对应安培力与重力沿斜面分力平衡，但此时电流表达式中的电动势差需注意方向，由此建立方程求解。
本题是一道综合性很强的电磁感应与动力学结合的综合题。它全面考查学生对闭合电路欧姆定律、安培力计算、左手定则、电磁感应定律以及物体动态平衡等核心知识点的掌握。本题计算量适中，但思维层次丰富，对学生的逻辑推理和物理建模能力提出了较高要求。题目亮点在于第三问，通过改变磁场方向，巧妙地使感应电动势与电源电动势方向关系发生变化，从而引出了电流反向、安培力反向的临界问题，深入考查学生对含源电路及非纯电阻电路电流公式的深刻理解。整个分析过程需要学生清晰地追踪速度变化对感应电动势、电流、安培力的影响，并准确找到最终平衡条件，是一道能有效锻炼学生综合分析能力的好题。