云南昆明市官渡区2025-2026学年高二上学期期末学业质量监测物理试卷（含答案）

这是一份云南昆明市官渡区2025-2026学年高二上学期期末学业质量监测物理试卷（含答案），共11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。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.电磁波在我们的生活中有着广泛的运用，下列关于电磁波的说法正确的是( )
A. 光是一种电磁波，不但具有能量，还能传输信息
B. 麦克斯韦提出了电磁场理论，并通过实验捕捉到了电磁波
C. 电磁波是由恒定不变的电场或恒定不变的磁场产生的
D. 电磁波的传播需要介质，所以电磁波不能在真空中传播
2.图甲为某无线门铃按钮，其原理如图乙所示。其中M为信号发射装置，M中有电流通过时，屋内的门铃会响(M中流过的电流越大，门铃就越响)。磁铁固定在按钮内侧，按下门铃按钮，磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮，磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是( )
A. 按住按钮不动，门铃会一直响
B. 松开按钮的过程，门铃不会响
C. 按下按钮的快慢不同，门铃的响度不同
D. 按下和松开按钮过程，通过M的电流方向相同
3.某物理兴趣小组利用手机中的App测量官渡区某地的地磁场。如图甲所示，将手机水平放置且屏幕向上，屏幕所在平面为xOy平面，z轴与手机屏幕垂直。测得x、y、z三个方向上的磁感应强度如图乙所示，忽略地磁偏角的影响，则下列说法正确的是( )
A. 此地的磁感应强度大小约为0
B. y轴读数为零，说明y轴沿南北方向放置
C. 用充电宝给手机充电时测量，不会影响测量结果
D. z轴读数为负，说明该地地磁场有竖直向下的分量
4.裸臀鱼是生活在尼日尔河的一种鱼类，它能在其周围产生电场用于探测周围环境。如图所示为裸臀鱼周围的电场线分布示意图(可等效为等量异种电荷的电场)，A、B是裸臀鱼的头部和尾部连线上的点，O为连线的中点，Q、S为连线中垂线上的点，下列说法正确的是( )
A. M、N、P三点中，P点的电场强度最强
B. Q点的电势比S点的电势高
C. 带负电的粒子不可能只在电场力作用下从N点虚线运动到M点
D. 若将一个带负电的粒子分别放在N点和P点，在P点时粒子的电势能更大
5.如图所示，边长L=0.2m的正方形金属线框abcd下方存在一个宽度也为L的匀强磁场区域，磁场边界水平，磁场方向垂直纸面向里。初始时，线框ab边距磁场上边界高度为h。将线框由静止释放，线框ab边进入磁场后立即开始做匀速运动。已知线框的质量为m=0.1kg，电阻为R=0.2Ω，磁感应强度大小B=1T，重力加速度大小g取10m/s2，线框下落过程中ab边始终与磁场边界平行，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 线框ab边刚进入磁场时，线框中的电流方向为adcba
B. 线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为0.4J
C. 线框ab边进入磁场时的速度大小为2m/s
D. 线框进入磁场的过程中，通过线框横截面的电荷量为0.1C
6.随着应用场景的不断增多，智能手机已成为我们日常生活中不可或缺的工具。某品牌智能手机的电池容量为6000mA·h，手机正常使用时的工作电压为3.7V，工作电流为300mA。使用时为了保护电池，当电池剩余容量为总容量的5%时，手机会显示电量为0%，并强制关机。已知该手机适配的充电器输出电流为5A。下列说法正确的是( )
A. mA·h是能量单位
B. 该手机充满电时电池储存的电能为22.2W·h
C. 该手机满电可正常使用20小时
D. 理想状态下，该手机从显示电量0%到充满电需要1.2小时
7.如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a，磁感应强度的大小为B。一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框CDEF从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。规定逆时针为线框中电流的正方向。则线框中的电流i，E、F两端的电势差UEF随x的变化图像正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.某物理兴趣小组利用电容器知识，设计了一个电容式控制装置，用于自动关闭输液阀门。原理如图所示，电容器两极板紧贴塑料输液管壁，初始时管内充满非导电液体。液体输送完毕后，管内介质由非导电液体变为空气，介电常数减小，电容器的电容值改变，触发控制电路自动关闭输液阀门。以下说法正确的是( )
A. 液体输送完前后，电容器两端电压不变
B. 液体输送完毕后，电容器所带电荷量增加
C. 稳定输送液体时，电阻R中有从a流向b的电流
D. 液体要输送完时，管内液面下降，电阻R中有从b流向a的电流
9.重离子治疗仪利用质子或重离子形成的粒子射线进行疾病治疗。其系统设备由离子源、回旋加速器和偏转系统组成。其中回旋加速器的原理如图所示。现用回旋加速器分别加速静止的氘核 12H和氦核 24He，不计电场中的加速时间，下列说法中正确的是( )
A. 由图可知磁场垂直纸面向外B. 两种粒子被加速的最大速率相同
C. 氘核 12H在加速器中被加速的次数更多D. 两种粒子加速时所用交流电源的周期相同
10.在竖直面内存在一方向未知、范围足够大的匀强电场，以竖直向上为y轴正方向，水平向右为x轴正方向建立平面直角坐标系。电场中水平方向和竖直方向上的电势变化如图所示。现有一质量m=0.06kg，电荷量q=+2×10−3C的带电小球从坐标原点O由静止释放(重力加速度g取10m/s2)，下列说法正确的是( )
A. 释放后小球将做匀变速直线运动 B. 坐标(3cm,3cm)的电势为−18V
C. 小球位移为10cm时，电场力做功为0.08J D. 小球运动过程中动能和电势能之和减小
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学用多用电表的欧姆挡测未知电阻，操作步骤如下：
①测量电阻并读出读数
②将多用电表选择开关置于欧姆挡的合适挡位
③将红、黑表笔短接
④将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡
⑤调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆
(1)该操作的正确顺序为
A.①②③④⑤ B.②③⑤①④ C.②①③⑤④ D.②⑤①③④
(2)该同学采用欧姆挡“×10”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏转角度过小，此时应选 (选填“×1”或“×100”)挡，重新欧姆调零后进行测量，按照正确的操作后，指针位置如图所示，该电阻的阻值为 Ω。
12.某物理兴趣小组用铜片和锌片间隔一定距离插入柠檬中做了一个水果电池，通过查阅资料得知该类型水果电池的电动势大约为0.8V∼1.2V，内阻大约为800Ω∼1500Ω。为了进一步测量水果电池的电动势和内阻，他们将3个类似的水果电池串联成一个电池组，在实验室找了如下器材进行实验：
电压表V(量程0∼3V，内阻约为3kΩ)
电流表A1(量程0∼1mA，内阻约为5Ω)
电流表A2(量程0∼10mA，内阻约为1Ω)
滑动变阻器R1(最大阻值20Ω)
滑动变阻器R2(最大阻值5kΩ)
电键、导线若干
(1)实验时，电流表应选 (选填“A1”或“A2”)，滑动变阻器应选 (选填“R1”或“R2”)。
(2)为了减小误差，他们应选择如图 (选填“甲”或“乙”)所示的电路进行实验。
(3)按所选电路进行实验，得到多组电流表的示数I和对应的电压表示数U，以U为纵坐标，I为横坐标将得到的数据进行描点，连线后得到一条倾斜直线，如图丙所示，由图像得出电池组的电动势E= V，内阻r= kΩ。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示，金属棒MN的长度L=0.2m，两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小B=0.5T。金属棒中通以沿棒方向，大小I=1A的电流。平衡时两悬线向右偏离竖直方向的夹角均为θ=45°，重力加速度g取10m/s2。
(1)求金属棒的质量m；
(2)如果将匀强磁场的方向变为沿绳向上，要使金属棒依然在原位置处于平衡状态，求匀强磁场磁感应强度的大小。
14.如图所示，宽度L=1m、足够长的平行金属导轨固定在水平面上，质量m=0.1kg的金属杆P垂直导轨放置，通过绝缘细绳和定滑轮连接一个质量也为m的物块Q。垂直导轨平面存在一方向竖直向下，大小B=0.5T的匀强磁场。某时刻由静止开始释放金属杆P，运动过程中金属杆P始终与导轨垂直，绝缘细绳始终水平。已知连接在导轨两端的电阻R=3.0Ω，金属杆接入电路部分的电阻r=1.0Ω，其余部分电阻不计，导轨与金属杆间的动摩擦因数µ=0.5，其余摩擦不计，重力加速度g取10m/s2。求：
(1)金属杆P最终的速度大小vm；
(2)当金属杆P的位移x=8m时，求通过电阻R的电荷量q；
(3)当金属杆P的速度v=4m/s时，求金属杆P的加速度a。
15.某粒子分析器的工作原理如图所示，粒子源产生质量为m、电荷量为q，初速度为零的正粒子(不计重力)，经加速器加速后以速度v0进入速度选择器，并沿直线通过速度选择器后垂直于MN从MN的中点进入磁分析器，然后从出口端PQ(含P、Q两点)间的某点飞出进入足够大的匀强电场偏转区，最终打在与PQ距离为2L的xOy平面上。已知磁分析器的截面是内外半径分别为L和3L的四分之一圆环，其圆心为O′，内部分布有垂直纸面向里的匀强磁场；PQ的中点K与O点的连线垂直于xOy平面；速度选择器中的磁感应强度大小为B0=mv02qL，方向垂直纸面向里，速度选择器和偏转系统中的电场强度大小相同，方向分别为水平向右和垂直纸面向外。求：
(1)速度选择器中的电场强度E的大小；
(2)要保证粒子能顺利通过磁分析器，磁感应强度B的取值范围；
(3)当磁分析器中的磁感应强度大小B=B0时，粒子落在xOy平面上时距O点的距离。
参考答案
1.A
2.C
3.D
4.C
5.B
6.B
7.C
8.AD
9.BD
10.ABC
11.B
×100
800

12.A1
R2
乙
3.0
3.0

13.(1)对金属棒受力分析，如图
受到的安培力 F安=mg
又 F=BIL
可得 m=BILg=0.01kg
(2)如果将匀强磁场的方向变为沿绳向上，对金属棒受力分析，安培力与绳子拉力垂直。设磁感应强度大小为 B0 ，有 sin45 ∘=B0ILmg
可得 B0=mgsin45 ∘IL= 24T

14.(1)金属杆P运动时切割磁感线会产生感应电动势，设速度为v，则有 E=BLv
回路中的电流为 I=ER+r=BLvR+r
受到的安培力为 F=BIL=B2L2vR+r
对金属杆P和物块Q受力分析，有 mg−F−μmg=2ma
当加速度为0时，速度最大，代入数据可得最大速度为 vm=8m/s
(2)通过金属杆P的电荷量大小为 q=It=BLvR+rt
其中 vt=x=8m
所以 q=1C
(3)根据第2小问列出的P与Q的牛二定律公式 mg−B2L2vR+r−μmg=2ma
代入 v=4m/s
可解得 a=1.25m/s2 ，方向水平向右。

15.(1)粒子通过速度选择器时，洛伦兹力和电场力平衡，则有 Eq=qv0B0
解得 E=mv022qL
(2)当粒子从P点飞出时，设粒子在磁分析器中的运动半径为 r1 ，根据几何关系则有 L2+(2L−r1)2=r12
根据牛顿第二定律则有 qv0B1=mv02r1
解得 B1=4mv05qL
当粒子从Q点飞出时，设粒子在磁分析器中的运动半径为 r2 ，根据几何关系则有 (3L)2+(r2−2L)2=r22
结合牛顿第二定律可得 qv0B2=mv02r2
解得 B2=4mv013qL
磁感应强度B的取值范围是 4mv013qL≤B≤4mv05qL
(3)当 B=B0 时，根据牛顿第二定律可得 qv0B0=mv02r3
解得 r3=2L
所以，粒子从K点垂直PQ射入电场偏转区，则在电场中运动的时间为 t=2Lv0
粒子在电场力的作用下沿x方向的分运动为匀加速直线运动，则 {Eq=max=12at2
结合 E=mv022qL
解得x=L
即粒子落在xOy平面上时距O点的距离为 L 。