【物理】湖北黄石市2025-2026学年高二上学期期末试卷（学生版+解析版）

这是一份【物理】湖北黄石市2025-2026学年高二上学期期末试卷（学生版+解析版），共22页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答等内容，欢迎下载使用。
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
一、选择题（本题共10小题，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，每小题4分；8~10题有多项符合题目要求，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. 两根长直导线水平平行放置，通以相同的电流，方向如图。P点到两导线的连线相互垂直且等长，两电流在P点的合磁场方向为（ ）
A. 水平向左B. 水平向右
C. 竖直向上D. 竖直向下
【答案】A
【解析】两导线在P点形成的磁场方向如图所示
因P点到两导线的连线相互垂直且等长，故合磁场水平向左。故选A。
2. 如图所示，质量为m的人站立于质量为M的平板车上，人与车以大小为的速度在光滑水平面上向东运动．某时刻人相对平板车以大小为的速度竖直跳起，人跳起后车的速度大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】人和车在水平方向上动量守恒，当人竖直跳起时，取向东为正方向，根据水平动量守恒得：(m+M)v0=(m+M)v，得人跳起后车的速度大小为：v=v0．方向向东，故A正确，B、C、D错误；故选B.
【点睛】本题应用动量守恒定律要注意方向性，本题中人竖直跳起，影响的是在竖直方向的动量，在水平动量不变．
3. 关于动量和冲量，下列说法正确的是（ ）
A. 做匀速圆周运动的质点，其动量不随时间发生变化
B. 做匀速圆周运动的质点，在相等的时间内受到的冲量都相同
C. 在沙坑跳远比在水泥地上安全，是由于人受到的冲量比在水泥地上小
D. 在沙坑跳远比在水泥地上安全，是由于增长了缓冲时间，减少了冲力
【答案】D
【解析】A．做匀速圆周运动的质点，速度大小不变但方向时刻变化，动量是矢量，故动量随时间变化。A错误。
B．做匀速圆周运动的质点，所受向心力方向始终指向圆心，在相等时间内，力的方向变化导致冲量方向不同；同时动量变化量（）的大小和方向也随时间段不同而变化（如半周期内动量方向反转）。因此冲量并非都相同，B错误。
C．人从相同高度跳下落地时，初末速度相同，动量变化相同，故冲量大小相等，与地面材质无关。沙坑安全的原因是缓冲时间增长，而非冲量减小。C错误。
D．沙坑延长了缓冲时间，由 且不变，可知平均冲力减小，从而降低受伤风险。D正确。
故选D。
4. 下列说法正确的是（ ）
A. 有感应电动势就一定有感应电流
B. 带电粒子在磁场中运动一定受到洛伦兹力作用
C. 感应电流的磁场方向总是和引起感应电流的磁场方向相反
D. 磁体穿过固定的闭合导体环时，导体环有跟随磁体运动的趋势
【答案】D
【解析】A．感应电动势的产生仅需磁通量变化，但感应电流需要闭合回路；若回路不闭合（如开路线圈），有感应电动势但无感应电流，故A错误。
B．洛伦兹力公式为 ，当带电粒子速度方向与磁场方向平行时（即）洛伦兹力为零，故B错误。
C．感应电流的磁场方向总是阻碍引起感应电流的磁通量变化：当磁通量增加时，感应电流磁场与原磁场方向相反；当磁通量减少时，感应电流磁场与原磁场方向相同，故不总是相反，C错误。
D．当磁体穿过闭合导体环时，根据楞次定律，导体环会产生感应电流以阻碍相对运动；磁体靠近时受排斥力、远离时受吸引力，环有跟随磁体运动的趋势，以阻碍磁通量的变化，故D正确。
故选D。
5. 下列关于四幅图的说法正确的是（ ）
A. 图甲中的电磁炉用来加热食物，可以用陶瓷材质的锅炒菜
B. 图乙中的导线南北方向摆放，通电后下方小磁针的N极向西偏转
C. 图丙是磁电式电流表内部结构示意图，线圈要绕在塑料框做成的骨架上
D. 图丁为回旋加速器示意图，增大电源电压，能增大粒子获得的最大速度
【答案】B
【解析】A．电磁炉利用涡流加热，需要锅具是铁磁性材料（如铁锅、不锈钢锅），陶瓷锅不能产生涡流，无法加热，A错误；
B．根据安培定则，若图乙中的导线沿南北方向摆放，则通电后下方小磁针的N极将向西偏转，B正确；
C．磁电式电流表的线圈绕在铝框上，利用铝框的电磁阻尼使指针快速稳定，而非塑料框，C错误；
D．回旋加速器中，粒子最大速度，与电源电压无关，仅由磁感应强度、粒子比荷和D形盒半径决定，因此增大电源电压不能增大最大速度，D错误。
故选B。
6. 如图所示，光滑水平面上，质量为m、速度为v的A球跟质量为2m的静止的B球发生正碰，碰撞可能是弹性也可能是非弹性，则碰撞后B球的速度可能是（ ）
A. 0.3vB. 0.5vC. 0.7vD. 0.8v
【答案】B
【解析】若发生弹性碰撞，此时B球获得速度最大，则有，
解得
若发生完全非弹性碰撞，此时B球获得速度最小，则有
解得，可知
只有第二个选择项满足要求。
故选B。
7. 磁流体发电机工作原理如图所示，电极、间距为、正对面积为，分别与阻值为的负载电阻相连，、之间存在匀强磁场。一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度向右喷入、之间，因磁场作用偏转到电极上，使、之间产生电势差。已知、间等离子体的等效电阻为，通过负载电阻的电流方向由1指向2，其两端的电压为，则匀强磁场的磁感应强度的大小和方向是（ ）
A. ，垂直纸面向外B. ，垂直纸面向里
C. ，垂直纸面向外D. ，垂直纸面向里
【答案】A
【解析】通过负载电阻R电流方向由1指向2，则电极a为电源正极，说明等离子体在两极板间运动过程中，正离子向下偏转，根据左手定则可知，磁场方向垂直于纸面向外。
等离子体在两板间的磁场中运动，达到平衡时，其中
电阻R两端电压
可得
故选A。
8-11题有两组题，请根据自己的学习进度选择第一组题或第二组题。学习了“振动与波、光”的同学，做8-1、9-1、10-1、11-1题
8. 有关波和光的特有现象，下列说法正确的是（ ）
A. 光的偏振现象说明光是横波
B. 鸣笛的救护车远离我们时，听到音调变低
C. 主动降噪技术是利用波的衍射起到消音的作用
D. “闻其声而不见其人”是因为声波的干涉效果比光波明显得多
【答案】AB
【解析】A．光的偏振现象是横波特有的性质，因为横波的振动方向与传播方向垂直，可以发生偏振，而纵波不能。光能发生偏振，说明光是横波。故A正确。
B．根据多普勒效应，当声源（如鸣笛的救护车）远离静止观察者时，观察者接收到的声波频率降低，导致音调变低。故B正确。
C．主动降噪技术是利用声波的干涉原理，通过产生与噪声相位相反的声波来抵消噪声（干涉相消），而不是利用波的衍射（波绕过障碍物的现象）。故C错误。
D．“闻其声而不见其人”是因为声波的波长较长，衍射现象明显，能绕过障碍物传播，而光波的波长较短，衍射不明显；这与干涉（波的叠加效果）无关。故D错误。
故选AB。
9. 如图甲所示，一束单色光从真空沿玻璃半圆柱体的径向射入到达底面AB，光线与过O点的法线成角。CD为足够大可旋转的弧形光学传感器，可以测量照射到它表面的光照强度。改变角，CD上的光照强度随角变化的情况如图乙所示。已知，以下说法正确的是（ ）
A. 时，光全部从AB界面透射出去
B. 若将传感器CD旋转到AB底面的下方，当时接收的光强为0
C. 半圆柱体对该单色光的折射率为
D. 反射光线和折射光线的最小夹角趋近37°
【答案】BD
【解析】A．时，有一部分光线从AB界面反射回玻璃中，不是全部透射出去，A错误；
B．当时，发生了全反射。没有光线透射出去，所以将传感器CD旋转到AB底面的下方，接收的光强为0，B正确；
C．由题图可知，玻璃的临界角为，根据，C错误；
D．当入射角时，反射角、折射角都是，反射光线和折射光线的夹角为
随着入射角的增大，反射角、折射角都在增大，反射光线和折射光线的夹角开始减小，当入射角非常接近于时，反射光线和折射光线的夹角接近于37°，D正确。故选BD。
10. 如图甲所示，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在x轴上有P、Q两点，，，波源在P点左侧某位置（坐标未知）。从某时刻开始计时，平衡位置在P、Q处的质点的振动情况分别如图乙、丙所示。已知，由此可知（ ）
A. 波源的起振方向沿y轴正方向
B. 该简谐横波的波长为14m
C. 该简谐横波的传播速度为1.75m/s
D. 时，P、Q间有2个波峰
【答案】BC
【解析】A．由图丙可知，Q处质点的起振方向沿y轴负方向，可知波源的起振方向沿y轴负方向，故A错误；
B．由甲可知PQ=32m-0.5m=31.5m
乙、丙图可知，在t=4s时P在波谷位置，Q从平衡位置开始向下振动，可得
（n=0，1，2，3，⋯）
代入数据解得（n=0，1，2，3，⋯），由于12m＜λ＜18m.所以n取2，整理得λ=14m，故B正确；
C．由图乙可知，该简谐横波的周期T=8s，则该简谐横波的传播速度，故C正确；
D．因时，波向前传播，因，可知P、Q间有3个波峰，D错误。
故选BC。
学习“交流电、传感器”的同学，做8-2、9-2、10-2、11-2题
11. 矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示，取3.14。下列结论正确的是（ ）
A. 时，线圈平面垂直于磁场
B. 时，电流改变方向
C. 时，电动势达到最大值157V
D. 产生的交流电电动势有效值为157V
【答案】AB
【解析】A．在时，穿过线圈的磁通量最大，线圈位于中性面位置，线圈平面垂直于磁场；线圈经过中性面时，电流方向将发生改变，故AB正确；
C．时，线圈位于中性面位置，磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势为零，故C错误；
D．穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示，可得产生的交流电电动势有效值为，故D错误。
故选AB。
12. 如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的5倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（ ）
A. 原、副线圈砸数之比为5：1
B. 原、副线圈砸数之比为4：1
C. 此时a和b的电功率之比为5：1
D. 此时a和b的电功率之比为1：4
【答案】BD
【解析】AB．设灯泡的额定电压为，根据题意可知，原线圈两端的电压为，副线圈两端的电压为
则原、副线圈砸数之比为
故A错误B，正确；
CD．设流过原线圈的电流为
流过副线圈的电流为
则
根据
可知，此时a和b的电功率之比为
故C错误D正确。
故选BD。
13. 如图所示，两条足够长的平行光滑金属导轨间距为L，与水平面夹角为角，导轨顶端接有电容为C的电容器和电动势为E的电源（内阻为r）。整个装置处于垂直导轨平面的匀强磁场中，开始时开关拨到1，一质量为m、电阻不计的粗细均匀的金属棒ab恰好静止在导轨上。现把开关拨到2，金属棒在下滑过程中始终与导轨垂直且接触良好。若不计导轨电阻，电容器不会被击穿，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 磁场方向垂直于导轨平面向上
B. 磁感应强度大小为
C. 金属棒下滑过程中，做匀加速运动
D. 金属棒下滑过程中，加速度逐渐减小
【答案】BC
【解析】A．开关拨到1时金属棒ab恰好静止在导轨上，故安培力沿斜面向上，根据左手定则可知磁场方向垂直于导轨平面向下，故A错误；
B．安培力与金属棒重力沿斜面下滑的分量相等，满足
解得，故B正确；
CD．开关拨到2金属棒下滑过程中设一段时间内流过杆子的电荷量为，加速度满足
由于流过杆子的电荷量等于电容器积累的电荷量，且杆子的电动势始终与电容器电压相等，满足
代入加速度的表达式，化简得
可知杆子做匀加速运动，故C正确D错误。
故选BC。
二、实验题：本题共2小题，共15分。
学习了“振动与波、光”的同学，做11-1题
14. 利用如图1所示实验装置，测量一个光滑圆弧球面的半径R。一匀质小球在圆弧球面上的运动，可视为简谐运动。
（1）用游标卡尺测量小球的直径，如图2所示，则小球的直径为________cm；
（2）为测量运动周期，在圆弧球面下方安装了压力传感器，将小球从A点由静止释放后，压力传感器的示数变化如图3所示，则小球摆动的周期为________；
（3）光滑圆弧球面的半径R的表达式为=________（用d、、重力加速度g表示）。
【答案】（1）1.150 （2） （3）
【解析】（1）游标尺上主尺的读数为11mm，游标尺上有20小格，分度值为0.05mm。游标尺上的第10格与主尺对齐，读数为
总的读数结果为
（2）小球从A点开始运动，由图可知，回到了A点，完成了一次全振动。
故周期
（3）类比单摆的周期公式，又
解得
学习“交流电、传感器”的同学，做11-2题
15. 自制的简易温控装置的原理电路如图，继电器与热敏电阻、滑动变阻器R串联。当温度升高到设定值时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控。
（1）当温度升高到设定值时衔铁被吸合，是因为热敏电阻的阻值随温度升高而________（填“增大”或“减小”），从而改变电路电流，改变继电器的磁场强弱。
（2）若把继电器电源的正负极调转，对实验________影响（选填“有”或“无”）。
（3）若要调高温控装置的温度，图中滑动变阻器滑片应向______（填“左”或“右”）滑动。
【答案】（1）减小 （2）无 （3）右
【解析】（1）温度升高到设定值时衔铁被吸合，则说明控制电路的电流增大，可知热敏电阻的阻值随温度升高而减小。
（2）若把继电器电源的正负极调转，会改变线圈的电流方向，从而改变电磁铁的极性，但不影响其对衔铁的吸引。
（3）要调高温控装置的温度，则需要在温度更高，热敏电阻的阻值更小时，衔铁才被吸合，故需要调大滑动变阻器，以实现在温度更高时才停止加热，故滑片应向右滑动。
16. 用如图所示的装置探究小球碰撞过程中的动量关系；末端水平的斜槽固定在水平桌面上，斜面体固定在水平地面上，斜槽末端与斜面体顶端等高，进行如下操作（不计空气阻力的影响）：
a.安装好实验装置后，在斜面上铺一张记录纸，先不放靶球2，让入射球1从斜槽上某点由静止滚下落到斜面上。重复多次，记录平均落点P的位置。
b.再将靶球2放在斜槽末端边缘位置，让入射球1再次从斜槽由静止滚下，使它们碰撞，碰后两球均落在斜面上。重复多次，分别记录球1、球2的平均落点位置M、N。
c.测得P、M、N到斜槽末端的距离分别为、、。
（1）为准确反映碰后的速度，小球1、2的直径应满足________，质量应满足________。步骤b中小球1再次释放的高度应________步骤a中释放的高度（均选填“>”“=”或“ = （2）、、 （3）
【解析】（1）[1][2]为准确反映碰后的速度，需要两球对心碰撞，且碰后速度方向均水平向右进行平抛，故小球1、2的直径应相等，且小球1的质量应大于小球2的质量。
[3]步骤b中小球1再次释放的高度应与步骤a中释放的高度相等，以保证小球1每次的速度大小均相同。
（2）小球1的质量大于小球2的质量，故碰撞后2球飞出的速度大于1球的碰前速度，而1球的飞出速度小于碰前速度，因此M点离平抛出射点最近，N点最远，P点位于M、N两点之间。
（3）小球落于斜面上与抛出点的距离为，斜面倾角为，可知平抛飞行时间为，小球的水平位移满足
化简得
可知小球的平抛速度大小与成正比，设小球1碰前、碰后的速度大小分别为、，小球2碰后的速度大小，根据动量守恒定律
可知若满足则系统动量守恒。
三、计算题（本题共3小题，共45分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
17. 如图所示，MN是粒子发射器，能从不同位置沿水平方向发射质量为m、带电量为q（）的粒子（不计重力）；发射器右侧半径为R的圆形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场。一粒子以速度v正对圆心入射，通过磁场区域后速度方向偏转了60°，求：
（1）磁感应强度B的大小，以及该粒子在磁场中的运动时间t；
（2）若要使从不同位置射入磁场的粒子都能到达O点正下方磁场的边界位置P，发射器发射速度应调整为多大？
（3）若发射速度仍为v，欲使粒子通过磁场区域后速度方向偏转的角度最大，则粒子在MN上的发射点在何处？
【答案】（1）， （2） （3）
【解析】（1）画出粒子的运动轨迹
由图可知轨迹半径为
粒子在洛伦兹力作用下做圆周运动有
得
在磁场中的运动时间
（2）若要使从不同位置射入磁场的粒子都能到达O点正下方磁场的边界位置P，则运动半径为
根据
可得
（3）当粒子的入射点和出射点的连线是磁场圆的直径时，粒子速度偏转的角度最大，设该位置距离虚线的距离为d，如图所示，
由图可知
则
18. 如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，导轨间距，电阻可忽略不计。导轨左端连接的电阻，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度。质量1kg的导体棒MN放在导轨上，电阻，长度恰好等于导轨间距，且始终与导轨接触良好。导体棒在平行于导轨的拉力F作用下，沿导轨向右匀速运动，速度。求：
（1）感应电动势E以及MN两点间电势差；
（2）拉力F的功率P；
（3）从某时刻开始计时，2s末撤去拉力。求计时开始后电阻R上产生的焦耳热。
【答案】（1）1.5V，1V （2）1.5W （3）14J
【解析】（1）感应电动势
感应电流大小
MN两点间的电势差
（2）拉力F的功率等于电功率，则
（3）2s内电阻R产生的焦耳热
撤去外力后电阻R上产生的焦耳热
计时开始后电阻R上产生的焦耳热
19. 竖直面内的坐标系如图所示，在区域中有竖直向上的匀强电场，在的区域中有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。在坐标原点O处，质量为m、不带电的金属球b用绝缘细支柱支撑处于静止状态，支柱与b球不粘连、无摩擦。质量也为m、电量为的金属球a，沿x轴正方向以速度匀速运动，与球b发生弹性碰撞。a、b相碰时撤去支柱，b球进入磁场并向y轴负向偏转。已知a、b球大小、材料都相同，且都可视为点电荷，不计两球对电场、磁场的影响及它们之间的库仑力，重力加速度为g。求：
（1）碰撞后，a、b球的速度大小；
（2）a、b碰后，经过多长时间a球的速度大小等于；
（3）a、b碰后，b球经过最低点时的速度大小。
【答案】（1）0， （2） （3）
【解析】（1）a、b发生弹性碰撞，设碰后a的速度为，b的速度为，根据动量及能量守恒可得，
解得，
（2）碰后a、b电量为，碰前a向右匀速运动，电场力和重力平衡，有
碰后a球做匀加速直线运动，有
求得加速度
设a球速度再次变为所经过的时间为，则有
（3）碰撞后b球进入磁场并向y轴负向偏转，对b球有
把b球的速度看成向x轴正向的与向x轴负向的两个速度的合成，设此时有
b球的运动可看成以做匀速直线运动和以做匀速圆周运动的合成，可知小球b经过最低点时，此时小球b的速度为，联立求得