甘肃省兰州市八校2025-2026学年高二下学期期中物理试卷A（含解析）

这是一份甘肃省兰州市八校2025-2026学年高二下学期期中物理试卷A（含解析），共19页。
1．本试卷满分100分，考试时间75分钟；
2．请将答案正确填写在答题卡上对应的区域。
一、选择题（本大题共10小题，共43分。1-7小题只有一个选项符合题意，每小题选对得4分，错选或不答得0分；8-10小题有多个选项符合题意，每小题全部选对得5分，选对但不全得3分，有错选或不答得0分。）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 如果一个系统的合外力为零，则系统的机械能一定守恒
B. 如果一个系统的动量守恒，则系统的机械能不一定守恒
C. 一对作用力与反作用力总是一个做正功，一个做负功
D. 如果一个系统的合外力做功为零，则系统的动量一定守恒
【答案】B
【解析】
【详解】A．如果一个系统所受合外力做功为零，系统机械能不一定守恒，如在竖直方向做匀速直线运动的系统所受合外力为零，合外力做功为零，由于系统在竖直方向做匀速直线运动，系统动能不变而重力势能不断变化，系统机械能不守恒，故A错误；
B．如果一个系统的动量守恒，系统合外力为零，根据A选项分析可知，则系统的机械能不一定守恒，故B正确；
C．作用力与反作用力做功，没有直接关系，比如冰面上两个孩子互推，作用力与反作用力对孩子都做正功，故C错误；
D．如果一个系统的合外力做功为零，合外力不一定为零，如匀速圆周运动，则系统的动量不一定守恒，故D错误。
故选B。
2. 如图所示，一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁铁沿圆环的中心轴线竖直向上运动，使圆环内产生了感应电流。下列说法正确的是（ ）
A. 穿过圆环的磁通量变大
B. 感应电流沿逆时针（俯视）方向
C. 圆环有收缩的趋势
D. 圆环对桌面的压力变大
【答案】B
【解析】
【详解】A．条形磁铁沿圆环的中心轴线竖直向上运动，则穿过圆环的磁通量变小，选项A错误；
B．穿过线圈的磁通量向上减小，根据楞次定律可知，感应电流沿逆时针（俯视）方向，选项B正确；
C．根据楞次定律“增缩减扩”可知，圆环有扩大的趋势，选项C错误；
D．根据楞次定律“来拒去留”可知，磁铁对圆环的作用力向上，则圆环对桌面的压力变小，选项D错误。
故选B。
3. 以下四幅图片：图甲中闭合线圈平面垂直于磁场，线圈在磁场中旋转；图乙是真空冶炼炉；图丙是在匀强磁场内运动的闭合线框；图丁是匀速转动的法拉第圆盘发电机。下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中，线圈在磁场中旋转会产生感应电流
B. 图乙中，真空冶炼炉是利用交流电直接来熔化金属的装置
C. 图丙中，线框bc两点电势差等于ac两点电势差
D. 图丁中，法拉第圆盘发电机产生的是交变电流
【答案】C
【解析】
【详解】A．图甲中，线圈旋转时通过线圈的磁通量是不变的，不会产生感应电流，故A错误；
B．图乙中，冶炼炉在交流电的作用下产生涡流效应来发热，从而熔化金属，故B错误；
C．图丙中，通过旋转切割磁感线使导线两端产生电势差，由于回路中的磁通量一直为0，不会产生感应电流。其中ac边转动切割磁感线的有效长度与bc边长度相同，故产生的电势差也相同，故C正确；
D．图丁中，法拉第圆盘切割磁感线产生的感应电动势大小为
电动势大小恒定，不是交变电流，故D错误。
故选C。
4. 如图所示，是自感系数很大的线圈，自身电阻可忽略不计。A和B是两个相同的小灯泡。则（ ）
A. S闭合瞬间，通过B的电流为零
B. S闭合后的一段时间，A、B的电流均增大
C. S闭合稳定后再断开，A会闪亮一下再熄灭
D. S闭合稳定后再断开，线圈中磁场能转化为电能
【答案】D
【解析】
【详解】A．S闭合瞬间，由于线圈L的自感作用，会产生很大的自感电动势来阻碍电流的增加，此时电流会流过灯泡A和B，因此通过B的电流不为零，故A错误；
B．是自感系数很大的线圈，自身电阻可忽略不计，S闭合后的一段时间，B被短路，电流为0，A的电流增大，故B错误；
C．当S断开时，电源断开，灯泡A立即熄灭。线圈L与灯泡B组成一个新的闭合回路，由于自感作用，线圈L会产生自感电动势，维持一个短暂的电流流过灯泡B，使灯泡B闪亮一下再熄灭。灯泡A不在这个回路中，所以不会闪亮，故C错误；
D．S闭合稳定后，线圈中有电流通过，储存了磁场能。当S断开后，线圈L与灯泡B组成回路，线圈中储存的磁场能转化为电能，以电流的形式释放出来，供给灯泡B发光，故D正确。
故选D。
5. 如图所示,某小型发电站发电机输出的交变电压为500V,输出的电功率为50kW,用电阻为3Ω的输电线向远处输电,要求输电线上损失的功率为输电功率的0.6% ,则发电站要安装一升压变压器,到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)．对整个输电过程,下列说法正确的是( )
A. 升压变压器的匝数比为1:100
B. 输电线上的电流为100A
C. 输电线上损失的功率为300W
D. 降压变压器的输入电压为4700V
【答案】C
【解析】
【详解】ABC、输电线上的损失功率为，由可得：输电线上电流I＝10 A，升压变压器副线圈电压为，升压变压器的匝数比为，故AB错误，C正确；
D、输电线损失电压为，降压变压器的输入电压为，故D错误．
6. 如图甲所示电路中，变压器为理想变压器，电压表与电流表均为理想电表，为定值电阻，R为滑动变阻器，交流电源接入如图乙所示的交流电。则（ ）
A. 交流电源电压有效值为B. 电阻R上的电流方向每秒钟改变50次
C. 滑动变阻器的滑片向下移动，电压表的示数增大D. 滑动变阻器的滑片向下移动，电流表的示数增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．由乙图可知，交流电源电压的最大值为
故交流电源电压的有效值为，故A错误；
B．由乙图可知，交流电源的周期，在一个周期内，电流方向改变2次，因此每秒电流方向改变的次数为次
变压器不会改变交流电的周期和频率，所以电阻R上的电流方向每秒钟也改变100次，故B错误；
C．根据
因原线圈的电压一直保持不变，可知副线圈的电压也保持不变，与滑动变阻器的滑片向下移动无关，故C错误；
D．滑动变阻器的滑片向下移动，的有效阻值减小，故并联电路的总电阻减小，根据
可知副线圈中的电流增大，即电流表的示数增大，故D正确。
故选D。
7. 一个质量为60kg的蹦床运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，假设网对运动员的作用力与时间的关系如图所示，重力加速度取g=10m/s²，不计空气阻力，则（ ）
A. 运动员与球网作用过程中重力的冲量为零
B. 运动员反弹的高度为3.2m
C. 球网对运动员的作用力冲量大小为1560N·s
D. 与球网作用过程中运动员动量变化量大小为120kg·m/s
【答案】C
【解析】
【详解】A．运动员与球网作用时间不为零，则重力的冲量为
所以重力的冲量不为零，故A错误；
C．图像围成的面积表示F的冲量，球网对运动员的作用力冲量大小为
故C正确；
B．运动员下落过程由可得落到蹦床的速度
方向向下，分析运动员与球网作用过程，以竖直向上为正方向，根据动量定理
解得运动员离开蹦床时的速度为
则反弹的高度为
故B错误；
D．与球网作用过程中运动员动量变化量大小为
故D错误。
故选C。
8. 如图，小车在地面上静止，车与地面间摩擦忽略不计，A、B两人站在车的两头。两人同时开始相向行走，发现小车向左运动，小车运动的原因可能是（ ）

A. A、B质量相等，但A的速率比B大B. A、B质量相等，但A的速率比B小
C. A、B速率相等，但A的质量比B大D. A、B速率相等，但A的质量比B小
【答案】AC
【解析】
【详解】A、B两人与车组成的系统动量守恒，开始时系统动量为零；两人相向运动时，车向左运动，车的动量向左，由于系统总动量为零，由动量守恒定律可知，A、B两人的动量之和向右，A的动量大于B的动量；
AB．如果A、B两人的质量相等，则A的速率大于B的速率，故A正确，B错误；
CD．如果A、B速率相等，则A的质量大于B的质量，故C正确，D错误。
故选AC。
9. 一个电阻为R的单匝闭合矩形线框，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量与时间t的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. t=0时刻，线框平面与磁感线垂直
B. 时刻，线框中的电流为零
C. 转一个周期线框的感应电动势有效值为
D. 从t=0时刻转过60°的过程中，通过线框某截面的电荷量为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．由图可知t=0时刻，磁通量为零，说明线框平面与磁感线平行，故A错误；
B．由图可知时刻，磁通量为零，但是磁通量的变化率最大，所以该时刻的电动势最大，线框中的电流最大，故B错误；
C．线框感应电动势的最大值为
所以有效值为
故C正确；
D．通过线框某截面的电荷量为
故D正确。
故选CD。
10. 如图所示为质谱仪原理示意图，质量为、电荷量为（）的带电粒子甲从小孔“飘入”加速电场（初速度为零），经加速电压恒定的加速电场加速后以一定的速度从小孔进入速度选择器并恰好沿直线通过，粒子从小孔进入磁分析器后做匀速圆周运动打在照相底片上，粒子打在照相底片上的位置与点距离为，速度选择器两板间的电压为，不计粒子的重力。若将粒子甲换成质量为（为大于零的常量）、电荷量为的粒子乙，仅将速度选择器两板的电压改为后，粒子乙也能打到照相底片上，这时粒子打在照相底片上的位置与的距离为，下列关系式正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】设加速电压为，速度选择器两板间距为，则
在速度选择器中
在磁分析器中
解得，
换粒子后，，
故选AD。
二、实验题（共15分）
11. 某兴趣小组在探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素
（1）图a中，将条形磁铁从图示位置先向上后向下移动一小段距离，出现的现象是______________。
A．灯泡A、B均不发光 B．灯泡A、B交替短暂发光
C．灯泡A短暂发光、灯泡B不发光 D．灯泡A不发光、灯泡B短暂发光
（2）通过实验得知：当电流从图b中电流计的正接线柱流入时指针向右偏转；则当磁体______________（选填“向上”或“向下”）运动时，电流计指针向右偏转。
（3）为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图c的电路。
（4）若图c电路连接正确，在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最______________（选填“左”或“右”）端。
（5）若图c电路连接正确，开关闭合瞬间，指针向左偏转，则将铁芯从线圈P中快速抽出时，观察到电流计指针______________。
A．不偏转 B．向左偏转 C．向右偏转
【答案】 ①. B ②. 向上 ③. 左 ④. C
【解析】
【详解】（1）[1]条形磁铁向上移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线减少，向下移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线增加，移动方向不同，产生的感应电流方向不同，根据二极管具有单向导电性可知灯泡A、B交替短暂发光。
故选B。
（2）[2]当磁体向上运动时，穿过螺旋管的磁通量为竖直向下的减少，根据楞次定律，可知线圈中的感应电流产生的磁场竖直向下，根据右手螺旋定则可知电流从正接线柱流入，指针向右偏；故磁体向上运动。
（4）[3]闭合开关瞬间，电路中电流增多，电磁铁的磁性增强，穿过螺线管的磁感线增多，会产生感应电流，为了防止产生的感应电流过大烧坏电流表，闭合开关前需要将滑动变阻器的滑片移到最左端。
（5）[4]开关闭合瞬间，穿过螺线管的磁通量增多，根据题意可知指针向左偏转，所以将铁芯从线圈P中快速抽出时，穿过螺线管的磁通量减少，观察到电流计指针向右偏转。
故选C。
12. 某物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置。在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门，其右侧摩擦很小，可忽略不计，左侧为粗糙水平面。当地重力加速度大小为g。采用的实验步骤如下：
A．在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；
B．用天平分别测出小滑块a（含挡光片）和小球b的质量
C．在a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻短弹簧（与a、b不连接），静止放置在平台上：
D．细线烧断后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动；
E．记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t；
F．小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离s；
G．改变弹簧压缩量，进行多次测量。
（1）用游标卡尺测量挡光片的宽度，如图乙所示，则挡光片的宽度为______mm。
（2）针对该实验装置和实验结果，a经过光电门的速度大小为______；b离开平台水平速度=______。
（3）该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证a、b两物体弹开后的动量大小相等，即______（用上述实验所涉及物理量的字母表示）；若该实验的目的是求弹簧的最大弹性势能，则弹簧的弹性势能为______（用上述实验所涉及物理量的字母表示）。
【答案】 ①. 3.80mm ②. ③. ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]挡光片的宽度
（2）[2]很短时间内的平均速度近似等于瞬时速度，a经过光电门的速度大小为
[3]b球离开平台后做平抛运动，根据
解得
（3）[4]验证动量守恒，应该验证
因此动量守恒定律的表达式为
[5]弹性势能大小为
代入数据整理得
三、解答题（本题3小题，共42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）
13. 如图所示，一个质量为、电荷量为的带正电荷的粒子，从轴上的点以速度沿与轴成角的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直轴射出第一象限。已知，不计该粒子重力。求
（1）带电粒子在磁场中运动的半径；
（2）匀强磁场的磁感应强度的大小；
（3）带电粒子穿过第一象限所用的时间。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
由几何关系得
解得
【小问2详解】
由洛伦兹力提供向心力得
解得
【小问3详解】
由几何关系可知，圆弧轨迹对应的圆心角
粒子通过第一象限所用时间
其中
解得
14. 如图，、两条平行的光滑金属轨道与水平面成，轨道距离为0.5m。空间存在一垂直于轨道平面向上匀强磁场，磁感应强度大小为。P、M间连接一阻值为的电阻。质量为的金属杆水平放置在轨道上，其接入电路的电阻为。现从静止释放金属杆沿轨道下滑距离L为时，已经匀速。若轨道足够长且电阻不计，重力加速度取。求：
（1）此时金属杆的速度大小；
（2）此过程通过电阻的电量；
（3）此过程中电阻产生的电热。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
设匀速时速度为，对金属杆由法拉第电磁感应定律
闭合回路欧姆定律
由安培力公式
对金属杆受力分析，受重力、支持力和沿斜面向上的安培力，由匀速状态列平衡方程
联立上式代入数据得
【小问2详解】
由电流定义式

由法拉第电磁感应定律

闭合回路欧姆定律
联立两式可得
【小问3详解】
对金属杆从静止到匀速的过程，由功能关系

代入数据解得
由焦耳定律
则
15. 如图所示，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面的夹角，金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源，电阻。现把一个质量的导体棒MN垂直金属导轨放置，磁感应强度大小的匀强磁场方向垂直导轨平面向上，导体棒恰好静止。取，，重力加速度大小，导体棒与金属导轨电阻不计，导体棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
（1）判断导体棒受到安培力的方向并计算导体棒受到安培力的大小；
（2）判断导体棒受到摩擦力的方向并计算导体棒与导轨间的动摩擦因数；（结果用分式表示）
（3）若磁感应强度的方向不变而大小可以变化，要使导体棒能静止，求磁感应强度大小B的取值范围。
【答案】（1）安培力的方向沿导轨平面向上，大小为0.28N
（2）摩擦力的方向沿导轨平面向上，动摩擦因数为
（3）
【解析】
【小问1详解】
由电路连接情况可知，通过导体棒的电流方向从N到M，根据左手定则可知，导体棒受到的安培力沿斜面向上，由闭合电路的欧姆定律可知，通过导体棒的电流大小为
则导体棒受到安培力的大小为
【小问2详解】
导体棒的重力沿金属导轨向下的分力为
则导体棒受到金属导轨向上的摩擦力，根据平衡条件可得
解得
又因为，
解得导体棒与导轨间的动摩擦因数
【小问3详解】
若摩擦力沿导轨平面向下，且摩擦力最大则有
解得
因此要使导体棒能静止，磁感应强度大小B的取值范围