2025-2026学年吉林省长春150中学高二（上）期末物理试卷（含答案）

这是一份2025-2026学年吉林省长春150中学高二（上）期末物理试卷（含答案），共10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.磁力刹车是游乐场中过山车采用的一种新型刹车装置，比靠摩擦力刹车更稳定.如图为该新型装置的原理图(从后面朝前看)，过山车的两侧装有铜片，停车区的轨道两侧装有强力磁铁，当过山车进入停车区时，铜片与磁铁的相互作用能使过山车很快停下来.下列说法正确的是( )
A. 磁力刹车属于电磁驱动现象
B. 磁力刹车的过程中电能转化为动能
C. 磁力刹车过程需要给车通入合适的电流
D. 过山车的速度越大，进入停车区时由电磁作用引起的刹车阻力越大
2.如图所示，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两条实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点，不计重力，下列说法中正确的是( )
A. M、N都带负电荷
B. M在b点的电势能小于它在a点的电势能
C. N在d点的动能等于它在e点的动能
D. N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功
3.如图所示，将阻值为4Ω的定值电阻接到内阻不计的交变电源上，已知电源电动势e=100 2sin100πt(V)，则下列说法中正确的是( )
A. 通过该电阻的电流为25 2A
B. 电路中交变电流的频率为50Hz
C. 电阻消耗的电功率为5kW
D. 用交流电压表测得电阻两端的电压为100 2V
4.质量为m、电荷量为q的微粒以与水平方向成θ角的初速度从O点进入方向如图所示的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场正交组成的复合场区，恰好沿直线运动，A点为轨迹上一点，重力加速度为g，下列说法中正确的是( )
A. 该微粒可能带负电荷
B. 该微粒可以以同样大小的初速度从A运动到O
C. 该微粒的初速度大小为mgBqcsθ
D. 该电场的场强大小为mgqsinθ
5.两个完全相同的竖直弹簧秤，下方悬挂一粗细均匀的水平直导线ab，长度为L，整个装置处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图所示，若在ab中通入由a到b的恒定电流，电流强度为I，稳定后弹簧秤的示数为F1，若将电流反向，电流强度变为I2，稳定后弹簧秤的示数为F2，两次弹簧均处于伸长状态，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是( )
A. F1=F2
B. F1>F2
C. 直导线ab的质量为2F1+4F23g
D. 匀强磁场的磁感应强度B的大小为2(F2−F1)3IL
6.为了打击酒驾醉驾行为，保障交通安全，交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试。图1是某型号酒精测试仪，其工作原理如图2所示，R为气敏电阻，其阻值随酒精气体浓度的增大而减小。电源的电动势为E、内阻为r，电路中的电表均为理想电表，R0为定值电阻且R0=r。酒驾驾驶员对着测试仪吹气过程中，下列说法正确的是( )
A. 饮酒量越多，电源的输出功率一定越小
B. 饮酒量越多，气敏电阻R消耗的功率一定越小
C. 电压表和电流表的示数都变小
D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比不变
7.如图所示，虚线框中存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，正方形金属框MNQP边长为d、总电阻为R，若金属框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的宽度为3d的匀强磁场区域.设当MN
边刚进入磁场时，金属框受到的安培力的大小为F；金属框穿过磁场区域的全过程产生的电能为E电，则( )
A. F=2B2d2vR；E电=2B2d3vRB. F=B2d2vR；E电=2B2d3vR
C. F=B2d2vR；E电=2B2d3v3RD. F=B2d2vR；E电=B2d3vR
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图甲是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中央的两侧.如图乙是喷涂原理示意图，静电喷涂利用了电荷之间的相互作用，下列表述正确的有( )
A. 图甲中，对矿粉分离的过程，带正电的矿粉落在左侧，静电力对矿粉做正功
B. 图甲中，对矿粉分离的过程，带正电的矿粉落在右侧，静电力对矿粉做负功
C. 图乙中，涂料微粒一定带正电，喷嘴与工件之间的电场为匀强电场
D. 图乙中，涂料微粒一定带负电，喷嘴与工件之间的电场为非匀强电场
9.如图甲所示，用绝缘细绳将边长为L、总电阻为R的n匝正方形闭合导线框吊在天花板下，线框上下两边水平，在线框的中间位置以下区域分布有与线框平面垂直的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，则下列说法中正确的是( )
A. 0～2t0时间内，线圈中的电流方向为逆时针
B. 0～3t0时间内，绳子的拉力都小于线框的重力
C. 2t0～3t0时间内，穿过线圈的磁通量变化量大小为B0L22
D. 2t0～3t0时间内，流过线圈某横截面的电荷量为nB0L22R
10.如图甲所示，竖直放置的“”形光滑导轨宽为L，导轨上端连接阻值为R的电阻。导轨间存在两个完全相同的矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ。质量为m的金属杆在重力作用下向下运动，金属杆始终与导轨垂直且接触良好，其速度v随时间t变化图像如图乙所示。t3时刻金属杆恰好进入磁场Ⅱ，图中物理量均为已知量，不计其他电阻。下列说法正确的是( )
A. 金属杆初始位置与磁场Ⅰ上边界距离为v1t12
B. 通过两磁场区域时，流经金属杆的电荷量相等
C. 金属杆在磁场Ⅱ中回路产生的焦耳热比金属杆在磁场Ⅰ中的少
D. 磁场的磁感应强度大小为1L mRt2−t1
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.用如图所示装置探究感应电流产生的条件，线圈A通过滑动变阻器和开关S1连接到电源上，线圈B通过开关S2连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面.若S2处于闭合状态，在S1闭合瞬间，电流表的指针______(填“会偏转”或“不偏转”)；若S1处于闭合状态，在S2闭合瞬间，电流表的指针______(填“会偏转”或“不偏转”)；若两开关均处于闭合状态，电路稳定后移动滑动变阻器的滑片，电流表的指针______(填“会偏转”或“不偏转”)．
12.干电池不仅适用于手电筒、半导体收音机、收录机、照相机、电子钟、玩具等，而且也适用于国防、科研、电信、航海、航空、医学等国民经济中的各个领域。某兴趣小组设计如图甲所示的电路，准备利用下列器材测量干电池的电动势和内电阻。
(1)实验室提供的器材如下：
A.待测干电池(电动势约为1.5V)
B.电流表A1(量程0～0.6A，内阻约0.125Ω)
C.电流表A2(量程0～3A，内阻约0.025Ω)
D.电压表V1(量程0～3V，内阻约3kΩ)
E.电压表V2(量程0～15V，内阻约15kΩ)
F.滑动变阻器(R1)(最大阻值约20Ω)
G.开关(S)，导线若干
实验中电流表应选用______(填“B”或“C”)；电压表应选用______(填“D”或“E”)。
(2)在图乙中将所选器材，用笔画线代替导线进行实物连线。
(3)闭合开关后，多次移动滑动变阻器的滑片，测得多组电压表和电流表的示数U和I，在坐标纸上以U为纵轴、I为横轴，选择适当的标度建立坐标，并画出U−I图线。作出的图像与纵轴的截距为d，横轴的截距为s。由此求出电池的电动势为E= ______，电池的内阻为r= ______。(结果用字母表示)
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.小明同学设计了一个“电磁天平”，如图甲所示，等臂天平的左臂为挂盘(开始时不放砝码)，右臂挂有矩形线圈，线圈没有电流时，两臂平衡.线圈的水平边长L=0.1m，匝数为N=200匝，总电阻R=10Ω.线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度大小B0=1.0T，方向垂直线圈平面向里.在线圈上部另加垂直纸面的可变匀强磁场，且磁感应强度大小B随时间t的变化图像如图乙所示，可变磁场区域宽度d=0.1m.当挂盘中放质量为m(未知)的砝码时，天平平衡，重力加速度取g=10m/s2，求：
(1)可变磁场的方向以及挂盘中放入的砝码的质量m；
(2)若挂盘中放入的砝码质量为2m，为保持两侧平衡，可变磁场的磁感应强度的变化率。
14.如图所示，一小型交流发电机中匀强磁场的磁感应强度B= 2T，线圈abcd匝数n=100匝，面积S=0.022m2，总电阻r=10Ω，线圈以角速度ω=50rad/s绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动.线圈通过滑环与理想变压器原线圈相连，原、副线圈匝数比为2：1，变压器副线圈与定值电阻相接，电表均为理想交流电表，电流表示数I=5A.从图中位置(线框平面平行于磁场方向)开始计时.求：
(1)线框中感应电动势的瞬时值表达式；
(2)电压表的示数；
(3)电阻R的阻值及消耗的电功率P．
15.如图所示，平面直角坐标系xOy中，在第Ⅰ象限内存在方向沿y轴负方向的匀强电场，在第Ⅳ象限内y≥−d区域存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子以初速度v0从y轴上P(0,h)点沿x轴正方向开始运动，经过电场后从x轴上的点Q(2 33h,0)进入磁场，粒子恰好不能从磁场的下边界离开磁场。不计粒子重力。求：
(1)粒子在Q点位置的速度vQ和速度方向与x轴正方向夹角θ；
(2)匀强磁场磁感应强度大小B；
(3)粒子从P点开始运动至第一次到达磁场下边界所需要的时间。
参考答案
1.D
2.C
3.B
4.C
5.C
6.D
7.B
8.AD
9.ACD
10.AB
11.会偏转 不偏转 会偏转
12.B;D (2)
d;ds
13.可变磁场方向垂直纸面向外，挂盘中放入的砝码质量为0.06kg 保持两侧平衡时，可变磁场的磁感应强度变化率为0.3T/s
14.线框中感应电动势的瞬时值表达式为e=Emsinωt=110 2sin50t(V) 电压表的示数60V 电阻R的阻值为3Ω，消耗的电功率为300W
15.解：(1)设粒子从P到Q的过程中，加速度大小为a，运动时间为t，在Q点进入磁场时速度大小为vQ，方向与x轴正方向间的夹角为θ，vQ沿y轴方向的大小为vy，则水平方向上，有
2 33h=v0t
竖直方向上，有
h=vy2t
解得：t=2 3h3v0，vy= 3v0
Q点的合速度大小为
vQ= v02+vy2= v02+( 3v0)2=2v0
速度方向与x轴正方向夹角正切值为
tanθ=vyv0
解得：θ=60°
(2)设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为R，根据洛伦兹力提供向心力，有
qvQB=mvQ2R
解得：R=mvQqB
粒子运动轨迹如图所示。

根据几何关系得
d=R+Rcs60°
联立解得：B=3mv0qd
(3)根据几何关系，粒子在磁场中转过的圆心角为
α=120°
在磁场中运动的周期为
T=2πmqB=2πd3v0
在磁场中运动的时间为
t′=α360∘T=2πd9v0
粒子运动总的时间为
t总=t+t′=2 3h3v0+2πd9v0
答：(1)粒子在Q点位置的速度vQ为2v0，速度方向与x轴正方向夹角θ为60°；
(2)匀强磁场磁感应强度大小B为3mv0qd；
(3)粒子从P点开始运动至第一次到达磁场下边界所需要的时间为2 3h3v0+2πd 9v0。