2025_2026学年北京市第一六一中学高二下学期3月月考物理试卷 [含解析]

这是一份2025_2026学年北京市第一六一中学高二下学期3月月考物理试卷 [含解析]，共41页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，论述和计算题等内容，欢迎下载使用。
本试卷共3页，共100分。考试时长60分钟。考生务必将答案写在答题纸上，在试卷上作答无效。
一、单项选择题（本题共10个小题，每小题4分，共40分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。把正确答案涂写在答题卡上相应的位置。）
1. 如图所示的各电场中，A、B两点的电场强度相同的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A．由点电荷的场强特点结合电场线可知，A、B两点的电场强度方向相同，大小不等，A错误；
B．由点电荷的场强特点结合电场线可知，A、B两点的电场强度大小相等，方向不同，B错误；
C．由对称性可知，A、B两点场强大小相等，方向不同，C错误；
D．在匀强电场中的A、B两点场强大小、方向均相同，D正确。
故选D。
2. 如图为交流发电机的示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴逆时针匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为。下列说法正确的是（ ）
A. 此交流电的频率为
B. 此发电机电动势的有效值为
C. 当线圈平面转到图示位置时产生的电流方向为ABCD
D. 当线圈平面转到图示位置时磁通量的变化率最大
【答案】D
【解析】
【详解】A．此交流电的频率为
选项A错误；
B．此发电机电动势的有效值为
选项B错误；
C．由右手定则可知，当线圈平面转到图示位置时产生的电流方向为ADCBA，选项C错误；
D．当线圈平面转到图示位置时磁通量为零，但是磁通量的变化率最大，选项D正确。
故选D。
3. 将一块内阻为，满偏电流为的电流表G改装成量程为0.6A的电流表，应该（ ）
A. 并联一个约为的电阻B. 并联一个约为的电阻
C. 串联一个约为电阻D. 串联一个约为的电阻
【答案】A
【解析】
【详解】根据电流表改装原理，可得需要并联的电阻阻值为
故选A。
4. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比，电流表和电压表均为理想电表，灯泡电阻，A、B两端输入正弦式交流电压的有效值。下列说法正确的是（ ）
A. 电压表V的读数为24VB. 电流表A1的读数为0.5A
C. 电流表A2的读数为2AD. 变压器输入功率为12W
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据电压与匝数成正比
解得
故A错误；
BC．根据欧姆定律得
根据电流与匝数成反比，得
解得
故B正确，C错误；
D．变压器输入功率为
故D错误。
故选B。
5. 与平行板电容器电容有关因素实验装置如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小
B. 实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电
C. 实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大
D. 实验中，只增加极板带电荷量，静电计指针的张角变大，表明电容增大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．静电计指针张角反映电容器两板间电压，将b板上移，正对面积S减小，由
知电容C减小，且Q不变，由
知板间电压U增大，故指针张角变大，故A错误；
B．带电玻璃棒接触a板，a板会带上同种电荷，同时b板上会感应出异种电荷，故B正确；
C．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，由
知电容C变大，且Q不变，由
知板间电压U减小，故指针张角变小，故C错误；
D．实验中，只增加极板带电荷量，静电计指针的张角变大，表明电压U变大，由
知，电容大小与极板带电荷量无关，故D错误。
故选B。
6. 如图1所示。一个可以自由转动的铝框放在 U形磁铁的两个磁极间，铝框和磁铁均静止，其截面图如图2所示。转动磁铁，下列说法正确的是（ ）
A. 铝框与磁铁的转动方向相反，阻碍磁通量的变化
B. 铝框与磁铁转动方向一致，转速比磁铁的转速小
C. 磁铁从图2位置开始转动时，铝框截面 abcd 感应电流的方向为a→d→c→b→a
D. 磁铁停止转动后、如果没有空气阻力和摩擦阻力，铝框将保持匀速转动
【答案】B
【解析】
【详解】AB．磁铁转动的过程中通过铝笼截面的磁通量增加，因此在铝笼内产生感应电流，根据楞次定律可知铝笼受到安培力作用，导致铝笼转动，为阻碍磁通量增加，则导致铝笼与磁铁转动方向相同，但快慢不相同，铝笼的转速一定比磁铁的转速小，故A错误B正确；
C．磁铁从图乙位置开始转动时，导致通过铝笼截面的磁通量增加，根据楞次定律可知感应电流方向为a→b→c→d→a，故C错误；
D．当磁铁停止转动后，如果忽略空气阻力和摩擦阻力，由于铝笼转动的过程中仍然能产生感应电流，所以铝笼会受到反方向安培力作用逐渐减速直到停止运动，故D错误。
故选B。
7. 如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中（ ）
A. 电压表与电流表的示数都减小
B. 电压表与电流表的示数都增大
C. 电压表的示数增大，电流表的示数减小
D. 电压表的示数减小，电流表的示数增大
【答案】A
【解析】
【详解】当滑片下移时，滑动变阻器接入电阻减小，则外电路总电阻减小，电路中总电流增大，电源的内电压增大，则由闭合电路欧姆定律可知，电路的路端电压减小，故电压表示数减小；
由欧姆定律可知，R1上的分压增大，而路端电压减小，故并联部分的电压减小，则通过R2的电流减小。
故选A。
【点睛】
8. 真空中存在沿y轴正方向的匀强电场，带电粒子a和b先后从坐标原点O沿x轴正方向射入该电场，其轨迹如图所示。忽略粒子所受重力，下列条件中可以判定粒子a比荷较大的是（ ）
A. 粒子a和b在电场中的加速度相等B. 粒子a和b射入电场时的速度相等
C. 粒子a和b射入电场时的动能相等D. 粒子a和b射入电场时的动量相等
【答案】B
【解析】
【详解】粒子在电场中做类平抛运动，则
解得
A．若粒子a和b在电场中的加速度相等，则
可知两粒子的比荷相等，选项A错误；
B．粒子a和b射入电场时的速度相等，则由
由图像可知，当x相同时a粒子的y值较大，则粒子a比荷较大，选项B正确；
C．粒子a和b射入电场时的动能相等，则由
由图像可知，当x相同时a粒子的y值较大，则粒子a电荷量较大，选项 C错误；
D．粒子a和b射入电场时的动量相等，则由
由图像可知，当x相同时a粒子的y值较大，则粒子a电荷量与质量的乘积较大，选项D错误；
故选B。
9. 硅光电池具有低碳环保优点，如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像，图线b是某电阻R的U-I图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路，则硅光电池的（ ）
A. 电动势为5VB. 内阻为5.5Ω
C. 输出功率为0.72WD. 效率为50%
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图可知，硅光电池的电动势为3.6V，故A错误；
B．根据闭合电路欧姆定律可得
故B正确；
C．由题意可知P=UI输出功率为a、b两条图线交点之积，由P=UI可得
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
故C错误；
D．由题意可知，硅光电池的总功率为
由上述分析可知，电池效率为
故D错误。
故选B。
10. 两电荷量分别为和的点电荷固定在轴上的、两点，两电荷连线上各点电势随变化的关系如图所示，其中C为段电势最低的点，则下列说法正确的是（ ）
A. 、为等量异种电荷
B. 、两点间的电场强度大小先增大后减小
C. 将一正点电荷从点移到点，电势能先减小后增大
D. 、两点间场强方向沿轴负方向
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图像可知，在和附近电势均趋于正无穷大，根据点电荷电势分布规律可知，、均为正电荷，故A错误；
B．图线的斜率绝对值表示电场强度大小，由图可知，从到，图线斜率的绝对值先减小后增大（在点斜率为0），所以、两点间的电场强度大小先减小后增大，故B错误；
C．由图可知，从到电势先降低后升高，根据电势能公式，将一正点电荷从点移到点，电势能先减小后增大，故C正确；
D．沿电场线方向电势降低，从到电势降低，说明、两点间场强方向沿轴正方向，故D错误。
故选C。
二、多项选择题（本题共5个小题，每小题5分，共25分。在每个小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题意的，全部选对得5分，选对但不全得3分，错选得0分。把正确答案涂写在答题卡上相应的位置。）
11. 有一横截面积为的铜导线，流经其中的电流为，设每单位体积的导线有个自由电子，电子的电荷量为，此时电子的定向移动速率为，在时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为（ ）
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】设在时间内，通过导线横截面的自由电子数目为，根据电流定义式可得
解得
由于自由电子定向移动的速度是v，因此在时间内，位于以横截面S、长的这段导线内的自由电子都能通过横截面。这段导线的体积为
所以在时间内，通过导线横截面的自由电子数目为
故选AC。
12. 为演示断电自感现象，用小灯泡、带铁芯的电感线圈L和定值电阻R等元件组成如图甲所示的电路。闭合开关待电路稳定后，电路中两支路的电流分别为和。如图乙反映断开开关前后的一小段时间内电路中的电流随时间变化的关系。断开开关后（ ）
A. 自感线圈所在支路的电流如曲线a所示B. 自感线圈所在支路的电流如曲线b所示
C. 小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭D. 小灯泡逐渐变暗直至熄灭
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．断开开关前后的一小段时间内，通过自感线圈的电流方向是不变的，则自感线圈所在支路的电流如曲线a所示，选项A正确，B错误；
CD．由图可知，断开开关之前通过线圈的电流大于通过小灯泡的电流，则断开开关后，线圈产生自感电动势阻碍电流减小，线圈相当电源，由于线圈、电阻和灯泡重新组成回路，则小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭，选项C正确，D错误。
故选AC。
13. 如图所示，在一个圆形区域内有垂直于圆平面的匀强磁场，现有两个质量相等、所带电荷量大小也相等的带电粒子a和b，先后以不同的速率从圆边沿的A点对准圆形区域的圆心O射入圆形磁场区域，它们穿过磁场区域的运动轨迹如图所示。粒子之间的相互作用力及所受重力和空气阻力均可忽略不计，下列说法中正确的是
A. a、b两粒子所带电荷的电性一定不同
B. 射入圆形磁场区域时a粒子的速率较大
C. 穿过磁场区域的过程洛伦兹力对a做功较多
D. 穿过磁场区域的过程a粒子运动的时间较长
【答案】AD
【解析】
【详解】A．粒子的运动偏转轨迹相反，根据左手定则可知，粒子电性相反，故A正确；
B．粒子沿圆形磁场的直径飞入，根据径向对称定圆心如图所示：
可知：
粒子在磁场中，洛伦兹力提供向心力：
解得：，两粒子的质量和电荷量大小相等，所以，故B错误；
C．根据左手定则可知洛伦兹力始终与速度垂直，不做功，故C错误；
D．粒子在磁场中运动的周期：
圆心角为，在磁场中运动的时间：
两粒子的质量和电荷量大小相等，所以周期相等，因为，所以穿过磁场区域过程中所用时间：，故D正确。
故选AD。
14. 如图所示，两根足够长的光滑直金属导轨、平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为，、两点间接有阻值为的电阻。一根质量为的均匀直金属杆放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上。导轨和金属杆的电阻可忽略。让金属杆沿导轨由静止开始下滑。下列说法正确的是（ ）
A. 金属杆中有的感应电流
B. 金属杆做加速度减少的加速运动，最后匀速运动
C. 金属杆所能达到最大速度为
D. 金属杆下落过程中，重力势能的减少量等于电阻R消耗的电能
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．根据右手定则，可得金属杆中电流方向为，故A正确 ；
B．对金属杆沿斜面方向受力分析，重力分力为，安培力
方向沿斜面向上。由牛顿第二定律，得加速度
杆下滑时速度逐渐增大，加速度逐渐减小，因此杆做加速度减小的加速运动；当时，速度达到最大，此后合力为零，杆做匀速直线运动，故B正确；
C．最大速度对应加速度为零，即
解得，故C正确；
D．根据能量守恒，金属杆下落过程中，重力势能的减少量转化为金属杆的动能和电阻R的电能，因此重力势能减少量大于R的电能，故D错误。
故选ABC。
15. 如图为某种质谱仪的工作原理示意图。此质谱仪由以下几部分构成：粒子源N；间电压恒为U的加速电场；静电分析器，即中心线半径为R的四分之一圆形通道，通道内有均匀辐射电场，方向沿径向指向圆心O，且与圆心O等距的各点电场强度大小相等；磁感应强度为B的有界匀强磁场，方向垂直纸面向外。当有粒子打到胶片M上时，可以通过测量粒子打到M上的位置来推算粒子的比荷，从而分析粒子的种类以及性质。由粒子源N发出的不同种类的带电粒子，经加速电场加速后从小孔进入静电分析器，其中粒子a和粒子b恰能沿圆形通道的中心线通过静电分析器，并经小孔垂直磁场边界进入磁场，最终打到胶片上，其轨迹分别如图中的和所示。忽略带电粒子离开粒子源N时的初速度，不计粒子所受重力以及粒子间的相互作用。下列说法中正确的是（ ）
A. 粒子a和粒子b经过小孔时速度大小一定相等
B. 若只减小加速电场的电压U，粒子a可能沿曲线运动
C. 静电分析器中距离圆心O为R处的电场强度大小为
D. 粒子b的比荷一定大于粒子a的比荷
【答案】CD
【解析】
【详解】A．由
可得
由此可知，所以带电粒子都可以通过静电分析器，即粒子a和粒子b经过小孔时速度大小不一定相等，故A错误；
B．由A的分析可知，粒子通过静电分析器时，径向电场提供向心力，做圆周运动，半径为，所以当U减小时，r减小，故B错误；
C．由可知，静电分析器中距离圆心O为R处的电场强度大小为，故C正确；
D．粒子在磁场中做圆周运动，由
可得
即打在胶片上的位置距O点越远粒子的比荷越小，所以粒子b的比荷一定大于粒子a的比荷，故D正确。
故选CD。
三、论述和计算题（本题共3个小题，共35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。）
16. 如图所示，某个小水电站发电机的输出功率为1000kW，发电机的输出电压为500V。通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为R0=25Ω，用户端需求为240V、960kW。为满足发电机与用户需求的匹配，请你计算：
（1）降压变压器输出的电流多大；
（2）升压变压器输出的电流多大；
（3）升压变压器的匝数比n1∶n2应等于多少？
【答案】（1）4kA （2）40A
（3）
【解析】
【小问1详解】
根据题意可得
代入数据，解得
【小问2详解】
损失的功率为
又因为
代入数据，解得I2=40A
【小问3详解】
根据
解得
则升压变压器的匝数比为
17. 图示电路中电动机线圈的电阻，电源的电动势内阻，电容器的电容，上、下两极板均水平放置，板间距离，当滑动变阻器接入电路的阻值时，闭合开关，电路稳定后，质量、电荷量的带电液滴恰好静止在两板之间，如图所示。假设电动机始终能稳定工作且未超出额定功率，重力加速度取。
（1）求电容器的带电量；
（2）求电动机输出的机械功率；
（3）调节滑动变阻器连入电路的阻值可以改变电动机输出的机械功率。小明认为：为使电动机输出的机械功率达到最大值，必须使电源的输出功率也同时达到最大值。请推理论证小明的说法是否正确。
【答案】（1）
（2）
（3）不正确
【解析】
【小问1详解】
带电液滴恰好静止，由受力平衡有
解得电容器两端的电压为
所以电容器的带电量为
代入数据解得
【小问2详解】
当滑动变阻器的阻值为
时，由欧姆定律可知电路中的电流为
则电动机输入的功率为
电动机的热功率为
故电动机输出的机械功率为
【小问3详解】
小明的说法不正确。理由如下：电源的输出功率为
由数学知识可知，当电路中的电流大小为
时，电源输出功率最大。而电动机输出的机械功率为
可知当电路中的电流大小为
时，电动机输出功率最大，显然
故电动机和电源的输出功率不可能同时取最大值，因此小明的说法不正确。
18. 超导体被认为是电阻率为0的导体，利用超导体可以实现磁悬浮，如图甲是超导磁悬浮的示意图，图中带箭头的曲线表示磁感线。在水平桌面上有一个周长为L的超导圆环，将一块质量为m的永磁体沿圆环中心轴线从圆环的正上方缓慢向下移动，超导圆环中将产生感应电流产生对永磁体的排斥力。结果永磁体能够悬浮在超导圆环的正上方高h1处。已知重力加速度为g。

（1）试在图中标出超导圆环中的电流方向；
（2）若此时圆环所处位置磁感应强度各处均为B1、磁场方向与水平方向的夹角各处均为θ1，由于对称，虽然每一小段超导圆环所受安培力垂直于磁感线方向，但圆环所受的安培力合力竖直向下，求此时超导圆环中的电流I1；
（3）实验发现永磁体其实在缓慢下移，经过较长时间t0（比如几周）后，永磁体的平衡位置变为离桌面h2高处。此时圆环所处位置的磁感应强度大小和方向都有图甲变化，相应超导环中的电流为I2。对此现象的解释，有一种观点认为超导体也有很微小的电阻率，电流在超导圆环内产生焦耳热损耗能量导致永磁体下移。若超导圆环中的电流强度的平方随时间变化的图像如图乙所示，且超导圆环的横截面积为S（不是圆环面积），求该超导圆环的电阻率ρ。此问中I1、I2都可以认为已知。
【答案】（1）逆时针 （2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
根据楞次定律，可以判断感应电流的磁场方向向上，根据右手螺旋定则可以判断感应电流方向从上往下看为逆时针方向。
【小问2详解】
把环分成无数等长的微小电流元，每一小段导线长为，则每一小段导线所受安培力为
由对称性可知，所有小段导线所受的安培力水平分力抵消，所以竖直方向分力的合力即为整段导线所受安培力，有
超导环对磁体的反作用力与此等大反向，则有
联立解得
【小问3详解】
在磁体下降过程中，磁体重力势能的减少等于超导环中产生的焦耳热Q，则
在图乙中，将纵坐标乘以超导环的电阻R，图线下面积则代表t0时间内超导环中的焦耳热，即
解得
又
联立解得