上海市延安中学2025-2026学年高二下学期3月质量调研物理试卷（等级）（含解析）

上海市延安中学 2025 学年第二学期 3 月质量调研
高二年级 物理试卷（等级）
（满分：100 分 考试时间：60 分钟）
一、单项选择题（1-6 题 3 分，7-10 题 4分，共 34 分）
(
N
.
m
)1 ．由单位牛顿、米、安培、秒组合成的单位 对应的物理量是( )
A . s
A ．功 B ．电压 C ．功率 D ．磁通量
2 ．在粒子物理研究中，带电粒子在云室等探测装置中的径迹是非常重要的实验证据。右图是 1932 年安德森利用放在匀强磁场中的云室记录的正电子的径迹，云室中放有6mm 厚的铅板，磁场方向垂直纸面，A 、B 是径迹上的两个点，若不计正电子受到的重力及运动过程的阻力，下列说法正确的是( )
A ．磁场方向垂直纸面向外
B ．正电子的运动方向是从 A 到 B
C ．正电子在 A 、B 两点受到的洛仑兹力大小相等
D ．正电子经过铅板后，运动的周期变小
3 ．下列关于电磁波的说法正确的是( )
A ．使高频载波的振幅或频率随信号而改变的过程叫解调
B ．医院里常用紫外线照射对病房和手术室进行消毒
C ．红外线应用在探测技术中，是利用了它穿透本领强的特性
D ．紫外线是波长比可见光波长还短的电磁波，可以用来加热理疗
4．如图乙为 LC 振荡电路的 i_t 图像。在 t=0 时刻，回路中电容器 C 的上极板 M带正电。如图甲，在某段时间，LC 电路中，电流方向顺时针，且 M 板负电，
则该时间段为( )
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A ．0~t1 B ．t1~t2 C ．t2~t3 D ．t3~t4
5 ．下列说法正确的是( )
A ．恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用
B ．电磁炉是利用其面板上产生的涡流来加热的
C ．正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流最小
D ．升压变压器中，副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率
6 ．如图所示，灯泡 A1和 A2 的规格完全相同，线圈 L 的电阻不计，下列说法中正确的是( )
A ．当接通电路时，A1和 A2始终一样亮
B ．当接通电路时，A2先达到最大亮度，A1后达到最大亮度，最后两灯一样亮
C ．闭合电键电路稳定后断开电路时，A2立即熄灭、A1过一会才熄灭
D ．闭合电键电路稳定后断开电路时，A2 突然闪亮一下再熄灭
7 ．如图所示，带电粒子（不计重力）在以下四种器件中运动，下列说法正确的是( )
乙 丙 丁
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A ．甲图中不改变质谱仪各区域的电场、磁场，击中光屏同一位置的粒子一定是相同的粒子
B ．乙图中磁感应强度越大，电子的运动径迹半径越大
C ．丙图中只要回旋加速器 D 形盒足够大，粒子就能获得无限大的速度
D ．丁图中，无论是电子还是质子从左向右水平射入速度选择器中均可能做匀速直线运动
8 ．如图所示，两根不计电阻的光滑金属导轨平行放置，导轨及其构成的平面均与水平面成某一角度，导轨上端用直导线连接，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。具有一定阻值的金属棒 MN 从某高度由静止开始下滑，下滑过程中 MN 始终与导轨垂直并接触良好，则 MN 所受的安培力 F 及其加速度 a、速度 v、电流 I，随时间 t 变化的关系图像可能正确的是( )
(
A
．
) (
B
．
)
(
C
．
) (
D
．
)
9 ．绝缘的轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，磁铁开始振动，由于空气阻力的影响，振动最终停止。现将一个闭合铜线圈固定在磁铁正下方的桌面上（如图所示），仍将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，振动最终也停止。则( )
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A ．有无线圈，磁铁经过相同的时间停止运动
B ．磁铁靠近线圈时，线圈有扩张趋势
C ．磁铁离线圈最近时，线圈受到的安培力最大
D ．有无线圈，磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能相同
10 ．如图所示的电路，电源的电动势为 E，内阻为 r。阻值也为 r 的定值电阻接在干路上，阻值为R0 的定值电阻与光敏电阻 R 并联，电压表、电流表均为理想电表，光敏电阻的阻值与光照强度成反比。闭合开关 S，当减小 R 的光照强度时，下列说法正确的是( )
A ．两电压表的示数均减小
B ．R0 的功率减小
C．R 的功率不一定增大
D ．V1 、A 示数变化量绝对值之比为 r
二、填空题（每空 2 分，共 16 分）
11 ．如图，在竖直向下的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ 固定在水平面内，电阻不计。轨道端点MN 间接有直流电源，内阻为 r，电阻为 R 的金属导体棒ab 垂直于MN、PQ 放在轨道上，与轨道接触良好，向右做匀速运动（速度平行于MN ），通过滑轮可以匀速提升重物，请简述该装置能量转化的情况：
；写出一个用类似原理制作的机械： 。
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12 ．在磁感应强度为 B 的匀强磁场中有两个质量相等、电荷量均为 q 的粒子
（q>0）。粒子 1 的速度方向与磁场方向垂直，粒子 2 的速度方向与磁场方向平行。在相同的时间内， 粒子 1 在半径为 R 的圆周上转过的圆心角为 θ, 粒子 2 运动的距离为 d。不计两个粒子间的相互作用力， 则粒子 1 与粒子 2 的速度大小之比 v1 :v2= ；粒子 2 的动量大小p2= 。
13 ．将阻值为 20Ω 的电阻接在正弦交流电源上，电阻两端电压随时间的变化规律如图所示。则电阻 1 秒内消耗的电能为 J，电阻两端电压的瞬时值表达式为 。
14．某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压 U1=250V，输出功率500kW。降压变压器的匝数比 n3 :n4=50:1，输电线总电阻 R=62.5Ω。其余线路电阻不计，
用户端电压 U4=220V，功率 88kW，所有变压器均为理想变压器。则输送给储能站的功率为 kw，升压变压器的匝数比 n1 :n2= 。
15 ．如图所示，某型号霍尔元件的主要部分由一块边长为 a、宽为 b、厚度为 c的半导体薄片构成，电子的移动方向从SR 边进入薄片朝PQ 边运动。当垂直PQRS面施加一方向如图所示的匀强磁场时，若匀强磁场的磁感应强度为 B，电流强度为I，单位体积内电子数为 n，电子电荷量为 e。则霍尔电压 UH可表示为
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16．如图甲所示，将这种磁传感器固定在自行车的车架上，并在车轮辐条上固定强磁铁，当车轮转动时磁铁每次经过传感器都会在元件两侧产生一次电势差变化，图乙为霍尔元件的工作原理图，电源电压为 U1。当自行车匀速行驶时，霍尔传 感器测得的电压 U2 随时间 t 变化如图丙所示，若 U1 变大，U2 峰值 （选填 “A.会”或“B.不会”）变大；若自行车车速变大，U2 峰值 （选填“A.会”或 “B.不会”）变大。要测出自行车的平均速率大小， 还需要测量的物理量为 ，自行车的平均速率测量公式为： 。（图中 t1 、t2 、t3 、t4 作为已知量）
17．某同学设计了既可以测量霍尔电势差，又可以测量均匀等离子体电阻率的实验。实验装置如图（a）所示，霍尔元件长、宽、高间距分别为 L1 、L2 、L3，霍尔元件内均匀等离子体水平向右匀速通过，其内有垂直纸面向内、磁感应强度为B 的匀强磁场；电流表内阻可忽略不计。
(1)当闭合开关 S 时，流过电流表的电流方向 （选填“ 向上” 或“ 向下”）；然后再调节电阻箱，记录多组电阻箱的阻值 R 和电流表的读数 I；
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R 图像如图（b），则霍尔电势差 E= ，霍尔元件的电阻
r= 。
（用 a 、b 表示）
(3)计算出等离子体的电阻率 ρ= 。
四、计算题（共 30 分）
18．某同学设计了一个减震器。在振子速度较大时用安培力减震， 速度较小时用弹簧减震，其简化的原理如图所示。匀强磁场宽度为 L=0.2m，磁感应强度
B=1T，方向垂直于水平面。一轻弹簧处于水平原长状态垂直于磁场边界放置，
右端固定，左端恰与磁场右边界平齐，二者的总质量为 m=1kg ，一宽为 L，足够长的单匝矩形硬金属线框 abcd 固定在一小车上（图中未画出小车），右端与小车右端平齐劲度系数为k = 16N/m ，线框电阻为 R=0.01Ω。使小车带着线框以 v0=1m/s的速度沿光滑水平面，垂直磁场边界正对弹簧向右运动，ab 边向右穿过磁场区域后小车开始压缩弹簧，弹簧始终在弹性限度内。求：
(1)线框刚进入磁场左边界时，小车的加速度大小；
(2)线框 ab 边穿过磁场时的速度 v；
(3)小车向右运动过程中线框中产生的焦耳热；
(4)弹簧的最大压缩量。
19 ．碰撞
某同学使用数码小车研究碰撞过程，实验装置如图。两材质完全相同的数码小车1 、2 置于水平长直轨道上，小车质量 m1=0.30kg 、m2=0.20kg。小车 1 前方固定有轻质弹簧，以一定的速度撞击原本静止在轨道上的小车 2，测得一段时间内里两车速度 v 随时间 t 变化的 v-t 图像，各时刻小车的速度值标示如图。该同学由图判断两车发生碰撞的时间段约为 0.01s 至 0.05s，不计空气阻力。
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(1)该同学对实验结果进行误差分析，发现碰撞过程中两车动量之和实际在不断减少，他认为是轨道对车的摩擦力引起的。求碰撞过程中小车 1 受到的平均摩擦力大小？
(2)若质量为 m1 和 m2 的两个小车在一水平轨道上发生碰撞，其位移 x 与时间 t 的关系图像如图所示，碰撞时间很短，可忽略不计。
①m1 与 m2 的比值 ；
②两个物体的碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞 ？
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1 ．B
根据 F = BIL 得
1N = 1T . A . m
可得
根据磁通量 Φ = BS 得
1T . m2 =1Wb根据E = N 得
1V = 1Wb/s
N.m
所以单位 对应的物理量是电压。
A . s
故选 B。
2 ．A
B ．正电子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得qvB = m 可得运动速率为v
由题图可知正电子在铅板上方的轨迹半径比在铅板下方的小，则正电子在铅板上方的速率比在铅板下方的速率小，因穿过铅板后速率会减小，故正电子从下向上穿过铅板，即正电子从B 运动到 A，故 B 错误；
A ．正电子从 B 运动到 A 沿顺时针方向偏转，由左手定则可知，磁场的方向垂直纸面向外，故 A 正确；
C ．洛伦兹力f = qvB ，由于正电子在 A 点的速率大于 B 点速率，所以正电子在 A 点比在 B点所受的洛伦兹力大，故 C 错误；
D ．根据洛伦兹力提供向心力qvB = m 其中T ，可得T
故粒子穿过铅板后在磁场中做圆周运动的周期不变，故 D 错误。
故选 A。
3 ．B
A ．使高频载波的振幅或频率随信号而改变的过程叫调制，解调是从携带信号的高
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频载波中还原原始信号的过程，故 A 错误；
B ．紫外线能量较高，能够破坏微生物的核酸结构，具有杀菌消毒的作用，医院常用紫外线照射对病房和手术室消毒，故 B 正确；
C ．红外线应用在探测技术中，是利用了一切物体都在持续辐射红外线、且不同温度的物体辐射红外线的频率和强度不同的特点，红外线穿透本领较弱，穿透本领强是 X 射线等短波长电磁波的特性，故 C 错误；
D ．紫外线波长比可见光更短，但加热理疗利用的是红外线的热效应，紫外线不具备加热理疗的用途，故 D 错误。
故选 B。
4 ．C
在 t=0 时刻，电容器 C 的上极板 M 带正电，电路中电流 i=0，说明此时电容器充电完毕。随后电容器开始放电，电流从正极板 M 流出，经线圈 L 流向下极板，即电流方向为逆时针。由图乙可知， 在 0~t1 时间内电流 i 为正值，说明规定逆时针方向为电流的正方向。
A ．0~t1 时间内，电流 i>0（逆时针），且电流增大。这是电容器放电过程。M 板带正电，电荷量逐渐减少，故 A 错误；
B ．t1~t2 时间内，电流 i>0（逆时针），且电流减小。这是线圈给电容器反向充电的过程。电流流向电容器下极板，使下极板带正电，上极板 M 带负电。虽然 M 板带负电，但电流方向是逆时针，故 B 错误；
C．t2~t3 时间内电流 i<0（顺时针），且电流绝对值增大。这是电容器放电过程。在 t2 时刻，充电完毕，下极板带正电，M 板带负电。放电时电流从下极板流出，沿顺时针方向流动。在此过程中，M 板依然带负电（电荷量逐渐减少至 0）故 C 正确；
D ．t3~t4 时间内，电流 i<0（顺时针），且电流绝对值减小。这是线圈给电容器充电的过程。顺时针电流流向上极板 M，使 M 板带正电。故 D 错误。
故选 C。
5 ．C
洛伦兹力公式为F = qvB sinθ
静止电荷的速度v = 0 ，受到的洛伦兹力为 0，恒定磁场对静止电荷无作用力，故 A 错误；
B ．电磁炉是通过交变磁场在金属锅底产生涡流实现加热，其面板为绝缘材质，不会产生涡流，故 B 错误；
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C ．正弦交流发电机的线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，此时磁通量的变化率为
0，感应电动势为 0，回路电流最小，故 C 正确；
D ．理想变压器无漏磁，原、副线圈的磁通量变化率始终相等，故 D 错误。
6 ．B
AB ．开关闭合瞬间，线圈L 会产生自感电动势，阻碍自身电流的增大，因此A1 所
在支路电流逐渐增大，A1 逐渐变亮；而A2 所在支路没有电感，接通瞬间就有电流，因此A2一开始就达到最大亮度。 电路稳定后，线圈L 电阻不计，两个灯泡规格相同，两条并联支路电阻相等，因此两支路电流相等，最终两灯亮度相同，故 A 错误，B 正确；
CD ．电路稳定后，由于两支路电阻相等，因此通过A1 和A2 的电流大小相等。断开开关后，
电源被切断，线圈L 自感维持原有电流，L 、A1 、A2 形成闭合的自感回路，两灯都会逐渐熄灭，不会立刻熄灭；同时流过A2 的初始电流大小等于原来的电流，因此A2 不会闪亮，
故 CD 错误。
故选 B。
7 ．D
A ．甲图中不改变质谱仪各区域的电场、磁场，在加速电场中有qU mv2根据洛伦兹力提供向心力qvB = m
击中光屏同一位置x = 2r
可知击中光屏同一位置的粒子比荷一定相等，但不一定是相同的粒子，故 A 错误：
B ．乙图中，电子的运动由洛伦兹力提供向心力，则有evB = m 解得R
当电子的速度一定时，磁感应强度越大，电子的运动径迹半径越小，故 B 错误；
C．丙图中只要回旋加速器的 D 形盒足够大，加速粒子就能获得较大的能量，具有较大的速度，可当能量达到 25MeV~30 MeV 后就很难再加速了，原因是按照狭义相对论，粒子的质量随速度的增大而增大，而质量的变化会导致其回旋周期的变化，从而破坏了与电场变化周期的同步，因此加速粒子就不能获得无限大的速度，故 C 错误；
D ．丁图中带正电的粒子从左侧射入复合场中时，受向下的电场力和向上的洛伦兹力，当两
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个力平衡时，带电粒子有可能沿直线射出；当带负电的粒子从左侧射入复合场中时，受向下的洛伦兹力和向上的电场力，当两个力平衡时，带电粒子有可能沿直线射出，故 D 正确。
故选 D。
8 ．A
ABC ．根据题意，设导体棒的电阻为 R，导轨间距为 L，磁感应强度为 B，导体棒速度为 v 时，受到的安培力为
可知
F v
由牛顿第二定律可得，导体棒的加速度为
可知，随着速度的增大，导体棒的加速度逐渐减小，当加速度为零时，导体棒开始做匀速直线运动，则 v _ t 图像的斜率逐渐减小直至为零时，速度保持不变，由于安培力 F 与速度 v成正比，则 F _ t 图像的斜率逐渐减小直至为零时，F 保持不变，故 A 正确，BC 错误；
D ．根据题意，由公式可得，感应电流为
由数学知识可得
由于加速度逐渐减小，则 I _ t 图像的斜率逐渐减小，故 D 错误。
故选 A。
9 ．D
A ．有线圈时，磁铁受到电磁阻尼的作用，振动更快停止，故 A 错误；
B ．根据楞次定律，磁铁靠近线圈时，线圈的磁通量增大，此时线圈有缩小的趋势，故 B 错误；
C．磁铁离线圈最近时，此时磁铁与线圈的相对速度为零，感应电动势为零，感应电流为零，线圈受到的安培力为零，故 C 错误；
D ．分析可知有无线圈时，根据平衡条件最后磁铁静止后弹簧的伸长量相同，由于磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能为磁铁减小的重力势能减去此时弹簧的弹性势能，故系统损失的
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机械能相同，故 D 正确。
故选 D。
10 ．C
A ．当减小 R 的光照强度时。R 的阻值增大，总电阻增大，总电流减小，内电压减小，则外电压增大，即V2 的示数增大，定值电阻 r 两端的电压减小，V1 的示数即R0 两端电压等于外电压与定值电阻 r 两端的电压之差，则V1 的示数增大，故 A 错误；
B ．R0 两端的电压增大，电流增大，则R0 的功率增大，故 B 错误；
C ．R0 两端的电压即 R 两端的电压增大，则R0 的电流增大，总电流减小，则 R 的电流减小，
则 R 的功率不一定增大，故 C 正确；
D ．由闭合电路欧姆定律可得
U1 = E _ I 2r
U1, = E _ I, 2r则
U1, _U1 = _ (I, _ I ) 2r
ΔU = _ΔI 2r则V1 、A 示数变化量的绝对值之比为
故 D 错误。
故选 C。
11 ． 见解析 直流电动机
[ 1] 电源产生的电能在电路产生电流，电流通过电源内阻和导体棒时将一部分电能 转化成电源内阻和导体棒上的内能，同时在导体棒上产生安培力，安培力对导体棒做正功，将电能转化为金属棒和重物的机械能，当导体棒和重物都匀速时转化成的机械能全部为增加的重物重力势能。
[2]根据上述分析可知，原理是把电能转化为机械能，用类似原理制作的机械有直流电动机。
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12．
θR : d
qBd θ
[ 1] 由题意知粒子 1 做圆周运动，线速度v1 = wR R
粒子 2 做匀速直线运动，速度v 所以速度之比 即v1 : v2 = θR : d
[2]对粒子 1，由洛伦兹力提供向心力有 qv1B = m 可得m
粒子 2 的动量p2 = mv2
结合前面的分析可得p
13 ． 5 u cos10π t
[ 1] 由图可知，该正弦式交流电源的电压的有效值为UV则电阻 1 秒内消耗的电能为Et = 5J
[2] 由图可知，该正弦式交流电源的周期为T = 0.2s所以w rad/s
则电阻两端电压的瞬时值表达式为u = Um cos wt = 102 cos10π t(V)
14 ． 408 1:46
[ 1]用户端的电流为IA = 400A根据变压器原副线圈电流和匝数关系
可得，输电线的电流为I3 = 8A
则输电线上损失的功率为ΔP = IR = 4000W = 4kW
所以，输送给储能站的功率为P储 = P1 _ P4 _ ΔP = 408kW
[2]升压变压器副线圈的功率为P2 = P4 + ΔP = 92kW
升压变压器副线圈的电流为I2 = I3 = 8A
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升压变压器副线圈的电压为UV升压变压器的匝数比
IB
15 ．
nec
霍尔效应中，电子偏转后达到平衡时，洛伦兹力与电场力相等evB = e 整理得UH = Bvb
再根据电流的微观表达式 I = nevS ，其中垂直电流方向的横截面积S = bc （b 为宽度、c 为厚度）
代入得I = nevbc
将上式代入UH = Bvb ，约去b 后得到UH
πD
16 ． A B 自行车车轮直径D
t3 _ t1
[ 1] 当稳定时满足qqvB又因为I = nqSv
所以U
若 U1 变大，则 I 越大，U2 峰值越大。
故选 A。
[2] 因为U
所以 U2 峰值与车速无关。
故选 B。
[3]要测出自行车的平均速率大小，还需要测量的物理量为自行车车轮直径D ；
[4] 由图丙知车轮转动一周时间为t3 _ t1 ，则自行车的速度大小为 v 17 ．(1)向下
a
(2) a
b
（1）由左手定则可知，正离子受洛伦兹力向上，偏向上极板，则上极板为正极，流过电流表的电流方向向下；
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（2）[ 1][2]根据E = I(R + r)整理可得
所以， _ R 图线的纵截距为b 斜率为
解得E r = a
（3）根据电阻定律可得 r = r 其中l = L1 ，S = L2L3
解得
18 ．(1) 4m/s2
(2) 0.2m/s
(3) 0.48J
(4) 0.05m
（1）线框刚进入磁场，ab 边切割磁感线， 感应电动势为 E = BLv0感应电流 为I
安培力为 F = BIL
代入数据 B = 1T, L = 0.2m, v0 = 1m/s, R = 0.01Ω得 F N
由牛顿第二定律 a m/s2 = 4m/s2
（2）对ab 从进入到穿出磁场的过程，由动量定理_∫ BILdt = mv _ mv0其中通过线框的总电量q = ∫ Idt
代入得m = BLq
（3）解得 v = 0.2m/s
穿过磁场过程线框中产生的焦耳热等于动能减少量，为
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（4）压缩弹簧过程水平面光滑，动能全部转化为弹簧弹性势能，则 mvkx 代入k = 16N/m, v = 0.2m/s
得xm = vm
19 ．(1)0.3N
1
(2) 弹性碰撞
3
（1）碰撞过程中两车总动量变化Δp总 =（m1v1 '+ m2v2 '）_（m1v1 + m2v2)解得Δp总 = _0.02 kg m/s
其中碰撞时间 Δt =0.04s
碰撞过程中摩擦力对两车总冲量I总 = _(If 1 + If 2) = _(f1Δt +f2Δt) = Δp总其中f = μN = μmg
联立解得 μ = 0.1
故碰撞过程中小车 1 受到的平均摩擦力大小f1 = μm1g = 0.3N
（2）[ 1]对两小车所构成的系统，碰撞后均做匀速直线运动，沿碰撞方向外力为零，系统动量守恒有m1v10 + m2v20 = m1v1 + m2v2
其中v ，由图可得 v10=4m/s ，v20=0 ，v1=-2m/s ，v2=2m/s可得
[2]碰撞前后动量和动能都不变的碰撞称为弹性碰撞，对两小车所构成的系统，碰撞后均做匀速直线运动，沿碰撞方向外力为零，碰撞前后系统动量变化Δp = 0
碰撞前后系统动能变化 m1v m2v m1v m2v 代入数据解得ΔEk =0
因此，两小车的碰撞是弹性碰撞。
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