2023年北京西城八中少年班物理高二下期中学业水平测试试题含解析

2023年北京西城八中少年班物理高二下期中学业水平测试试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、下列说法正确的是（）A．温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均速率相同B．空调制冷说明热量可以自发地由低温物体传递给高温物体C．影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距D．当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时，分子间的距离越大，分子势能越小2、以下说法正确的是（）A．晶体具有各向同性，而非晶体具有各向异性B．液体表面张力与重力有关，在完全失重的情况下表面张力消失C．对于一定的液体和一定材质的管壁，管内径的粗细不会影响液体所能达到的高度D．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体3、小明同学在实验室里用插针法测平行玻璃砖折射率的实验中，已确定好入射方向AO,插了两枚大头针P1和P2，如图所示（①②③是三条直线）.在以后的操作说法中你认为正确的是:A．在bb'侧调整观察视线，另两枚大头针P3和PB．在bb'侧调整观察视线，另两枚大头针P3和PC．若保持O点不动，减少入射角，在bb'侧调整观察视线，另外两枚大头针P3和PD．若保持O点不动，增大入射角，在bb'侧调整观察视线，看不清P1和P2的像，这可能是光在4、电荷在电场、磁场中受到电力、磁力，以下情景中，所画受力方向正确的是（）A．同向电流B．负电何在电场中C．负电荷在磁场中D．电流在磁场中5、如图甲所示，金属小球用轻弹簧连接在固定的光滑斜面顶端。小球在斜面上做简谐运动，到达最高点时，弹簧处于原长。取沿斜面向上为正方向，小球的振动图像如图乙所示。则A．弹簧的最大伸长量为4mB．t=0.2s时，弹簧的弹性势能最大C．t=0.2s到t=0.6s内，小球的重力势能逐渐减小D．t=0到t=0.4s内，回复力的冲量为零6、如图所示，将一个矩形小线圈放在一个大匀强磁场中，线圈平面平行于磁感线，则线圈中有感应电流产生的情况是（）A．当矩形线圈作平行于磁感线的平动B．当矩形线圈作垂直于磁感线的平动C．当矩形线圈绕ab边作转动时D．当矩形线圈绕ad边作转动时二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上的部的线圈A相连．套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上，如图所示．导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中．下列说法中正确的是（）A．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动B．圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动C．圆盘顺时针匀速转动时，ab棒将向右运动D．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向左运动8、下列说法正确的是__________。A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的作无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性B．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大D．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素E.当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大9、雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10、PM2.5分别表示直径小于或等于10μm、2.5μm的颗粒物。科研机构的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化。据此材料，以下叙述正确的是（）A．PM2.5表示直径小于或等于2.5×10-6m的悬浮颗粒物B．PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力C．PM10和PM2.5非常小，因此在空中的运动都属于分子的运动D．根据材料推算，PM2.5的浓度基本不随高度的增加而变化10、如图为远距离输电示意图，发电机的输出电压U1和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变，且n1∶n2＝n4∶n1．当用户消耗的功率增大时，下列表述不正确的是（）A．用户的电压U4增加B．恒有U1∶U2＝U4∶U1C．输电线上损耗的功率减小D．发电机的输出功率不变三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，采用的仪器有：①电源E（电动势6V，内阻r=2Ω）；②标号为“4.0V，1.6W”的小灯泡L；③电流表（量程0.6A，内阻约2Ω）；④电流表（量程为3A，内阻约0.5Ω）⑤电压表V（量程6V，内阻约15kΩ）；⑥滑动变阻器（最大阻值l0Ω）；⑦滑动变阻器（最大阻值200Ω）；⑧开关S，导线若干．（1）实验中要求加在小灯泡上的电压从零到小灯泡的额定电压连续可调．则滑动变阻器须选用____（填“或”），电流表须选用____（填“或”）（2）请在虚线方框中设计出实验所用的电路原理图．_____（3）如上图所示为某同学根据正确的实验电路图所测的几组数据画出的I-U图象，如果把两个这样的灯泡和的定值电阻串联起来接在电源E（电动势6V，内阻r=2Ω）上，如上图，则每只灯泡消耗的实际功率为_______W．12．（12分）“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”实验：（1）在对螺线管通电______（选填“前”或“后”）必须对磁传感器进行调零。（2）实验时，将磁传感器探管前端插至通电螺线管轴线中点时，磁传感器读数为-5mT．增大通过电螺线管的电流后，将探管从螺线管的另一端插入，当探管前端再次到达螺线管轴线中点时，磁传感器的读数可能为______（A）5mT（B）-6mT（C）6mT（D）3mT（3）如图所示，用传感器测量通电螺线管轴线（x轴）上的磁感应强度，然后绘出B-x图象，设x=0处为螺线管轴线的中央，下面最符合实际情况的图是______四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升飞机上由静止落下，如图所示，经过8s后打开降落伞，运动员做匀减速直线运动，再经过16s后刚好到达地面，且速度恰好为零．忽略打开降落伞前的空气阻力和打开降落伞的时间．已知人和伞的总质量m=60kg．（g=10m/s2）求：（1）打开降落伞时运动员的速度大小；（2）打开降落伞后运动员和伞受到的阻力大小．14．（16分）如图所示，水平面上两平行光滑金属导轨间距为L，左端用导线连接阻值为R的电阻．在间距为d的虚线MN、PQ之间，存在方向垂直导轨平面向下的磁场，磁感应强度大小只随着与MN的距离变化而变化．质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直导轨放置，在大小为F的水平恒力作用下由静止开始向右运动，到达虚线MN时的速度为v1．此后恰能以加速度a在磁场中做匀加速运动．导轨电阻不计，始终与导体棒电接触良好．求：(1)导体棒开始运动的位置到MN的距离x；(2)磁场左边缘MN处的磁感应强度大小B；(3)导体棒通过磁场区域过程中，电阻R上产生的焦耳热QR．15．（12分）如图，平行光滑导轨倾斜放置，导轨平面的倾角，导轨间距，导轨上端接有电源、开关S和定值电阻R，电源的电动势，内阻，定值电阻，整个导轨处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小，将一个导体棒放在导轨上，闭合开关S，此时导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒接入电路的电阻，导轨的电阻不计，导轨足够长，重力加速度，，，求：(1)导体棒的质量m；(2)断开开关S，导体棒沿导轨向下运动，电键断开后，导体棒恰好匀速运动，该导体棒上内产生的焦耳热为多少？

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、C【解析】

A．氢气和氧气的分子质量不同，温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均速率不同，选项A错误；B．热量可以自发地由高温物体传递给低温物体，空调制能够把热量由低温物体传递给高温物体，是因为电流做功的原因，选项B错误；C．影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距，水蒸气的压强离饱和汽压越远，越有利于水的蒸发，人们感觉干爽，选项C正确；D．当两分子间的距离大于平衡位置的间距r0时，分子力表现为引力，分子间的距离越大，克服分子力做功越多，分子势能越大，选项D错误。故选C。2、D【解析】

考察固体和液体的基本性质。【详解】A．单晶体表现为各向异性，多晶体和非晶体表现为各项同性，选项A错误；B．液体表面张力与重力无关，在完全失重情况下仍有张力，选项B错误；C．在浸润现象中，管壁内径的粗细对液体达到的高度有影响，内径越细，液体所能达到的高度越高，选项C错误；D．举例说明：天然石英是晶体，熔融过的石英是非晶体；晶体硫加热熔化再倒进冷水中，变成柔软的非晶硫，过一会又转化成晶体硫，选项D正确。故选D。3、C【解析】

A项：光线通过平行玻璃砖后，根据折射定律得知，出射光线与入射光线平行，故在bb'侧调整观察视线，另两枚大头针P3和P4不可能插①线上，故A错误；B项：由折射定律得知，光线通过平行玻璃砖后光线向一侧发生侧移，由于光线在上表面折射时，折射角小于入射角，则出射光线向②一侧偏移，如图，故另两枚大头针P3和P4不可能插在③线上，故B错误；C项：若保持O点不动，减少入射角，出射光线折射角也减小，另外两枚大头针P3和P4可能插在①线上，故C正确；D项：若保持O点不动，增大入射角，在bb′侧调整观察视线，看不清P1和P2的像，反射光增强，折射光线减弱，在bb′侧调整观察视线，会看不清P1和P2的像．根据光路可逆性原理得知，光线不可能在bb′界面发生全反射，故D错误．4、C【解析】

A．根据安培定则和左手定则可知，同向电流相互吸引，故A错误；B．负电何在电场中受到的电场力与电场强度方向相反，故B错误；C．根据左手定则可知，负电荷在磁场中如图所示，故C正确；D．根据左手定则可知，电流在磁场中竖直向下，故D错误。故选C。5、C【解析】

A.小球的振幅等于振子位移的最大值，由图读出，振幅为，由于当振子到达最高点时，弹簧处于原长，所以弹簧的最大伸长量为，故选项A错误；B.由图可知时，弹簧处于原长，弹簧的弹性势能最小，为零，故选项B错误；C.到内，小球的沿斜面向下运动，小球的重力势能逐渐减小，故选项C正确；D.时小球经过平衡位置沿斜面向上运动，时小球经过平衡位置沿斜面向下运动，根据动量定理可知回复力的冲量不为零，故选项D错误；6、C【解析】试题分析：A、当矩形线圈作平行于磁感线的平动，线圈中的磁通量都一直为零，因此磁通量不发生变化，无感应电流产生；错误B、当矩形线圈作垂直于磁感线的平动，线圈中的磁通量都一直为零，因此磁通量不发生变化，无感应电流产生；错误C、当矩形线圈绕ab边作转动时，磁通量将发生变化，如当线圈转过90°时磁通量最大，所以有感应电流产生；正确D、当矩形线圈绕ad边作转动时，线圈中的磁通量都一直为零，因此磁通量不发生变化，无感应电流产生；错误故选C考点：感应电流的产生条件点评：产生感应电流的条件是：闭合回路中的磁通量发生变化．因此无论线圈如何运动关键是看其磁通量是否变化，从而判断出是否有感应电流产．二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BD【解析】

由右手定则可知，圆盘顺时针加速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈A中产生的磁场方向向下且磁场增强．由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，ab棒中感应电流方向由a→b．由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向左，故A错误，D正确；同理可知，若圆盘顺时针减速转动时，则ab棒将向右运动，选项B正确；当圆盘顺时针匀速转动时，线圈A中产生恒定的电流，那么线圈B的磁通量不变，则ab棒没有感应电流，则将不会运动，故C错误；8、ACD【解析】

A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的作无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性，选项A正确；B．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体压强作用的缘故，与气体分子间的斥力无关，选项B错误；C．当r<r0时，分子势能随着分子间距离的增大而减小；当r>r0时，分子势能随着分子间距离的增大而增大；则分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大，选项C正确；D．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素，选项D正确；E．当温度升高时，物体内分子的平均速率变大，并非每一个分子热运动的速率都增大，选项E错误。故选ACD。9、AD【解析】

A．由题意知：PM2.5表示直径小于或等于的2.5μm=2.5×10-6m悬浮颗粒，故A正确；B．由题意知，PM10、PM2.5是直径小于或等于10μm、2.5μm的颗粒物，在空气分子作用力的合力作用下做无规则运动，合力不可能始终大于其受到的重力，选项B错误；C．PM10和PM2.5都在空气中做布朗运动，不属于分子运动，选项C错误；D．由材料可知，近地面高度百米的范围内，直径越大的颗粒的浓度随高度的增加减小的越多，可知颗粒直径较小的PM2.5的浓度随高度的增加减小的很小，甚至基本不随高度的增加而变化，故D正确。故选AD。10、ACD【解析】A.当用户功率增大时，降压变压器的输出电流增大，则输电线上的电流增大，可知输电线上的电压损失增大，发电机的输出电压U1不变，则U2不变，可知降压变压器的输入电压减小，所以用户得到的电压U4减小，故A错误；B.因为原副线圈的电压比等于匝数之比，则U1∶U2＝n1：n2，U4∶U1=n1：n4，因为n1∶n2＝n4∶n1，所以U1∶U2＝U4∶U1.故B正确；C.当用户功率增大时，功率增大，降压变压器的输出电流增大，则输电线上的电流增大，可知输电线上的功率损失增大，故C错误；D.用户消耗的功率等于发电机的输出功率减去输电线上损失的功率，输出和损失的功率都增大，故发电机输出功率增大．故D错误．本题选择错误答案，故选ACD点睛：当用户功率增多时，根据降压变压器的输出电流的变化得出输电线上的电流变化，从而得出电压损失的变化，根据升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压和电压损失之和得出用户电压的变化．升压变压器的输出功率等于功率损失和降压变压器的输入功率之和．变压器的原副线圈的电压之比等于匝数之比三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、0.2【解析】

（1）[1][2]．实验中要求电压从零开始调节，故滑动变阻器应选择总阻值较小的R1；由P=UI可知，灯泡的额定电流为0.4A，故电流表应选择A1；

（2）[3]．根据实验要求可知，本实验采用分压接法，同时因灯泡内阻较小，故应采用电流表外接法；电路图如图所示；

（3）[4]．将R0等效为电源内阻，则可视为两灯泡与电动势为6V，内阻为的电阻串联；设灯泡电压为U，电流为I；由闭合电路欧姆定律可知代入数据解得即在对应灯泡伏安特性曲线中作出以上对应图象，图象的交点为灯泡的工作点，如图所示；灯泡的电压为1V，电流为0.2A，则可知