北京市西城区第十三中学2023年高二物理第一学期期末学业水平测试试题含解析

北京市西城区第十三中学2023年高二物理第一学期期末学业水平测试试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、关于元电荷的理解，下列说法正确的是（）A.元电荷就是电子B.元电荷是表示跟一个电子所带电荷量数值相等的电荷量C.元电荷就是质子D.物体所带电量不一定是元电荷的整数倍2、如图，长为的直导线拆成边长相等，夹角为的形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为，当在该导线中通以电流强度为的电流时，该形通电导线受到的安培力大小为A.0 B.0.5C. D.3、如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上．当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc．已知bc边的长度为l．下列判断正确的是（）A.Ua＞Uc，金属框中无电流B.Ub＞Uc，金属框中电流方向沿a﹣b﹣c﹣aC.Ubc=﹣Bl2ω，金属框中无电流D.Ubc=Bl2ω，金属框中电流方向沿a﹣c﹣b﹣a4、某运动员在米跨栏时采用蹲踞式气泡，发令枪响后，左脚迅速蹬离起跑器，在向前加速的同时提升身体重力，如图所示，假设质量为的运动员，在起跑时前进的距离内，重心上升高度为，获得的速度为，克服阻力做功为，则在此过程中，下列说法中正确的是（）A.运动员的重力做功为B.运动员机械能增量为C.运动员的动能增加量D.运动员自身做功为5、如图，竖直平面内有一水平向左的匀强电场，在电场中从A点由静止释放一带电液滴，该带电液滴沿直线由A点运动到B点，下列说法正确的是()A.液滴带正电 B.液滴的电势能增加C.液滴的机械能增加 D.液滴的机械能减少6、如图所示，过山车轨道可视为竖直平面内半径为R的圆轨道．质量为m的游客随过山车一起运动，当游客以速度v经过圆轨道的最高点时（）A.处于超重状态B.速度v的大小一定为C.向心加速度方向竖直向下D.座位对游客的作用力为二、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、两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示，c时两负电荷连线的中点，d点在正电荷的正上方，c、d到正电荷的距离相等，则（）A.a点的电场强度比b点的大B.a点的电势比b点的高C.c点的电场强度比d点的大D.c点的电势比d点的低8、如图所示，小明将圆柱形强力钕磁体（可导电）吸附在干电池的负极上，铜导线折成的线框上端放在干电池的正极上，下端与钕磁铁接触，组成了简易的电动机。松手后，线框开始顺时针转动（从上向下看），下列说法正确的是（）A.电动机的工作原理为电磁感应现象 B.电动机的工作原理为通电导线在磁场中受安培力的作用C.钕磁体的上端为N极 D.钕磁体的上端为S极9、如图所示，四幅有关电场说法正确的是：()A.图甲为等量异种点电荷形成的电场线B.图乙离点电荷距离相等的a、b两点场强相同C.图丙中在c点静止释放一正电荷，可以沿着电场线运动到d点D.图丁中某一电荷放在e点与放到f点，它们的电势能相同10、下列关于机械波的说法中正确的是A.一列声波由空气传播到水中，频率和波长都发生变化B.火车鸣笛时向观察者驶来，观察者听到的笛声频率比声源发出的频率高C.在波动中，振动相位总是相同的两个质点间的距离，叫做波长D.对于同一障碍物，波长越长的波越容易发生明显衍射现象三、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）如图所示为实验室常用的两个量程的电压表原理图．当使用O、A两接线柱时，量程为3V；当使用O、B两接线柱时，量程为15V．已知电流计的内电阻Rg=500Ω，满偏电流Ig=100μA．则电阻R=____Ω,R=____Ω12．（12分）一同学用图甲电路测量电源的电动势和内阻。所用的实验器材有：待测电源（电动势约为3V，内阻约为7Ω），保护电阻R1（阻值为10Ω），滑动变阻器R（阻值范围为0~20Ω），电流表④，电压表，开关S，导线若干。他的主要实验步骤如下：①按图甲连接电路②将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关③逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I④以U为纵坐标、I为横坐标，作U一I图象（U、Ⅰ都用国际单位）（1）测量电源的电动势和内阻，电压表应选用____；电流表应选用____。（均填选项标号）A.电压表（0~15V，内阻约为15kΩ）B.电压表（0~3V，内阻约为3kΩ）C.电流表（0~300mA，内阻约为2Ω）D.电流表（0~30mA，内阻约为20Ω）（2）用该电路测量出多组数据，作出图乙所示的U-Ⅰ图象，则待测电源电动势E=___V、内阻r=___Ω。（结果均保留两位有效数字）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）如图，两根间距为L＝0.5m的平行光滑金属导轨间接有电动势E＝3V、内阻r＝1Ω的电源，导轨平面与水平面间的夹角θ＝37°．金属杆ab垂直导轨放置，质量m＝0.2kg．导轨与金属杆接触良好且金属杆与导轨电阻均不计，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中．当R0＝1Ω时，金属杆ab刚好处于静止状态，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8（1）求磁感应强度B的大小；（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，求金属杆的加速度14．（16分）如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m，a、b间的电场强度为E=5.0×105N/C，b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m=4.8×10-25kg、电荷量为q=1.6×10-18C的带正电的粒子(不计重力)，从贴近a板的左端以v0=1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的Q处（图中未画出）．求P、Q之间的距离L15．（12分）ABC表示竖直放在电场强度为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BC部分是半径为R的圆环，轨道的水平部分与半圆环相切．A为水平轨道上的一点，而且AB=R=0.2m，把一质量m=0.1kg，带电量为q=+C的小球，放在A点由静止释放后，求：（g=10m/s2）(1)小球到达C点的速度大小(2)小球在C点时，轨道受到的压力大小

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、B【解析】AC．元电荷是指最小的电荷量，元电荷不是代表电子或质子，电子和质子的电荷量等于元电荷，AC错误；BD．任何带电体所带电荷都等于元电荷或者是元电荷的整数倍，B正确，D错误；故选B。2、C【解析】导线在磁场内有效长度为，故该V形通电导线受到安培力大小为，选项C正确，选项ABD错误考点：安培力【名师点睛】由安培力公式进行计算，注意式中的应为等效长度，本题考查安培力的计算，熟记公式，但要理解等效长度的意义3、C【解析】因为当金属框绕轴转运时，穿过线圈abc的磁通量始终为0，故线圈中无感应电流产生，选项BD错误；但对于bc与ac边而言，由于bc边切割磁感线，故bc边会产生感应电动势，由右手定则可知，c点的电势要大于b点的电势，故Ubc是负值，且大小等于Bl×=Bl2ω，故选项C正确；对于导体ac而言，由右手定则可知，c点的电势大于a点的电势，故选项A错误，所以选项C是正确的考点：导合格切割磁感线产生感应电动势【名师点睛】该题既可以通过法拉第电磁感应定律得出线圈abc的感应电流情况，又可以通过对bc边和ac边的研究，看它们切割磁感线时产生感应电动势的大小，判断导线端点的电势大小情况4、B【解析】运动员的重心升高量为h，则运动员的重力做功为，故A错误；运动员的重心升高量为h，获得的速度为v，则其机械能增加量为，故B正确；运动员起跑前处于静止状态，起跑后获得的速度为v，则运动员的动能增加了，故C错误；根据动能定理得，得到，故D错误5、C【解析】A．由题可知，带电液滴只受重力和电场力作用，两个力都是恒力，其合力沿方向，则电场力必定水平向右，与电场强度方向相反，故液滴带负电，故A错误；B．由到过程中，电场力做正功，液滴的电势能减小，故B错误；CD．根据除重力以外的力做功，导致机械能变化，由于电场力做正功，可知液滴的机械能增加，故C正确，D错误；故选C。6、C【解析】游客做圆周运动，在最高点，受重力和轨道的压力，合外力提供向心力，合外力向下，加速度竖直向下，游客处于失重状态，故A错误，C正确；在最高点，根据向心力公式得：mg+N=m；只有当N=0时，v=，故B错误；在最高点，根据向心力公式得：mg+N=m；解得：N=m-mg，故D错误．故选C点睛：本题主要考查了向心力公式的直接应用，要求同学们能正确对物体进行受力分析，知道当加速度方向向上时，处于超重状态，当加速度方向向下时，处于失重状态，难度不大，属于基础题二、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、ACD【解析】由图知，a点处的电场线比b点处的电场线密集，c点处电场线比d点处电场密集，故AC正确；过a点画等势线，与b点所在电场线的交点在b点沿电场线的方向上，所以b点的电势高于a点的电势，故B错误；同理可得d点电势高于c点电势，故D正确【点睛】本题是对电场基本性质的理解，电场线与电场强度、电势的关系，可由电场线的疏密判断电场的强弱，由电势的叠加判断电势的高低，也可以通过画等势线，判断电势的高低8、BC【解析】AB．电动机的工作原理是线圈先通电在磁场中受安培力而转动，而发电机是动力装置先带动线圈转动切割磁感线从而产生感应电流，故A错误，B正确；CD．对线框的下端平台侧面分析，若钕磁体上端为S极，下端为N极，周围磁感线由上往下斜穿入线框内部，在垂直于纸面向外的径向上，磁感应线有垂直于纸面向里的分量，在此径向上的负电荷由下往上运动，由左手定则知：此负电荷受到垂直于径向沿纸面向右的洛伦兹力，即在径向的左垂线方向；同理，其他任一径向上的电荷均受到左垂线方向的洛伦兹力（中心原点除外），所以由上往下看（俯视），线框沿逆时针转动，同理若钕磁体上端为N极，下端为S极，则转动方向由上往下看（俯视），线框沿顺时针转动，故C正确，D错误。故选BC。9、AD【解析】首先知道常见电场的电场线的分布特点，电场线的疏密程度反映电场的强弱，某点切线方向表示该点的场强方向；利用曲线运动的条件，分析静止试探电荷的运动情况【详解】电场线从正电荷出发到负电荷终止，由图甲可知，该图为等量异种点电荷形成的电场线．故A正确；电场强度是矢量，由图可知，距离乙点电荷距离相等的a、b

两点场强大小相等，但方向不相同．故B错误；电场线不是带电粒子运动的轨迹，由图丙，过c、d的电场线是曲线，则从c

点静止释放一正电荷，电荷不能沿着电场线运动到d

点．故C错误；该电容器极板之间的电场为匀强电场，由图可知c点与f点在同一个等势面上，所以某一电荷放在e

点与放到f

点，它们的电势能相同．故D正确．故选AD10、BD【解析】A．一列声波由空气传播到水中，频率不变，波速变大，由知波长变长，故A错误；B．火车鸣笛时向观察者驶来，产生多普勒效应，观察者听到的笛声频率比声源发出的频率高，故B正确；C．在波动中，相邻的振动相位总是相同的两个质点间的距离，叫做波长，故C错误；D．波长越长的波波动性越强，对于同一障碍物，波长越长的波越容易发生明显衍射现象，故D正确三、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、①.;②.;【解析】串联分压电路的特点就是电流相同，在改装的电压表中，各量程达到满偏电压时，经过“表头”的电流均为满偏电流．根据串并联规律，接O、A时有：解得：；接O、B时有：解得：R2=1.2×105Ω【点睛】明确电表的改装原理，知道电压表是电流表与分压电阻串联而成，当电压表达到量程时通过电流表的电流应为满偏电流12、①.B②.C③.3.0④.7.2【解析】（1）[1][2]由于待测电表的电动势约为3V，故电压表应该选择B，由于电路中的最大电流约为故电流表应该选择C。（2）[3][4]由闭合电路欧姆定律可得故该图像与纵轴的交点即为电源电动势，故电动势为3.0V；该图像的斜率即表示电源内阻，故电源内阻为7.2