北京市西城区第三十九中2025届物理高二上期末统考试题含解析

北京市西城区第三十九中2025届物理高二上期末统考试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、十九世纪安培为解释地球的磁性做出这样的假设：地球的磁场是由绕着地心的环形电流I引起的，图中假设的引起地球磁场的环形电流方向正确的是（）A. B.C. D.2、交流发电机正常工作时产生的电动势为e=Emsin2ωt，若将其线圈的匝数变为原来的2倍，而转速减为原来的一半，其他条件不变，则产生的电动势的表达式为：A.e=Emsinωt B.e=2EmsinωtC.e=2Emsin2ωt D.e=Emsin2ωt3、如图所示电路中，开关S闭合，当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，以下判断正确的是()A.电压表示数变小，通过灯L1的电流变小，灯L2变亮B.电压表示数变小，通过灯L1的电流变大，灯L2变暗C.电压表示数变大，通过灯L2的电流变小，灯L1变暗D.电压表示数变大，通过灯L2的电流变大，灯L1变亮4、如图有一内电阻为4.4Ω的电解槽和一盏标有“110V60W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电路两端，灯泡正常发光，则()A.电解槽消耗的电功率为120WB.电解槽消耗的电功率为60WC.电解槽的发热功率为60WD.电路消耗的总功率为60W5、如图，绝缘光滑圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c位于圆环最高点，ac连线与竖直方向成60°角，bc连线与竖直方向成30°角，三个小球均处于静止状态。下列说法正确的是（）A.a、b、c小球带同种电荷 B.a、b小球带异种电荷，b、c小球带同种电荷C.a、b小球电量之比为 D.a、b小球电量之比6、两根平行放置的通电长直导线，电流大小分别为I1和I2，方向如图所示，与导线垂直的平面内有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面中心连线的延长线上，c、d在导线横截面中心连线的垂直平分线上，则下列说法正确的是A.当时，a点的磁感应强度可能为零B.当时，b点的磁感应强度可能为零C.当时，c点的磁感应强度可能为零D.当时，d点的磁感应强度可能为零二、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、如图为远距离输电的示意图，若电厂输出电压u=220sin100t（V），则下列表述正确的是（）A.U1＜U2，U3＞U4B.电厂输出电压的有效值U1＝220VC.若电厂输电功率不变，将U2提高为原来的10倍，输电线上损失的功率为原来的D.用户得到的交变电流频率为25Hz8、如图所示，实线为电场线，且AB=BC，电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC电势分别为、、，AB/BC间的电势差分别为UAB、UBC．下列关系中正确的有A. B.C. D.9、物体沿光滑斜面下滑，在此过程中A.斜面对物体的弹力做功为零 B.斜面对物体的弹力的冲量为零C.物体动能的增量等于重力的功 D.物体的动量的增量等于重力的冲量10、在竖直平面内有水平向右的匀强电场。在电场中有一根长为2m的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系质量为0.04kg、带电荷量为3×10-5C的带电小球（视为质点），它静止时细线与竖直方向成37°角，如图所示。给小球一个初速度，让小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，取小球在静止时的位置为电势能和重力势能的零点，下列说法正确的是（取cos37°=0.8，g=10m/s2）()A.匀强电场的电场强度大小为1×104N/CB.小球的动能最小值为0.96JC.小球的机械能最小值为1.54JD.小球运动过程中的最大电势能为0.96J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）电磁波谱的排列是：无线电波、微波、_______________、可见光、紫外线、X射线、γ射线；可用来灭菌消毒的电磁波是____________；在探月工程中，从地球向“月兔号”月球车发指令，电磁波信号经过__________s到达月球车。（已知地月表面距离约为3.84×108m）12．（12分）某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现，里面除了一节1.5V的干电池外，还有一个方形的电池(层叠电池)．为了测定该电池的电动势和内电阻，实验室中提供如下器材：A.电流表A1(满偏电流10mA，内阻10Ω)；B.电流表A2(0～0.6A，内阻未知)；C.滑动变阻器R0(0～100Ω，1A)；D.定值电阻R(阻值990Ω)；E.开关与导线若干该同学根据现有的实验器材，设计了如图甲所示的电路，图乙为该同学根据上述设计的实验电路测出多组数据并绘出的I1—I2图线(I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数)，则由图线可以得到被测电池的电动势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）如图所示，一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场，在ad边中点O，方向垂直磁场向里射入一速度方向跟ad边夹角θ=30゜、大小为v0（未知量）的带正电粒子，已知粒子质量为m，电量为q，ad边长为L，ab边足够长，粒子重力不计，求：(1)若粒子恰好不能从磁场下边界射出，求粒子的入射速度大小v01；(2)若粒子恰好沿磁场上边界切线射出，求粒子的入射速度大小v02；(3)若带电粒子的速度v0大小可取任意值，求粒子在磁场中运动的最长时间。14．（16分）如图所示，在电子枪右侧依次存在加速电场，两水平放置的平行金属板和,竖直放置的荧光屏。加速电场的电压为，两平行金属板的板长、板间距离均为,荧光屏距两平行金属板右侧距离也为。电子枪发射的质量为、电荷量为的电子，从两平行金属板的中央穿过，打在荧光屏的中点。不计电子进入加速电场前的速度及电子重力。(1)求电子进入两金属板间时的速度大小;(2)若两金属板间只存在垂直纸面向外的匀强磁场(如图)，求电子到达荧光屏的位置与点距离的最大值和此时磁感应强度的大小;(3)若两金属板间只存在竖直方向的匀强电场，两板间的偏转电压为，电子会打在荧光屏上某点，该点距点距离为，求此时与的比值。15．（12分）如图所示，在直角坐标系xOy的y轴右侧有磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场（范围足够大），质量为m、电荷量为q（不计粒子所受重力，不计粒子间的所有作用力）的带负电粒子以不同的速度从P点出发，沿PQ1方向匀速运动进入y轴右侧磁场。已知P点的坐标为（-2L，0），在y轴上的Q1、Q2两点的坐标分别为（0，L）、（0，-L）。在坐标为（-L，0）处的C点固定一平行于y轴且长为的绝缘挡板，D为挡板最高点。（1）若某粒子能从Q直接到达Q处求该粒子从Q到达Q2的时间t；（已知）（2）若某粒子能从Q1直接到达原点O处，求该粒子的速度大小v；（3）若磁场由于某种原因范围突然缩小且变为矩形，且磁场左边界仍在y轴上，发现有粒子恰好能撞在挡板最高点D处，求此时磁场的最小矩形面积S。

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】地磁场的分布情况：地磁的北极在地理南极的附近，地磁的南极在地理北极的附近，故右手的拇指必需指向地球南极，然后根据安培定则四指弯曲的方向是电流流动的方向，故环形电流的方向由东向西流动，故ACD错误，B正确。故选B。2、A【解析】根据Em=NBSω判断电动势的峰值，由e=Emsinωt知电动势的表达式判断新产生的电动势的表达式【详解】由Em=NBSω知若线圈的匝数变为原来的2倍，而转速减为原来的一半时Em不变；转速变为一半，由e=Emsinωt知电动势的表达式为e′=Emsinωt故A正确，BCD错误故选A。3、A【解析】当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律分析得知，干路电流增大，通过灯L2的电流变大，则灯L2变亮；电源的内电压和L2的电压增大，路端电压减小，则并联部分电压减小，电压表读数变小，通过灯L1的电流变小，灯L1变暗；AB．综上分析电压表读数变小，通过灯L1的电流变小，L1变暗；通过灯L2的电流变大，L2变亮，A正确B错误；CD．综上分析电压表读数变小，通过灯L1的电流变小，L1变暗；通过灯L2的电流变大，L2变亮，CD错误；故选A4、B【解析】A,B项：由于灯泡正常发光，所以电解槽的电压应该和灯泡两端的电压是相等的，都是110V，由于电解槽和灯泡串联，它们的电流相等，所以,所以电解槽的输入功率为：，所以A错误．B项正确C项、电解槽的发热功率为：，所以C项错误D项、电路消耗总功率为为：,所以D错误故选项B正确5、D【解析】AB．对a，a受到重力、环的支持力以及b、c对a的库仑力，重力的方向在竖直方向上，环的支持力以及b对a的库仑力均沿圆环直径方向，故c对a的库仑力为引力，同理可知，c对b的库仑力也为引力，所以a与c的电性一定相反，与b的电性一定相同。即：a、b小球带同种电荷，b、c小球带异种电荷，故AB错误；CD．对c小球受力分析，将力沿水平方向和竖直方向正交分解后可得又解得：故C错误，D正确。故选D。6、B【解析】A．因两根通电导线在a点产生的磁场方向相反，而I1与a点较近，则当时，a点的磁感应强度不可能为零，选项A错误；B．因两根通电导线在b点产生的磁场方向相反，而I2与b点较近，则当时，b点的磁感应强度可能为零，选项B正确；C．当时，由安培定则可知，两根导线在c点产生的磁场的合磁场方向沿虚线竖直向上，即c点的磁感应强度不可能为零，选项C错误；D．当时，由安培定则可知，两根导线在d点产生的磁场的合磁场方向沿虚线竖直向上，即d点的磁感应强度不可能为零，选项D错误；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、AC【解析】A．电厂发出的电，经过升压变压器进行升压，后经过降压变压器降压后输送给用户，所以故A正确；B．根据有效值与最大值的关系可知故B错误；C．若U2提高为原来的10倍，由公式则电流为原来的，根据可知，输电线上损失的功率为原来的，故C正确；D．由题意可知，输电过程中功率不变，所以用户得到交流电的频率仍为50Hz，故D错误。故选AC。8、AB【解析】A.由电场线的密集程度可看出电场强度大小关系为，故A正确；B.A、B、C三点处在一根电场线上,根据沿着电场线的方向电势逐渐降落,故有，故B正确；C.电场线密集的地方电势降落较快，由U=Ed知：UAB>UBC，故C错误，D错误故选AB.9、AC【解析】A.物体沿斜面下滑时弹力方向与物体位移方向垂直，斜面对物体的弹力不做功，故选项A符合题意；B.斜面对物体的弹力的冲量：所以斜面对物体的弹力的冲量不为零，故选项B不符合题意；C.由动能定理可知，物体动能的增量等于合外力的功，等于重力对物体所做的功，故选项C符合题意；D.根据动量定理可知物体动量的增量等于合外力的冲量，不等于重力的冲量，故选项D不符合题意10、ACD【解析】A．小球静止时有解得，故A正确；B．将重力和电场力合成后的合力为，小球能在竖直平面内做圆周运动，其等效最高点为将绳反向延长与圆的交点，如图所示，在等效最高点时动能最小，由F提供向心力可得故动能最小值为故B错误；C．电场力做负功最多时，机械能最小，故机械能最小的点为圆轨道最左边的点，如图中C点，从A到C，电场力做功为在A点时，小球的机械能为从A到B，由动能定理可得故小球在C位置的机械能为故C正确；D．小球在C位置时电势能最大，故小球的最大电势能为故D正确；故选ACD。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.红外线②.紫外线③.1.28【解析】考查电磁波谱，电磁波的特性，电磁波的传播。【详解】[1]．电磁波谱根据波长从长波到短波排列顺序是：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线；[2]．紫外线具有灭菌消毒的作用；[3]．电磁波在真空中传播速度为光速，所以：。12、①.9.0V②.10Ω【解析】表头及定值电阻充当电压表使用，则由闭合电路欧姆定律可得出表达式，由图象结合表达式可得出电动势和内电阻.【详解】表头的示数与定值电阻阻值的乘积可作为路端电压处理，则由闭合电路欧姆定律可知：，即，由图可知，图象与纵坐标的交点为9.0mA，则有：，解得E=9.0V；由图象可知图象的斜率为10×10-3，由公式得图象的斜率等于，故，解得r=10Ω【点睛】本题为测量电源的电动势和内电阻的实验的变形，注意由于没有电压表，本实验中采用改装的方式将表头改装为电压表，再根据原实验的研究方法进行分析研究四、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、(1)；(2)；(3)【解析】(1)(2)两临界情况的运动轨迹如图所示若粒子速度为，则解得设圆心在处对应圆