2025届北京市西城区第十三中学高二物理第一学期期末学业水平测试模拟试题含解析

2025届北京市西城区第十三中学高二物理第一学期期末学业水平测试模拟试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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、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.元电荷就是正电子C.元电荷就是质子D.元电荷是表示跟电子或质子所带电量数值相等的电荷量2、在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器。如图所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是（）A. B.C. D.3、如图所示，一根通电直导线竖直地放在水平向右的匀强磁场中，此时导线受到的磁场力大小为F1．现保持流过导线的电流大小不变，将导线绕其下端在竖直平面内缓慢旋转90°到达沿磁场方向的的虚线位置时，导线受到的磁场力大小为F2．则下列叙述正确的是（）A.F1=0，F2≠0，F2的方向为竖直向上B.F1=0，F2≠0，F2的方向为水平向里C.F1≠0，F2=0，F1的方向为水平向外D.F1≠0，F2=0，F1的方向为水平向里4、关于光电效应，下列说法正确的是（）A.只要光照射的时间足够长，任何金属都能发生光电效应B.从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小C.截止频率越大的金属材料逸出功越大D.入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多5、关于磁感线和电场线，下列说法中正确的是（）A.磁感线和电场线都是一些互相平行的直线B.磁感线一定是闭合曲线，而电场线也可能是闭合曲线C.磁感线起始于N极，终止于S极；电场线起始于正电荷，终止于负电荷D.电场线和磁感线都可以用其疏密表示电场强度和磁感应强度的强弱6、如果人造地球卫星受到地球的引力为其在地球表面时的一半,则人造地球卫星距地面的高度是（已知地球的半径为R）A.R B.C. D.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、如图所示，一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路，开关闭合。在增大电容器两极板间距离的过程中（）A.电容器的电容变小B.电容器两极板间场强不变C.电容器两极板间电压增大D.电阻R中有从a流向b的电流8、如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的两只灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下面说法中正确的是（）A合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮B.合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮C.断开开关S切断电路时，A2立刻熄灭，A1过一会才熄灭D.断开开关S切断电路时，A1、A2都要延迟一会再熄灭9、霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器,已发展成一个品种多样的磁传感器产品族,得到广泛应用．如图为某霍尔元件的工作原理示意图,该元件中电流I由正电荷定向运动形成,下列说法正确的是()A.M点电势比N点电势高B.用霍尔元件可以测量地磁场的磁感应强度C.用霍尔元件能够把磁学量转换为电学量D.若保持电流I恒定则霍尔电压UH与B成正比例10、利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域．如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电压U．下列说法中正确的有A.电压U仅与材料有关B.电压U与电流I有关C.若元件的载流子是自由电子，则C侧面电势低于D侧面电势D.若元件的载流子是正粒子，则C侧面电势低于D侧面电势三、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）某同学研究小灯泡的伏安特性,所使用的器材有：小灯泡L(额定电压3.8V，额定电流0.32A)电压表V(量程3V，内阻3kΩ)电流表A(量程0.5A，内阻0.5Ω)固定电阻(阻值1000Ω)滑动变阻器R(阻值0～9.0Ω)电源E(电动势5V，内阻不计)开关S，导线若干（1）实验要求能够实现在0～3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图____（2）实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻___(填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率____(填“增大”“不变”或“减小”)（3）用另一电源(电动势4V，内阻1.00Ω)和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率，闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为___W．(结果均保留2位有效数字)12．（12分）描绘标有“3V，0.6W”小灯泡的伏安特性曲线．要求小灯泡两端的电压由零逐渐增加到3V，且便于操作．已选用的器材有：电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω）；电流表（量程为0～250mA，内阻约5Ω）；电压表（量程为0～3V，内阻约3kΩ）；电键一个，导线若干（1）实验中所用的滑动变阻器应选下列中的_____（填字母代号）A．滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1A）B．滑动变阻器（最大阻值1750Ω，额定电流0.3A）（2）先用多用电表粗测小灯泡电阻，若用“×1”挡测量电阻，多用电表表盘如图1所示，则读数为_____Ω（3）该实验的电路图应选用图2中的_____．（填字母代号）（4）实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图3所示．如果将这个小灯泡接到电动势为2.0V，内阻为10Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是_____W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，MN、PQ为足够长的光滑平行导轨，间距L=0.5，导轨平面与水平面间的夹角θ=，⊥，间连接一个的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度为=1T。将一根质量为=0.02的金属棒紧靠放置在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒的电阻，其余部分电阻不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与平行。当金属棒滑行至处时速度大小开始保持不变，cd距离NQ为s=0.5，，不计空气阻力。求：(1)求金属棒达到稳定时的速度是多大？(2)金属棒从静止开始到稳定速度的过程中，电阻R上产生的热量是多少？(3)若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，可使金属棒中不产生感应电流，则磁感应强度B应怎样随时间变化？14．（16分）利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差：(1)如图所示，应该选择的实验电路图是_____（选填“a”或“b”）。(2)现有电流表（0~0.6A）、开关和导线若干，以及以下器材：A.电压表（0~15V）B.电压表（0~3V）C.滑动变阻器（0~30Ω）D.滑动变阻器（0~500Ω）实验时，电压表应选用_____，滑动变阻器应选用_____。(3)某同学记录的六组数据见下表，其中五组数据的对应点已经标在图中的坐标纸上，请标出第2组数据的对应点，并画出U－I图像。（）序号123456电压U/V1.451.401.301.251.201.10电流I/A0.060.120.240.260.360.48(4)由图像可得：该电池的电动势E=__V，内阻r=_____Ω（小数点后保留2位数字）。15．（12分）如图所示，质量为m、电荷量为+q的粒子，从容器A下方的小孔S1不断飘入加速电场，其初速度几乎为零，粒子经过小孔S2沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做半径为R的匀速圆周运动，随后离开磁场，不计粒子的重力及粒子间的相互作用（1）求粒子在磁场中运动的速度大小v；（2）求加速电场的电压U；

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、D【解析】元电荷是指最小的电荷量，是表示跟电子或质子所带电量数值相等的电量，物体所带的电量只能是元电荷的整数倍，元电荷不是电荷，不是指质子或者是电子；A．与分析不符，故A错误；B．与分析不符，故B错误；C．与分析不符，故C错误；D．与分析相符，故D正确；故选D。2、A【解析】电流互感器应串联在需要测量的电流的线路中，且连电流表的线圈电流小，由＝知，电流小的线圈匝数多。故选A。3、D【解析】通电直导线竖直放置时，其所受安培力F1=BIL≠0，根据左手定则可判定安培力方向水平向里；当通电直导线沿磁场方向放置时，其所受安培力F2=0，ABC错误，D正确。故选D4、C【解析】A．电子在发生跃迁的时候一次只能吸收一个光子，而所谓极限频率是指处于最外层的电子发生电离所要吸收的光子的频率，故只要入射光的频率低于金属的极限频率，无论时间多长，无论光的强度多大，都不会发生光电效应，故A错误；B．根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子的最大初动能跟入射光的频率和金属的逸出功都有关，故B错误；C．根据爱因斯坦光电效应方程可知故金属的截止频率越大，金属材料的逸出功越大，故C正确;D．单位时间内逸出的光电子的数目多少跟入射光的强度有关，入射光的光强一定时，频率越高，光子能量越大，则光子数越小，单位时间内逸出的光电子的数目越小，故D错误。故选C。5、D【解析】A．磁感线和电场线不一定互相平行，故A错误；B．磁体周围的磁感线从N极出发回到S极，在内部则是从S极回到N极，磁感线是闭合曲线，电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，静电场线不是闭合曲线，故B错误；C．电场线起始于正电荷，终止于负电荷，磁体周围的磁感线从N极出发回到S极，在内部则是从S极回到N极，故C错误；D．电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，磁场的强弱可以利用磁感线的疏密程度来描述。磁场越强，磁感线越密集，故D正确。故选D。6、C【解析】由万有引力定律得：，，解得r=R，则卫星距地面的高度h=r-R=（-1）R；故选C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、AD【解析】A．由可知，d增大C变小，A正确；BC．始终与电源相连U不变，由可知，d增大E变小，BC错误；D．由可知，Q减小，电容器放电，上极板充入的正电荷通过电阻流出，故电阻R中有从a流向b的电流，D正确。故选AD。8、AD【解析】AB．合上开关S接通电路，A2立即亮，线圈对电流的增大有阻碍作用，所以通过A1的电流慢慢变大，最后两灯泡的电压一样大，所以一样亮。故A正确，B错误；CD．断开开关S切断电路时，通过A2的原来的电流立即消失，线圈对电流的减小有阻碍作用，所以通过A1的电流会慢慢变小，并且通过A2，所以两灯泡一起过一会儿熄灭。故C错误，D正确。故选AD。9、BCD【解析】电流I的形成是由于正电荷的定向移动，由此可知正电荷定向移动垂直向里，所受洛伦兹力向右，A错；当电荷所受洛伦兹力等于电场力时不再偏转，电压恒定如果已知电荷定向移动速度可求出磁感强度，B对；同样，强磁场对应大电压，C对；电流恒定，电荷定向移动速度恒定，D对；10、BC【解析】AB.根据CD间存在电势差，之间就存在电场，电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，设霍尔元件的长宽高分别为a、b、c，则有：又：则有：n由材料决定，故UCD与材料有关；UCD还与厚度c成反比，与宽b无关，同时还与磁场B与电流I有关，故A错误，B正确C.若霍尔元件的载流子是自由电子，根据左手定则，电子向C侧面偏转，C表面带负电，D表面带正电，所以C表面的电势于低D侧面电势，故C正确D.若霍尔元件的载流子是正粒子，根据左手定则，正粒子向C侧面偏转，C表面带正电，D表面带负电，所以C表面的电势高于D侧面电势，故D错误三、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.电路图见解析；②.增大；③.增大；④.0.39【解析】（1）[1]．因本实验需要电流从零开始调节，因此应采用滑动变阻器分压接法；因灯泡内阻与电流表内阻接近，故应采用电流表外接法；另外为了扩大电压表量程，应用R0和电压表串联，故原理图如图所示；（2）[3][4]．I-U图象中图象的斜率表示电阻的倒数，由图可知，图象的斜率随电压的增大而减小，故说明电阻随电流的增大而增大；其原因是灯丝的电阻率随着电流的增大而增大；（3）[5]．当滑动变阻器的阻值最大为9.0Ω时，电路中的电流最小，灯泡实际功率最小，由E=U+I（R+r）得U=-10I+4，作出图线①如图所示．由交点坐标可得U1=1.78V，I1=221mA，P1=U1I1≈0.39W；12、①.A②.8.0③.C④.0.1【解析】（1）为方便实验操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器；（2）欧姆表的电阻等于指针的读数与档位的乘积；（3）根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法，然后选择电路图；（4）在I-U图象中做出等效电源的伏安特性曲线，两图象的交点为灯泡的实际工作点，由图读出电流值和电压值则可求得功率【详解】（1）为方便实验操作，滑动变阻器应选择小电阻A；（2）欧姆表读数为：8×1=8.0Ω；（3）灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V，滑动变阻器应采用分压接法，灯泡正常发光时的电阻，电流表内阻约为5Ω，电压表内阻约为3kΩ，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，应选图C所示电路；（4）在对应的I-U图象中作出电源的伏安特性曲线如图所示，两图的交点表示灯泡的工作点，则由图可知，电压U=1.0V，电流I=0.1A，则功率P=UI=1.0×0.1=0.1W【点睛】要熟记电学实验基本要求：伏安法测电阻时注意电流表内外接法的选择方法，当待测电阻值远小于电压表内阻时，电流表用外接法；当待测电阻值远大于电流表内阻时，电流表用内接法．在要求电流或电压值从零调时，滑动变阻器应用分压式，此时应选阻值小的变