北京市首师大附中2025届高二物理第一学期期中学业水平测试模拟试题含解析

北京市首师大附中2025届高二物理第一学期期中学业水平测试模拟试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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、一带电油滴在匀强电场E中从a到b的运动轨迹如图虚线所示，电场方向竖直向下，不计空气阻力，此带电油滴从a到b的过程中，能量变化情况是A．动能减小B．电势能增加C．重力势能和电势能之和减小D．动能和电势能之和增加2、水平面内有一等边三角形ABC，O点为三角形的几何中心，D点为O点正上方一点，O点到A、B、C、D四点的距离均为L．现将三个电荷量均为Q的正点电荷分别固定在A、B、C处，如图所示,已知静电力常量为k，则D点的场强大小为()A．B．C．D．3、把一根粗细均匀金属导线剪掉，剩余导线电阻为原来的（）A． B． C．2倍 D．3倍4、电场中有A、B两点，一个点电荷在A点的电势能为1.2×10－8J，在B点的电势能为8.0×10－9J。已知A、B两点在同一条电场线上，如图所示，该点电荷的电荷量为1.0×10－9C，那么()A．该电荷为负电荷B．该电荷为正电荷C．A、B两点的电势差UAB＝4.0VD．把电荷从A移到B，静电力做功为W＝4.0J5、带正电的空心金属球壳置于绝缘支架上，将4个原来不带电的金属小球按图示位置放置，A球用绝缘轻绳竖直悬挂，B球接地，C球用导线与球壳内部相连，D球与球壳内部接触。设大地电势为零，当达到静电平衡时，下列说法正确的是A．由于静电感应，A球带负电 B．B球带负电，电势为零C．C球不带电 D．D球带正电，电势为零6、在“互成角度的两个力的合成”实验中，用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使它伸长到某一位置O点．为了确定两个分力的大小和方向，这一步操作中必须记录的是（

）A．橡皮条固定端的位置

B．描下O点位置、两条细绳套的方向及两个弹簧测力计的读数C．橡皮条伸长后的总长度

D．两个弹簧测力计的读数二、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，一个充好电与电源断开的竖直放置的平行板电容器，左极板带负电，右极板带正电，板间电场可视为匀强电场。一个质量为m、带电量为-q的油滴，从O点以速度v射入板间，v的方向与水平方向成θ角，油滴到达运动轨迹的最高点N（图中未标出）时，速度大小又为v，并恰好打在电容器的极板上，重力加速度为g，则以下说法中正确的是A．板间的场强大小为B．最高点N与O点的电势差为C．如果两板间距离变小，O点到右板的距离不变，则最高点N的位置变低D．如果两板间距离变小，O点到右板的距离不变，则最高点N的位置变高8、两个相同的带电导体小球所带电荷量的比值为1：3，相距为r时库仑力的大小为F，今使两小球接触后再分开放到相距为2r处，则此时库仑力的大小为（）A． B． C． D．9、如图所示的真空空间中，仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大小相等的点电荷，则图中a，b两点电场强度和电势均相同的是（）A． B．C． D．10、A、B两个半径相同的天体各有一个卫星a、b环绕它们做匀速圆周运动，两个卫星的质量相等，环绕周期之比为4：1，A、B各自表面重力加速度之比为4：1（忽略天体的自转），则（）A．a、b轨迹半径之比为4：1B．a、b的动能之比为1：1C．A、B密度之比为4：1D．a、b所受向心力之比为1：16三、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）在测定金属电阻率的实验中，用伏安法测定一段阻值约为5左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：A．电池组（3V）B．电流表（0~3A，内阻约0.0125）C．电流表（0~0.6A，内阻约0.125）D．电压表（0~3V，内阻约3k）E．电压表（0~15V，内阻约15k）F．滑动变阻器（0~20，额定电流1A）G．滑动变阻器（0~2000，额定电流0.3A）H．电键、导线．（1）根据实验的实际需要，电流表应选_________，电压表应选_________，滑动变阻器应选_________．（2）实验电路应采用电流表________接法．（填“内”或“外”）（3）实验中某组电压表的示数如图A所示，则U=________V，电流表的示数如图B所示，则I=________A．（4）待测电阻是一根均匀材料制成的金属丝（横截面为圆形），用刻度尺测量其长度，用螺旋测微器测量其直径，结果分别如图C和图D所示．由图可知其长度l=__________cm，直径d=_______mm．12．（12分）（1）某同学在实验室测定金属丝电阻率的实验中游标卡尺测量长度如图甲所示,可知其长度为__________mm；如图乙所示,用螺旋测微器测金属丝的直径的测量值__________mm；（2）影响材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减小某学校研究小组需要研究某种材料的导电规律，他们用这种材料制作成电阻较小的元件P，测量元件P中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律．图a是他们按设计好的电路连接的部分实物图，请添加三根导线，使电路完整______。（3）改变滑动变阻器的阻值,记录两电表的读数根据表中数据，在图b中画出元件P的图像______，并判断元件P是_______（金属材料还是半导体材料）；（4）若可供选择的滑动变阻器（R1:最大阻值为2.5，额定电流为0.25A；R2最大阻值为5，额定电流1.5A）则本实验应该选用滑动变阻器_______。把元件P接入如图c所示的电路中，已知定值电阻R阻值为10，电源势为2V，内阻不计，利用图b计算该元件实际消耗的电功率为_________。四、计算题：本题共2小题，共26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,在直角坐标系xoy中，矩形区域oabc内(包含边界)有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小B=2×10-2T；第一象限内有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小E=1×104N/C。已知矩形区域oa边长为1.6m，ab边长为0.5m。在bc边中点N处有一放射源，某时刻,放射源沿纸面向磁场中各方向均匀地射出速率均为v=2×106m/s的某种带正电粒子，带电粒子质量m=1.6×(1)粒子在磁场中运动的半径；(2)从ab边射出粒子(不进入电场区域)的最长轨迹的长度及射出ab边时的位置坐标；(3)沿x轴负方向射出的粒子,从射出到从y轴离开磁场所用的时间。14．（16分）如图所示，在xOy平面内,直线OP与y轴的夹角α=45°。第一、第二象限内存在大小相等,方向分别为竖直向下和水平向右的匀强电场,电场强度E=1.0×105N/C，现有一带正电的粒子从直线OP上某点A(-L，L)处静止释放.设粒子的比荷=4.0×107C/kg，粒子重力不计。当L=2cm时，求:（1）粒子进入第四象限时与x轴交点的横坐标；（2）粒子进入第四象限瞬时速度的大小和方向。15．（12分）一台“6V，15W”的直流电动机的线圈电阻为R=0.5Ω，接在电动势E=6V，内阻r=0.5Ω的电源上工作时，测得电动机两端电压是5V，求：（1）电源的总功率；（2）电源的输出功率；（3）电动机的发热功率；（4）电动机的输出功率．

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】试题分析：从轨迹图可以看出油滴在竖直方向上向上运动，则受到向上的电场力，电场力做正功，电势能减小，B错误；做曲线运动时受到的合力指向轨迹的内测，故电场力和重力的合力竖直向上，合力做正功，根据动能定理可得动能增大，而重力做功和电场力做功之和等于重力势能和电势能之和，所以重力势能和电势能之和减小考点：考查了功能关系，动能定理【名师点睛】本题的突破口是根据轨迹的弯曲方向判断电场力方向．明确各种功能关系是解这类问题的关键：电场力做正功，电势能减小，反之电势能增大，重力做正功，重力势能减小，反之重力势能增大。2、D【解析】

根据几何关系，CD=BD=AD=，，根据点电荷电场强度的公式，三个电荷量均为Q的正点电荷在D点的场强大小D点的场强大小等于三个点电荷分别在D点产生场强的和场强故ABC错误，D正确。故选D。3、B【解析】根据电阻定律可知,可知，导体电阻R与长度成正比，与截面积成反比，因截面积不变，剪掉2/1后，长度为原来的1/1，故剩余导线电阻为原来的1/1．故B正确，ACD错误．故选B.4、A【解析】

点电荷在A点的电势能大于在B点的电势能，从A到B静电力做正功，所以该电荷一定为负电荷，且WAB＝EpA－EpB＝1.2×10－8J－8.0×10－9J＝4.0×10－9J则有UAB＝＝V＝－4.0V故A正确，BCD错误。故选A。5、B【解析】

A.由于静电感应，A球的左右两端带上不同的电荷，但整体不带电。故A错误；B.由于静电感应，B球带负电，但电势和大地的电势相等，为零。故B正确；C.C球在金属球壳的外部，会带上与球壳相同的电荷。故C错误；D.D球在球壳的内部，与球壳接触后成为球壳内部的一部分，所以D不带电。故D错误。6、B【解析】该实验的实验目的是验证力的平行四边形定则，要根据两个弹簧拉橡皮筋时两个拉力的大小和方向做出平行四边形求出其合力大小，然后与一个弹簧拉橡皮筋时的拉力大小进行比较，最后得出结论，故需要记录的是两弹力的大小和方向，故ACD错误，B正确．故选B.点睛：该实验的实验目的是验证力的平行四边形定则，要根据两个弹簧拉橡皮筋时两个拉力的大小和方向做出平行四边形求出其合力大小．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、AB【解析】

AB．因油滴到达最高点时速度大小为v，方向水平，对于O到N的过程用动能定理有：所以有：在竖直方向上油滴做初速度为的竖直上抛运动，则有：即：油滴由O到N的运动时间有：则在水平方向上由运动学公式和牛顿第二定律可得：联立解得：所以A正确，B正确.CD．如果两板间距离变小，电荷量不变，根据：知板间电场强度不变，又O点到右板的距离不变，鼓最高点处N的位置不变，故C错误，D错误.8、AD【解析】

若两个相同的带电导体小球带异种电荷，设一个小球带电量为大小Q，则另一个为大小3Q，根据库仑定律，两球接触前接触再分开后，两球带同种电荷，因此两球带电量大小分别为由库仑定律，此时库仑力的大小若两个相同的带电导体小球带同种电荷，两球接触前接触再分开后，两球带同种电荷，两球带电量大小分别为2Q，由库仑定律，此时库仑力的大小故AD正确，BC错误。故选AD。9、AD【解析】

等量异种电荷电场分布如图所示A．a、b两点在等量异种电荷连线的中垂线上，且关于连线对称，根据电场分布图以及对称规律可知a、b两点的电场场强以及电势相等，A正确；B．图中a点距离点电荷较近，电场强度较大，b点在0等势面上，而a点靠近正电荷，电势为正，故两点电场强度和电势都不等，B错误；C．根据对称性可知两点电场强度大小相等，但方向不同，故两点的电场强度不等，a点靠近正电荷，b点靠近负电荷，所以a点的电势高于b点的电势，C错误；D．在连线的中垂面上，所有点的电场强度方向都是由正电荷指向负电荷，故两点的电场强度方向相同，又根据，结合矢量合成法可知两点的电场强度大小相等，故两点的电场强度相等，都平行于两电荷的连线指向同一方向，ab两点连成的平面是等势面，因此这两点电势相等，D正确。故选AD。10、ABC【解析】

设天体半径为R，卫星轨道半径为r，两卫星分别绕两天体做匀速圆周运动是由万有引力提供向心力，有解得天体表面的重力等于万有引力，有可得A．由和可得轨道半径为则a和b的轨道半径之比为故A正确；B．运行速度为动能为因卫星a、b的质量相等，A、B各自表面重力加速度之比为4：1，则可推得卫星a、b动能之比为1：1，故B正确；C．天体AB的密度则A、B密度之比为4：1，故C正确；D．卫星a、b所受向心力为向心力之比为1：4，故D错误。故选ABC。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、CDF外2.10（2.09-2.11）0.4059.40（59.39-59.42）0.435（0.433-0.436）【解析】

（1）[1][2][3]测量电阻需要电源、电流表、电压表、滑动变阻器、电键导线，由于电源电压为3V，所以电压表选择D，电路中的电流大约，所以电流表选择C；待测电阻阻值约为5左右的金属导线的电阻，我们用限流接法时，滑动变阻器阻值不能过大，故选F；（2）[4]待测电阻的阻值远小于电压表的内阻，属于小电阻，所以电流表采取外接法；（3）[5][6]电压表每格为0.1V，所以电压表的读数为2.10V，电流表每格为0.02A，知电流表的读数为0.40A；（4）[7][8]刻度尺的读数为59.40cm，螺旋测微器的读数为：0mm＋0.01×43.5mm＝0.435mm；12、101.5510.500（10.499~10.501）半导体材料R10.24（0.23~0.25）【解析】

（1）游标卡尺和螺旋测微器的读数都是先读固定刻度数值，再读可动刻度的示数，游标卡尺不需要估读。（2）U-I在图像中，如果图像为直线，则材料为金属材料，不是直线则为半导体材料。（3）实验要求电压从零调，所以变阻器应是分压式接法，且为阻值小额定电流大的变阻器；待测元件的电阻较小应用外接法；（4）关键是在表示元件的图象中再作出表示电源的图象，求出两图线的交点坐标即可。【详解】（1）[1]游标卡尺是20分度的卡尺，精确度为0.05mm，格数不估读，则电阻丝的长度为：101mm+11×0.05mm=101.55mm；[2]螺旋测微器的转到刻度50格共0.5mm，则精确度为0.01mm，格数需估读，则电阻丝的直径为：10.5mm+0.0×0.01mm=10.500mm（2）[3]由于实验要求电压从零调，所以变阻器应是分压式接法；由于待测元件的电阻较小，满足，所以电流表应用外接法，连线图如图所示：

（3）[4]将各个数据点描细点，用平滑的曲线连接各点可得元件的I-U图象如图所示：[5]由，可知，元件的电阻大小与图线上各点与原点连线的斜率大小乘正比，表示元件的电阻大小随温度的升高而减小，可判定元件P材料是半导体材料；（4）[6]由于电压要求从零调，所以变阻器应是分压式接法，则应选择阻值小的变阻器R1，以方便调节。[7]：在表示元件P的I-U图象中同时作出表示电源的I-U图象，如图所示，读出两图线的交点即工作点的坐标为：I=0.24A，U=1.0V，所以元件P消耗的功率为：（0.23~0.25）．四、计算题：本题共2小题，共26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）0.5m（2）1.1m,坐标为（1.6m，-0.1m）（3）2.68×10-6s【解析】

由题意得出粒子的运动轨迹；由洛仑兹力充当向心力可求得半径；画出粒子运动轨迹，根据几何关系即可求出最长轨迹的长度和坐标；由几何关系确定磁场中的运动圆心角，再直线运动规律确定粒子在电场中运动的时间，则可求得总时间。【详解】（1）粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力得：qvB=m解得：R=0.5m（2）当轨迹与x轴相切时轨迹最长，粒子在磁场中得运动轨迹如图中所示：由几何关系得，R+R解得：Rsinα=0.3m，所以Rcos粒子从ab边离开磁场时的位置坐标为（1.6m,-0.1m）。(3)y沿x轴射出的粒子如图，粒子先在磁场中运动四分之一圆周