2025届天津南开中学物理高二第一学期期末学业水平测试试题含解析

2025届天津南开中学物理高二第一学期期末学业水平测试试题注意事项：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、如图所示，a、b是一对平行金属板，分别接到直流电源两极上，右边有一挡板，正中间开有一小孔d，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，在a、b两板间还存在着匀强电场E。从两板左侧中点c处射入一束负离子(不计重力)，这些负离子都沿直线运动到右侧，从d孔射出后分成3束．则下列判断正确的是()A.这三束负离子的速度一定不相同B.这三束负离子的电荷量一定不相同C.这三束负离子的比荷一定不相同D.这三束负离子的质量一定不相同2、关于下面四位杰出物理学家所做贡献的说法，正确的是A.库仑发现了电流的磁效应B.法拉第发现了电磁感应现象C.安培发现了磁场对电荷的作用规律D.楞次认为电、磁作用都是通过场来传递的3、如图所示电路中，已知电源的内阻为r，电阻R1的阻值接近滑动变阻器R0的最大阻值．闭合电键S，将滑动变阻器的滑片P由变阻器的中点向左滑动一小段距离，下列说法中正确的有A.V1的示数增大，V2的示数变小B.V1的示数增大，V2的示数增大C.A1的示数增大，A2的示数变小D.A1的示数增大，A2的示数增大4、如图所示，A1和A2是两个相同的小灯泡，L是自感系数相当大的线圈，其电阻阻值与R相同．由于存在自感现象，在开关S接通和断开时，灯A1、A2亮暗的先后顺序是（）A.接通时，A1先达最亮；断开时，A1后暗B.接通时，A2先达最亮；断开时，A2后暗C.接通时，A1、A2同时达最亮；断开时，A1后暗D.接通时，A2先达最亮；断开时，A1后暗5、如图所示，三根平行长直导线，分别垂直地通过一等腰直角三角形的三个顶点，三根导线中电流方向相同，A、B两导线中的电流大小相同，已知导线A在斜边中点O处所产生的磁感应强度大小为B，导线C在斜边中点O处所产生的磁感应强度大小为2B.则O处的合磁感应强度的大小和方向为A.大小为B，方向沿OA方向B.大小为2B，方向沿OA方向C.大小为2B，方向沿OB方向D.大小为2B，方向竖直向下6、两个质点之间万有引力的大小为F，如果将这两个质点之间的距离变为原来的2倍，那么它们之间万有引力的大小变为A. 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、如图所示是研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置，下列说法正确的是A.实验中，只将b极板向上平移，指针张角变小B.实验中，只将b极板向右靠近，指针张角变小C.实验中，只要极板间插入有机玻璃，指针张角变小D.实验中，增加极板带电量，指针张角增大，电容增大8、如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光，如果变阻器的滑片向a端滑动，则A.电灯L变暗，安培表的示数增大B.定值电阻消耗的功率增大C.变阻器两端的电压增大D.电灯L变亮，安培表的示数增大9、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10、如图所示电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表．若将照射R3的光的强度减弱，则（）A.电压表的示数变大B.小灯泡消耗的功率变小C.通过R2电流变小D.电源内阻的电压变小三、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,氢原子从n>2的某一能级跃迁到n=2的能级,辐射出能量为2.55eV的光子.（1）最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量,才能使它辐射上述能量的光子?（2）请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图。.12．（12分）物理兴趣小组同学在测两节干电池串联时的电动势和内阻时所用器材如下：A.两节干电池串联：电动势约为3V，内阻约为1Ω；B.电压表V：量程0~3V，内阻为几千欧；C.电流表A：量程0~100mA，内阻为4.5Ω；D.标准电阻R0：0.5Ω；E.滑动变阻器R：0~20Ω；F.开关、导线若干。(1)该小组同学设计如下图甲所示的电路图，请依据电路图用笔画线在图乙中将实物图连接完整____________。(2)实验中，该小组闭合开关，调节滑动变阻器，多次测量得出多组电压表示数U和电流表示数I，通过描点画出电源的U-I图象如图丙所示，则该电源的电动势E=_____________V、内阻r=_____________Ω。(结果均保留两位小数)

（3）由于电表内阻的影响，所以该电源的电动势测量值__________真实值，内电阻的测量值___________真实值。（以上两空选填“大于”、“等于”、“小于”）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）某粒子源向周围空间辐射带电粒子，工作人员欲通过质谱仪测量粒子的比荷，如图所示，其中S为粒子源，A为速度选择器，当磁感应强度为B1，两板间电压为U，板间距离为d时，仅有沿轴线方向射出的粒子通过挡板P上的狭缝进入偏转磁场，磁场的方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B2，磁场右边界MN平行于挡板，挡板与竖直方向夹角为α，最终打在胶片上离狭缝距离为L的D点，不计粒子重力。求：（1）射出粒子的速率；（2）射出粒子的比荷；（3）MN与挡板之间的最小距离。14．（16分）手电筒里的两节干电池（串联）用久了，灯泡发出的光会变暗，这时我们会以为电池没电了。但有人为了“节约”，在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用。设一节新电池的电动势E1=1.5V，内阻r1=0.3Ω；一节旧电池的电动势E2=1.2V，内阻r2=4.3Ω。手电筒使用的小灯泡的电阻R=4.4Ω。求：(1)当使用两节新电池时，灯泡两端的电压；(2)当使用新、旧电池混装时，灯泡两端的电压及旧电池的内阻r2上的电压；(3)根据上面的计算结果，分析将新、旧电池搭配使用是否妥当。15．（12分）如图所示，MN和PQ是两根放在竖直面内且足够长的平行金属导轨，相距l=1.2m．导轨处在垂直纸面向里的磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中．一根电阻为r=0.2Ω的金属棒ab可紧贴导轨左右运动．两块平行的、相距d=0.8m、长度L=1.2m的水平放置的金属板A和C分别与两平行导轨相连接，图中跨接在两导轨间的电阻R1=2Ω，R2=0.5Ω．其余电阻忽略不计．质量m=0.01kg、带电量q=－0.04C的小球（重力不可忽略、可视为质点）以某一速度v0=6m/s沿金属板A和C的中线射入板间，恰能从A板的右边缘射出金属板（g取10m/s2）．求：（1）两金属板A和C间的电压；（2）金属棒ab的速度大小和方向

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．3束离子在复合场中运动情况相同，即沿水平方向直线通过故有所以故三束正离子的速度一定相同．故A错误；B．3束离子在磁场中有故由于三束正离子的在磁场中圆周运动的轨道半径不同，故比荷一定不相同，然而正离子质量可能相同，电量也有可能相同，故BD错误，C正确；故选C。【点睛】速度选择器是利用电场力等于洛伦兹力的原理进行工作的，故速度选择器只能选择速度而不能选择电性。2、B【解析】A．奥斯特发现了电流的磁效应，故A错误；B．法拉第发现了电磁感应现象，故B正确；C．洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，故C错误；D．法拉第认为电、磁作用都是通过场来传递的，故D错误。故选B。3、A【解析】AB．据电路图可知变阻器左侧电阻与R1串联后再与变阻器右侧电阻并联，由数学知识可知两并联部分的阻值相等时，并联的总电阻最大；但电阻R1的阻值接近滑动变阻器R0的最大阻值和滑片P由变阻器的中点向左滑动一小段距离，可知并联的总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中电流变小，电源的内电压也变小，则路端电压先变大，所以V1的示数变大；V2测量R2两端的电压，R2不变，则V2的示数变小，故A正确，B错误；CD．并联的电压U并=E-U2-Ur，可知U并逐渐变大，电阻R1所在支路的总电阻逐渐减小，所以该之路电流I1增大，即电流表A2示数增大；由I2=I-I1，可知总电流I减小，则I2减小，即电流表A1示数变小，故CD错误。故选A。4、A【解析】电键接通瞬间，电路中迅速建立了电场，立即产生电流，但线圈中产生自感电动势，阻碍电流的增加，所以开始时通过灯泡A1的电流较大，故灯泡A1较亮；电路中自感电动势阻碍电流的增加，但不能阻止电流增加；由于L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻与R相同，所以电流稳定后，两个灯泡一样亮，即A1灯泡亮度逐渐正常，电键断开瞬间，电路中电流要立即减小零，但线圈中会产生很强的自感电动势，与灯泡A1构成闭合回路放电，故断开时A1后灭；由于电路中的电流稳定时通过A1与L的电流是相等的，所以断开时，A1不会闪亮一下，故A正确。故选A。5、B【解析】由题意可知，AB两根通电导线在O点产生的磁感应强度大小相等，方向相反，则电流A与B在O处的合磁感应强度为零，则O点的磁感应强度等于导线C在斜边中点O处所产生的磁场的磁感强度，大小为2B；依据右手螺旋定则可知，在O处电流C产生的磁感应强度的方向沿OA方向；A．大小为B，方向沿OA方向，与结论不相符，选项A错误；B．大小为2B，方向沿OA方向，与结论相符，选项B正确；C．大小为2B，方向沿OB方向，与结论不相符，选项C错误；D．大小为2B，方向竖直向下，与结论不相符，选项D错误；故选B。6、A【解析】根据万有引力定律公式得，将这两个质点之间的距离变为原来的2倍，则万有引力的大小变为原来的，故万有引力变为A.与结论相符，选项A正确；B.与结论不相符，选项B错误；C.与结论不相符，选项C错误；D.与结论不相符，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、BC【解析】A．只将b极板向上平移，极板正对面积减小，电容变小，电荷量不变，极板间电势差变大，指针张角变大，A错误；B．只将b极板向右靠近，极板间距离变小，电容变大，电荷量不变，极板间电势差变小，指针张角变小，B正确；C．只要极板间插入有机玻璃，电容变大，电荷量不变，极板间电势差变小，指针张角变小，C正确；D．增加极板带电量，电容不变，极板间电势差变大，指针张角增大，D错误；故选BC。8、AB【解析】根据“变阻器的滑片向a端滑动”可知，本题考查电路动态变化分析问题，根据程序法或者串反并同法分析通过变阻器电流的变化和电压的变化.【详解】A、D、变阻器的滑片向a端滑动，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，则总电流I增大，路端电压U减小，则电灯L更暗，安培表的示数增大，故A正确，D错误.B、路端电压U减小，则通过电灯L电流减小，而总电流I增大，所以通过的电流增大，消耗的功率增大，故B正确.C、由于通过的电流增大，的电压增大，而路端电压是减小的，则变阻器两端的电压减小，变阻器阻值也在变小，根据题目所给的条件，无法判断变阻器R1的功率变大，还是变小，故C错误.故选AB.【点睛】变阻器的滑片向a端滑动，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，分析总电流的变化，判断电流表读数的变化，由路端电压的变化，分析电灯L亮度的变化．由总电流和通过电灯电流的变化，分析通过变阻器的电流变化，再分析变阻器电压的变化.9、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10、BD【解析】A．当光照强度减小时，电阻值增大，从而电路总电阻也增大，干路电流减小，所以两端电压减小，所以电压表示数变小，故A错误；BC．因为干路电流减小，故和电源分压均减小，所以并联部分电压增大，两端电压增大，而其电阻不变，所以中电流增大，又因为干路电流减小，所以小灯泡的电流减小，功率变小，故B正确，C错误；D．因为干路电流减小，所以由欧姆定律可知电源内阻分压减小，故D正确。故选BD。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）12.75eV；（2）【解析】（1）氢原子从n＞2的某一能级跃迁到n=2的能级，满足hν=En－E2=2.55eVEn=hν＋E2=－0.85eV所以n=4基态氢原子要跃迁到n=4的能级，应提供：ΔE＝E4－E1＝12.75eV（2）跃迁图见下图12、(1).(2).2.95（2.93~2.97）(3).0.95（0.93~0.97）(4).小于(5).小于【解析】（1）[1]根据电路图，实物连接如图所示：（2）[2]根据闭合电路欧姆定律：整理得：电源的U-I图象在U轴上的截距为电动势，由图可得：E=2.95V；[3]电源的U-I图象的斜率为：解得：；（3）[4]如果考虑电表内阻的影响，根据闭合电路欧姆定律：整理得：设电源的U-I图象在U轴上的截距为a，真实的电动势：所以电源的电动势测量值小于真实值；[5]设电源的U-I图象在U轴上的斜率为k，内阻的测量值为真实的内阻：所以电源的内阻测量值小于真实值；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）粒子在速度选择器中做匀速直线运动，由平衡条件得：qυB1＝q解得υ＝；（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示：由几何知识得：r＝＝粒子在磁场中做圆周运动，由牛顿第二定律得qυB2＝m，解得：＝（3）MN