2024-2025学年北京重点大学附中高二（上）期中物理试卷（含答案）

第=page11页，共=sectionpages11页2024-2025学年北京重点大学附中高二（上）期中物理试卷一、单选题：本大题共12小题，共36分。1.下面物理量中属于矢量的是(

)A.电势 B.电势能 C.磁感应强度 D.电动势2.关于电源电动势E的下列说法中正确的是(

)A.电动势E=Wq，可知电源内部非静电力做功越多，电动势越大

B.电动势E的单位与电势差的单位相同，所以电动势就是电势差

C.电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移到正极，非静电力所做的功

3.如图所示是两个不同电阻的I−U图像，则图像①、②表示的电阻及两电阻串联或并联后的I−U图像所在区域分别是(

)A.①表示大电阻值的图像，并联后在区域Ⅲ

B.①表示小电阻值的图像，并联后在区域Ⅰ

C.②表示大电阻值的图像，并联后在区域Ⅱ

D.②表示小电阻值的图像，串联后在区域Ⅱ4.下列图示中绘出了电流周围的一条磁感线，图中电流方向与磁感线绕向符合物理规律的是(

)A.B.C.D.5.如图，在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向里。一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板。若不计重力，下列四个物理量中哪一个改变时，粒子运动轨迹不会改变？(

)A.粒子速度的大小 B.粒子所带的电荷量 C.电场强度 D.磁感应强度6.如图所示的电路，是用一个灵敏电流计G和一个变阻器R改装成的量程更大的电表，下列判断正确的是(

)A.改装成了电流表，R增大时量程减小 B.改装成了电流表，R增大时量程增大

C.改装成了电压表，R增大时量程减小 D.改装成了电压表，R增大时量程增大7.如图是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障，在其它连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电压表有示数；试触d时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，则下面选项中正确的是(

)A.导线ab断路 B.滑动变阻器断路 C.导线cd断路 D.滑动变阻器短路8.利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，R为定值电阻，C为电容器，A为电流表，V为电压表。下列说法正确的是(

)A.充电过程中，电流表的示数逐渐增大后趋于稳定

B.充电过程中，电压表的示数迅速增大后趋于稳定

C.放电过程中，电流表的示数均匀减小至零

D.放电过程中，电压表的示数均匀减小至零9.在使用多用表的欧姆挡测量电阻时，若(

)A.双手捏住两表笔金属杆，测量值将不受影响

B.测量时发现指针偏角过大，则需增大倍率，重新调零后再进行测量

C.选择“×10”倍率测量时指针位于20与30正中间，则测量值大于250Ω

D.测量二极管正向电阻时，应该把黑表笔与二极管正极相连10.将一电源、定值电阻R0=2Ω及电阻箱连成如图甲所示的闭合回路，闭合开关后调节电阻箱的阻值，测得电阻箱功率与电阻箱读数变化关系曲线如图乙所示，则下列说法中正确的是(

)

A.该电源电动势为9V B.该电源内阻为1Ω

C.调整R，电源最大输出功率为9W D.电阻箱功率最大时电源效率为50%11.如图甲所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图乙所示。在充电开始后的一段时间内，充电宝的输出电压U=5.0V、输出电流I=0.6A，可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻r=0.5Ω，则1min内(

)A.充电宝输出的电功率小于3W B.充电宝产生的热功率为0.18W

C.手机电池储存的化学能为169.2J D.手机电池产生的焦耳热为18J12.某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示，电路中的R1和R2，其中一个是定值电阻，另一个是压力传感器(可等效为可变电阻)。水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压小于U1时，控制开关自动开启高水位预警；当a、b两端的电压大于U2时，控制开关自动开启低水位预警(U1、U2A.U1>U2

B.R2为压力传感器

二、多选题：本大题共4小题，共12分。13.已知电场线分布如下图，则以下说法正确的是(

)

A.场强EA<EB B.电势φA>φB

C.把一正电荷从14.在如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板B与一个静电计相接，极板A接地，下列操作中可以观察到静电计指针张角变大的是(

)A.极板A上移

B.极板A右移

C.极板A左移

D.极板间插入一云母片15.在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，闭合开关S，电灯L正常发光。两块电表均为理想电表。在滑片P向右移动的过程中，下列说法正确的是(

)A.电流表的示数变小

B.电源的总功率变大

C.灯泡L变暗

D.电压表的示数变小16.如图所示，两个半径相同的半圆形光滑轨道固定在竖直平面内，左右两端点等高，分别处于沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中。两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放。M、N为轨道的最低点。则下列分析正确的是(

)A.两个小球到达轨道最低点的速度vM<vN

B.两个小球第一次经过轨道最低点时对轨道的压力可能为FM=FN

C.三、实验题：本大题共2小题，共18分。17.某实验小组尝试测量某款电动车上蓄电池的电动势和内阻。用电流表、电压表、滑动变阻器、待测蓄电池等器材设计了如图甲所示实验电路。

(1)某同学选择合适的仪器按照图甲规范操作，实验时发现，大范围移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数变化都不明显，该同学在思考后将R0=15Ω的定值电阻串入电路中，如图______(选填“乙”或“丙”)，解决了这一问题。

(2)多次调节滑动变阻器R的阻值，读出相应的电压表和电流表示数U和I，用测得的数据描绘出如图丁所示的U−I图像，则该电池的电动势E=______V，内阻r0=______Ω(结果均保留两位有效数字)。

(3)该同学反思发现上述实验方案存在系统误差。若考虑电表内阻的影响，与真实值相比，电动势的测量值______，内阻的测量值______。(18.现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。

(1)螺旋测微器和游标卡尺的示数如图1中甲和乙所示，由图读得圆柱体的直径为______mm，长度为______cm。

(2)若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ=______。

(3)该合金圆柱体的额定电压为3V(阻值大约为5Ω)。为测量其阻值Rx，实验室提供了下列可选用的器材：

电流表A1(量程300mA，内阻为1Ω)

电流表A2(量程0.6A，内阻约0.3Ω)

电压表V(量程3.0V，内阻约3kΩ)

滑动变阻器R1(最大阻值为5Ω)

滑动变阻器R2(最大阻值为100Ω)

电源E(电动势3V，内阻可忽略)

开关、导线若干

①要求电表调节范围尽可能大一点，尽可能减小误差，操作方便。请根据提供的器材，设计一个实验电路，尽可能精确测量该圆柱体的阻值。

a.电流表应选择______，滑动变阻器应选择______。

b.电路图应选择______(选填图中的A、B、C或D)。请按照已选电路在图2中正确连接实物图。

②如果将两种滑动变阻器分别接入图3所示的电路中，调节滑动变阻器滑片P的位置，以R表示滑动变阻器可接入电路的最大电阻值，以Rp表示滑动变阻器与金属丝Rx并联部分的电阻值，以U表示Rx两端的电压值。在图4所示的三条曲线中，表示滑动变阻器R1接入电路时U随RpR变化的图像是______，表示滑动变阻器R2接入电路时U随RpR变化的图像是______(选填“a”、“b”或“c”)。

(4)电导率是电阻率的倒数，是反映水质的一项重要指标。某种饮用水的电导率约为0.1(Ω⋅四、计算题：本大题共4小题，共40分。19.规格为“8V、4W”的小灯泡与小型直流电动机(其线圈内阻为r0=0.4Ω)并联后，接至电动势为10V，内电阻r=0.5Ω的电源上，小灯泡恰好正常发光，求：

(1)通过小灯泡的电流IL和电源的内电压U′．

(2)电路中的总电流I和通过电动机D的电流ID．

(3)电动机的输入功率P，发热功率P热20.如图所示，长为l的绝缘细线一端悬于O点，另一端系一质量为m、电荷量为−q(q>0)的小球。现将此装置放在水平的匀强电场中，小球静止在A点，此时细线与竖直方向成θ角。已知电场的范围足够大，空气阻力可忽略不计，重力加速度为g。

(1)请判断电场强度的方向，并求电场强度E的大小；

(2)求A、O两点间的电势差U；

(3)若在A点对小球施加一个拉力，将小球从A点沿圆弧缓慢向左拉起，直至与O点处于同一水平高度且该过程中细线始终张紧，则所施加的拉力至少要做多少功？21.如图所示，两根倾斜直金属导轨MN、PQ平行放置，它们所构成的轨道平面与水平面之间的夹角θ=37°，两导轨之间的距离L=0.50m。一根质量m=0.20kg的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，且接触良好，整套装置处于与ab杆垂直的匀强磁场中。在导轨的上端接有电动势E=36V、内阻r=1.6Ω的直流电源和电阻箱R。已知导轨与金属杆的电阻均可忽略不计，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2。

(1)若金属杆ab和导轨之间的摩擦可忽略不计，当电阻箱接入电路中的电阻R1=2.0Ω时，金属杆ab静止在导轨上。

①如果磁场方向竖直向下，求满足条件的磁感应强度的大小；

②如果磁场的方向可以随意调整，求满足条件的磁感应强度的最小值及方向；

(2)如果金属杆ab和导轨之间的摩擦不可忽略，金属杆ab受到的最大静摩擦力为0.6N，整套装置处于垂直于导轨平面斜向下、磁感应强度大小B=0.40T的匀强磁场中，要使金属杆ab22.如图1所示，平行板电容器极板长度为L，板间距为d，B极板接地(即电势φB=0)。在电容器两极板间接交变电压，A极板的电势随时间变化的图象如图2所示，其最大值为U.电子以速度v0沿图1中虚线方向射入两板间，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，重力不计。

(1)每个电子穿过偏转电场的时间极短，可以认为这个过程中两极板间的电压是不变的，偏转电场可看做匀强电场。求在t=0.15s时刻进入偏转电场的电子从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离△y；

(2)分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法。在解决(1)问时忽略了每个电子穿过电场过程中两极板间电压的变化，请结合下列数据分析说明其原因。已知L=4.0×10−2m，v0=2.0×107m/s。

(3)电势可以随时间变化，也可以随空间发生变化。自然界中某量D的变化可以记为△D，发生这个变化所用的时间间隔可以记为△t；变化量△D与△t的比值△D△t就是这个量对时间的变化率。若空间中存在一静电场，x轴与某条电场线重合。

a.请你类比上述变化率的概念写出电势φ对空间位置x的变化率A的表达式；

b.该静电场的电势参考答案1.C

2.C

3.B

4.D

5.B

6.A

7.C

8.B

9.D

10.B

11.C

12.D

13.BCD

14.AC

15.BCD

16.CD

17.乙

12

1.0

偏小

偏小

18.1.050

4.275

πUD24IL

A2

R1

B19.解：(1)由题意规格为“8V、4W”的小灯泡恰好正常发光，可知电路的路端电压U=8V，则内电压：

U内=E−U=10V−8V=2V；

由于灯泡正常发光，所以灯泡的电流为：

IL=PU=48=0.5A

(2)电路的总电流：

I=U内r=20.5=4A

电动机的电流为：

ID=I−IL=4−0.5=3.5A

(3)电动机线圈的发热功率：

P热=ID2r0=3.52×0.4W=4.9W；

电动机的总功率的大小为：

20.解：(1)由图可知，带电小球静止时电场力水平向左，因为小球带负电，故电场力方向与场强方向相反，所以电场强度方向水平向右。

小球受重力、电场力和细线的拉力，如图所示：

根据平衡条件有：Eq=mg⋅tanθ

解得：E=mg⋅tanθq；

(2)根据匀强电场中电势差与场强的关系可得：U=E⋅l⋅sinθ

解得：U=mglsinθtanθq；

(3)小球从A点沿圆弧缓慢向左拉起至与O点处于同一水平高度的过程，由动能定理有：

WF−mgl⋅cosθ+Eql(1−sinθ)=0

解得所施加的拉力至少要做的功为：WF=mgl(1−sinθ)cosθ。

答：(1)21.解：(1)①磁场的方向向下，由左手定则可知，ab棒受到的安培力的方向水平向右，受力如图：

由平衡条件得：tan37°=Fmg，

其中安培力的大小为：F=BIL，

电流为：I=ER1+r=362.0+1.6A=10A，

联立可得磁感应强度大小为：B=0.3T；

②由受力