2024屆北京市西城區(qū)第一五六中學(xué)物理高二上期末學(xué)業(yè)水平測(cè)試試題含解析

2024屆北京市西城區(qū)第一五六中學(xué)物理高二上期末學(xué)業(yè)水平測(cè)試試題注意事項(xiàng)1．考生要認(rèn)真填寫(xiě)考場(chǎng)號(hào)和座位序號(hào)。2．試題所有答案必須填涂或書(shū)寫(xiě)在答題卡上，在試卷上作答無(wú)效。第一部分必須用2B鉛筆作答；第二部分必須用黑色字跡的簽字筆作答。3．考試結(jié)束后，考生須將試卷和答題卡放在桌面上，待監(jiān)考員收回。一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、如圖所示的彈簧振子，彈簧的勁度系數(shù)為k。當(dāng)彈簧伸長(zhǎng)了x時(shí)，彈簧對(duì)小球的彈力大小為（）A. B.C.kx D.kx22、下列圖中，A圖是真空冶煉爐可以冶煉高質(zhì)量的合金；B圖是充電器工作時(shí)繞制線圈的鐵芯中會(huì)發(fā)熱；C圖是安檢門(mén)可以探測(cè)人身是否攜帶金屬物品；D圖是工人穿上金屬絲織成的衣服可以高壓帶電作業(yè)，不屬于渦流現(xiàn)象的是（）A. B.C. D.3、下列說(shuō)法符合史實(shí)的是A.庫(kù)侖最早測(cè)定了元電荷的數(shù)值B.法拉第引入了場(chǎng)的概念，并提出用電場(chǎng)線描述電場(chǎng)C.奧斯特發(fā)現(xiàn)電流周?chē)嬖诖艌?chǎng)，并提出分子電流假說(shuō)解釋磁現(xiàn)象D.牛頓被譽(yù)為是第一個(gè)“稱(chēng)出”地球質(zhì)量的科學(xué)家4、下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的說(shuō)法中正確的是()A.磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向規(guī)定為小磁針靜止時(shí)北極所指的方向B.磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針S極在此處的受力方向一致C.磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向由試探電流元在此處的受力方向決定D.如果把磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線撤去，磁場(chǎng)中磁感應(yīng)強(qiáng)度為零5、隨著電子技術(shù)的發(fā)展，霍爾傳感器被廣泛應(yīng)用在汽車(chē)的各個(gè)系統(tǒng)中．其中霍爾轉(zhuǎn)速傳感器在測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，情景簡(jiǎn)化如圖（甲）所示，被測(cè)量轉(zhuǎn)子的輪齒（具有磁性）每次經(jīng)過(guò)霍爾元件時(shí)，都會(huì)使霍爾電壓發(fā)生變化，傳感器的內(nèi)置電路會(huì)將霍爾元件電壓調(diào)整放大，輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，霍爾元件的原理如圖（乙）所示．下列說(shuō)法正確的是（）A.霍爾電壓是由于元件中定向移動(dòng)的載流子受到電場(chǎng)力作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的B.若霍爾元件的前端電勢(shì)比后端低，則元件中的載流子為負(fù)電荷C.在其它條件不變的情況下，霍爾元件的厚度c越大，產(chǎn)生的霍爾電壓越高D.若轉(zhuǎn)速表顯示1800r/min，轉(zhuǎn)子上齒數(shù)150個(gè)，則霍爾傳感器每分鐘輸出12個(gè)脈沖信號(hào)6、目前世界上正在研究的一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī)，如圖所示表示它的發(fā)電原理：將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和帶負(fù)電的微粒，而從整體上來(lái)說(shuō)呈電中性）噴入磁場(chǎng)，由于等離子體在磁場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，磁場(chǎng)中的兩塊金屬板A和B上就會(huì)聚集電荷，從而在兩板間產(chǎn)生電壓。在圖示磁極配置的情況下，下列表述正確的是（）A.金屬板A的電勢(shì)較高B.通過(guò)電阻R的電流方向是b→R→aC.等離子體在A、B間運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)力對(duì)等離子體做正功D.等離子體在A、B間運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)力對(duì)等離子體做負(fù)功二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、微元累積法是常用的物理研究方法，如圖所示為某物理量（）隨另一物理量（）變化的函數(shù)圖像，關(guān)于圖像與坐標(biāo)軸所圍面積大小的物理意義，下列說(shuō)法正確的是（）A.若為質(zhì)點(diǎn)的加速度，為時(shí)間，則“面積”表示質(zhì)點(diǎn)在時(shí)刻的瞬時(shí)速度B.若為流過(guò)導(dǎo)線的電流，為時(shí)間，則“面積”表示時(shí)間內(nèi)流過(guò)導(dǎo)線截面的電量C.若為用電器的電功率，為時(shí)間，則“面積”表示時(shí)間內(nèi)用電器消耗的電能D.若為某元件的電壓，為電流，則“面積”表示對(duì)應(yīng)狀態(tài)下該元件的電功率8、如圖所示的U—I圖像中，直線I為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系，直線Ⅱ?yàn)槟骋浑娮鑂的伏安特性曲線，用該電源直接與電阻R連接成閉合電路，由圖像可知（）A.R的阻值為1.5ΩB.電源電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻為0.5ΩC.電源的輸出功率為1.5WD.電源內(nèi)部消耗功率為1.0W9、如圖所示的閉合電路中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P從左端滑向右端的過(guò)程中。兩個(gè)電壓表示數(shù)的變化量的大小分別為ΔU1、ΔU2，電流表示數(shù)的變化量為ΔI，則（）A.ΔU1＞ΔU2 B.ΔU1＜ΔU2C.＝ D.＜10、如圖所示，直線MN上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).正、負(fù)電子同時(shí)從同一點(diǎn)O以與MN成30°角的同樣速度v射入磁場(chǎng)，設(shè)電子質(zhì)量為m、電荷量為e，則()A.正、負(fù)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑和周期是相同的B.正、負(fù)電子從磁場(chǎng)中射出點(diǎn)到O點(diǎn)的距離相等C.正、負(fù)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間差是D.正、負(fù)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間差是三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫(xiě)在答題卡中指定的答題處，不要求寫(xiě)出演算過(guò)程。11．（6分）在用電流表和電壓表測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)備有以下器材：A．干電池1個(gè)、B．滑動(dòng)變阻器（0~50Ω）、C．滑動(dòng)變阻器（0~1750Ω）、D．電壓表（0~3V）、E．電壓表（0~15V）、F．電流表（0~0.6A）、G．電流表（0~3A）其中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選____，電流表應(yīng)選___，電壓表應(yīng)選___填寫(xiě)字母序號(hào)即可）上圖是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出的U-I圖像．由此可知這個(gè)干電池的電動(dòng)勢(shì)E=_____V，內(nèi)電阻r=_____Ω12．（12分）用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻(兩電表內(nèi)阻未知)，提供的器材如圖乙所示。(1)用實(shí)線代表導(dǎo)線按照甲圖把乙圖的實(shí)物連線接成測(cè)量電路(兩節(jié)干電池串聯(lián)作為電源，圖中有部分線路已連好)__________。(2)圖丙中的6個(gè)點(diǎn)表示實(shí)驗(yàn)測(cè)得的6組電流/電壓U的值，請(qǐng)按照這些實(shí)驗(yàn)值作出U－I圖線_______，由此圖線求得的電源電動(dòng)勢(shì)E=____________V，電源內(nèi)阻r=____________Ω（以上兩空均取小數(shù)點(diǎn)后2位）。(3)按照甲圖電路測(cè)得的電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻和真實(shí)值比較，有E測(cè)_________E真，r測(cè)_________r真(以上兩空選填>、<或=)。四、計(jì)算題：本題共3小題，共38分。把答案寫(xiě)在答題卡中指定的答題處，要求寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖，兩根間距為L(zhǎng)＝0.5m的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電動(dòng)勢(shì)E＝3V、內(nèi)阻r＝1Ω的電源，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ＝37°．金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，質(zhì)量m＝0.2kg．導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好且金屬桿與導(dǎo)軌電阻均不計(jì)，整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．當(dāng)R0＝1Ω時(shí)，金屬桿ab剛好處于靜止?fàn)顟B(tài)，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8（1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；（2）若保持B的大小不變而將方向改為垂直于斜面向上，求金屬桿的加速度14．（16分）如圖所示，水平放置的兩塊長(zhǎng)直平行金屬板a、b相距d=0.10m，a、b間的電場(chǎng)強(qiáng)度為E=5.0×105N/C，b板下方整個(gè)空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=6.0T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).今有一質(zhì)量為m=4.8×10-25kg、電荷量為q=1.6×10-18C的帶正電的粒子(不計(jì)重力)，從貼近a板的左端以v0=1.0×106m/s的初速度水平射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，剛好從狹縫P處穿過(guò)b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后粒子回到b板的Q處（圖中未畫(huà)出）．求P、Q之間的距離L15．（12分）ABC表示豎直放在電場(chǎng)強(qiáng)度為E=104V/m的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中的絕緣光滑軌道，其中軌道的BC部分是半徑為R的圓環(huán)，軌道的水平部分與半圓環(huán)相切．A為水平軌道上的一點(diǎn)，而且AB=R=0.2m，把一質(zhì)量m=0.1kg，帶電量為q=+C的小球，放在A點(diǎn)由靜止釋放后，求：（g=10m/s2）(1)小球到達(dá)C點(diǎn)的速度大小(2)小球在C點(diǎn)時(shí)，軌道受到的壓力大小

參考答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、C【解題分析】由胡克定律可知，當(dāng)彈簧伸長(zhǎng)了x時(shí)，彈簧對(duì)小球的彈力大小為故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。2、D【解題分析】A．真空冶煉爐可以冶煉高質(zhì)量的合金時(shí)，是使金屬材料發(fā)生渦流而快速發(fā)熱的，與題意不相符，故A錯(cuò)誤；B．圖是充電器工作時(shí)繞制線圈的鐵芯中會(huì)發(fā)熱是因?yàn)榫€圈在鐵芯中產(chǎn)生渦流而發(fā)熱的，與題意不相符，故B錯(cuò)誤；C．安檢門(mén)可以探測(cè)人身是否攜帶金屬物品是通過(guò)物體上產(chǎn)生渦流而使報(bào)警器發(fā)出警告，與題意不相符，故C錯(cuò)誤；D．工人穿上金屬絲織成的衣服可以高壓帶電作業(yè)是利用靜電屏蔽原理，與題意相符，故D正確3、B【解題分析】庫(kù)侖發(fā)現(xiàn)了點(diǎn)電荷的相互作用規(guī)律；密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)最早測(cè)定了元電荷的數(shù)值，故A錯(cuò)誤；法拉第引入了場(chǎng)的概念，并提出用電場(chǎng)線描述電場(chǎng)，故B正確；奧斯特發(fā)現(xiàn)電流周?chē)嬖诖艌?chǎng)，安培提出分子電流假說(shuō)解釋磁現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；被譽(yù)為第一個(gè)“稱(chēng)出”地球質(zhì)量的科學(xué)家是卡文迪許，故D錯(cuò)誤．所以B正確，ACD錯(cuò)誤4、A【解題分析】A.磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向規(guī)定為小磁針靜止時(shí)北極所指的方向，故A正確；B.磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針N極在此處的受力方向一致，故B錯(cuò)誤；C.磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向由磁場(chǎng)本身決定，與試探電流元在此處的受力方向無(wú)關(guān)；故C錯(cuò)誤；D.如果把磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線撤去，磁場(chǎng)中磁感應(yīng)強(qiáng)度不變；故D錯(cuò)誤；故選擇：A；5、B【解題分析】元件內(nèi)載流子受到洛倫茲力和電場(chǎng)力的作用，故A錯(cuò)誤；根據(jù)左手定則，電子向前端偏轉(zhuǎn)，前端帶負(fù)電，后端帶正電，所以前端的電勢(shì)低，符合要求，則元件中的載流子為負(fù)電荷，故B正確；當(dāng)電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，有：，，解得：，故當(dāng)c增大時(shí)，U減小，故C錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)速，則霍爾傳感器每分鐘輸出的脈沖信號(hào)個(gè)數(shù)為個(gè)，故D錯(cuò)誤，故選B.6、A【解題分析】AB．根據(jù)左手定則，可判斷出等離子體中的帶正電的微粒受到向上的洛倫磁力，從而打到金屬板A上，帶負(fù)電的微粒受到向下的洛倫磁力，從而打到金屬板B上，A是電源的正極，B是電源的負(fù)極。故金屬板A的電勢(shì)較高，通過(guò)電阻R的電流方向是a→R→b，故B錯(cuò)誤，A正確；CD．洛倫磁力一直和速度垂直，故磁場(chǎng)力對(duì)等離子體不做功，故CD錯(cuò)誤；故選A。二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、BC【解題分析】A．如果軸表示加速度，由：可知“面積”等于質(zhì)點(diǎn)在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)的速度變化量，A錯(cuò)誤；B．如果軸表示電流，為時(shí)間，由：可知“面積”表示時(shí)間內(nèi)流過(guò)導(dǎo)線截面的電量，B正確；C．若為用電器的電功率，為時(shí)間，根據(jù)：可知“面積”表示時(shí)間內(nèi)用電器消耗的電能，C正確；D．若為電壓，為電流，則“面積”沒(méi)有意義，對(duì)應(yīng)狀態(tài)的電功率等于對(duì)應(yīng)狀態(tài)的電壓與電流的乘積，D錯(cuò)誤。故選BC。8、AC【解題分析】A.電阻R的伏安特性曲線的斜率等于電阻的阻值，R的阻值大小為：，故A正確；B.根據(jù)閉合電路歐姆定律得U=E?Ir，由圖象Ⅰ讀出，當(dāng)I=0時(shí)，電源的電動(dòng)勢(shì)：E=U=3V；內(nèi)阻等于圖線Ⅰ的斜率大小，則，故B錯(cuò)誤；C.兩圖線的交點(diǎn)表示該電源直接與電阻R相連組成閉合電路時(shí)的工作狀態(tài)，由圖讀出路端電壓U=1.5V，電流I=1A，則電源的輸出功率為：P出=UI=1.5×1W=1.5W，故C正確；D.內(nèi)部消耗的功率為：故D錯(cuò)誤。故選：AC。9、BD【解題分析】AB．閉合電路電壓特點(diǎn)知：E＝U1+U2+Ur其中Ur表示電路的內(nèi)電壓。當(dāng)滑片向右滑動(dòng)過(guò)程中，變阻器接入電路中的電阻變小，根據(jù)電路中電壓分配原則知，U1變大，U2變小，Ur變大。則有E＝U1+ΔU1+U2﹣ΔU2+Ur+ΔUr得：ΔU2＝ΔU1+ΔUr所以ΔU1＜ΔU2故A錯(cuò)誤，B正確；CD．根據(jù)上面的分析知所以故C錯(cuò)誤，D正確。故選BD.10、ABC【解題分析】A．正、負(fù)電子在磁場(chǎng)中的回旋軌跡如圖所示由解得：粒子運(yùn)動(dòng)的周期：所以正、負(fù)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑和周期相同，故A正確；B．由圖根據(jù)幾何關(guān)系可知，正、負(fù)電子從磁場(chǎng)中射出點(diǎn)到O點(diǎn)的距離相等，都等于：故B正確；CD．正電子受力的方向向下，偏轉(zhuǎn)角是60°，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：負(fù)電子受力的方向向上，偏轉(zhuǎn)角是300°，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：射出的時(shí)間差為：故C正確，D錯(cuò)誤；故選ABC?！绢}目點(diǎn)撥】本題考查帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，解題關(guān)鍵在于由幾何關(guān)系找出圓心和半徑，再由洛侖茲力充當(dāng)向心力及圓的性質(zhì)可得出幾何關(guān)系及轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間。三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫(xiě)在答題卡中指定的答題處，不要求寫(xiě)出演算過(guò)程。11、BFD1.5V1Ω【解題分析】[1][2][3]干電池的電動(dòng)勢(shì)大約1.5V，所以選擇量程為3V的電壓表；干電池中的電流不允許過(guò)大，一般不能大于0.6A，所以選擇量程為0.6A的電流表．則滑動(dòng)變阻器阻值無(wú)需過(guò)大，所以選擇050Ω的滑動(dòng)變阻器[4][5]由閉合電路歐姆定律得，即結(jié)合圖像可知：斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)阻12、①.見(jiàn)解析圖②.見(jiàn)解析圖③.3.00④.0.80⑤.<⑥.<【解題分析】（1）[1]電路連接如圖：（2）[2]讓大多數(shù)點(diǎn)落在直線上，少數(shù)分布在直線兩側(cè)，畫(huà)出U-I圖像如圖：[3][4]由圖可知，電源電動(dòng)勢(shì)E=3.00V；內(nèi)阻（3）[5][6]根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，由于電壓表的分流作用導(dǎo)致電流表測(cè)出的電流小于干路的總電流，從而造成誤差；可采用等效電源法分析誤差大?。喊央妷罕砼c電源看做一“等效電源”，根據(jù)E=U斷可知，電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值應(yīng)等于等效電源的外電路斷開(kāi)時(shí)的路端電壓，由于等效電源的外電路斷開(kāi)時(shí)，電壓表與電源仍然組成一閉合電路，所以電源的路端電壓將小于電動(dòng)勢(shì)，即電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值比真實(shí)值偏??；內(nèi)阻的測(cè)量值等于電源內(nèi)阻與電壓表內(nèi)阻的并聯(lián)，可知內(nèi)阻的