2024北京西城區(qū)高二年級(jí)上冊(cè)期末物理試題及答案

2024北京西城高二（上）期末

物理

2024.1

本試卷共8頁(yè)，100分。考試時(shí)長(zhǎng)90分鐘?？忌鷦?wù)必將答案答在答題卡上，在試卷上作答無(wú)效?？荚嚱Y(jié)

束后，將本試卷和答題卡一并交回。

第一部分（選擇題共42分）

一、單項(xiàng)選擇題（共10個(gè)小題，每小題3分。在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。）

1.以下物理量中屬于矢量的是

A.電場(chǎng)強(qiáng)度B.電勢(shì)C.電勢(shì)差D.電勢(shì)能

2.如圖所示，一帶正電的點(diǎn)電荷固定于。點(diǎn)，圖中虛線為該點(diǎn)電荷電場(chǎng)的等勢(shì)面。一帶正電的粒子以一

定初速度射入點(diǎn)電荷的電場(chǎng)，依次通過(guò)匹b、c三點(diǎn)。則該粒子…，

A.在。點(diǎn)受到的靜電力大于在6點(diǎn)受到的靜電力/片不

B.在c點(diǎn)受到的靜電力大于在b點(diǎn)受到的靜電力J；

C.在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能

D.在。點(diǎn)的電勢(shì)能小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能-一-i

3.在一條沿水平方向放置的導(dǎo)線下方，放一個(gè)可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針。實(shí)驗(yàn)中觀察到，當(dāng)導(dǎo)線中沒(méi)有通

電流時(shí)，小磁針的指向如圖所示；當(dāng)導(dǎo)線中通恒定電流時(shí)，小磁針N極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，貝IJ

A.導(dǎo)線沿東西方向放置

S-

B.導(dǎo)線中的電流方向向右

C.若將小磁針?lè)胖迷趯?dǎo)線的上方，也能觀察到小磁針N極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)土

D.若將小磁針?lè)胖迷趯?dǎo)線的延長(zhǎng)線上，也能觀察到小磁針N極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)

4.右圖是有兩個(gè)量程的電壓表，當(dāng)使用A、8兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，量程為0~

10V；當(dāng)使用A、C兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，量程為0~100V。表頭的內(nèi)阻為

Rg,Ri和&是與表頭串聯(lián)的兩個(gè)電阻。以下關(guān)系式一定正確的是

A-BY1DO

A.-D?-------1-|-.-LJ.---------

R29R29R210R210

5.如圖所示，四盞相同的燈泡并聯(lián)接在電池組兩端，閉合Si后，燈泡心正常發(fā)光。依

次閉合S2、S3、S4,燈泡入2、L3、乙4也依次亮起來(lái)，在此過(guò)程中電流表Al和A2示數(shù)

的變化情況是

A.Ai和A2的示數(shù)都逐漸增大

B.Ai和A2的示數(shù)都逐漸減小

C.Ai的示數(shù)逐漸增大，A2的示數(shù)逐漸減小

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D.Ai的示數(shù)逐漸減小，A?的示數(shù)逐漸增大

6.線圈與電流表相連，把磁鐵的某一個(gè)磁極向線圈中插入或從線圈中抽出時(shí),

電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。實(shí)驗(yàn)中觀察到，當(dāng)把磁鐵N極向線圈中插入時(shí),

電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。下列操作中，同樣可使電流表指針向右偏轉(zhuǎn)的是

A.保持磁鐵N極處在線圈中靜止

B.把磁鐵的N極從線圈中抽出

C.把磁鐵的S極從線圈中抽出

D,把磁鐵的S極向線圈中插入

7.如圖所示的平行板器件中，電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度8相互垂直。一電荷量為+4的粒子以速度。從

該裝置的左端沿水平方向向右做直線運(yùn)動(dòng)。忽略粒子重力的影響，則II

XXXXX

8

X

A.該粒子的速度。-XXXX

E--

XXXxX

若只將粒子的電荷量改為其將往上偏￡

B.XXXIfxV-X

C.若只將粒子的電荷量改為+2%其將往下偏

D.若只將粒子的速度變?yōu)?°,其將往上偏

8.如圖所示，電池、開(kāi)關(guān)和燈泡組成串聯(lián)電路。當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光。某同學(xué)為了判斷究竟

是什么原因造成了這種現(xiàn)象，在閉合開(kāi)關(guān)且不拆開(kāi)導(dǎo)線的情況下，用多用電表2.5V直流電壓擋進(jìn)行檢

測(cè)。他將紅表筆與接線柱A接觸并保持不動(dòng)，用黑表筆分別接觸接線柱夙C、D、E、凡他發(fā)現(xiàn)，當(dāng)

黑表筆接觸8、C。時(shí)，示數(shù)為1.5。V；當(dāng)黑表筆接觸E、尸時(shí)，示數(shù)為0。若該電路中只存在一個(gè)問(wèn)

題，則燈泡不發(fā)光的原因可能是

A.電池沒(méi)電了

B.燈泡燈絲斷了

C.導(dǎo)線。E斷了

D.開(kāi)關(guān)接觸不良

9.如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向放置一段導(dǎo)線油。磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為此導(dǎo)線長(zhǎng)度為/、橫

截面積為S、單位體積內(nèi)自由電子的個(gè)數(shù)為明導(dǎo)線中通以大小為/的電流，設(shè)導(dǎo)線中的自由電子定向

運(yùn)動(dòng)的速率都相同，則每個(gè)自由電子受到的洛倫茲力

A.大小為空，方向垂直于導(dǎo)線沿紙面向上

nSxxxxx

xxxZxx

B.大小為四，方向垂直于導(dǎo)線沿紙面向上g[->{)b

xxxxx

nSB

XXXXX

C.大小為絲，方向垂直于導(dǎo)線沿紙面向下

nS

D.大小為—,方向垂直于導(dǎo)線沿紙面向下

nS

10.如圖I所示，將線圈套在長(zhǎng)玻璃管上，線圈的兩端與電流傳感器（可看作理想電流表）相連。將強(qiáng)磁

鐵從長(zhǎng)玻璃管上端由靜止釋放，磁鐵下落過(guò)程中將穿過(guò)線圈。實(shí)驗(yàn)觀察到如圖2所示的感應(yīng)電流隨時(shí)

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間變化的圖像。下列說(shuō)法正確的是

Z/A

A/1~03時(shí)間內(nèi)，磁鐵受到線圈的作用力始終向下

B.人~以時(shí)間內(nèi)，磁鐵受到線圈的作用力方向先向上后向下

C.若將線圈到玻璃管上端的距離加倍，線圈中產(chǎn)生的電流峰值也將加倍

D.若將線圈的匝數(shù)加倍，線圈中產(chǎn)生的電流峰值可能幾乎不變

二、多項(xiàng)選擇題（本題共4小題，每小題3分，共12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

題意的，全部選對(duì)得3分，選對(duì)但不全得2分，錯(cuò)選不得分。）

11.下圖中標(biāo)出了勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度3、通電直導(dǎo)線中的電流/和它受到的安培力廠的方向，其中正確

的是

X8XXX

F

XxltXX

%

XX平

Q妥X

XXXX

CD

12.如圖所示,電源與電動(dòng)機(jī)連接成閉合回路。已知，電源電動(dòng)勢(shì)為￡、內(nèi)阻為廣，電動(dòng)機(jī)的額定電壓為。、

額定電流為/、線圈電阻為R。開(kāi)關(guān)閉合后,電動(dòng)機(jī)恰好正常工作，則

A,電動(dòng)機(jī)的額定電流/-

R

FTT

B,電動(dòng)機(jī)的額定電流/—

r

C.電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率尸UI

D.電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率尸UIPR

13.在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一圓形導(dǎo)體環(huán)。規(guī)定導(dǎo)體環(huán)中電流的正方向如圖1所示，磁場(chǎng)方

向向上為正方向。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度8隨時(shí)間7按圖2所示的正

弦曲線規(guī)律變化時(shí)，下列說(shuō)法正確的是

A.1s時(shí)，導(dǎo)體環(huán)中的電流為。

B.t=2s時(shí)，導(dǎo)體環(huán)中的磁通量變化率為0

C.f=3s和f=5s時(shí)，導(dǎo)體環(huán)中的電流大小相等、方向相反圖1

D.2s?4s內(nèi)，導(dǎo)體環(huán)中的電流方向先為負(fù)方向后為正方向

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14.利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域。如圖所示，將一厚度

為d的半導(dǎo)體薄片垂直置于磁場(chǎng)8中，在薄片的兩個(gè)側(cè)面E、F間通以電流/時(shí)，另外兩側(cè)M、N間產(chǎn)

生電勢(shì)差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。其原因是薄片中定向移動(dòng)形成電流的載流子受洛倫茲力的作用向

一側(cè)偏轉(zhuǎn)和積累，在M、N間產(chǎn)生霍爾電壓力。半導(dǎo)體的載流子有自由電子或空穴（相當(dāng)于正電荷）

兩種類(lèi)型。結(jié)合所學(xué)知識(shí)，判斷下列說(shuō)法正確的是

A.若該半導(dǎo)體是空穴導(dǎo)電，則M側(cè)電勢(shì)低于N側(cè)電勢(shì)

B.若增大半導(dǎo)體薄片的厚度4則霍爾電壓UH也將增大

C.若增大磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度3,則霍爾電壓UH也將增大

D.若增大電流/,則霍爾電壓UH也將增大

第二部分（實(shí)驗(yàn)和計(jì)算論述題共58分）

三、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共18分）

15.8分）

利用圖1所示電路觀察電容器的充、放電現(xiàn)象，其中E為電源，R為定值電阻，C為電容器，A為

電流表，V為數(shù)字電壓表。

（1）單刀雙擲開(kāi)關(guān)S接1后，電容器進(jìn)行的是（選填“充電”或“放電”）過(guò)程。此過(guò)程中

觀察到的現(xiàn)象是（選填選項(xiàng)前的字母）。[-1.@

2

A.電流表的示數(shù)增大后逐漸趨于穩(wěn)定C=X

B.電流表的示數(shù)迅速增大到某一值后逐漸減小至零國(guó)

C.電壓表的示數(shù)增大后逐漸趨于穩(wěn)定圖1

D.電壓表的示數(shù)迅速增大到某一值后逐漸減小至零

（2）圖2所示為兩個(gè)固定電容器，Ci的電容為220*,C2的電容為4700葉。分別將兩個(gè)電容器接入

圖1所示的電路進(jìn)行充電。已知電源電壓均小于兩個(gè)電容器的額定電壓，則充電結(jié)束后兩個(gè)電容

器的情況，下列說(shuō)法正確的是（選填選項(xiàng)前的字母）。

A.兩個(gè)電容器所帶的電荷量相等C1

B.電容器Ci的電荷量小于電容器C2的電荷量?

C.兩個(gè)電容器兩極間的電勢(shì)差相等

D.電容器C,兩極間的電勢(shì)差小于電容器C2兩極間的電勢(shì)差圖2

16.（10分）

某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量一個(gè)定值電阻的阻值。

（1）他先用多用電表對(duì)該電阻進(jìn)行了初步測(cè)量。他用電阻xl擋進(jìn)行測(cè)量，指針位置如圖1所示，則

該電阻的阻值約為O

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（2）在（1）基礎(chǔ)上，他想用電壓表和電流表更精確地測(cè)量

這個(gè)電阻的阻值。

他在實(shí)驗(yàn)室找到如下器材：

電流表：量程0?0.6A,內(nèi)阻約0.1U；

電壓表：量程0?3V,內(nèi)阻約3kQ；

滑動(dòng)變阻器：最大阻值1512,額定電流1.0A；

電源：電動(dòng)勢(shì)3V,內(nèi)阻約0.5Q；

開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干。

①為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，電流表和電壓表的連接方法應(yīng)該選用圖2中的（選填“甲”或

“乙”），不考慮偶然誤差，采用這種方式測(cè)量的結(jié)果與真實(shí)值相比偏（選填“大”或

"小”）o

圖2

②他在相關(guān)實(shí)驗(yàn)手冊(cè)中，看到圖3所示的兩種滑動(dòng)變阻器的連接方式，他選擇了其中一種，經(jīng)

過(guò)實(shí)驗(yàn)得到多組數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)標(biāo)記在了坐標(biāo)紙上，如圖4所示。

圖3圖4

a.在圖4中畫(huà)出該電阻的圖線，根據(jù)圖線可計(jì)算出電阻R=______Q（結(jié)果保留兩位有效

b.由圖4中的數(shù)據(jù)可知，他選擇的滑動(dòng)變阻器的連接方式是圖3中的—（選填“甲”或

"乙”）。你的判斷依據(jù)是：_______________________________

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四、計(jì)算論述題(本題共4小題，共40分)

解答要求：寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式、演算步驟和答案。只寫(xiě)出最后答案的不能得分。有數(shù)值

計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位。

（9分）

充電寶作為一種便攜的移動(dòng)電源，在生活中得到了廣泛的使用。某同學(xué)用電動(dòng)勢(shì)E=5V,內(nèi)阻r

=0」。的充電寶給小臺(tái)燈L供電，小臺(tái)燈的電阻R=9.9Q,電路圖如圖所示。閉合開(kāi)關(guān)S,求：

(1)回路中的電流/；Q

(2)10s內(nèi)通過(guò)小臺(tái)燈的電荷量q；0

(3)10s內(nèi)充電寶中產(chǎn)生的熱量Q。I~||----------

（9分）

如圖所示，兩平行金屬板間距為d,電勢(shì)差為U,板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)；金屬板下方有一磁

感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。電荷量為+外質(zhì)量為機(jī)的粒子，由靜止開(kāi)始從正極板出發(fā)，經(jīng)電場(chǎng)加速后

射出，并進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。忽略重力的影響，求：+q

T------€>°

(1)粒子從電場(chǎng)射出時(shí)速度。的大小；d\\u

(2)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R；

(3)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間入

（10分）

如圖1所示，足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，間距為〃一端連接xxxxx

阻值為R的電阻。導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為X\RXX|XX

瓦導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，其長(zhǎng)度恰好等于導(dǎo)軌間距，與導(dǎo)軌接觸良好。導(dǎo)丫,B

XIXXXXXX

體棒的電阻為r,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。在平行于導(dǎo)軌的拉力作用下，導(dǎo)體棒沿xxxxNxxx

導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)，速度大小為。。圖1

(1)求回路中的感應(yīng)電流大小/和導(dǎo)體棒MN兩端的電壓U。v

(2)通過(guò)公式推導(dǎo)證明：在一段時(shí)間加內(nèi)，拉力做的功W等于電路獲得的電

能W電。

(3)若在勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中突然將拉力大小增大為原來(lái)的2倍，請(qǐng)說(shuō)出導(dǎo)體棒將-------------.

如何運(yùn)動(dòng)，并在圖2坐標(biāo)系中作出此后導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的。1圖像。圖2

（12分）

在許多工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生包含粉塵的廢氣，為了減少粉塵對(duì)空氣的污染，通常讓廢氣經(jīng)過(guò)

除塵室后再排放。如圖1所示，除塵室中有一矩形通道，其前、后面板使用絕緣材料，上、下面板使

用金屬材料，并與電壓恒定的高壓直流電源相連。圖2是該裝置的截面圖。通道長(zhǎng)心、寬6,上下板間

距離4電源電壓U,其中乙和人為已知，且不可調(diào)，d和U可調(diào)。質(zhì)量為加、電荷量為-4、分布均勻

的帶電粉塵以水平速度。進(jìn)入矩形通道，當(dāng)帶負(fù)電的塵埃碰到下板后其所帶電荷被中和，同時(shí)粉塵被

收集。不計(jì)粉塵重力、空氣阻力及粉塵間的相互作用。

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(1)若電源電壓為U1、上下板間距離為4/1時(shí)，部分粉塵沒(méi)有被收集，求貼近上板進(jìn)入通道的粉塵離

開(kāi)通道時(shí)，沿垂直于上下板方向偏移的距離y。

(2)若電源電壓為比、上下板間距離為di時(shí)，進(jìn)入通道的粉塵的收集率n=64%。為使收集率達(dá)到

100%,應(yīng)如何調(diào)整裝置？請(qǐng)分析說(shuō)明，并給出具體的調(diào)整方案。(寫(xiě)出一種方案即可)

(3)若粉塵恰好能夠被完全收集，在圖3中定性畫(huà)出某段時(shí)間為內(nèi)，下極板沿通道長(zhǎng)度方向單位長(zhǎng)度

收集到的粉塵數(shù)量P隨距通道入口距離無(wú)變化的趨勢(shì)圖線，并簡(jiǎn)要說(shuō)明作圖依據(jù)。

「接地線

:|<-----------L—

一二6斯___

一A一A1

一?一/V

一一A

一+一3+++++

圖2

圖3

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參考答案

第一部分（選擇題共42分）

一、單項(xiàng)選擇題（每小題3分）

1.A2,D3.B4.B5.C6.C7.D8.C9.A10.D

二、多項(xiàng)選擇題（每小題全部選對(duì)的得3分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。）

11.BD12.BD13.BC14.CD

第二部分（實(shí)驗(yàn)和計(jì)算論述題共58分）

三、實(shí)驗(yàn)題（共18分）

15.8分）

（1）充電（2分）；

BC（3分）

（2）BC（3分）

16.（10分）

（1）5（2分）

（2）①甲（1分）；?。?分）

②a.見(jiàn)答圖1（1分）；

5.1-5.4（1分）

b.乙（2分）

層級(jí)1：乙圖是分壓電路，采用分壓電路區(qū)的電壓可以從。開(kāi)始變化。圖中的數(shù)據(jù)U的最小值

是0.30V,比較小，所以一定是采用了乙圖。（1分）

層級(jí)2：若采用甲圖，&的電壓的最小值約為?！?—,E0.75V；若采用乙圖，Rx的電

R*Rr

壓可以從。開(kāi)始變化。圖中的數(shù)據(jù)U的最小值是0.30V,所以一定是采用了乙圖。（2分）

四、計(jì)算論述題（本題共4小題，共40分）

17.。分）

（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律，有/-0.5A（3分）

Rr

（2）根據(jù)電流定義式，有qIt5C（3分）

（3）根據(jù)焦耳定律，有。/.仁公、

1rtU.ZJJ3TT;

18.1分）

⑴根據(jù)動(dòng)能定理，有Uq^nv2

2（2分）

得。產(chǎn)（1分）

Vm

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2

（2）粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力提供向心力，有Bqv（2分）

R

（3）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間/—（2分）

代入得r_（1分）

Bq

19.（10分）

（1）運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)E=（1分）

根據(jù)閉合電路歐姆定律I—上得/萼（1分）

RrRr

路端電壓。=東得U華”（1分）

Rr

（2）MN做勻速運(yùn)動(dòng)，受力平衡，有尸BIL（1分）

“內(nèi)MN運(yùn)動(dòng)的距離=

B2L2

拉力做功wF\xBIL.v\t—2—V\t（1分）

電路獲得的電能唳EI\tBLv.—V吃生二\/（1分）

可知，”時(shí)間內(nèi)，力廠做的功W等于電路獲得的電能W電。

（3）若在勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中突然將拉力大小增大為原來(lái)的2倍，2。

導(dǎo)體棒將做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，速度逐漸趨近。

于2o。Q分）°

圖像見(jiàn)答圖2。Q分）答圖2

20.（12分）

（1）粉塵在通道中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，可以分解為

平行于上下板的方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，有La（1分）

垂直于上下板的方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有y%L其中。-（2分）

解得y

（2）方案一：

層級(jí)1：粉塵收集率n=64%時(shí)，貼近上板進(jìn)入的粉塵不會(huì)被收集，離開(kāi)通道時(shí)沿垂直于上下板方向

偏移的距離y=0.64^2

由（1）可得y

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若僅改變電源電壓，要使收集率達(dá)到100%,需要使u增大（2分）

層級(jí)2：粉塵收集率n=64%時(shí)，貼近上板進(jìn)入的粉塵不會(huì)被收集，離開(kāi)通道時(shí)沿垂直于上下板方向

偏移的距離y=0.64必

U24M

由（1）可得y

Idinw1

U：qE

若僅改變電源電壓，則了

Idirrw1

要使收集率達(dá)到100%,需要使y=（h

%（4分）

代入可得。2‘

16

方案二：

層級(jí)1：粉塵收集率n=64%時(shí)，貼近上板進(jìn)入的粉塵不會(huì)被收集，離開(kāi)通道時(shí)沿垂直于上下板方向

偏移的距離y=0.64必

u24H

由（1）可得