2024-2025学年北京师大附中高二（上）期中物理试卷（图片版，含答案）

2024-2025 学年北京师大附中高二（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 的下列说法中正确的是( )

A. 电动势 = ，可知电源内部非静电力做功越多，电动势越大

B. 电动势 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
D. 电源的电动势与外电路结构有关，外电路变化，电动势也要变化
3.如图所示是两个不同电阻的 图像，则图像①、②表示的电阻及两电阻
串联或并联后的 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Ⅱ
4.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 和一个变阻器 改装成的量程更大的电
表，下列判断正确的是( )
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A. 改装成了电流表， 增大时量程减小 B. 改装成了电流表， 增大时量程增大
C. 改装成了电压表， 增大时量程减小 D. 改装成了电压表， 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 位
置的导线端分别试触 、 、 三个位置，发现试触 、 时，电压表有示数；试
触 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 断路 B. 滑动变阻器断路 C. 导线 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 为电源， 为定
值电阻， 为电容器， 为电流表， 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250
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 0 = 2 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( )
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A. 该电源电动势为9 B. 该电源内阻为1
C. 调整 ，电源最大输出功率为9 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 = 5.0 、输出电流 = 0.6 ，可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻 = 0.5 ，则1 内
( )
A. 充电宝输出的电功率小于3 B. 充电宝产生的热功率为0.18
C. 手机电池储存的化学能为169.2 D. 手机电池产生的焦耳热为18
12.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 1和 2，
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 、 两端的电压小于 1时，
控制开关自动开启高水位预警；当 、 两端的电压大于 2时，控制开关自动开启
低水位预警( 1、 2为定值)。下列说法正确的是( )
A. 1 > 2
B. 2为压力传感器
C. 若定值电阻的阻值越小，开启低水位预警时的水位越低
D. 若定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越低
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( )
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A. 场强 < B. 电势 >
C. 把一正电荷从 移到 ，电场力做正功 D. 同一负电荷在两点受的电场力 >
14.在如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板 与一个静电计相
接，极板 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 上移
B. 极板 右移
C. 极板 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 ，内阻为 ，闭合开关 ，电灯 正常发光。
两块电表均为理想电表。在滑片 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 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。 、 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 <
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 =
C. 小球第一次到达 点的时间小于小球第一次到达 点的时间
D. 磁场中小球能到达轨道另一端最高处，电场中小球不能到达轨道另一端最高处
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。
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(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 0 = 15 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 的阻值，读出相应的电压表和电流表示数 和 ，用测得的数据描绘出如图丁所示
的 图像，则该电池的电动势 = ______ ，内阻 0 = ______ (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______。(选填“偏大”、“偏小”或“准确”)
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______ ，长度为
______ 。
(2)若流经圆柱体的电流为 ，圆柱体两端的电压为 ，圆柱体的直径和长度分别用 、 表示，则用 、 、 、
表示的电阻率的关系式为 = ______。
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(3)该合金圆柱体的额定电压为3 (阻值大约为5 )。为测量其阻值 ，实验室提供了下列可选用的器材：
电流表 1(量程300 ，内阻为1 )
电流表 2(量程0.6 ，内阻约0.3 )
电压表 (量程3.0 ，内阻约3 )
滑动变阻器 1(最大阻值为5 )
滑动变阻器 2(最大阻值为100 )
电源 (电动势3 ，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。
.电流表应选择______，滑动变阻器应选择______。
.电路图应选择______(选填图中的 、 、 或 )。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 的位置，以 表示滑动变阻器
可接入电路的最大电阻值，以 表示滑动变阻器与金属丝 并联部分的电阻值，以 表示 两端的电压值。

在图4所示的三条曲线中，表示滑动变阻器 1接入电路时 随
变化的图像是______，表示滑动变阻器 接
2

入电路时 随 变化的图像是______(选填“ ”、“ ”或“ ”)。

(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( ) 1，将该饮用
水灌满一个高约10 、容积约200 的薄壁塑料瓶(如图5所示)，瓶的两端用两个略小于瓶底面积的固定金
属圆片电极密封。若采用上一问(3)① 中所选的电路，请分析说明利用(3)中的实验器材能否较为精确地测
量该饮用水的电导率？
四、计算题：本大题共 4 小题，共 40 分。
19.规格为“8 、4 ”的小灯泡与小型直流电动机(其线圈内阻为 0 = 0.4 )并联后，接至电动势为10 ，
内电阻 = 0.5 的电源上，小灯泡恰好正常发光，求：
(1)通过小灯泡的电流 和电源的内电压 ′．
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(2)电路中的总电流 和通过电动机 的电流 ．
(3)电动机的输入功率 ，发热功率 热和电动机的输出功率 出．
20.如图所示，长为 的绝缘细线一端悬于 点，另一端系一质量为 、
电荷量为 ( > 0)的小球。现将此装置放在水平的匀强电场中，小球
静止在 点，此时细线与竖直方向成 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 。
(1)请判断电场强度的方向，并求电场强度 的大小；
(2)求 、 两点间的电势差 ；
(3)若在 点对小球施加一个拉力，将小球从 点沿圆弧缓慢向左拉起，直至与 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 、 平行放置，它们所构成的轨
道平面与水平面之间的夹角 = 37°，两导轨之间的距离 = 0.50 。一
根质量 = 0.20 的均匀直金属杆 放在两导轨上，并与导轨垂直，且
接触良好，整套装置处于与 杆垂直的匀强磁场中。在导轨的上端接有
电动势 = 36 、内阻 = 1.6 的直流电源和电阻箱 。已知导轨与金属
杆的电阻均可忽略不计， 37° = 0.6， 37° = 0.8，重力加速度 取10 / 2。
(1)若金属杆 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 1 = 2.0 时，金属杆 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 和导轨之间的摩擦不可忽略，金属杆 受到的最大静摩擦力为0.6 ，整套装置处于垂直于
导轨平面斜向下、磁感应强度大小 = 0.40 的匀强磁场中，要使金属杆 仍保持静止，求电阻箱接入电路
中的电阻取值范围。
22.如图1所示，平行板电容器极板长度为 ，板间距为 ， 极板接地(即电势 = 0)。在电容器两极板间接
交变电压， 极板的电势随时间变化的图象如图2所示，其最大值为 .电子以速度 0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 ，电荷量为 ，重力不计。
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(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 = 0.15 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△ ；
(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 = 4.0 × 10 2 ， 0 = 2.0 × 10
7 / 。
(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 的变化可以记为△ ，发生这个变化所
△
用的时间间隔可以记为△ ；变化量△ 与△ 的比值 就是这个量对时间的变化率。若空间中存在一静电
△
场， 轴与某条电场线重合。
.请你类比上述变化率的概念写出电势 对空间位置 的变化率 的表达式；
.该静电场的电势 随 的分布可能是图3所示甲、乙两种情况中的一种。请你根据电势随空间的变化情况分
析比较两种情况的电场在0 < < 区域内的相同点和不同点。
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1.【答案】
2.【答案】
3.【答案】
4.【答案】
5.【答案】
6.【答案】
7.【答案】
8.【答案】
9.【答案】
10.【答案】
11.【答案】
12.【答案】
13.【答案】
14.【答案】
15.【答案】
16.【答案】
17.【答案】乙 12 1.0 偏小 偏小
2
18.【答案】1.050 4.275
4 2 1
19.【答案】解：(1)由题意规格为“8 、4 ”的小灯泡恰好正常发光，可知电路的路端电压 = 8 ，则内
电压：
内 = = 10 8 = 2 ；
由于灯泡正常发光，所以灯泡的电流为：
4
= = = 0.5 8
(2)电路的总电流：

内 2
= = = 4
0.5
电动机的电流为：
= = 4 0.5 = 3.5
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(3)电动机线圈的发热功率：
热 =
2

2
0 = 3.5 × 0.4 = 4.9 ；
电动机的总功率的大小为：
= = 8 × 3.5 = 28 ；
所以电动机的输出的功率为：
′ = 28 4.9 = 23.1
答：(1)通过小灯泡的电流0.5 ，电源的内电压2 ；
(2)电路中的总电流4 ，通过电动机 的电流3.5 ；
(3)电动机的输入功率28 ，发热功率热4.9 ，电动机的输出功率23.1 ．
20.【答案】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： =

解得： = ；

(2)根据匀强电场中电势差与场强的关系可得： =

解得： = ；

(3)小球从 点沿圆弧缓慢向左拉起至与 点处于同一水平高度的过程，由动能定理有：
+ (1 ) = 0
(1 )
解得所施加的拉力至少要做的功为： = 。 cos

答：(1)电场强度的方向向右，电场强度 的大小为 ；

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(2) 、 两点间的电势差为 ；

(1 )
(3)所施加的拉力至少要做的功为 。
cos
21.【答案】解：(1)①磁场的方向向下，由左手定则可知， 棒受到的安培力的方向水平向右，受力如图：

由平衡条件得： 37° = ，

其中安培力的大小为： = ，
36
电流为： = = = 10 ，
1+ 2.0+1.6
联立可得磁感应强度大小为： = 0.3 ；
②由受力分析可知当安培力方向与支持力的方向垂直时，安培力最小，磁感应强度最小，
有： = ，
2×0.6
则磁感应强度的最小值为： = = = 0.24 ， 10×0.5
根据左手定则知，磁感应强度方向垂直于轨道平面斜向下；
(2)最大静摩擦力向下时： = + ，
其中： = ， = 0.40 ， = 0.6 ，
且： ( + ) = ，
联立可得： = 2.4 ；
最大静摩擦力向上时： + = ，
其中： = ， = 0.40 ， = 0.6 ，
且： ( + ) = ，
联立可得： = 10.4 ，
则电阻箱接入电路中的电阻取值范围为2.4 ≤ ≤ 10.4 。
答：(1)若金属杆 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 1 = 2.0 时，金属杆 静
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止在导轨上。
①如果磁场方向竖直向下，满足条件的磁感应强度的大小为0.3 ；
②如果磁场的方向可以随意调整，满足条件的磁感应强度的最小值为0.24 、方向垂直于轨道平面斜向下；
(2)如果金属杆 和导轨之间的摩擦不可忽略，金属杆 受到的最大静摩擦力为0.6 ，整套装置处于垂直于
导轨平面斜向下、磁感应强度大小 = 0.40 的匀强磁场中，要使金属杆 仍保持静止，电阻箱接入电路中
的电阻取值范围为2.4 ≤ ≤ 10.4 。

22.【答案】解：(1)由 图可知 = 0.15 时两极板间的电压 ′ =
2
电子在平行于极板的方向上做匀速直线运动 = 0
1
在垂直于极板的方向上做初速度为0的匀加速直线运动△ = 2
2

其中 = ， =
2
2
代入解得 △ = 。
4 20
(2)电子在平行于极板的方向上做匀速直线运动 = 0
4.0×10 2
可知电子通过电场所用的时间为 = = 7 = 2.0 × 10
9
0 2.0×10
由图2可知电场变化的周期 = 0.2
2.0×10 9
则 = = 1 × 10 8
0.2
可见电子通过电场所用的时间远远小于电场变化的周期，因此电子穿过平行板的过程中可以认为两板间的
电压是不变的。
△
(3) .根据题意可知 = 或 = 。
△ △
.由图3可知甲、乙两种情况中电势沿 轴的正方向均降低，由此可知两种情况的电场方向是相同的，均沿
轴的正方向。
不同点是电势随空间位置的变化快慢不同，甲电场的电势在沿 轴的正方向上随空间位置均匀降低，为匀强
电场。
乙电场的电势在沿 轴的正方向上随空间位置降低得越来越慢，电场强弱分布不均匀，沿 轴的正方向电场
强度逐渐减小。
2
答：(1)在 = 0.15 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△ 为 。
4 20
(2)原因如解析所示。
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△
(3) .电势 对空间位置 的变化率 的表达式为 = 或 = 。
△ △
.相同点和不同点如解析所示。
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