北京市东城区2024-2025学年高二（上）期末物理试卷（含答案）

北京市东城区2024-2025学年高二（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共14小题，共42分。
1.下列物理量的名称和单位对应正确的是( )
A. 电场强度 B. 电容 C. 电动势 D. 电功
2.关于电动势和电压的理解，下列说法正确的是( )
A. 电源两极间的电压就是电源的电动势
B. 家用号干电池的电动势大于号干电池的电动势
C. 两者单位都是伏特，故电动势与电压属于同一物理量
D. 电动势的大小反映电源把其它形式能量转化为电能的本领
3.如图所示为研究平行通电直导线之间相互作用的实验装置。接通电路后发现两根导线均发生形变，此时通过导线和的电流大小分别为和，已知，方向均向上。若用和分别表示导线与受到的磁场力，则下列说法正确的是( )
A. 两根导线相互排斥
B. 为判断的方向，需要知道和的合磁场方向
C. 两个力的大小关系为
D. 仅增大电流，、会同时都增大
4.电阻、电容与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落，在极接近线圈上端的过程中，流过的电流方向和电容器极板的带电情况是( )
A. 从到，下极板带正电 B. 从到，下极板带正电
C. 从到，上极板带正电 D. 从到，上极板带正电
5.如图所示的各电场中，、两点的电场强度相同的是( )
A. B. C. D.
6.将一块内阻为、满偏电流为的电流表改装成量程为的电流表，应该( )
A. 并联一个约为的电阻 B. 并联一个约为的电阻
C. 串联一个约为的电阻 D. 串联一个约为的电阻
7.如图所示，虚线、、代表电场中一簇等势线，相邻等势线之间的电势差相等，实线为一带正电质点重力不计仅在电场力作用下从到通过该区域时的运动轨迹，据此可知( )
A. 、、三条等势线中，的电势最高
B. 电场中点处的电场强度大小比点处大
C. 该质点在点处的速率比在点处大
D. 该质点在点具有的电势能比在点具有的电势能大
8.如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关闭合后，在变阻器的滑动端向下滑动的过程中( )
A. 电压表的示数减小，电流表的示数增大 B. 电压表与电流表的示数都增大
C. 电压表的示数增大，电流表的示数减小 D. 电压表与电流表的示数都减小
9.如图甲所示是磁电式电流表的结构示意图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的，线圈中、两条导线长均为，分别通以图乙所示方向的电流，两条导线处的磁感应强度大小均为，则( )
A. 该磁场是匀强磁场
B. 在辐向磁场中磁感线总是与线圈平面垂直
C. 线圈将逆时针方向转动
D. 、导线各自受到的安培力大小总为
10.如图甲所示，一个匝数的圆形导体线圈，面积，电阻。在线圈中存在面积的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示。有一个的电阻，将其两端、分别与图甲中的圆形线圈相连接，端接地，则下列说法正确的是( )
A. 圆形线圈中产生的感应电动势为
B. 电阻两端的电压为
C. 通过电阻的电流为
D. 在时间内，流经电阻的电荷量为
11.两电荷量分别为和的点电荷固定在轴上的、两点，两电荷连线上各点电势随变化的关系如图所示，其中为段电势最低的点，则下列说法正确的是( )
A. 、为等量异种电荷
B. 将一正点电荷从点移到点，电势能先减小后增大
C. 从到的连线上各点电场强度大小先增大后减小
D. 、两点间场强方向沿轴负方向
12.硅光电池具有低碳环保的优点．如图所示，图线是该电池在某光照强度下路端电压和电流的关系图象，图线是某电阻的图象．在该光照强度下将它们组成闭合回路，则硅光电池的( )
A. 电动势为 B. 内阻为
C. 输出功率为 D. 效率为
13.电流传感器可以像电流表一样测量电流，可以捕捉到瞬间的电流变化，相当于一个理想电流表。用如图甲所示的电路来研究电容器的放电过程。实验时将开关拨到端，用直流电压给电容器充电，待电路稳定后，将电流传感器打开，再将开关拨到端，电容器通过电阻放电。以拨到端时为时刻，电流传感器测得的电流随时间变化的图像如图乙所示，根据题意，下列说法正确的是( )
A. 由图像可知，电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为
B. 由图像可知，电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为
C. 此电容器的电容约为
D. 此电容器的电容约为
14.口罩中使用的熔喷布经驻极处理后，对空气的过滤增加静电吸附功能。驻极处理装置如图所示。针状电极与平板电极分别接高压直流电源正负极，针尖附近的空气被电离后，带电粒子在电场力作用下运动，熔喷布捕获带电粒子带上静电。熔喷布带电后对电场的影响可忽略不计。下列说法正确的是( )
A. 沿图中虚线向熔喷布运动的带电粒子，其速度和加速度均不断增大
B. 针状电极上，针尖附近的电场较弱
C. 熔喷布上表面因捕获带电粒子而带正电
D. 两电极相距越远，熔喷布捕获的带电粒子速度越大
二、实验题：本大题共2小题，共18分。
15.导电玻璃是制造的主要材料之一，为测量导电玻璃的电阻率，某小组同学选取了一个长度为的圆柱体导电玻璃丝。主要实验步骤如下，完成下列问题。
先用螺旋测微器测量导电玻璃丝的直径，示数如图甲所示，其直径 ______；再用刻度尺测出导电玻璃丝的长度为。用多用电表测电阻时，将选择开关拨至“”挡，进行欧姆调零后，将两表笔接待测电阻两端，指针如图丙所示，则应选______选填“”“”“”或“”挡重新进行测量。
用“伏安法”测量该导电玻璃丝的阻值，电路图如图乙所示。除电源电动势为，内阻不计、电流表量程为，内阻约、电压表量程为，内阻约、待测导电玻璃丝阻值约为、导线、开关外，滑动变阻器应选用______填以下给定器材前的字母。电压表的左端应与电路中的______选填“”或“”点相连。
A.滑动变阻器总阻值为，额定电流为
B.滑动变阻器总阻值为，额定电流为
若某次测量中，电压表和电流表示数分别为和，请用上述直接测得的物理量、、、Ⅰ写出该导电玻璃的电阻率的表达式，即 ______。
16.实验课中同学们要完成“测量一节干电池的电动势和内阻”的任务，被测电池的电动势约为，内阻约为。
某小组同学计划利用图甲所示的电路进行实验，已知实验室除待测电池、开关、导线外，还提供下列器材：
电流表：量程，内阻约
电压表：量程，内阻约
滑动变阻器：，额定电流
如图乙是该组同学根据所获得的组实验数据，在坐标纸上绘制的反映路端电压随电流变化的图线，请据此图线判断：被测干电池的电动势 ______，内阻 ______。结果保留到小数点后两位
若考虑到电表内阻的影响，分析并判断该组同学测得的电动势和内电阻其测量值与真实值的大小关系。
另一小组同学在实验过程中发现电压表出了故障，因此设计用一个电流表和一个电阻箱进行实验，实验电路如图丙所示。他们发现用这种方法进行实验误差较大，因此尝试利用图像进行误差分析。该组同学以电流表示数为横坐标，以电流表示数与电阻箱示数的乘积为纵坐标作出图像，图丁中，实线是根据实验数据描点作图得到的图像，虚线是没有电表内阻影响的理想情况，对应图丙电路设计的图像是______。
三、计算题：本大题共4小题，共40分。
17.在匀强电场中把电荷量为的点电荷从点移动到点，静电力做的功为，再把这个电荷从点移动到点，静电力做的功为。
、间，、间，、间的电势差各是多大？
把电荷量为的点电荷从点移动到点，静电力做的功是多少？
根据以上结果，定性地画出电场分布的示意图，并标出、、三点可能的位置。
18.如图所示，一带电粒子由静止释放被电压为的加速电场加速，然后沿着与场强方向垂直的方向进入另一个匀强的偏转电场，并射出该偏转电场。已知粒子的带电量为，质量为；偏转电场两极板间电压为，偏转电场极板长为，极板间距为，不计粒子的重力。求粒子：
在偏转电场中的运动时间；
射出偏转电场时速度偏转角的正切值；
射出偏转电场时垂直极板方向的偏转位移。
19.汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图所示，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为，电动机启动时电流表读数为，若电源电动势为，内阻为，电动机绕组的电阻，电流表内阻不计，求：
车灯的电阻值；
电动机启动时流过车灯的电流以及电动机的输出功率；
因电动机启动，车灯的电功率降低了多少？
20.如图所示，足够长的光滑金属框架竖直放置，顶端留有接口、，两竖直导轨间距为，一质量为、长度为的金属棒始终与竖直导轨接触良好，磁感应强度大小为的匀强磁场垂直于框架平面向里，重力加速度为。不计空气阻力，不计框架和金属棒的电阻及电磁辐射的能量损失。
若在、间接入一个阻值为的定值电阻，如图所示，从静止释放金属棒。
请分析说明金属棒的运动情况；
定性画出通过电阻的电流随时间变化的图像；
求出金属棒的最终速度大小。
若在、间接入一个电容为的电容器，如图所示，同样从静止释放金属棒，若电容器不会被击穿。
依据必要的计算分析，说明金属棒的运动情况，并画出金属棒下降一段时间的速度随时间的变化关系图像；
求金属棒下降高度为时的速度。
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】解：根据电场力做功与电势差的关系可得，
A、间的电势差为：，
B、间的电势差为：，
则、间的电势差为：；
根据电场力做功与电势差的关系可得：；
由中所求可知，点电势比点电势高，点电势比点电势低，点电势比点电势低，则点电势大于点电势，点电势大于点电势，因为沿着电场线方向电势逐渐降低，所以沿着电场线方向，依次经过点、点、点；由匀强电场中电势差与电场强度的关系可知，沿相同方向移动相同距离，电势差相等；因此可能的情况如图所示：
答：、间，、间，、间的电势差分别是，和；
把电荷量为的点电荷从点移动到点，静电力做的功是；
见解析。
18.【答案】解：带电粒子经过加速电场过程，根据动能定理可得
粒子在偏转电场中做类平抛运动，沿方向有
解得粒子在偏转电场中的运动时间为
粒子在偏转电场中，沿电场方向有
射出偏转电场时偏转的角度的正切值为
联立解得
射出偏转电场时垂直极板方向的偏转位移为
可得
答：在偏转电场中的运动时间；
射出偏转电场时偏转的角度的正切值；
射出偏转电场时垂直极板方向的偏转位移。
19.【答案】解：电动机未启动时车灯两端的电压

车灯的电阻值

电动机启动时车灯两端的电压
流过车灯的电流
流过电动机的电流
电动机的输出功率
电动机启动时车灯的电功率
电动机未启动时车灯的电功率
车灯的电功率降低
答：
车灯的电阻值为；
电动机启动时流过车灯的电流为，电动机的输出功率为；
因电动机启动，车灯的电功率降低了．
20.【答案】解：金属棒切割磁感线产生的感应电动势
回路中的电流
金属棒受到的安培力
根据牛顿第二定律
金属棒的速度增大，感应电动势增大，电流增大，安培力增大，加速度减小，所以金属棒做加速度减小的加速运动，当时，达到最大速度，之后做匀速运动。
通过电阻的电流随时间变化的图像如图所示
图
当金属棒向下做匀速运动时
解得
金属棒向下做加速运动，在极短时间内，金属棒的速度变化
根据加速度的定义有
金属棒产生的电动势变化
电容器增加的电荷量
根据电流的定义有
解得：
金属棒受到的安培力
根据牛顿第二定律有
解得：
可以判断金属棒做匀加速直线运动
故金属棒下降一段时间的图像如图所示
图
根据运动学公式有
解得
答：金属棒做加速度减小的加速运动，当时，达到最大速度，之后做匀速运动；
见解析；
金属棒的最终速度大小为。
金属棒做匀加速直线运动，速度随时间的变化关系图像见解析；
金属棒下降高度为时的速度为。
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