高級中學名校試卷PAGE2025學年北京市豐臺區高二（上）期末物理試卷一、單選題：本大題共10小題，共30分。1.在生產和生活中使用的許多設備都可以看作能量轉換器，它們把能量從一種形式轉化為另一種形式。下列電器設備在工作中可以實現把電能轉化為機械能的是（）A.電飯煲 B.電熱水器 C.電熨斗 D.電風扇【答案】D【解析】A．電飯煲在工作時，主要是將電能轉化為內能，用于加熱食物，因此它并不是將電能轉化為機械能的設備，故A錯誤；B．電熱水器同樣是將電能轉化為內能，用于加熱水，所以它也不是將電能轉化為機械能的設備，故B錯誤；C．電熨斗在工作時，也是將電能轉化為內能，用于熨燙衣物，因此它同樣不是將電能轉化為機械能的設備，故C錯誤；D．電風扇在工作時，通過電動機將電能轉化為機械能，驅動風扇葉片旋轉，從而產生風，因此電風扇是將電能轉化為機械能的設備，故D正確。故選D。2.下列與電磁感應有關的現象中說法不正確的是（）A.圖甲：搖動手柄使蹄形磁體轉動，則鋁框會以相同的速度同向轉動B.圖乙：銅盤在轉動過程中，當手持蹄形磁體靠近銅盤時，銅盤的轉速減小C.圖丙：搬運電流表時將正負接線柱用導線連在一起是為了減弱指針擺動D.圖丁：安檢門利用渦流可以檢測金屬物品，如攜帶金屬經過時，會觸發報警【答案】A【解析】A．根據電磁驅動原理，圖中當手搖動柄使得蹄形磁鐵轉動，則鋁框會同向轉動，且比磁體轉動的慢，故A錯誤；B．銅盤在轉動過程中，當手持蹄形磁體靠近銅盤時，由于電磁感應，銅盤中會產生感應電流，這個感應電流會受到磁場的作用力，從而阻礙銅盤的轉動，使銅盤的轉速減小，故B正確；C．搬運電流表時將正負接線柱用導線連在一起，是為了形成一個閉合回路。當電流表受到震動時，指針的擺動會帶動連接指針的線圈擺動，線圈在磁場中切割磁感線產生感應電流，會受到安培力作用，安培力阻礙線圈的擺動，從而起到減弱指針擺動的作用，故C正確；D．安檢門利用渦流可以檢測金屬物品。當攜帶金屬物品經過安檢門時，金屬物品會在交變磁場中產生渦流，這個渦流又會產生交變磁場，被安檢門檢測到，從而觸發報警，故D正確。本題選不正確的，故選A。3.在如圖所示的電場中，一個試探電荷從A點由靜止釋放，僅在靜電力的作用下從A點運動到B點。已知AB間電勢差為U，AB間距離為d。下列說法正確的是（）A.該試探電荷帶正電B.該試探電荷在運動過程中做勻加速直線運動C.A點電場強度大小為D.運動過程中，該試探電荷的電勢能增加【答案】A【解析】A．因為該試探電荷從A點由靜止釋放，僅在靜電力的作用下從A點運動到B點，所以其所受電場力的方向由A指向B，與電場強度方向相同，則該試探電荷帶正電，故A正確；B．同一電場中，電場線越密集的地方，電場強度越大，則試探電荷所受電場力越大，試探電荷的加速度越大；由圖可知，由A到B電場線越來越稀疏，則該試探電荷在運動過程中的加速度越來越小，故B錯誤；C．若AB間的電場為勻強電場，則根據勻強電場中電勢差與電場強度的關系可得，A點電場強度大小為但是AB間的電場不是勻強電場，且電場強度越來越小，所以根據勻強電場中電勢差與電場強度的關系定性分析可知，A點電場強度大于，故C錯誤；D．結合前面分析可知，運動過程中，電場力對該試探電荷做正功，則該試探電荷的電勢能減小，故D錯誤；故選A。4.如圖所示，利用滿偏電流為1mA、內阻為的小量程電流表（表頭）改裝成量程為的電壓表。下列說法正確的是（）A.R阻值為B.R阻值為C.當通過表頭的電流為時，A、B兩端點間電壓為D.當通過表頭的電流為時，A、B兩端點間電壓為【答案】C【解析】AB．將小量程的電流改裝成量程為的電壓表，根據改裝電壓表原理可得解得可知將小量程的電流改裝成量程為的電壓表，需要串聯一個阻值為的電阻，故AB錯誤；CD．當通過表頭的電流為0.4mA時，A、B兩端點間電壓為故C正確，D錯誤。故選C。5.如圖所示，將一個小電動機接在電路中。正常工作和將電動機短時間卡住時，測得電動機兩端的電壓和流過電動機的電流如下表所示。下列說法正確的是（）電壓U/V電流I/A扇葉被卡住（短時間）540.27正常工作時6.00.05A.電動機線圈電阻為120ΩB.正常工作時，電動機消耗的電功率P1=0.3WC.正常工作時，電動機發熱的功率P2=1.8WD.正常工作時，電動機對外做功的功率P3=1.5W【答案】B【解析】．當扇葉被卡住，電動機不轉、為純電阻電路根據歐姆定律可知故A錯誤；B．正常工作時，電動機消耗的電功率故B正確；C．正常工作時，電動機發熱的功率故C錯誤；D．正常工作時，電動機對外做功的功率故D錯誤；故選B。6.如圖所示，a、b兩個閉合線圈用同樣的導線制成，匝數均為n，半徑，圖示區域內有勻強磁場，且磁感應強度隨時間均勻增加。下列說法正確的是（）A.a、b線圈中的感應電流均隨時間均勻增加B.a、b線圈中產生的感應電動勢之比為4：1C.a、b線圈中感應電流之比為4：1D.a、b線圈中產生的熱功率之比為16：1【答案】B【解析】A．磁感應強度隨時間均勻增加，根據法拉第電磁感應定律可知感應電動勢恒定，感應電流恒定，故A錯誤；B．根據法拉第電磁感應定律可知故電動勢之比等于半徑的平方之比，因，故電動勢之比為4：1，故B正確；CD．線圈中電阻而導線長度故電阻之比為2：1；由歐姆定律可知電流之比為2：1，根據可得熱功率之比為8：1，故CD錯誤。7.利用如圖所示裝置可研究電磁感應現象。線圈A通過滑動變阻器和開關S連接到電源上，線圈B的兩端連接到電流表上，把線圈A裝在線圈B的里面。某同學發現閉合開關S時，電流表指針向右偏轉，由此可以判斷（）A.線圈A向上移動時，電流表指針向右偏轉B.鐵芯向下插入線圈A中時，電流表指針向左偏轉C.滑動變阻器的滑片勻速向右滑動時，電流表指針不偏轉D.滑動變阻器的滑片加速向右滑動時，電流表指針向右偏轉【答案】D【解析】AB．閉合開關S時通過線圈B的磁通量增加，可知當穿過線圈B的磁通量增大時，電流表指針向右偏轉。線圈A向上移動時，穿過線圈B的磁通量均減小，電流表指針應向左偏轉，當線圈A中鐵芯向下插入時，穿過線圈B的磁通量增大，則電流表指針向右偏轉，故AB錯誤；CD．滑動變阻器的滑片向右滑動時(無論加速還是勻速)電阻減小，通過A的電流增大，則穿過線圈B的磁通量增加，電流表指針向右偏轉，故C錯誤，D正確。故選D。8.某興趣小組利用如圖所示的電路研究自感現象。、為相同的燈泡，電感線圈L的自感系數較大。先閉合開關S，調節電阻R，使兩個燈泡的亮度相同，然后斷開開關S。下列說法正確的是（）A.閉合開關，、立即變亮B.閉合開關，逐漸變亮，立即變亮C.閉合開關，待電路穩定后再斷開開關，立即熄滅，逐漸熄滅D.閉合開關，待電路穩定后再斷開開關瞬間，通過燈泡的電流方向與原來相反【答案】B【解析】AB。閉合開關S，燈泡與電源構成的回路沒有線圈，直接亮起，燈泡與線圈串聯，由于線圈產生自感電動勢阻礙電流增加可知逐漸亮起，故A錯誤，B正確；CD．電路穩定后斷開開關S，由于自感現象，線圈中電流會逐漸減小，燈泡、與線圈構成閉合回路，燈泡、逐漸熄滅，通過燈泡的電流方向與原來相同，故CD錯誤。故選B。9.如圖甲所示，某同學在研究電磁感應現象時，將一線圈兩端與電流傳感器相連，強磁鐵從長玻璃管上端由靜止下落，電流傳感器記錄了強磁鐵穿過線圈過程中電流隨時間變化的圖像，時刻電流為正向最大值，時刻電流為0，如圖乙所示。下列說法正確的是（）A.在時刻，穿過線圈的磁通量變化率最大B.在時刻，強磁鐵的加速度大于重力加速度C.強磁鐵穿過線圈的過程中，受到線圈的作用力始終向上D.在到的時間內，強磁鐵重力勢能的減少量等于其動能的增加量【答案】C【解析】A．由圖乙知，時刻線圈中電流為零，說明線圈產生的感應電動勢為零，由法拉第電磁感應定律可知，穿過線圈的磁通量的變化率等于零，故A錯誤；B．由“來拒去留”可知，在時刻，強磁鐵受到線圈向上的作用力F，磁鐵的加速度小于重力加速度，故B錯誤；C．由“來拒去留”可知，強磁鐵穿過線圈的過程中，受到線圈的作用力始終向上，故C正確；D．在到的時間內，線圈中有感應電流產生熱量，由能量守恒定律可知，強磁鐵重力勢能的減少量等于其動能的增加量加上線圈產生的內能，故D錯誤。故選C。10.為了保證行車安全和乘客身體健康，動車上裝有煙霧報警裝置，其簡化電路如圖所示。其中為定值電阻，為煙感傳感器（可等效為可變電），當環境中的煙霧濃度變化時，煙感傳感器的電阻值會發生變化。a、b間為報警裝置，當a、b兩端的電壓大于某一電壓值時，報警裝置將啟動。下列說法正確的是（）A.當環境中的煙霧濃度升高時，a、b間的電壓將減小B.當環境中煙霧濃度升高時，定值電阻兩端電壓將增大C.若定值電阻的阻值越小，啟動報警裝置時的煙霧濃度越大D.若定值電阻的阻值越大，啟動報警裝置時的煙霧濃度越大【答案】D【解析】AB．當環境中的煙霧濃度升高時，a、b間的電壓將增大，當a、b兩端的電壓大于某一電壓值時，報警裝置將啟動，總電壓一定，定值電阻兩端電壓將減小，故AB錯誤；C．若定值電阻的阻值越小，電路中電流相對較大，當環境中的煙霧濃度變化時，兩端電壓變化更加明顯，啟動報警裝置時的煙霧濃度越小，故C錯誤；D．若定值電阻的阻值越大，電路中電流相對小，當環境中的煙霧濃度變化時，兩端電壓變化變得相對不明顯，啟動報警裝置時的煙霧濃度越大，故D正確。故選D。二、多選題：本大題共4小題，共12分。11.如圖所示，空間中存在兩個等量異種點電荷，兩點電荷連線與中垂線交于點O，a、c是兩電荷連線上的兩點，且，b、d是兩電荷連線中垂線上的兩點，且。下列說法正確的是（）A.a、c兩點電場強度相同、電勢不同B.a、c兩點電場強度不同、電勢相同C.b、d兩點電場強度不同、電勢不同D.b、d兩點電場強度相同、電勢相同【答案】AD【解析】兩等量異種點電荷的電場線及等勢面的分布情況如下：由兩等量異種點電荷電場線分布的對稱性可知，a、c兩點電場強度相同，b、d兩點電場強度相同；由沿電場線方向電勢逐漸降低可知，a點電勢高于b點電勢，由兩等量異種點電荷的等勢面的分布可知，b、d兩點電勢相同；故選AD。12.如圖所示，固定在水平面上的光滑金屬架處于豎直向下的勻強磁場中，金屬棒MN以v=1.0m/s的初速度向右運動。已知導軌間距L=0.50m，導軌的一端連接的電阻阻值R=2.0Ω，磁感應強度大小B=0.2T，金屬棒電阻r=0.50Ω，金屬棒質量m=0.5kg。下列說法正確的是（）A.金屬棒向右運動過程中做勻減速直線運動B.金屬棒向右運動過程中，通過電阻R的電流方向為Q→PC.金屬棒的速度為0.5m/s時，MN兩點間電勢差為0.04VD.從金屬棒開始運動到靜止的過程中，電阻R產生的熱量為0.25J【答案】BC【解析】A．由楞次定律可知，金屬棒MN以v=1.0m/s的初速度向右運動后，受向左的安培力作用，則其切割磁感線的速度變化，則感應電動勢變化、感應電流變化，則安培力變化，故金屬棒所受合外力變化、加速度變化，則金屬棒向右運動過程中不做勻減速直線運動，故A錯誤；B．根據右手定則可知，金屬棒向右運動過程中，流過導體棒的電流方向為N→M，則通過電阻R的電流方向為Q→P，故B正確；C．MN為電源，在電源內部電流是從低電勢到高電勢，則M點電勢高于N點電勢，則MN兩點間電勢差大于零，則金屬棒的速度為0.5m/s時，MN兩點間電勢差為故C正確；D．根據能量守恒定律可知，從金屬棒開始運動到靜止的過程中，電路產生的熱量為電阻R產生的熱量為聯立可得故D錯誤。故選BC。13.某回旋加速器的工作原理如圖所示。和是兩個中空的半圓金屬盒，它們之間有一定的電勢差，大小為U。兩個金屬盒處于與盒面垂直的勻強磁場中，盒的中央A處的粒子源可以產生質量為m、電荷量為的粒子。控制兩盒間的電勢差，改變電場方向，使粒子每次經過窄縫都會被電場加速，之后進入磁場做勻速圓周運動。經過若干次加速后，粒子從盒邊緣離開。忽略粒子的初速度、粒子的重力、粒子間的相互作用及相對論效應。下列說法正確的是（）A.粒子每次通過加速電場的動能增加量相同B.粒子在磁場中做圓周運動的周期逐漸增大C.只增大窄縫的電勢差U，能減小粒子被加速的次數D.只增大窄縫的電勢差U，能增大粒子離開加速器的最大動能【答案】AC【解析】A．由動能定理，可知電場力對粒子做功為由動能定理可知可知粒子每次通過加速電場的動能增加量相同，故A正確；B．由洛倫茲力提供向心力結合粒子做圓周運動特點可得到粒子在磁場中做圓周運動的周期為可知其周期不變，故B錯誤；D．由粒子離開D形盒時，動能最大，可知故其最大動能可知U對其最大動能無影響，故D錯誤；C．由動能定理，可計算加速次數滿足可知故增大U，可減小粒子被加速的次數，故C正確。14.在如圖電場或磁場中，能使一個帶負電的粒子僅在靜電力或洛倫茲力作用下做圓周運動的是（）A.圖甲：勻強電場B.圖乙：勻強磁場C.圖丙：帶正電的點電荷形成的電場D.圖丁：等量同種正點電荷形成的電場【答案】BCD【解析】A．在勻強電場中，帶負電的粒子受到的電場力是恒力。它不能提供粒子做圓周運動所需的向心力，因此粒子在勻強電場中不能做圓周運動，故A錯誤；B．在勻強磁場中，帶負電的粒子可以受到洛倫茲力提供向心力使粒子做圓周運動，故B正確；C．帶正電的點電荷形成的電場中，電場線是以點電荷為中心的輻射狀。帶負電的粒子在這個電場中會受到電場力作用，電場力的方向指向點電荷。由于電場力是指向圓心的，因此它可以提供粒子做圓周運動所需的向心力，故C正確；D．等量同種正點電荷形成的電場中，電場線分布具有一定的對稱性。在這個電場中，帶負電的粒子在連線的中垂面上繞連線中點可以做圓周運動，故D正確。故選BCD。三、實驗題：本大題共2小題，共18分。15.物理實驗一般都涉及實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數據分析等。（1）在測量金屬絲電阻率的實驗中，測出一段金屬絲的長度l、金屬絲的直徑d、金屬絲兩端的電壓U、經過金屬絲的電流I，請寫出金屬絲電阻率的表達式______。（2）如圖1所示，將多用電表的選擇開關旋轉到“”位置，正確測量了一個的電阻后，需要繼續測量一個阻值大約是的電阻。在用紅、黑表筆接觸這個電阻兩端之前，必須進行的操作是______（請按操作順序排列）。A.將紅表筆和黑表筆接觸B.把選擇開關旋轉到“”位置C.把選擇開關旋轉到“”位置D.調節歐姆調零旋鈕使表針指向歐姆零點（3）小明同學在探究電容器兩極板間電勢差與所帶電荷量的關系時，利用如圖2所示的電路進行實驗。將一個電容器A和數字電壓表相連，把開關接1，用干電池給A充電，充電完成后，電容器帶電量記為Q。把開關接2，使另一個相同的但不帶電的電容器B與A并聯（注意不要讓手或其他導體跟電容器的兩極板接觸，以免所帶電荷漏失）。小明認為此時電容器A所帶電荷量為之前的一半，你是否同意小明的觀點，請推導說明：______。（分析時需要的物理量可自行設定）【答案】（1）（2）CAD（3）同意，理由見解析【解析】（1）由電阻定律有金屬絲橫截面積根據歐姆定律可得解得（2）測量大電阻時，應先把選擇開關旋轉到“”位置，再將紅表筆和黑表筆接觸，最后調節歐姆調零旋鈕使表針指向歐姆零點，正確順序應為CAD。（3）同意，電容器A和B并聯，則，又，根據得根據電荷守恒可知則則電容器A所帶電荷量為之前的一半。16.小紅同學利用圖1所示的電路測量電源的電動勢和內阻。（1）圖2是實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導線，請根據圖1的電路圖，用筆畫線代替導線補充完成圖中實物間的連線______。（2）實驗過程中，小紅同學移動滑動變阻器的滑片分別處于不同的位置，并依次記錄了電流表和電壓表的測量數據如表所示，其中5組數據的對應點已經標在如圖3所示的坐標紙上，請你標出余下一組數據的對應點，并畫出圖像______。次數123456（3）根據圖像可計算出電源的電動勢______（保留三位有效數字），內阻______（保留兩位有效數字）。（4）如圖4所示，小豐同學將量程合適的電壓表連接在待測電源兩端，閉合開關后，他認為電壓表的示數即為電源電動勢的大小。小豐同學的方法是否正確，請推導說明：______。（分析時需要的物理量可自行設定）【答案】（1）（2）（3）1.481.0（4）見解析【解析】（1）根據電路圖連接實驗電路，如圖所示（2）根據描點法，作圖時使盡量多的點落在直線上，不能落在直線上的要均勻分布在直線兩側，舍棄個別相差較遠的點，所作圖像如圖所示（3）[1][2]根據閉合電路的歐姆定律圖像的縱截距表示電動勢，電動勢為圖像的斜率的絕對值結合函數，內阻為（4）設電壓表內阻為，根據歐姆定律，電路中的電流根據閉合電路的歐姆定律聯立解得由此可知，只要當時，可以認為電壓表示數近似等于電動勢，故小豐同學的方法不正確。四、計算題：本大題共5小題，共40分。17.如圖所示，在電場強度的勻強電場中，電荷量的點電荷從A點由靜止加速到B點，A、B兩點在同一條電場線上，它們間的距離。求：（1）A、B兩點間的電勢差；（2）點電荷受到的靜電力F的大小；（3）點電荷從A運動到B的過程中，靜電力做的功。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）根據勻強電場中電勢差與電場強度的關系可知（2）由電場力與電場強度的關系可知（3）由電場力做功與電勢差的關系可知18.如圖1所示，質量為m、長為l的金屬棒MN兩端由等長的輕質細線水平懸掛，處于豎直向上的勻強磁場中。金屬棒中通入由M向N的電流I，平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為，已知重力加速度為g。（1）圖2為側視圖，請在圖2中畫出金屬棒的受力示意圖；（2）求金屬棒受到的安培力的大小；（3）求勻強磁場磁感應強度的大小。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）由左手定則判斷安培力方向，則金屬棒受力如圖所示（2）根據平衡條件有得金屬棒受到的安培力的大小（3）根據安培力公式又解得19.如圖所示，在xOy平面內存在一個正方形區域ABCD，區域邊長為2l，O、分別為AB、CD的中點，空間中分別存在勻強電場或勻強磁場。一質量為m、電荷量為的帶電粒子從O點以速度v垂直AB邊界射入該區域，經過電場或磁場運動到該區域的C點。不計帶電粒子受到的重力。（1）若在整個空間加一平行y軸負方向的勻強電場，求勻強電場E的大小；（2）若在整個空間加一垂直于xOy平面向外的勻強磁場，求磁感應強度的大小；（3）若在整個空間存在（1）中的電場，要使該粒子沿方向運動，可在空間中再加上垂直xOy的勻強磁場，求此時磁感應強度的大小和方向。【答案】（1）（2）（3），垂直于xOy平面向里【解析】（1）若在整個空間加一平行y軸負方向的勻強電場，帶電粒子受到沿y軸負方向的靜電力，x軸方向做勻速直線運動，則有y軸方向做勻加速直線運動，則有根據牛頓第二定律有解得（2）若在整個空間加垂直于xOy平面向外的勻強磁場，帶電粒子只在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，設半徑為r，軌跡如圖所示由幾何關系可知解得粒子做圓周運動，由洛倫茲力提供向心力，則有解得（3）要使該粒子沿方向運動，根據二力平衡有解得根據左手定則可知，磁場方向垂直于xOy平面向里。20.現代科技可以實現對地磁場的精確測量。（1）小明同學利用智能手機中的磁傳感器測量某地地磁場的磁感應強度。如圖1建立直角坐標系，手機顯示屏所在平面為xOy面。該同學在當地對地磁場進行了測量，測量時z軸正向保持豎直向上，某次測量數據如表。求當地的地磁場磁感應強度B的大小。20（2）小豐同學利用一磁強計來測量地磁場的磁感應強度。該磁強計的原理如圖2所示，厚度為h、寬度為d的金屬板放在勻強磁場中，磁場方向垂直于板的兩個側面向里，當電流從金屬板左側流入、右側流出時，在金屬板的上表面A和下表面之間會產生電勢差，這種現象稱為霍爾效應。已知板單位體積中導電的電子數為n，電子電荷量為e，測得通過金屬板電流為I時，導體板上下表面的電勢差為U。求此時磁感應強度B大小；若磁強計的靈敏度定義為，為了提高磁強計的靈敏度，請分