2024北京西城高二（上）期末物理（教師版）

第1頁/共1頁2024北京西城高二（上）期末物理2024.1本試卷共8頁，100分?？荚嚂r(shí)長90分鐘?？忌鷦?wù)必將答案答在答題卡上，在試卷上作答無效?？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．電場強(qiáng)度B．電勢C．電勢差D．電勢能abcO2．如圖所示，一帶正電的點(diǎn)電荷固定于O點(diǎn)，圖中虛線為該點(diǎn)電荷電場的等勢面。一帶正電的粒子以一定初速度射入點(diǎn)電荷的電場，依次通過a、b、abcOA．在a點(diǎn)受到的靜電力大于在b點(diǎn)受到的靜電力B．在c點(diǎn)受到的靜電力大于在b點(diǎn)受到的靜電力C．在a點(diǎn)的電勢能小于在b點(diǎn)的電勢能D．在c點(diǎn)的電勢能小于在b點(diǎn)的電勢能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)動的小磁針。實(shí)驗(yàn)中觀察到，當(dāng)導(dǎo)線中沒有通電流時(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，則NSA．導(dǎo)線沿東西方向放置 NSB．導(dǎo)線中的電流方向向右C．若將小磁針放置在導(dǎo)線的上方，也能觀察到小磁針N極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動D．若將小磁針放置在導(dǎo)線的延長線上，也能觀察到小磁針N極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動4．右圖是有兩個(gè)量程的電壓表，當(dāng)使用A、B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，R1和R2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．B． C．D．L1ErS1A2A1L2L3L4S2S3S45．如圖所示，四盞相同的燈泡并聯(lián)接在電池組兩端，閉合S1后，燈泡L1正常發(fā)光。依次閉合SL1ErS1A2A1L2L3L4S2S3S4A．A1和A2的示數(shù)都逐漸增大B．A1和A2的示數(shù)都逐漸減小C．A1的示數(shù)逐漸增大，A2的示數(shù)逐漸減小D．A1的示數(shù)逐漸減小，A2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，電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B相互垂直。一電荷量為+q的粒子以速度v從該裝置的左端沿水平方向向右做直線運(yùn)動。忽略粒子重力的影響，則A．該粒子的速度B．若只將粒子的電荷量改為-q，其將往上偏C．若只將粒子的電荷量改為+2q，其將往下偏D．若只將粒子的速度變?yōu)?v，其將往上偏8．如圖所示，電池、開關(guān)和燈泡組成串聯(lián)電路。當(dāng)閉合開關(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，在閉合開關(guān)且不拆開導(dǎo)線的情況下，用多用電表2.5V直流電壓擋進(jìn)行檢測。他將紅表筆與接線柱A接觸并保持不動，用黑表筆分別接觸接線柱B、C、D、E、F。他發(fā)現(xiàn)，當(dāng)黑表筆接觸B、C、D時(shí)，示數(shù)為1.50V；當(dāng)黑表筆接觸E、F時(shí)，示數(shù)為0。若該電路中只存在一個(gè)問題，則燈泡不發(fā)光的原因可能是A．電池沒電了B．燈泡燈絲斷了C．導(dǎo)線DE斷了D．開關(guān)接觸不良9．如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中垂直于磁場方向放置一段導(dǎo)線ab。磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)線長度為l、橫截面積為S、單位體積內(nèi)自由電子的個(gè)數(shù)為n。導(dǎo)線中通以大小為I的電流，設(shè)導(dǎo)線中的自由電子定向運(yùn)動的速率都相同，則每個(gè)自由電子受到的洛倫茲力A．大小為，方向垂直于導(dǎo)線沿紙面向上B．大小為，方向垂直于導(dǎo)線沿紙面向上C．大小為，方向垂直于導(dǎo)線沿紙面向下D．大小為，方向垂直于導(dǎo)線沿紙面向下10．如圖1所示，將線圈套在長玻璃管上，線圈的兩端與電流傳感器（可看作理想電流表）相連。將強(qiáng)磁鐵從長玻璃管上端由靜止釋放，磁鐵下落過程中將穿過線圈。實(shí)驗(yàn)觀察到如圖2所示的感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像。下列說法正確的是接電腦電流傳感器線圈強(qiáng)磁鐵圖接電腦電流傳感器線圈強(qiáng)磁鐵圖1t1t2t3圖20.40.60-0.2-0.4-0.60.20.40.6I/At/s-0.80.8A．t1~t3時(shí)間內(nèi)，磁鐵受到線圈的作用力始終向下B．t1~t3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，全部選對得3分，選對但不全得2分，錯選不得分。）11．下圖中標(biāo)出了勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、通電直導(dǎo)線中的電流I和它受到的安培力F的方向，其中正確的是BBIFBCIFBAIBFDIFB12．如圖所示，電源與電動機(jī)連接成閉合回路。已知，電源電動勢為E、內(nèi)阻為r，電動機(jī)的額定電壓為U、額定電流為I、線圈電阻為R。開關(guān)閉合后，電動機(jī)恰好正常工作，則MErSAMErSB．電動機(jī)的額定電流C．電動機(jī)輸出的機(jī)械功率D．電動機(jī)輸出的機(jī)械功率圖210t/sB2345B0-B0BI圖11圖210t/sB2345B0-B0BI圖1A．t=1s時(shí)，導(dǎo)體環(huán)中的電流為0B．t=2s時(shí)，導(dǎo)體環(huán)中的磁通量變化率為0C．t=3s和t=5s時(shí)，導(dǎo)體環(huán)中的電流大小相等、方向相反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)用于測量和自動控制等領(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B中，在薄片的兩個(gè)側(cè)面E、F間通以電流I時(shí)，另外兩側(cè)M、N間產(chǎn)生電勢差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。其原因是薄片中定向移動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UH。半導(dǎo)體的載流子有自由電子或空穴（相當(dāng)于正電荷）兩種類型。結(jié)合所學(xué)知識，判斷下列說法正確的是IIIUHBdEFNMA．若該半導(dǎo)體是空穴導(dǎo)電，則M側(cè)電勢低于N側(cè)電勢B．若增大半導(dǎo)體薄片的厚度d，則霍爾電壓UH也將增大C．若增大磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，則霍爾電壓UH也將增大D．若增大電流I，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。圖1（1）單刀雙擲開關(guān)S接1后，電容器進(jìn)行的是_______（選填“充電”或“放電”）過程。此過程中觀察到的現(xiàn)象是______圖1A．電流表的示數(shù)增大后逐漸趨于穩(wěn)定B．電流表的示數(shù)迅速增大到某一值后逐漸減小至零C．電壓表的示數(shù)增大后逐漸趨于穩(wěn)定D．電壓表的示數(shù)迅速增大到某一值后逐漸減小至零圖2C1C2（2）圖2所示為兩個(gè)固定電容器，C1的電容為220μF，C2的電容為4700μF。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)圖2C1C2A．兩個(gè)電容器所帶的電荷量相等B．電容器C1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差相等D．電容器C1兩極間的電勢差小于電容器C2兩極間的電勢差16.（10分）某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測量一個(gè)定值電阻的阻值。（1）他先用多用電表對該電阻進(jìn)行了初步測量。他用電阻×1擋進(jìn)行測量，指針位置如圖1所示，則該電阻的阻值約為________。圖1（2）在（1）基礎(chǔ)上，他想用電壓表和電流表更精確地測量這個(gè)電阻的阻值。圖1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0.1；電壓表：量程0~3V，內(nèi)阻約3k；滑動變阻器：最大阻值15，額定電流1.0A；電源：電動勢3V，內(nèi)阻約0.5；開關(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，采用這種方式測量的結(jié)果與真實(shí)值相比偏______（選填“大”或“小”）。AARxV甲圖2ARxV乙②他在相關(guān)實(shí)驗(yàn)手冊中，看到圖3所示的兩種滑動變阻器的連接方式，他選擇了其中一種，經(jīng)過實(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。甲圖3Rx甲圖3RxR乙RxRI/AU/V2.50.51.01.52.000.10.20.30.40.5圖4a．在圖4中畫出該電阻的U-I圖線，根據(jù)圖線可計(jì)算出電阻R=_______（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。b．由圖4中的數(shù)據(jù)可知，他選擇的滑動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：____________________________________________________________________________________________________

四、計(jì)算論述題（本題共4小題，共40分）解答要求：寫出必要的文字說明、方程式、演算步驟和答案。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。17.（9分）ErSL充電寶作為一種便攜的移動電源，在生活中得到了廣泛的使用。某同學(xué)用電動勢E=5V，內(nèi)阻r=0.1的充電寶給小臺燈L供電，小臺燈的電阻R=9.9，電路圖如圖所示。閉合開關(guān)ErSL（1）回路中的電流I；（2）10s內(nèi)通過小臺燈的電荷量q；（3）10s內(nèi)充電寶中產(chǎn)生的熱量Q。18.（9分）d++qOB+U如圖所示，兩平行金屬板間距為d，電勢差為U，板間電場可視為勻強(qiáng)電場；金屬板下方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。電荷d++qOB+U（1）粒子從電場射出時(shí)速度v的大??；（2）粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑R；（3）粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間t。19.（10分）BvMNR圖1如圖1所示，足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，間距為L，一端連接阻值為R的電阻。導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，其長度恰好等于導(dǎo)軌間距，與導(dǎo)軌接觸良好。導(dǎo)體棒的電阻為r，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。在BvMNR圖1vtO圖2（1）求回路中的感應(yīng)電流大小I和導(dǎo)體棒vtO圖2（2）通過公式推導(dǎo)證明：在一段時(shí)間Δt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)動過程中突然將拉力大小增大為原來的2倍，請說出導(dǎo)體棒將如何運(yùn)動，并在圖2坐標(biāo)系中作出此后導(dǎo)體棒運(yùn)動的v-t圖像。20.（12分）在許多工業(yè)生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生包含粉塵的廢氣，為了減少粉塵對空氣的污染，通常讓廢氣經(jīng)過除塵室后再排放。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L、寬b，上下板間距離d，電源電壓U，其中L和b為已知，且不可調(diào)，d和U可調(diào)。質(zhì)量為m、電荷量為-q、分布均勻的帶電粉塵以水平速度v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。（1）若電源電壓為U1、上下板間距離為d1時(shí)，部分粉塵沒有被收集，求貼近上板進(jìn)入通道的粉塵離開通道時(shí)，沿垂直于上下板方向偏移的距離y。（2）若電源電壓為U2、上下板間距離為d2時(shí)，進(jìn)入通道的粉塵的收集率=64%。為使收集率達(dá)到100%，應(yīng)如何調(diào)整裝置？請分析說明，并給出具體的調(diào)整方案。（寫出一種方案即可）（3）若粉塵恰好能夠被完全收集，在圖3中定性畫出某段時(shí)間t0內(nèi)，下極板沿通道長度方向單位長度收集到的粉塵數(shù)量P隨距通道入口距離x變化的趨勢圖線，并簡要說明作圖依據(jù)。圖1Ldbv 圖1Ldbv圖2Ld+-++++++------接地線vPOx圖3

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（每小題全部選對的得3分，選對但不全的得2分，有選錯的得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）I/AU/V2.50.51.01.5I/AU/V2.50.51.01.52.000.10.20.30.40.5答圖115．（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.見答圖1（1分）；5.1~5.4（1分）b.乙（2分）層級1：乙圖是分壓電路，采用分壓電路Rx的電壓可以從0開始變化。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2：若采用甲圖，Rx的電壓的最小值約為；若采用乙圖，Rx的電壓可以從0開始變化。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．（9分）（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律，有（3分）（2）根據(jù)電流定義式，有（3分）（3）根據(jù)焦耳定律，有（3分）18．（9分）（1）根據(jù)動能定理，有（2分）得（1分）（2）粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動時(shí)，洛倫茲力提供向心力，有（2分）得（1分）（3）粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間（2分）代入得（1分）19．（10分）（1）MN運(yùn)動產(chǎn)生電動勢E=BLv（1分）根據(jù)閉合電路歐姆定律得（1分）路端電壓U=IR得（1分）（2）MN做勻速運(yùn)動，受力平衡，有（1分）t內(nèi)MN運(yùn)動的距離x=vt拉力做功（1分）電路獲得的電能（1分）vtO答圖2v2v可知，t時(shí)間內(nèi)，vtO答圖2v2v（3）若在勻速運(yùn)動過程中突然將拉力大小增大為原來的2倍，導(dǎo)體棒將做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，速度逐漸趨近于2v。（2分）v-t圖像見答圖2。（2分）20．（12分）（1）粉塵在通道中做類平拋運(yùn)動，可以分解為平行于上下板的方向的勻速直線運(yùn)動，有（1分）垂直于上下板的方向的勻加速直線運(yùn)動，有，其中（2分）解得（1分）（2）方案一：層級1：粉塵收集率=64%時(shí)，貼近上板進(jìn)入的粉塵不會被收集，離開通道時(shí)沿垂直于上下板方向偏移的距離y=0.64d2由（1）可得若僅改變電源電壓，要使收集率達(dá)到100%，需要使U增大（2分）層級2：粉塵收集率=64%時(shí)，貼近上板進(jìn)入的粉塵不會被收集，離開通道時(shí)沿垂直于上下板方向偏移的距離y=0.64d2由（1）可得若僅改變電源電壓，則要使收集率達(dá)到100%，需要使y′=d2代入可得（4分）方案二：層級1：粉塵收集率=64%時(shí)，貼近上板進(jìn)入的粉塵不會被收集，離開通道時(shí)沿垂直于上下板方向偏移的距離y=0.64d2由（1）可得若僅改變上下板間距離，要使收集