北京市第二十中学2024-2025学年高二上学期期中物理（选考）试题

北京市第二十中学2024-2025学年度第一学期期中考试试卷 高二 物理（选考) (时间：90分钟 满分：100分 为必修3模块结业考试) 命题人：李小艳 审题人：张晓 班级 姓名 一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分.每小题在给出的四个选项中，只有一个 选项正确，选对的得3分，选错或不选的得0分) 1.一根粗细均匀的导线，当其两端电压是，通过的电流是1，若将此导线均匀拉长到原来的3倍， 电流仍是I,导线两端所加电压变为() A.I/3 B.U C.3U D.9U 2.如图在磁铁靠近线圈的过程中，穿过线圈的磁通量变化情况为( A.变大 B.变小 C.不变 D.不能确定 3.干电池的电动势为1.5V,下列说法正确的是() A.用电压表直接连接干电池的两极，测得的电压就是该电池的电动势 B.外电路闭合时，在1s内有1.5J的其他能转化为电能 C.外电路闭合时，在1s内有1.5C的电荷量通过该电池 D.外电路闭合时，当1C的电荷量通过干电池时该电池提供1.5J的电能 4.如图所示电路中，当滑动变阻器的滑片逐渐向上端移动的过程中，R。的电压() A.一直为U B.一直为0 C.逐渐增大到U D.先由0逐渐增大到U再减小到0 5.如图所示，一根均匀带电的长直橡胶棒沿其轴线方向做速度为ⅴ的匀速直线运动。已知棒的横截 面积为S,单位体积内所带的电荷量为-q。由于棒的运动而形成的等效电流( A.大小为q,方向与v相同B.大小为gm,方向与v相反 oeeeooo C.大小为gS,方向与v相同D.大小为gSv,方向与v相反 oeeeeeo 6.如图所示，水平放置的两平行金属板间存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场。一带电粒子（重 力不计)从M点沿水平方向射入到两板之间，恰好沿直线从N点射出。电场强度为E,磁感应强度 为B。下列说法正确的是()。 A.粒子一定带正电 B.粒子射入的速度大小是 C.若只改变粒子射入速度的大小，其运动轨迹为曲线 D.若粒子从N点沿水平方向射入，其运动轨迹为直线 试卷第1页 7.如图所示的1图像中，直线①为某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线②为某一电阻R 的I图线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路。由图象可知( 3.0 A.此状态下R的阻值为4.02 2 2.0 B.电源电动势为3V,内阻为1.02 1.0 C.电源的输出功率为3.0W 0 1.02.0 D.电源内部消耗功率为1.5W 3.0A 8.来自太阳和其他星体的宇宙射线中含有大量高能带电粒子，若这些粒子都直接到达地面，将会给地 球上的生命带来危害。但由于地磁场（如图所示）的存在改变了宇宙射线中带电粒子的运动方向，使得 很多高能带电粒子不能到达地面。若不考虑地磁偏角的影响，关于上述高能带电粒子在地磁场的作用 下运动情况的判断，下列说法中正确的是() A.若带电粒子带正电且沿地球赤道平面射向地心，则由于地磁场的作用将向东偏转 B.若带电粒子带正电且沿地球赤道平面射向地心，则由于地磁场的作用将向北偏转 C,若带电粒子带负电且沿垂直地球赤道平面射向地心，则由于地磁场的作用将向南 偏转 D若带电粒子沿垂直地球赤道平面射向地心，它可能在地磁场中做匀速圆周运动 9.如图所示，电源内阻较大，当开关闭合、滑动变阻器滑片位于某位置时，水平放置的平行板电容 器间一带电液滴恰好处于静止状态，灯泡L也能正常发光，现将滑动变阻器滑片由该位置向α端滑 动，则() A.灯泡将变暗，电源效率将减小 B.液滴带正电，将向下做加速运动 C.电源的路端电压增大，输出功率也增大 D.滑片滑动瞬间，带电液滴电势能将减小 10扫地机器人借助人工智能技术，可自动在房间内完成地板的吸尘清扫工作。如图为某品牌扫地机 器人，由主机和充电座两部分组成，使用说明书上关于主机的一些信息如表所示。当电池剩余电荷 量为额定容量的20%时，主机会自动返回充电座充电。下列说法正确的是() 充电座 电池 14.4V/2400mAh(额定容量) 主机 产品质量 约4.7kg 额定电压 14.4V 无线连接 Wi-Fi 额定功率 40W A.将额定功率和额定电压代入公式P=可以计算出主机工作时的电阻 R B.主机正常工作时，每秒钟可以将40J电能全部转化为机械能 C.电池充满电后，储存的总电荷量为8640C D.主机从满电量开始工作，至其自动返回前清扫时间为0.864h 页，共4页 北京市第二十中学2024-2025学年度第一学期期中考试试卷 高二 物理（选考) 班级 姓名 二、多项选择题（共5小题，每小题3分，共15分。每小题列出的四个选项中至少有两个是符合 题目要求的。全部选对得3分，选对但选不全得2分，选错得0分) 11.关于磁场和磁感线，下列说法中正确的是() A.磁体在空间能产生磁场，磁场使磁体间不必接触便能相互作用 B.在磁场中的某一点，小磁针仅在磁场力作用下静止时南极所指的方向就是那一点的磁场方向 C.当两个磁体的同名磁极相互靠近时，两条磁感线有可能相交 D.磁体周围的磁感线都是闭合的曲线 12.如图所示，两根平行直导轨MN、PQ固定在同一水平面内，间距为L。导轨的左端接有电源E和 开关S,导体棒αb垂直于导轨放置。空间存在斜向右上方的匀强磁场（磁感应强度大小为B),其方向 与轨道平面成0角，且与导体棒ab垂直。闭合开关S,导体棒ab仍保持静止。己知通过导体棒的电流 为1，则闭合开关S后，下列说法正确的是() A.导体棒所受的摩擦力小于LB,方向水平向左 B.导体棒所受的摩擦力小于LB,方向水平向右 C.导体棒所受的安培力等于LB,方向斜向右下方 D.导体棒所受的安培力大于LB.方向水平向右 13.如图所示，矩形虚线框MNPQ内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。α、b、c是三个质量和 电荷量都相等的带电粒子，它们从PQ边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在 磁场中的运动轨迹。粒子重力不计。下列说法正确的是() A粒子a带正电 B.粒子c的动能最大 C.粒子b在磁场中运动的时间最长 D.粒子b在磁场中运动时的向心力最大 14.把两个相同的小量程电流表，分别改装成两个量程不同的大量程电流表A1、A2,若把A1、A2 分别采用并联或串联的方式接入电路，如图所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数和指针偏转 角度的说法正确的是() A.图甲中的A1、A2的示数相同 B.图甲中的A1、A2的指针偏角相同 C.图乙中的A1、A2的示数相同，指针偏角不同 D.图乙中的A1、A2的指针偏角相同 试卷第2页 15如图所示的电路中，电源电动势为E,内阻为”，电压表和电流表均为理想电表，移动滑动变阻 器的滑片，下列电源的输出功率P、总功率P急分别与电压表读数八、电流表读数I的关系图像中， 正确的是( E P出 P P总1 三、实验题（共15分） 16(1)该同学使用多用电表测量某电阻时，选择开关和指针位置如图1所示，若他的操作是正确的，则该 电阻的测量值为2。 20 001005040 30 (2)该同学继续用相同挡位测量另一电阻，发现指针偏转角度过 100 150 小。为了减小测量误差，他再次进行测量前应该进行的操作 20 是」 (从下列选项中挑出合理的步骤并按操作顺序排 L.5 05 列)。 A将红表笔和黑表笔接触 B.把选择开关旋转到“×100位置 测 0×1WX100X10X1 零 C.把选择开关旋转到“×1”位置 选择开关 OFF 25 100 10 ⊙+ D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点 10 50 250 -500 25050250500y (3)该同学注意到多用电表电阻挡的刻度线是不均匀的，而直流电流、电压的刻度线是均匀的。他在课 本上查阅到多用电表欧姆表的电路示意图，如图2所示。请根据欧姆表的电路示意图，结合所学知识 分析电阻挡的刻度线不均匀的原因。 页，共4页 北京市第二十中学2024-2025学年度第一学期期中考试试卷 高二 物理（选考) 班级 姓名 17用如图1所示的电路图测量一节干电池的电动势和内阻。 (1)在表中选出适当的实验器材进行实验。 器材（代号） 规格 电压表(V) 03V,内阻约3k2 电压表(V2) 0-15V,内阻约15k2 电流表(A) 00.6A,内阻约0.1252 电流表(A) 03A,内阻约0.0252 滑动变阻器(R1) 总阻值约202 滑动变阻器(R2) 总阻值约10002 待测干电池 电动势约为1.5V 开关(S) 导线若干 实验中电流表应选用 ;电压表应选用 :滑动变阻器应选用 (填器材代号) (2)完成图2中实物间的连线 图2 (3)甲同学在实验中记录了6组数据，如表所示，其中5组数据的对应点已经标在坐标纸上，请标出余下 一组数据对应的坐标点，并画出I图线。 序号 2 3 4 5 6 电压UV) 1.45 1.40 1.30 1.25 1.20 1.10 电流IA) 0.06 0.12 0.24 0.26 0.36 0.48 根据所画图线，可得出干电池的电动势E= 试卷第3 ↑UW 1.60 g 15 1.40 baibodipdaidoapobubadiodadoaDo pa中a4 Dgaroa mopbo中nda可口aa回 1.30 1.20 nn 1.10 L.O0盟 0.100.200.300.400.500.601A (4)甲同学认为若不考虑电压表和电流表内阻对实验的影响，则电压表的读数U与对应的电流表的读 数I的比值二就等于干电池的内阻；乙同学认为电压表读数的变化量W与相对应的电流表读数的变化 量M的比值的绝对值贸才等于电源的内阻。请判断哪位同学的观点是正确的，并说明你的判断依据。 四、解答题（共40分，请在答题纸上写出必要的文字说明，重要的方程式，演算过程，明确数值 和单位，只有答案，没有过程不得分，书写不认真，无法辨认不得分) 18.磁流体发电是一项新兴技术，如图所示是它的示意图，相距为d的两平行金属板P、Q之间有 一个很强的磁场，一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度ⅴ沿垂 直于磁场的方向射入磁场，由于等离子体在磁场力的作用下运动方向发生偏转，P、Q板上就会聚 集电荷，从而在两板间产生电压。若P、Q两板间的磁场、电场按匀强磁 场、匀强电场处理，磁感应强度为B,不计重力。 (1)求该发电机的电动势E: (2)请你提出一种可以提高该发电机电动势的方法： (3)若发电机的内电阻为，在它的输出端a,b间接有阻值为R的电阻，等离子体 在图示磁极配置的情况下，判断通过电阻R的电流方向和电流大小。 页，共4页 北京市第二十中学2024-2025学年度第一学期期中考试试卷 高二 物理（选考） 班级 姓名」 19.如图所示的电路中，电源电动势E=10V,内阻r=0.52,电动机的电阻Ro=1.02,定值电阻 R,=1.52。电动机正常工作时，理想电压表的示数=3.0V。求： 电动机 (1)电源的总功率： (2)电源的输出功率： Ro (3)电动机消耗的电功率，以及将电能转化为机械能的功率。 20.如图所示，宽为1的光滑平行金属导轨与水平面成0角，质量为m、长为1的金属杆水平放置在 导轨上。空间存在着垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场，闭合开关S,调节电阻箱阻值为R时， 金属杆恰好能静止在光滑平行导轨上。其中电源电动势为E,内阻为”，不计金属杆及导轨的电阻。 (1)在图乙（从b看向a)中画出金属杆ab的受力分析图： (2)求金属杆中的电流大小I,和磁场磁感应强度的大小B: (3)若保持磁感应强度的大小不变而将方向改为竖直向上，应把回路中电流I2调到多大才能使金 属杆保持静止。 21.如图所示，一个质量为m=2.0×10"kg,电荷量q=+1.0×10C的带电微粒（重力忽略不计）， 从静止开始经U,=10OV电压加速后，水平进入两平行金属板间沿竖直方向的偏转电场中，偏转电 场的电压U2l00V。金属板长L=20√3cm,两板间距d-30cm。求： (1)微粒进入偏转电场时的速度'。大小： U (2)微粒射出偏转电场时的速度： + (3)若该匀强磁场的宽度D=2√3cm,为使微粒不会由磁场 B 右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少为多大？ XX 试卷第4页 22.如图所示，质量为m、电荷量为的带电粒子，以初速度v沿垂直磁场方向射入磁感应强度为B 的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动，不计带电粒子所受重力： (1)求粒子做匀速圆周运动的半径R和在磁场中运动的时间： (2)为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场，求电场强度E 的大小。 (3)若该粒子处于上述(2)的匀强电场和磁场中，已知粒子的速度'大于，求粒子沿电场方向 运动的最大距离ym和一个周期内粒子在水平方向运动距离x。 ×。 B XX + + × + + + + + + + + x t x f x E ,共4页 北京市第二十中学2024-2025学年度第一学期期中考试高二物理（选考）参考答案 选择题（共15道，每道3分，共45分，多选题少选得2分，错选不得分） 题号 1 2 3 4 5 6 个 8 9 10 答案 D A D C D C B A D 题号 11 12 13 14 15 答案 AD AC AD BC ABD 16(6分).(1)1.5×102(2)BAD (③)根据闭合电路欧姆定律可知通过表头的电流仁。一 R+Rg+R,+r可见通过 表头的电流I与待测电阻R之间的关系为非线性关系，因此电阻挡的刻度线是不均匀的。 17(9分).(1)A1V1R1(2)如答图1所示 (3)图线如答图2所示1.50（±0.01） 0.100200300.400500.60A (4)乙同学的观点正确。根据闭合电路欧姆定律-E-r可知，1图像中图线的斜率-，所以电源内阻 曾。甲同学所得值为滑动变阻器实际连入电路的阻值，且M的值是随滑片移动而变化的，但电池 内阻在实验过程中几乎不变。 18(6分)(1)稳定时，洛伦兹力与电场力平衡，则有9B=9 E 解得E=vB (2)根据上述可知，提高该发电机电动势的方法可以增大磁感应强度、增大极板之间的间距或增大等 离子体的入射速度。 (3)根据左手定则可知，正离子向上偏转，负离子向下偏转，极板P为发电机的正极，则通过电阻R 的电流方向由a指向b,根据欧姆定律有1=。 +r 解得1=B R+r 19(8分).(1)已知电压表的示数=3.0V和定值电阻R1=1.52,根据欧姆定律可求出电路中的电 流一R =2.0A 电源的总功率Pa=EI=20W (2)电源的输出功率P=EI一Pr=18W (3)根据闭合电路的欧姆定律，电动机两端的电压U2=E一U一1=6V 电动机消耗的电功率P=U1=12W 电动机将电能转化为机械能的功率，就是电动机的输出功率P=U一PRo=8W 答案第1页 20(8分)(1)由题意知，金属杆ab受重力、斜导轨的支持力和安培力，受力分析图如图所示。 (2)由闭合电路欧姆定律可得金属杆中的电流大小（一元+， E FN】 由力的平衡条件可得mg sin0=Bl解得B=mgsin9_mg sin8 (R+P) l E (3)若保持磁感应强度的大小不变而将方向改为竖直向上，由左手定则，可知金 属杆受到的安培力如图所示，由力的平衡条件可知 mgsin0=BL,Icos0 解得人-si血0L E Blcos0 cos0 (R+r)cos0 21(9分)(1)对微粒在加速电场由动能定理得gU=。mv2-0解得。=10ms (2)微粒经偏转电场，做平抛运动，有水平方向工='。 竖直方向a=9 v =at dm 微粒射出偏转电场时的速度v=V+(a) tan0=al U XXXX 以上各式得v=2 3 2×104m/s 方向与水平夹角0=30°。 v2 mv (3)对微粒，进入磁场，有Bqv=m一→r= Bq 一D 运动轨迹如图，由几何关系，有+sin0sD 解得B=1T 22(9分).(1)粒子在磁场中受洛伦兹力F=qB,洛伦兹力提供粒子做匀速圆周运动所需的向心力， ”则粒子做匀速圆周运动的半轻 gB 粒子做匀速圆周运动周期1=2πR , ,该粒子在磁场中 1 运动的时间为可得t=T器 (2)分析知该粒子带正电，为使该粒子做匀速直线运动，需加一竖直向下的匀强电场，电场力与洛伦 兹力等大反向，相互平衡，即qE=B, 电场强度E的大小EvB E (3)将该带电粒子的速度分解为V和y2,y对应的洛伦兹力和电场力平衡，即y=V= 做水平向 B 右匀速直线运动；，对应的洛伦兹力使之做逆时针方向的圆周运动。圆周运动的轨道半径 m业=m(v- gB qB 2,所以粒子沿电场方向运动的最大距离为y。=2r=2m卫，粒子在一个周期 gB 内运动的水平距离为x=vT=2πm」 共1页