北京市清华大学附属中学2025-2026学年高二上学期期中物理试题

北京市清华大学附属中学2025-2026学年高二上学期期中考试 物 理 2025.11 学部：___________班级：___________姓名：___________考号：___________ 一、单选题（本题共10小题，每小题2分，共20分） 1．下列电器中主要应用电流热效应的是（　　） A．电风扇 B．电饭煲 C．电冰箱 D．电视机 2．质子（）、α粒子（）、一价的锂离子（）三个粒子分别从静止状态经过电压为U的同一电场加速后，获得动能最大的粒子是（　　） A．质子（） B．α粒子（） C．锂离子（） D．一样大 3．如图为电阻、的图像，把、并联接入电路中，通过它们的电流大小分别为、，则下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 4．氢元素的两种同位素的原子核——氕核（）、氘核（）的质量之比为1∶2，电荷量之比为1∶1。如图所示，氕核（）、氘核（）由静止开始经同一加速电场加速后，又经同一匀强电场偏转，最后打在荧光屏上。下列说法正确的是（　　） A．两原子核飞出加速电场时的速度之比为1∶2 B．两原子核在偏转电场的偏转距离之比为1∶2 C．两原子核飞出偏转电场时的动能之比为1∶2 D．两原子核打在荧光屏上的偏移量之比为1∶1 5．在国际单位制中，力学和电学的基本单位有：m（米）、kg（千克）、s（秒）、A（安培）。导出单位V（伏特）用上述基本单位可表示为（    ） A． B． C． D． 6．如图所示为示波管的示意图，以屏幕的中心为坐标原点，建立如图所示的直角坐标系，当在这对电极上加上恒定的电压，同时在电极上加上恒定的电压时，荧光屏上光点的坐标为。则当在这对电极上加上恒定的电压，同时在电极上加上恒定的电压时，荧光屏上光点的坐标为（　　） A． B． C． D． 7．如图所示，用Oa两端时为电流表，用Ob两端时为电压表；已知表头满偏电流为Ig=100mA，内阻Rg=100Ω，定值电阻R1=25Ω，R2=200Ω，下列说法正确的是（　　） A．用Oa两端时量程为0.5A；用Ob两端时量程为22V B．用Oa两端时量程为0.5A；用Ob两端时量程为110V C．用Oa两端时量程为0.6A；用Ob两端时量程为22V D．用Oa两端时量程为0.6A；用Ob两端时量程为110V 8．如图所示，I为理想电流表A示数，U为理想电压表V2示数，P1为定值电阻R1耗的功率，P2为电源的输出功率，W为干路中通过电荷量q时电源做的功。当滑动变阻器R2滑片P向上缓慢滑动过程中，下列图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 9．一带正电荷的粒子以某一初速度进入匀强电场中。忽略重力影响，为了使粒子的速度方向在最短的时间内发生的偏转，则电场方向与粒子的初速度方向之间的夹角是（　　） A． B． C． D． 10．如图所示，在三棱锥的棱ab、ac、bc、cd上分别接入四个相同的定值电阻R1、R2、R3、R4，bd间接理想电流表，ad间接理想电容器C。不计导线电阻，若ac间接入的电压恒为U，则（　　） A．ab间和bc间的电势差相等 B．仅R1变大时，电流表示数不变 C．仅R3变大时，电容器C的电荷量减少 D．仅R2变大时，电容器C的电荷量增加 二、不定项选择题（本题共6小题，每小题3分，共18分。全选对得3分，选对但不全得2分，有选错得0分） 11．锂离子电池主要依靠锂离子（Li+）在正极和负极之间移动来工作，下图为锂电池的内部结构。该过程中Li+从负极通过隔膜返回正极。已知该锂电池的电动势为3.7V，则下列说法错误的是（　　） A．该电池单位时间，一定将3.7J的化学能转化为电能 B．电源内部每移动一个锂离子，需要消耗电能3.7ev C．“毫安•时”（mA•h）是电池储存能量的单位 D．锂离子电池放电时，电池内部静电力做负功，化学能转化为电能 12．如图，电路中有三根导线。其中一根导线的铜丝是断的，另外两根导线和电源、电阻、都是完好的。电源电动势为。某同学想利用多用电表的直流挡检查出断导线，下列说法正确的是（    ） A．若测得间电压接近，断导线一定是 B．若测得间电压接近，断导线一定是 C．若测得间电压为0，断导线一定是 D．若测得间电压为0，断导线一定是 13．一电动自行车动力电源上的铭牌如图所示，由于电动机发热造成的损耗（其它损耗不计），电动自行车的效率为80%，则下列说法正确的是（　　） A．额定工作电流为5A B．电池充满电后总电量为 C．自行车电动机的内阻为 D．自行车保持额定功率行驶的最长时间是2h 14．如图所示，足够大的荧光屏带电粒子撞击时可发出荧光竖直固定，其左侧有竖直方向的匀强电场。现有四个带电粒子均以相同的水平初速度，从同一位置正对荧光屏上的O点射入电场，四个带电粒子的电荷量和质量分别为、、、，不计粒子重力，则荧光屏上光点分布情况可能正确的是 A． B． C． D． 15．在如图所示的电路中，，滑动变阻器的最大阻值为15Ω，电源电动势，内阻不计。闭合开关时，滑动变阻器的滑片置于端，电容器始终未被击穿，其电容，下列说法正确的是（　　） A．滑片置于端时，电容器下极板带负电 B．滑片置于端时，电容器所带电荷量为 C．在滑片缓慢向右滑动到端的过程中，电容器的带电量先减少后增加 D．在滑片缓慢向右滑动到端的过程中，通过电容器的电荷量为 16．如图甲，水平面上固定着倾角为的足够长的光滑绝缘斜面，以斜面顶端为坐标原点，沿斜面向下为x轴的正方向，有部分区域分布着沿x轴方向的电场。在斜面顶端静止释放一质量为m、电荷量为＋q的滑块（可视为质点），其沿斜面向下运动过程中机械能E随位置x变化的关系如图乙，其中处对应曲线的切线斜率绝对值最大且为，、处斜率为0。不考虑空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（    ） A．从，滑块电势能一直增大 B．滑块加速度先增大后减小 C．在处滑块速度最大 D．滑块动能先增大再减小再增大 三、实验题（本题共3小题，共30分） 17．在“测量金属丝的电阻率”实验中，某同学用电流表和电压表测量一个金属丝的电阻。 (1)该同学先用欧姆表“”挡粗测该金属丝的电阻，示数如图1所示，对应的读数是 。 (2)用螺旋测微器测某金属丝的直径，示数如图2所示，则该金属丝的直径为 mm。 (3)测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图3所示，开关闭合前，图3中滑动变阻器滑片应置于 （选填“左”或“右”）端。 (4)设被测金属丝电阻为，金属丝直径为d，接入电路部分的长度为l，则计算该金属丝电阻率的表达式是 （用题目给出的物理量符号表示）。 18．物理实验小组将电流表改装为包含电压表和欧姆表的简易多用电表，设计如图所示的电路。所用器材有电源（电动势E=6.0V，内阻不计），电流表G（满偏电流，内阻，定值电阻，电阻箱R（最大阻值60kΩ），开关导线若干。 (1)a相当于改装后多用电表的 表笔（选填“红”或“黑”）。 (2)若改装为量程为3V的电压表，应该闭合开关 ，断开开关 （均选填“S₁”或“S₂”），将电阻箱接入电路的阻值调为 Ω。 (3)若改装为欧姆表，在欧姆调零时，先将a、b短接，将电阻箱接入电路的阻值调为 Ω。欧姆调零后，在a、b间接入待测电阻Rₓ，发现电流表的读数为40μA，则 Ω。若电源的电动势减小为5.6V，欧姆调零后，电流表的读数仍为40μA时待测电阻的阻值为 Ω 19．如图甲所示，用铜片、铝片和可乐可以做成可乐电池，电动势在0.4 V～0.6 V范围内，内阻几千欧，某实验兴趣小组制作了一个可乐电池并测量其电动势和内阻。 （1）如图乙所示，直接用多用电表“直流2.5 V”挡测量出可乐电池的电动势为 V。 （2）现有实验器材： A．电压表（0～3 V；RV约为3000Ω）        B．电流表（0～300μA，RA约为300Ω） C．电阻箱（0～9999Ω）                    D．滑动变阻器（0～20Ω） E．开关，导线若干 ①为了更准确的测量可乐电池的电动势和内阻，要求电表读数要偏转满量程的三分之一以上。选择合适的器材并按电路图 完成电路连接。 A．     B．    C． ②通过数据处理画出相应的可乐电池图像如图丙中实线所示，可知该可乐电池的内阻约为 Ω（保留2位有效数字）。 ③将该可乐电池静置2h后再次测量获得的图像如图丙虚线所示，可知该可乐电池的电动势 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 四、计算题（本题共4小题，共32分） 20．（6分）铜的电阻率，单位体积的自由电子数，。一根长L＝3.2m、横截面积的铜棒，两端电势差，求： （1）铜棒的电阻； （2）通过铜棒的电流； （3）铜棒内的电场强度大小；（结果保留两位有效数字，下同） （4）自由电子定向移动的速率。 21．（6分）电容器的形状变化会导致其电容变化，这一性质可用于设计键盘，简化原理图如图所示。键盘按键下的装置可视为平行板电容器，电容器的极板面积为、间距为，电容（为常量）。按下键盘按键时，极板间的距离变为按压前的倍；撤去按压，按键在弹力作用下复位。电容器充电后： (1)若按压按键不改变电容器所带的电荷量，则按压后极板间的电压变为按压前的多少倍？ (2)若按压按键不改变电容器极板间的电压，则按压后极板间的电场强度大小变为按压前的多少倍？ 22．（10分）如图所示，带电粒子（不计重力）从A点以速度v0进入辐射状的电场，做半径为R的匀速圆周运动，圆弧轨迹处的电场强度的大小处处为E，经过半个圆周运动粒子从B点射出辐射状的电场，紧接着垂直进入电场强度为E的匀强电场，然后到达C点，已知粒子在C点的速度与在B点的速度之间的夹角为30°。求 (1)粒子的比荷； (2)粒子从A到B的运动时间； (3)B、C两点间的电势差。 23．（10分）为了更加精细描述导体内电流的分布情况，人们定义了“电流密度”j。某点处的电流密度，大小为垂直于该点处电流方向上单位面积内的电流大小，方向为该点处的电流方向。 （1）如图1所示，圆柱形长直均匀金属导体的横截面积为S，将其左、右截面接入直流电路，稳定后内部有大小为I且分布均匀的电流。求导体内的电流密度大小。 （2）如图2所示，分界面MN以下是半无限大的均匀导体区域，在MN上的P点处埋有一半球形电极，半径可忽略不计，大小为I的电流通过电极打入导体内，在各个方向上均匀分散并流向无穷远处。 a.求导体内到电极距离为r的点处的电流密度大小； b.可以看出，上一问中的电流密度分布规律，与点电荷的场强分布规律是相似的，试利用这一相似性，解决下面的问题：如图3所示，在MN上到P点距离为2l的O点处再埋一个相同的半球形电极，两电极接入直流电路，稳定后电路中的电流大小为I。求导体内PQ中垂线上到中点距离为l的点处的电流密度大小和方向。 （3）小亮同学认为，通有恒定电流的直导线不应该产生焦耳热，并结合图1给出了自己的理解：请你判断小亮的分析是否正确，并说明理由。 设电子质量为m，在导体柱内从左向右定向移动，平均速度为v 经过一小段时间△t，流入左截面1的电子个数为△N1 这些电子具有定向移动的总动能为 同理，流出右截面2的电子具有定向移动的总动能为 由于导体中通有恒定电流，应有△N1=△N2，所以△E1=△E2 即流入截面1的总动能等于流出截面2的总动能，电子无动能损失，所以不产生焦耳热。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B D D C A B D B C 题号 11 12 13 14 15 16 答案 ABC AD A AD BC AD 1．B 【详解】A．电风扇主要将电能转化为机械能，用于驱动扇叶转动，并非主要利用电流热效应，故A不符合题意； B．电饭煲通过电流流经电阻产生热量，将电能转化为内能来加热食物，主要应用电流热效应，故B符合题意； C．电冰箱主要依靠压缩机工作，将电能转化为机械能和少量内能，主要目的为制冷，故C不符合题意； D．电视机主要将电能转化为光能和声能，故D不符合题意。 故选B。 2．B 【详解】粒子从静止状态经过电压为U的同一电场加速后，根据动能定理有 解得 可知，由于三个粒子经过同一电压U加速，则动能大小仅取决于电荷量q，α粒子电荷量大小最大，则获得动能最大的粒子是α粒子。 故选B。 3．D 【详解】图像的斜率表示电阻的倒数，所以。因为两电阻并联，故电阻两端的电压相等，根据，可得，故选D。 4．D 【详解】A．两原子核在加速电场中运动时，根据动能定理可得 可得 则两原子核飞出加速电场时的速度之比为，故A错误； B．两原子核在偏转电场中做类平抛运动，有， 联立可得偏转距离 可知偏转距离与原子核的质量和电荷量无关，因此两原子核在偏转电场中的偏转距离之比为，故B错误； C．原子核飞出偏转电场时，根据动能定理得 由于两原子核在偏转电场中的偏转距离相等，则两原子核飞出偏转电场时的动能之比为，故C错误； D．设原子核离开偏转电场时的速度偏转角为，则有 可知两原子核离开偏转电场时速度偏转角相等，偏转距离也相等，因此运动路径完全重合，打在荧光屏上的偏移量之比为，故D正确。 故选D。 5．C 【详解】根据电势差的定义式 根据 q=It 联立可得 功的单位 1J=1N•m=1kg•m2/s2 则 故选C。 6．A 【详解】由于带电粒子在电场中的运动时间相同，根据运动的独立性原理可知，电极上的电压改变荧光屏上光点的横坐标，电极上的电压改变荧光屏上光点的纵坐标，由于相同电压在相同时间里的发生的偏转相同，根据牛顿第二定律可得电子在的加速度为 2 在内运动的时间为 则偏转位移为 联立解得 由此可以看出偏转位移和电压成正比，同理可以证明方向上的偏转位移也与电压成正比，所以当在这对电极上加上恒定的电压，同时在电极上加上恒定的电压时，荧光屏上光点的坐标为，所以A正确；BCD错误； 故选A。 7．B 【详解】用Oa两端时，改装的是电流表，表头两端电压为 电阻R1的电流为 电流表的量程为 用Ob两端时，改装的是电压表，电阻R2的电压为 电压表的量程为 故选B。 8．D 【详解】A．根据闭合电路的欧姆定律可得 则图像应是一条向下倾斜的直线，故A错误； B．由题可知 则应是一条通过原点向上倾斜的直线（正比例函数图像），故B错误； C．电路中通过的电荷量为时，电源做的功为 其中为电源的电动势，是定值，则图像也是一条通过原点向上倾斜的直线，故C错误； D．电源的输出功率 这是一个关于电流的二次函数，且开口方向向下，当时，输出功率最大，故D正确。 故选D。 9．B 【详解】设电场方向与初速度方向夹角为，偏转角，如图所示 根据 解得粒子的加速度为 将加速度分解到平行速度方向和垂直速度方向，则垂直初速度方向的速度增量为，平行初速度方向的速度为，故有 引入，方程化简为 变形得 时间 为最小化t，需达到最大，即 解得 故选B。 10．C 【详解】A．等效电路图如下 由图像可知通过R1、R3的电流不相等，故ab间和bc间的电势差不相等，故A错误； B．由图像可知电流表测的是通过R4的电流，仅R1变大时，R1的分压增大，则R3、R4的并联电压减小，故通过R4的电流减小，故电流表示数减小，故B错误； C．由图像可知，电容器两端电压等于R1两端电压，仅R3变大时，R3、R4的并联电压增大，则R1电压减小，根据，可知电容器C的电荷量减少，故C正确； D．仅R2变大时，不会改变R1两端电压，故电容器C的电荷量不变，故D错误。 故选C。 11．ABC 【详解】AB．根据公式 可知，电源内部将一个锂离子由电源负极移动到正极，需要消耗化学能3.7eV，产生电能3.7eV，电动势的大小等于非静电力将单位电荷量的正电荷从负极移到正极时克服电场力所做的功，与时间无关，故AB错误，符合题意； C．根据可知，“毫安•时”（mA•h）是电量的单位；故C错误，符合题意； D．电池放电时Li+从负极通过隔膜返回正极，电池内部静电力做负功，化学能转化为电能，故D正确，不符合题意。 故选ABC。 12．AD 【详解】红表笔接在a点，黑表笔如果接在b点或者c点时电表示数为，说明cd、ef段导线无断路，断路必定在ab段；如果接在b点或者c点时，电表示数为，说明cd或者ef段导线有断路，黑表笔如果接在e点或者d点时，若电表示数为，说明ef段导线无断路，断路必定在cd段，如果接在e点或者d点时，电表示数为，说明ef段导线或者cd段导线断路，其他段完好。 故选AD。 13．ACD 【详解】A．由可知，额定电流为 故A正确； B．根据公式，可得电池充满电后总电量为 故B错误； C．电动车的热功率 则由公式可得，自行车电动机的内阻为 故C正确； D．根据电池容量，电流为，则可得自行车保持额定功率行驶的最长时间为 故D正确。 故选ACD。 14．AD 【详解】由题可知，所有粒子的水平位移相同，根据 可知所有粒子运动时间相同； 根据 根据牛顿第二定律 联立解得 由粒子的比荷可知，1、3粒子的落点相同，2粒子与1、3粒子的落点关于O点对称，4粒子是1、3粒子侧向位移的，因电场方向未知，故AD正确。 故选AD。 15．BC 【详解】A．当滑动变阻器的滑片置于端时，R0被短路，电容器与R1并联，下极板与电源正极相连，所以下极板带正电，故A错误； B．此时电路为R1、R2串联后与R3并联，故R1两端电压为 电容器所带电荷量为，故B正确； C．开始时下极板与电源正极相连电势高，带正电，当滑片向端滑动时，下极板电势变低，当滑到时，此时 电容器两端的电势相同，电势差为0，电容器的带电量为0，再继续向端滑动，电容器的上极板带正电，下极板带负电，故随着电容器两极板电压先减小后增大，带电量先减小后增大，故C正确； D．设的左端为E点，假设上极板为A，下极板为B，滑片置于时 可知 则 故，故D错误。 故选BC。 4．AD 【详解】A．由图乙可知，滑块在斜面上下滑到位置之前，滑块的机械能守恒，而从位置滑块的机械能始终减小，则可知在此过程中电场力对滑块始终做负功，滑块的电势能始终增大，故A正确； BC．滑块重力沿斜面向下的分力为，而图像斜率表示电场力大小，可知后电场力先由0变大至，后减小为0；滑块在开始下滑时合力沿斜面向下，大小为，滑块做匀加速运动，从位置之后电场力从0开始先变大后变小，则滑块所受合力先减小，滑块做加速度逐渐减小的加速运动，到了至某位置斜率为处时合外力为零，加速度为0，此时滑块速度达到最大，而继续运动至前电场力大于重力沿斜面向下的分力，滑块合外力沿斜面向上且逐渐增大，可知该过程中滑块做加速度变大的减速运动，而过了后，滑块所受合外力先沿斜面向上逐渐减小，即滑块先做加速度变小的减速运动，至同样斜率为处后合力向下，滑块做加速度变大的加速运动，因此滑块的加速度先减小后增大，之后又减小再增大，则可知滑块应在至中斜率为处速度最大，故BC错误； D．根据以上分析，对滑块的运动，总体是先加速再减速再加速，因此滑块的动能是先增大后减小再增大，故D正确。 故选AD。 17．(1) (2) (3)左 (4) 【详解】（1）欧姆表测电阻，金属丝的电阻 （2）螺旋测微器的精确度为，金属丝直径 （3）滑动变阻器采用分压式接法，为了保证电路安全，开关闭合前，图3中滑动变阻器滑片应置于左端 （4）根据电阻定律 电阻率 18．(1)红 (2) (3) 【详解】（1）a端与电流表的正极相连，故相当于多用电表的红表笔。 （2）[1][2]若改装为量程为3V的电压表，电路中不能有电源，故应该闭合开关，断开开关 [3]根据 可得电阻箱接入电路的阻值为 （3）[1]若改装为欧姆表，则闭合开关，断开开关，调零时，根据闭合电路的欧姆定律有 可得电阻箱接入电路的阻值调为 [2]调零后，在a、b间接入待测电阻，根据闭合电路的欧姆定律有 可得 [3]若电源的电动势减小为5.6V，欧姆调零时电阻箱的阻值变为，有 测量时有 可得待测电阻的阻值为 19． 0.41/0.42/0.43/0.44 B / // 不变 【详解】（1）[1]选择“直流2.5 V”挡时分度值为，估读到，可得可乐电池的电动势大小为 （2）[2]AC．要求电表读数要偏转满量程的三分之一以上，而电源内阻几千欧，则电阻箱阻值要调节为至少几千欧，则此时电压表内阻与电阻箱阻值相差不大，电压表分流作用明显，误差较大，故AC错误； B．电流表可以准确测量干路电流，且电流表内阻远小于电源内阻和变阻箱阻值，引起的误差较小，故B正确。 故选B。 [3]根据电路图和闭合电路欧姆定律可得 整理得 所以可得图像的斜率表示电源电动势，纵截距的绝对值表示电池内阻和电流表的内阻之和，根据图线可得 解得 [4]根据前面分析可得图像的斜率表示电源电动势，虚线所示图线的斜率不变，所以可乐电池的电动势不变。 20．（1）；（2）；（3）；（4） 【详解】（1）由电阻定律得，铜棒的电阻为 （2）由欧姆定律得，通过铜棒的电流为 （3）由得，铜棒内的电场强度大小为 （4）由得，电子的定向移动速率为 21．(1)倍 (2)倍 【详解】（1）根据平行板电容器公式，电容的定义式 设按压前电容为，电压为U1，电荷量为Q，则 按压后极板间距离变为按压前的倍，即，此时电容 因为按压不改变电荷量Q，所以按压后电压 所以有 即按压后极板间的电压变为按压前的倍。 （2）对于平行板电容器，极板间的电场强度； 设按压前电压为U，极板间距离为d1，则电场强度 按压后极板间距离变为，且电压不变仍为U，此时电场强度 所以有 按压后极板间的电场强度大小变为按压前的倍。 22．(1) (2) (3) 【详解】（1）粒子在辐射状的电场中运动，辐射状的电场力提供粒子做匀速圆周运动的向心力，则有 解得粒子的比荷为 （2）粒子在辐射状的电场中做匀速圆周运动的周期 由匀速圆周运动的规律可得粒子从A到B的运动时间为 解得 （3）粒子从B到C做类平抛运动，粒子在C点的速度与在B点的速度之间的夹角为30°，把粒子在C点的速度分别沿着电场线和垂直电场线分解，则有 粒子从B到C，由动能定理可得 解得 23．（1）；（2）a.；b.大小为，方向平行PQ连线向右；（3）见解析 【详解】（1）根据电流密度的定义可知 （2）a．电流均匀分布在以电极为球心、r为半径的半球面上，则导体内到电极距离为r的点处的电流密度大小 b．若只存在电极P，则P在该点处产生的电流密度为 若只存在电极Q，则Q在该点处产生的电流密度为 方向如图所示： 将两电流密度矢量合成，即为实际的电流密度，大小为 方向平行PQ连线向右。 （3）不正确。电荷从截面1到截面2，电场力做正功，原子间实碰撞阻力做负功，二者大小相同，所以电荷动能不变。但只要和原子碰撞，就有内能产生。 - 2 - - 10 - 学科网（北京）股份有限公司 $