北京师范大学附属中学2026-2027学年高二上学期期中考试物理试题

北京师大附中2026-2027学年（上）期中考试 高二物理试卷 行政班 教学班 姓名 学号 考 1. 本试卷有20道题，共11页。考试时长90分钟，满分100分。 生 2. 考生务必将答案填写在答题纸上，在试卷上作答无效。 须 3. 考试结束后，考生应将答题纸交回。 知 第一部分 一、单选题（本部分共10小题，每小题3分，共30分) 1.一节干电池的电动势为1.5V,这表示 A.一节干电池在1s内将1.5J的化学能转化为电能 B.一节干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2V的蓄电池强 C.非静电力将1C的正电荷从该电池的负极移到正极时做功为1.5J D.两节干电池串联对外供电时，电动势为1.5V 2.关于磁感应强度的定义，下列说法中正确的是 A.磁感应强度的方向就是检验电流元的受力方向 B.磁感应强度的单位为W仍，是国际单位制中的七个基本单位之一 C.将电流元放在磁场中某一位置，若不受力，说明该处磁感应强度为0 D.磁感应强度的大小由磁场决定，与检验电流元的受力无关 3.下列关于安培力或洛伦兹力方向判断正确的是 ××× B ×××× +g F★ A. B D 北京师大附中2026-2027学年（上）期中考试高二物理试卷第1页（共11页） 4.下图中静电场的电场线分布正确的是 米米 C 5.某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，电场线、粒子在A点的初 速度及运动轨迹如图所示，可以判定 A.粒子在A点的动能小于它在B点的动能 B.粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度 C.粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能 D.粒子可能带正电，也可能带负电 6.小郴同学学习了电路知识后，欣喜地发现可以将实 验室的表头改装成所需量程的电流表和电压表。图为 内阻为100Ω，满偏电流为3mA的表头刻度盘，现 mA 指针指着某一电流刻度。下列说法正确的是 A.此电表的满偏电压为3V B.表头通过如图所示的电流时，两接线柱之间电压300mV C.如果要把它改装为00.6A的电流表，需并联1.0Ω的电阻 D.如果要把它改装为03V的电压表，需串联900Ω的电阻 7.如图，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根通电长直导线，电流方向 垂直纸面向外，a、b、c、d是以通电直导线为圆心的同一圆周上的四点，则下列 说法正确的是 A.a、b两点的磁感应强度相同 B.c、d两点的磁感应强度相同) C.四个点中a点的磁感应强度最小 D.四个点中d点的磁感应强度最大 北京师大附中2026-2027学年（上）期中考试高二物理试卷第2页（共11页） 8.在半径为r的圆形空间内有一匀强磁场，O为圆心。一带电粒子以一定的速 率o从A点沿半径方向射入，从C点射出磁场，∠AOC-120°，其运动轨迹如图 所示。不计粒子的重力，下列说法正确的是 A.粒子带正电 B.粒子运动的半径为2 C.粒子在磁场中的运动时间为 30 D.若将磁感应强度变为原来的√3倍，粒子在磁场中运动的时间将变为原来 的倍 9.如图1是高中物理电学实验中常用的磁电式电流表的结构，其内部磁场分布 和线圈中电流流向剖面示意如图2所示，则下列说法中正确的是 ul 螺旋弹簧 线圈 图1 图2 A.电流表中的磁场是匀强磁场 B.弹簧的劲度系数越小，电流表的灵敏度越高 C.当线圈在如图2所示位置时b端受到的安培力方向向上 D.线圈无论转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，所以线圈不受安培 力 北京师大附中2026-2027学年（上）期中考试高二物理试卷第3页（共11页） 0.金属自由电子气理论认为金属中的自由电子好像气 体分子一样，总是在不停地做无规则热运动，由于自由电 子会与金属离子发生碰撞，其在金属中的运动轨迹是“曲 折”的路线。当存在外加电场E时，自由电子在杂乱无章 的热运动基础上会叠加一个沿电场力方向的定向移动，如 图所示。大量自由电子沿同一方向的定向移动形成了宏观 的电流，通常情况下，电流稳定时，自由电子定向移动的 速率约为104m/s,自由电子热运动的速率约为105m/s。可以将金属导电问题简 化为下述过程：自由电子每次与金属离子碰撞后，定向移动速率变为0；接着自 由电子在电场力的作用下重新加速获得定向移动速度，直到再次与金属离子发 生碰撞。根据以上信息，下列说法正确的是 A.相较于自由电子的定向移动速率，热运动速率对碰撞频率影响更大 B.电场越强，无规则热运动的速率越大 C.E恒定时，若碰撞频率升高，金属中自由电子定向移动形成的电流不变 D.两次碰撞之间，自由电子做匀加速直线运动 二、多选题（本部分共4小题，每小题4分，共16分，少选得2分，错选不 得分) 11.如图1所示，图线1、2分别表示长度相同、半径之比r:r。=2:3的同种材料 均匀铜导线α、b的伏安特性曲线，当它们按图2方式接入电路时， Ⅱ 图1 图2 A.a、b总电阻的IU图线应在区域II B.通过a、b导线的自由电荷定向移动速率之比为9：4 C.单位时间通过a、b导线横截面的电量之比为1：1 D.a、b两端电压之比为4：9 北京师大附中2026-2027学年（上）期中考试高二物理试卷第4页（共11页） 12.如图，平行金属板中带电质点P处于静止状态，忽略电流表和电压表内阻对 电路的影响，当滑动变阻器R3的滑片向a端移动时，则 A.电压表读数减少 B.电流表读数减小 C.质点P将向上运动 D.R2上消耗的功率逐渐增小 13.如图1所示的装置中，电源电动势为E,内阻为r,导体棒PQ的质量为m, PQ的长度和轻质导线OP、OQ的长度均为L,OP、OQ与导体棒PQ垂直且 三者组成的框架通过O、0处的导电光滑小环（未画出）可绕水平轴O0在竖直 面内转动，导体棒PQ及所有导线的电阻忽略不计，其侧视图如图2所示。该装 置所在空间存在方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。闭合开关后， 导体棒PQ恰能在图示位置保持静止，OP、OQ与竖直方向的夹角为a30°，则 下列说法正确的是 侧视图（部分） 18导体棒 P(O) 图1 图2 A.通过POOO平面的磁通量大小为BL2 B.通过PQ00平面的磁通量大小为，BoL乃 C.在图2中，导体棒所受的安培力方向为水平向右 D.滑动变阻器连入电路中的电阻5oL-, mg 北京师大附中2026-2027学年（上）期中考试高二物理试卷第5页（共11页） I4.如图1是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒。在加速带 电粒子时，两金属盒置于磁感应强度为B的匀强磁场中，并分别与频率为f的高 频电源相连。带电粒子从静止开始运动的速率)随时间1变化如图2所示，已知 粒子所带电荷量为q,t时刻粒子恰射出回旋加速器，不考虑相对论效应、粒子 所受的重力和穿过狭缝的时间，下列选项正确的是 0 Un 出口处 2 图1 图2 A.t3-t2<t2-th<1 B。带电粒子的质量为胆、 2 C.粒子在电场中的加速次数为婚 D.高频电源的电压越大，带电粒子最终射出回旋加速器的动能越大 北京师大附中2026-2027学年（上)期中考试高二物理试碜第6页（共11页） 第二部分 三、解答题（本部分共6小题，共54分） 15.(12分)小尹拟测量一根金属圆柱的电阻率。 (1)如图1所示，用螺旋测微器测量该金属的直径D- mm;用游标卡尺 测其长度L mm。 25 13 主尺14cm 20 ⊥⊥⊥LLL⊥LL T题TTTT 15 0游标尺10 图1 (2)用多用电表初步测量该金属圆柱的电阻约为52。小尹准备再用伏安法精 确测量其电阻，除电源（电动势3.0V,内阻不计）、电压表（量程0~3V,内阻 约3kQ)、开关、导线若干外，还有以下实验器材： A.电流表（量程00.6A,内阻约0.12） B.电流表（量程0-3A,内阻约0.022） C.滑动变阻器（最大阻值102，额定电流2A) D.滑动变阻器（最大阻值1k2,额定电流0.5A) 为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用 ，滑动变阻器应选用 (填实验器材前对应的字母)。 (3)测量电路如图2所示，小尹连接器材如图3所示，其中连线 （填“①”、 “②”或“③”)是错误的。 ② 图2 图3 (4)小尹正确连接好电路后进行测量，此方法测电阻会导致电阻率的测量值比 真实值 (填“偏大”、“偏小”或者“无系统误差)。 北京师大附中2026-2027学年（上)期中考试高二物理试卷第7页（共11页） 16.(4分)指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。 2015 TTT R 山山山山8 5000/y A-V-O 2500Q/y 图1 图2 (1)图1为小桓设计的多用电表原理示意图。虚线框中$为一个单刀多掷开关， 通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电 表测量不同物理量的不同功能。关于此多用电表，下列说法中正确的是 (选填选项前面的字母) A.A接的是红表笔，B接的是黑表笔 B.当S接1，是电压表 C.当S接2，是欧姆表 D.当S接3，是电流表 (2)用表盘为图2所示的多用电表正确测量了一个约152的电阻后，如果再直 接测量一个阻值约2k2的电阻，在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选 择以下必须的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号： A.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点 B.把选择开关旋转到“×100”位置 C.把选择开关旋转到“×1k”位置 D.将红表笔和黑表笔接触 北京师大附中2026-2027学年（上)期中考试高二物理试卷第8页（共11页） 17.(8分)某款国产品牌新能源汽车的电池采用刀片电池技术。该电池电动势 为370V,由10块刀片电池串联而成，其中每块刀片电池又由10块电芯串联而 成。小文通过安全操作拆出一块电芯，利用如图1所示实验电路测这块电芯的电 动势E和内电阻。考虑到电芯的内阻较小，为了防止滑动变阻器接入阻值过小 时电流过大而损坏电流表，在电路中串入一个保护电阻R0。 E 图1 图2 图3 (1)在下列图中，·实线是根据实验数据描点作图得到的I图像；虚线是用传 感器（可视为理想电表)测量得到的数据绘制的I图像。由于电表内阻引起的 实验误差，下列四个图像中与图1电路对应的是 U A B D (2)为了修正电表内阻造成的实验系统误差，小文设计了一个可以更准确地测 量一块电芯的电动势E和内阻，的实验方案，如图2所示。实验记录了单刀双 掷开关S2分别接1、2对应的多组电压表的示数U和电流表的示数L,根据实验 记录的数据绘制出如图3中所示的A、B两条I图线，可以判断图线A是利用 单刀双掷开关S2接 (选填“1”或2)时的实验数据描出的，由图线知，此 电芯的电动势E= 内阻r= 。 （选用图中EA、EB、IA、IB和R0 表示) 北京师大附中2026-2027学年（上)期中考试高二物理试卷第9页（共11页) 18.(9分)直流电动机在生产、生活中有着广泛的应用。如图所示，一直流电 动机M和电灯L并联后接在直流电源上，电动机内阻RM=1.5,电灯灯丝电 阻R=152(阻值可认为保持不变)；电源电动势E-18V,内阻=12。开关S 闭合后，电动机正常工作，此时理想电压表读数为U=15V。求： (1)流过电源的电流； (2)流过电动机的电流M; (3)电动机的输出功率P。 19.（9分)药物研发中常需要二级质谱分析。一级质谱分析只能检出与目标离 子具有相同比荷的离子（母离子）。为进一步鉴别目标离子，需将母离子打碎成 更小的离子（子离子），进行第二次质谱分析。某种二级串联质谱系统装置如图 所示，假设离子均带正电。 (1)第一级质谱：A区中的离子由静止经电场加速后，垂直进入磁感应强度为 B的匀强磁场，母离子做匀速圆周运动进入C区。已知加速电场的电压为U1, 某种母离子匀速圆周运动的半径为R,求该母离子的比荷gm。 (2)两级质谱连接：C区产生的子离子经聚焦、冷却后，由静止经电压U加速 后进入D区，为保证不同比荷的子离子均由小孔S垂直进入第二级质谱的磁场， 在D区施加某种场，使这些子离子都做以O点为圆心、半径为r的匀速圆周运 动。请设计D区中的场并通过计算说明其可行性。 D区 离子源 A区 U 母离子 B 子离子 X XX 第一级质谱 第二级质谱 北京师大附中2026-2027学年（上)期中考试高二物理试卷第10页（共11页） 20.(12分)如图为利用离子刻蚀芯片的简化示意图。离子源发出质量为m的正 离子（不计重力），沿水平中轴线OO1经速度选择器后，进入边长为L的正方形 偏转区。已知速度选择器与偏转区的匀强电场均为E1,方向相反；速度选择器 中的匀强磁场为B1,方向垂直纸面向外。离子从偏转区出射时的偏转角α很小， 且a名正离子偏转后从02点进入共振腔，腔内加有水平向右的匀强磁场 B2=,不考虑电磁场突变的影响，离子进入共振腔后不碰壁，共振腔的坐标系 如图所示，z轴方向长度可调节，共振腔尽头有待刻蚀芯片，芯片足够大，求： (1)离子从速度选择器射出时的速度o; (2)离子的电荷量9： (3)当共振腔z轴方向长度调节为125πL时，离子打在芯片上的坐标。 离子源 进气管 共振腔 B E 03 热电偶测温仪 速度选择器 偏转区 芯片 2 北京师大附中2026-2027学年（上）期中考试高二物理试卷第11页（共11页）