北京市首都师大附中2025届高二物理第一学期期末考试模拟试题含解析

北京市首都师大附中2025届高二物理第一学期期末考试模拟试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、如图，在MN和PQ这两个平行竖直面之间存在垂直纸面的匀强磁场和平行纸面的匀强电场，一个带电粒子以某一初速度由A点水平射入这个场区恰能沿直线运动，并从PQ竖直面上的C点离开场区．若撤去磁场，其他条件不变，则该粒子从PQ竖直面上的B点离开场区；若撤去电场，其他条件不变，则该粒子从PQ竖直面上的D点离开场区．若粒子在上述三种情况下通过场区的总时间分别是t1、t2和t3，运动的加速度大小分别为a1、a2和a3，不计粒子所受重力的影响，则下列判断中正确的是A.t1=t2＜t3，a1＜a2=a3 B.t2＜t1＜t3，a1＜a3＜a2C.t1=t2=t3，a1＜a2＜a3 D.t1=t3＞t2，a1=a3＜a22、如图，三个速度大小不同的同种带电粒子沿同一方向从图示长方形区域的匀强磁场边缘射入，当它们从下边缘飞出时相对入射方向的偏角分别为90°、60°、30°，则它们在磁场中运动时间之比分别为()A.1：1：1 B.1：2：3C.3：2：1 D.3、如图所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝质金属球以一定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开始进入磁场到完全穿出磁场过程中(磁场宽度大于金属球的直径)，小球()A整个过程都做匀速运动B.进入磁场过程中球做减速运动，穿出过程中球做加速运动C.整个过程都做匀减速运动D.穿出时的速度一定小于初速度4、如图，在场强为的匀强电场中有一个质量为的带正电小球悬挂在绝缘细线上，当小球静止时，细线与竖直方向成角，已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小，则小球所带的电量应为（）A B.C. D.5、如图所示，一个质量为0.5kg的铁锤，以v＝5m/s的速度竖直打在木桩的钉子上，钉子的质量为2g，经0.01s后铁锤速度减小到零，则铁锤对钉子的作用力大小为（）A1N B.245NC.250N D.255N6、如图c所示，装饰用的彩灯，串成一串串，接在220V电源上，观察灯的结构发现，每个灯的灯丝（R1）引线上方绕有金属电阻丝（R2），如图a所示；即使R1断了，R2仍能导电．下列对电路情况的几种分析中正确的是（）①根据工作特性，R1大于R2；②根据工作特性，R1应该小于R2；③当其中一个或几个灯的灯丝断了，其余的灯将变暗；④当其中一个或几个灯的灯丝断了，其余的灯将变亮A.①③B.①④C.②③D.②④二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、电容式加速度传感器原理如图所示，质量块左、右侧连接电介质、轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外框上，质量块可带动电介质移动，改变电容．则（）A.电介质插入极板间越深，电容器电容越小B.当传感器以恒定加速度运动时，电路中有恒定电流C.若传感器原来向右匀速运动，突然减速时弹簧会压缩D.当传感器由静止突然向右加速时，电路中有顺时针方向的电流8、如图所示，倾角为的光滑导电轨道间接有电源，轨道间距为，轨道上放一根质量为的金属杆，金属杆中的电流为，现加一垂直金属杆的匀强磁场，金属杆保持静止，则磁感应强度的方向和大小可能为A.磁场方向垂直于轨道平面向上时，磁感应强度最小，大小为B.磁场方向沿轴正方向，大小为C.磁场方向沿轴正方向，大小为D.磁场方向沿轴正方向，大小为9、如图所示的闭合电路中，当滑动变阻器的滑片P从左端滑向右端的过程中。两个电压表示数的变化量的大小分别为ΔU1、ΔU2，电流表示数的变化量为ΔI，则（）A.ΔU1＞ΔU2 B.ΔU1＜ΔU2C.＝ D.＜10、如图所示，矩形区域内有水平方向的匀强电场，一个带负电的粒子从A点以某一速度vA射入电场中，最后以另一速度vB从B点离开电场，不计粒子所受的重力，A、B两点的位置如图所示，则下列判断中正确的是（）A.电场强度的方向水平向左B.带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能C.粒子在电场中运动的全过程中，电势能最大处为A点D.粒子在电场中运动的全过程中，动能最大处为B点三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径，用米尺测出金属丝的长度L，用伏安法测出金属丝的电阻Rx，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。(1)测量金属丝直径时螺旋测微器刻度如图所示，读数D=_________mm。(2)按照下图实物连接好电路，闭合开关，调节滑动变阻器，读出多组电压表与电流表示数U、I，处理数据得到金属丝的电阻Rx。请依据实物图在方框内画出电路原理图_________。(3)用图中的电路测量金属丝的电阻比真实值_________（填“偏大”或“偏小”）。(4)该金属丝电阻率的表达式为ρ=_________（用题中所给物理量的字母表示）。12．（12分）一个电流表G的内阻，满偏电流为，其满偏电压为_____．现要把它改装成量程为15V的电压表，需串联的分压电阻为_____，刻度对应的电压值为_____四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，在x轴的上方（y＞0的空间内）存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一个不计重力的带正电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成45°角，若粒子的质量为m，电量为q，求：（1）该粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径；（2）粒子在磁场中运动的时间（3）该粒子射出磁场的位置14．（16分）如图所示，一电荷量为q的带电粒子以速度v垂直射入磁感应强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时的速度方向与电子原来入射方向的夹角为30°。（1）在图中画出粒子圆周运动轨道的圆心；（2）带电粒子在磁场做圆周运动的轨道半径为多少？（3）带电粒子的质量是多少？（4）穿过磁场的时间是多少？

15．（12分）如图所示，间距L=20cm的两条平行光滑金属导轨，下端与一电源和定值电阻相连，导轨平面跟水平面成30°角，电源电动势E=6.0V，内阻r=0.4Ω，定值电阻R=0.8Ω，电路其他部分电阻不计．导轨上水平放置一根金属棒MN．若在导轨所在空间加一垂直导轨平面向上的匀强磁场，当磁感应强度B=1.0T时，金属棒MN恰好能静止在导轨上．g取10m/s2．则：（1）电路中电流强度I是多大？（2）金属棒MN受到的安培力F是多大？（3）金属棒MN质量m是多少？

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、A【解析】带电粒子分别在复合场、电场、磁场中做匀速直线运动、类平抛运动、匀速圆周运动，比较三种情况下带电粒子在两个相互平行平面之间运动时间及加速度大小．各自由相应规律表示出时间和加速度，从而得到结论【详解】在复合场中，带电粒子做匀速直线运动，则有Eq=Bqv，则有E=Bv．在复合场中的时间，而在单一电场中水平方向也是做匀速直线运动，所以运动的时间，而在单一磁场中做匀速圆周运动，运动的时间，由于两平面之间，所以时间关系为；在复合场中，单一电场中和磁场中的加速度由电场力和洛仑兹力产生，但两种力相等，所以，但方向不同，综上所述，BCD错误，A正确．故选A【点睛】本题是把同一带电粒子在三种情况下运动情况进行对比，更进一步甄别类平抛运动与匀速圆周运动的区别，也证明了洛仑兹力只改变运动方向而不改变速度大小，电场力是恒力，使带电粒子做匀变速度曲线运动2、C【解析】粒子在磁场中运动的周期的公式为，由此可知，粒子的运动的时间与粒子的速度的大小无关，所以粒子在磁场中的周期相同，由粒子的运动的轨迹可知，三种速度的粒子的偏转角分别为90°、60°、30°，所以偏转角为90°的粒子的运动的时间为，偏转角为60°的粒子的运动的时间为，偏转角为30°的粒子的运动的时间为；所以有，C正确；故选C【点睛】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动解题一般程序是：1、画轨迹：确定圆心，几何方法求半径并画出轨迹；2、找联系：轨迹半径与磁感应强度、速度联系；偏转角度与运动时间相联系，时间与周期联系3、D【解析】小球在进、出磁场过程中穿过小球的磁通量发生变化，有感应电流产生，小球要受到阻力，球的机械能一部分转化为电能，再转化为内能，故进、出磁场过程中均做减速运动，但小球完全进入磁场中运动时，无感应电流产生，小球匀速运动，故A、B、C均错误，D正确4、D【解析】由题意电场方向恰使小球受的电场力最小可知，的方向与细线垂直斜向上。由平衡条件可得故选D。5、D【解析】以铁锤为研究对象，取竖直向上为正方向，由动量定理代入数据解得F=255N根据牛顿第三定律，铁锤打击钉子的平均作用力为255N，方向竖直向下；故D正确，ABC错误。故选D。6、C【解析】根据并联电路，电阻越小，则电流越大，所以金属电阻丝(R2)比每个灯的灯丝(R1)电阻大当灯的灯丝断了之后，电路中电阻增加，则电流变小，故亮度变暗．则①④的说法错误，②③的说法正确A、A项与上述分析结论不相符，故A错误；B、B项与上述分析结论不相符，故B错误；C、C项与上述分析结论相符，故C正确；D、D项与上述分析结论不相符，故D错误二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、CD【解析】A.由知，电介质插入越深，越大，即越大，选项A不符合题意；B.当传感器以恒定加速度运动时，电介质相对电容器静止，电容不变，电路中没有电流，选项B不符合题意；C.传感器向右匀速运动，突然减速时，质量块由于惯性相对传感器向右运动，弹簧压缩变短，选项C符合题意；D.传感器由静止突然向右加速时，电介质相对电容器向左运动，增大，增大，电源电动势不变，由知，增大，上极板电荷量增大，即电路中有顺时针方向的电流，选项D符合题意8、ACD【解析】由左手定则确定各种情况下的安培力方向，根据平衡条件判断各项即可【详解】A项：磁场方向垂直于轨道平面向上时，由左手定则可知，安培力方向平行斜面向上，由于此时支持力与安培力垂直，由三力平衡可知，支持力与安培力的合力与重力等大反向，由于支持力方向不变，所以当支持力与安培力垂直时，安培力最小即磁感应强度最小，由公式，解得：，故A正确；B项：磁场方向沿轴正方向时，与电流方向平行，金属杆不受安培力，所以金属杆不可能静止，故B错误；C项：磁场方向沿轴正方向时，由左手定则可知，安培力方向竖直向上，要使金属杆静止，所以mg=BIL，解得：，故C正确；D项：磁场方向沿轴正方向时，，由左手定则可知，安培力方向水平向右，由平衡条件可得：，解得：，故D正确故选ACD9、BD【解析】AB．闭合电路电压特点知：E＝U1+U2+Ur其中Ur表示电路的内电压。当滑片向右滑动过程中，变阻器接入电路中的电阻变小，根据电路中电压分配原则知，U1变大，U2变小，Ur变大。则有E＝U1+ΔU1+U2﹣ΔU2+Ur+ΔUr得：ΔU2＝ΔU1+ΔUr所以ΔU1＜ΔU2故A错误，B正确；CD．根据上面的分析知所以故C错误，D正确。故选BD.10、BD【解析】A．粒子在电场中向左偏转，所受的电场力水平向左，而粒子带负电荷，故电场强度的方向水平向右，A错误；B．从到，电场力先做负功，后做正功，电场力为恒力，做负功的位移小于做正功的位移，所以电场力做的总功为正功，故粒子的电势能减小，则粒子在点的电势能大于在点的电势能，B正确；C．粒子电场力水平，将初速度分解为水平和竖直向下的分速度，故水平方向向右匀减速、再向左匀加速，竖直方向向下匀速，轨迹的最右端在点的右侧，即电场力做负功的最大位移处在A点的右侧，所以电势能最大位置在点右侧，C错误；D．粒子在电场中运动过程，仅受电场力做功，电势能和动能总和保持不变，相互转化，到达点时电场力做正功最大，电势能最小，动能最大，D正确。故选BD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、(1).0.680(2).(3).偏小(4).或者【解析】(1)[1]．由图示螺旋测微器可知，其示数为：0.5mm+18.0×0.01mm=0.680mm；(2)[2]．电流表采用外接法，滑动变阻器为分压接法，如图。(3)[3]．由于电压表的分流，测得的电流比流过Rx的电流大，根据知电阻测量值偏小。(4)[4]．由电阻定律可知其中，所以电阻率12、①.②.29k③.【解析】一个电流表G的内阻，满偏电流为，其满偏电压为．现要把它改装成量程为15V的电压表，需串联的分压电阻为，刻度对应的电压值为1.5V四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、（1）；（2）．（3）(﹣0)【解析】（1）设其半径为R，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律，有（2）粒子在磁场中运动对应的圆心角为270度（3）