2025届北京101中学物理高二第一学期期末考试试题含解析

2025届北京101中学物理高二第一学期期末考试试题考生请注意：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、如图所示，水平匀强磁场的理想边界MN和PQ均竖直，等腰直角三角形闭合导线框的直角边恰好和磁场宽度相同。从线框右顶点刚进入磁场开始计时。若线框匀速通过磁场（线框的一直角边与边界平行），取逆时针方向为感应电流的正方向，则下列四幅图中，能正确反映线框中流过的电流随时间的变化关系的是（）A B.C. D.2、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3、如图所示，匀强磁场中有两个由相同导线绕成的圆形线圈a、b，磁场方向与线圈所在平面垂直，磁感应强度B随时间均匀增大。a、b两线圈的半径之比为2：1，匝数之比为1：4。线圈中产生的感应电动势分别为和，某时刻磁通量分别为和，不考虑两线圈间的相互影响。下列说法中正确的是A.：=2：1，：=4：1B.：=1：1，：=1：1C.：=2：1，：=1：1D.：=1：1，：=4：14、如图所示，在条形磁铁S极附近悬挂一个圆形线圈，线圈平面与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中通以如图所示方向的电流时，线圈将()A.向磁铁平移B.远离磁铁平移C.边转动边向左摆动D.边转动边向右摆动5、如图，一个带负电的橡胶圆盘处在竖直面内，可以绕过其圆心的水平轴高速旋转，当它不动时，在它轴线上、两处的小磁针均处于静止状态，当橡胶圆盘逆时针（从左向右看）高速旋转时，关于小磁针的情况分析正确的是（）A.两处小磁针极均向左偏B.两处小磁针极均向右偏C.处小磁针极向右偏转，处小磁针极向左偏转D.处小磁针极向纸内偏转，处小磁针极向纸面外偏转6、以下关于电场线的说法，正确的是A.电场线是电荷移动的轨迹B.电场线是实际存在的曲线C.电场线是闭合的曲线D.电场线是起始于正电荷，终止于负电荷二、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、(多选)氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子．已知基态的氦离子能量为E1＝－54.4eV，氦离子能级的示意图如图所示．在具有下列能量的粒子中，能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是()A.54.4eV(光子) B.50.4eV(光子)C.48.4eV(电子) D.42.8eV(光子)8、如图所示，从灯丝发出的电子经加速电场加速后，进入偏转电场，若加速电压为U1，偏转电压为U2，要使电子在电场中的偏转量y增大为原来的2倍，下列方法中正确的是()（）A.使U增大为原来2倍B.使U增大为原来的2倍C.使偏转板的长度增大为原来2倍D.偏转板的距离减小为原来的1/29、设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略重力，以下说法正确的是（）A.这离子必带正电荷B.A点和B点位于同一高度C.离子在C点时速度最大D.离子到达B点时，将沿原曲线返回A点10、a、b、c三个相同带电粒子由同一点垂直电场方向同时进入匀强电场（不计粒子相互作用力及重力），其轨迹如图所示，其中b恰好飞出电场，由此可以断定（）A.三个粒子在电场中的加速度大小相等B.三个粒子进入电场时的初速度相等C.三个粒子在电场中运动时间D.三个粒子在飞行过程中动能的增量三、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）图甲所示，为某同学测绘额定电压为2.5V的小灯泡的I－U特性曲线的实验电路图①根据电路图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的实验电路连接起来_____②开关S闭合之前，图甲中滑动变阻器的滑片应该置于_____端（选填“A”、“B”或“AB中间”）12．（12分）某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现，里面除了一节1.5V的干电池外，还有一个方形的电池(层叠电池)．为了测定该电池的电动势和内电阻，实验室中提供如下器材：A.电流表A1(满偏电流10mA，内阻10Ω)；B.电流表A2(0～0.6A，内阻未知)；C.滑动变阻器R0(0～100Ω，1A)；D.定值电阻R(阻值990Ω)；E.开关与导线若干该同学根据现有的实验器材，设计了如图甲所示的电路，图乙为该同学根据上述设计的实验电路测出多组数据并绘出的I1—I2图线(I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数)，则由图线可以得到被测电池的电动势E＝_____V，内阻r＝_____Ω．(结果均保留两位有效数字)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y轴上A点沿平行x轴正方向以v0发射一个带正电的粒子，A点的坐标为（0，），第一象限充满沿y轴负方向的匀强电场，第四象限充满方向垂直纸面的匀强磁场（未画出）．带电粒子从x轴上C点离开第一象限进入第四象限，C点的坐标为（2a，0）．已知带电粒子的电量为q，质量为m，粒子的重力忽略不计．求：（1）所加匀强电场E的大小（2）若带正电的粒子经过磁场偏转后恰好能水平向左垂直打在－y轴上D点（未画出），求第四象限中所加磁场的大小与方向以及D点的坐标（3）若在第四象限只是某区域中存在大小为，方向垂直纸面向外的圆形匀强磁场，要使带电粒子仍能水平向左垂直打在－y轴上的D点，求该圆形磁场区域的最小面积14．（16分）如图所示，在xOy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场，在第四象限内有一垂直于平面向里的匀强磁场，现有一质量为m、电量为+q的粒子（重力不计）从坐标原点O射入磁场，其入射方向与x的正方向成45°角。当粒子运动到电场中坐标为（3L，L）的P点处时速度大小为v0，方向与x轴正方向相同。求(1)粒子从O点射入磁场时的速度v；(2)匀强电场的场强E和匀强磁场的磁感应强度B；(3)粒子从O点运动到P点所用的时间。15．（12分）轻质细线吊着一质量为m＝0.64kg、边长为2L＝0.8m、匝数n＝10的正方形线圈ABCD，线圈总电阻为R＝1Ω.边长为L的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图甲所示．磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化如图乙所示，从t＝0开始经t0时间细线开始松弛，g取10m/s2.求：(1)在0～4s内，穿过线圈ABCD磁通量的变化ΔΦ及线圈中产生的感应电动势E；(2)在前4s时间内线圈ABCD的电功率；(3)求t0的值.

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、D【解析】感应电流，线框做匀速直线运动，有效长度发生变化，电流就发生变化；0-时间内，由右手定则判断可知，感应电流方向沿逆时针方向，是正的，线框切割磁感线的有效长度l均匀增加，则电流I均匀增加；~时间内，由右手定则判断可知，感应电流方向沿顺时针方向，是负的，线框切割磁感线的有效长度l均匀增加，则电流I均匀增加；A．该图与结论不相符，选项A错误；B．该图与结论不相符，选项B错误；C．该图与结论不相符，选项C错误；D．该图与结论相符，选项D正确；故选D。2、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3、D【解析】根据法拉第电磁感应定律：，a、b两线圈产生的感应电动势之比为：；根据磁通量，穿过a、b两线圈的磁通量之比为：A.：=2：1，：=4：1。与上述结论不符，故A错误；B.：=1：1，：=1：1。与上述结论不符，故B错误；C.：=2：1，：=1：1。与上述结论不符，故C错误；D.：=1：1，：=4：1。与上述结论相符，故D正确。故选：D4、C【解析】通以顺时针的电流，由于处于S极的磁体附近，根据左手定则可得，线圈左边安培力垂直纸面向外，右边安培力垂直纸面向里．从上往下看，导致线圈逆时针转动，由于磁场的不均匀，导致线圈受到安培力的作用向磁铁靠近．即线圈将边转动边向左摆动,C正确,5、B【解析】带负电橡胶圆盘，逆时针旋转，则圆盘的电流方向与旋转方向相反，为顺时针。由安培定则可知，磁感线从左向右，静止时小磁针极所指方向即为磁感线的方向，故处小磁针极向右偏，处小磁针极向右偏，ACD错误，B正确。故选B。6、D【解析】A.电荷移动轨迹由初速度和受力决定，不一定沿电场线，故选项A不符合题意；BCD.为了形象的描述电场强弱和方向引入了电场线的概念，电场线是假想的线，不是真实存在的线，电场线不闭合不相交，其方向规定为：从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，故选项D符合题意，B、C不符合题意二、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、AC【解析】根据玻尔理论，能级间发生跃迁吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差【详解】由玻尔理论知，基态的氦离子要实现跃迁，入射光子的能量（光子能量不可分）应该等于氦离子在某激发态与基态的能量差，因此只有能量恰好等于两能级差的光子才能被氦离子吸收；而实物粒子（如电子）只要能量不小于两能级差，均可能被吸收．氦离子在图示的各激发态与基态的能量差为：△E1=E∞-E1=0-（-54.4eV）=54.4eV△E2=E4-E1=-3.4eV-（54.4eV）=51.0eV△E3=E3-E1=-6.0eV-（-54.4eV）=48.4eV△E4=E2-E1=-13.6eV-（54.4eV）=40.8eV可见，50.4eV和42.8eV的光子不能被基态氦离子吸收而发生跃迁．故AC正确，BD错误；故选AC8、BD【解析】设电子经加速电场加速后的速度为v0，偏转极板的长度为L，板间距离为d．在加速电场中，由动能定理得：qU1＝mv02−0；在偏转电场中，电子做类平抛运动，偏转量为；联立以上两式解得：．要使电子在电场中的偏转量y增大为原来的2倍，由此式可以判断出，使U1变为原来的；使U2增大为原来的2倍；使偏转板的长度增大为原来倍；偏转板的距离减小为原来的1/2；选项AC错误、BD正确．故选BD【点睛】解答本题的关键是：要灵活运用动能定理和平抛运动的规律，得到最终电子偏转量y的综合表达式，再根据题目要求进行讨论分析得出结论9、ABC【解析】A．从图中可以看出，上极板带正电，下极板带负电，带电粒子由静止开始向下运动，说明受到向下的电场力，由此可知粒子带正电，故A正确；B．洛伦兹力总与速度方向垂直，因而洛伦兹力不做功。电场力做功等于动能的变化量，而离子到达B点时的速度为零，所以从A到B电场力所做正功与负功加起来为零，这说明离子在电场中的B点与A点的电势能相等，即B点与A点位于同一高度，故B正确；C．C点是最低点，从A到C运动过程中电场力做正功。设电场强度为E，离子带电量为q，A到C的垂直距离为d，离子在C点时的速度为v，根据动能定理可知离子在C点时速度最大，故C正确；D．只要将离子在B点的状态与A点进行比较，就可以发现它们的状态（速度为零，电势能相等）相同，如果右侧仍有同样的电场和磁场，离子将重复ACB的运动，向右运动，不会返回，故D错误。故选ABC。10、ACD【解析】A.相同带电粒子在电场中的运动，只受电场力作用，根据Eq=ma，三个粒子加速度大小相等，故A正确；BC.三个粒子都做类平抛运动，且加速度相同．水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动，则有竖直方向有，由图粒子a、b的竖直位移大小相等，大于c，则得ta=tb>tc；水平方向有x=v0t，由图知b、c水平位移大小相等，大于a，则va<vb<vc，故B错误，C正确D.动能变化量△E=qEy，qE相等，则△Eka=△Ekb>△Ekc，故D正确故选ACD.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、①.②.A端【解析】（1）根据原理图连接实物图如下所示：（2）为了安全和保护仪器不被烧坏，开关S闭合之前，应该移动滑片，使测量电路短路，即将片滑移动到A端12、①.9.0V②.10Ω【解析】表头及定值电阻充当电压表使用，则由闭合电路欧姆定律可得出表达式，由图象结合表达式可得出电动势和内电阻.【详解】表头的示数与定值电阻阻值的乘积可作为路端电压处理，则由闭合电路欧姆定律可知：，即，由图可知，图象与纵坐标的交点为9.0mA，则有：，解得E=9.0V；由图象可知图象的斜率为10×10-3，由公式得图象的斜率等于，故，解得r=10Ω【点睛】本题为测量电源的电动势和内电阻的实验的变形，注意由于没有电压表，本实验中采用改装的方式将表头改装为电压表，再根据原实验的研究方法进行分析研究四、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）磁场方向垂直纸面向外．D点的坐标为（0，－）（3）【解析】（1）带电粒子在匀强电场中做类平抛运动：y轴负方向：x轴正方向：得：（2）磁场方向垂直纸面向外设带电粒子离开C点时速度方向与x轴正方向的夹角为α，所以，带正电的粒子在C点