北京市西城区第十四中2025届物理高二上期末学业水平测试模拟试题含解析

北京市西城区第十四中2025届物理高二上期末学业水平测试模拟试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．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、以下说法正确的是()A.只要有可以自由移动的电荷，就存在持续电流B.金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的C.电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率D.在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了2、如图所示，直线OAC的某一直线电源的总功率随总电流变化的曲线，抛物线OBC为同一电源内部消耗的功率随总电流的变化曲线，若A、B对应的横坐标为1.5，则下面判断正确的是（）A.线段AB表示的功率为2.25WB.电源的电动势为3V，内阻为1.5ΩC.电流为2A时，电源的输出功率最大D.电流为1A时，路端电压为1V3、在如图所示四幅图中，正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力F方向的是A. B.C. D.4、闭合电路中电源不变，调节外电阻，使电路总电流变大．那么下列说法错误的是（）A.路端电压变小 B.电源总功率变大C.电源输出功率变大 D.电源内部的发热功率变大5、一平行板电容器两极板间距为d、极板正对面积为S，电容为，其中是常量。对此电容器充电后断开电源．当增大两极板间距时，电容器极板间的电场强度将A.变大 B.变小C.不变 D.不能确定6、如图所示，在水平向右的匀强磁场中，有一通电直导线，电流方向垂直纸面向里，则直导线所受的安培力方向是A.竖直向下B.竖直向上C.水平向左D.水平向右二、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、如图所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，具有一定电阻的正方形金属线框的右边与磁场的边界重合．在外力作用下，金属线框从0时刻由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域，t1刻线框全部进入磁场．若规定时针方向为感应电流i的正方向，则感应电流i、外力大小F、线框中电功率的瞬时值P以及通过导体横截面的电荷量q随时间t变化的关系可能正确的是A. B.C. D.8、如图所示，直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电流的关系图线，设两个电源的内阻分别为ra和rb．若将一定值电阻R0分别接到a、b两电源上，通过R0的电流分别为Ia和Ib，则（）A.ra>rbB.Ia>IbC.R0接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源的效率较低D.R0接到b电源上，电源的输出功率较小，电源的效率较低9、如图所示，在光滑的水平面上有两个滑块P、Q，滑块Q的左端固定连着一轻质弹簧．两个滑块分别以一定大小的速度沿着同一直线相向运动，滑块P的质量为2m，速度方向向右，滑块Q的质量为m．速度方向向左，则下列说法正确的是A.P、Q两个滑块包括弹簧组成的系统动能始终保持不变B.当两个滑块的速度相等时，弹簧的弹性势能最大C.两个滑块最终能以共同的速度一起向右运动D.从P滑块和弹簧接触到弹簧压缩至最短的过程中，滑块Q的速度大小先减小后增大10、如图所示，在xOy坐标系中以O为中心的椭圆上有a、b、c、d、e五个点，在焦点f处固定一正点电荷，则下列判断正确的是()A.c、e两点的电场强度相同B.a点的电势比b点的电势低C.一负电荷在d点时的电势能大于在a点时的电势能D.将一正电荷由e点沿eabc移到c点，所受电场力先做正功再做负功，但总功为零三、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）用伏安法测某一电阻，如果采用如图甲所示的电路，测量值为R1，如果采用如图乙所示电路，测量值为R2，则电阻的真实值为R真，它们之间的关系是：R1___R真，R2____R真（填“＞”、“＝”或“＜”），这种误差属于_________误差12．（12分）如图所示是研究光电管产生的电流的电路图，A、K是光电管的两个电极，已知该光电管阴极的极限频率为ν0。现将频率为ν（大于ν0）的光照射在阴极上，则：(1)________是阴极，阴极材料的逸出功等于________。(2)加在A、K间的正向电压为U时，到达阳极的光电子的最大动能为____________，将A、K间的正向电压从零开始逐渐增加，电流表的示数的变化情况是________________。(3)为了阻止光电子到达阳极，在A、K间应加U反＝________的反向电压。(4)下列方法一定能够增加饱和光电流的是________。A.照射光频率不变，增加光强B.照射光强度不变，增加光的频率C.增加A、K电极间的电压D.减小A、K电极间的电压四、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）有一电动机，其铭牌上标有“100V，50W”，当给此电动机接上100V的电源使其正常工作时，测得它可以将重10N的物体以4的竖直速度匀速提起，求：(1)此电动机的线圈电阻为多大；(2)为了让此电动机和一个“100V，30W”白炽灯在一个输出电压为200V的电源带动下都能正常工作，有人设计了如图电路，请计算电路中的附加电阻的阻值14．（16分）某直流电动机接入电路，如图所示的实验电路．调节滑动变阻器R的阻值，使电动机无法转动，此时电流表和电压表的示数分别为0．2A和0．4V．重新调节R的阻值，使电动机能够正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为0.8A和3V．求：（1）这台电动机的线圈电阻；（2）电动机正常运转时的输入功率；（3）电动机正常运转时的输出功率15．（12分）某个水电站发电机的输出功率为100KW，发电机的电压为250V．通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为2Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V．要求在输电线上损失的功率控制为5KW（即用户得到的功率为95KW）．请你设计两个变压器的匝数比．为此，请你：（1）画出远距离输送电能的线路示意图（2）降压变压器输出的电流是多少？输电线上通过的电流是多少？（3）输电线上损失的电压是多少？升压变压器输出的电压是多少？（4）两变压器的匝数比各应等于多少？

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、B【解析】A、要有持续电流必须有持续的电压,A错误；B、导体中形成电流的原因是导体两端加上电压,于是在导体内形成了电场,导体内的自由电子将在静电力作用下定向移动,形成电流,B正确；C、电流的传导速度等于真空中的光速,电子定向移动的速率很小,C错误；D、在形成电流时自由电子定向移动,但是热运动并没有消失,其实电子仍然做无规则的热运动,D错误故选B2、A【解析】根据电源的总功率P=EI，由C点的坐标求出电源的电动势和内阻；AB段表示外电路的功率，再求解AB段表示的功率【详解】B项：电源的总功率P=EI，C点表示I=3A，P=9W，则电源的电动势：,由图看出，C点表示外电路短路，电源内部热功率等于电源的总功率，则有：P=I2r，代入解得：r=1Ω，故B错误；A项：AB段表示的功率为：PAB=EI′-I′2r=3×1.5-1.52×1（W）=2.25W，故A正确；C项：电源的输出功率：P=EI-I2r=2I-I2=-（I-1）2+1，故当I=1A时输出功率最大，为1W，故C错误；D项：根据U=E-Ir=3-I，当I=1A时，U最大，为2V，故D错误故应选：A【点睛】解决本题的关键在于：（1）理解电源的总功率P总随电流I变化的图象与电源内部热功率Pr随电流I变化的图象的涵义；（2）分清三种功率及其关系：电源的总功率P总=EI，电源内部发热功率P热=I2r，外电路消耗功率P外=UI=I2R，且根据能量关系得P总=P外+P热3、B【解析】由左手定则判断出带电粒子所受洛伦兹力方向，然后答题【详解】A项：由左手定则可知，在第1幅图中，粒子所受洛伦兹力竖直向下，故A错误；B项：由左手定则可知，在第2幅图中，粒子所受洛伦兹力竖直向上，故B正确；C项：由左手定则可知，在第3幅图中，粒子所受洛伦兹力竖直向内，故C错误；D项：由左手定则可知，在第4幅图中，粒子所受洛伦兹力竖直向外，故D错误故选B4、C【解析】闭合电路中电源不变，调节外电阻，使电路总电流变大，则内阻上的电压变大，路端电压减小；电源消耗的总功率P=IE变大，电源内部的发热功率P内=I2r变大；选项ABD正确；当外电路电阻等于内阻时电源输出功率最大，因不知道电源内阻和外电阻的关系，则无法确定电源输出功率的变化情况，选项C错误；此题选择错误的选项，故选C.5、C【解析】通电后断开，故两板上的带电量不变；根据公式代入可得即当电容器充电后与电源断开后，两极板间的电场强度的大小和两极板间的距离无关，C正确。故选C。6、A【解析】根据左手定则：伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向里穿过手心，则手心朝左，四指指向电流方向，即四指向里，拇指指向安培力方向，即直导线所受的安培力方向是竖直向下，故选项A正确，B、C、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、ACD【解析】线框做匀加速运动，其速度v=at，感应电动势E=BLv，感应电流，i与t成正比，故A正确；线框进入磁场过程中受到的安培力，由牛顿第二定律得：，得，F-t图象是不过原点的倾斜直线，故B错误；线框的电功率，故P-t图象应是开口向上，过原点的抛物线，故C正确；线框的位移，则电荷量，故q-t图象应是开口向上，过原点的抛物线，故D正确8、ABC【解析】A．由图象可知，图象A斜率的绝对值大于图象B斜率的绝对值，因此ra＞rb，故A正确；B．在同一坐标系内作出电阻R0的U-I图象，如图1所示，由图象可知Ia＞Ib，故B正确；CD．R0接到电源上，如图1所示，Ia＞Ib，Ua＞Ub，由P=UI可知，Pa＞Pb，电源的效率由于ra＞rb，所以ηa＜ηb，故C正确，D错误；9、BD【解析】对于P、Q两个滑块包括弹簧组成的系统，由于只有弹簧的弹力做功，所以系统的机械能守恒，即系统动能和弹簧弹性势能之和不变，动能是变化的，故A错误；P以某一初速度压缩弹簧，在弹簧弹力作用下P做减速运动，Q做加速运动，当P与Q速度相等时，弹簧最短，弹性势能最大，故B正确；设最终P、Q两个滑块的速度分别为和规定向右为正方向，根据动量守恒定律得：，根据系统的机械能守恒得，解得：，或，，故C错误；从P滑块和弹簧接触到弹簧压缩至最短的过程中，滑块Q一直受到向右的弹力，速度先向左减小至零，再向右增大，故D正确10、BD【解析】由电场线的分布情况和对称性可分析c、e两点电场强度大小相等，但方向不同，所以电场强度不同，故A错误；点电荷的等势面是以点电荷为圆心的等势面，且离正电荷越远，电势越低，故a点的电势比b点的电势低，故B正确；点电荷的等势面是以点电荷为圆心的等势面，且离正电荷越远，电势越低，故a点的电势比d点的电势低；根据Ep=qφ，负电荷在d点时的电势能小于在a点时的电势能；故C错误；将一正电荷由e点沿eabc移到c点，由于是排斥力，所受静电力先做正功再做负功；由于ec在同一等势面上，故总功为零；故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.<；②.>；③.系统；【解析】根据电流表接法确定电压、电流的偏差，从而根据欧姆定律得到电阻偏差；根据误差来源判断误差类型【详解】电流表外接时，电压表测得电压为电阻两端电压，电流表测的电流为电阻和电压表的总电流，故电流偏大，那么，电阻偏小，即；电流表内接时，电压表测得电压为电阻和电流表两端的电压，故电压偏大，电流表电流为通过电阻的电流，那么，电阻偏大，即；这些误差是由实验设计本身造成的，实验方案不变，那么误差不变；那么，按照误差分类可知：这种误差为系统误差【点睛】伏安法测电阻实验中，若最大电流大于电流表量程则采用分压式接法，一般采用限流式接法；被测电阻较大，电流表采用内接法；被测电阻较小，电流表采用外接法12、①.K②.hν0③.hν－hν0＋eU④.逐渐增大，直至保持不变⑤.⑥.A【解析】(1)[1][2]被光照射的金属将有光电子逸出，故K是阴极，逸出功与极限频率的关系为W0＝hν0。(2)[3][4]根据光电效应方程可知，逸出的光电子的最大初动能为hν－hν0，经过电场加速获得的能量为eU，所以到达阳极的光电子的最大动能为hν－hν0＋eU，随着电压增加，单位时间内到达阳极的光电子数量将逐渐增多，但当从阴极逸出的所有光电子都到达阳极时，再增大电压，也不可能使单位时间内到达阳极的光电子数量增多。所以电流表的示数先是逐渐增大，直到保持不变。(3)[5]从阴极逸出的光电子在到达阳极的过程中将被减速，被电场消耗的动能为eU反，如果hν－hν0＝eU反就将没有光电子能够到达阳极，所以U反＝(4)[6]要增加单位时间内从阴极逸出的光电子的数量，就需要增加照射光单位时间内入射光子的个数，所以只有A正确。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)40(2)500【解析】（1）电源使其正常工作时，测得它可以将重为10N的物体以4m/s的竖直速度匀速提起，由此可得电动机的机械功率，进而可知发热功率；由欧姆定律可得正常工作时的电流，由焦耳定律可得电动机的内阻（2）由白炽灯的额定电压和额定功率，可得额定电流，由此可以确定分流电阻需要分的电流，由欧姆定律可得分流电阻的电阻值【详解】（1）电动机正常工作时输出的机械功率为：P机=Gv=10×4W=40W；所以其正常工作发热功率为：P热=P-P机=50-40=10W；正常工作电流为：；根据焦耳定律：P热=I2

r根据以上可得电动机内阻：r=Ω=40Ω；（