2025届北京市西城区第三十九中学高二物理第一学期期末统考模拟试题含解析

2025届北京市西城区第三十九中学高二物理第一学期期末统考模拟试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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、一个电子只在电场力作用下从a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示，图中一组平行实线可能是电场线也可能是等势面，下列说法中正确的是A.如果实线是电场线，则a点的电势比b点的电势高B.如果实线是等势面，则a点的电势比b点的电势低C.如果实线是电场线，则电子在a点的电势能比在b点的电势能大D.如果实线是等势面，则电子在a点的电势能比在b点的电势能大2、如图所示，A、B、C、D为半球形圆面上的四点，且AB与CD交于球心且相互垂直，E点为球的最低点，A点放置一个电量为+Q的点电荷，在B点放置一个电量为—Q的点电荷，则下列说法正确的是（）A.C、D两点电场强度不同B.沿CD连线移动一电量为+q的点电荷，电场力始终做功C.C点和E点电势相同D.将一电量为+q的点电荷沿圆弧面从C点经E点移动到D点过程中，电场力先做负功，后做正功3、如图所示，高速运动的α粒子被位于O点的重原子核散射，实线表示α粒子运动的轨迹，M、N和Q为轨迹上的三点，N点离核最近，Q点比M点离核更远，则A.α粒子在M点的速率比在Q点的大B.三点中，α粒子在N点的电势能最大C.在重核产生的电场中，M点的电势比Q点的低D.α粒子从M点运动到Q点，电场力对它做的总功为负功4、如图所示，在光滑水平面上有两块木块A和B，质量均为m，B的左侧固定一轻质弹簧．开始时B静止，A以初速度v0向右运动与弹簧接触，则在相互作用的过程中（）A.任意时刻，A、B系统的总动能恒定不变B.当弹簧恢复到原长时，A与B具有相同的速度C.当弹簧压缩到最短长度时，A与B具有相同的速度D.当弹簧压缩到最短时，系统弹性势能是A初始动能的5、如图，△abc中ab=4cm，∠acb=。匀强电场的电场线平行于△abc所在平面，且a、b、c点的电势分别为3V、2V、1V。下列说法中正确的是A.电场强度的方向为垂直ac向下方向B.电场强度的大小为25V/mC.电子从a点移动到b点，电势能减少了1eVD.电子从a点经c点移动到b点，电场力做的总功为－1eV6、静电喷涂时，喷枪喷出涂料微粒带电，在带正电被喷工件的静电作用下，向被喷工件运动，最后吸附在其表面．在涂料微粒向工件靠近的过程中()A.涂料微粒带正电B.离工件越近所受库仑力越小C.电场力对涂料微粒做负功D.涂料微粒的电势能减小二、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，一个质量为m、电荷量为e的粒子从容器A下方的小孔S，无初速度地飘入电势差为U的加速电场，然后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打在照相底片M上．下列说法正确的是()A.粒子进入磁场时的速率v＝B.粒子在磁场中运动的时间t＝C.粒子在磁场中运动的轨道半径r＝D.若容器A中的粒子有初速度，则粒子仍将打在照相底片上的同一位置8、如图所示，abc为边长为l的等边三角形，处于纸面内．匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，比荷为的电子以速度v0从a点沿ab方向射入，则A.若速度v0变成原来的两倍，则电子的加速度变成原来的两倍B.若速度v0变成原来的两倍，则电子飞出三角形所用的时间可能不变C.当速度时，电子将经过c点D.若电子经过c点，则电子的运动轨迹与bc所在直线相切9、如图所示，倒置的U形金属导轨所在平面与水平面夹角为，其中MN与PQ平行且间距为L=1m，导轨处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与轨道平面垂直，磁场随时间变化情况如图乙所示，取图甲所示磁场方向为磁感应强度的正方向．现将金属棒ab垂直放置在导轨上，金属棒与NQ相距0.2m，在0~4s内金属棒始终处于静止状态．已知金属棒ab的质量m=0.1kg，电阻为R=2Ω，不计导轨电阻，g=10m/s2，则()A.t=2s时刻金属棒ab所受安培力的方向改变B.0~4s内金属棒所受的最大静摩擦力为0.9NC.0~4s内穿过金属棒的电荷量为0.4CD.0~4s内金属棒中产生的焦耳热为0.32J10、在竖直平面内放一个光滑绝缘的半圆形轨道，水平方向的磁场与轨道所在平面垂直．如图所示．一个带正电荷的小球由静止开始从半圆形轨道的最高点A滑下，则（）A.小球经过最低点C的速率比无磁场时大B.小球运动到最低点C所用的时间比无磁场时短C.小球经过最低点C的速度与无磁场时相等D.小球运动到最低点C所用的时间跟无磁场时相等三、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）在测电源电动势和内阻的实验中，经常用到如图1所示的两种电路图（1）在测定一节干电池的电动势和内阻时，为尽量减小实验误差，应选择图1中的______（选填“甲”或“乙”）电路，现有电流表（）、开关、导线若干，以及以下器材：A.电压表（）B.电压表（）C.滑动变阻器（）D.滑动变阻器（）实验中电压表应选用______，滑动变阻器应选用______；（选填相应器材前的字母）（2）某同学在实验时，分别利用图1中的甲、乙两个电路图对待测电源进行了测量，并根据实验数据分别绘制出了相应的图，如图2所示，则直线______（选填“a”或“b”）对应图1中甲电路的测量数据；根据两条图，该电源电动势的准确值______，内阻的准确值______（用、、、表示）12．（12分）如图所示，桌面上放有一只10匝线圈，线圈中心上方一定高度处有一竖立的条形磁体．当磁体竖直向下运动时，穿过线圈的磁通量将______（选填“变大”或“变小”），在上述过程中，穿过线圈的磁通量变化0.1Wb，经历的时间为0.5s，则线圈中的感应电动势为__V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，光滑绝缘水平面上静置两个质量均为m、相距为x0的小球A和B，A球所带电荷量为+q，B球不带电．现在A球右侧区域的有限宽度范围内加上水平向右的匀强电场，电场强度为E，小球A在电场力作用下由静止开始运动，然后与B球发生弹性正碰，A、B碰撞过程中没有电荷转移，且碰撞过程时间极短，求：(1)A球与B球发生第一次碰撞后B球的速度；(2)从A球开始运动到两球在电场中发生第二次碰撞前电场力对A球所做的功；(3)要使A、B两球只发生三次碰撞，所加电场的宽度d应满足的条件14．（16分）一电路如图所示，电源电动势E=28V，内阻r=2Ω，电阻R1=12Ω，R2=R4=4Ω，R3=8Ω，C为平行板电容器，其电容C=3.0pF，虚线到两极板间距离相等，极板长L=0.20m，两极板的间距d=1.0×10-2m（1）若开始开关S处断开状态，当其闭合后，求流过R4的总电荷量为多少？（2）若开关S断开时，有一带电微粒沿虚线方向以v0=2.0m/s的初速度射入C的电场中，能否从C的电场中射出？（要求写出计算和分析过程，g取10m/s2）15．（12分）如图所示的电路，电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，电阻R1=6Ω，R2=12Ω，间距d=0.2m的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸面向里，磁感应强度B=1T的匀强磁场，闭合开关S，板间电场视为匀强电场。将喷墨打印机的喷头对准两板的中点，从喷口连续不断地喷出水平初速度为v=0.1m/s的相同带电墨滴，设滑动变阻器接入电路的阻值为Rx。（g取10m/s2）求（1）当Rx=3Ω时，电阻R1消耗的电功率；（2）改变Rx的值，可以使进入板间的带电墨滴做匀速圆周运动，最后与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为60°。则①带电墨滴的比荷为多大？②此时Rx的阻值是多少？

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、C【解析】据题意，如果实线是电场线，则电场力水平向右，电场方向为水平向左，则b点电势高，电子从a点运动到b点电场力做正功，电子电势能减小，则电子在a点电势能较大，故选项A错误选项C正确；如果实线为等势线，电子受到电场力竖直向下，电场方向竖直向上，则a点电势较高，从a点到b点电场力做负功，电子电势能增加，电子在b点电势能较高，故选项B、D错误考点：本题考查电场的性质2、C【解析】A、+Q和−Q是等量异种电荷，根据其电场线的分布情况和对称性可知，C、D两点的电场强度大小相等、方向相同，则电场强度相同，故A错误；B、通过AB连线的中垂面是一等势面，C、D在同一等势面上，CD连线上电势处处相等．则沿CD连线移动一带+q电量的点电荷，电场力始终不做功．故B错误；C、由上分析知，C点和E点位于AB连线的中垂面上，电势相同，故C正确；D、由B分析可知，将一带电量为−q的点电荷从C点经E点最后到D点，电场力始终不做功，故D错误【点睛】+Q和-Q是等量异种电荷，其电场线和等势面具有对称性，通过AB连线的中垂面是一等势面，C、D在同一等势面上，电势相等，根据对称性分析C、D场强关系；根据电势的变化，分析电场力做功情况3、B【解析】解法一（从等势线分布入手）：重核带正电荷，在其周围形成的电场中，离重核越近电势越高，所以φN＞φM＞φQ，选项C错误；电势越高，正电荷的电势能越大，所以带正电的α粒子在三点处的电势能大小关系是EN＞EM＞EQ，即N点的电势能最大，Q点的电势能最小，B正确；α粒子仅受电场力的作用，其电势能和动能相互转化，但电势能和动能之和保持不变，根据EN＞EM＞EQ可知，EkN＜EkM＜EkQ，α粒子在M点的动能比在Q点的小，所以α粒子在M点的速率比在Q点的小，选项A错误；由EM＞EQ可知，α粒子从M点运动到Q点，电势能减小，电场力对它做的总功肯定为正功（电场力做正功，电势能减小，动能增大），选项D错误解法二（从电场力做功入手）α粒子受到的电场力始终是斥力，在α粒子从M点运动到N点的过程中，电场力做负功，再从N点运动到Q点时，电场力做正功，已知Q点比M点离核更远可知，正功大于负功，所以整个过程，电场力对它做的总功为正功，D错误；已知从M运动到N，电场力做的总功为正功，可知α粒子的动能变大，速度变大，所以α粒子在M点的速率比在Q点的小，A错误；距离带正电荷的重核越近，电势越高，α粒子的电势能越大，结合三点的位置关系可知，电势关系φN＞φM＞φQ，电势能关系EN＞EM＞EQ，B正确，C错误4、C【解析】A以v0速度向右运动与B发生无机械能损失的碰撞，根据能量守恒得弹簧的势能增大过程，A、B系统的总动能减小，故A错误；弹簧恢复原长时弹簧弹性势能为零，系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv0＝mvA+mvB，由能量守恒定律得：，解得：vA＝0，vB＝v0，故B错误；当弹簧压缩到最短长度时，A与B具有相同的速度，系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv0＝2mv，由能量守恒定律得：EP，解得：vv0，，故C正确，D错误；5、D【解析】A．由匀强电场中电势降落可知，ac中点d的电势为所以bd两点为等势点，bd连线即为等势线，所以电场线方向垂直bd斜向右上方，故A错误；B．由几何关系可得所以电场强度的大小为故B错误；C．电子从a点移动到b点，电场力做功“-”表示电场力做负功，电势能增加，增加了1eV，故C错误；D．电场力做功与路径无关，所以电子从a点经c点移动到b点，电场力做的总功为－1eV，故D正确。6、D【解析】由图知，工件带正电，则在涂料微粒向工件靠近的过程中，涂料微粒带负电，A错误；离工件越近，根据库仑定律得知，涂料微粒所受库仑力越大，B错误；涂料微粒所受的电场力方向向左，其位移方向大体向左，则电场力对涂料微粒做正功，其电势能减小，C错误，D正确．故选D考点：电势能；静电现象的解释【名师点睛】本题抓住异种电荷相互吸收，分析涂料微粒的电性．根据电场力做功正负判断电势能的变化情况二、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】带电粒子在加速电场中运动，由动能定理有，得粒子进入磁场时的速率为，A正确；粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有，解得，所以周期，粒子在磁场中运动的时间，B错误C正确；若容器A中的粒子有初速度，则根据动能定理，得粒子进入磁场时的速率，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有，解得，若容器A中的粒子有初速度，则粒子打在照相底片上的不同的位置，D错误8、ABD【解析】根据可知，若速度v0变成原来的两倍，则电子的加速度变成原来的两倍，故A正确；电子运动的周期为与速度的大小无关，若速度v0变成原来的两倍，则轨道半径加倍，但是电子若都从ac边射出，轨迹如图所示：则运动时间均为，则电子飞出三角形所用的时间不变，故B正确；当速度时，电子的运动半径为，则由轨迹图可知电子不能经过c点，故C错误；因电子的轨迹与ab相切，由对称可知，若电子经过c点，则电子的运动轨迹与bc所在直线相切，故D正确。故选ABD考点：带电粒子在匀强磁场中的运动【名师点睛】此题是带电粒子在磁场中运动问题；关键是根据题目的条件找到粒子运动的轨道半径和圆心的位置，能画出轨迹图即可进行讨论9、ABD【解析】A、根据楞次定律1~2s内金属棒ab受到的安培力方向始终沿斜面向上，2~3s内向下，选项A正确；B、当安培力方向沿导轨向下最大时静摩擦力最大，静摩擦力的最大值，其中，解得，，选项B正确；C、根据法拉第电磁感应定律和电流定义得，选项C错误；D、0~4s内金属棒产生的焦耳热为，选项D正确点睛：本题考查法拉第电磁感应定律的相关内容，注意电流的方向性的问题，同时注意和两段时间内电流相等，只是方向不同10、CD【解析】滑块下滑时受到重力、洛伦兹力、轨道的支持力，洛伦兹力与轨道支持力不做功，只有重力做功；由动能定理可以判断滑块到达最低点时的速度关系，由向心力公式可以判断加速度大小，对轨道压力大小，根据滑块的速度关系判断运动时间【详解】AC、滑块下滑时受到重力、洛伦兹力、轨道的支持力，洛伦兹力与轨道支持力不做功，只有重力做功，由动能定理可知，滑块到达最低点时的速度与磁场不存在时的速度相等，故A错误，C正确；BD、滑块在下滑过程中，在任何位置的速度与有没有磁场无关，因此滑块从M点到最低点所用时间与磁场不存在时相等，故B错误，D正确；故选CD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.甲②.B③.C④.b⑤.⑥.【解析】（1）[1]由于电流表内阻与电源内阻接近，故在测量时应采用相对电源的电流表外接法，故选择图1中的甲图进行测量；[2]由于一节干电池电动势只有，故电压表应选择量程的；[3]而由于电源内阻较小，为了便于测量，滑动变阻器应选择总阻值较小的（2）[4]采用甲图进行实验时，由于采用电流表相对电源的外接法，电压表的分流而使电流表示数偏小，因此测出的电动势和内电阻均偏小；而乙图中采用相对电源的内接法，实验结果中将电流表内阻等效为了电源内阻，因此测量出的内阻值偏小；图象斜率较小，故直线b为甲电路所测量的数据[5][6]采用乙电路测量时，当外电路断路时，电流表分压作用可以忽略，因此乙电路中测出的电动势准确；而甲电路中当外电路短路时，电压表的分流作用可以忽略，因此短路电流是准确的，则可知，内阻12、①.变大②.2【解析】在磁体竖直向下落时，穿过线圈的磁感应强度增大，故磁通量变大；由法拉第电磁感应定律可得：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）5qEx0（3）8x0<d≤18x0【解析】（1）设A球与B球第一次碰撞前的速度为v0，碰撞后的速度分别为vA1、vB1对A，根据牛顿第二定律得：qE=ma由运动学公式有：v02=2ax0解得：v0=对于AB碰撞过程，取向右为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒定律得：mv0=mvA1+mvB1mv02=mvA12+mvB12解得：vB1=v0=，vA1=0（2）设第一次碰撞到第二次碰撞前经历的时间为t1．有：xA1=vA1t1+at12=vB1t1从A球开始运动到两球在电场中发生第二次碰撞前电场力对A球所做的功为：W=qE（x0+xA1）解得：W=5qEx0（3）设第二次碰撞前A的速度为vA1′，碰撞后A、B的速度分别为vA2、vB2．有：vA1′=vA1+at1第二次碰撞过程，有：mvA1′+mvB1=mvA2+mvB2mvA1′2+mvB12=mvA22+mvB22第二次碰撞后，当A球速度等于B球速度vB2时，A球刚好离开电场，电场区域宽度最小，有：vB22-