2027届北京师大附属实验中学物理高二上期末学业水平测试试题含解析

2027届北京师大附属实验中学物理高二上期末学业水平测试试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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，一平行电容器两极板之间充满陶瓷介质，现闭合开关S待电路稳定后再断开S，此时若将陶瓷介质移出，则电容器A.极板上的电荷量变大，极板间的电场强度变大B.极板上的电荷量不变，极板间的电场强度变小C.两极板间电压变大，极板间的电场强度变大D.两极板间电压变小，极板间的电场强度变小2、利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域．如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差UCD，已知该元件的载流子为自由电子，下列说法中不正确的是A.电势差UCD＞0B.电势差UCD＜0C.形成电势差UCD是因载流子受到磁场力而偏转D.电势差UCD稳定时，是因电场力与磁场力达到平衡3、如图所示，电动机M与电阻R串联后两端接在电压恒为U的电源上，电动机M的线圈电阻r与电阻R阻值相等，电动机正常工作，下列判断正确的是A.流过电动机的电流小于流过电阻R的电流B.电动机两端电压小于电阻R两端电压C.电动机的发热功率等于电阻R的发热功率D.电动机的总功率等于电阻的功率4、如图所示，电源电动势E=10V，内阻r=0.2Ω，标有“8V，16W”的灯泡L恰好能正常发光，电动机M的线圈电阻R=0.25Ω，则电动机的输出功率为A48W B.64WC.80W D.16W5、下列各图中，已标出电流及电流所产生磁场的磁感应强度的方向，其中正确的是（）A.B.C.D.6、如图所示，电阻R和内阻为r的电动机M串联接到电路中，接通开关后，电动机正常工作，设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2，经过时间t，电流通过电阻R做功W1，产生热量Q1，电流流过电动机做功W2，产生热量Q2，则有（）A.B.＜C.Q1=Q2D.W1=W2二、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(a)所示，A、B表示真空中水平放置的相距为d的平行金属板，板长为L，两板加电压后板间的电场可视为匀强电场．现在A、B两板间加上如图(b)所示的周期性的交变电压，在t=0时恰有一质量为m、电量为q的粒子在板间中央沿水平方向以速度射入电场，忽略粒子的重力，则下列关于粒子运动状况的表述中正确的是()A.粒子在垂直于板的方向上的分运动可能是往复运动B.粒子在垂直于板的方向上的分运动是单向运动C.只要周期T和电压的值满足一定条件，粒子就可沿与板平行的方向飞出D.粒子不可能沿与板平行的方向飞出8、如图甲所示，电阻为5Ω、匝数为100匝的线圈（图中只画了2匝）两端A、B与电阻R相连，R=95Ω．线圈内有方向垂直于纸面向里的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化．则A.A点的电势小于B点的电势B.在线圈位置上感应电场沿逆时针方向C.0.1s时间内通过电阻R的电荷量为0.05CD.0.1s时间内非静电力所做的功为2.5J9、如图所示，竖直正对的平行板电容器带等量异种电荷，带正电的右板与静电计相连，左板接地．假设两极板所带的电荷量不变，电场中P点固定一带正电的点电荷，下列说法正确的是A.若仅将左板上移少许，则静电计指针偏角变小B.若仅将左板右移少许，则静电计指针偏角变小C.若仅将左板上移少许，则P点电势升高D.若仅将左板右移少许，则P的点电荷电势能增大10、如图所示，实线表示在竖直平面内的电场线，电场线与水平方向成α角，水平方向的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴沿斜向上的虚线L做直线运动，L与水平方向成β角，且α>β，则下列说法中正确的是()A.液滴一定做匀速直线运动B.液滴有可能做匀减速直线运动C.电场线方向一定斜向上D.液滴的电势能可能增大三、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）实验小组要测量一个纯电阻元件Rx的电阻，用多用电表粗测其阻值约为5Ω。为了测量该电阻的精确值，除待测元件外，实验小组还准备了以下实验器材：A．电流表A：量程0～200mA，内阻为2ΩB．电压表V：量程0～3V，内阻约为10000ΩC．定值电阻R1：阻值为1ΩD．滑动变阻器R2：0～20Ω，额定电流为2AE．滑动变阻器R3：0～2000Ω，额定电流为1AF．电源：电动势为4V，内阻约为0.3ΩG．开关，导线若干要求该元件两端电压能从零开始变化(1)滑动变阻器应选______（选填“D”或“E”）(2)请虚线框中画出电路图并对所用器材进行标注______(3)根据实验电路图以及测量得到的电压表和电流表的示数绘制出如图所示的U-I图象，则该电阻元件的阻值为______Ω。（结果保留三位有效数字）12．（12分）（1）“天宫二号”被称为是我国首个真正意义上的空间实验室，是继“天宫一号”后中国自主研发的第二个空间实验室，“天宫二号”的发射将全面开启中国空间实验室任务，为我国未来空间站建设打下重要基础．设“天宫二号”在距地面高为h的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动，已知地球的质量为M、半径为R，引力常量为G，且不考虑地球自传的影响．则“天宫二号”绕地球运动的线速度大小为________，周期为________，向心加速度大小为________（2）某发电站，发电机的输出功率为5×105kw，采用500kv的高压输电，输电线上的总电阻为20Ω，则输电线上的电流为________A，输电线上损失的电压为________V，输电线上损失的电功率为________kw（3）我们可以通过以下实验来探究“电磁感应现象”①接好电路后，合上开关瞬间，电流表指针________（选填“偏转”或“不偏转”）；②合上开关，电路稳定后，电流表指针________（选填“偏转”或“不偏转”）；③如果合上开关后，将原线圈A迅速插入副线圈B时，发现灵敏电流计指针向右偏了一下．那么原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向右移动时，电流计指针将向________偏（选填“右”或“左”）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，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m，a、b间的电场强度为E=5.0×105N/C，b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m=4.8×10-25kg、电荷量为q=1.6×10-18C的带正电的粒子(不计重力)，从贴近a板的左端以v0=1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的Q处（图中未画出）．求P、Q之间的距离L14．（16分）如图，两根间距为L＝0.5m的平行光滑金属导轨间接有电动势E＝3V、内阻r＝1Ω的电源，导轨平面与水平面间的夹角θ＝37°．金属杆ab垂直导轨放置，质量m＝0.2kg．导轨与金属杆接触良好且金属杆与导轨电阻均不计，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中．当R0＝1Ω时，金属杆ab刚好处于静止状态，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8（1）求磁感应强度B的大小；（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，求金属杆的加速度15．（12分）ABC表示竖直放在电场强度为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BC部分是半径为R的圆环，轨道的水平部分与半圆环相切．A为水平轨道上的一点，而且AB=R=0.2m，把一质量m=0.1kg，带电量为q=+C的小球，放在A点由静止释放后，求：（g=10m/s2）(1)小球到达C点的速度大小(2)小球在C点时，轨道受到的压力大小

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】A.由可知，当陶瓷介质抽出时，ɛ变小，电容器的电容C变小；电容器充电后断开，故Q不变，故A错误；BCD.根据可知，当C减小时，U变大。再由，由于d不变，U变大，故E也变大，故C正确，BD错误。故选：C。2、A【解析】AB.根据左手定则，电子向C侧面偏转，C表面带负电，D表面带正电，所以D表面的电势高，则UCD<0，故A错误，B正确；C.因为载流子在磁场中受到磁场力偏转，C表面带负电，D表面带正电，使C、D表面之间形成电势差，故C正确；D.C、D表面之间形成电势差，使载流子受到与磁场力方向相反的电场力，当两力达到平衡时，电势差UCD达到稳定，故D正确。本题选择错误答案，故选：A3、C【解析】电动机M与电阻R串联，电流相等，根据焦耳定律分析放出的热量关系．R是纯电阻电路，电动机是非纯电阻电路，根据欧姆定律分析R的电压与电流的关系，判断电动机两端电压的关系．根据能量守恒定律分析消耗的功率关系【详解】A项：电动机M与电阻R串联，电流相等，故A错误；B项：设电动机M线圈电阻与电阻R的电阻均为R，电路中电流为I，根据欧姆定律得：电阻两端的电压UR=IR，电动机是非纯电阻电路，其电压UM＞IR，则有UM＞UR，所以电阻两端电压小于电动机两端电压，故B错误；C项：电阻相等，根据P=I2R可知，电动机的发热功率等于电阻的发热功率，故C正确；D项：电动机消耗的功率PM=UMI，电阻消耗的功率PR=URI，UM＞UR，则PM＞UR，即电动机消耗的功率大于电阻消耗的功率，故D错误故选C【点睛】本题中电炉是纯电阻电路，电动机是非纯电阻电路，两个电路焦耳定律都适用，但欧姆定律只适用于电炉，不适用于电动机4、A【解析】由题可知，电路中路端电压为：U=8V电路中的总电流为：通过灯泡的电流为：通过电动机的电流为：IM=I-IL=8A电动机的热功率为：电动机输出功率为：P出=UIM-P热=8×8W-16W=48W；A．48W，与结论相符，选项A正确；B．64W，与结论不相符，选项B错误；C．80W，与结论不相符，选项C错误；D．16W，与结论不相符，选项D错误；故选A.5、D【解析】A.由右手螺旋定则可知，电流向外直导线周围的磁场分布为逆时针的同心圆；故A错误；B.由右手螺旋定则可知，向上的电流左侧磁场应向外，右侧向里；故B错误；C.由右手螺旋定则可知，电流由右方流入，内部磁感线应向右；故C错误；D.由右手螺旋定则可知，环形电流的中心处磁场向上；故D正确；6、B【解析】AB．设开关接通后，电路中电流为I，对于电阻R，由欧姆定律得：U1=IR，有：I=对于电动机，有U2＞Ir，即有：I＜联立可得：＜故A不符合题意，B符合题意；C．根据焦耳定律得电阻产生的热量为：Q1=I2Rt电动机产生的热量为：Q2=I2rt由于题目中没有所电阻相等，则可知热量不相等，故C不符合题意；D．电流通过电阻R做功为：W1=Q1=I2Rt=U1It电流流过电动机做功：W2=U2It由以上可知做功不相等，故D不符合题意。故选B。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、BC【解析】如果板间距离足够大，粒子在垂直于板的方向上的分运动在前半个周期做匀加速，后半个周期做匀减速，如此循环，向同一方向运动，如果周期T和电压U0的值满足一定条件，粒子就可在到达极板之前传出极板，当传出时垂直于极板的速度恰好见到零时，将沿与板平行的方向飞出．答案选BC8、BCD【解析】线圈相当于电源，由楞次定律可知A相当于电源的正极，B相当于电源的负极．A点的电势高于B点的电势，在线圈位置上感应电场沿逆时针方向，选项A错误，B正确；由法拉第电磁感应定律得：，由闭合电路的欧姆定律得：，则0.1s时间内通过电阻R的电荷量为q=It=0.05C，选项C正确；0.1s时间内非静电力所做的功为W=Eq=50×0.05J=2.5J，选项D正确；故选BCD.9、BC【解析】A.两极板所带的电荷量不变，若仅将左板上移少许，根据可知，电容C减小，由可知，U增大，所以静电计指针偏角θ增大，故A错误；B.若仅将左板右移少许，d减小，可知，电容C增大，由可知，U减小，由则静电计指针偏角θ变小，故B正确；C.若仅将左板上移少许，根据可知，电容C减小，由可知，U增大，由可知，E增大；左极板接地，由沿电场线的方向电势降低可知P点的电势为正，根据可得，P点电势升高，故C正确；D.若仅将左板右移少许，两极板所带的电荷量不变，则E不变，根据可得，P点电势减小，则由可得P的点电荷电势能减小，故D错误；10、AC【解析】由题设条件可知，带电液滴的电性、电场的方向都未知，因此需要分情况分析【详解】A．如下图所示，带电液滴，在复合场中，受到重力、洛伦兹力和电场力作用，由题设条件知，带电液滴沿斜向上的虚线L做直线运动，所以重力、洛伦兹力和电场力这三个力的合力为零，故A正确B．如果液滴有可能做匀减速直线运动，那么液滴受洛伦兹力会变小，液滴受的重力和电场力都是恒力，液滴受力合力不为零，其合力方向与液滴运动方向不在一条直线上，液滴就不会做直线运动，不符合题意，故B错误C．由以上分析知，电场线方向一定斜向上，且液滴带正电，否则液滴不在沿虚线L做直线运动，故C正确D．液滴受力合力零，液滴带正电，且在电场中从高电势向低电势位置运动，液滴的电势能不可能增大，故D错误，故选AC。【点睛】带电微粒在复合场中的运动情况比较复杂，分析时要从多个角度去考虑，才有可能回答的正确三、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.D②.③.4.46【解析】(1)[1]因为待测电阻的阻值约为，为保证测量过程中误差小，所以滑动变阻器选择D；(2)[2]由于器材中的电流表量程太小，所以需要在原电流表的基础上并联上定值电阻，从而改装成大量程的电流表；于电流表自身分得的电压可精确计算出，所以电流表采用内接法，实验过程中要求该元件两端电压能从零开始变化，所以滑动变阻器采用分压式，电路图如图所示(3)[3]根据欧姆定律可知，待测电阻的阻值为12、①.②.③.④.1000（1×103）⑤.20000（2×104）⑥.2×104⑦.偏转⑧.不偏转⑨.右【解析】(1)由公式可知，其中，解得：，，；(2)输电线上的电流为，输电线上损失的电压为，输电线上损失的功率；(3)合上开关瞬间，线圈A中电流增大，A中的电流产生的磁场增大，穿过B线圈的磁通量增大，所以在电流表中产生感应电流，即电流表指针发生偏转；合上开关，电路稳定后，线圈A中的电流不变，电流产生的磁场不变，穿过B线圈的磁通量不变，所以电流表指针不发生