2024北京西城區(qū)高二年級上冊期末物理試題及答案

2024北京西城高二（上）期末

物理

2024.1

本試卷共8頁，100分?？荚嚂r長90分鐘?？忌鷦毡貙⒋鸢复鹪诖痤}卡上，在試卷上作答無效。考試結(jié)

束后，將本試卷和答題卡一并交回。

第一部分（選擇題共42分）

一、單項選擇題（共10個小題，每小題3分。在每小題列出的四個選項中，只有一個選項符合題意。）

1.以下物理量中屬于矢量的是

A.電場強度B.電勢C.電勢差D.電勢能

2.如圖所示，一帶正電的點電荷固定于。點，圖中虛線為該點電荷電場的等勢面。一帶正電的粒子以一

定初速度射入點電荷的電場，依次通過匹b、c三點。則該粒子…，

A.在。點受到的靜電力大于在6點受到的靜電力/片不

B.在c點受到的靜電力大于在b點受到的靜電力J；

C.在a點的電勢能小于在b點的電勢能

D.在。點的電勢能小于在b點的電勢能-一-i

3.在一條沿水平方向放置的導線下方，放一個可以自由轉(zhuǎn)動的小磁針。實驗中觀察到，當導線中沒有通

電流時，小磁針的指向如圖所示；當導線中通恒定電流時，小磁針N極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動，貝IJ

A.導線沿東西方向放置

S-

B.導線中的電流方向向右

C.若將小磁針放置在導線的上方，也能觀察到小磁針N極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動土

D.若將小磁針放置在導線的延長線上，也能觀察到小磁針N極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動

4.右圖是有兩個量程的電壓表，當使用A、8兩個端點時，量程為0~

10V；當使用A、C兩個端點時，量程為0~100V。表頭的內(nèi)阻為

Rg,Ri和&是與表頭串聯(lián)的兩個電阻。以下關系式一定正確的是

A-BY1DO

A.-D?-------1-|-.-LJ.---------

R29R29R210R210

5.如圖所示，四盞相同的燈泡并聯(lián)接在電池組兩端，閉合Si后，燈泡心正常發(fā)光。依

次閉合S2、S3、S4,燈泡入2、L3、乙4也依次亮起來，在此過程中電流表Al和A2示數(shù)

的變化情況是

A.Ai和A2的示數(shù)都逐漸增大

B.Ai和A2的示數(shù)都逐漸減小

C.Ai的示數(shù)逐漸增大，A2的示數(shù)逐漸減小

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D.Ai的示數(shù)逐漸減小，A?的示數(shù)逐漸增大

6.線圈與電流表相連，把磁鐵的某一個磁極向線圈中插入或從線圈中抽出時,

電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。實驗中觀察到，當把磁鐵N極向線圈中插入時,

電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。下列操作中，同樣可使電流表指針向右偏轉(zhuǎn)的是

A.保持磁鐵N極處在線圈中靜止

B.把磁鐵的N極從線圈中抽出

C.把磁鐵的S極從線圈中抽出

D,把磁鐵的S極向線圈中插入

7.如圖所示的平行板器件中，電場強度E和磁感應強度8相互垂直。一電荷量為+4的粒子以速度。從

該裝置的左端沿水平方向向右做直線運動。忽略粒子重力的影響，則II

XXXXX

8

X

A.該粒子的速度。-XXXX

E--

XXXxX

若只將粒子的電荷量改為其將往上偏￡

B.XXXIfxV-X

C.若只將粒子的電荷量改為+2%其將往下偏

D.若只將粒子的速度變?yōu)?°,其將往上偏

8.如圖所示，電池、開關和燈泡組成串聯(lián)電路。當閉合開關時，發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光。某同學為了判斷究竟

是什么原因造成了這種現(xiàn)象，在閉合開關且不拆開導線的情況下，用多用電表2.5V直流電壓擋進行檢

測。他將紅表筆與接線柱A接觸并保持不動，用黑表筆分別接觸接線柱夙C、D、E、凡他發(fā)現(xiàn)，當

黑表筆接觸8、C。時，示數(shù)為1.5。V；當黑表筆接觸E、尸時，示數(shù)為0。若該電路中只存在一個問

題，則燈泡不發(fā)光的原因可能是

A.電池沒電了

B.燈泡燈絲斷了

C.導線。E斷了

D.開關接觸不良

9.如圖所示，在勻強磁場中垂直于磁場方向放置一段導線油。磁場的磁感應強度為此導線長度為/、橫

截面積為S、單位體積內(nèi)自由電子的個數(shù)為明導線中通以大小為/的電流，設導線中的自由電子定向

運動的速率都相同，則每個自由電子受到的洛倫茲力

A.大小為空，方向垂直于導線沿紙面向上

nSxxxxx

xxxZxx

B.大小為四，方向垂直于導線沿紙面向上g[->{)b

xxxxx

nSB

XXXXX

C.大小為絲，方向垂直于導線沿紙面向下

nS

D.大小為—,方向垂直于導線沿紙面向下

nS

10.如圖I所示，將線圈套在長玻璃管上，線圈的兩端與電流傳感器（可看作理想電流表）相連。將強磁

鐵從長玻璃管上端由靜止釋放，磁鐵下落過程中將穿過線圈。實驗觀察到如圖2所示的感應電流隨時

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間變化的圖像。下列說法正確的是

Z/A

A/1~03時間內(nèi)，磁鐵受到線圈的作用力始終向下

B.人~以時間內(nèi)，磁鐵受到線圈的作用力方向先向上后向下

C.若將線圈到玻璃管上端的距離加倍，線圈中產(chǎn)生的電流峰值也將加倍

D.若將線圈的匝數(shù)加倍，線圈中產(chǎn)生的電流峰值可能幾乎不變

二、多項選擇題（本題共4小題，每小題3分，共12分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合

題意的，全部選對得3分，選對但不全得2分，錯選不得分。）

11.下圖中標出了勻強磁場的磁感應強度3、通電直導線中的電流/和它受到的安培力廠的方向，其中正確

的是

X8XXX

F

XxltXX

%

XX平

Q妥X

XXXX

CD

12.如圖所示,電源與電動機連接成閉合回路。已知，電源電動勢為￡、內(nèi)阻為廣，電動機的額定電壓為。、

額定電流為/、線圈電阻為R。開關閉合后,電動機恰好正常工作，則

A,電動機的額定電流/-

R

FTT

B,電動機的額定電流/—

r

C.電動機輸出的機械功率尸UI

D.電動機輸出的機械功率尸UIPR

13.在豎直方向的勻強磁場中，水平放置一圓形導體環(huán)。規(guī)定導體環(huán)中電流的正方向如圖1所示，磁場方

向向上為正方向。當磁感應強度8隨時間7按圖2所示的正

弦曲線規(guī)律變化時，下列說法正確的是

A.1s時，導體環(huán)中的電流為。

B.t=2s時，導體環(huán)中的磁通量變化率為0

C.f=3s和f=5s時，導體環(huán)中的電流大小相等、方向相反圖1

D.2s?4s內(nèi)，導體環(huán)中的電流方向先為負方向后為正方向

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14.利用霍爾效應制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應用于測量和自動控制等領域。如圖所示，將一厚度

為d的半導體薄片垂直置于磁場8中，在薄片的兩個側(cè)面E、F間通以電流/時，另外兩側(cè)M、N間產(chǎn)

生電勢差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應。其原因是薄片中定向移動形成電流的載流子受洛倫茲力的作用向

一側(cè)偏轉(zhuǎn)和積累，在M、N間產(chǎn)生霍爾電壓力。半導體的載流子有自由電子或空穴（相當于正電荷）

兩種類型。結(jié)合所學知識，判斷下列說法正確的是

A.若該半導體是空穴導電，則M側(cè)電勢低于N側(cè)電勢

B.若增大半導體薄片的厚度4則霍爾電壓UH也將增大

C.若增大磁場的磁感應強度3,則霍爾電壓UH也將增大

D.若增大電流/,則霍爾電壓UH也將增大

第二部分（實驗和計算論述題共58分）

三、實驗題（本題共2小題，共18分）

15.8分）

利用圖1所示電路觀察電容器的充、放電現(xiàn)象，其中E為電源，R為定值電阻，C為電容器，A為

電流表，V為數(shù)字電壓表。

（1）單刀雙擲開關S接1后，電容器進行的是（選填“充電”或“放電”）過程。此過程中

觀察到的現(xiàn)象是（選填選項前的字母）。[-1.@

2

A.電流表的示數(shù)增大后逐漸趨于穩(wěn)定C=X

B.電流表的示數(shù)迅速增大到某一值后逐漸減小至零國

C.電壓表的示數(shù)增大后逐漸趨于穩(wěn)定圖1

D.電壓表的示數(shù)迅速增大到某一值后逐漸減小至零

（2）圖2所示為兩個固定電容器，Ci的電容為220*,C2的電容為4700葉。分別將兩個電容器接入

圖1所示的電路進行充電。已知電源電壓均小于兩個電容器的額定電壓，則充電結(jié)束后兩個電容

器的情況，下列說法正確的是（選填選項前的字母）。

A.兩個電容器所帶的電荷量相等C1

B.電容器Ci的電荷量小于電容器C2的電荷量?

C.兩個電容器兩極間的電勢差相等

D.電容器C,兩極間的電勢差小于電容器C2兩極間的電勢差圖2

16.（10分）

某同學通過實驗測量一個定值電阻的阻值。

（1）他先用多用電表對該電阻進行了初步測量。他用電阻xl擋進行測量，指針位置如圖1所示，則

該電阻的阻值約為O

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（2）在（1）基礎上，他想用電壓表和電流表更精確地測量

這個電阻的阻值。

他在實驗室找到如下器材：

電流表：量程0?0.6A,內(nèi)阻約0.1U；

電壓表：量程0?3V,內(nèi)阻約3kQ；

滑動變阻器：最大阻值1512,額定電流1.0A；

電源：電動勢3V,內(nèi)阻約0.5Q；

開關一個，導線若干。

①為了減小實驗誤差，電流表和電壓表的連接方法應該選用圖2中的（選填“甲”或

“乙”），不考慮偶然誤差，采用這種方式測量的結(jié)果與真實值相比偏（選填“大”或

"小”）o

圖2

②他在相關實驗手冊中，看到圖3所示的兩種滑動變阻器的連接方式，他選擇了其中一種，經(jīng)

過實驗得到多組數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)標記在了坐標紙上，如圖4所示。

圖3圖4

a.在圖4中畫出該電阻的圖線，根據(jù)圖線可計算出電阻R=______Q（結(jié)果保留兩位有效

b.由圖4中的數(shù)據(jù)可知，他選擇的滑動變阻器的連接方式是圖3中的—（選填“甲”或

"乙”）。你的判斷依據(jù)是：_______________________________

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四、計算論述題(本題共4小題，共40分)

解答要求：寫出必要的文字說明、方程式、演算步驟和答案。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值

計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。

（9分）

充電寶作為一種便攜的移動電源，在生活中得到了廣泛的使用。某同學用電動勢E=5V,內(nèi)阻r

=0」。的充電寶給小臺燈L供電，小臺燈的電阻R=9.9Q,電路圖如圖所示。閉合開關S,求：

(1)回路中的電流/；Q

(2)10s內(nèi)通過小臺燈的電荷量q；0

(3)10s內(nèi)充電寶中產(chǎn)生的熱量Q。I~||----------

（9分）

如圖所示，兩平行金屬板間距為d,電勢差為U,板間電場可視為勻強電場；金屬板下方有一磁

感應強度為B的勻強磁場。電荷量為+外質(zhì)量為機的粒子，由靜止開始從正極板出發(fā)，經(jīng)電場加速后

射出，并進入磁場做勻速圓周運動。忽略重力的影響，求：+q

T------€>°

(1)粒子從電場射出時速度。的大小；d\\u

(2)粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑R；

(3)粒子在磁場中運動的時間入

（10分）

如圖1所示，足夠長的平行光滑金屬導軌水平放置，間距為〃一端連接xxxxx

阻值為R的電阻。導軌所在空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小為X\RXX|XX

瓦導體棒MN放在導軌上，其長度恰好等于導軌間距，與導軌接觸良好。導丫,B

XIXXXXXX

體棒的電阻為r,導軌電阻忽略不計。在平行于導軌的拉力作用下，導體棒沿xxxxNxxx

導軌向右勻速運動，速度大小為。。圖1

(1)求回路中的感應電流大小/和導體棒MN兩端的電壓U。v

(2)通過公式推導證明：在一段時間加內(nèi)，拉力做的功W等于電路獲得的電

能W電。

(3)若在勻速運動過程中突然將拉力大小增大為原來的2倍，請說出導體棒將-------------.

如何運動，并在圖2坐標系中作出此后導體棒運動的。1圖像。圖2

（12分）

在許多工業(yè)生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生包含粉塵的廢氣，為了減少粉塵對空氣的污染，通常讓廢氣經(jīng)過

除塵室后再排放。如圖1所示，除塵室中有一矩形通道，其前、后面板使用絕緣材料，上、下面板使

用金屬材料，并與電壓恒定的高壓直流電源相連。圖2是該裝置的截面圖。通道長心、寬6,上下板間

距離4電源電壓U,其中乙和人為已知，且不可調(diào)，d和U可調(diào)。質(zhì)量為加、電荷量為-4、分布均勻

的帶電粉塵以水平速度。進入矩形通道，當帶負電的塵埃碰到下板后其所帶電荷被中和，同時粉塵被

收集。不計粉塵重力、空氣阻力及粉塵間的相互作用。

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(1)若電源電壓為U1、上下板間距離為4/1時，部分粉塵沒有被收集，求貼近上板進入通道的粉塵離

開通道時，沿垂直于上下板方向偏移的距離y。

(2)若電源電壓為比、上下板間距離為di時，進入通道的粉塵的收集率n=64%。為使收集率達到

100%,應如何調(diào)整裝置？請分析說明，并給出具體的調(diào)整方案。(寫出一種方案即可)

(3)若粉塵恰好能夠被完全收集，在圖3中定性畫出某段時間為內(nèi)，下極板沿通道長度方向單位長度

收集到的粉塵數(shù)量P隨距通道入口距離無變化的趨勢圖線，并簡要說明作圖依據(jù)。

「接地線

:|<-----------L—

一二6斯___

一A一A1

一?一/V

一一A

一+一3+++++

圖2

圖3

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參考答案

第一部分（選擇題共42分）

一、單項選擇題（每小題3分）

1.A2,D3.B4.B5.C6.C7.D8.C9.A10.D

二、多項選擇題（每小題全部選對的得3分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。）

11.BD12.BD13.BC14.CD

第二部分（實驗和計算論述題共58分）

三、實驗題（共18分）

15.8分）

（1）充電（2分）；

BC（3分）

（2）BC（3分）

16.（10分）

（1）5（2分）

（2）①甲（1分）；?。?分）

②a.見答圖1（1分）；

5.1-5.4（1分）

b.乙（2分）

層級1：乙圖是分壓電路，采用分壓電路區(qū)的電壓可以從。開始變化。圖中的數(shù)據(jù)U的最小值

是0.30V,比較小，所以一定是采用了乙圖。（1分）

層級2：若采用甲圖，&的電壓的最小值約為?！?—,E0.75V；若采用乙圖，Rx的電

R*Rr

壓可以從。開始變化。圖中的數(shù)據(jù)U的最小值是0.30V,所以一定是采用了乙圖。（2分）

四、計算論述題（本題共4小題，共40分）

17.。分）

（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律，有/-0.5A（3分）

Rr

（2）根據(jù)電流定義式，有qIt5C（3分）

（3）根據(jù)焦耳定律，有。/.仁公、

1rtU.ZJJ3TT;

18.1分）

⑴根據(jù)動能定理，有Uq^nv2

2（2分）

得。產(chǎn)（1分）

Vm

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2

（2）粒子在磁場中做勻速圓周運動時，洛倫茲力提供向心力，有Bqv（2分）

R

（3）粒子在磁場中運動的時間/—（2分）

代入得r_（1分）

Bq

19.（10分）

（1）運動產(chǎn)生電動勢E=（1分）

根據(jù)閉合電路歐姆定律I—上得/萼（1分）

RrRr

路端電壓。=東得U華”（1分）

Rr

（2）MN做勻速運動，受力平衡，有尸BIL（1分）

“內(nèi)MN運動的距離=

B2L2

拉力做功wF\xBIL.v\t—2—V\t（1分）

電路獲得的電能唳EI\tBLv.—V吃生二\/（1分）

可知，”時間內(nèi)，力廠做的功W等于電路獲得的電能W電。

（3）若在勻速運動過程中突然將拉力大小增大為原來的2倍，2。

導體棒將做加速度逐漸減小的加速運動，速度逐漸趨近。

于2o。Q分）°

圖像見答圖2。Q分）答圖2

20.（12分）

（1）粉塵在通道中做類平拋運動，可以分解為

平行于上下板的方向的勻速直線運動，有La（1分）

垂直于上下板的方向的勻加速直線運動，有y%L其中。-（2分）

解得y

（2）方案一：

層級1：粉塵收集率n=64%時，貼近上板進入的粉塵不會被收集，離開通道時沿垂直于上下板方向

偏移的距離y=0.64^2

由（1）可得y

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若僅改變電源電壓，要使收集率達到100%,需要使u增大（2分）

層級2：粉塵收集率n=64%時，貼近上板進入的粉塵不會被收集，離開通道時沿垂直于上下板方向

偏移的距離y=0.64必

U24M

由（1）可得y

Idinw1

U：qE

若僅改變電源電壓，則了

Idirrw1

要使收集率達到100%,需要使y=（h

%（4分）

代入可得。2‘

16

方案二：

層級1：粉塵收集率n=64%時，貼近上板進入的粉塵不會被收集，離開通道時沿垂直于上下板方向

偏移的距離y=0.64必

u24H

由（1）可得