2024屆北京市西城區(qū)北京市第四中學(xué)高二物理第一學(xué)期期末質(zhì)量檢測(cè)試題含解析

2024屆北京市西城區(qū)北京市第四中學(xué)高二物理第一學(xué)期期末質(zhì)量檢測(cè)試題注意事項(xiàng)：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在答題卡上。2．回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑，如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標(biāo)號(hào)。回答非選擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、質(zhì)量和電量都相等的帶電粒子M和N，以不同的速率經(jīng)小孔S垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，運(yùn)行的半圓軌跡如圖兩種虛線所示，下列表述正確的是A.M帶負(fù)電，N帶正電B.M的速度率小于N的速率C.洛倫磁力對(duì)M、N做正功D.M的運(yùn)行時(shí)間大于N的運(yùn)行時(shí)間2、關(guān)于科學(xué)家在電磁學(xué)中的貢獻(xiàn)，下列說法不符合歷史事實(shí)的是（）A.庫倫測(cè)出了靜電力常量KB.安培提出了左手定則判斷磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力方向C.洛倫茲提出了分子電流假說D.奧斯特首先發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)3、如圖所示，在MNQP中有一垂直紙面向里勻強(qiáng)磁場(chǎng)．質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子a、b、c以不同的速率從O點(diǎn)沿垂直于PQ的方向射入磁場(chǎng)，圖中實(shí)線是它們的軌跡．已知O是PQ的中點(diǎn)，不計(jì)粒子重力．下列說法中正確的是A.粒子a帶負(fù)電，粒子b、c帶正電B.射入磁場(chǎng)時(shí)粒子a的速率最小C.射出磁場(chǎng)時(shí)粒子b的動(dòng)能最小D.粒子c在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)4、如圖所示，一個(gè)絕緣光滑半圓環(huán)軌道處于豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E中，在軌道的上端，一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為＋q的小球由靜止開始沿軌道運(yùn)動(dòng)，則（）A.小球運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒B.小球機(jī)械能和電勢(shì)能的總和先增大后減小C.在最低點(diǎn)球?qū)Νh(huán)的壓力為（mg＋qE）D.在最低點(diǎn)球?qū)Νh(huán)的壓力為3（mg＋qE）5、如圖所示，一條形磁鐵放在水平桌面上，在磁鐵右上方固定一根與磁鐵垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線．當(dāng)導(dǎo)線中通以由外向內(nèi)的電流時(shí)磁鐵仍然保持靜止，則()A.磁鐵受到向左的摩擦力，對(duì)桌面的壓力增大B.磁鐵受到向右的摩擦力，對(duì)桌面的壓力減小C.磁鐵受到向左的摩擦力，對(duì)桌面的壓力減小D.磁鐵不受摩擦力，對(duì)桌面的壓力不變6、如圖所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的上方有一半徑為r、質(zhì)量為m的導(dǎo)體圓環(huán),將圓環(huán)由靜止釋放,圓環(huán)剛進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間和完全進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間速度相等.已知圓環(huán)的電阻為R,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,重力加速度為,則()A.圓環(huán)進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中,電阻產(chǎn)生的熱量為mgrB.圓環(huán)進(jìn)入磁場(chǎng)的過程可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)C.圓環(huán)進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中,通過導(dǎo)體某個(gè)橫截面的電荷量為D.圓環(huán)進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中,圓環(huán)中的電流為順時(shí)針二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、a、b、c三個(gè)相同帶電粒子由同一點(diǎn)垂直電場(chǎng)方向同時(shí)進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)（不計(jì)粒子相互作用力及重力），其軌跡如圖所示，其中b恰好飛出電場(chǎng)，由此可以斷定（）A.三個(gè)粒子在電場(chǎng)中的加速度大小相等B.三個(gè)粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度相等C.三個(gè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間D.三個(gè)粒子在飛行過程中動(dòng)能的增量8、如圖甲為風(fēng)力發(fā)電的簡(jiǎn)易模型，在風(fēng)力的作用下，風(fēng)葉帶動(dòng)與其固定在一起的永磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速與風(fēng)速成正比。某一風(fēng)速時(shí)，線圈中產(chǎn)生的正弦式電流如圖乙所示，則（）A.磁鐵的轉(zhuǎn)速為10r/sB.電流的表達(dá)式為i=0.6sin10πt（A）C.風(fēng)速加倍時(shí)電流的表達(dá)式為i=1.2sin10πt（A）D.風(fēng)速加倍時(shí)線圈中電流的有效值為A9、如圖是法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖：銅盤安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩個(gè)磁極之間（磁極之間是勻強(qiáng)磁場(chǎng)），兩塊銅片C．D分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸和銅盤的邊緣良好接觸。使銅盤按圖示箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)，電阻R中就有電流通過。下列判斷正確的是A.電阻R中電流方向向上 B.電阻R中電流方向向下C.D點(diǎn)的電勢(shì)高于C點(diǎn)R D.C點(diǎn)的電勢(shì)高于D點(diǎn)10、如圖所示，導(dǎo)體棒沿兩平行金屬導(dǎo)軌從圖中位置以速度v向右勻速通過一正方形abcd磁場(chǎng)區(qū)域，ac垂直于導(dǎo)軌且平行于導(dǎo)體棒，ac右側(cè)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是左側(cè)的2倍且方向相反，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì)，下列關(guān)于導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流和所受安培力隨時(shí)間變化的圖象正確的是（規(guī)定電流從M經(jīng)R到N為正方向，安培力向左為正方向）（）A. B.C. D.三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）某同學(xué)用圖1所示電路，測(cè)繪標(biāo)有“3.8V，0.3A”的小燈泡的燈絲電阻R隨電壓U變化的圖象．除了導(dǎo)線和開關(guān)外，有以下一些器材可供選擇：電流表：A1（量程100mA，內(nèi)阻約2Ω）；A2（量程06A，內(nèi)阻約0.3Ω）；電壓表：V1（量程5V，內(nèi)阻約5kΩ）；V2（量程15V，內(nèi)阻約15Ω）；電源：E1（電動(dòng)勢(shì)為1.5V，內(nèi)阻為0.2Ω）；E2（電動(dòng)勢(shì)為4V，內(nèi)阻約為0.04Ω）滑動(dòng)變阻器：R1（最大阻值約為100Ω），R2（最大阻值約為10Ω），電鍵S，導(dǎo)線若干（1）為了調(diào)節(jié)方便，測(cè)量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表_____，電壓表_____，滑動(dòng)變阻器_____，電源_____．（填器材的符號(hào)）（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算并描繪出R﹣U的圖象如圖2所示．由圖象可知，此燈泡在不工作時(shí)，燈絲電阻為_____；當(dāng)所加電壓為3.00V時(shí)，燈絲電阻為_____，燈泡實(shí)際消耗的電功率為_____（3）根據(jù)R﹣U圖象，可確定小燈泡耗電功率P與外加電壓U的關(guān)系．符合該關(guān)系的示意圖是下列圖中的_____12．（12分）如圖，某同學(xué)用伏安法測(cè)一個(gè)未知電阻的阻值，他僅將電壓表接在b點(diǎn)，讀得兩表示數(shù)分別為U1=3.0V，I1=3.0mA，然后將電壓表改接在a點(diǎn)，讀得兩表的示數(shù)分別為U2=2.9V，I2=4.0mA，由此可知電壓表應(yīng)接到_________點(diǎn)誤差較小，測(cè)得的Rx的值為____________Ω。四、計(jì)算題：本題共3小題，共38分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖，兩根間距為L(zhǎng)＝0.5m的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電動(dòng)勢(shì)E＝3V、內(nèi)阻r＝1Ω的電源，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ＝37°．金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，質(zhì)量m＝0.2kg．導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好且金屬桿與導(dǎo)軌電阻均不計(jì)，整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．當(dāng)R0＝1Ω時(shí)，金屬桿ab剛好處于靜止?fàn)顟B(tài)，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8（1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；（2）若保持B的大小不變而將方向改為垂直于斜面向上，求金屬桿的加速度14．（16分）如圖所示，水平放置的兩塊長(zhǎng)直平行金屬板a、b相距d=0.10m，a、b間的電場(chǎng)強(qiáng)度為E=5.0×105N/C，b板下方整個(gè)空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=6.0T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).今有一質(zhì)量為m=4.8×10-25kg、電荷量為q=1.6×10-18C的帶正電的粒子(不計(jì)重力)，從貼近a板的左端以v0=1.0×106m/s的初速度水平射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，剛好從狹縫P處穿過b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后粒子回到b板的Q處（圖中未畫出）．求P、Q之間的距離L15．（12分）ABC表示豎直放在電場(chǎng)強(qiáng)度為E=104V/m的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中的絕緣光滑軌道，其中軌道的BC部分是半徑為R的圓環(huán)，軌道的水平部分與半圓環(huán)相切．A為水平軌道上的一點(diǎn)，而且AB=R=0.2m，把一質(zhì)量m=0.1kg，帶電量為q=+C的小球，放在A點(diǎn)由靜止釋放后，求：（g=10m/s2）(1)小球到達(dá)C點(diǎn)的速度大小(2)小球在C點(diǎn)時(shí)，軌道受到的壓力大小

參考答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、A【解析】A．由左手定則可知，M帶負(fù)電，N帶正電，選項(xiàng)A正確B．由可知，M的速度率大于N的速率，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．洛倫磁力對(duì)M、N都不做功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．由可知，M的運(yùn)行時(shí)間等于N的運(yùn)行時(shí)間，選項(xiàng)D錯(cuò)誤2、C【解析】A．庫倫也用類似的扭秤裝置測(cè)出了靜電力常量k，故A正確；B．安培提出了左手定則判斷磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力方向，故B正確；C．安培提出了分子電流假說，故C錯(cuò)誤；D．奧斯特首先發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，故D正確。故選C。3、D【解析】根據(jù)左手定則可知α粒子帶正電，b、c粒子帶負(fù)電，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由洛倫磁力提供向心力，可知，可知b速度最大，c的速度最小，動(dòng)能最小，所以選項(xiàng)BC錯(cuò)誤；根據(jù)和可知，即各粒子的周期一樣，粒子C的軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角最大，所以粒子c在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)，選項(xiàng)D正確4、D【解析】A．小球運(yùn)動(dòng)過程中電場(chǎng)力做功，機(jī)械能不守恒．故A不符合題意B．小球運(yùn)動(dòng)過程中只有電場(chǎng)力和重力做功，發(fā)生的時(shí)機(jī)械能與電勢(shì)能的轉(zhuǎn)化，但小球機(jī)械能和電勢(shì)能的總和不變．故B不符合題意CD．小球從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)的過程，根據(jù)動(dòng)能定理得：，由，聯(lián)立解得：N=3（mg+qE）由牛頓第三定律知在最低點(diǎn)球?qū)Νh(huán)的壓力為3（mg+qE）．故C不符合題意，D符合題意5、C【解析】先判斷電流所在位置的磁場(chǎng)方向，然后根據(jù)左手定則判斷安培力方向；再根據(jù)牛頓第三定律得到磁體受力方向，最后對(duì)磁體受力分析，根據(jù)平衡條件判斷.【詳解】條形磁鐵外部磁場(chǎng)又N指向S，根據(jù)左手定則知,直導(dǎo)線所受的安培力的方向斜向左下方，根據(jù)牛頓第三定律知，條形磁鐵所受力的方向斜向右上方，可知條形磁鐵有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所受的摩擦力方向向左，磁鐵對(duì)桌面的壓力減??；故C正確，A、B、D錯(cuò)誤.故選C.【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵先對(duì)電流分析，得到其受力方向，再結(jié)合牛頓第三定律和平衡條件分析磁體的受力情況.6、C【解析】分析清楚圓環(huán)進(jìn)入磁場(chǎng)的過程，根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向；根據(jù)線圓環(huán)進(jìn)入與離開磁場(chǎng)的速度判斷線框的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)；根據(jù)求電荷量;根據(jù)動(dòng)能定理求出圓環(huán)的下邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到上邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)這段過程中克服安培力做的功，即可知道線框的電阻產(chǎn)生的熱量.【詳解】A、由于圓環(huán)剛進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間和完全進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間速度相等，根據(jù)動(dòng)能定理得：mg2r-W=0，所以W=2mgr,故通過電阻的熱量為2mgr;故A錯(cuò)誤.B、由于圓環(huán)剛進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間和完全進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間速度相等，該過程感應(yīng)電流不同，安培力不同，故線圈不可能勻速；故B錯(cuò)誤.C、根據(jù)電量公式，得；故C正確.D、圓環(huán)進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，垂直紙面向里的磁通量增加，根據(jù)楞次定律，圓環(huán)中感應(yīng)電流的磁通量應(yīng)垂直紙面向外，由楞次定律判斷感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向，故D錯(cuò)誤.故選C.【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵是恰當(dāng)?shù)剡x擇研究過程，根據(jù)動(dòng)能定理求出克服安培力所做的功，以及根據(jù)動(dòng)力學(xué)分析出線框的運(yùn)動(dòng)情況.二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、ACD【解析】A.相同帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，只受電場(chǎng)力作用，根據(jù)Eq=ma，三個(gè)粒子加速度大小相等，故A正確；BC.三個(gè)粒子都做類平拋運(yùn)動(dòng)，且加速度相同．水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則有豎直方向有，由圖粒子a、b的豎直位移大小相等，大于c，則得ta=tb>tc；水平方向有x=v0t，由圖知b、c水平位移大小相等，大于a，則va<vb<vc，故B錯(cuò)誤，C正確D.動(dòng)能變化量△E=qEy，qE相等，則△Eka=△Ekb>△Ekc，故D正確故選ACD.8、BD【解析】A．電流的周期為T=0.2s，故磁體的轉(zhuǎn)速為n==5r/s故A錯(cuò)誤；B．通過乙圖可知電流的最大值為0.6A，周期T=0.2s，故ω=＝10πrad/s故電流的表達(dá)式為i=0.6sin10πt（A）故B正確；C．風(fēng)速加倍時(shí)，角速度加倍，根據(jù)Em=nBSω可知產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)加倍，形成的感應(yīng)電流加倍，故風(fēng)速加倍時(shí)電流的表達(dá)式為i=1.2sin20πt（A）故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)C的分析，形成的感應(yīng)電流Im=1.2A，故有效值為故D正確故選BD。9、AC【解析】AB．由于銅盤切割磁感線，從而在電路中形成感應(yīng)電流，根據(jù)右手定則可知，電流從D點(diǎn)流出，經(jīng)電阻R流向C點(diǎn)，故電阻R中電流方向向上，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．圓盤為電源，電流由C點(diǎn)流向D點(diǎn)，電源內(nèi)部電流是從負(fù)極流向正極的，故D點(diǎn)的電勢(shì)高于C點(diǎn)的電勢(shì)，故C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。10、AC【解析】AB．根據(jù)右手定則，開始時(shí)感應(yīng)電流方向?yàn)檎笮【鶆蛟黾樱\(yùn)動(dòng)到正方形的對(duì)角線的右側(cè)，由于B增大為原來的2倍，感應(yīng)電流突變?yōu)樵瓉淼?倍，由于B的方向反向，感應(yīng)電流方向變化，為負(fù)值，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；CD．感應(yīng)電流均勻變化，切割的有效長(zhǎng)度均勻變化，根據(jù)F=BIL，安培力大小與時(shí)間呈二次函數(shù)變化，根據(jù)楞次定律的廣義表述，安培力方向不變，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；故選AC。三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、①.A2②.V1③.R2④.E2⑤.1.5⑥.11.5⑦.0.78⑧.A【解析】（1）[1][2][3][4]因小燈泡額定電流為0.3A，額定電壓為3.8V，故電流表應(yīng)選A2，電壓表應(yīng)選V1，又因測(cè)伏安特性曲線要求電壓與電流調(diào)節(jié)范圍大，故變阻器需用分壓式接法，應(yīng)選阻值小的變阻器，故變阻器應(yīng)選R2，顯然電源應(yīng)選E2（2）[5]由R﹣U圖象知U＝0時(shí)R為1.5Ω；[6][7]U＝3V時(shí)R為11.5Ω；由得P＝0.78W（3）[8]由知，U＝0時(shí)P＝0，P隨U的增大而增大，故A正確，BCD錯(cuò)誤12、①.b②.1000【解析】[1]兩種接法中兩表示數(shù)變化分別為則顯然，電流表示數(shù)變化較電壓表示數(shù)變化明顯，這說明電壓表的分流作用較大，為了減小誤差