北京市2023年高二物理第一學(xué)期期末學(xué)業(yè)質(zhì)量監(jiān)測試題含解析

北京市2023年高二物理第一學(xué)期期末學(xué)業(yè)質(zhì)量監(jiān)測試題考生須知：1．全卷分選擇題和非選擇題兩部分，全部在答題紙上作答。選擇題必須用2B鉛筆填涂；非選擇題的答案必須用黑色字跡的鋼筆或答字筆寫在“答題紙”相應(yīng)位置上。2．請用黑色字跡的鋼筆或答字筆在“答題紙”上先填寫姓名和準(zhǔn)考證號。3．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，在草稿紙、試題卷上答題無效。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、如圖所示，用細(xì)橡皮筋懸吊一輕質(zhì)線圈，置于一固定直導(dǎo)線上方，線圈可以自由運(yùn)動．當(dāng)給兩者通以圖示電流時(shí)，線圈將（）A.靠近直導(dǎo)線,兩者仍在同一豎直平面內(nèi) B.遠(yuǎn)離直導(dǎo)線,兩者仍在同一豎直平面內(nèi)C.靠近直導(dǎo)線,同時(shí)旋轉(zhuǎn)90° D.遠(yuǎn)離直導(dǎo)線,同時(shí)旋轉(zhuǎn)90°2、圖中的實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場線，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域的運(yùn)動軌跡，a、b是其軌跡上的兩點(diǎn)．若帶電粒子在運(yùn)動中只受電場力作用，由此圖可判斷下列說法錯(cuò)誤的是（）A.帶電粒子所帶電荷的符號B.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向C.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的速度何處較大D.帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的電勢能何處較大3、如圖所示，帶負(fù)電的金屬環(huán)繞軸OO′以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，在環(huán)左側(cè)軸線上的小磁針最后靜止時(shí)（）A.N極豎直向上 B.N極豎直向下C.N極沿軸線向左 D.N極沿軸線向右4、如圖所示電路，燈A、B都能正常發(fā)光，忽然燈A變亮，燈B變暗，如果電路中有一處出現(xiàn)斷路故障，則出現(xiàn)斷路故障的電路是（）A.R1所在的支路 B.R2所在的支路C.R3所在的支路 D.電源所在的電路5、如圖所示，有一金屬塊放在垂直于側(cè)面C的勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)有穩(wěn)恒電流自左向右通過時(shí)，下列說法正確的是()A.金屬塊上表面的電勢高于下表面的電勢B.磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時(shí)，金屬塊上、下兩表面間的電勢差U增大C.電流增大時(shí)，金屬塊上、下兩表面間的電勢差U減小D.電流不變時(shí)，金屬塊中單位體積內(nèi)自由電子越多，上下兩表面間的電勢差U越大6、電源的效率η定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比，如圖所示，直線A為電源a的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，直線B為電源b的路端電壓與電流的關(guān)系圖線．直線C為電阻R兩端的電壓與電流的關(guān)系圖線，將這個(gè)電阻R分別接到a、b兩電源上，那么A.R接到電源a上，電源的效率較低B.R接到電源b上，電源輸出功率較大C.R接到電源a上，電源輸出功率較大，電源效率較高D.R接到電源b上，電源的輸出功率較小，電源效率較高二、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。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、如圖所示，回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個(gè)D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場中，則下列說法中正確的是（）A.電場的周期與粒子在磁場中圓周運(yùn)動周期相同B.電場的周期是粒子從磁場中圓周運(yùn)動周期的2倍C.增大電場強(qiáng)度可以增大帶電粒子射出時(shí)的動能D.增大D形金屬盒的半徑可以增大帶電粒子射出時(shí)的動能8、如圖所示，同一豎直面內(nèi)的正方形導(dǎo)線框的邊長均為，電阻均為，質(zhì)量分別為和．它們分別系在一跨過兩個(gè)定滑輪的輕繩兩端，在兩導(dǎo)線框之間有一寬度為、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為、方向垂直豎直面的勻強(qiáng)磁場區(qū)域．開始時(shí)，線框的上邊與勻強(qiáng)磁場的下邊界重合，線框的下邊到勻強(qiáng)磁場的上邊界的距離為．現(xiàn)將系統(tǒng)由靜止釋放，當(dāng)線框全部進(jìn)入磁場時(shí)，兩個(gè)線框開始做勻速運(yùn)動．不計(jì)摩擦和空氣阻力，重力加速度為，則A.兩個(gè)線框勻速運(yùn)動時(shí)的速度大小為B.線框從下邊進(jìn)入磁場到上邊離開磁場所用時(shí)間C.從開始運(yùn)動到線框全部進(jìn)入磁場的過程中，線框所產(chǎn)生的焦耳熱為D.從開始運(yùn)動到線框全部進(jìn)入磁場過程中，兩線框共克服安培力做功為9、如圖所示,從MN上方存在勻強(qiáng)磁場，帶同種電荷的粒子a、b以相同的動能同時(shí)從O點(diǎn)射入勻強(qiáng)磁場中，兩粒子的入射方向與磁場邊界MN的夾角分別為30o和60o，且同時(shí)到達(dá)P點(diǎn)，已知OP=d，則（）A.a、b兩粒子運(yùn)動半徑之比為1：B.a、b兩粒子的初速率之比為5：2C.a、b兩粒子的質(zhì)量之比為4：75D.a、b兩粒子的電荷量之比為2：1510、如圖所示，半徑為R的光滑半圓弧絕緣軌道固定在豎直面內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向垂直于軌道平面向里．一可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的小球由軌道左端A點(diǎn)無初速度滑下，軌道的兩端等高，C點(diǎn)為軌道的最低點(diǎn)，小球始終與軌道接觸，重力加速度為g，下列說法中正確的有（）A.小球能運(yùn)動至軌道右端的最高點(diǎn)B.小球在最低點(diǎn)C點(diǎn)的速度大小為C.小球在C點(diǎn)的速度向右時(shí)，對軌道的壓力大小為3mg-qBD.小球在C點(diǎn)的速度向左時(shí)，對軌道的壓力大小為3mg-qB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）用多用電表測量一個(gè)阻值約為200Ω的電阻，測量步驟如下：（1）將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“Ω”擋（）位置．（填“×1”、“×10＂、“×100”或“×1k”）（2）將紅，白表筆分別插入“+”，“—”插孔，并將兩表筆短接，進(jìn)行（）使電表指針對準(zhǔn)右側(cè)“0”刻線（3）將紅、黑表筆分別與待測電阻兩端相接觸，若電表讀數(shù)如圖所示，該電阻的阻值為（）Ω（4）測量完畢，將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“OFF”位置12．（12分）如圖所示,氫原子從n>2的某一能級躍遷到n=2的能級,輻射出能量為2.55eV的光子.（1）最少要給基態(tài)的氫原子提供多少電子伏特的能量,才能使它輻射上述能量的光子?（2）請?jiān)趫D中畫出獲得該能量后的氫原子可能的輻射躍遷圖。.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）如圖所示，水平放置的兩塊長直平行金屬板a、b相距d=0.10m，a、b間的電場強(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.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，剛好從狹縫P處穿過b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，最后粒子回到b板的Q處（圖中未畫出）．求P、Q之間的距離L14．（16分）如圖，兩根間距為L＝0.5m的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電動勢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15．（12分）ABC表示豎直放在電場強(qiáng)度為E=104V/m的水平勻強(qiáng)電場中的絕緣光滑軌道，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】由右手螺旋定則判斷出直導(dǎo)線的磁場，線圈在直導(dǎo)線上邊，所處的磁場方向垂直紙面向外由左手定則判斷線圈的受力情況，左右部分大小相等，方向相反，上下兩邊方向也相反，但由于直導(dǎo)線周圍磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與它到導(dǎo)線的距離成反比，線圈下邊受力比上邊受力大，合力向下，所以線圈向下運(yùn)動靠近通電長直導(dǎo)線，而不會發(fā)生轉(zhuǎn)動故A正確2、A【解析】AB．由圖，粒子的運(yùn)動軌跡向左彎曲，說明粒子在a、b兩點(diǎn)受到的電場力沿電場線向左。由于電場線方向不明，無法確定粒子的電性。故A錯(cuò)誤，B正確。CD．由于粒子在a、b兩點(diǎn)受到的電場力沿電場線向左，故從a到b電場力對粒子做負(fù)功，粒子的動能減小，電勢能增大，則粒子在a點(diǎn)的速度較大，在b點(diǎn)電勢能較大。故CD正確。本題選擇錯(cuò)誤的，故選A。3、C【解析】金屬環(huán)帶負(fù)電，按題圖所示的方向旋轉(zhuǎn)，則金屬環(huán)的電流方向與旋轉(zhuǎn)方向相反，由右手螺旋定則可知磁極的方向：左端N極，右端S極，因此小磁針最后靜止時(shí)N極沿軸線向左，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。4、B【解析】若電阻R1斷路，外電路總電阻增大，總電流減小，內(nèi)電壓減少，路端電壓增大，而通過R3的電流增大，通過A燈和R2的總電流減小，則A燈兩端的電壓減小，A燈變暗．而B燈的電壓增大，B燈變亮，A錯(cuò)；電阻R2與燈泡A是并聯(lián)的，若R2斷路，電阻增大，燈泡A兩端電壓增大，燈泡B兩端電壓降低，所以燈A變亮，燈B變暗，B正確；電阻R3與燈泡B是并聯(lián)的，若R3斷路，外電路總電阻增大，路端電壓增大，A、B兩燈泡兩端電壓都增大，功率都變大，所以A、B兩都變亮，C錯(cuò)；若電源電源所在的電路斷路，兩燈都熄滅，D錯(cuò)，所以本題選擇B.考點(diǎn)：閉合電路歐姆定律5、B【解析】電子做定向移動時(shí)，受到洛倫茲力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在上下表面間形成電勢差，最終電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡，根據(jù)電流的微觀表達(dá)式以及平衡求出電壓表的示數(shù)和單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)【詳解】A項(xiàng)：根據(jù)左手定則，知電子向上表面偏轉(zhuǎn)，上表面帶負(fù)電，下表面帶正電，所以上表面比下表面電勢低，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)：最終電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡，有：，得U=Bvd，故B增大時(shí)M、N兩表面間的電壓U增大，B正確；C項(xiàng)：設(shè)電流橫截面的寬為b，高為d，電流的微觀表達(dá)式為I=nevS=nevbd，電流增大，則v增大，又U=Bvd則U增大，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)：由C選項(xiàng)分析可知，，則，單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)越多，則電勢差越小，故D錯(cuò)誤故選B【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握左手定則判斷洛倫茲力方向，以及最終電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡6、C【解析】電源的效率，由圖象可知A與C交點(diǎn)處電壓大于B與C交點(diǎn)處電壓，則R接在電源a上效率較高；電源路端電壓與電流圖象與電阻兩端電壓與電流圖象交點(diǎn)表示將兩者相連時(shí)的工作電壓和電流，則R接到電源a上時(shí)電源的輸出功率較大，故C正確，ABD錯(cuò)誤。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。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、AD【解析】AB．在回旋加速器中，只有電場的周期與粒子在磁場中做圓周運(yùn)動周期相同時(shí)，粒子才能在電場中不斷被加速，故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；CD．當(dāng)粒子從加速器中射出時(shí)滿足則最大動能可知增大D形金屬盒的半徑可以增大帶電粒子射出時(shí)的動能，增大電場強(qiáng)度不可以增大帶電粒子射出時(shí)的動能，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤。故選AD。8、ABC【解析】當(dāng)b剛?cè)窟M(jìn)入磁場時(shí)，系統(tǒng)開始做勻速運(yùn)動，分別對兩線框列平衡方程，可得線框受到安培力大小，繼而求得感應(yīng)電流大小，根據(jù)歐姆定律和法拉第電磁感應(yīng)定律可得系統(tǒng)勻速運(yùn)動的速度大小，即可求得線框通過磁場的時(shí)間；當(dāng)左、右兩線框分別向上、向下運(yùn)動2l的距離時(shí)，兩線框等高，根據(jù)能量守恒得系統(tǒng)機(jī)械能的減少等于產(chǎn)生的總焦耳熱；根據(jù)功能關(guān)系求解兩線框組成的系統(tǒng)克服安培力做的功；【詳解】A、設(shè)兩線框剛勻速運(yùn)動的速度為v，此時(shí)輕繩上的張力為T，則對a有：，對b有：，，，聯(lián)立解得：

，故A正確；B、線框a從下邊進(jìn)入磁場后，線框a通過磁場時(shí)以速度v勻速運(yùn)動，設(shè)線框a通過磁場的時(shí)間為t，則：，故B正確；C、從開始運(yùn)動到線框a全部進(jìn)入磁場的過程中，線框a只在a勻速進(jìn)入磁場的過程中產(chǎn)生焦耳熱，設(shè)為Q，由功能關(guān)系可得：，所以：，故C正確；D、設(shè)兩線框從開始運(yùn)動至a全部進(jìn)入磁場的過程中，兩線框共克服安培力做的功為W，此過程中左、右兩線框分別向上、向下運(yùn)動的距離，對這一過程，由能量守恒定律有：，解得：，故D錯(cuò)誤；故選ABC9、CD【解析】由題圖可知，粒子在磁場中運(yùn)動半徑為；運(yùn)動軌跡所對的圓心角為，運(yùn)動軌跡弧長為，粒子在磁場中運(yùn)動軌跡半徑為，所對的圓心角為，運(yùn)動軌跡弧長為，所以兩粒子運(yùn)動半徑之比為，故A錯(cuò)誤；因運(yùn)動時(shí)間，而，即粒子的速度之比為，故B錯(cuò)誤；因兩粒子以相同的動能入射，故，所以有：兩粒子的質(zhì)量之比為，故C正確；因，所以兩粒子的電荷量之比為，故D正確【點(diǎn)睛】由題意結(jié)合幾何關(guān)系可求得粒子運(yùn)動的半徑及時(shí)間關(guān)系，則根據(jù)時(shí)間相等、動能相等等已知信息，利用帶電粒子在磁場中的運(yùn)動規(guī)律可解得各物理量之間的關(guān)系；本題考查帶電粒子在磁場中運(yùn)動規(guī)律，要注意通過幾何關(guān)系找出圓心和半徑，再由洛侖茲力充當(dāng)向心力可求得相應(yīng)關(guān)系10、AC【解析】A．小球在光滑半圓弧上運(yùn)動過程中，只有重力做功，洛倫茲力和支持力都不做功，機(jī)械能守恒，故小球能運(yùn)動至軌道右端的最高點(diǎn)，A錯(cuò)誤；B．A到C的過程中由機(jī)械能守恒得：解得C點(diǎn)的速度為：，B正確；C．小球在C點(diǎn)的速度向右時(shí)，由左手定則可知洛倫茲力向上，根據(jù)合力提供向心力有：解得：由牛頓第三定律可知小球在C點(diǎn)對軌道的壓力大小為，C正確；D．小球在C點(diǎn)的速度向左時(shí)，由左手定則可知洛倫茲力向下，根據(jù)合力提供向心力有：解得：由牛頓第三定律可知小球在C點(diǎn)對軌道的壓力大小為，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.×10②.歐姆調(diào)零③.190【解析】（1）待測電阻的阻值為200Ω，則應(yīng)將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“Ω”擋的“×10”位置（2）將紅，白表筆分別插入“+”，“—”插孔，并將兩表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零，使電表指針對準(zhǔn)右側(cè)“0”刻線（3）電阻的阻值為19×10Ω=190Ω12、（1）12.75eV；（2）【解析】（1）氫原子從n＞2的某一能級躍遷到n=2的能級，滿足hν=En－E2=2.55eVEn=hν＋E2=－0.85eV所