2023-2024學年北京市西城區(qū)高二（上）期末物理試卷（含解析）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2023-2024學年北京市西城區(qū)高二（上）期末物理試卷一、單選題：本大題共10小題，共30分。1.下列物理量中，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O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a、b、c三點。則該粒子(

)A.在a點受到的靜電力大于在b點受到的靜電力

B.在c點受到的靜電力大于在b點受到的靜電力

C.在a點的電勢能小于在b點的電勢能

D.在c點的電勢能小于在b點的電勢能

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，則(

)A.導線沿東西方向放置

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

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.如圖是有兩個量程的電壓表，當使用A、B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，A.R1R2=19 B.R5.如圖所示，四盞相同的燈泡并聯(lián)接在電池組兩端，閉合S1后，燈泡L1正常發(fā)光。依次閉合S2、S3、S4，燈泡L2、L3、L4也依次亮起來，在此過程中電流表A.A1和A2的示數(shù)都逐漸增大

B.A1和A2的示數(shù)都逐漸減小

C.A1的示數(shù)逐漸增大，A2的示數(shù)逐漸減小

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(yīng)強度B相互垂直。一電荷量為+q的粒子以速度v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(

)A.該粒子的速度v=BE

B.若只將粒子的電荷量改為?q，其將往上偏

C.若只將粒子的電荷量改為+2q，其將往下偏8.如圖所示，電池、開關(guān)和燈泡組成串聯(lián)電路。當閉合開關(guān)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(guān)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B、C、D、E、F。他發(fā)現(xiàn)，當黑表筆接觸B、C、D時，示數(shù)為1.50V；當黑表筆接觸E、F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DE斷了 D.9.如圖所示，在勻強磁場中垂直于磁場方向放置一段導線ab。磁場的磁感應(yīng)強度為B，導線長度為l、橫截面積為S、單位體積內(nèi)自由電子的個數(shù)為n。導線中通以大小為I的電流，設(shè)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BInS，方向垂直于導線沿紙面向上

B.大小為BIlnS，方向垂直于導線沿紙面向上

C.大小為10.如圖1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(yīng)電流隨時間變化的圖像。下列說法正確的是(

)

A.t1～t3時間內(nèi)，磁鐵受到線圈的作用力始終向下

B.t1～t二、多選題：本大題共4小題，共12分。11.如圖中標出了勻強磁場的磁感應(yīng)強度B、通電直導線中的電流I和它受到的安培力F的方向，其中正確的是(

)A. B.

C. D.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E、內(nèi)阻為r，電動機的額定電壓為U、額定電流為I、線圈電阻為R。開關(guān)閉合后，電動機恰好正常工作，則(

)A.電動機的額定電流I=UR

B.電動機的額定電流I=E?Ur13.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(yīng)強度B隨時間t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.t=1s時，導體環(huán)中的電流為0

B.t=2s時，導體環(huán)中的磁通量變化率為0

C.t=14.利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域。如圖所示，將一厚度為d的半導體薄片垂直置于磁場B中，在薄片的兩個側(cè)面E、F間通以電流I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(yīng)。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UH。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d，則霍爾電壓UH也將增大

C.若增大磁場的磁感應(yīng)強度B，則霍爾電壓UH也將增大

D.若增大電流I，則霍爾電壓三、實驗題：本大題共2小題，共18分。15.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(guān)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)。

A.電流表的示數(shù)增大后逐漸趨于穩(wěn)定

B.電流表的示數(shù)迅速增大到某一值后逐漸減小至零

C.電壓表的示數(shù)增大后逐漸趨于穩(wěn)定

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，C1的電容為220μF，C2的電容為4700μF。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

B.電容器C1的電荷量小于電容器C2的電荷量

C.16.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×1擋進行測量，指針位置如圖1所示，則該電阻的阻值約為______Ω。

(2)在(1)基礎(chǔ)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0.1Ω；

電壓表：量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ；

滑動變阻器：最大阻值15Ω，額定電流1.0A；

電源：電動勢3V，內(nèi)阻約0.5Ω；

開關(guān)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(yīng)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”)。

②他在相關(guān)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。

a.在圖4中畫出該電阻的U?I圖線，根據(jù)圖線可計算出電阻R=四、簡答題：本大題共4小題，共40分。17.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=0.1Ω的充電寶給小臺燈L供電，小臺燈的電阻R=9.9Ω，電路圖如圖所示。閉合開關(guān)S，求：

(1)回路中的電流I；

(

18.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(yīng)強度為B的勻強磁場。電荷量為+q、質(zhì)量為m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：

(1)粒子從電場射出時速度v的大小；

(2)粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑R；

(319.如圖1所示，足夠長的平行光滑金屬導軌水平放置，間距為L，一端連接阻值為R的電阻。導軌所在空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B。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，導體棒沿導軌向右勻速運動，速度大小為v。

(1)求回路中的感應(yīng)電流大小I和導體棒MN兩端的電壓U。

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

(320.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L、寬b，上下板間距離d，電源電壓U，其中L和b為已知，且不可調(diào)，d和U可調(diào)。質(zhì)量為m、電荷量為?q、分布均勻的帶電粉塵以水平速度v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。

(1)若電源電壓為U1、上下板間距離為d1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U2、上下板間距離為d2時，進入通道的粉塵的收集率η=64%。為使收集率達到100%，應(yīng)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答案和解析1.【答案】A

【解析】解：A、矢量是既有大小又有方向的物理量，電場強度是矢量，故A正確。

BCD、標量是只有大小沒有方向的物理量。電勢、電勢差和電勢能都是標量，故BCD錯誤。

故選：A。

矢量是既有大小，又有方向的物理量，標量是只有大小沒有方向的物理量．根據(jù)有沒有方向，確定是矢量還是標量．2.【答案】D

【解析】解：AB、點電荷電場強度的特點是離開場源電荷距離越大，場強越小，則a點與b點的電場強度大小相等，c點場強最小，粒子在a點與b點受到的電場力大小相等，c點受到的電場力最小，故AB錯誤；

C、根據(jù)點電荷電勢的特點可知a點與b點的電勢相等，則同一個點電荷在a點與b點的電勢能相等，故C錯誤；

D、根據(jù)粒子軌跡彎曲方向判斷知，粒子在從b到c的運動過程中，一直受靜電斥力作用，粒子受到的電場力方向與運動方向之間的夾角是銳角，所以b到c的過程中，電場力做正功，電勢能減小，則在b點的電勢能大于在c點的電勢能，故D正確。

故選：D。

根據(jù)粒子軌跡彎曲方向判斷靜電力方向，從而分析粒子的電性；根據(jù)點電荷電場強度的特點判斷分析場強的大小，判斷電場力的大??；電場力做正功，電勢能減小，電場力做負功，電勢能增加。

3.【答案】B

【解析】解：A.因為小磁針靜止時N極的指向為地磁場的方向，由圖可知當導線中沒有通電流時，小磁針的N極指向地理北極，所以小磁針沿南北方向，這時導線也應(yīng)該沿南北方向放置與小磁針平行時，當導線通電小磁針才會觀察到轉(zhuǎn)動情況，故A錯誤；

B.當導線中通恒定電流時，小磁針N極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動，根據(jù)右手螺旋定則可得導線中的電流方向向右，故B正確；

C.根據(jù)右手螺旋定則可得導線通電后在導線上方的磁場方向為垂直紙面向外，小磁針N極會向紙外轉(zhuǎn)動，故C錯誤；

D.若將小磁針放在導線延長線上，小磁針只受地磁場作用，而要繼續(xù)保持原有狀態(tài)，不會轉(zhuǎn)動，故D錯誤。

故選：B。

小磁針靜止時N極指向地理的北極，導線方向和小磁針平行；根據(jù)右手螺旋定則判斷BC；將小磁針放在導線延長線上，小磁針只受地磁場作用。4.【答案】B

【解析】解：根據(jù)串聯(lián)電路的知識

Ig(Rg+R1)=U1

Ig[(Rg+R1)+R2]=U5.【答案】C

【解析】解：由閉合電路歐姆定律，可得I=ER外+r

依次閉合S2、S3、S4，外電路電阻阻值減小，則干路電流增大，A1的示數(shù)逐漸增大。

根據(jù)U=E?Ir可知路端電壓減小，由歐姆定律可知A2的示數(shù)逐漸減小，故ABD錯誤，C正確。6.【答案】C

【解析】解：當把磁鐵N極向線圈中插入時，穿過線圈向下的磁通量增大，則感應(yīng)電流的磁場方向向上；此時電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，電流從右側(cè)流入電流表，說明感應(yīng)電流的磁場方向向上時，感應(yīng)電流從上向下流過線圈。

A、保持磁鐵N極處在線圈中靜止，則超過線圈的磁通量不變，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表的指針不動，故A錯誤；

B、把磁鐵N極從線圈中拔出時，穿過線圈向下的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向向下，產(chǎn)生的感應(yīng)電流從下向上流過線圈，從左側(cè)流入電流表，則指針向左偏轉(zhuǎn)，故B錯誤；

C、當把磁鐵S極從線圈中拔出時，穿過線圈向上的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向向上，產(chǎn)生的感應(yīng)電流從上向下流過線圈，從右側(cè)流入電流表，則指針向右偏轉(zhuǎn)，故C正確；

D、當把磁鐵S極向線圈中插入時，穿過線圈向上的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向向下，產(chǎn)生的感應(yīng)電流從下向上流過線圈，從左側(cè)流入電流表，則指針向左偏轉(zhuǎn)，故D錯誤。

故選：C。

當穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律判斷出感應(yīng)電流的方向，根據(jù)電流流向與電流計指針偏轉(zhuǎn)方向間的關(guān)系分析答題。

本題考查了楞次定律的應(yīng)用，掌握楞次定律是正確解題的關(guān)鍵；本題難度不大，是一道基礎(chǔ)題。7.【答案】D

【解析】解：A、帶正電的粒子進入復(fù)合場后，受向下的電場力，向上的洛倫茲力，如果沿虛線路徑通過，則合力為零，根據(jù)平衡：qvB=qE，可得：v=EB，故A錯誤；

B、若只將該粒子改為負電荷，那么洛倫茲力與電場力大小仍相等，兩力的方向均反向，則兩力仍平衡，故將沿直線運動，故B錯誤；

C、若只增大電量為2q，則仍有：2qvB=E×2q，兩力平衡，粒子仍沿直線運動，故C錯誤；8.【答案】C

【解析】解：A.若電池沒電了，則AB間電壓應(yīng)為0，故A錯誤；

B.若燈泡燈絲斷了，A、D電勢相等，則AD間電壓應(yīng)為0，故B錯誤；

C.若導線DE斷了，A、E、F電勢相等，B、C、D電勢相等，AE、AF間電壓應(yīng)為0，AB、AC、AD間電壓應(yīng)為1.5V，故C正確；

D.若開關(guān)接觸不良，A、F電勢相等，B、C、D、E電勢相等，則AE間電壓應(yīng)為1.59.【答案】A

【解析】解：由題可知，導線中的自由電子定向運動的速率為v=IneS

則洛倫茲力為f=qvB=IBnS10.【答案】D

【解析】解：AB.磁鐵在線圈上方下落過程中，穿過線圈的磁通量增大，磁鐵在線圈下方下落過程中，穿過線圈的磁通量減小，可知，磁鐵下落過程中，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流激發(fā)的磁場對磁鐵有磁場力的作用，根據(jù)楞次定律可知，該磁場力阻礙磁鐵的相對運動，可知，t1～t3時間內(nèi)，磁鐵受到線圈的作用力始終向上，故AB錯誤；

C.如果沒有磁場力的作用，對線圈有

mgh=12mv2

解得

v=2gh

若將線圈到玻璃管上端的距離加倍，由于實際上線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，該激發(fā)的磁場對磁鐵有磁場力的作用，根據(jù)上述可知，該磁場力做負功，即速度并不是原來的兩倍，可知，線圈中產(chǎn)生的電動勢峰值不會加倍，即線圈中產(chǎn)生的電流峰值也不會加倍，故C錯誤；

D.根據(jù)法律的電磁感應(yīng)定律有

E=nΔ11.【答案】BD【解析】解：根據(jù)左手定則，F(xiàn)、B、I三者互相垂直，F(xiàn)垂直于B和I的平面，A中受力水平向左，B中受力水平向左，C中受力垂直紙面向里，D中受力垂直電流斜向左上方，故BD正確，AC錯誤；

故選：BD。

本題根據(jù)左手定則，結(jié)合選項，即可解答。

12.【答案】BD【解析】解：AB.電動機不是純電阻電路，不滿足歐姆定律，則電動機的額定電流I≠UR，由閉合回路歐姆定律有E=U+Ir可得，電動機的額定電流為I=E?Ur，故A錯誤，B正確；

CD.電動機的輸入功率為P=UI，電動機的熱功率為13.【答案】BC【解析】解：ABC.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知E=ΔΦΔt=ΔBΔtS可知，任意點的斜率大小為該點的感應(yīng)電動勢大小得t=1s時該點該點斜率不為零，則磁通量變化率不為零，得感應(yīng)電動勢不變零，由歐姆定律得導體環(huán)中的電流不為零；t=2s時，磁通量最大，但該點斜率為零，得磁通量變化率為零；在t=3s和t=5s時圖像上該點的斜率大小相等，t=3s斜率時為負，14.【答案】CD【解析】解：A、若該半導體是空穴導電，即相當于正電荷導電，根據(jù)左手定則可知，正電荷在洛倫茲力作用下向M側(cè)聚集，可知M側(cè)電勢高于N側(cè)電勢，故A錯誤；

B、根據(jù)上述分析可知，M、N間產(chǎn)生電場，穩(wěn)定時電場力與洛倫茲力平衡，令M、N間距為a，霍爾元件長為a，則有

qUHa=qvB

令單位體積內(nèi)電荷的數(shù)目為n，根據(jù)電流的微觀定義式有

I=nqvda

解得：UH=IBnqd

可知，若增大半導體薄片的厚度d，則霍爾電壓UH將減小，故B錯誤；

C、根據(jù)上述分析可知，若增大磁場的磁感應(yīng)強度B，則霍爾電壓15.【答案】充電

BC

B【解析】解：(1)單刀雙擲開關(guān)S接1后，電容器進行的是充電過程，此過程中觀察到的現(xiàn)象是電流表的示數(shù)逐漸增大到某個數(shù)值，隨著電容器極板間的電壓逐漸增大，電流逐漸減小到零，故BC正確，AD錯誤；

故選：BC。

(2)CD、因為電源電壓均小于兩個電容器的額定電壓，充電結(jié)束后兩個電容器極板間的電勢差相等，故C正確，D錯誤；

AB、電容器C1的電容小于電容器C2的電容，由公式Q=CU可知，電容器電容器C1的電荷量小于電容器C2的電荷量，故B正確，A錯誤；

故選：BC16.【答案】5

甲

小

5.4

乙

甲圖電壓最小值為0.75V，而圖中電壓最小是0.30V【解析】解：(1)根據(jù)歐姆表的讀數(shù)規(guī)則，其讀數(shù)為5×1Ω=5Ω；

(2)①由于RVRx=30005=600>RxRA=50.1=50，故選擇外接法，選甲；因為電壓表分流導致電流值偏大，故測量值偏小；

②a.根據(jù)描出的點作出的U?I圖線如下答圖1，(誤差太大的點舍棄，沒落在直線上的點均勻分布在直線的兩側(cè))

；

根據(jù)斜率代表電阻，則Rx=2.250.42Ω=5.4Ω

b.乙，原因是若采用甲圖，Rx的電壓的最小值約為

U17.【答案】解：(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律，有I=ER+r=59.9+0.1A=0.5A

(2)根據(jù)電流定義式，有q=It=0.5×10C=5C【解析】(1)利用閉合電路歐姆定律直接列式求解即可；

(2)利用電流的定義式求解電荷量即可。

18.【答案】解：(1)粒子在加速電場中，根據(jù)動能定理有Uq=12mv2

解得v=2qUm

(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=mv2R

解得R=1B2mU【解析】(1)根據(jù)動能定理求加速電場加速后粒子速度；

(219.【答案】解：(1)MN切割磁感線運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E=BLv

根據(jù)閉合電路歐姆定律

I=ER+r

得

I=BLvR+r

路端電壓

U=IR

得U=RBLvR+r

(2)由于MN做勻速運動，則受力平衡，有F=BIL

Δt內(nèi)MN運動的距離Δx=vΔt

拉力做功

W=F?Δx=BIL?vΔt=B2L2v2R+r?Δt

電路獲得的電能

W電【解析】(1)根據(jù)感應(yīng)電動勢公式和閉合電路歐姆定律求解電流和路端電壓；

(2)分別根據(jù)題意導出拉力做功的公式和電能的公式進行證明；

20.