北京海淀區(qū)2024屆高二物理第一學(xué)期期末考試試題含解析

北京海淀區(qū)2024屆高二物理第一學(xué)期期末考試試題

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、兩個(gè)較大的平行金屬板A、B相距為d,分別接在電壓為。的電源正、負(fù)極上，這時(shí)質(zhì)量為機(jī)，帶電油滴恰好靜止

在兩極之間，如圖所示，在其它條件不變的情況下，如果將兩極非常緩慢地錯(cuò)開一些，那么在錯(cuò)開的過程中（）

e

A.油滴將向上加速運(yùn)動，電流計(jì)中電流從b流向a

B.油滴將向下加速運(yùn)動，電流計(jì)中的電流從a流向》

C.油滴靜止不動，電流計(jì)中的電流從a流向〃

D.油滴靜止不動，電流計(jì)中的電流從分流向a

2、如圖所示，在空間中存在一方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為27的勻強(qiáng)磁場。為使水平放置的導(dǎo)體棒能夠靠在墻

面上保持靜止，現(xiàn)給導(dǎo)體棒通入電流。已知導(dǎo)體棒的質(zhì)量為0.2kg、長度為1m,導(dǎo)體棒與豎直墻壁的動摩擦因數(shù)為0.4,

取重力加速度g=10m/s2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。所通入的電流大小和方向可能為（）

A.2A,垂直于紙面向里B.3A,垂直于紙面向里

C.2A,垂直于紙面向外D.3A,垂直于紙面向外

3、如圖所示，某種物質(zhì)發(fā)射的一束豎直向上的粒子流在勻強(qiáng)磁場中分成3束，分別沿三條路徑運(yùn)動，則下列說法正確

的是

A.沿路徑1運(yùn)動的粒子帶負(fù)電

B.沿路徑3運(yùn)動的粒子帶正電

C.沿路徑2運(yùn)動的粒子不帶電

D.沿路徑2運(yùn)動的粒子帶電量最大

4、在電場中的某一點(diǎn)，當(dāng)放入正電荷時(shí)受到的電場力向右，當(dāng)放入負(fù)電荷時(shí)受到的電場力向左，下列說法正確的是

（）

A.只有在該點(diǎn)放入電荷時(shí)，該點(diǎn)才有電場

B.該點(diǎn)的電場方向一定向右

C.電場強(qiáng)度的方向與電場力的方向相同

D.電場強(qiáng)度方向與所放入的電荷電性有關(guān)

5、一質(zhì)量均勻的鋼管，一端支在水平地面上，另一端被豎直繩懸吊著（如圖所示），則鋼管受到幾個(gè)力的作用（）

C.3D.4

6、如圖中分別標(biāo)明了通電直導(dǎo)線中電流/、勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度6和電流所受安培力尸的方向，其中正確的是（）

八F

I，B

XXXX

XXXX

C.11

XX/XX

1B

XXXX

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、半導(dǎo)體內(nèi)導(dǎo)電的粒子——“載流子”有兩種：自由電子和空穴（空穴可視為能自由移動帶正電的粒子），以空穴導(dǎo)電為

主的半導(dǎo)體叫P型半導(dǎo)體，以自由電子導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體叫N型半導(dǎo)體.圖為檢驗(yàn)半導(dǎo)體材料的類型和對材料性能進(jìn)

行測試的原理圖，圖中一塊長為寬為從厚為c的半導(dǎo)體樣品板放在沿y軸正方向的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

為鳳當(dāng)有大小為八沿x軸正方向的恒定電流通過樣品板時(shí)，會產(chǎn)生霍爾電勢差U,若每個(gè)載流子所帶電量的絕對值

為e,下列說法中正確的是

A.如果上表面電勢高，則該半導(dǎo)體為尸型半導(dǎo)體

B.如果上表面電勢高，則該半導(dǎo)體為N型半導(dǎo)體

C.其它條件不變，增大c時(shí)，。增大

D.其它條件不變，電流/取值越大，電勢差U越大

8、如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)電場，三個(gè)質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b、c,以不同的速率對準(zhǔn)

圓心O沿著AO方向射入磁場，其運(yùn)動估計(jì)如圖所示，若帶電粒子只受磁場力的作用，則下列說法中正確的是（）

A.a粒子動能最大

B.c粒子速率最大

C.c粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間最長

D.它們做圓周運(yùn)動的周期Ta=Tb=Tc

9、如圖，帶電平行金屬板中勻強(qiáng)電場方向豎直向上，勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向里，帶電小球從光滑絕緣軌道上的a

點(diǎn)由靜止滑下，經(jīng)過1/4圓弧軌道從端點(diǎn)P（切線水平）進(jìn)入板間后恰好沿水平方向做直線運(yùn)動，現(xiàn)使帶電小球從比a

點(diǎn)稍低的b點(diǎn)由靜止滑下，在經(jīng)過P點(diǎn)進(jìn)入板間的運(yùn)動過程中（）

A.帶電小球的動能將會增大

B.帶電小球的電勢能將會增大

C.帶電小球所受洛倫茲力將會減小

D.帶電小球所受電場力將會增大

10、如圖所示，一根足夠長的水平滑桿SS'上套有一質(zhì)量為用的光滑金屬圓環(huán)，在滑桿的正下方與其平行放置一足夠

長的光滑水平的絕緣軌道FP，F(xiàn)P穿過金屬環(huán)的圓心.現(xiàn)使質(zhì)量為"的條形磁鐵以水平速度%沿絕緣軌道向右運(yùn)

動，貝!1（）

A.磁鐵穿過金屬環(huán)后，兩者將先后停下來

B.磁鐵將不會穿越滑環(huán)運(yùn)動

C.磁鐵與圓環(huán)的最終速度為上一%

M+m

Mm92

D.整個(gè)過程最多能產(chǎn)生熱量r--v0

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）為了測量一節(jié)舊干電池的電動勢和內(nèi)電阻，實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備了下列器材供選用：

A.待測干電池一節(jié)

B.直流電流表（量程0~0.6~3A,0.6人檔內(nèi)阻約為0.1。，3A檔內(nèi)阻約為0.02Q）

C.直流電壓表（量程0~3~15V,3V內(nèi)阻約為5kC,15V檔內(nèi)阻約為25k。）

D.滑動變阻器（阻值范圍為0~15Q）

E.滑動變阻器（阻值范圍為0-1000。）

F.開關(guān)，導(dǎo)線若干

（1）為了盡可能減少誤差，其中滑動變阻器選_______（填代號）

（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，畫出的U-1圖線如圖所示，從中可求出待測干電池的電動勢為V,內(nèi)電阻為—Q

12.（12分）一輛汽車行駛速度為54km/h,以加速度大小a=3m/s2開始剎車，剎車后3s時(shí)速度,剎車

3s內(nèi)位移o

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）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5c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A3=R=0.2m,把一質(zhì)量機(jī)=0.1kg,帶電

4

量為q=+l（）Tc的小球，放在A點(diǎn)由靜止釋放后，求：（g=10m/s2）

⑴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

14.（16分）如圖所示，水平放置的兩塊長直平行金屬板。、8相距d=0.10m,a、6間的電場強(qiáng)度為E=5.0X105N/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7M=4.8xlO-25kg,電荷

86

量為9=1.6X10>C的帶正電的粒子（不計(jì)重力），從貼近a板的左端以vo=l.OxlOm/s的初速度水平射入勻強(qiáng)電場，剛好

從狹縫尸處穿過力板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，最后粒子回到6板的。處（圖中未畫出）.求尸、。之間的距離L

15.（12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=Ul的電源，導(dǎo)軌平面與

水平面間的夾角。=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)Ro=l。時(shí)，金屬桿ab剛好處于靜止?fàn)顟B(tài)，取g=10m/s2,豆1137。=0.6,

cos37°=0.8

（1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；

（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

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、c

【解題分析】電容器與電源相連，兩極板間電壓不變，將兩極板非常緩慢地水平錯(cuò)開一些，兩極板正對面積減小，而

間距不變，由

E4

d

可知，電場強(qiáng)度不變，油滴受到的電場力不變，仍與重力平衡，因此油滴靜止不動。由

C=-^~

47rkd

可知，電容減小，由

Q=CU

可知，電荷量減小，電容器放電，因此可判斷電流計(jì)中的電流從。流向兒故C正確，ABD錯(cuò)誤。

故選C。

2、D

【解題分析】由導(dǎo)線受力平衡可知，其受到的安培力方向一定水平向左，故電力方向一定垂直于紙面向外，根據(jù)平衡

條件可得，最大靜摩擦力必須大于或等于重力，

"BIL>mg

解得/22.5A；

故選D。

3、C

【解題分析】粒子在勻強(qiáng)磁場中只受洛倫茲力作用；故由左手定則可得：不帶電的粒子不受力，做直線運(yùn)動（曲線2）；

帶正電粒子在洛倫茲力作用下做逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)（曲線1）；帶負(fù)電粒子在洛倫茲力作用下做順時(shí)針偏轉(zhuǎn)（曲線3）；故C

正確，ABD錯(cuò)誤

4、B

【解題分析】AB.場強(qiáng)由場源電荷決定，與試探電荷無關(guān)，不放試探電荷，電場同樣存在.故A錯(cuò)誤.放入正電荷和

負(fù)電荷時(shí)，該點(diǎn)的場強(qiáng)均向右.故B正確；

C.電場強(qiáng)度的方向與正電荷所受的電場力方向相同，與負(fù)電荷所受的電場力方向相反.故C錯(cuò)誤；

D.無論放電荷，還是不放電荷，無論是正電荷，還是負(fù)電荷，電場強(qiáng)度方向不變.故D錯(cuò)誤

故選B

【題目點(diǎn)撥】本題考查對物理概念的理解能力.電場強(qiáng)度是反映電場本身的力的性質(zhì)的物理量，與試探電荷是否存在

無關(guān).在電場中某場強(qiáng)的方向是唯一確定的

5、C

【解題分析】對鋼管受力分析，受重力、細(xì)線的豎直向上拉力、地面豎直向上的支持力；地面對鋼管沒有靜摩擦力，

否則水平方向不能平衡。

故選C。

【題目點(diǎn)撥】受力分析是解力學(xué)題的基礎(chǔ)，通常按照重力、彈力、摩擦力、已知力的順序進(jìn)行，可以結(jié)合產(chǎn)生條件、

作用效果和牛頓第三定律分析。

6、C

【解題分析】直接根據(jù)左手定則判斷受力即可

【題目詳解】根據(jù)左手定則，四指指向電流方向，磁場垂直手心過，拇指所指的方向即為通電導(dǎo)線受力的方向，故C

對；ABD錯(cuò)；

故選C

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

【解題分析】根據(jù)左手定則判斷帶電粒子的電性，根據(jù)最終洛倫茲力和電場力平衡列式，再根據(jù)電流的微觀表達(dá)式列

式，最后聯(lián)立求解即可

【題目詳解】電流向右，磁場垂直向內(nèi)，若上表面電勢高，即帶正電，故粒子受到的洛倫茲力向上，故載流子是帶正

電的“空穴”，是P型半導(dǎo)體，故A正確，B錯(cuò)誤；最終洛倫茲力和電場力平衡，有：evB=e^；電流的微觀表達(dá)式為:

b

I=nevS=nevbc；解得U=里，則其它條件不變，增大c時(shí)，U減??；其它條件不變，電流/取值越大，電勢差。越

nec

大，故C錯(cuò)誤，D正確；

故選AD

【題目點(diǎn)撥】本題關(guān)鍵是明確霍爾效應(yīng)的原理，知道左手定則中四指指向電流方向，注意單位體積內(nèi)的載流子數(shù)目表

達(dá)式的各物理量的含義

8、BD

【解題分析】三個(gè)質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子，以不同的速率垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中，則運(yùn)動半徑的不同，導(dǎo)致運(yùn)

動軌跡也不同.運(yùn)動軌跡對應(yīng)的半徑越大，粒子的速率也越大.而運(yùn)動周期它們均一樣，運(yùn)動時(shí)間由圓弧對應(yīng)的圓心

角決定

【題目詳解】粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動時(shí)，由洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：qvB=m-解得:

mv1°2-

「=一1，粒子的動能：EK^-mv,則可知三個(gè)帶電粒子的質(zhì)量、電荷量相同，在同一個(gè)磁場中，當(dāng)速度越大時(shí)、

qB2

軌道半徑越大，則由圖知，。粒子速率最小，動能最小，c粒子速率最大.c粒子動能最大，故A錯(cuò)誤，B正確；由于

e2兀mQ

粒子運(yùn)動的周期丁=一丁，粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間：t=—T,可知，三粒子運(yùn)動的周期相同，a在磁場中運(yùn)動

qB2冗

的偏轉(zhuǎn)角最大，運(yùn)動的時(shí)間最長，故C錯(cuò)誤，D正確.所以BD正確，AC錯(cuò)誤

【題目點(diǎn)撥】帶電粒子在磁場、質(zhì)量及電量相同情況下，運(yùn)動的半徑與速率成正比，從而根據(jù)運(yùn)動圓弧來確定速率的

大小；運(yùn)動的周期均相同的情況下，可根據(jù)圓弧的對應(yīng)圓心角來確定運(yùn)動的時(shí)間的長短

9、AB

【解題分析】根據(jù)題意分析得：小球從P點(diǎn)進(jìn)入平行板間后做直線運(yùn)動，對小球進(jìn)行受力分析得小球共受到三個(gè)力作

用：恒定的重力G、恒定的電場力F、洛倫茲力了,這三個(gè)力都在豎直方向上，小球在水平直線上運(yùn)動，所以可以判

斷出小球受到的合力一定是零，即小球一定是做勻速直線運(yùn)動，結(jié)合左手定則，洛倫茲力和電場力同向，都向上，小

球帶正電；如果小球從稍低的b點(diǎn)下滑到從P點(diǎn)進(jìn)入平行板間，則小球到達(dá)P點(diǎn)的速度會變小，所以洛倫茲力/比之

前的減小，因?yàn)橹亓和電場力F一直在豎直方向上，所以這兩個(gè)力的合力一定在豎直方向上，若洛倫茲力變化了，

則三個(gè)力的合力一定不為零，且在豎直方向上，而小球從P點(diǎn)進(jìn)入時(shí)的速度方向在水平方向上，所以小球會偏離水平

方向向下做曲線運(yùn)動，因此減小入射速度后，洛倫茲力減小，合力向下，故向下偏轉(zhuǎn)，故電場力做負(fù)功，電勢能增加，

水平方向速度不變，但豎直方向的速度增加，所以動能將會增大，導(dǎo)致洛倫茲力也會增大，電場力不變，故AB正確，

CD錯(cuò)誤

【題目點(diǎn)撥】本題關(guān)鍵先分析出小球受力平衡，然后再考慮洛侖茲力變化后運(yùn)動情況，同時(shí)要結(jié)合平行板電容器的

表達(dá)式和電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系式列式分析

分卷II

10、CD

【解題分析】金屬圓環(huán)光滑，一足夠長的水平的絕緣軌道光滑，所以圓環(huán)與磁鐵組成的系統(tǒng)水平方向受到的合力為0,

滿足動量守恒，根據(jù)動量守恒定律與能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律即可解答

【題目詳解】A.金屬環(huán)是光滑的，足夠長的水平的絕緣軌道小是光滑的，在磁鐵穿過金屬環(huán)后，二者由于不受摩擦

力的作用，兩者將不會停下來，A錯(cuò)誤；

B.磁鐵在靠近金屬環(huán)的過程中金屬環(huán)的感應(yīng)電流方向產(chǎn)生的磁場與原磁場的方向相反，所以磁鐵受到阻力的作用，

同理，在離開金屬環(huán)的過程中金屬環(huán)的感應(yīng)電流方向產(chǎn)生的磁場與原磁場的方向相同，也是受到阻力的作用，但是由

于不知道初速度以及環(huán)與磁鐵的質(zhì)量之間的關(guān)系，所以不能判斷出磁鐵是否能夠會穿越滑環(huán)運(yùn)動，B錯(cuò)誤；

C.選取磁鐵與圓環(huán)組成的系統(tǒng)為研究的系統(tǒng)，系統(tǒng)在水平方向受到的合力為0,滿足動量守恒；選取磁鐵M運(yùn)動的

方向?yàn)檎较?，則最終可能到達(dá)共同速度時(shí)

Mv0=(〃+m)v

得

v=-----

M+m

C正確；

D.磁鐵若能穿過金屬環(huán)，運(yùn)動的過程中系統(tǒng)的產(chǎn)生的熱量等于系統(tǒng)損失的動能，二者的末速度相等時(shí)損失的動能最

大，為

Q=-Mvo--（m+M］v2=MmVp

2°2V）2（M+m）°

D正確

【題目點(diǎn)撥】本題為結(jié)合楞次定律考查動量守恒定律應(yīng)用，要注意選取的研究對象是磁鐵與圓環(huán)組成的系統(tǒng)，可根

據(jù)楞次定律的表現(xiàn)來判斷物體運(yùn)動狀態(tài)的變化

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.D②.1.35③.0.5

【解題分析】（1）口］在干電池的電動勢和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)中，滑動變阻器應(yīng)選用最大阻值較小的，這是為了便于調(diào)節(jié);

（2）［2］UJ圖像的縱截距表示電源電動勢，由圖中可以讀出為1.35V；

圖像的斜率表示電源的內(nèi)阻，

12、①.6m/s②.31.5m

【解題分析】口］⑵汽車行駛速度為

54km/h=15m/s

汽車做勻減速運(yùn)動至停止，由

v-vQ-at

汽車剎車全過程的總時(shí)間

v-v0-15.

t=-------n=--------s=5s

—a—3

則剎車后3s時(shí)的速度為

v3=v0-at3=15m/s-3x3m/s=6m/s

剎車3s內(nèi)的位移為

x=%；%xq=x3m=31.5m

3

【題目點(diǎn)撥】本題為剎車問題，應(yīng)避開時(shí)間圈套，即首先應(yīng)先求解剎車停止的時(shí)間，然后在進(jìn)行計(jì)算；另外加速度一

般取負(fù)值，為常見的易錯(cuò)題型。

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、(1)vc=2m/s(2)3N

【解題分析】（1）設(shè)小球在C點(diǎn)的速度大小是vc,則對于小球由A-C的過程中，由動能定理得:

12

qE-2R—mgR=—mvc

解得：

vc=2m/s

⑵小球在C點(diǎn)時(shí)受力分析如圖

由牛頓第二定律得：

N