2023-2024學年北京市昌平區(qū)高二年級上冊1月期末考試物理試卷含答案

昌平區(qū)2023-2024學年第一學期高二年級期末質量抽測

物理試卷

2024.1

本試卷共8頁，共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?？荚嚱Y束后，將答題卡交回。

第一部分

本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的

一項。

1.下列物理量，屬于矢量的是（）

A.電場強度B.電勢C.電流D.磁通量

2.關于電荷，下列說法正確的是（）

A.電荷量很小的電荷就是元電荷

B.物體所帶的電荷量可以是任意的

C.在國際單位制中，電荷量的單位是庫侖

D.摩擦起電的過程實質上是創(chuàng)造電荷的過程

3.一個帶正電的球體M放在絕緣支架上，把系在絕緣絲線上的帶電小球N掛在橫桿上的Pi處。當小球N靜

止時，絲線與豎直方向的夾角為仇如圖1所示。在將懸點由Pi處緩慢移到B處的過程中，觀察到夾角。增

大。由此可知（）

M

o

C-

A.小球N帶負電

B.懸點由Pi處緩慢移到P2處的過程中，小球N受到的靜電力增大

C.M與N間的靜電力大小與它們間的距離的平方成正比

D.M與N間的靜電力大小與它們的電荷量乘積成正比

4.如圖2所示，在正點電荷。產生的電場中有。、b兩點,用反、分別表示。點和b點的電場強度大小，

用他、0b分別表示。點和方點的電勢，用％、Epb分別表示同一負試探電荷在。點和力點的電勢能。下列關

系式正確的是（）

((

A.Ea>Eh,(pa<(phB.E(t<Eb,pa>ph

C.<pQ><pb,Eg<EgD.%>%，

5.某空間中存在磁場，一電流元/△/放在某點受到的最大磁場力為E下列說法正確的是（）

A.該點處的磁感應強度大小為￡

IM

B.該點處的磁感應強度方向與F的方向相回

C.如果電流元的電流增大，該點處的磁感應強度也增大

D.如果撤去電流無，該點處的磁感應強度變?yōu)榱?/p>

6.下列說法正確的是（）

A.穿過某一回路的磁通量不為零，回路中將產生感應電動勢

B.穿過某一回路的磁通量發(fā)生變化，回路中將產生感應電動勢

C.穿過某一回路的磁通量越大，產生的感應電動勢越大

D.穿過某一回路的磁通量變化越大，產生的感應電動勢越大

7.在如圖3所示的電路中，電源電動勢為E內阻為「；滑動變阻器的總電阻/?大于電源內阻；電流表和電壓

表均可視為理想電表。閉合開關S,當滑動變阻器觸頭P從左端開始向右移動為過程中，下列說法正確的是

A.電流表、電壓表的示數(shù)均增大

氏電流表、電壓表的示數(shù)均減小

C.電源的輸出功率增大

D.電源的輸出功率先增大后減小

8.某同學做靜電感應實驗，想讓一個不帶電的導體球甲帶電，操作步驟及結論如下：①把甲球移近帶負電的

絕緣導體球乙，但甲、乙兩球不接觸；②用手觸摸甲球；③手指移開；④移開乙球；⑤甲球帶正電；⑥甲球

帶負電，上述操作過程和結論均正確的是（）

A.①一②一③一④一⑤B.①一②一④一③一⑥

C.①一②③④-⑥D.①②④一③一⑤

9.如圖4所示，勻強磁場的磁感應強度為8,直角三角形導線框而c通以恒定電流/,放置在磁場中。已知H

邊長為/,與磁場方向平行；從邊長為2/,與磁場方向垂直。下列說法正確的是（）

B

A.ab邊所受安培力大小為BIl

B.be邊所受安培力大小為BIl

C.ca邊所受安培力大小為逐5〃

D.整個導線框所受安培力為0

10.某同學發(fā)現(xiàn)，一電源在使用過程中，當通過它的電流大小有明顯變化時，辟端電壓的變化并不明顯。其原

因可能是（）

A.電源為阻很大B.電源內阻很小

C.電源電動勢很大D.電源電動勢很小

11.某掃地機器人利用自身攜帶的小型吸塵部件吸塵。已知機器人電池容量為3000mA?h,電機兩端電壓為

15V,吸塵時的額定功率為30W,輸出功率為22W。下列說法正確的是（）

A.“mA?h”是能懸單位

B.吸塵時通過電機的電流為1.5A

C.該機器人電機的電阻為5.5Q

D.理論上，該機器人充滿電后可工作1.5h

12.如圖5所示，利用電壓傳感器和電流傳感器觀察電容器的充、放電過程。先將單刀雙擲開關S置于接線柱

1,給電容器充電；充電結束后，再將開關S置于接線柱2,電容器放電。傳感器采集所測電路的電壓、電流

信號，得到電容器充、放電過程電壓U和電流/隨時間，變化的圖像，分別如圖6（甲）和（乙）所示。下

列說法正確的是（）

A.電容器充電過程，電流和電壓都逐漸增大

B.電容器充電過程，電壓逐漸增大而電流逐漸減小

C.電容器放電過程，極板帶電量均勻減少

D.電容器放電過程，電容器的電容減小

13.如圖7（甲）所示，100匝（圖中只畫了2匝）圓形線圈面積為O.Olm-電阻不計。線圈內存在方向垂直

BIn

M（乙）

（2）某次用多用電表測量電阻和直流電壓時指針位置如圖10所示，若選擇開關置于:

①“xlk”位置，則電阻的測量值為kC；

②"10V”位置，則電壓的測量值為Vo

某學習小組做“測量金屬絲的電阻率”的實驗。

（1）使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d，某次測量時螺旋測微器的示數(shù)如圖11所示，其讀數(shù)為

（2）圖12中（甲）和（乙）是測量金屬絲電阻Rx的兩種電路，其主要區(qū)別是滑動變阻器的連接方式不同,

一般稱甲為“分壓電路"，乙為''限流電路二

若需要待測電阻&兩端電壓從零開始連續(xù)變化，應選用（選填“甲”或“乙）電路。

（3）測量金屬絲的電阻上時,某同學按“分樂電路”連接實驗器材,如圖13所示.其中（選填

“①”“②”或“③”）連線是錯誤的。

圖13圖14

（4）該同學正確地完成了實驗操作，在坐標系中標出了測量數(shù)據(jù)的坐標點，并描繪出了U-/圖線，如圖

14所示。根據(jù)圖線可知，該金屬絲的電阻值&二C（結果保留兩位有效數(shù)字）。

（5）關于實驗誤差的分析，下列說法正確的是。

A.多次測量金屬絲直徑求平均值可以減小系統(tǒng)誤差

B.用U-/圖像處理實驗數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差

C.電流表外接時，電壓表分流會導致電阻測量值偏小

D.電流表外接時，電流表分壓會導致電阻測量值偏大

（6）電導率。是電阻率的倒數(shù)，常用單位是（C?cm）T。某種飲用水的電導率約為1.0xl0-3（c.cm）T。將

該飲用水灌入一個高約12cm、容積約240mL的薄壁塑料瓶中，瓶的兩端用兩個略小于瓶底面積的固定金屬

圓片電極密封，如圖15所示。能否用圖13中的實驗器材較為精確地測量該飲用水的電導率？簡要闡述理

一水平放置的平行板電容器，兩極板間電場可視為勻強電場。一電子從兩極板間的中央點以初速度vo垂直于

極板間的勻強電場飛入，恰能從下極板右邊緣飛出，如圖16所示。已知兩極板間距為d,板長為L,電子的

質量為機，電荷量為e。不計電子的重力。求：

（1）電子在兩極板間的加速度大小a；

（2）兩極板間電壓（/；

（3）在此過程中電場力對電子所做的功W。

18.（9分）

質譜儀是一種研究帶電粒子的重要工具，它的構造原理如圖17所示。粒子源S產生的帶正電粒子首先經

M、N兩帶電金屬板間的電場加速，然后沿直線從縫隙0垂直于磁場方向進入磁感應強度為8的勻強磁場,

在磁場中經過半個圓周打在照相底片上的P點。已知M、N兩板間電壓為U,粒子的質量為小、電荷量為

如若粒子進入電場時的速度、所受重力及粒子間的相互作用力均可忽略。

（1）求粒子離開加速電場時速度的大小V；

（2）求0、尸兩點間的距離小

（3）有同學認為，若保持M、N兩板間電壓不變，增大兩板間距離，上述粒子將打在P點的下方。你認為

這個說法是否正確？簡要說明理由。

19.（10分）

如圖18（甲）所示，相距為L的平行金屬導軌置于水平面內，導軌間接有定值電阻凡質量為小的金屬棒

初與兩導軌垂直并保持良好接觸，整個裝置放在磁感應強度大小為3、方向垂直導軌平面向下的勻強磁場

中。片0時刻，對金屬棒時施加一與導軌平行的恒定拉力F,使其由靜止開始做加速直線運動。不計金屬棒

與導軌的電阻及金屬棒與導軌間的摩擦。

（1）從廠0時刻開始計時，在圖18（乙）所示的坐標系中定性畫出金屬棒裙的速度大小u隨時間f變化的

圖像：并求出金屬棒時的最大速度為。

（2）已知金屬棒時從開始運動到速度達到最大時的位移為弟求在此過程中安培力對金屬棒而所做的功

跌。

（3）本題中通過安培力做功實現(xiàn)了能量轉化。我們知道安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，洛倫茲力對運動電荷

不做功，這似乎出現(xiàn)了矛盾，請結合圖18（丙）所示情境，分析說明當金屬棒而以速度卜向右運動時，自

由電子所受洛倫茲力是如何在能量轉化過程中起作用的？

xcz>cX

B

X<x

x

b

（丙）

20.（12分）

物理學中的宏觀現(xiàn)象與粒子的微觀行為之間存在必然聯(lián)系，從微觀角度分析宏觀現(xiàn)象產生的本質原因是物理

學的重要研究方法。

（1）如圖19所示，一段橫截面積為S、長為L的直導線，單位體積內有〃個芻由電子，電子電荷量為e。該

導線兩瑞加電壓時，自由電子定向移動的平均速率為九

a.請推導導線中的電流/與u之間關系式。

b.將該通電直導線放在磁感應強度B的勻強磁場中，電流方向與磁感線垂直，導線所受安培力大小為

F=BIL。請由安培力的表達式推導洛倫茲力的表達式戶e田。

（2）如圖20所示的霍爾元件，寬度和厚度分別為〃和d,放在沿-z方向的勻強磁場B中，當元件通有沿x

方向的電流/時，在元件的上側面和下側面之間會產生電勢差U。已知該霍爾元件的載流子是電子，電荷量

為e,單位體積中的自由電子數(shù)為〃.

a.請證明：U=—

neh

b.由上問可知，在/、〃、e、〃一定的條件下，U與8成正比，由U的數(shù)值可以比較B的大小，因此可以用這

種元件探測某空間磁場的磁感應強度。該元件的擺放的方向對測量結果是否有影響？簡要說明理由。

昌平區(qū)2023-2024學年第一學期高二年級期末質量抽測

物理試卷參考答案及評分標準2024.1

第一部分

單項選擇題。本題共14小題，每小題3分，共42分。

題號1234567891011121314

答案ACBCABDADBDBCC

第二部分

本部分共6題，共58分。

15.（6分）

（1）BC（2分）（2）①10（2分）②6.2（2分）

16.（12分）

（1）0.900（2分）（2）甲（2分）（3）②（2分）

（4）43（2分）（S）RC（2分）

（6）不能。由電阻定律和可得塑料瓶中裝滿該飲用水后的電阻為R=L?a=600C。當該同學用

p（JS

E

上述裝置進行檢測時，電路中最大電流為/=—k0.005A,幾乎無法使電流表指針發(fā)生偏轉。因此不能用

R

上述實驗裝置完成精確測量。（2分）

17.（9分）

（1）電子做類平拋運動，水平方向L=

豎直方向'

22

解得。二察

（2）根據(jù)牛頓第二定律尸=”

電子所受電場力F=eE

兩板間電電壓U=&7

解得挈

el：

（3）電子進入和離開電場兩點間電勢差為巨，電場力做功W=e且

22

解得W=與*

18.（9分）

（1）帶電粒子在電場中加速，做根據(jù)動能定理

qurr=—1mv2

解得口=廬口

Vm

（2）帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，設其軌道半徑為八根據(jù)牛頓第二定律

\r2

qvB=tn——

（3）不正確。由（2）結果可知：當q、m、U、8不變時，L不變，與M、N兩板間距無關，故粒子仍打在

照相底片上的尸點。（2分）

19.（10分）

（1）金屬棒ab的速度大小v隨時間t變化的圖像如答圖1所示。

金屬棒切割磁感線產生的感應電動勢￡：=BLu

F

回路中的感應電流/=一

R

金屬棒受到的安培力FA=BIL

當尸=用時，速度丫最大

解得“簽

1、

（2）根據(jù)動能定理&+叼=5機年

mF2R2

解得可Fx

284rt

（3）自由電子所受洛倫茲力的示意圖如答圖2所示。

x

x

V

X

心

X

b

答圖2

設自由電子電荷量為e,垂直導體棒運動的速度為V時，受到沿棒方向的洛倫茲力工該力使自由電

子以速度〃向b端移動，對自由電子做正功。在時間內，做功邛=工”加="8〃加。

垂直棒方向的洛倫茲力人二/山，該力阻礙電荷向右運動，對電荷做負功。在△，時間內，做功

W2=-f2?vAr=-euBvAt

叫=一也，即導體棒中一個自由電