北京市海淀区北京医学院附属中学2023-2024学年物理高二上期末学业水平测试试题含解析

北京市海淀区北京医学院附属中学2023-2024学年物理高二上期末学业水平测试试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、两个相同的圆形线圈，通以方向相同但大小不同的电流I1和I2，如图所示．先将两个线圈固定在光滑绝缘杆上，问释放后它们的运动情况是（）A.相互吸引，电流大加速度大B.相互吸引，加速度大小相等C.相互排斥，电流大的加速度大D.相互排斥，加速度大小相等2、有一个电风扇,额定电压为U，额定功率为P，电动机线圈的电阻为R，把它接入电压为U的电路中，下列计算时间t内产生热量的方法中正确的是()A.B.C.D.3、中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图．结合上述材料，下列说法不正确的是A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B.地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用4、如图所示，这是一辆汽车在向左减速过弯道，下面选项图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是()A. B.C. D.5、关于物理学史，下列说法中正确的是（）A.奥斯特首先发现了电流的热效应B.法拉第发现了电磁感应现象C.楞次认为构成磁体的分子内部存在一种环形电流——分子电流D.洛仑兹发现了电流的磁效应6、在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线，如图所示，四根导线中电流I4＝I3>I2>I1，要使O点磁场增强，则应切断哪一根导线中的电流()A.I1 B.I2C.I3 D.I4二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，用细绳悬挂一矩形导线框且导线框底边水平，导线框通有逆时针方向的电流（从右侧观察）．在导线框的正下方、垂直于导线框平面有一直导线PQ．原PQ中无电流，现通以水平向右的电流，在短时间内（）A.从上往下观察导线框顺时针转动B.从上往下观察导线框向右平移C.细绳受力会变得比导线框重力大D.导线框中心的磁感应强度变大8、如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。原线圈通过一理想电流表A接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端。假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大．用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则（）A.Uab∶Ucd=n1∶n2B.减小负载电阻R的阻值，电流表的读数变大C.减小负载电阻R的阻值，c、d间的电压Ucd不变D.将二极管短路，变压器的输入功率变为原来的4倍9、如图所示，半径为R的光滑半圆弧绝缘轨道固定在竖直面内，磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直轨道平面向里．一可视为质点，质量为m，电荷量为q（q>0）的小球由轨道左端A无初速度滑下，当小球滑至轨道最低点C时，给小球再施加一始终水平向右的外力F，使小球能保持不变的速率滑过轨道右侧的D点，若小球始终与轨道接触，重力加速度为g，则下列判断正确的是A.小球在C点受到的洛伦兹力大小为B.小球在C点对轨道的压力大小为3mg+C.小球从C到D的过程中，外力F的大小保持不变D.小球从C到D的过程中，外力F的功率逐渐增大10、如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1V、2V、3V，正六边形所在平面与电场线平行．下列说法正确的是（）A.通过CD和AF的直线应为电场中的两条等势线B.匀强电场的电场强度大小为10V/mC.匀强电场的电场强度方向为由C指向AD.将一个电子由E点移到D点，电子的电势能将减少三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻Rx，以下给出的是可能的操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆挡调零旋钮，把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上________a．旋转S使其尖端对准欧姆挡×1kb．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔c．旋转S使其尖端对准欧姆挡×100d．将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔e．旋转S使其尖端对准交流500V挡，并拔出两表笔根据上图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为________Ω12．（12分）图（a）为某简易多用电表的电路图．图中G是表头；E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻；R6是可变电阻；虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连．该多用电表有5个挡位，分别为：直流电压2.5V挡和5V挡，直流电流2.5mA挡和10mA挡，欧姆×100Ω挡(1)图（a）中的A端与___________（填“红”或“黑”）色表笔相连接(2)某次测量时该多用电表指针位置如图（b）中的c位置所示．若此时多用电表使用的是直流电压2.5V挡，则多用电表读数为_____________V；若此时多用电表使用的是欧姆×100Ω挡，则读数为_____________Ω(3)某次使用欧姆挡时，先将两表笔短接，若多用电表指针位置如图（b）中的d位置，则应应将R6接入电路的电阻调______(填“大”或“小”)，才能使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置(4)当多用电表使用10mA档时，虚线方框内的换挡开关应与________号接线柱连接四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m，a、b间的电场强度为E=5.0×105N/C，b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m=4.8×10-25kg、电荷量为q=1.6×10-18C的带正电的粒子(不计重力)，从贴近a板的左端以v0=1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的Q处（图中未画出）．求P、Q之间的距离L14．（16分）如图，两根间距为L＝0.5m的平行光滑金属导轨间接有电动势E＝3V、内阻r＝1Ω的电源，导轨平面与水平面间的夹角θ＝37°．金属杆ab垂直导轨放置，质量m＝0.2kg．导轨与金属杆接触良好且金属杆与导轨电阻均不计，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中．当R0＝1Ω时，金属杆ab刚好处于静止状态，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8（1）求磁感应强度B的大小；（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，求金属杆的加速度15．（12分）ABC表示竖直放在电场强度为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BC部分是半径为R的圆环，轨道的水平部分与半圆环相切．A为水平轨道上的一点，而且AB=R=0.2m，把一质量m=0.1kg，带电量为q=+C的小球，放在A点由静止释放后，求：（g=10m/s2）(1)小球到达C点的速度大小(2)小球在C点时，轨道受到的压力大小

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、B【解析】同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，根据牛顿第二定律比较两个线圈的加速度大小【详解】两个圆形线圈，电流同向，根据同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，知两线圈相互吸引．因为线圈1对线圈2的力和线圈2对线圈1的力大小相等，方向相反，根据牛顿第二定律知，加速度大小相等．故B正确，ACD错误．故选B【点睛】解决本题的关键掌握同向电流、异向电流的关系．同向电流相互吸引，异向电流相互排斥2、B【解析】A．电风扇正常工作时产生的热量是由于内阻发热产生的，所以t时间内产生的热量为；由于是非纯电阻电路，故，故，故A错误；BD．由于，，故，B正确D错误；C．电风扇的功率为P，而电风扇消耗的电能大部分转化为机械能，所以产生的热量：，C错误；故选B。3、C【解析】A．根据题意可知，地理南、北极与地磁场存在一个夹角，磁偏角，故两者不重合，A正确；B．地磁南极在地理的北极附近，地磁北极在地理的南极附近，B正确；C．由于地磁场的磁场方向沿磁感线切线的方向，故只有赤道处地磁场的磁场方向才与地面平行，C错误；D．在赤道处，磁场方向水平，而射线是带电粒子，运动方向垂直磁场方向，根据左手定则可得射向赤道的粒子受到洛伦兹力的作用，D正确【点睛】地球本身是一个巨大的磁体．地球周围的磁场叫做地磁场．地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，所以地磁场的方向是从地磁北极到地磁南极4、A【解析】汽车做的是曲线运动，汽车受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧，由于赛车是左减速过弯道，速度在减小，所以合力与汽车的速度方向的夹角要大于90°，故A正确，BCD错误．故选A.5、B【解析】A．焦耳首先发现了电流的热效应，选项A错误；B．法拉第发现了电磁感应现象，选项B正确；C．安培认为构成磁体的分子内部存在一种环形电流——分子电流，选项C错误；D．奥斯特发现了电流的磁效应，选项D错误；故选B。6、D【解析】从图中可得在O点产生的磁感应强度的方向都为垂直纸面向里，而在O点产生的磁感应强度方向为垂直纸面向外，故要使O点磁场增强，则应该切断，D正确【点睛】本题利用安培定则判断磁场方向比较简单，但磁场叠加，较为复杂，采用作图法可防止思路出现混乱二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、ACD【解析】A.由安培定则判断出通电导线Q在线框处磁场方向从里向外，根据左手定则，知外侧电流受安培力向左，内侧电流受安培力向右，从上往下看，导线框将顺时针转动，故A项正确，B项错误；C.线框沿顺时针方向转动一个小角度后，靠近导线Q处的边的电流的方向向右，由左手定则可知，其受到的安培力的方向向下，所以整体受安培力向下，细绳受力会变得比导线框重力大．故C项正确；D.线框沿顺时针方向转动一个小角度后，电流PQ产生的磁场方向从里向外穿过线框，根据安培定则，线框产生磁场的方向也是从里向外，则线框中心的磁感应强度变大．故D项正确8、BC【解析】A．假设副线圈两端电压的有效值为U2，根据理想变压器的电压与匝数成正比，即有，而因二极管的单向导电性，cd间电压的有效值并不等于副线圈两端的电压有效值，所以Uab：Ucd不等于n1：n2，故A错误；B．副线圈两端的电压依赖于输入电压和匝数，所以副线圈两端的电压不变，电阻减小，则电流增大，副线圈的功率增大，最后使得输入功率增大，而输入电压不变，最后使得电流增大，所以电流表的示数增大，故B正确；C．cd间的电压由原线圈的输入电压以及原、副线圈的匝数比有关，与负载电阻无关，所以cd间的电压Ucd不会随着负载电阻变化，故C正确；D．假设副线圈两端交变电压的峰值为Um，副线圈回路的电流峰值为Im，则二极管短路前有：副线圈两端电压的有效值，由计算电阻R的电能得，求得，副线圈回路电流的有效值，由W=I2Rt计算电阻R的电能得，解得，则，二极管短路后有：cd两端电压等于副线圈两端电压，即，流经定值电阻R的电流，则，所以，由于理想变压器原线圈上的功率与副线圈的相等，所以将二极管短路，变压器的输入功率变为原来的2倍，故D错误；故选BC。9、AD【解析】A.由于洛伦兹力不做功，所以从A到C过程中，只有重力做功，故有，解得，在C点受到竖直向上的洛伦兹力，大小为，A正确；B.在C点，受到向上的洛伦兹力，向上的支持力，向下的重力，三者的合力充当向心力，故有，解得，B错误；C.小球从C到D过程中，洛伦兹力和支持力沿水平方向的分力增大，所以水平外力F的增大．C错误；D.小球从C到D的过程中小球的速率不变，而洛伦兹力和支持力不做功，所以小球的动能不变，拉力F的功率与重力的功率大小相等，方向相反．由运动的合成与分解可知，小球从C向D运动的过程中，竖直方向的分速度越来越大，所以重力的功率增大，所以外力F的功率也增大，D正确.故选AD。【点睛】带电粒子在复合场中运动问题的分析思路

正确的受力分析除重力．弹力和摩擦力外，要特别注意电场力和磁场力的分析

正确分析物体的运动状态找出物体的速度．位置及其变化特点，分析运动过程．如果出现临界状态，要分析临界条件带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子的受力情况（1）当粒子在复合场内所受合力为零时，做匀速直线运动（如速度选择器）（2）当带电粒子所受的重力与电场力等值反向，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动（3）当带电粒子所受的合力是变力，且与初速度方向不在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线，由于带电粒子可能连续通过几个情况不同的复合场区，因此粒子的运动情况也发生相应的变化，其运动过程也可能由几种不同的运动阶段所组成10、ACD【解析】A、连接AC，AC中点电势为2V，由正六边形对称性，则EB、AF、CD均为电场中的等势线，故A正确B、匀强电场的场强大小为，故B错误C、电场线方向与EB垂直，即为C→A，故C正确D、将一个电子由E点移到D点，电场力做负功电子的电势能增加，故D正确所以应该选ACD三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、①.adbe②.3×104Ω（或3.0×104Ω）【解析】使用欧姆表测电阻，应选择合适的挡位，使指针指在中央刻度线附近，选择挡位后要进行欧姆调零，然后测电阻，欧姆表使用完毕，要把选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡．多用电表测电阻的结果应是读数与倍率的乘积【详解】待测阻值约为几十千欧，则欧姆表应选择欧姆挡×1k；选择挡位后，应进行欧姆调零；然后测量电阻；最后把选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡．所以正确的步骤是adbe欧姆表指针位置如图，选择挡位为欧姆挡×1k；则被测电阻的阻值约为12、①.(1)黑②.(2)1.48（1.46-1.49）③.1.1×103④.(3)小⑤.(4)1【解析】（1）欧姆表内置电源正极与黑表笔相连，红表笔与负极相连，分析图示电路图答题；（2）根据多用电表所测量的量与量程确定其分度值，然后根据指针位置读出其示数；（3）欧姆表的工作原理是闭合电路的欧姆定律，根据欧姆表工作原理分析答题；（4）表头并联的电阻越小，其改装后的量程越大【详解】（1）由图（a）所示电路图可知，A端与欧姆表内置电源的正极相连，所以A为黑表笔；（2）若此时多用电表使用的是直流电压2.5V挡，则用0-250的量程先读数，再除以100，即为最后读数，所以此时的电表读数为：．（1.46-1.49均正确）；若此时多用电表使用的是欧姆×100Ω挡，则此时的电阻读数为：；（3）指针指在d，说明接入电路的电阻偏大，此时电流小于表头满偏电流，所以若将阻值往小调，这时即可达到目的，即可以让欧姆表指针指零；（4）若表头G并联的电阻越小，其量程越大，故当多用电表使用10