北京市某中学2022-2023学年高二年级下册第一次阶段性测试（期中）物理（解析版）

故选Ao

3.如图所示，两个不带电的导体A和B,用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电荷的物体C置

于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开，则（）

B.此时A电势低，B电势高

C.移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合

D.先把A和B分开，然后移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合

【答案】C

【解析】

【详解】A.把一带正电荷的物体C置于A附近，电子被吸引到A端，B端遗留了不能移动的原子核，此

时A带负电，B带正电，A错误；

B.处于静电平衡的导体是等势体，故A、B电势相等，B错误；

C.移去C,A端的电子又回到B端，恢复原来的状态，A、B下部的金属箔闭合，C正确；

D.先把A和B分开，然后移去C,A带负电，B带正电，A、B下的金属箔都不会闭合，D错误。

故选C。

4.随着集成电路广泛应用，对集成度的要求越来越高，集成度越高，各种电子元件越微型化，图中与

和&是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体。凡的边长是&边长的1。倍，通过两导体电流方向

如图，下列说法正确的是（）

C.与粒子质量成正比D.与磁感应强度成正比

【答案】D

【解析】

【详解】试题分析：带电粒子以速率v垂直射入磁感强度为B的匀强磁场中，由洛伦兹力提供向心力,

根据牛顿第二定律求出带电粒子圆周运动的周期，由电流的定义式得出电流的表达式，再进行分析.

解：设带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T,半径为r,则

2

V根丫2仃2»m

山由qvB=m一,俎得r=.~...-,TT--=----------==--―--------

rqBvqB

环形电流：1=一=且巨，可见，I与q的平方成正比，与v无关，与B成正比，与m成反比.

T2%m

故选D.

【点评】本题是洛伦兹力、向心力和电流等知识的综合应用，抓住周期与B、I的联系是关键.

7.如图所示是磁流体发电机的示意图，两平行金属板尸、。之间有一个很强的磁场。一束等离子体（即

高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）沿垂直于磁场的方向喷入磁场。把P、。与电阻R相连

接。下列说法正确的是（）

等离子体

A.。板电势高于尸板的电势

B.R中有由6向。方向的电流

C.若只改变磁场强弱，R中电流保持不变

D.若只增大粒子入射速度，R中电流增大

【答案】D

【解析】

【详解】AB.等离子体进入磁场，根据左手定则可知正电荷向上偏，打在上极板上，负电荷向下偏，打在

下极板上，所以上极板带正电，下极板带负电，则尸板的电势高于。板的电势，流过电阻R的电流方向由

。至AB错误；

C.根据稳定时电场力等于磁场力即

q一=qvB

d

则有

U=Bdv

再由欧姆定律有

TUBdv

R+rR+r

可知电流与磁感应强度成正比，改变磁场强弱，R中电流也改变，C错误；

D.由/=旦匕可以知道，若只增大粒子入射速度，R中电流也会增大，D正确。

R+r

故选D。

8.一个匀强磁场，磁场方向垂直于纸面，规定向里的方向为正。在磁场中有一细金属圆环，线圈平面位于

纸面内，现使磁感应强度B随时间/变化，先按图中图线变化，后来又按图线和cd变化，令用、

82、4分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，4、12、，3分别表示对应的电流，下列说法正确

的有（）

乙沿逆时针方向，右沿顺时针方向

A.EX<E2,

"沿逆时针方向，沿顺时针方向

B.EX>E2,A

沿顺时针方向，乙沿逆时针方向

C.EX<E2,A

D.62=石3，，2沿顺时针方向，，3沿逆时针方向

【答案】A

【解析】

【详解】设。点纵坐标为瓦，0〜4s时，直线斜率大小表示感应电动势的大小

磁通量是正向增大，由楞次定律知，感应电流/i是逆时针方向；7〜8s和8〜9s时，直线斜率是相同

的，故

石2=石3=丁=44

7〜8s磁通量是正向减小的，由楞次定律知，感应电流/2的方向是顺时针方向；8〜9s,磁通量是反向增

大的，刀是顺时针方向，故A正确，BCD错误。

故选Ao

9.在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡心和上，分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻

器R.闭合开关S后，调整R,使L和乙2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为/.然后，断开

S.若「时刻再闭合S,则在f前后的一小段时间内，正确反映流过Li的电流心、流过上的电流力随时间

f变化的图像是

【答案】B

【解析】

【详解】A.B.由于小灯泡L与电感线圈串联，断开S后再闭合，流过L的电流从无到有（即增大），电感线

圈对电流有阻碍作用,所以流过灯泡L的电流从0开始逐渐增大，最终达到I.故A错误，B正确。

C.D.由于小灯泡L,与滑动变阻器串联，断开S后再闭合，立即有电流通过L”当L电流逐渐增大时，流过

L2的电流逐渐减小，最终减到I.故C.D错误。

10.电阻为1C的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化

的图象如图。现把交流电加在电阻为9c的电热丝上，正确的是（）

B.电热丝的两端电压最大值为200V

C.电热丝的发热功率P=1800W

D.如果线圈的转速增大，电热丝的发热功率不受影响

【答案】C

【解析】

【详解】A.从图中可知

T=0.02s

角速度为

a>-——=-----=314rad/s

T0.02

A错误；

B.交流电压的最大值为Em=200V,电热丝的两端电压最大值

U=-^R=

mR+r

B错误；

C.交流电压的有效值

E=枭=100A/2V

0

则电热丝两端的电压有效值为

U=R=处叵x9V=900V

R+r10

消耗的功率为

2

0290,2

P=——=-----）—=1800W

R9

C正确；

D.如果线圈的转速增大，电流增大，电热丝的发热功率增大，D错误。

故C。

11.中国已投产运行的lOOOkV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原来采用

200kV的高压输电，输电线上损耗的电功率为尸。在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现

改用lOOOkV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为（）

PP

A.一B.—C.5PD.25P

255

【答案】A

【解析】

【详解】输电线上损失的功率为

AP=I~R=[—R==R

可知，损失的功率与电压的平方成反比，所以

所以输电线上损失的功率将变为

U2p

钻=TM=—

202125

故选A„

12.如图甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为55：6,其原线圈两端接入如图乙所示的正弦交流

电，副线圈通过电流表与负载电阻相连.若交流电压表和交流电流表都是理想电表，则下列说法中正确

的是

A.原线圈输入的正弦交变电流的频率是100Hz

B.变压器输入电压的最大值是220V

C.电压表的示数是24J^v

D.若电流表的示数为0.50A,则变压器的输入功率是12W

【答案】D

【解析】

【分析】由图乙可知交流电压最大值U〃,=22O0V,周期T=0.02s,可由周期求出频率的值，则可得交流

电压u的表达式”=220jisinl00m（V）,由变压器原理可得变压器副线圈的电压，根据尸=LA求出

输出功率，根据输入功率等于输出功率即可求出输入功率，

【详解】A、变压器不改变频率，由图乙可知交流电周期T=0.02s,可由周期求出正弦交变电流的频率是

50Hz,故A错误；

B、由图乙可知变压器输入电压的最大值是U,“=22O0V,故B错误；

C、根据变压器电压与匝数成正比知电压表示数为。2=［义220V=24V,故C错误；

D、变压器的输出功率£=U2/2=24X0.5W=12W,输入功率等于输出功率，则变压器的输入功率为

12W,故D正确；

故选D.

【点睛】根据图象准确找出已知量，是对学生认图的基本要求，准确掌握理想变压器的特点及电压、电

流比与匝数比的关系，是解决本题的关键.

13.如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面

向里。三个带电的微粒。、b、。电荷量的大小相等，质量分别为“,、㈣,、mc,已知在该区域内，。在

纸面内做匀速圆周运动，Z?在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动。下列正确的

是（）

XXX,XX

左XXXXX右

XXXXX

A.〃粒子可能带负电

B.。粒子一定带正电

C.a粒子的质量一定小于力粒子

D.4粒子的质量一定大于。粒子

【答案】C

【解析】

【详解】AC.微粒。向右做匀速直线运动，若。带负电，则电场力竖直向下，由左手定则判断洛伦兹力

竖直向下，重力竖直向下，不可能受力平衡；故6一定带正电，由平衡条件得

qE+qvhB^mbg

可得

qE<mbg

微粒a在纸面内做匀速圆周运动，必有

qE=mag

则有

<乙

故A错误，C正确；

BD.微粒c向左做匀速直线运动，若c带正电，电场力竖直向上，左手定则判断洛伦兹力竖直向下，重

力竖直向下，由平衡条件得

qE=mcg+qvcB

可得

qE>mcg

则有

ma>mc

若。带负电，电场力竖直向下，左手定则判断洛伦兹力竖直向上，重力竖直向下，由平衡条件得

qvcB=mcg+qE

无法比较qE与ag的大小，故也与名之间的大小也无法比较，故BD错误。

故选C。

14.如图所示，霍尔式位移传感器测量原理是：有一个沿z轴方向的磁场，磁感应强度B=Bo+kz（Bo、k

均为正的常数）；将传感器固定在霍尔元件上，沿z轴方向元件的厚度为d,保持通过霍尔元件的电流I

不变（方向如图中箭头所示）.当元件沿Z轴方向移动时，由于位置不同，霍尔元件在y轴方向上的上、

下表面的电势差U也不同，则（）

A.若图中霍尔元件是电子导电，则下板电势高

B.磁感应强度B越大，上、下表面的电势差U越小

C.电流I取值越大，上、下表面的电势差U越小

D.k越大，传感器灵敏度（坦）越高

二z

【答案】D

【解析】

【详解】

霍尔元件中移动的是自由电子，根据左手定则，电子向下表面偏转，所以上表面电势高.故A错误；最终

电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，设霍尔元件的长宽高分别为a、b、c,有

^--=qvB,电流的微观表达式为I=nqvS=nqvbc,所以

c

.B越大，上、下表面的电势差U越大.电流越大，上、下表面的电势差U越大.故B错误，C错

误.k越大，根据磁感应强度B=Bo+kz,知B随z的变化越大，根据

.知，U随z的变化越大，即传感器灵敏度（更）越高.故D正确.故选D.

叫bcZ

二、实验题（共18分）

15.（1）用螺旋测微器，测量金属丝直径，读数mm。

（2）用游标卡尺，测量小钢球直径，读数为mm。

―E5

O

01

IIF

H45

4O

【答案】®.1.980②.11.4

【解析】

【详解】（1）［1］螺旋测微器的精确值为0.01mm,由图可知金属丝直径为

d=1.5mm+48.0x0.01mm=1.980mm

（2）⑵10分度游标卡尺的精确值为0.1mm,由图可知小钢球直径为

£>=l.lcm+4xO.lmm=n.4mm

16.为了用单摆测量重力加速度g的值，有下列可供选择的仪器：

A.米尺

B.长约为1m的细线且系直径为1.8cm小钢球

C.长度为30cm左右的细线且系直径为1.8cm的塑料球

D.秒表；

E.打点计时器（包括纸带、重锤、复写纸）；

F.学生电源；

G.蓄电池；

H.铁架台；

I.天平

（1）从上面所列的仪器中挑选必需的仪器有（用符号表示）。

（2）实验中，要求在小球通过（填最高点或最低点）时开始计时。

（3）若小球直径为d,悬线长度为L,N次全振动的总时间为方，请写出重力加速度g的表达式:

（4）某个同学忘记测量小球直径，他以悬线的长度L作为横坐标，并以〃作为纵坐标，建立坐标系并

描绘出多组数据点，如下图，请回答下列问题:

②根据图像，得到该图线的斜率左s2/m（结果保留2位有效数字）;

③请给出计算当地重力加速度的表达式为（用含左的表达式）：g=

4万2解、+^

【答案】①.ABDH②.最低点

4万2

⑤.4.2##4.0##4.1##4.3##4.4⑥.—

k

【详解】(1)[1]A.实验需要用到米尺来测量摆长，A符合;

BC.实验过程中摆线需要尽量长一些，同时为了减小空气阻力的影响，应选密度较大的钢球，B符合，C

不符合；

D.实验需要用到秒表来记录时间，D符合；

EFG.实验过程不需要打点计时器与电源，EFG不符合；

H.实验过程需要用到铁架台来悬挂细线，H符合。

故必需的仪器应选择ABDH„

(2)⑵实验中，要求在小球通过最低点时开始计时，因为最高点误差较大。

(3)[3]单摆的摆长为L+4,由单摆周期公式

2

得重力加速度

4病储、+：

g=^2

(4)①[4]通过描点作图，使尽可能多的点落在图像上，不在图像上的点均匀分布在图像两侧得

，'TT£

6.0

90100110120130140Z/cm

②[5]通过图线纵坐标变化与横坐标变化比得该图线的斜率左=4.2s2/m。

③[6]由单摆周期公式

得

T2=—L

g

图像斜率为人,得当地重力加速度的表达式为

4万2

三、论述题（共4题。要求依据准确、图文并举、逻辑严密、回答切题）

17.均匀导线制成的电阻为R、质量为加的单匝正方形闭合线框abed,边长为L,将线框置于有界匀强

磁场上方某一高度处，如图。己知该磁场区域宽度也为L,磁场方向沿水平、垂直线框所在平面向里，磁

感应强度为5。现使线框由静止自由下落，线框平面保持与磁场方向垂直，且入c边始终保持水平。若线框

恰好以恒定速度通过磁场，重力加速度为g,空气阻力不计，问：

（1）线框穿越磁场的过程中，感应电流的方向如何？

（2）线框开始下落时，边与磁场上边界的距离

（3）线框穿越磁场的过程中，产生的总焦耳热。

XXXXX

【答案】（1）先逆时针，再顺时针；（2）汇鲁；（3）2mgL

25414

【解析】

【详解】（1）线框穿越磁场的过程中，通过线框的磁通量先向里增加，后向里减少，根据楞次定律可

知，线框中的感应电流方向先逆时针，再顺时针。

（2）线框进入磁场前做自由落体运动，则有

2gH”

线框进入磁场过程，有

F...

E=BLv,I=—,F堂=BIL

R

线框恰好以恒定速度通过磁场，根据受力平衡可得

F安=mg

联立解得

m~R2g

H=

2B4L4

(3)线框恰好以恒定速度通过磁场，则线框穿越磁场的过程中，根据能量守恒可知，产生的总焦耳热等

于线框减少的重力势能，则有

Q=2mgL

18.通过某交流电表的电流/随时间/变化的关系如图所示，问:

(1)该交流电周期T；

(2)该电流表的示数/是多少？

(3)一个周期T的时间内，通过电流表的电量q。

M/A

472

0

3：4〃10飞

-372

【答案】⑴0.02s；(2)5A；(3)0.1C

【解析】

【详解】(1)由图像可得该交流电周期

r=2xl0_2s=0.02s

(2)设电阻为A,根据交变电流有效值的定义有

°T°T2

I~R-+I；R-=fRT

解得

I=5A

(3)由

q=IT

得

q=0.1C

19.麦克斯韦电磁理论认为：变化的磁场会在空间激发一种电场，这种电场与静电场不同，称为感生电场

或涡旋电场。如图甲所示，空间存在竖直向上的匀强磁场（范围足够大），磁感应强度大小随时间的变化

关系为B=ht（左＞0且为常量）。半径为7?的圆形导体环水平放置，处在该匀强磁场中。该变化的磁

场会在空间产生圆形的涡旋电场，涡旋电场的电场线与导体环具有相同圆心的同心圆，同一电场线上各

点场强大小相同，方向沿切线。导体环中的自由电荷就会在感生电场的作用下做定向运动，产生感应电

流，或者说导体中产生了感应电动势，泯旋电场力充当非静电力，其大小与涡旋电场的场强E'关系满足

F=E'q,问：

（1）感应电流的方向？导体环中产生的感应电动势E的大小？

（2）图乙为图甲的俯视图，去掉导体环，在半径为尺的圆形弧线上有M、N两点，之间所夹的小

圆弧恰为整个圆周的工，将一个带电量为+4的带电小球沿着圆弧分别沿顺时针、逆时针从M移动到

6

N,则两种情况下，涡旋电场力分别对该小球所做的功？

（3）对比涡旋电场和静电场，分析涡旋电场中是否存在电势能的概念？请说明理由

【答案】（1）顺时针，石=气为2；（2）咻=次我、,%=—红单2；（3）静电场力做功与路径无

66

关，但涡旋电场力做功与路径有关，所以不存在电势能的概念

【解析】

【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律可得，导体环中产生的感应电动势

AtAt

方向沿着顺时针方向。

（2）半径为A