北京市东城区第十一中学2023年物理高二第一学期期末达标检测试题含解析.doc

北京市东城区第十一中学2023年物理高二第一学期期末达标检测试题
注意事项：
1． 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

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、如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置．其核心部分是两个D形金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连．则下列说法正确的是 （ ）

A.带电粒子从磁场中获得能量
B.带电粒子加速所获得的最大动能与加速电压的大小有关
C.带电粒子加速所获得的最大动能与金属盒的半径有关
D.带电粒子做圆周运动的周期随半径增大而增大
2、如图所示，a、b是一对平行金属板，分别接到直流电源两极上，右边有一挡板，正中间开有一小孔d，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，在a、b两板间还存在着匀强电场E。从两板左侧中点c处射入一束负离子(不计重力)，这些负离子都沿直线运动到右侧，从d孔射出后分成3束．则下列判断正确的是( )

A.这三束负离子的速度一定不相同
B.这三束负离子的电荷量一定不相同
C.这三束负离子的比荷一定不相同
D.这三束负离子的质量一定不相同
3、如图所示，实线表示一正点电荷和金属板间的电场分布图线，虚线为一带电粒子从P点运动到Q点的运动轨迹，带电粒子只受电场力的作用。那么下列说法正确的是(　　)

A带电粒子从P到Q过程中动能逐渐增大
B.P点电势比Q点电势高
C.带电粒子在P点时具有的电势能大于在Q点时具有的电势能
D.带电粒子加速度逐渐变大
4、如图，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻．线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界线OO′平行，线框平面与磁场方向垂直．设OO′下方磁场区域足够大，不计空气阻力影响，则下列图像不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律（）

A. B.
C. D.
5、如图所示，面积为S的线圈平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，一半在磁场中，则穿过线圈的磁通量为

A.0 B.BS
C.BS D.2BS
6、如图质量为m、电荷量为q的带负电粒子，以速度v0沿OO方向垂直射入相互正交的竖直向下的匀强电场E和水平向里匀强磁场B，从P点离开该区域的速率为vp，此时侧移量为s，下列说法中正确的是（）

A.在P点带电粒子所受的磁场力一定比电场力小
B.带电粒子的加速度大小恒为
C.带电粒子在P点的速率vP=
D.带电粒子到达P点的速率vP=
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、在如图所示电路中，L1、L2、L3是三只小灯泡，电源电动势为E．三只灯泡原来都能发光，当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时，对于各灯亮度变化情况，下列判断正确的是

A.L1变暗 B.L2变暗
CL3变暗 D.L3亮度不变
8如图所示，两导体板水平放置，两板间电势差为U，带电粒子（不计重力）以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U、B、比荷（）、v0的变化情况为（　　）

Ad随v0增大而增大，d与U无关
B.d随v0增大而增大，d随U增大而增大
C.d随U增大而减小，d与v0无关
D.d随B增大而减小，d随比荷增大而减小
9、如图所示，不计电阻的光滑U形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框上，H、P的间距很小．质量为0.2 kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1m的正方形，其有效电阻为0.1 Ω.此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B＝(0.4-0.2t) T，图示磁场方向为正方向．框、挡板和杆不计形变．则(　　)

A.t＝1s时，金属杆中感应电流方向从C到D
B.t＝3s时，金属杆中感应电流方向从D到C
C.t＝1s时，金属杆对挡板P的压力大小为0.1N
D.t＝3s时，金属杆对挡板H的压力大小为0.2N
10、如图所示，A、B是圆心角为120°的一段圆弧的两个端点，D是圆弧的中点，圆弧的圆心是O，半径为r，AB与CD相交于C点，电荷量均为Q的两个正点电荷分别固定于A、B两点。静电力常量为k。下列说法正确的是（）

A.O、D两点的电势相等
B.O、D两点的电场强度相等
C.D点的电场强度大小为
D.将一负点电荷从O沿直线OD移到D，其电势能先增加后减少
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）用相同的灵敏电流计改装成量程为3V和15V两个电压表，将它们串联接入电路中，则它们的指针偏角之比为______，读数之比______.
12．（12分）一个量程为 0～300μA的电流表，内阻为1000Ω，再给它串联一个 99000Ω的电阻，将它改装成电压表，改装后电压表的量程为_______V ，用它来测量一段电路两端的电压时，表盘指针如图，这段电路两端的电压是_______V

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L

14．（16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
15．（12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
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、C
【解析】A、由回旋加速器原理可知，它核心部分是两个D形金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连，两盒间的窄缝中形成匀强磁场，交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等，粒子在圆周运动的过程中一次一次地经过D形盒缝隙，两盒间的匀强电场一次一次地反向，粒子就会被一次一次地加速，在磁场中洛伦兹力不做功，带电粒子是从电场中获得能量的，故A错误.
B、粒子从D形盒出来时速度最大，由qvB=m，粒子被加速后的最大动能Ekm=m=,可见带电粒子加速所获得的最大动能与回旋加速器的半径有关，与加速电压的大小无关，故B错误，C正确.
D、高频电源周期与粒子在磁场中匀速圆周运动的周期相同，由带电粒子做圆周运动的周期T=2可知，周期T由粒子的质量、电量和磁感应强度决定，与半径无关，故D错误.
故选C
【点睛】解决本题关键是掌握加速器的工作原理以及加速器的构造，注意粒子是从电场中获得能量，但回旋加速器的最大速度与电场无关，与磁感应强度和D形盒的半径有关.
2、C
【解析】A．3束离子在复合场中运动情况相同，即沿水平方向直线通过故有

所以

故三束正离子的速度一定相同．故A错误；
B．3束离子在磁场中有

故

由于三束正离子的在磁场中圆周运动的轨道半径不同，故比荷一定不相同，然而正离子质量可能相同，电量也有可能相同，故BD错误，C正确；
故选C。
【点睛】速度选择器是利用电场力等于洛伦兹力的原理进行工作的，故速度选择器只能选择速度而不能选择电性。
3、B
解析】根据粒子的运动轨迹可以判断粒子的运动方向和受力方向，判断粒子由P到Q电场力做负功，电势能增加，动能减小；再根据沿着电场线电势降低，可以判断P点电势比Q点电势高；加速度的大小取决于电场强度的大小，也就是电场线的疏密，由图可知从P到Q加速度逐渐减小。
【详解】A．由粒子运动的轨迹可以判断，粒子受到的电场力为引力，带电粒子从P到Q过程中电场力做负功，粒子的动能逐渐减小，故A错误；
B．沿电场方向电势降低，所以P点电势比Q点电势高，故B正确；
C．带电粒子从P到Q过程中电场力做负功，电势能增加，故C错误；
D．电场线密的地方电场强度大，电场线疏的地方电场强度小，所以粒子在P点时受到的电场力大，所以带电粒子的加速度逐渐减小，故D错误；
故选B。
【点睛】考查静电场中根据电场线和运动轨迹判断电势，电场强度等问题。
4、A
【解析】线框先做自由落体运动，ab边进入磁场做减速运动，加速度应该是逐渐减小，而A图象中的加速度逐渐增大．故A错误．线框先做自由落体运动，ab边进入磁场后做减速运动，因为重力小于安培力，当加速度减小到零做匀速直线运动，cd边进入磁场做匀加速直线运动，加速度为g．故B正确．线框先做自由落体运动，ab边进入磁场后因为重力大于安培力，做加速度减小的加速运动，cd边离开磁场做匀加速直线运动，加速度为g，故C正确．线框先做自由落体运动，ab边进入磁场后因为重力等于安培力，做匀速直线运动，cd边离开
【点睛】解决本题的关键能够根据物体的受力判断物体的运动，即比较安培力与重力的大小关系，结合安培力公式、切割产生的感应电动势公式进行分析
5、B
【解析】根据磁通量公式Φ＝BS，因为图中有效面积为S，所以B项正确
6、C
【解析】由轨迹知粒子初始时所受电场力大于磁场力，向上偏转；到P点时，速度增加，故洛仑兹力增加，把洛伦兹力分沿速度方向F1和垂直速度方向F2，F2与电场力的径向分力F3的合力提供向心力，F2大于F3，粒子在P点所受磁场力有可能比电场力大，故A错误；电粒子在P点的受电场力qE和洛伦兹力qv0B，因为洛伦兹力是变力，所以合力不是qv0BqE，故加速度不是，故B错误；对粒子的偏转过程，根据动能定理，有，解得：，故C正确，D错误．所以C正确，ABD错误

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、AB
【解析】由图可知L2与R串联后与L3并联，再与L1串联；由滑片的移动可知滑动变阻器接入电阻的变化，则可知总电阻的变化；由闭合电路的欧姆定律可知电路中电流的变化，即可知L1亮度的变化；由闭合电路的欧姆定律可得出并联电路的电压变化，从而知两灯亮度的变化
【详解】当滑片右移时，滑动变阻器接入电阻增大，则电路中总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知电路中总电流减小，故L1变暗；
电路中电流减小，故内阻及L1两端的电压减小，而电动势不变，故并联部分的电压增大，故L3变亮；
因L3中电流增大，干路电流减小，故流过L2的电流减小，故L2变暗；故AB正确，CD错误
故选AB
【点睛】本题考查电路的动态分析，要会根据欧姆定律分析各量的变化方向，要求学生能灵活应用串并联电路的电流电压规律及闭合电路的欧姆定律
如果应用“串反并同”的方法会更简单．“串反并同”就是与可变电阻串联的电路上的电压和电流的变化与该电阻的变化相反，如果电阻增大，则串联电路的电压和电流会减小，而并联电路的电压和电路会随电阻增大而增大
8、AD
【解析】带电粒子在电场中做类平抛运动，可将射出电场的粒子速度v分解成初速度方向与加速度方向，设出射速度与水平夹角为θ，则有

而在磁场中做匀速圆周运动，设运动轨迹对应的半径为R，由几何关系可得，半径与直线MN夹角正好等于θ，则有

得

根据

得带电粒子在磁场中的运动的半径

则有

所以d与m、v0成正比，与B、q成反比，与U无关，故AD正确、BC错误。
故选AD。
9、AC
【解析】根据楞次定律，并由时刻来确定磁场的变化，从而判定感应电流的方向；根据法拉第电磁感应定律，结合闭合电路欧姆定律，及安培力表达式，与力的合成与分解，并由三角知识，即可求解
【详解】当t=1s时，则由磁感应强度随时间变化规律是，可知，磁场在减小，根据楞次定律可得，金属杆中感应电流方向从C到D，故A正确；当t=3s时，磁场在反向增加，由楞次定律可知，金属杆中感应电流方向从C到D，故B错误；当在t=1s时，由法拉第电磁感应定律，则有；
再由欧姆定律，则有感应电流大小；则t=1s时，那么安培力大小；由左手定则可知，安培力垂直磁场方向斜向上，则将安培力分解，那么金属杆对挡板P的压力大小，故C正确；同理，当t=3s时，感应电动势仍为E=0.1V，电流大小仍为I=1A，由于磁场的方向相反，由左手定则可知，安培力的方向垂直磁感线斜向下，根据力的合成，则得金属杆对H的压力大小为，故D错误；
10、AC
【解析】A．O、D两点关于两等量正电荷对称，所以两点电势相等，A正确；
B．根据场强叠加法则可知O、D两点电场强度等大反向，B错误；
C．D点的电场强度叠加示意图：

根据点电荷的场强公式结合几何关系可知：

C正确；
D．一负点电荷从O沿直线OD移到C，电场力做正功，电势能减小，从C点移到D点，电场力做负功，电势能增加，所以负点电荷从O沿直线OD移到D，其电势能先减小后增加，D错误。
故选AC。

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、 ①.1：1 ②.1：5

【解析】因两电压表是串联关系，则通过两电压表的电流相同，故指针偏转的角度相同，即指针偏角之比为1:1，串联电路电流相等，电阻两端电压与阻值成正比，两电压表内阻之比为1:5，两电压表串联时示数之比1:5.
12、 ①.30 ②.23.0
【解析】根据题意可知，电压表量程：；因为量程是30V，将对应刻度缩小10倍即可，所以电压为23.0V

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、8cm
【解析】粒子a板左端运动到P处，由动能定理得

代入有关数据，解得
，代入数据得θ=30°
粒子在磁场中做匀速圆周运动，圆心为O，半径为r，如图
由几何关系得

联立求得
代入数据解得
14、 (1) (2)3N
【解析】(1)设小球在C点的速度大小是vC，则对于小球由A→C的过程中，由动能定理得：

解得：

(2)小球在C点时受力分析如图

由牛顿第二定律得：

解得：

由牛顿第三定律可知，小球对轨道压力：
NC′=NC=3N
15、（1）2T；（2）1.5m/s2，方向沿斜面向上
【解析】（1）当R0=1Ω时，根据闭合电路的欧姆定律求解电流强度，由平衡条件求解磁感应强度；
（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，此时安培力的方向沿斜面向上，根据牛顿第二定律求解加速度大小
【详解】（1）当R0＝1Ω时，根据闭合电路的欧姆定律可得
根据左手定则可知安培力方向水平向右；
由平衡条件有：BILcosθ＝mgsinθ
解得B＝2T；
（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，此时安培力的方向沿斜面向上，大小不变；
根据牛顿第二定律可得：BIL﹣mgsinθ＝ma
解得：a＝1.5m/s2，方向沿斜面向上
【点睛】本题主要是考查安培力作用下的导体棒的平衡问题，解答此类问题要明确导体棒的受力情况，结合平衡条件列方程解答