上海市上海中学东校区2024届高二物理第一学期期中考试试题含解析

上海市上海中学东校区2024届高二物理第一学期期中考试试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、上端固定的一根细线下面悬挂一摆球，摆球在空气中摆动，摆动的幅度越来越小，对此现象下列说法正确的是A．总能量守恒，摆球的机械能正在减少，减少的机械能转化为内能B．摆球机械能守恒C．能量正在消失D．只有动能和重力势能的相互转化2、在点电荷Q产生的电场中有a，b两点，相距为d，已知a点的场强大小为E，方向与ab连线成30°角，b点的场强方向与ab连线成120°角，如图所示，则点电荷Q的电性和b点的场强大小为A．正电、E/3 B．负电、E/3 C．正电、3E D．负电、3E3、如图所示，边长为L的菱形由两个等边三角形abd和bcd构成，在三角形abd内存在垂直纸面向外的磁感应强度为B的匀强磁场，在三角形bcd内存在垂直纸面向里的磁感应强度也为B的匀强磁场．一个边长为L的等边三角形导线框efg在纸面内向右匀速穿过磁场，顶点e始终在直线ab上，底边gf始终与直线dc重合．规定逆时针方向为电流的正方向，在导线框通过磁场的过程中，感应电流随位移变化的图象是（）A．B．C．D．4、如图所示，为带电粒子在匀强磁场中所受洛仑兹力作用的方向与磁场方向和粒子运动方向的关系示意图，其中正确的是（）A．B．C．D．5、在如图所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直，两平行板水平放置．具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同．这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器．现有一束带电粒子以速度v0从左端水平射入，不计粒子重力．下列判断正确的是A．若粒子带正电且速度，则粒子将沿图中虚线方向通过速度选择器B．若粒子带负电且速度，则粒子将偏离虚线方向向上做曲线运动C．若粒子带正电且速度，则粒子将偏离虚线方向向上做曲线运动D．若粒子带负电且速度，则粒子将偏离虚线方向向上做曲线运动6、竖直放置的条形磁铁中央，有一闭合金属弹性圆环，条形磁铁中心线与弹性环轴线重合，现将弹性圆环均匀向外扩大，下列说法中正确的是（

）A．穿过弹性圆环的磁通量增大B．从上往下看，弹性圆环中有顺时针方向的感应电流C．弹性圆环中无感应电流D．弹性圆环受到的安培力方向沿半径向外二、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、一个用于加速质子的回旋加速器，其核心部分如图所示，D形盒半径为R，垂直D形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B，两盒分别与交流电源相连.设质子的质量为m、电荷量为q，则下列说法正确的是()A．D形盒之间交变电场的周期为B．质子被加速后的最大速度随B、R的增大而增大C．质子被加速后的最大速度随加速电压的增大而增大D．质子加速后可以什么都不改变直接对α粒子加速8、.如图所示，在a点由静止释放一个质量为m，电荷量大小的绝对值为q的带电粒子，粒子到达b点时速度恰好为零，设ab所在处的电场线竖直向下，a、b间的高度差为h，则下列说法正确的是（）A．带电粒子带正电B．a、b两点间的电势差C．b点场强大于a点场强D．电荷在a点电势能大于在b点电势能9、有一种电荷控制式喷墨打印机的打印头的结构简图如图所示。其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符。不必考虑墨汁的重力，为了使打在纸上的字迹缩小，下列措施可行的是（）A．减小墨汁微粒的质量B．减小墨汁微粒所带的电荷量C．增大偏转电场的电压D．增大墨汁微粒的喷出速度10、如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻r=1Ω，灯泡L上标有“6V、12W”字样，电动机线圈的电阻RM=0.50Ω。闭合电键后，灯泡恰好正常发光，电动机也恰好正常工作，以下判断正确的是A．电动机的输入功率为12WB．电动机的输出功率为6WC．电动机的机械效率为75%D．电源的输出功率为20W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）（1）.用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图所示。该金属丝的直径是________mm。（2）在用单摆测定重力加速度的实验中，用游标为20分度的游标卡尺测量摆球的直径，示数如图所示，读数为________mm.12．（12分）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，实验仪器如图．要求测量时电压从很小的值开始，在图中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路并画出电路图。四、计算题：本题共2小题，共26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，一束电荷量为q、质量为m的带正电粒子从O点由静止开始经过加速电压为U的匀强电场加速后，均能从边界AN的中点P垂直于AN和磁场方向射入磁感应强度大小B＝(B为定值，不随加速电压U的改变而改变)的匀强磁场中，已知：匀强电场的宽度d＝R，匀强磁场由一个长为2R、宽为R的矩形区域组成，磁场方向垂直纸面向里，粒子间的相互作用和重力均不计。试求：(1)带正电粒子经加速电压U加速后的速度v的大小；(2)每个粒子在电场中运动的时间；(3)每个粒子在电磁场中运动的总时间．14．（16分）有一个带电量q=3×10-6C的正点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服静电力做功9×10-4J，从B点移到C点，静电力对电荷做6×10-4J的功，问：(1)AC间电势差为多少？(2)如以A点电势为零，则B点的电势为多少？电荷在B点的电势能为多少？15．（12分）如图所示，在xoy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场，在第四象限内有一垂直于平面向外的匀强磁场，一质量为m，带电量为+q的粒子（重力不计）经过电场中坐标为（3L，L）的P点时的速度大小为V1．方向沿x轴负方向，然后以与x轴负方向成45°角进入磁场，最后从坐标原点O射出磁场求：（1）匀强电场的场强E的大小；（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；（3）粒子从P点运动到原点O所用的时间．

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、A【解题分析】

根据能量守恒定律可知，能量不会消失，由题意可知，摆球的机械能由于阻力做功越来越小，故机械能不再守恒；减小的机械能转化为周围的内能A.总能量守恒，摆球的机械能正在减少，减少的机械能转化为内能符合题意，A正确B.摆球机械能守恒不符合题意，B错误C.能量正在消失不符合题意，C错误D.只有动能和重力势能的相互转化不符合题意，D错误2、D【解题分析】

将场强、延长，交点即为点电荷所在位置，如图所示，由于电场强度方向指向点电荷Q，则知该点电荷带负电。

如图，根据几何知识分析解得，a点到Q点的距离，b点到Q点的距离，a、b两点到点电荷Q的距离之比为：

由公式，得：a、b两点场强大小的比值为：，则，故ABC错误，D正确。3、A【解题分析】

感应电动势E=BL有v，电流I=ER=BL有vR，三角形egf向右运动，根据右手定则，开始时ef切割磁感线，产生顺时针电流，大小设为I0，0-L3过程，en切割磁感线产生向下的电流，nf产生向上的电流，em产生向下电流，切割磁感线的有效长度为L有=en-nf-em，随着三角形的运动L有在减小，感应电流减小，当运动L3时，L有=0，电流为零，L3-L过程，继续移动根据等边三角形的几何关系，nf+em大于en，4、D【解题分析】A、粒子运动的方向与磁场的方向平行，则不受洛伦兹力的作用．故A错误；B、磁场的方向垂直纸面向外，正电荷运动的方向水平向右，根据左手定则，中受到的洛伦兹力的方向竖直向下．故B错误；C、磁场的方向垂直纸面向里，正电荷运动的方向水平向右，根据左手定则，受到的洛伦兹力的方向向上．故C错误；D、磁场的方向垂直纸面向里，负电荷运动的方向水平向右，其等效电流的方向向左，根据左手定则，受到的洛伦兹力的方向向下．故D正确．故选D．【题目点拨】解决本题的关键掌握用左手定则判断洛伦兹力的方向，伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷的运动方向，这时拇指所指的方向就是运动电荷所受洛伦兹力的方向．5、A【解题分析】粒子做匀速直线运动，洛仑兹力与电场力平衡，即，解得，即无论粒子带正电还是带负电，只要满足，则粒子将沿图中虚线方向通过速度选择器，A正确B错误；正粒子以小于的速度沿极板方向从左端射入，根据知洛伦兹力小于电场力，电场力竖直向下，合力竖直向下，故它将向下偏转，C错误；正粒子以大于的速度沿极板方向从左端射入，根据知洛伦兹力大于电场力，电场力竖直向下，合力竖直向上，故它将向上偏转，但电场力做负功，速度减小，洛伦兹力减小，最终洛伦兹力等于电场力，之后做直线运动，D错误．6、B【解题分析】

将弹性圆环均匀向外扩大，由于磁感线是闭合曲线，故穿过弹性圆环的磁通量减小，选项A错误；由楞次定律可判断，从上往下看，弹性圆环中有顺时针方向的感应电流，弹性圆环受到的安培力方向沿半径指向圆心，选项B正确，选项C、D错误.故选B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【解题分析】

A．使质子每次经过D形盒间缝隙时都能得到加速，应使交变电压的周期等于质子的回旋周期故A正确；BC．由得当r=R时，v最大，由此可知质子的最大速度随B、R的增大而增大，与电压无关，故B正确，C错误；D．此加速器加速电场周期，加速α粒子时，两个周期不同，不能加速α粒子，故D错误。8、BC【解题分析】试题分析：在a点由静止释放粒子，到达b点时速度恰好为零，可知粒子所受电场力与重力方向相反，也与电场线方向相反，故粒子带负电，故A错误；由于粒子在a点由静止，到达b点也静止，故W电=WG=mgh=qUab，故Uab=，故B正确；由于电荷所受电场力做负功，所以电势能增大，即在b点电势能大于在a点的电势能；从a到b先加速后减速，故电场力开始时小于重力，后来电场力大于重力，电场力逐渐变大，故b点场强大于a点场强，故C正确，D错误．故选BC．考点：电场强度；电势及电势能【名师点睛】解决带电粒子在复合场中的运动，要正确进行受力分析，确定其运动状态，然后依据相关规律求解．9、BD【解题分析】试题分析：微粒以一定的初速度垂直射入偏转电场做类平抛运动，则有：水平方向：L=v0t；竖直方向：，加速度：联立解得：，要缩小字迹，就要减小微粒通过偏转电场的偏移量y，由上式分析可知，采用的方法有：减小比荷、增大墨汁微粒进入偏转电场时的初动能Ek0、减小极板的长度L、减小偏转极板间的电压U，故A、C错误，B、D正确。考点：本题考查了带电粒子在匀强电场中的加速、偏转。10、BCD【解题分析】

A.整个电路中的电流为：电动机两端的电压为：所以电动机的输入功率为：故A错误；BC.电动机的热功率为：热则电动机的输出功率为：电动机的机械效率为：故B、C正确；D.电源的输出功率为：出故D正确。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、1.704-1.7066.75【解题分析】

（1）螺旋测微器的固定刻度为1.5mm，可动刻度为20.5×0.01mm=0.205mm，所以最终读数为1.5mm+0.202mm=1.705mm．（2）游标卡尺的主尺读数为6mm，游标尺上第15个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为15×0.05mm=0.75mm，所以最终读数为：6mm+0.75mm=6.75mm．12、【解题分析】描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法．电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，滑动变阻器采用分压接法，实物电路图如图所示：

四、计算题：本题共2小题，共26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、（1）v＝；（2）tE＝3R；（3）t＝【解题分析】

（1）若加速电场加速电压为U，由动能定理得得（2）在磁场中，根据牛顿第二定律得解得分析可知粒子在磁场中运动的轨迹为一个半圆和四分之一圆周如图所示分析可知粒子在电场中先加速后减速再加速，由运动学公式可得则粒子在电场中运动的时间为(3)则粒子在磁场中运动的时间为故粒子在电磁场中运动的总时间为14、【解题分析】试题分析：（1)由题知WAB＝－9×10-4J，UAB=WAB/q=-9×10－4/3×10－6=-300V,UBC=W