北京市2023年高二物理第一学期期末学业质量监测试题含解析

北京市2023年高二物理第一学期期末学业质量监测试题考生须知：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、如图所示，用细橡皮筋悬吊一轻质线圈，置于一固定直导线上方，线圈可以自由运动．当给两者通以图示电流时，线圈将（）A.靠近直导线,两者仍在同一竖直平面内 B.远离直导线,两者仍在同一竖直平面内C.靠近直导线,同时旋转90° D.远离直导线,同时旋转90°2、图中的实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域的运动轨迹，a、b是其轨迹上的两点．若带电粒子在运动中只受电场力作用，由此图可判断下列说法错误的是（）A.带电粒子所带电荷的符号B.带电粒子在a、b两点的受力方向C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大3、如图所示，带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后静止时（）A.N极竖直向上 B.N极竖直向下C.N极沿轴线向左 D.N极沿轴线向右4、如图所示电路，灯A、B都能正常发光，忽然灯A变亮，灯B变暗，如果电路中有一处出现断路故障，则出现断路故障的电路是（）A.R1所在的支路 B.R2所在的支路C.R3所在的支路 D.电源所在的电路5、如图所示，有一金属块放在垂直于侧面C的匀强磁场中，当有稳恒电流自左向右通过时，下列说法正确的是()A.金属块上表面的电势高于下表面的电势B.磁感应强度增大时，金属块上、下两表面间的电势差U增大C.电流增大时，金属块上、下两表面间的电势差U减小D.电流不变时，金属块中单位体积内自由电子越多，上下两表面间的电势差U越大6、电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比，如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线．直线C为电阻R两端的电压与电流的关系图线，将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么A.R接到电源a上，电源的效率较低B.R接到电源b上，电源输出功率较大C.R接到电源a上，电源输出功率较大，电源效率较高D.R接到电源b上，电源的输出功率较小，电源效率较高二、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，回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，则下列说法中正确的是（）A.电场的周期与粒子在磁场中圆周运动周期相同B.电场的周期是粒子从磁场中圆周运动周期的2倍C.增大电场强度可以增大带电粒子射出时的动能D.增大D形金属盒的半径可以增大带电粒子射出时的动能8、如图所示，同一竖直面内的正方形导线框的边长均为，电阻均为，质量分别为和．它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端，在两导线框之间有一宽度为、磁感应强度大小为、方向垂直竖直面的匀强磁场区域．开始时，线框的上边与匀强磁场的下边界重合，线框的下边到匀强磁场的上边界的距离为．现将系统由静止释放，当线框全部进入磁场时，两个线框开始做匀速运动．不计摩擦和空气阻力，重力加速度为，则A.两个线框匀速运动时的速度大小为B.线框从下边进入磁场到上边离开磁场所用时间C.从开始运动到线框全部进入磁场的过程中，线框所产生的焦耳热为D.从开始运动到线框全部进入磁场过程中，两线框共克服安培力做功为9、如图所示,从MN上方存在匀强磁场，带同种电荷的粒子a、b以相同的动能同时从O点射入匀强磁场中，两粒子的入射方向与磁场边界MN的夹角分别为30o和60o，且同时到达P点，已知OP=d，则（）A.a、b两粒子运动半径之比为1：B.a、b两粒子的初速率之比为5：2C.a、b两粒子的质量之比为4：75D.a、b两粒子的电荷量之比为2：1510、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于轨道平面向里．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点无初速度滑下，轨道的两端等高，C点为轨道的最低点，小球始终与轨道接触，重力加速度为g，下列说法中正确的有（）A.小球能运动至轨道右端的最高点B.小球在最低点C点的速度大小为C.小球在C点的速度向右时，对轨道的压力大小为3mg-qBD.小球在C点的速度向左时，对轨道的压力大小为3mg-qB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）用多用电表测量一个阻值约为200Ω的电阻，测量步骤如下：（1）将选择开关旋转到“Ω”挡（）位置．（填“×1”、“×10＂、“×100”或“×1k”）（2）将红，白表笔分别插入“+”，“—”插孔，并将两表笔短接，进行（）使电表指针对准右侧“0”刻线（3）将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表读数如图所示，该电阻的阻值为（）Ω（4）测量完毕，将选择开关旋转到“OFF”位置12．（12分）如图所示,氢原子从n>2的某一能级跃迁到n=2的能级,辐射出能量为2.55eV的光子.（1）最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量,才能使它辐射上述能量的光子?（2）请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图。.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、A【解析】由右手螺旋定则判断出直导线的磁场，线圈在直导线上边，所处的磁场方向垂直纸面向外由左手定则判断线圈的受力情况，左右部分大小相等，方向相反，上下两边方向也相反，但由于直导线周围磁感应强度的大小与它到导线的距离成反比，线圈下边受力比上边受力大，合力向下，所以线圈向下运动靠近通电长直导线，而不会发生转动故A正确2、A【解析】AB．由图，粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左。由于电场线方向不明，无法确定粒子的电性。故A错误，B正确。CD．由于粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左，故从a到b电场力对粒子做负功，粒子的动能减小，电势能增大，则粒子在a点的速度较大，在b点电势能较大。故CD正确。本题选择错误的，故选A。3、C【解析】金属环带负电，按题图所示的方向旋转，则金属环的电流方向与旋转方向相反，由右手螺旋定则可知磁极的方向：左端N极，右端S极，因此小磁针最后静止时N极沿轴线向左，故C正确，ABD错误。故选C。4、B【解析】若电阻R1断路，外电路总电阻增大，总电流减小，内电压减少，路端电压增大，而通过R3的电流增大，通过A灯和R2的总电流减小，则A灯两端的电压减小，A灯变暗．而B灯的电压增大，B灯变亮，A错；电阻R2与灯泡A是并联的，若R2断路，电阻增大，灯泡A两端电压增大，灯泡B两端电压降低，所以灯A变亮，灯B变暗，B正确；电阻R3与灯泡B是并联的，若R3断路，外电路总电阻增大，路端电压增大，A、B两灯泡两端电压都增大，功率都变大，所以A、B两都变亮，C错；若电源电源所在的电路断路，两灯都熄灭，D错，所以本题选择B.考点：闭合电路欧姆定律5、B【解析】电子做定向移动时，受到洛伦兹力发生偏转，在上下表面间形成电势差，最终电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，根据电流的微观表达式以及平衡求出电压表的示数和单位体积内的自由电子数【详解】A项：根据左手定则，知电子向上表面偏转，上表面带负电，下表面带正电，所以上表面比下表面电势低，故A错误；B项：最终电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，有：，得U=Bvd，故B增大时M、N两表面间的电压U增大，B正确；C项：设电流横截面的宽为b，高为d，电流的微观表达式为I=nevS=nevbd，电流增大，则v增大，又U=Bvd则U增大，故C错误；D项：由C选项分析可知，，则，单位体积内的自由电子数越多，则电势差越小，故D错误故选B【点睛】解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力方向，以及最终电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡6、C【解析】电源的效率，由图象可知A与C交点处电压大于B与C交点处电压，则R接在电源a上效率较高；电源路端电压与电流图象与电阻两端电压与电流图象交点表示将两者相连时的工作电压和电流，则R接到电源a上时电源的输出功率较大，故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、AD【解析】AB．在回旋加速器中，只有电场的周期与粒子在磁场中做圆周运动周期相同时，粒子才能在电场中不断被加速，故选项A正确，B错误；CD．当粒子从加速器中射出时满足则最大动能可知增大D形金属盒的半径可以增大带电粒子射出时的动能，增大电场强度不可以增大带电粒子射出时的动能，选项D正确，C错误。故选AD。8、ABC【解析】当b刚全部进入磁场时，系统开始做匀速运动，分别对两线框列平衡方程，可得线框受到安培力大小，继而求得感应电流大小，根据欧姆定律和法拉第电磁感应定律可得系统匀速运动的速度大小，即可求得线框通过磁场的时间；当左、右两线框分别向上、向下运动2l的距离时，两线框等高，根据能量守恒得系统机械能的减少等于产生的总焦耳热；根据功能关系求解两线框组成的系统克服安培力做的功；【详解】A、设两线框刚匀速运动的速度为v，此时轻绳上的张力为T，则对a有：，对b有：，，，联立解得：

，故A正确；B、线框a从下边进入磁场后，线框a通过磁场时以速度v匀速运动，设线框a通过磁场的时间为t，则：，故B正确；C、从开始运动到线框a全部进入磁场的过程中，线框a只在a匀速进入磁场的过程中产生焦耳热，设为Q，由功能关系可得：，所以：，故C正确；D、设两线框从开始运动至a全部进入磁场的过程中，两线框共克服安培力做的功为W，此过程中左、右两线框分别向上、向下运动的距离，对这一过程，由能量守恒定律有：，解得：，故D错误；故选ABC9、CD【解析】由题图可知，粒子在磁场中运动半径为；运动轨迹所对的圆心角为，运动轨迹弧长为，粒子在磁场中运动轨迹半径为，所对的圆心角为，运动轨迹弧长为，所以两粒子运动半径之比为，故A错误；因运动时间，而，即粒子的速度之比为，故B错误；因两粒子以相同的动能入射，故，所以有：两粒子的质量之比为，故C正确；因，所以两粒子的电荷量之比为，故D正确【点睛】由题意结合几何关系可求得粒子运动的半径及时间关系，则根据时间相等、动能相等等已知信息，利用带电粒子在磁场中的运动规律可解得各物理量之间的关系；本题考查带电粒子在磁场中运动规律，要注意通过几何关系找出圆心和半径，再由洛仑兹力充当向心力可求得相应关系10、AC【解析】A．小球在光滑半圆弧上运动过程中，只有重力做功，洛伦兹力和支持力都不做功，机械能守恒，故小球能运动至轨道右端的最高点，A错误；B．A到C的过程中由机械能守恒得：解得C点的速度为：，B正确；C．小球在C点的速度向右时，由左手定则可知洛伦兹力向上，根据合力提供向心力有：解得：由牛顿第三定律可知小球在C点对轨道的压力大小为，C正确；D．小球在C点的速度向左时，由左手定则可知洛伦兹力向下，根据合力提供向心力有：解得：由牛顿第三定律可知小球在C点对轨道的压力大小为，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.×10②.欧姆调零③.190【解析】（1）待测电阻的阻值为200Ω，则应将选择开关旋转到“Ω”挡的“×10”位置（2）将红，白表笔分别插入“+”，“—”插孔，并将两表笔短接，进行欧姆调零，使电表指针对准右侧“0”刻线（3）电阻的阻值为19×10Ω=190Ω12、（1）12.75eV；（2）【解析】（1）氢原子从n＞2的某一能级跃迁到n=2的能级，满足hν=En－E2=2.55eVEn=hν＋E2=－0.85eV所