北京市昌平区2023年物理高二上期末质量检测试题含解析

北京市昌平区2023年物理高二上期末质量检测试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、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，空间有一电场，电场中有两个点a和b。下列表述正确是（）A.该电场是匀强电场B.a点的电场强度比b点的大C.b点的电场强度比a点的大D.正电荷在a、b两点受力方向相同2、在赤道附近水平放置一根长为L的直导线，导线中通有恒定电流I，地磁场在赤道的磁感应强度为B，若不考虑地磁偏角的影响，那么地磁场对该导线的作用力大小和方向可能是A.，竖直向下B.，水平向西C.2BIL，水平向西D.2BIL，竖直向下3、两个电子以大小不同的初速度沿垂直磁场的方向射入同一个匀强磁场中．设r1、r2为这两个电子的运动轨道半径，T1、T2是它们的运动周期，则（）A.r1＝r2，T1≠T2 B.r1≠r2，T1≠T2C.r1＝r2，T1＝T2 D.r1≠r2，T1＝T24、如图所示，界面PQ与水平地面之间有一个正交的匀强磁场B和匀强电场E，在PQ上方有一个带正电的小球A自O静止开始下落，穿过电场和磁场到达地面。设空气阻力不计，下列说法中正确的是（）A.复合场中，小球做匀变速曲线运动B.在复合场中，小球下落过程中的电势能增加C.小球从静止开始下落到水平地面时的动能等于其电势能和重力势能的减少量总和D.若其他条件不变，仅增大磁感应强度，小球从原来位置下落到水平地面时的动能不变5、一匝数为10的线圈置于磁场中，穿过线圈的磁通量为Φ。现将该线圈的匝数增为100，其他条件不变，则穿过该线圈的磁通量为（）A. B.ΦC.10Φ D.100Φ6、将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在水平面（纸面）内，回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图像是（）A. B.C. D.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，一个匝数为100匝的圆形线圈，面积0.4m2，电阻r=1Ω．在线圈中存在面积0.2m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B=0.3+0.15t．将线圈两端a、b与一个阻值R=2Ω的电阻相连接，b端接地．则下列说法正确的是()A.通过电阻R的电流方向向上 B.回路中的电流大小不变C.电阻R消耗电功率为3W D.a端的电势-3V8、圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不同的速率沿着AO方向对准圆心O射入磁场,其运动轨迹如图所示．若带电粒子只受磁场力的作用,则下列说法正确的是A.a粒子速率最大Bc粒子速率最大C.a粒子在磁场中运动的时间最长D.它们做圆周运动的周期Ta<Tb<Tc9、如图所示，两匀强磁场方向相同，以虚线MN为理想边界，磁感应强度分别为B1、B2，今有一质量为m、电量为e的电子从MN上的P点沿垂直于磁场方向射入匀强磁场B1中，其运动轨迹为如图虚线所示的“心”形图线．则以下说法正确的是（）A.电子的运行轨迹为PDMCNEPB.电子从P点出发第一次回到P点所用的时间为C.D10、如图所示，阻值为R的金属棒从图示位置ab分别以、的速度沿光滑导轨（电阻不计）匀速滑到位置，若，则在这两次过程中（）A.回路电流B.外力的功率C.通过任一截面的电荷量D.产生的热量三、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）有一面积为150cm2的金属环，电阻为0.1Ω，在环中100cm2的同心圆面上存在如图（b）所示的变化的磁场，在0.1s到0.2s的时间内环中感应电流为，流过的电荷量为12．（12分）某小组的同学做“探究影响感应电流方向的因素”实验（1）首先连接了如图甲所示的电路，用以推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系．闭合开关后，发现电流计指针向右偏转，而此时电流是从“+”接线柱流入电流计的．由此可推断，若电流计指针向左偏转，则说明电流是从________（填“+”或“-”）接线柱流入电流计的（2）接下来用图乙所示的装置做实验，图中标出了螺线管上导线的绕行方向．某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向左偏转，说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿________（填“顺时针”或“逆时针”）方向（3）该小组的同学将部分实验结果记录在了下表中，表中还有一项实验结果未完成，请帮助该小组的同学完成实验记录表操作N极朝下插入螺线管N极朝下从螺线管中拔出S极朝下插入螺线管S极朝下从螺线管中拔出从上往下看的平面图（B0表示原磁场，即磁铁产生的磁场）原磁场通过螺线管磁通量的增减增加减少增加减少感应电流的方向沿逆时针方向沿顺时针方向沿顺时针方向沿逆时针方向感应电流的磁场B′的方向垂直纸面向外垂直纸面向里垂直纸面向里________（4）该小组同学根据实验结果总结出如下结论：当线圈中原磁场的磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向与原磁场的方向________（填“相同”或“相反”）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）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14．（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）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

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】ABC．据电场线的疏密表示电场强度大小，则有Ea>Eb，故B正确，AC错误；D．正电荷在a、b两点所受电场力方向与该点电场强度方向相同，而a、b两点的电场强度方向不同．所以受力方向也不同，故D错误；故选B。2、A【解析】根据“地磁场对该导线的作用力大小和方向”可知，本题考查地磁场的规律和安培力的计算，根据安培力的公式可以求出地磁场对这根导线的作用力大小，根据左手定则可以判断安培力的方向.【详解】根据安培力的公式的适用条件可知地磁场对这根导线的作用力大小为：，当时，最大为BIL；不考虑地磁偏角的影响，赤道处地磁场方向水平，根据左手定则可知：安培力方向与磁场方向垂直，所以安培力方向不可能水平，可能竖直向下，也可能竖直向上，.故A正确，B、C、D错误；故选A.3、D【解析】设电子的初速度为v，磁场的磁感应强度为B，电子的质量和电量分别为m、q．根据牛顿第二定律得qvB=m得到，运动轨迹半径为r=，m、q、B相同，则r与v成正比，电子的初速度不同，则半径不同，即r1≠r2电子圆周运动的周期T=，m、q、B均相同，则电子运动的周期相同，即T1=T2A．r1＝r2，T1≠T2，与结论不相符，选项A错误；B．r1≠r2，T1≠T2，与结论不相符，选项B错误；C．r1＝r2，T1＝T2，与结论不相符，选项C错误；D．r1≠r2，T1＝T2，与结论相符，选项D正确；故选D.4、C【解析】A．小球进入复合场后，受重力、电场力、洛伦兹力共同作用，初速度竖直向下，电场力水平向右，洛伦兹力水平向右，因此合力必不沿竖直方向，故粒子做曲线运动，运动过程中洛伦兹力时刻变化，故合力将会改变，小球做变加速曲线运动，故A错误；B．下落过程中，电场力将做正功，由功能关系得，电势能减小，故B错误；C．小球从静止开始下落到水平地面过程中，洛伦兹力不做功，只有重力做正功和电场力做正功，由动能定理得，小球落到水平地面时的动能等于其电势能和重力势能的减少量总和，故C正确；D．增大磁感应强度后，将改变洛伦兹力的大小，进而影响粒子的落点发生变化，电场力做功将会改变，落地时动能将会不同，故D错误。故选C。5、B【解析】磁通量形象的说是穿过某个线圈的磁感线条数，与匝数无关，故线圈有10匝时磁通量为，增加为100匝时磁通量依然是，不变，故B正确，ACD错误。故选B。6、B【解析】在内，磁感应强度均匀变化，由法拉第电磁感应定律可得则闭合电路中产生的感应电动势恒定不变，则感应电流恒定不变。ab边在磁场中所受的安培力由于匀强磁场Ⅰ中磁感应强度B恒定，则，安培力为平行t轴的直线，方向向左（为负）。同理分析可得在,安培力与时间的关系为内F-t关于时间轴对称一条的直线。故选B。【点睛】本题要求学生能正确理解B-t图的含义，故道B如何变化，才能准确的利用楞次定律进行判定。根据法拉第电磁感应定律分析感应电动势的变化，由欧姆定律判断感应电流的变化，进而可确定安培力大小的变化。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】根据楞次定律判断电流方向；由法拉第电磁感应定律可以求出感应电动势，根据闭合电路的欧姆定律求解电流，根据P=I2R求解电功率；求解R两端的电压，根据Ub-Ua=UR确定a点的电势【详解】A．磁通量随时间均匀增加，根据楞次定律可知，感应电流通过R的方向向上，选项A正确；B．因可知回路中产生的感应电动势不变，感应电流不变，选项B正确；C．，则回路的电流，电阻R消耗的电功率为，选项C错误；D．R两端的电压UR=IR=2V，即Ub-Ua=2V，因Ub=0可知Ua=-2V，选项D错误；故选AB.8、BC【解析】粒子在磁场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得解得：AB．由于三个带电粒子的质量、电荷量均相同，在同一个磁场中，当速度越大时、轨道半径越大，由图示可知，a粒子的轨道半径最小，粒子c的轨道半径最大，则a的粒子速率最小，c粒子的速率最大，故A错误，B正确；CD．粒子在磁场中做圆周运动的周期：，粒子在磁场中的运动时间三粒子运动周期相同，由图示可知，a在磁场中运动的偏转角最大，对应时间最长，故C正确，D错误9、ABC【解析】根据左手定则判断负电荷在磁场中的受力进而确定运动轨迹，根据半径关系可以找到磁场强度B的关系【详解】A、电子以垂直于MN向左的速度摄入磁场，由左手定则得，此时电子收到向上的洛伦兹力，电子将会向上偏转，所以电子的运动轨迹为PDMCNEP,故A项正确C、D项，电子在磁场中做匀速圆周运动，由得：，由图可得：，所以，故C对；D错；B、电子在磁场中运动周期，电子在磁场中运动周期，由于，电子运动一周回到P点所用时间，故B正确故选ABC10、AB【解析】根据电路判断回路中产生的电流之比；根据判断外力F的功率；根据判断电荷量比值根据来判断回路中产生的热量之比；【详解】A、金属棒切割磁感应产生的感应电动势为，感应电流，若，所以两次感应电流之比也为，故A对；B、外力的功率就等于克服安培力的功率，所以，若，所以功率之比为1:4，故B对；C、通过任一截面的电荷量，由于两次扫过的面积相等，所以两次通过任一截面的电荷量也相等，故C错；D、产生的热量，两次棒扫过的面积相等，若，则，故D错；故选AB第II卷三、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、1A，0.01C【解析】由b图得：=T/s=1T/s由法拉第电磁感应定律可得：感应电动势：E==S=1×100×10﹣4V=001V；感应电流：I==A=0.1A，通过圆环横截面的电荷量：q=It=0.1×（0.2﹣0.1）C=0.01C；故答案为0.1A，0.01C12、①.-②.逆时针③.垂直纸面向外④.相反【解析】（1）由题可知：当电流是从“+”接线柱流入电流计时电流计指针向右偏转，则当电流是从“-”接线柱流入电流计时电流计指针向左偏转；（2）由于电流计指针向左偏转，说明感应电流是从“-”接线柱流入电流计的，说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿逆时针方向；（3）由题可知：当S极朝下从螺线管中拔出时，原磁场垂直纸面向外（从上往下看的平面图），则导致穿过螺线管的磁通量减小，根据楞次定律可知，产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即垂直纸面向外；（4）该小组同学根据实验结果总结出如下结论：