北京海淀区2024届高二物理第一学期期末考试试题含解析

北京海淀区2024届高二物理第一学期期末考试试题

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、两个较大的平行金属板A、B相距为d,分别接在电压为。的电源正、负极上，这时质量为机，带电油滴恰好静止

在两极之间，如图所示，在其它条件不变的情况下，如果将两极非常缓慢地错开一些，那么在错开的过程中（）

e

A.油滴将向上加速运动，电流计中电流从b流向a

B.油滴将向下加速运动，电流计中的电流从a流向》

C.油滴静止不动，电流计中的电流从a流向〃

D.油滴静止不动，电流计中的电流从分流向a

2、如图所示，在空间中存在一方向竖直向上、磁感应强度大小为27的匀强磁场。为使水平放置的导体棒能够靠在墙

面上保持静止，现给导体棒通入电流。已知导体棒的质量为0.2kg、长度为1m,导体棒与竖直墙壁的动摩擦因数为0.4,

取重力加速度g=10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。所通入的电流大小和方向可能为（）

A.2A,垂直于纸面向里B.3A,垂直于纸面向里

C.2A,垂直于纸面向外D.3A,垂直于纸面向外

3、如图所示，某种物质发射的一束竖直向上的粒子流在匀强磁场中分成3束，分别沿三条路径运动，则下列说法正确

的是

A.沿路径1运动的粒子带负电

B.沿路径3运动的粒子带正电

C.沿路径2运动的粒子不带电

D.沿路径2运动的粒子带电量最大

4、在电场中的某一点，当放入正电荷时受到的电场力向右，当放入负电荷时受到的电场力向左，下列说法正确的是

（）

A.只有在该点放入电荷时，该点才有电场

B.该点的电场方向一定向右

C.电场强度的方向与电场力的方向相同

D.电场强度方向与所放入的电荷电性有关

5、一质量均匀的钢管，一端支在水平地面上，另一端被竖直绳悬吊着（如图所示），则钢管受到几个力的作用（）

C.3D.4

6、如图中分别标明了通电直导线中电流/、匀强磁场的磁感应强度6和电流所受安培力尸的方向，其中正确的是（）

八F

I，B

XXXX

XXXX

C.11

XX/XX

1B

XXXX

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、半导体内导电的粒子——“载流子”有两种：自由电子和空穴（空穴可视为能自由移动带正电的粒子），以空穴导电为

主的半导体叫P型半导体，以自由电子导电为主的半导体叫N型半导体.图为检验半导体材料的类型和对材料性能进

行测试的原理图，图中一块长为宽为从厚为c的半导体样品板放在沿y轴正方向的匀强磁场中，磁感应强度大小

为凤当有大小为八沿x轴正方向的恒定电流通过样品板时，会产生霍尔电势差U,若每个载流子所带电量的绝对值

为e,下列说法中正确的是

A.如果上表面电势高，则该半导体为尸型半导体

B.如果上表面电势高，则该半导体为N型半导体

C.其它条件不变，增大c时，。增大

D.其它条件不变，电流/取值越大，电势差U越大

8、如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强电场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不同的速率对准

圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动估计如图所示，若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法中正确的是（）

A.a粒子动能最大

B.c粒子速率最大

C.c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=Tc

9、如图，带电平行金属板中匀强电场方向竖直向上，匀强磁场方向垂直纸面向里，带电小球从光滑绝缘轨道上的a

点由静止滑下，经过1/4圆弧轨道从端点P（切线水平）进入板间后恰好沿水平方向做直线运动，现使带电小球从比a

点稍低的b点由静止滑下，在经过P点进入板间的运动过程中（）

A.带电小球的动能将会增大

B.带电小球的电势能将会增大

C.带电小球所受洛伦兹力将会减小

D.带电小球所受电场力将会增大

10、如图所示，一根足够长的水平滑杆SS'上套有一质量为用的光滑金属圆环，在滑杆的正下方与其平行放置一足够

长的光滑水平的绝缘轨道FP，FP穿过金属环的圆心.现使质量为"的条形磁铁以水平速度%沿绝缘轨道向右运

动，贝!1（）

A.磁铁穿过金属环后，两者将先后停下来

B.磁铁将不会穿越滑环运动

C.磁铁与圆环的最终速度为上一%

M+m

Mm92

D.整个过程最多能产生热量r--v0

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）为了测量一节旧干电池的电动势和内电阻，实验室准备了下列器材供选用：

A.待测干电池一节

B.直流电流表（量程0~0.6~3A,0.6人档内阻约为0.1。，3A档内阻约为0.02Q）

C.直流电压表（量程0~3~15V,3V内阻约为5kC,15V档内阻约为25k。）

D.滑动变阻器（阻值范围为0~15Q）

E.滑动变阻器（阻值范围为0-1000。）

F.开关，导线若干

（1）为了尽可能减少误差，其中滑动变阻器选_______（填代号）

（2）根据实验记录，画出的U-1图线如图所示，从中可求出待测干电池的电动势为V,内电阻为—Q

12.（12分）一辆汽车行驶速度为54km/h,以加速度大小a=3m/s2开始刹车，刹车后3s时速度,刹车

3s内位移o

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5c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A3=R=0.2m,把一质量机=0.1kg,带电

4

量为q=+l（）Tc的小球，放在A点由静止释放后，求：（g=10m/s2）

⑴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）如图所示，水平放置的两块长直平行金属板。、8相距d=0.10m,a、6间的电场强度为E=5.0X105N/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7M=4.8xlO-25kg,电荷

86

量为9=1.6X10>C的带正电的粒子（不计重力），从贴近a板的左端以vo=l.OxlOm/s的初速度水平射入匀强电场，刚好

从狭缝尸处穿过力板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到6板的。处（图中未画出）.求尸、。之间的距离L

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=Ul的电源，导轨平面与

水平面间的夹角。=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Ro=l。时，金属杆ab刚好处于静止状态，取g=10m/s2,豆1137。=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

【解题分析】电容器与电源相连，两极板间电压不变，将两极板非常缓慢地水平错开一些，两极板正对面积减小，而

间距不变，由

E4

d

可知，电场强度不变，油滴受到的电场力不变，仍与重力平衡，因此油滴静止不动。由

C=-^~

47rkd

可知，电容减小，由

Q=CU

可知，电荷量减小，电容器放电，因此可判断电流计中的电流从。流向儿故C正确，ABD错误。

故选C。

2、D

【解题分析】由导线受力平衡可知，其受到的安培力方向一定水平向左，故电力方向一定垂直于纸面向外，根据平衡

条件可得，最大静摩擦力必须大于或等于重力，

"BIL>mg

解得/22.5A；

故选D。

3、C

【解题分析】粒子在匀强磁场中只受洛伦兹力作用；故由左手定则可得：不带电的粒子不受力，做直线运动（曲线2）；

带正电粒子在洛伦兹力作用下做逆时针偏转（曲线1）；带负电粒子在洛伦兹力作用下做顺时针偏转（曲线3）；故C

正确，ABD错误

4、B

【解题分析】AB.场强由场源电荷决定，与试探电荷无关，不放试探电荷，电场同样存在.故A错误.放入正电荷和

负电荷时，该点的场强均向右.故B正确；

C.电场强度的方向与正电荷所受的电场力方向相同，与负电荷所受的电场力方向相反.故C错误；

D.无论放电荷，还是不放电荷，无论是正电荷，还是负电荷，电场强度方向不变.故D错误

故选B

【题目点拨】本题考查对物理概念的理解能力.电场强度是反映电场本身的力的性质的物理量，与试探电荷是否存在

无关.在电场中某场强的方向是唯一确定的

5、C

【解题分析】对钢管受力分析，受重力、细线的竖直向上拉力、地面竖直向上的支持力；地面对钢管没有静摩擦力，

否则水平方向不能平衡。

故选C。

【题目点拨】受力分析是解力学题的基础，通常按照重力、弹力、摩擦力、已知力的顺序进行，可以结合产生条件、

作用效果和牛顿第三定律分析。

6、C

【解题分析】直接根据左手定则判断受力即可

【题目详解】根据左手定则，四指指向电流方向，磁场垂直手心过，拇指所指的方向即为通电导线受力的方向，故C

对；ABD错；

故选C

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

【解题分析】根据左手定则判断带电粒子的电性，根据最终洛伦兹力和电场力平衡列式，再根据电流的微观表达式列

式，最后联立求解即可

【题目详解】电流向右，磁场垂直向内，若上表面电势高，即带正电，故粒子受到的洛伦兹力向上，故载流子是带正

电的“空穴”，是P型半导体，故A正确，B错误；最终洛伦兹力和电场力平衡，有：evB=e^；电流的微观表达式为:

b

I=nevS=nevbc；解得U=里，则其它条件不变，增大c时，U减小；其它条件不变，电流/取值越大，电势差。越

nec

大，故C错误，D正确；

故选AD

【题目点拨】本题关键是明确霍尔效应的原理，知道左手定则中四指指向电流方向，注意单位体积内的载流子数目表

达式的各物理量的含义

8、BD

【解题分析】三个质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率垂直进入匀强磁场中，则运动半径的不同，导致运

动轨迹也不同.运动轨迹对应的半径越大，粒子的速率也越大.而运动周期它们均一样，运动时间由圆弧对应的圆心

角决定

【题目详解】粒子在磁场中做匀速圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=m-解得:

mv1°2-

「=一1，粒子的动能：EK^-mv,则可知三个带电粒子的质量、电荷量相同，在同一个磁场中，当速度越大时、

qB2

轨道半径越大，则由图知，。粒子速率最小，动能最小，c粒子速率最大.c粒子动能最大，故A错误，B正确；由于

e2兀mQ

粒子运动的周期丁=一丁，粒子在磁场中运动的时间：t=—T,可知，三粒子运动的周期相同，a在磁场中运动

qB2冗

的偏转角最大，运动的时间最长，故C错误，D正确.所以BD正确，AC错误

【题目点拨】带电粒子在磁场、质量及电量相同情况下，运动的半径与速率成正比，从而根据运动圆弧来确定速率的

大小；运动的周期均相同的情况下，可根据圆弧的对应圆心角来确定运动的时间的长短

9、AB

【解题分析】根据题意分析得：小球从P点进入平行板间后做直线运动，对小球进行受力分析得小球共受到三个力作

用：恒定的重力G、恒定的电场力F、洛伦兹力了,这三个力都在竖直方向上，小球在水平直线上运动，所以可以判

断出小球受到的合力一定是零，即小球一定是做匀速直线运动，结合左手定则，洛伦兹力和电场力同向，都向上，小

球带正电；如果小球从稍低的b点下滑到从P点进入平行板间，则小球到达P点的速度会变小，所以洛伦兹力/比之

前的减小，因为重力G和电场力F一直在竖直方向上，所以这两个力的合力一定在竖直方向上，若洛伦兹力变化了，

则三个力的合力一定不为零，且在竖直方向上，而小球从P点进入时的速度方向在水平方向上，所以小球会偏离水平

方向向下做曲线运动，因此减小入射速度后，洛伦兹力减小，合力向下，故向下偏转，故电场力做负功，电势能增加，

水平方向速度不变，但竖直方向的速度增加，所以动能将会增大，导致洛伦兹力也会增大，电场力不变，故AB正确，

CD错误

【题目点拨】本题关键先分析出小球受力平衡，然后再考虑洛仑兹力变化后运动情况，同时要结合平行板电容器的

表达式和电势差与电场强度的关系式列式分析

分卷II

10、CD

【解题分析】金属圆环光滑，一足够长的水平的绝缘轨道光滑，所以圆环与磁铁组成的系统水平方向受到的合力为0,

满足动量守恒，根据动量守恒定律与能量的转化与守恒定律即可解答

【题目详解】A.金属环是光滑的，足够长的水平的绝缘轨道小是光滑的，在磁铁穿过金属环后，二者由于不受摩擦

力的作用，两者将不会停下来，A错误；

B.磁铁在靠近金属环的过程中金属环的感应电流方向产生的磁场与原磁场的方向相反，所以磁铁受到阻力的作用，

同理，在离开金属环的过程中金属环的感应电流方向产生的磁场与原磁场的方向相同，也是受到阻力的作用，但是由

于不知道初速度以及环与磁铁的质量之间的关系，所以不能判断出磁铁是否能够会穿越滑环运动，B错误；

C.选取磁铁与圆环组成的系统为研究的系统，系统在水平方向受到的合力为0,满足动量守恒；选取磁铁M运动的

方向为正方向，则最终可能到达共同速度时

Mv0=(〃+m)v

得

v=-----

M+m

C正确；

D.磁铁若能穿过金属环，运动的过程中系统的产生的热量等于系统损失的动能，二者的末速度相等时损失的动能最

大，为

Q=-Mvo--（m+M］v2=MmVp

2°2V）2（M+m）°

D正确

【题目点拨】本题为结合楞次定律考查动量守恒定律应用，要注意选取的研究对象是磁铁与圆环组成的系统，可根

据楞次定律的表现来判断物体运动状态的变化

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.D②.1.35③.0.5

【解题分析】（1）口］在干电池的电动势和内电阻实验中，滑动变阻器应选用最大阻值较小的，这是为了便于调节;

（2）［2］UJ图像的纵截距表示电源电动势，由图中可以读出为1.35V；

图像的斜率表示电源的内阻，

12、①.6m/s②.31.5m

【解题分析】口］⑵汽车行驶速度为

54km/h=15m/s

汽车做匀减速运动至停止，由

v-vQ-at

汽车刹车全过程的总时间

v-v0-15.

t=-------n=--------s=5s

—a—3

则刹车后3s时的速度为

v3=v0-at3=15m/s-3x3m/s=6m/s

刹车3s内的位移为

x=%；%xq=x3m=31.5m

3

【题目点拨】本题为刹车问题，应避开时间圈套，即首先应先求解刹车停止的时间，然后在进行计算；另外加速度一

般取负值，为常见的易错题型。

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、(1)vc=2m/s(2)3N

【解题分析】（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:

12

qE-2R—mgR=—mvc

解得：

vc=2m/s

⑵小球在C点时受力分析如图

由牛顿第二定律得：

N