北京市怀柔区2024-2205学年高二上学期期末质量检测物理试卷（解析版）

第页，共页第18页，共18页怀柔区2024-2025学年度第一学期高二质量检测物理注意事项：1.考生要认真填写姓名和考号。2.本试卷分为第一部分（选择题）和第二部分（非选择题）两部分。满分100分。考试时间90分钟。3.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡的对应位置，在试卷上作答无效。第一部分必须用铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。4.考试结束后，考生应将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。第一部分（选择题部分）一、选择题：本题共14小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。（每小题3分，共42分）1.下列物理量中，用来描述磁场强弱和方向的是（）A.磁通量 B.磁感应强度C.电场强度 D.电势【答案】B【解析】【详解】用来描述磁场强弱和方向的是磁感应强度。故选B。2.某区域的电场线分布如图所示，电场中有A、B两点。设A、B两点的电场强度大小分别为、，电势分别为、，则下列判断正确的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【详解】AB．根据图中电场线的疏密程度可知A、B两点的电场强度大小关系为故AB错误；CD．根据沿电场方向电势逐渐降低，由题图可知，A、B两点的电势大小关系为故C正确，D错误。故选C。3.如图所示，将不带电的枕形导体AB，放在一个点电荷的电场中，点电荷的电荷量为-Q，与导体AB的中心O的距离为R。由于静电感应，在导体AB的两端感应出异种电荷。当达到静电平衡时，下列说法正确的是（）A.导体A端带正电B.导体AB带上正电C.导体A端的电势低于B端的电势D.导体AB的感应电荷在O点产生的电场强度大小为，方向向左【答案】D【解析】【详解】A．由于点电荷带负电，由于静电感应，导体A端带负电，B端带正电，故A错误；B．枕形导体AB原来不带电，放置在负电荷的电场中发生静电感应的过程其内部的电荷重新分布，并没有产生电荷，所以导体整体仍然不带电，故B错误；C．处于导体AB静电平衡状态，导体是一个等势体，故导体A端的电势等于B端的电势，故C错误；D．导体内部各点的合场强为零，则导体中心O点的场强为零，故感应电荷在O点的产生场强与点电荷-Q在O点的场强等大反向，大小为，方向向左，故D正确。故选D。4.如图所示，在水平地面上固定一对与水平面夹角为的光滑平行金属导轨，顶端接有电源，直导体棒垂直两导轨放置，且与两轨道接触良好，整套装置处于匀强磁场中．图为沿方向观察的侧视图，下面四幅图中所加磁场能使导体棒静止在轨道上的是A. B. C. D.【答案】B【解析】【分析】导体棒受到重力、轨道的支持力和磁场对导体棒的安培力，安培力方向由左手定则判断，根据三个力的位置关系判断能否平衡．【详解】磁场方向与电流方向平行，不受安培力，C和D选项不正确；由左手定则可知，A选项安培力方向水平向左，导体棒不可能平衡，选项A错误；B选项安培力方向水平向右，与向下的重力和垂直斜面向上的支持力能平衡，所以B正确．5.如图所示，一个带正电的球体放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球先后挂在横杆上的和处，当小球静止时，丝线与竖直方向的夹角分别为和（图中未标出）。则（）A.小球带负电， B.小球带负电，C.小球带正电， D.小球带正电，【答案】C【解析】【详解】由图可知，小球与相互排斥，故、带同种电荷，由于带正电，可知小球带正电，以小球为对象，根据受力平衡可得又由于带电小球在悬挂在点时，离距离小，受到的库仑力大，则丝线与竖直方向的夹角大，故有，故C正确，ABD错误。故选C。6.静电除尘原理是设法使空气中的尘埃带电，在静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来。如图所示，静电除尘器由板状收集器A和线状电离器B组成，A、B间接有高压电源，它们之间形成很强的电场，能使空气中的气体分子电离，进而使通过除尘器的尘埃带电，最后被吸附到正极A上。下列选项正确的是（）A.收集器A吸附大量尘埃的原因是尘埃带上了正电B.收集器A吸附大量尘埃的原因是尘埃带上了负电C.收集器A和电离器B之间形成的是匀强电场D.静电除尘过程是机械能向电场能转化的过程【答案】B【解析】【详解】AB．收集器A接高压电正极，电离器B接高压负极，尘埃经过电离器带上了负电，被带正电的A板吸引，故A错误B正确；C．收集器Ａ和电离器B不是正对的平行板，故收集器A和电离器B之间形成的不是匀强电场，故C错误；D．静电除尘过程是电场力做正功，电势能减少，机械能增加，是电场能向机械能能转化的过程，故D错误。故选B。7.在恒定的匀强磁场中固定一根通电直导线，导线的方向与磁场方向垂直，如图反映的是这根导线受到的磁场力大小F与通过导线的电流I之间的关系，M、N两点各对应一组F、I的数据，其中可能正确的是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】根据F=BLI可知F-I图像为过原点的直线。故选C。8.下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计自身机械损耗，若该车在额定状态下以最大速度行驶，则下列选项正确的是（）自重40kg额定电压48V载重75kg额定电流12A最大行驶速度20km/h额定输出功率400WA.电动机的输入功率为576WB.电动机的线圈电阻为4ΩC.该车获得的牵引力为104ND.该车受到的阻力为20N【答案】A【解析】【详解】A．电动机的输入功率故A正确；B．电动机正常工作时是非纯电阻电路，不能用欧姆定律求内阻，故B错误；CD．电动车速度最大时，牵引力等于阻力，由可得故CD错误。故选A。9.如图所示，在带负电荷的橡胶圆盘附近悬挂一个小磁针。现驱动圆盘绕中心轴高速旋转，小磁针发生偏转。下列说法正确的是（）A.偏转原因是圆盘周围存在电场B.偏转原因是圆盘周围产生了磁场C.仅改变圆盘的转动方向，偏转方向不变D.仅改变圆盘所带电荷电性，偏转方向不变【答案】B【解析】【详解】AB．小磁针发生偏转是因为带负电荷的橡胶圆盘高速旋转形成电流，而电流周围有磁场，磁场会对放入其中的小磁针有力的作用，故A错误，B正确；C．仅改变圆盘的转动方向，形成的电流的方向与初始相反，小磁针的偏转方向也与之前相反，故C错误；D．仅改变圆盘所带电荷的电性，形成的电流的方向与初始相反，小磁针的偏转方向也与之前相反，故D错误。故选B。10.如图所示，两个带等量正电的点电荷位于M、N两点上，E、F是MN连线中垂线上的两点，O为EF、MN的交点，EO=OF。一不计重力带负电的点电荷在E点由静止释放后（）A.做匀加速直线运动B.在O点所受静电力最大C.由E到O的时间等于由O到F的时间D.由E到F的过程中电势能先增大后减小【答案】C【解析】【详解】AB．带负电的点电荷在E点由静止释放，将以O点为平衡位置做往复运动，在O点所受电场力为零，故AB错误；C．根据运动的对称性可知，点电荷由E到O的时间等于由O到F的时间，故C正确；D．点电荷由E到F的过程中电场力先做正功后做负功，则电势能先减小后增大，故D错误。故选C11.如图所示，光滑水平地面上竖直放置两根圆柱形铝管，其粗细，长短均相同，其中管甲无缝，管乙有一条平行于轴线的细缝，两枚略小于管内径的相同小磁铁a、b，同时从两管上端由静止释放，穿过铝管后落到地面（忽略空气阻力）。下列说法正确的是（）A.a、b一定同时落地B.a、b下落过程中都是机械能守恒C.落地时，a比b的速度小D.落地时，a、b的速度相等【答案】C【解析】【详解】AB．管甲无缝，管乙有一条平行于轴线的细缝，所以下落过程中a受到安培阻力，而b不受安培阻力，所以小磁铁b在管乙中下落的速度要大于a在甲管中的下落速度，故a、b一定不会同时落地，由于a球克服安培力做功，所以机械能不守恒，故AB错误；CD．由于小磁铁b只受重力，小磁铁a受重力还受安培阻力，由小磁铁b的加速度较大，所以落地时，a比b的速度小，故C正确，D错误。故选C。12.研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列说法正确的是（）A.实验中，只将电容器b板向右平移，静电计指针的张角变小B.实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小C.实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大D.实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大【答案】A【解析】【详解】A．实验中，只将电容器板向右平移，两极板的间距则减小，根据可知电容器的电容增大，根据可知两极板的电势差减小，静电计指针的张角变小，故A正确；B．实验中，只将电容器板向上平移，两极板正对面积减小，根据可知电容器的电容减小，根据可知两极板的电势差增大，静电计指针的张角变大，故B错误；C．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，根据可知电容器的电容增大，根据可知两极板的电势差减小，静电计指针的张角变小，故C错误；D．实验中，只增加极板带电量，根据可知电容器的电容不变，根据可知两极板的电势差增大，静电计指针的张角变大，故D错误；故选A。13.如图所示，将非磁性材料制成的圆管置于匀强磁场中，当含有大量正负离子的导电液体从管中由左向右流过磁场区域时，测得管两侧M、N两点之间有电势差。忽略离子重力影响，则（）A.M点的电势高于N点B.N点的电势高于M点C.管中导电液体的流速越大，M、N两点之间的电势差越小D.管中导电液体的离子浓度越大，M、N两点之间的电势差越大【答案】A【解析】【详解】AB．管中的导电液体从管中由左向右流过磁场区域时，由左手定则可知带正电离子受到的洛伦兹力向上，带负电离子受到的洛伦兹力向下，则管上壁带正电、下壁带负电，所以M点的电势高于N点，故A正确，B错误；CD．两管壁最后电压稳定时，电场力与洛伦兹力平衡，则有可得可知管中导电液体的流速越大，M、N两点之间的电势差越大；M、N两点之间的电势差U越大，与液体离子浓度无关，故CD错误。故选A。14.如图所示的闭合电路中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U、电流表的示数I、干电池的输出功率P都会发生变化。以下四幅图中能正确反映P－U、P－I关系的是（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】AB．电源的输出功率由数学知识可知，图像应为开口向下的抛物线，故AB错误；CD．电源的输出功率由数学知识可知，图像应为开口向下的抛物线，故C错误，D正确。故选D。第二部分（非选择题部分）二、填空题（共2道题，共18分）。15.用如图甲所示的多用电表测量一个阻值约为20Ω的电阻，测量步骤如下：（1）调节指针定位螺丝，使多用电表指针指着零刻度。（2）将选择开关旋转到“Ω”挡的____________位置。（3）将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准______________。（4）将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触，若多用电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为______________Ω。（2位有效数字）（5）测量完毕，将选择开关旋转到OFF位置。【答案】①.②.电阻的零刻度线上③.19【解析】【详解】（2）[1]将选择开关旋转到“Ω”挡位置；（3）[2]将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准电阻零刻度线上。（4）[3]将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触，若多用电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为。16.(1)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻．要求尽量减小实验误差．应该选择的实验电路是图中的_________（选项“甲”或“乙”）．(2)现有电流表（0-0.6A），开关和导线若干，以及以下器材：A．电压表（0-15V）B．电压表（0-3V）C．滑动变阻器（0-50Ω）D.滑动变阻器（0-500Ω）实验中电压表应选用_____，滑动变阻器应选用_______（选填相应器材前的字母）．(3)某同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U-I图线_________．序号123456电压U（V）1.451.401.301.251.201.10电流I(A)0.0600.1200.2400.2600.3600.480(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E=____V，内电阻r=_____.【答案】①.甲②.B③.C④.⑤.1.5⑥.0.83【解析】【详解】(1)[1]干电池内阻较小，为减小实验误差，应选题甲所示电路图；(2)[2]一节干电池电动势约为1.5V，则电压表应选B，[3]为方便实验操作，滑动变阻器应选C；(3)[4]根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出电源的U-I图象如图所示；(4)[5][6]由图示电源U-I图象可知，图象与纵轴交点坐标值是1.5，则电源电动势E=1.5V，电源内阻：【点睛】本题考查了实验电路选择、实验器材选择、作图象、求电源电动势与内阻等问题，要知道实验原理，要掌握应用图象法处理实验数据的方法；电源的U-I图象与纵轴交点坐标值是电源电动势图象斜率的绝对值是电源内阻．三、计算及论述题（共5道题，共40分）。解题要求：写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。有数字计算的题，答案必须明确写出数值和单位。17.半径为的两个金属球，其球心相距20r，现使两球带上等量的同种电荷Q，求：（1）两球之间的静电力多大；（2）若两球球心相距，两球之间的静电力吗？说明道理。【答案】（1）（2）见解析【解析】【小问1详解】由于球心之间的距离比两金属球的半径大得多，所以可将金属球看成是球心处的点电荷，根据库仑定律可知两球之间的静电力大小【小问2详解】若两球球心相距，则两球不能看成点电荷，由于同种电荷相互排斥，所带电量集中在两球的外侧，电荷与电荷的等效距离大于，所以两球之间的静电力应满足18.长为L的轻质绝缘细线一端悬于O点，另一端系一质量为m、电荷量为的小球（可视为质点），如图所示，在空间施加沿水平方向的匀强电场（图中未画出），小球静止在A点，此时细线与竖直方向夹角，已知，，电场的范围足够大，重力加速度为g。(1)求匀强电场的电场强度大小E；(2)保持细线始终张紧，将小球从A点拉起至与O点处于同一水平高度的B点，求A、B两点间的电势差U；将小球由B点静止释放，求小球运动至A点时速度的大小v。【答案】(1)；(2)，【解析】【详解】(1)小球静止在A点时受力平衡，根据平衡条件解得(2)匀强电场方向水平向左，A、B两点沿电场线方向距离为根据电势差与场强的关系解得小球从B点运动至A点的过程中，根据动能定理解得19.如图所示的电路中，电源电动势，内阻，电动机的电阻，电阻。电动机正常工作时，电压表的示数，求：（1）流过电动机的电流；（2）电动机总功率。【答案】（1）2A（2）14W【解析】【小问1详解】根据欧姆定律可得流过的电流为则流过电动机的电流为2A。【小问2详解】根据闭合电路欧姆定律可得解得电动机两端的电压为则电动机的总功率为20.某一质谱仪原理如图所示，区域Ⅰ为粒子加速器，加速电压为U1；区域Ⅱ为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，板间距离为d；区域Ⅲ为偏转分离器，磁感应强度为B2。一质量为m，电荷量为+q的粒子，初速度为0，经粒子加速器加速后，该粒子恰能沿直线通过速度选择器，由O点沿垂直于边界MN的方向进入分离器后做匀速圆周运动，打在P点上。忽略粒子所受重力，求(1)粒子进入速度选择器的速度v；(2)速度选择器的两极板电压U2；(3)OP之间的距离。【答案】(1)；(2)；(3)【