北京市交道口中学2024-2025学年高二上学期11月检测物理试卷（Word版附解析）

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注意事项：
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单选题（24分，每小题3分）
1. 一束质量为m、电量为q的带电粒子，从A孔沿AB方向以不同的速度大小，射入正方形的磁场区域ABCD，磁场的磁感应强度为B，如图所示．则粒子在磁场中运动的最长运动时间为（ ）
A. B. C. D. 无限长
【答案】B
【解析】
【详解】由题意知，粒子在磁场中运动的最长运动时间是，带电粒子从A孔入，再从AC边传出，运动时间最长，设最长时间为，根据运动的带电粒子在磁场中做匀速圆周的周期公式得
故ACD错误，B正确，
故选B．
2. 如图所示，橡胶圆环的横截面积S 远小于圆环的半径，圆环均匀带电，总的带电量为q，现在使圆环绕过圆心O所在的轴（轴与圆环所在的平面垂直）以某一角速度做匀速转动，已知圆环上的某个电荷的线速度为v，弧 AB 对应的弧长为L，对应的圆心角为θ（用弧度制来表示的），则圆环产生的等效电流为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设圆环运动一周的时间为 T，在时间 T 内通过圆环上任意一横截面S的总电荷量就是圆环上所带的总电荷量q，由电流的定义可得圆环产生的等效电流为
由圆弧的几何关系可得圆弧的半径为
由匀速圆周运动的规律可得
联立解得
则有
故选A。
3. 我们身处信息时代越来越离不开电磁波，以下说法中正确的是（ ）
A. 变化的电场和变化的磁场交替产生电磁波
B. 电磁波既可以是横波也可以使纵波
C. 在外太空的真空环境下电磁波无法传播
D. 电磁波在不同介质中传播时的速度大小不变
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据麦克斯韦建立了电磁场理论可知，变化的电场和变化的磁场交替产生电磁波；故A正确；
B．电磁波一定是横波；故B错误；
C．电磁波可以在真空中传播；因此可以在真空环境中传播；故C错误；
D．电磁波在不同的介质中传播的速度不同；故D错误。
故选：A。
4. 如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，则（ ）
A. 电容器的电容减小
B. 电容器两极板间电压增大
C. 电容器所带电荷量增大
D 电容器两极板间电场强度不变
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据电容公式
将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，d减小，电容增大。A错误；
B．电容与电源相连，电压不变。B错误；
C．根据电容公式得
电量增多，C正确；
D．根据公式
可知，场强增大。D错误。
故选C。
5. 如图所示，在xOy平面的的区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，速率相等的大量质子从原点O朝各个方向均匀发射到第一象限内，发现从磁场上边界射出的质子数占总数的，不计质子间相互作用及重力，则质子在磁场中做匀速圆周运动的半径为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据洛伦兹力提供向心力可得
可知速率相等的大量质子的运动半径也相等，可知从原点均匀发射到第一象限内，从磁场上边界射出的质子数占总数的，则从磁场上边界射出的电子的发射角度范围有
则根据质子的偏转轨迹和几何关系可得，能从上边界射出的电子的发射角度在
设轨迹半径为 R ，则由几何关系知
代入得
故选C。
6. 小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中正确的是（ ）
A. 对应P点，由于是非线性元件，故欧姆定律不适用
B. 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小
C. 对应P点，小灯泡的电阻为
D. 对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积
【答案】D
【解析】
【详解】B．图线上的点与原点连线的倒数等于电阻大小，由数学知识可知，随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大，故B错误；
C．根据电阻的定义式可知，对应P点，小灯泡的电阻为
故C错误，
A．虽然该元件是非线性元件，但仍能用欧姆定律计算导体在某状态的电阻，故A错误；
D．由功率公式
可知对应P点，小灯泡的功率为
即对应图中矩形PQOM所围的面积，故D正确。
故选D。
7. 如图，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l，纸面内的a点与两导线距离均为l。已知导线P通电流I、导线Q不通电流时a点的磁感应强度大小为B。现在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I，则下列关于a点处磁感应强度的说法正确的是（ ）
A. a点的磁感应强度为0B. a点的磁感应强度的大小为B
C. a点的磁感应强度垂直PQ的连线向上D. a点的磁感应强度平行PQ的连线向右
【答案】D
【解析】
【详解】根据安培定则可知，导线P在a点产生的磁感应强度方向垂直于Pa的连线右向下，导线Q在a点产生的磁感应强度方向垂直于Qa的连线右向上，如图所示。由数学知识，导线P、Q在a点产生的合磁感应强度则有
方向：平行PQ的连线向右。
故选D。
8. 某同学要测量德州市某点地磁场的磁感应强度，选取的电流元的电流大小为I，长度为L。测得电流元竖直放置时地磁场对它的力的大小为；水平东西放置时地磁场对它的力的大小为，设地磁场在该点磁感应强度的大小为B，与水平方向的夹角为，则（ ）
A. ，
B. ，
C. ，
D. ，
【答案】A
【解析】
【详解】因为地磁场的外部磁场的方向由地理南极到地理北极，故地磁场在该点磁感应强度的大小为B，与水平方向的夹角为，所以地磁场在该点水平方向的分磁感应强度为
所以电流元竖直放置时地磁场对它的力的大小为
水平东西放置时地磁场与导线垂直，则此时地磁场对它的力的大小为
解得
故选A。
二、多选题（16分，每小题4分）
9. 如图所示，8个完全相同的均匀带电绝缘立方体叠成一个大立方体，取无穷远处电势为零，该立方体中心点电势为，上表面中心点电势为。下列说法正确的是（ ）
A. 一个小立方体在点产生的电势为
B. 下层一个小立方体在点产生的电势为
C. 现撤去下层一个小立方体，则点电势为
D. 现撤去下层一个小立方体，则点电势为
【答案】D
【解析】
【详解】A．由于电势为标量，由题意可知每个小立方体在O点电势相等为
故A错误；
B．上层四个小立方体在P点的电势和为
下方四个小立方体在P点的电势和为
下层一个小立方体在点产生的电势为
故B错误；
C．现撤去下层一个小立方体，则点电势为
故C错误；
D． 撤去下层一个小立方体，则P点电势
故D正确。
故选D。
10. 如图所示，实线是正的点电荷电场中的三条电场线，一个带正电的粒子仅在电场力作用下从电场中 M点运动到N点，虚线是粒子可能的运动轨迹，则下列判断正确的是（ ）

A. 粒子运动的轨迹可能是1
B. 粒子运动的轨迹可能是2
C. 粒子在 M点的动能比在 N点的动能大
D. 粒子在 M点的电势能比在N点的电势能大
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．场源电荷带正电，运动的粒子带正电，根据同种电荷相互推斥，且库仑力要指向轨迹凹的一侧，因此粒子的运动轨迹可能是2，故A错误，B正确；
CD．粒子从M运动到N点，电场力做正功，动能增大，电势能减小，因此粒子在 M点的动能比在 N点的动能小，在M点的电势能比在N点电势能大，故C错误，D正确。
故选BD。
11. 如图所示，直角三角形区域中存在一匀强磁场，电量相同的两个粒子、，其中粒子质量是粒子质量的2倍（不计重力），以相同的速度沿方向射入磁场，并分别从边上的、两点射出，则（ ）
A. 从点射出的是粒子
B. 从点射出的粒子速度偏转角更小
C. 、两粒子都为负电荷
D. 、两粒子在磁场中运动的时间不同
【答案】AD
【解析】
【详解】A．粒子在磁场中做圆周运动，分别从点和射出，轨迹如图所示
由公式
得粒子运动的半径
可知粒子运动半径更大，由图可知
故从点飞出的是粒子，故A正确；
B．由图可知，两粒子在磁场中运动时的弦切角相同，则两粒子的偏转角相等，故B错误；
C．两粒子都向右偏转，受力方向相同，由左手定则可知，两粒子都带正电荷，故C错误；
D．粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系（图示弦切角相等），粒子在磁场中偏转的圆心角相等，根据粒子在磁场中运动的时间为
又因为粒子在磁场中圆周运动的周期为，比荷不同，则周期不知，可知粒子在磁场中运动的时间不相等，故D正确。
故选AD。
12. 如图所示，在真空中有一水平放置的不带电平行板电容器，板间距为d，电容为C，上板B接地，现有大量质量均为m、带电荷量为q的小油滴，以相同的初速度持续不断地从两板正中间沿图中虚线方向射入，第一滴油滴正好落到下板A的正中央P点，如果能落到A板的油滴仅有N滴，且第滴油滴刚好能飞离电场，假设落到A板的油滴的电荷量能被板全部吸收，不考虑油滴间的相互作用，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 落到A板的油滴数
B. 落到A板油滴数
C. 第滴油经过电场的整个过程中所增加的动能为
D. 第滴油经过电场整个过程中所减少的机械能为
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB.第一滴油滴正好落到下板A的正中央P点．则：
设以上述速度入射的带电粒子，最多能有n个落到下极板上．则第（N+1）个粒子的加速度为a，由牛顿运动定律得：
其中：
得：
第（N+1）粒子做匀变速曲线运动，竖直方向有：
而
第（N+1）粒子不落到极板上，则有关系：
联立以上公式得：
故A正确，B错误；
C.第（N+1）粒子运动过程中重力和电场力做功等于粒子动能的增量，由动能定理得：
代人数据得：
故C正确；
D.第（N+1）粒子运动过程中电场力做的负功等于粒子减少的机械能：
即机械能减少：
故D正确．
第Ⅱ卷（非选择题）
三、实验题（共17分，13题前两空2分每空后5空1分每空，14题2分每空）
13. 一只多用电表的测量电阻部分共分×1、×10、×100、×1 k四挡，表面电阻刻度如图(a)所示，某学生用这只多用电表来测一个电阻的阻值，他选择×100挡，并按使用规则正确的调整好了多用电表、测量时表针的偏转如下图所示(b)，为使测量结果尽可能准确，他决定再测量一次，再次测量中，他应选择的是________挡；在后面所给的几个操作步骤中，不需要进行的是________(填步骤前的字母代号)；在应该进行的操作步骤中，按顺序应选①________，②________，③________，④________，⑤________.(填步骤前的字母序号)
A．把两根表笔短接
B．将选择开关旋转到上面所选择的量程上
C．将选择开关放置到交流电压的最高挡
D．在两表笔分离的情况下，调节电表的指针定位螺丝，使指针指在最左端零位
E．把两根表笔分别与待测电阻两端接触，指针稳定后读出电阻值
F．调节欧姆挡的调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上
【答案】 ①. ×1 k ②. D ③. B ④. A ⑤. F ⑥. E ⑦. C
【解析】
【详解】[1][2]由图乙所示可以知道欧姆表指针偏转角度太小,所选挡位太小,为准确测量电阻阻值,应选择挡,然后重新进行欧姆调零,再测电阻阻值,测量完毕,把选择开关置于交流电压最高挡上,因此多余的实验步骤为D;
[3][4][5][6][7]根据欧姆表使用的操作步骤可知正确的实验步骤为:①B、②A、③F、④E、⑤C
14. 图（a）是某同学组装完成的简易多用电表的电路图，图中E是电池，R1、R2、R3、R4、R5是定值电阻，R6是可变电阻。表头G的满偏电流为250μA，内阻为480Ω。表盘如图（b）所示，最上一行刻度的正中央刻度值为“15”。图（a）中虚线框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连，该多用电表有5个挡位，5个挡位分别为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆“×100”挡。
（1）若用欧姆“×100”挡测二极管的反向电阻，则应使图（a）中的A端与________（填“红”或“黑”）色表笔连接后，再将此表笔金属部分与二极管的________（填“正”或“负”）极相接触。测得的示数如图（b），则读数为________（保留两位有效数字）。
（2）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示，若此时B端是与“1”相连的，则多用电表的读数为________。
【答案】 ①. 黑 ②. 负 ③. 6.0×103Ω ④. 0.57mA
【解析】
【详解】（1）[1]由题图（a）所示电路图可知，A端与多用电表内置电源正极相连，则A端应与黑表笔相连；
[2]用多用电表测二极管反向电阻，应将黑表笔与二极管的负极相连。
[3]挡位为欧姆“×100”挡，由题图（b）所示可知，读数为
R=60×100Ω＝6000Ω＝6.0×103Ω
（2）[4]B端与“1”相连，由题图（a）所示可知，此时多用电表测电流，量程为0～2.5mA，由题图（b）所示可知，其分度值为0.05mA，读数为0.57mA
四、解答题（43分，其中15题10分16题16分17题17分）
15. 如图所示，平行带电金属极板A、B间可看成匀强电场，场强E=1.2×102V/m，极板间距离d=5cm，电场中C和D点分别到A、B两板的距离均为0.5cm，B板接地，求：
（1）C和D两点的电势、两点间电势差各为多少？
（2）将点电荷q=2×10-2C从C点匀速移到D点时，外力做多少功？
【答案】(1) , (2)9.6×10-2J
【解析】
【分析】本题考查匀强电场中电势，电势差及电场力做功的计算。
【详解】(1)下极板带正电且接地，所以场强方向竖直向上，B处电势为零，沿着电场线方向电势不断减小
(2) 点电荷从C点匀速移到D点,动能不变，合外力做功为零，外力做的功等于静电力做功的相反数
16. 如图所示，一个质量为、电荷量的带电粒子（重力忽略不计），从静止开始经电压为的加速电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中。金属板长，两板间距。求：
（1）微粒进入偏转电场时的速度是多大？
（2）若微粒射出电场时的偏转角度为，求两金属板间的电压是多大？粒子从电场中出射时的侧位移y是多少cm？
【答案】（1）；（2）200V，
【解析】
【详解】（1）带电微粒经电场加速后速度为，根据动能定理
解得
（2）带电微粒在偏转电场中只受静电力作用，做类平抛运动。水平方向有
设电子在偏转电场中运动的加速度为a，射出电场时竖直方向的速度为，则有
解得
侧位移为y，则有
解得
17. 如图甲所示，以O为坐标原点建立坐标系，等边三角形OMN内存在垂直纸面向里的匀强磁场，三角形外侧有沿x轴负方向的匀强电场。现有质量m=1×10-18kg、电荷量q=＋1×10-15C的带电微粒从坐标为（0，-0.5m）的Q点，以某一初速度v0沿某一方向入射，从x轴上的P点以v=200m/s的速度垂直x轴进入三角形区域。若此时将三角形外侧的电场换成垂直纸面向外的匀强磁场（如图乙所示），两磁场的磁感应强度大小相等。已知三角形的边长L=4m，O、P两点间距离为d=1m，重力不计。求：
(1)匀强电场的电场强度大小及带电微粒的初速度大小；
(2)若两磁场的磁感应强度大小B0=0.2T，求该微粒在乙图中运动一个周期的时间t；
(3)乙图中若微粒能再次回到P点且速度方向不变，则两匀强磁场的磁感应强度大小B应满足什么条件。
【答案】(1)320 V/m，； (2)；(3)B=(0.4n＋0.2)T，(n＝0，1，2，3…)
【解析】
【详解】(1)在匀强电场中，微粒在电场力作用下，做类平抛运动的逆运动
水平方向
OP=t2
竖直方向
OQ=vt
水平分速度
微粒的初速度
联立解得
E=320 V/m，v0=200m/s
(2)粒子在两磁场中均做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律知
解得
解得
T=3.14×10-2s
粒子的运动轨迹如图所示
则该微粒在乙图中运动一个周期的时间为
(3)由对称性可知，粒子能再次回到P点，则粒子运动的半径应满足
r(2n＋1)=OP（n＝0，1，2，3…）且r=
联立可得
B=(0.4n＋0.2)T，（n＝0，1，2，3…）