2023北京平谷中学高二（上）期末物理（教师版）

2023北京平谷中学高二（上）期末

物    理

一、单选题（每小题3分，共42分。在每题所给的四个选项中只有一个符合题意）

1. 由电场强度的定义式可知，在电场中的同一点（　　）

A. 电场强度E跟F成正比，跟q成反比

B. 一个不带电的小球在P点受到的电场力为零，则P点的场强一定为零

C. 若移去检验电荷q，该点的电场强度就变为零

D. 若移去检验电荷q，该点的电场强度不变

2. 电源电动势的大小反映的是（　　）

A. 电源把电能转化成其他形式的能的本领大小

B. 电源把其他形式的能转化为电能的本领大小

C. 电源单位时间内传送电荷量的多少

D. 电流做功的大小

3. 关于磁场和磁感线，下列说法正确的是（　　）

A. 磁感线只能表示磁场的方向

B. 磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场

C. 磁感线是磁场中客观存在的曲线

D. 地磁场的北极在地理北极附近

4. 将面积为的线圈放在匀强磁场中，线圈平面与磁感线垂直，已知这个磁场的磁感应强度是2.0T，那么穿过线圈平面的磁通量的大小是（　　）

A. 2.8Wb B. 2.5Wb C. 1.6Wb D. 0.4Wb

5. 如图所示为通电螺线管，A为螺线管外一点，若在A处放置一个小磁针，下列说法正确的是（　　）

A. 静止时小磁针N极指向左方 B. 静止时小磁针N极指向右方

C. 静止时小磁针N极指向纸外 D. 静止时小磁针N极指向纸内

6. 下列四个图中，标出了匀强磁场的磁感应强度B的方向、通电直导线中电流I的方向以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确表示这三个方向间关系的图是（　　）

A  B.  C.  D.

7. 如图所示，实线表示水平向右的匀强电场中的一组电场线，一带电粒子（不计重力）经过电场区域后的轨迹如图中虚线所示，a、b是轨迹上的两点，关于粒子的运动情况，下列正确的是（　　）

A. 该粒子带正电荷

B. 该粒子从a点运动到b两点的过程中速率增加

C. 该粒子经过a、b两点时加速度大小相等

D. 该粒子在a点时的电势能大于在b点时的电势能

8. 如图所示，将平行板电容器与电池组相连，两板间的带电尘埃恰好处于静止状态，若将上极板缓慢上移一些，其他条件不变，则（　　）

A. 电容器的电容将增加

B. 电容器带电量不变

C. 带电尘埃将向上极板靠近

D. 电流计中瞬间有的电流

9. 如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U，当R5的滑动触点向a端移动时（　　）

A I变大，U变小 B. I变大，U变大 C. I变小，U变小 D. I变小，U变大

10. 如图所示，洛伦兹力演示仪由励磁线圈、玻璃泡、电子枪等部分组成．励磁线圈是一对彼此平行的共轴的圆形线圈，它能够在两线圈之间产生匀强磁场．玻璃泡内充有稀薄的气体，电子枪在加速电压下发射电子，电子束通过泡内气体时能够显示出电子运动的径迹．若电子枪垂直磁场方向发射电子，给励磁线圈通电后，能看到电子束的径迹呈圆形．若只增大电子枪的加速电压或励磁线圈中的电流，下列说法正确的是

A. 增大电子枪加速电压，电子束的轨道半径不变

B. 增大电子枪的加速电压，电子束的轨道半径变小

C. 增大励磁线圈中的电流，电子束的轨道半径不变

D. 增大励磁线圈中的电流，电子束的轨道半径变小

11. 如图所示电路中，灯泡A、B的规格相同，电感线圈L的自感系数足够大且电阻可忽略。下列关于此电路的说法中正确的是（　　）

A. S闭合的瞬间，B先亮，A逐渐变亮，最后A、B一样亮

B. S闭合的瞬间，A、B同时亮，然后A变暗最后熄灭

C. S断开的瞬间，A立即熄灭，B逐渐变暗最后熄灭

D. S断开的瞬间，A、B立即熄灭

12. 如图甲所示，将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流表及开关进行连接。该电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从右接线柱流入电流表时，指针向右偏转。其中A线圈绕法如图乙所示，B线圈绕法如图丙所示。开关闭合，线圈A放在线圈B中。下列判断正确的是（　　）

A. 断开开关的瞬间，电流表指针将向右偏转

B. 将线圈A从线圈B中拔出时，电流表指针将向左偏转

C. 当滑动变阻器的滑片向左加速滑动时，电流表指针将向左偏转

D. 当滑动变阻器的滑片向左匀速滑动时，电流表指针不发生偏转

13. 如图所示，水平正对放置的带电平行金属板间的匀强电场方向竖直向上，匀强磁场方向垂直纸面向里，一带电小球从光滑绝缘轨道上的a点由静止释放，经过轨道端点P进入板间后恰好沿水平方向做匀速直线运动。现在使小球从稍低些的b点由静止释放，经过轨道端点P进入两板之间的场区。关于小球从b点由静止释放进入金属板间的运动情况，以下判断中正确的是（　　）

A. 小球仍沿水平方向做匀速直线运动

B. 小球可能带正电也可能带负电

C. 小球在电、磁场中运动的过程中电场力做负功

D. 小球在电、磁场中运动的过程中机械能增加

14. 如图所示，金属板放在垂直于它的匀强磁场中，当金属板中有电流通过时，在金属板的上表面A和下表面之间会出现电势差，这种现象称为霍尔效应。若匀强磁场的磁感应强度为B，金属板宽度为h、厚度为d，通有电流I，稳定状态时，上、下表面之间的电势差大小为U。则下列说法中正确的是（　　）

A. 在上、下表面形成电势差的过程中，电子受到的洛仑兹力方向向下

B. 达到稳定状态时，金属板上表面A的电势高于下表面的电势

C. 只将金属板的厚度d减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为2U

D. 只将电流I减小为原来一半，则上、下表面之间的电势差大小变为2U

二、填空题（共18分）

15. （1）使用多用电表进行了两次测量，指针所指的位置分别如图中a、b所示。

若选择开关处在“”的电阻档时指针位于a，则被测电阻的阻值是______。

若选择开关处在“直流电压25V”档时指针位于b，则被测电压是______V。

（2）图为某同学用电流表和电压表测量电阻的部分实验电路图。若仅考虑电压表内阻的影响，实验中电流表的测量值______（选填“大于”或“小于”）通过电阻的电流。实验中待测电阻的测量值______（选填“大于”或“小于”）待测电阻的真实值。

16. 用如图1所示的电路图测量一节干电池的电动势和内阻。

（1）在下列实验器材中选出适当实验器材进行实验。

电压表（）（量程0~3V，内阻约）

电压表（）（量程0~15V，内阻约）

电流表（）（量程0~0.6A，内阻约）

电流表（）（量程0~3A，内阻约）

滑动变阻器（）（总阻值约）

待测干电池（电动势约为1.5V）

开关（S）

导线若干

实验中电流表应选用________；电压表应选用________（填器材代号）。

（2）按正确的器材连接好实验电路后，接通开关，改变滑动变阻器的阻值R，读出对应的电流表的示数I和电压表的示数U，并作记录如图2。根据图线得到被测电池的电动势________V，内电阻________（结果保留三位有效数字）。

（3）用电流表和电压表测定电池的电动势E和内电阻r的实验中，所用电路如图所示。实验中考虑电压表内阻的影响导致系统误差分析下列说法正确的是（        ）

A．因为电流表的分压作用，测量的电流小于真实的电流，所以电源电动势的测量值大于真实值

B．因为电流表的分压作用，测量的电流大于真实的电流，所以电源电动势的测量值小于真实值

C．因为电压表的分流作用，测量的电流大于真实的电流，所以电源电动势的测量值小于真实值

D．因为电压表的分流作用，测量的电流小于真实的电流，所以电源电动势的测量值大于真实值

三、计算题（共40分）

17. 一个质量为m，电荷量为q的带电粒子，以速度v垂直射入一匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度为B。带电粒子所受的重力忽略不计。求：

（1）带电粒子做圆周运动的半径；

（2）带电粒子做圆周运动的周期；

（3）带电粒子定向移动形成的等效电流的大小。

18. 如图所示，面积为的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面且磁感应强度随时间变化的图像如图所示，定值电阻为，线圈电阻。求：

（1）线圈上产生感应电流的大小；

（2）线圈两端a、b两点间电势差大小；

（3）电阻上热功率是多大。

19. 长为L的平行金属板板间距也为L，一个电荷量为＋q、质量为m的带电粒子（重力不计），以初速紧贴上板平行于极板方向射入平行板，刚好从下板边缘射出，如图所示。求：

（1）若极板间加入匀强电场，求电场强度E的大小；

（2）若极板间加入匀强磁场，求磁感应强度B；

（3）若极板间同时加入（1）和（2）问的匀强电场和匀强磁场，电荷进入和出极板位置不变，求带电粒子出磁场时速度的大小。

20. 如图所示，一水平放置的平行导体框架的宽度L，左端接有电阻R，磁感应强度B的匀强磁场垂直导轨平面竖直向下，有一导体棒ab跨放在框架上，导体棒与框架接触良好，并能无摩擦地沿框架滑动，导体棒ab的电阻r，质量为m，框架电阻不计。当导体棒ab在水平外力的作用下向右运动。

（1）若导体棒ab在框架上以速度v匀速运动时，求导体棒a、b上感应电流的大小；

（2）若导体棒ab在框架上在恒定外力作用下从静止开始加速到最大速度运动的位移为x，求导体棒从静止加速到最大速度过程中电路中产生的总热能Q；

（3）若导体棒ab在框架上从静止开始在可变外力作用下以加速度a做匀加速运动时，求随时间t的变化关系。

参考答案

一、单选题（每小题3分，共42分。在每题所给的四个选项中只有一个符合题意）

1. 【答案】D

【解析】

【详解】ACD．电场强度是电场本身的性质，与是否放入检验电荷、检验电荷的电量以及检验电荷所受电场力的大小均无关，故若移去检验电荷q，该点的电场强度不变，故AC错误，D正确；

B．一个不带电小球在P点受到的电场力为零，不能说明该点电场强度为零，故B错误。

故选D。

2. 【答案】B

【解析】

【详解】ABD．电源电动势表示电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小，在数值上等于非静电力将1C的正电荷在电源内部从负极移到正极所做的功。故AD错误，B正确；

C．电源单位时间内传送电荷量的多少，表示的是电流强度，故C错误；

故选B。

3. 【答案】B

【解析】

【详解】A．磁感线上任意一点的切线方向表示该点的磁场方向，故A错误；

B．磁体周围有磁场，通电导体周围也有磁场，故B正确；

C．磁感线是一种假象的曲线，可以形象的描述磁场，故C错误；

D．地球是一个大磁铁，地磁的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近，故D错误。

故选B。

4. 【答案】C

【解析】

【详解】线圈平面与磁感线垂直，根据磁通量公式有

故C正确，ABD错误。

故选C。

5. 【答案】A

【解析】

【详解】由题图，根据安培定则，可判断出通电螺线管右端为S极，左端为N极，在通电螺线管外部，磁感线从N极指向S极，根据小磁针静止时，N极的指向为该点的磁感线方向，可知若在A处放置一个小磁针，静止时小磁针N极指向左方。

故选A。

6. 【答案】D

【解析】

【详解】伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。

A．电流方向与磁场方向在同一直线上，不受安培力作用，故A错误；
B．图中安培力的方向是竖直向下的，故B错误；
C．图中安培力的方向是垂直纸面向外的，故C错误；
D．图中安培力的方向是竖直向下的，故D正确；

故选D。

7. 【答案】C

【解析】

【详解】A．根据曲线弯曲和方向和电场线方向可以判断粒子受到电场力水平向左，可知粒子带负电，A错误；

BD．该粒子从a点运动到b两点的过程中，电场力做负功，粒子电势能增加，动能减小，因此，粒子从a点运动到b两点的过程中速率减小，粒子在a点时的电势能小于在b点时的电势能，BD错误；

C．粒子在匀强电场中受到恒定电场力的作用，粒子经过a、b两点时加速度大小相等，C正确。

故选C。

8. 【答案】D

【解析】

【详解】A．由电容器电容的决定式可知，将上极板缓慢上移一些，则有极板间距d增大，电容器的电容将减小，A错误；

B．由电容的定义式可知，电容器与电池组相连，两极板间的电压U不变，电容C减小，则有电容器带电量Q减小，B错误；

C．由匀强电场的电场强度与电势差关系公式可知，两极板间的电压U不变，极板间距d增大，电场强度E减小，带电尘埃受电场力减小，将向下极板靠近，C错误；

D．电容器带电量Q减小，电容器处于放电状态，电容器上极板带正电，电流计中瞬间有的电流，D正确。

故选D。

9. 【答案】C

【解析】

【详解】当R5的滑动触点向图中a端移动时，R5变小，外电路总电阻变小，由闭合电路欧姆定律知，总电流I变大，路端电压变小，U变小，根据闭合电路欧姆定律，电路中并联部分电压 U并=E﹣I（r+R1+R2）变小，则I变小．

A.A项与上述分析结论不相符，故A错误；

B.B项与上述分析结论不相符，故B错误；

C.C项与上述分析结论相符，故C正确；

D.D项与上述分析结论不相符，故D错误．

10.【答案】D

【解析】

【详解】AB．若增大电子枪的加速电压，电子束运动的速度增加，根据可知，电子束的轨道半径变大，AB错误；

CD．增大励磁线圈中的电流，也就是增加了磁场的磁感强度B，这时轨道半径R将减小，C错误，D正确．

故选D。

11. 【答案】B

【解析】

【详解】AB．闭合S时，电源电压同时加到两灯上，A、B同时亮，且亮度相同；随着L中电流增大，由于线圈L直流电阻可忽略不计，分流作用增大，A逐渐被短路直到熄灭，外电路总电阻减小，总电流增大，B变亮。故A错误，B正确；

CD．断开S，B立即熄灭，线圈中电流减小，产生感应电动势，感应电流流过A灯，A闪亮一下后熄灭，故CD错误。

故选B。

12. 【答案】B

【解析】

【详解】A．断开开关的瞬间，由安培定则可知，A线圈中的磁场方向向上，磁通量减小，B线圈中磁通量减小，由楞次定律可知，B线圈中感应电流的磁场方向向上， B线圈中的感应电流由c流向d，电流从左接线柱流入电流表，电流表指针将向左偏转，A错误；

B．将线圈A从线圈B中拔出时，B线圈中磁通量减小，由楞次定律可知，B线圈中感应电流的磁场方向向上， B线圈中的感应电流由c流向d，电流从左接线柱流入电流表，电流表指针将向左偏转，B正确；

CD．当滑动变阻器的滑片向左加速滑动时，或者向左匀速滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻值都减小，电路中的电流增大，A线圈中的磁场方向向上，磁通量增大，B线圈中的磁通量增大，由楞次定律可知，B线圈中感应电流的磁场方向向下，B线圈中感应电流由d流向c，电流从右接线柱流入电流表，电流表指针将向右偏转，CD错误。

故选B。

13. 【答案】C

【解析】

【详解】B．带电的小球从P点进入平行板间后做匀速直线运动，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，若小球带负电，这三个力都竖直向下，小球不可能匀速；若小球带正电，电场力及洛伦兹力均竖直向上，二者的合力与小球的重力平衡，小球可以做匀速直线运动，所以小球只能带正电，故B错误；

A．当小球从稍低的b点由静止释放时，小球进入金属板间的初速度将减小，根据，知洛伦兹力将减小，则

小球将向下偏转，是曲线运动，故A错误；

CD．由于

小球将向下偏转，电场力将做负功，由于洛伦兹力不做功，小球克服电场力做功，故小球的机械能将减少，故C正确，D错误。

故选C。

14. 【答案】C

【解析】

【详解】AB．电流向右、磁场向内，根据左手定则，安培力向上；电流是电子的定向移动形成的，故洛伦兹力也向上，故上极板聚集负电荷，下极板带正电荷，故下极板电势较高；AB错误；

CD．电子最终达到平衡，有

电流的微观表达式

所以

只将金属板的厚度减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为；只将电流减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为，C正确，D错误。

故选C。

二、填空题（共18分）

15. 【答案】    ①. 5000    ②. 20.0    ③. 大于    ④. 小于

【解析】

【详解】（1）[1][2] 选择开关处在“100Ω”的电阻挡时指针位于a，则被测电阻的阻值为

50×100=5000Ω

选择开关处在“直流电压25V”挡，由图示表盘可知，其分度值为0.5V，指针位于b，则被测电压是20.0V。

（2）[3][4] 根据欧姆定律得

仅考虑电压表内阻的影响，实验中电流表的测量值是总电流，大于通过电阻的电流。实验中待测电阻的测量值小于待测电阻的真实值。

16. 【答案】    ①.     ②.     ③. 1.50    ④. 1.00    ⑤. C

【解析】

【详解】（1）[1]一节干电池的电动势约为1.5V，内阻约为几欧姆，所以电压表应选量程为0~3V的电压表；

[2]电流表应选量程为0~0.6A的电流表；

（2）[3]根据闭合电路欧姆定律可得

根据图线的纵截距得到被测电池的电动势

[4]根据图线斜率的绝对值可得内电阻

（3）[5]由图可知，电压表测路端电压，由于电压表的分流作用，使电流表的测量值小于真实值（通过电源的电流），实验误差是由于电压表的分流造成的；当外电路短路时，电压表不分流，故短路电流相同，由于测量的电流值小于真实值，故作出测量值和真实值的图像如图所示

由图像可知，电动势测量值小于真实值，电源内阻测量值小于直实值。

故选C。

三、计算题（共40分）

17. 【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力

解得

（2）根据公式得，带电粒子做圆周运动的周期

（3）根据电流的定义式可知，带电粒子定向移动形成的等效电流的大小为

18. 【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）由法拉第电磁感应定律得感应电动势

线圈上产生感应电流的大小

（2）线圈两端a、b两点间电势差大小

（3）电阻上热功率

19. 【答案】（1）；（2），方向垂直纸面向里；（3）

【解析】

【详解】（1）若极板间加入匀强电场，粒子在两板间做类平抛运动，电场力方向向下，由牛顿第二定律可得

由题意可得

联立可得

（2）若极板间加入匀强磁场，粒子在两板间做圆周运动，半径为L，磁场方向垂直纸面向里，有

解得

（3）若极板间同时加入（1）和（2）问的匀强电场和匀强磁场，由于洛伦兹力不做功，设带电粒子出磁场时速度的大小为v，由动能定理可得

解得

20. 【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）若导体棒ab在框架上以速度v匀速运动时，感应电动势为

导体棒a、b上感应电流的大小

（2）设最大速度为v1，则

根据闭合电路欧姆定律可得

由平衡条件可知

解得

由功能关系可知

解得

（3）对ab棒，由牛顿第二定律可得

其中

则