北京市东城区学年高二第一学期期末教学统一检测物理试题解析版.docx
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北京市东城区学年高二第一学期期末教学统一检测物理试题解析版
东城区2019—2020学年度第一学期期末教学统一检测
高二物理
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.如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方，当导线中通有电流时，磁针会发生偏转，首先观察到这个实验现象的物理学家是（）
A.牛顿B.伽利略C.奥斯特D.焦耳
【答案】C
【解析】
【详解】本实验是1820年丹麦物理学家奥斯特发现电流磁效应的实验．首先观察到这个实验现象的物理学家丹麦物理学家奥斯特．故C正确，ABD错误．
故选C．
2.“电子伏特（ev）”属于下列哪一个物理量的单位
A.能量B.电压C.电流D.电荷量
【答案】A
【解析】
“电子伏特（ev）”属于能量的单位，故选A.
3.一个阻值为R的电阻两端加上电压U后，通过电阻横截面的电荷量q随时间变化的图象如图所示，此图象的斜率可表示为（ ）
A.UB.R
C.
D.
【答案】C
【解析】
根据
，可知图线的斜率代表的是电流，而电流
，选C．
4.平行板电容器的两极板接在电压恒定的直流电源上，若将两极板间距离减小，则电容器
A.极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大
B.极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大
C.极板上
电荷量变大，极板间电场强度不变
D.极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变
【答案】A
【解析】
【详解】平行板电容器接在恒压直流电源上，其两极间的电压不变。
若将两极板间距离减小，由电容的决定式
，可知，电容C会变大，再由电容的定义式
，可得，电荷量会变大；因
，所以板间场强会变大。
A．极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大，与结论相符，选项A正确；
B．极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大，与结论不相符，选项B错误；
C．极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变，与结论不相符，选项C错误；
D．极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变，与结论不相符，选项D错误；
故选A。
5.如图所示，在“研究影响通电导体所受安培力的因素”的实验中，当导体棒中通有图示方向的电流时，下列说法中正确的是
A.导体棒将向图中v所示方向摆动
B.若减少磁铁数量，导体棒的摆角将增大
C.若颠倒磁极的上下位置，导体棒将向图中v所示方向摆动
D.若增大电流，导体棒的摆角将减小
【答案】C
【解析】
【详解】A．由左手定则可知，导体棒将向图中v所示的反方向摆动，选项A错误；
B．若减少磁铁数量，导体棒受到的安培力减小，则导体棒的摆角将减小，选项B错误；
C．若颠倒磁极的上下位置，导体棒受的安培力方向与v同向，则导体棒将向图中v所示方向摆动，选项C正确；
D．若增大电流，导体棒受的安培力变大，则导体棒的摆角将变大，选项D错误；
故选C。
6.阴极射线管中电子束由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上出现如图所示
一条亮线。
要使该亮线向z轴正方向偏转，可加上沿
A.z轴正方向的磁场
B.y轴负方向的磁场
C.x轴正方向的磁场
D.y轴正方向的磁场
【答案】B
【解析】
【详解】A．若加一沿z轴正方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿y轴正方向，亮线向y轴正方向偏转，故A错误。
B．若加一沿y轴负方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿z轴正方向，亮线向上偏转，故B正确。
C．若x轴正方向的磁场，电子束不偏转，故C错误。
D．若加一沿y轴正方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿z轴负方向，亮线向下偏转，故D错误。
故选B。
7.将一带电量为—q的检验电荷从无限远处移到电场中的A点，该过程中电场力做功为W，则检验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为（）
A.EP=W，φA=W/q
B.EP=W，φA=—W/q
C.EP=—W，φA=W/q
D.EP=—W，φA=—W/q
【答案】C
【解析】
【详解】依题意，-q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为W，则电荷的电势能减小W，无限处电荷的电势能为零，则电荷在A点的电势能为
，A点的电势
故选C．
8.正点电荷A和负点电荷B的电荷量相等，它们在真空中所产生电场的电场线（其中方向未标出）的分布如图所示，O为两点电荷连线的中点，P为两点电荷连线的中垂线上一点。
下列说法中正确的是
A.O点的电场强度比P点的电场强度小
B.O点的电势比P点的电势高
C.将负电荷从O点移动到P点，电势能减小
D.将负电荷从O点移动到P点，电场力做功为零
【答案】D
【解析】
【详解】A．O点的电场线比P点的电场线密集，可知O点的电场强度比P点的电场强度大，选项A错误；
B．因OP两点在同一等势面上，则O点的电势等于P点的电势，选项B错误；
C．因OP电势相等，则将负电荷从O点移动到P点，电势能不变，选项C错误；
D．将负电荷从O点移动到P点，电势能不变，则电场力做功为零，选项D正确；
故选D。
9.如图为速度选择器示意图，P1、P2为其两个极板．某带电粒子以速度v0从S1射入，恰能沿虚线从S2射出．不计粒子重力，下列说法正确的是
A.极板P1的电势一定高于极板P2的电势
B.该粒子一定带正电
C.该粒子以速度2v0从S1射人，仍能沿虚线从S2射出
D.该粒子以速度vo从S2射人，也能沿虚线从S1射出
【答案】A
【解析】
【详解】A.当粒子在正交的电场和磁场的区域内做直线运动时，电场力和洛伦兹力等大且方向相反．假设带电粒子带正电，由左手定则可判断，粒子将受到的应为竖直向上洛伦兹力，所以电场力竖直向下的，电场的方向应向下，则上极带正电，若带负电，则洛伦兹力向下，则电场力向上，上极仍带正电，选项A正确．
B.设带电粒子带正电，由左手定则可判断，粒子将受到的应为竖直向上的洛伦兹力，竖直向下的电场力；如粒子带负点，由左手定则可判断，粒子将受到的应为竖直向下的洛伦兹力，竖直向上的电场力，仍能沿直线通过．故B错误．
C.若粒子以速度2v0从S1射人，受到的洛仑磁力增大，但是电场力不变，故粒子不能沿着直线运动，不能沿虚线从S2射出．故C错误．
D.带电粒子从S2射入，所受的电场力方向不变，而洛伦兹力方向会变为与电场力相同，此时带电粒子将发生偏转．故D错误．
10.在光滑绝缘水平面上，用绝缘细线拉着一带负电的小球，在水平面内绕竖直方向的轴做匀速圆周运动，整个空间存在竖直向下的匀强磁场，俯视图如图所示。
若磁感应强度比原来增大一些，小球仍做圆周运动，则
A.细线中拉力一定增大
B.小球的速度一定增大
C.细线中拉力可能为零
D.小球所受洛伦兹力可能不变
【答案】C
【解析】
【详解】AC．因小球旋转的方向未知，可知洛伦兹力的方向可能指向圆心，也可能背离圆心；若洛伦兹力的方向指向圆心，则
，则若B变大，则T减小，当满足
时，T=0，选项A错误，C正确；
B．因洛伦兹力不做功，则小球的速度不变，选项B错误；
D．根据f=qvB可知，B变大，v不变，则洛伦兹力变大，选项D错误；
故选C。
11.如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，金属棒与两导轨始终保持垂直，并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在水平匀强磁场中，在竖直向上的恒力F作用下棒无初速上升的一段时间内，下列说法正确的是
A.通过电阻R的电流方向向左
B.棒受到的安培力方向向上
C.棒机械能的增加量等于恒力F做的功
D.在刚开始上升的时刻棒的加速度最大
【答案】D
【解析】
【详解】A．棒向上运动时，穿过回路的磁通量减小，结合磁场方向，由楞次定律判断知通过电阻R的电流方向向右，故A错误。
B．通过棒的电流方向向左，由左手定则知棒受到的安培力方向向下，故B错误。
C．由能量关系可知，棒机械能的增加量等于恒力F做的功减去产生的电能，选项C错误；
D．根据F-BIL=ma可知，在刚开始上升的时刻I=0，则棒的加速度最大，选项D正确；
故选D.
12.如图所示，两平行直导线cd和ef竖直放置，通以方向相反大小相等的电流，a、b两点位于两导线所在的平面内。
则
A.ef导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向里
B.ef和cd导线在b点产生的合磁场为零
C.cd导线受到的安培力方向向右
D.若同时改变两导线的电流方向，两导线各自受的安培力方向不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据安培定则可知，ef导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向外，选项A错误；
B．根据安培定则可知，ef和cd导线在b点产生
磁场方向相同，则合磁场不为零，选项B错误；
C．根据安培定则可知，ef导线在cd导线处的磁场垂直纸面向外，由左手定则可知，cd导线受到的安培力方向向左，选项C错误；
D．根据“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”可知，若同时改变两导线的电流方向，两导线各自受的安培力方向不变，选项D正确；
故选D。
13.如图所示是有两个量程的电流表，当使用a、b两个端点时，量程为1A，当使用a、c两个端点时，量程为0.1A。
已知表头的内阻Rg为200Ω，满偏电流Ig为2mA，则
A.R1的阻值大于R2的阻值
B.R1的阻值小于R2的阻值
C.R1与Rg的阻值很接近
D.R1与R2的阻值很接近
【答案】B
【解析】
【详解】AB．根据串并联电路的特点可知：
解得：
R1≈0.4Ω
R2≈3.7Ω
则选项A错误，B正确；
CD．由计算得到的R1和R2的阻值可知，选项CD错误；
14.如图所示，一对平行金属板水平放置，板间电压为U1，一个电子沿MN以初速度v1从两板的左侧射入，刚好从右侧射出。
若板间电压变为U2，另一个电子也沿MN以初速度v2从两板的左侧射入，但没有从右侧射出。
一定能引起上述现象发生的条件是（不计电子的重力，MN平行于金属板）
A.
且
B.
且
C.
且
D.
且
【答案】B
【解析】
【详解】电子在金属板间运动，只受电场力作用，那么电子做类平抛运动，电子在MN方向做匀速运动，则
竖直方向电子做匀加速运动
因两次y、d、m、q相同，则
为定值，因x1>x2，则
则一定能满足此关系的条件是
且
；
A．
且
，与结论不相符，选项A错误；
B．
且
，与结论相符，选项B正确；
C．
且
，与结论不相符，选项C错误；
D．
且
，与结论不相符，选项D错误；
故选B。
二、实验题（共16分）
15.电流传感器可以像电流表一样测量电流，由于它与计算机相连，还能显示出电流随时间变化的I-t图像。
照图甲连接电路，先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成。
然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t图像如图乙所示。
（1）在图中画一个竖立的狭长矩形（在图乙的最左边），它的面积的物理意义是__________（填写面积所代表物理量的名称）
（2）根据I-t图像估算电容器在全部放电过程中释放
电荷量约为__________C（结果保留一位有效数字）。
（3）若对应开关S与1端相连的充电过程，电荷量随时间变化的q-t图像的示意图是怎样的？
请在图丙中定性画出_______。
【答案】
（1）.电荷量
（2）.
C（3）.
【解析】
【详解】
（1）[1]．根据q=It可知，在图中画一个竖立的狭长矩形，它的面积的物理意义是电荷量；
（2）[2]．根据I-t图像估算，图像与坐标轴围成的格子数为36个，则电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为
（3）[3]．若对应开关S与1端相连的充电过程中，开始时充电电流较大，则q-t图像的斜率较大，随着充电电流逐渐减小，则q-t图像斜率逐渐减小，最后趋于稳定，则图像如图；
16.用如图所示电路测量电源的电动势和内电阻。
所用的实验器材为：
待测电源（电动势约3V，内电阻约2Ω），电阻R1（阻值10Ω）和R2（阻值5Ω），滑动变阻器R，电流表G，电压表V，开关S，导线若干。
实验主要步骤为：
①将滑动变阻器接入电路的阻值调到__________（选填“最大”或“最小”），闭合开关；
②逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；
③以U为纵坐标，I为横坐标，作出U—I图线；
④求出U—I图线斜率的绝对值k和在纵轴上的截距b；
⑤待测电源的电动势E和内阻r的计算式分别为E=__________，r=__________（用题目中出现的量表示），代入数值可得E和r的测量值。
【答案】
（1）.最大
（2）.b（3）.k－R2（或k－5Ω）
【解析】
【详解】①[1]．将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；
⑤[2][3]．由闭合电路的欧姆定律：
U=E-I（r+R2），则U-I图像的截距E=b；
斜率：
则
r=k－R2（或k－5Ω）
三、论述、计算题（共42分）解题要求：
写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。
有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。
17.如图所示，匀强磁场与平行金属导轨所在的平面相垂直，磁感应强度为B，金属棒ab的长度为L，与导轨接触良好，以速度v向右匀速运动。
（1）判断ab哪端电势高；
（2）请根据法拉第电磁感应定律的表达式
推导此闭合回路的感应电动势E=BLv。
【答案】
（1）a端电势高
（2）
【解析】
【详解】
（1）由右手定则可知，a端电势高；
（2）在Δt时间内，ab棒向右移动的距离为vΔt
这个过程中线框的面积变化量是ΔS=LvΔt
穿过闭合回路的磁通量的变化量是
根据法拉第电磁感应定律
18.如图所示，质量为m、电荷量为q的粒子，从容器A下方的小孔S1不断飘入电压为U的加速电场，其初速度几乎为零。
粒子经过小孔S2沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，在磁场中做匀速圆周运动，随后离开磁场。
不计粒子的重力及粒子间的相互作用。
（1）判断粒子所带电荷的电性；
（2）求粒子在磁场中运动的速度大小v；
（3）粒子离开磁场时的位置与小孔S2之间的距离l。
【答案】
（1）带正电
（2）
（3）
【解析】
【详解】
（1）根据粒子在磁场中的偏转方向，结合左手定则可知粒子带正电；
（2）粒子在电场中加速的过程有
得
（3）洛仑兹力提供向心力
则粒子离开磁场时
位置与小孔S2之间的距离
19.如图所示，电路由一个电动势为E、内电阻为r的电源和一个滑动变阻器R组成。
请推导当满足什么条件时，电源输出功率最大，并写出最大值的表达式。
【答案】
【解析】
【详解】由闭合电路欧姆定律
电源的输出功率
得
有
当R=r时，P有最大值，最大值为
.
20.如图甲，某装置由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，圆筒的长度依照一定的规律依次增加。
序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连。
交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。
在t=t0时，此刻位于和偶数圆筒相连的金属圆板（序号为0）中央的一个质子，在圆板和圆筒1之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1。
之后质子运动到圆筒与圆筒之间各个间隙中都能恰好使静电力的方向跟运动方向相同而不断加速。
请回答以下问题（已知质子的荷质比取
C/kg，电压的绝对值
V，周期
s，质子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计，不考虑质子的重力）。
（1）请说明在t0时刻，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差是正值还是负值；
（2）请分析并说明质子在圆筒内的受力情况；
（3）请求出质子进入第3个圆筒时的速度大小v和第3个圆筒的长度l；
（4）此装置可以用来加速带电粒子，对此装置有何改进意见？
写出一条即可。
【答案】
（1）负值
（2）不受力（3）
；0.3m（4）可以利用磁场使带电粒子偏转而不改变粒子动能的特性改进装置，以减小占地面积.
【解析】
【详解】
（1）在t0时刻，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差是负值；
（2）由于金属导体内部电场为零，因此电子在圆筒内不受力；
（3）质子进入第3个圆筒前，经过三次加速，因此有
代入数据得：
当质子在每个圆筒内做匀速直线运动的时间为T/2，才能保证每次在缝隙中被电场加速，因此第三个圆筒的长为
l=vT/2=0.3m
（4）由于圆筒的长度要依次增加，将粒子加速到很高的速度就需要很长的装置。
可以利用磁场使带电粒子偏转而不改变粒子动能的特性改进装置，以减小占地面积。
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