【文档说明】北京市中国人民大学附属中学2023-2024学年高二上学期期中考试+物理+含答案.docx，共(15)页，1.963 MB，由小赞的店铺上传

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人大附中2023~2024学年度第一学期高二年级物理期中练习2023年11月1日说明：本练习共20道小题，共8页，满分100分，考试时间90分钟；请在答题卡规定位置填写个人信息，将相关内容填涂和写在答题卡的指定区域内，考试结束时交答题卡。一.单项选择题：本题共10小题，每小题

3分，共计30分，每小题只有一个．．．．选项符合题意。1.关于电场和磁场的概念，下列说法正确的是()A.试探电荷q置于某处所受电场力不为零，该处的电场强度有可能为零B.试探电荷q置于某处电势能为零，该处的电势一定为零C.电流元

置于磁场中，所受的磁场力一定不为零D.电流元Ⅱ置于某处所受的磁场力为F，该处的磁感应强度大小一定为ππ2.如图所示，在南北方向水平放置的长直导线的正下方，有一只可以自由转动的小磁针。现给直导线通以由a向b的恒定电流I，则小磁针的N极

将()A.保持不动B.向下转动C.垂直纸面向里转动D.垂直纸面向外转动3.中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分

布示意如图。结合上述材料，下列说法不正确的是()A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B.地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用4

.安培通过实验研究，发现了电流之间相互作用力的规律。若两段长度分别为△L₁和ΔL₂、电流大小分别为I₁和Д的平行直导线间距为r时，相互作用力的大小可以表示为F=𝑘𝐼1𝐼2𝛥𝐿1𝛥𝐿2𝑟2.比例系数k的单位是

()𝐴.𝑘𝑔⋅𝑚/(𝑠²⋅𝐴)𝐵.𝑘𝑔⋅𝑚/(𝑠²⋅𝐴²)𝐶.𝑘𝑔⋅𝑚²/(𝑠³⋅𝐴)𝐷.𝑘𝑔⋅𝑚²/(𝑠³⋅𝐴³)5.如图所示为研究平行通电直导线之间相互作用的

实验装置。接通电路后发现两根导线均发生形变，此时通过导线M和N的电流大小分别为I1和𝐼₂,已知𝐼₁>𝐼₂,方向均向上。若用F₁和F₂分别表示导线M与N受到的磁场力的大小，则下列说法中正确的是()𝐴.𝐹₁=𝐹₂,两根导线相互吸引𝐵.𝐹₁=𝐹₂,两根导线相互排斥𝐶.𝐹₁>𝐹₂,

两根导线相互吸引𝐷.𝐹₁>𝐹₂,两根导线相互排斥6.为探究导体电阻与其影响因素的定量关系，某同学找到a、b、c、d四条不同的金属导体，在长度、横截面积、材料三个因素方面，b、c、d与a相比，分别只有一个因素不同。将a、b、c、d串联接入如图所示的电路中，用一

块电压表分别测量导体a、b、c、d两端的电压。若实验中保持金属导体温度不变，不计电压表内阻对电路的影响，对于实验中得到的现象，你认为合理的是()A.每段导体两端的电压与它们电阻成反比B.如图a、b长度不同，则它们的电压与长度成正比C.如图a、c的横

截面积不同，则它们的电压与横截面积成正比D.改变滑动变阻器滑片的位置，a、d两条金属导体的电压之比会随之发生变化7.某实验小组用量程为0~3A的电流表测量电流，通过试触发现被测电流超过量程。但是实验室提供的电流表规格都是相同的，为了测量出该电流值，小组中的同学分别设计了改装

电流表的四种电路方案，其中一．定不可行．．．的是()8.如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B。L形导线通以恒定电流I，放置在磁场中。已知ab边长为2l，与磁场方向垂直，bc边长为l，与磁场方向平行。该导线受到的安培力为()A.0B.IlBC.2πBD.√5πB9.在“测电源电动势

和内阻”的实验中，某同学作出了两个电源路端电压U与电流I的关系图线，如图所示。两个电源的电动势分别为E₁、E₂，内阻分别为η₁、r₂。如果外电路分别接入相同的电阻R，则两个电源的()A.路端电压和电流不可能同时相等B.输出功率不

可能相等C.总功率不可能相等D.效率不可能相等10.一种等离子发电装置如图所示。一对水平放置的平行金属板A、B之间有很强的磁场，将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子)以速度v沿垂直于磁场的方向射入磁场，把A、B和电阻R连接，A、B就

是一个直流电源的两个电极。下列判断正确的是()A.带正电粒子在两板间受到的洛伦兹力方向向上B.A板是电源的正极、B板是电源的负极C.只增大A、B两板的面积，电源电动势增大D.只增大等离子体的射入速度v，电源电动势增大二.不定项选择题：本题共4小题，每小题3分，共计12分。每小

题可能有一至多个．．．．选项符合题意，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，错选或不答得0分.11.某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，两车灯突然变暗；当汽车启动之后，启动

开关S断开，电动机停止工作，车灯恢复正常亮度。当汽车启动时，此时()A.车灯的电流变小B.路端电压变小C.电路的总电流变小D.电源的总功率变大12.光滑刚性绝缘圆筒内存在着平行于轴的匀强磁场，筒上P点开有一个小孔，过P的横截面是以O为圆心的圆，如图所示。一带电粒子从P点沿PO射入，然后与简

壁发生碰撞。假设粒子在每次碰撞前、后瞬间，速度沿圆上碰撞点的切线方向的分量大小不变，沿法线方向的分量大小不变、方向相反；电荷量不变。不计粒子重力。下列说法正确的是()A.粒子的运动轨迹可能通过圆心OB.最少经2次碰撞，粒子就可能从小孔射出C.射入

小孔时粒子的速度越大，在圆内运动时间越短D.每次碰撞后瞬间，粒子速度方向一定平行于碰撞点与圆心O的连线13.如图所示，一根足够长的细棒均匀带负电，棒的横截面积为S，单位长度所带的电荷量大小为q。当细棒沿其所在直线向右做速度大小为ν的运动时，会形成等效电流。下列选项正确的是(

.)A.等效电流的方向向右B.等效电流的大小为qvC.若从细棒左侧向右侧看，空间中磁场方向为逆时针D.若保持细棒静止，细棒周围的电场为匀强电场14.如图所示俯视图，光滑的水平面上有竖直向下的匀强磁场，

水平面上平放着一个玻璃试管，试管内壁光滑，其底部N处有一个带电小球。现在对试管施加一个与其垂直的水平向右拉力F，使其向右做匀速运动，带电小球将从管口M处飞出。下列说法正确的是()A.小球带负电B.小球离开试管前，洛伦兹力对

小球做正功C.小球离开试管前的运动轨迹是一条抛物线D.维持试管做匀速运动的拉力F应为恒力三.实验题：本题共2小题，共18分.请将解答填写在答题卡相应的位置。15.(7分)某同学练习使用多用电表。(1)该同学使用多用电表测量某电阻时，选择开关和指针位置如图

1所示，若他的操作是正确的，则该电阻的测量值为Ω。(2)该同学继续用相同挡位测量另一电阻，发现指针偏转角度过小(指靠近“∞”)。为了减小测量误差，他再次进行测量前应该进行的操作是(从下列选项中挑出合理的步骤

并按操作顺序排列)。A.将红表笔和黑表笔接触B.把选择开关旋转到“×100”位置C.把选择开关旋转到“×1”位置D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点(3)该同学注意到多用电表电阻的刻度线是不均匀的，而直流电流、电压的刻度线是均匀的。他在课本上查阅到多用电表欧姆表的电路示意图，如图2所示

。请根据欧姆表的电路示意图，结合所学知识分析电阻的刻度线不均匀的原因。16.(11分)某同学测量一段金属丝R₂电阻率的过程中有如下一些操作。(1)在实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，其示数如图1所示，则

该金属丝直径的测量值d=mm。(2)用图2所示的电路，该同学将c点与a点连接，接通开关，改变滑动变阻器滑片的位置，测量得到多组电压U和电流I，并将数据的对应点标在图3的坐标纸上。请先在图3中画出U-I图线，然后根据图线可得出该金属丝电阻

的测量值𝑅ₐ=𝛺(结果保留两位有效数字)。(3)如果将c点与b点连接，重复上述实验过程，不考虑偶然误差，金属丝电阻的测量值将(选填“变大”、“变小”或者“不变”)。(4)该实验中使用的电源电动势为3V，内阻可不计。实验室中有两种滑动变阻器可供选择:A.滑动变阻器(

0~5Ω)B.滑动变阻器(0~100Ω)如果将两种滑动变阻器分别接入图2的电路中，调节滑动变阻器滑片P的位置，以R表示滑动变阻器可接入电路的最大电阻值，以Rp表示滑动变阻器与金属丝R₂并联部分的电阻值，以U表示Rx两端的电压值。在图4所示的三条曲线中，表示滑动

变阻器A接入电路时U随𝑅𝑝𝑅变化的图像是，表示滑动变阻器B接入电路时U随𝑅𝑝𝑅变化的图像是(选填“a”、“b”或“c”)。根据图像可知，本实验为了调节方便，滑动变阻器应选用(选填“A”或“B”)。四.计算论证题：本题共4小题，共40分。解答时请写出必要的文字、方程式、推

理演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题目，答案中必须明确写出数值和单位。17.(8分)如图所示，金属杆ab的质量为m、长度为L，通过ab的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与导轨平面成0角斜向上，结果导体a

b静止于水平导轨上。已知重力加速度为g。求：(1)金属杆ab受到的安培力大小；(2)金属杆ab受到的摩擦力大小；(3)金属杆ab对导轨的压力大小。18.(8分)如图所示，M为粒子加速器；N为速度选择器，两平行导体板之间有方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁场的方

向垂直纸面向里，磁感应强度为B。从S点释放一初速度为0、电荷量为q、质量为m的带正电粒子，经M加速后恰能以速度v沿直线(图中平行于导体板的虚线)通过N。不计重力。(1)求粒子加速器M的加速电压U；(2)求速度选择器N两板间的电场强度E的大小和方向；(3)仍从S点释放另一初速

度为0、电荷量为q、质量为3m的带正电粒子，离开N时粒子偏离图中虚线的距离为d，求该粒子离开N时的动能。．𝐸₁。19.(12分)图1为一金属平板M的侧视图，一细束紫外线持续照射到平板上的O点时，会不停地发射电子。如图2所示

，假设板上的O点沿着平板右侧空间各个方向持续射出速率v相同的电子。已知电子质量为m，电荷量为e，不考虑电子的重力以及出射电子间的相互作用。请你展开想象的翅膀，运用电学和磁学等知识，设计出三种．．可行的实验方案，测量这些电子的速率v。对器材工具进行说明，用文字、

公式、示意图等描述测量过程，最后将v用相关物理量表示出来。注重设计的可行性、科学性和创造性。(1)设计方案1;(2)设计方案2;(3)设计方案3。20.(12分)加速器在核物理和粒子物理研究中发挥着巨大的作用，回旋加速器是其中的一种。如图是某回旋加速器的结构示意图，D₁和D

₂是两个中空的、半径为R的半圆型金属盒，两盒之间窄缝的宽度为d，它们之间有一定的电势差U。两个金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，D₁盒的中央A处的粒子源可以产生质量为m、电荷量为+q的粒子，粒子每次经过窄缝都会被接交流电源的电场加速，之后进入磁场做匀

速圆周运动，经过若干次加速后，粒子从金属盒𝐷₁边缘离开。忽略粒子的初速度、粒子的重力、粒子间的相互作用及相对论效应。(1)求粒子在磁场中运动半圈的时间t：(2)求粒子离开加速器时获得的最大动能Ekm；(3)D₁和D₂金属盒之间窄缝的宽度很小，因此粒子在两盒间的电场加速的时间通常可以

忽略不计。在这种情况下，分析计算粒子从A点开始运动到离开加速器的时间。(4)已知该回旋加速器金属盒的半径R=1m，窄缝的宽度𝑑=0.1𝑐𝑚。若考虑粒子在两盒间的电场加速的时间，求粒子从A点开始运动到离开加速器的过程中，

其在磁场中运动时间与在电场中运动时间之比。(结果保留两位有效数字)(注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题中做必要的说明)人大附中2023~2024学年高二物理期中练习参考答案一、单项选择题(30分)12345678910BCCBAB

ACDD二、不定项选择题(12分)11121314ABDBDBCC三、填空题(18分)15.(7分)(1)1.5×10²或150(2分)(2)BAD(2分)(3)根据闭合电路欧姆定律可知通过表头的电流𝐼

=𝐸𝑅𝑥+𝑅𝑔+𝑅1+𝑟,可见通过表头的电流I与待测电阻Rₓ之间的关系为非线性关系，因此电阻的刻度线是不均匀的。(3分)16.(11分)(1)0.381~0.384(2分)(其他情况不得分)(2)图线见答图1(1分)(没有用尺子画不得分，折线连线不得分)5.5(5.4~5.6)(2分

)(有效位数可保留两位或三位，其他情况不得分)(3)变大(2分)(4)b(1分)c(1分)A(2分)Ⅰ四、计算题(40分)17.(8分)(1)如图所示，因为磁场方向与通电导体棒的方向垂直，根据安培力公式得：𝐹𝐴=𝐼𝐿�

�(2分)(2)对金属杆在水平方向受力分析：𝑓−𝐹𝐴sin𝜃=𝑓−𝐼𝐿𝐵sin𝜃=0(1分)金属杆ab受到的摩擦力大小为f=ILBsinθ(2分)(3)对金属杆在竖直方向受力分析：𝑁=𝑚𝑔+𝐹𝐴cos𝜃=𝑚𝑔

+𝐼𝐿𝐵cos𝜃根据牛顿第三定律可知(1分)，轨道对金属杆的支持力大小等于金属杆对轨道的压力大小。因此，金属杆ab对导轨的压力大小为1mg+ILBcosθ。(2分)18.(8分)(1)根据功能关系𝑞𝑈=12𝑚𝑣2(1分)得�

�=𝑚𝑣22𝑞(1分)(2)电场力与洛伦兹力平衡qE=qvB((1分)得E=vB(1分)方向垂直导体板向下。(1分)(3)电场力做正功，根据功能关系𝐸ₖ=𝑞𝑈+𝑞𝐸𝑑(1分)得𝐸𝑘=12𝑚𝑣2+𝑞𝑣𝐵𝑑(2分)19.(12分)(1)设计方案1器材工具：导体平

板，励磁线圈，电流计，直流电源等测量过程：如图所示，在发射粒子的前方设置一速度选择器，由间距为d的两导体平板产生静电场，励磁线圈产生匀强磁场。A板设置一入口，B板设置一出口。在出口处设置一金属网C连上灵敏

电流计并接地。调整磁场B和电压U的大小，若是电流表能够检测到电流，意味着有电子通过该速度选择器。(备注：步骤中也可以是用荧光板等装置用以检测通过的电子)速率结果：eE=evB,得𝑣=𝐸𝐵=𝑈𝑑𝐵(2)设计方案2器材工具：导体

平板或金属网，电流计，电压可调直流电源等测量过程：如图所示连接好电路，在M的旁边放置一个导体平板或金属网N，在M、N之间加可调直流电压U，当U大于某个值时电流表中的电流消失，记录此时的电压U。速率结果：𝑒𝑈=12𝑚𝑣2,得𝑣=√2𝑒𝑈𝑚(3)设计方案3器材工具：导体平板

或金属网，电流计，产生匀强磁场的励磁线圈或磁铁、刻度尺等测量过程：如图所示连接好电路，在M的旁边放置一个导体平板或金属网N，在M、N板间距为D。板间存在匀强磁场，当磁感应强度大于某个值时电流表中的电流消失，

记录此时的电压B。速率结果：𝐷2=𝑚𝑣𝑒𝐵,得𝑣=𝐷𝑒𝐵2𝑚(4)设计方案4器材工具：导体平板或金属网，电压可调直流电源、荧光板、刻度尺等测量过程：如图所示连接好电路，两板间距为d，在M、N间连上可调直流电压

U，当U是某个值时在荧光屏上形成直径为D的圆形光斑。速率结果：𝐷2=𝑣𝑡和𝑑=12𝑎𝑡2=12𝑒𝑈𝑑𝑚𝑡2,得𝑣=√𝑒𝑈𝐷28𝑚𝑑220.(12分)(1)设粒子以速度v在磁场中做半径为r的圆周运动时，由

牛顿第二定律得：𝑞𝑣𝐵=𝑚𝑣2𝑟,得𝑟=𝑚𝑣𝑞𝐵(1分)运动周期𝑇=2𝜋𝑟𝑣=2𝜋𝑚𝑞𝐵,半圈的运动时间𝑡=𝑇2=𝜋𝑚𝑞𝐵(1分)(2)当带电粒子运动半径为半圆金属盒的半径R时，粒子的速度达到最大值vm，由牛顿第二定律得：𝑞

𝑣𝑚𝐵=𝑚𝑣𝑚2𝑅(1分)粒子离开加速器时获得的最大动能：𝐸𝑘𝑚=12𝑚𝑣𝑚2解得：𝐸𝑘𝑚=𝑞2𝐵2𝑅22𝑚(2分)(3)粒子在电场中被加速n次，由动能定理得𝑛𝑞𝑈=𝐸ₖₘ解得𝑛=𝑞𝐵2𝑅22𝑚𝑈(2分)粒子在加

速器中运动的时间可以看成两部分时间之和，即在金属盒内旋转𝑛2圈的时间t₁和通过金属盒间隙n次所需的时间t₂之和，粒子在磁场中做匀速圆周运动时，运动周期𝑇=2𝜋𝑚𝑞𝐵粒子在磁场中运动的总时间：𝑡1=𝑛2𝑇=𝜋𝐵𝑅22𝑈(2分)(4)粒子在电场中的整个运动过程，由匀

变速直线运动规律得𝑛𝑑=𝑣𝑚2𝑡2(1分)解得粒子在电场中运动的总时间：𝑡2=𝐵𝑅𝑑𝑈(1分)粒子在磁场中运动时间与在电场中运动时间之比：𝑡1𝑡2=𝜋𝑅2𝑑代入数据，得：𝑡1𝑡2=1.6×103(1分)获得

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