2023北京西城區(qū)高二上學(xué)期期末物理試題及答案

北京市西城區(qū)2022—2023學(xué)年度第一學(xué)期期末試卷高二物理2023.1本試卷共8頁(yè)，100分?？荚嚂r(shí)長(zhǎng)分鐘。考生務(wù)必將答案答在答題卡上，在試卷上作答無(wú)效?？荚嚱Y(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。第一部分（選擇題共42分）103．．．．1．下列物理量中，屬于矢量的是A2AB為同一條電場(chǎng)線上的兩．電場(chǎng)強(qiáng)度B．電勢(shì)C．電勢(shì)能D．電動(dòng)勢(shì)點(diǎn)。已知A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E、E，電勢(shì)為φ、φ，下列判斷正確的是ABCAB了勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B直導(dǎo)線中的電流I和它受到的安培力F的．φ<φD．φ>φ+A．E=EBAEEABABAB方向，其中正確的是3BBIFIIIFFBFBABCD4．取一對(duì)用絕緣柱支撐的不帶電的導(dǎo)體A和AB下方均連有兩片金屬箔片。手握絕緣棒，把帶正電荷的帶電體C移近導(dǎo)體A，下列判斷正確的是A．僅有A下方的金屬箔片張開．僅有B下方的金屬箔片張開．導(dǎo)體A和B帶等量異種電荷BCD．導(dǎo)體A帶正電、導(dǎo)體B帶負(fù)電北京市西城區(qū)2022—2023學(xué)年度第一學(xué)期期末試卷高二物理第1頁(yè)（共8頁(yè)）5所示，將表頭和一個(gè)電阻箱R并聯(lián)，改裝成一個(gè)大量程的電表。下列判斷正確的是A．改裝成的是電流表，R越小量程越大．改裝成的是電壓表，R越小量程越大BCD．改裝成的是電流表，R越大量程越大．改裝成的是電壓表，R越大量程越大R6導(dǎo)線接通向右的恒定電流時(shí)，觀察到小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。下列判斷正確的是A．小磁針的N極將垂直紙面向外轉(zhuǎn)動(dòng)BCD．通電導(dǎo)線的磁場(chǎng)對(duì)小磁針的作用力使小磁針偏轉(zhuǎn)S．將小磁針分別放置在導(dǎo)線上方和下方，小磁針靜止時(shí)N極指向相同N．導(dǎo)線在水平面內(nèi)沿任意方向放置，通電后都能讓下方的小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)7U-Ia為一個(gè)電源的路端電壓與電流的關(guān)系，直線b是電阻R的電壓與電流的關(guān)系。下列判斷正確的是A．該電源的電動(dòng)勢(shì)為3VBCD．該電源的內(nèi)阻為2ΩU/V6．該電阻R為2Ωa4-2．若該電阻與電源連接成閉合電路，電源的輸出功率為b08AB123I/A等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量正、負(fù)帶電粒子）以速度v沿垂直于磁場(chǎng)B和電阻RAB判斷正確的是A．帶正電的粒子在兩板間受到的洛倫茲力方向向上BCD．A板是電源的正極、B板是電源的負(fù)極AR．只增大等離子體的射入速度v，電源的電動(dòng)勢(shì)增大．只增大A、B兩板的面積，電源的電動(dòng)勢(shì)增大B等離子9．如圖所示，a、b是兩個(gè)用同樣的導(dǎo)線制成的單匝圓形閉合線圈，線圈半徑r＝r。勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于線圈平面，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小。下列判斷正確的是．線圈a、b中感應(yīng)電流均為逆時(shí)針方向abBCD．線圈ab的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比是A．線圈ab的電阻之比是Ba．線圈a、b的感應(yīng)電流之比是b北京市西城區(qū)2022—2023學(xué)年度第一學(xué)期期末試卷高二物理第2頁(yè)（共8頁(yè)）10．某手機(jī)的部分說(shuō)明書如下表所示，其中電池的容量是指電池全部放電時(shí)輸出的總電荷3.7V10小時(shí)。下列判斷正確的是手機(jī)類型智能手機(jī)、4G手機(jī)A.該手機(jī)電池放電時(shí)輸出的總電荷量約為該手機(jī)播放視頻時(shí)電池的平均輸出功率約為0.4W屏幕分辨率1920×1080像素該手機(jī)播放視頻的電流大約為待機(jī)時(shí)電流的倍電池容量B.該手機(jī)電池充滿電儲(chǔ)存的電能大約為4000J待機(jī)時(shí)間10天4000mA·hC.433211．如圖所示，用細(xì)繩吊起一個(gè)鋁環(huán)，當(dāng)條形磁體的某一磁極沿著過鋁環(huán)圓心的軸線向右靠近鋁環(huán)時(shí)，觀察到鋁環(huán)向右側(cè)擺動(dòng)。下列判斷正確的是N極BCD·12LA和B是兩個(gè)相同的小燈泡。則A．閉合開關(guān)S時(shí)，A、B燈同時(shí)亮BCD．閉合開關(guān)S時(shí)，B燈立即亮，A燈逐漸亮，最后一樣亮LA．?dāng)嚅_開關(guān)S時(shí)，A燈逐漸熄滅，B燈立即熄滅B．?dāng)嚅_開關(guān)S時(shí)，通過B燈的電流方向發(fā)生改變13．靜電除塵用于粉塵較多的各種場(chǎng)所，以除去有害的微?；蚧厥瘴镔Y。如圖所示，靜電除塵器由板狀收集器A和線狀電離器B組成。當(dāng)A、B兩端連接上千伏高壓電源時(shí)，B附近的空氣分子被電離，成為正離子和電子。電子向著A運(yùn)動(dòng)的過程中，遇到煙氣中的粉粉從而被吸附到A重力作用下落入下面的漏斗S中。下列說(shuō)法正確的是A．板狀收集器A連接電源的正極ABCD．板狀收集器A連接電源的負(fù)極塵埃A．帶電后的粉塵向A板運(yùn)動(dòng)過程中，電場(chǎng)力做正功．帶電后的粉塵向A板運(yùn)動(dòng)過程中，電勢(shì)能逐漸增加電源B北京市西城區(qū)2022—2023學(xué)年度第一學(xué)期期末試卷高二物理第3頁(yè)（共8頁(yè)）14A下方的小孔S0S12種帶電粒子在質(zhì)譜儀中的運(yùn)動(dòng)軌跡，可以判斷的是S，沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打到照相底片D上。圖中虛線為兩3A．兩種帶電粒子比荷的大小關(guān)系A(chǔ)S1S2UqDm．兩種帶電粒子質(zhì)量的大小關(guān)系....................BCD．兩種帶電粒子電荷量的大小關(guān)系．兩種帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)速度的大小關(guān)系B第二部分（實(shí)驗(yàn)、論述和計(jì)算題共58分）2小題，共18分）1510電阻率是反映材料導(dǎo)電性能的物理量，某同學(xué)通過下面的實(shí)驗(yàn)測(cè)量金屬絲的電阻率。（11測(cè)量值d=______mm。35300圖1圖2圖（2已經(jīng)對(duì)準(zhǔn)表盤左側(cè)的“0”刻線。使用時(shí)，先將選擇開關(guān)調(diào)到歐姆擋“×1”擋，再將紅、黑表筆短2中的A”“B”或“C零刻度處3金屬絲的電阻值約為。北京市西城區(qū)2022—2023學(xué)年度第一學(xué)期期末試卷高二物理第4頁(yè)（共8頁(yè)）（3）采用伏安法較精確測(cè)量金屬絲電阻，可選擇的器材如下：電源E（電動(dòng)勢(shì)約為3V）電流表A（量程0~0.6A，內(nèi)阻約為0.125Ω）電流表A（量程0~3A，內(nèi)阻約為0.025Ω）1電壓表V（量程為0~3V，內(nèi)阻約為3kΩ）器R（最大阻值為20Ω）滑動(dòng)變阻器R（最大阻值為）1開關(guān)及導(dǎo)線若干2A或A阻器應(yīng)選擇R或R圖_______的電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；由于電表內(nèi)阻的影響，金屬絲電阻的測(cè)1量值比其真實(shí)值（選填“偏大”或“偏小”2）。VV金屬絲金屬絲AA甲乙（4Rd阻R度l，則金屬絲電阻率ρ=。（用d、l、R168分）電流傳感器可以像電流表一樣測(cè)量電流。它與計(jì)算機(jī)相連，能顯示出電流隨時(shí)間變化的I-t圖像。某同學(xué)利用圖1所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察電容器充、放電過程。接計(jì)算機(jī)21電流傳感器SACEBR圖1（1）先使開關(guān)S與1端相連，電源向電容器充電，這個(gè)過程可在短時(shí)間內(nèi)完成。充滿電的電容器上極板A帶北京市西城區(qū)2022—2023學(xué)年度第一學(xué)期期末試卷高二物理第5頁(yè)（共8頁(yè)）（2）然后把開關(guān)S擲向2端，電容器通過電阻R放電。①傳感器將電流信息傳入計(jì)算機(jī)，屏上顯示出電流隨時(shí)間變化的I-t2所示。根據(jù)圖像估算電容器放電過程釋放的電荷量為__________C；(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)②根據(jù)I-t圖像，在圖3中定性畫出此過程電容器所帶電荷量隨時(shí)間變化的q-t圖像，并說(shuō)明依據(jù)。I/mAq321圖2圖3t02468sO440分）17.8分）高的能量，然后被引向腫瘤，殺死癌細(xì)胞。如圖所示，真空中兩平行金屬板、之間的距離為，兩板間電壓為。來(lái)自質(zhì)子源的質(zhì)子，不計(jì)初速度，質(zhì)量為，電荷AB量為，沿水平方向從板上的小孔進(jìn)入加速電場(chǎng)，經(jīng)加速后從板上的小孔穿出。dUm質(zhì)子的重力和質(zhì)子間的相互作用力均可忽略。求：qAB（1）A、B兩板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E；（2）質(zhì)子從A板運(yùn)動(dòng)至B板的過程中，靜電力做的功W；（3）質(zhì)子從B板小孔射出時(shí)的速度，并據(jù)此提出增大質(zhì)子速度的可行方案。AB質(zhì)子源北京市西城區(qū)2022—2023學(xué)年度第一學(xué)期期末試卷高二物理第6頁(yè)（共8頁(yè)）（分）如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)阻為，電阻為。電動(dòng)18.8機(jī)的額定電壓為，線圈電阻為。E12Vr1ΩR3Ω（）只閉合開關(guān)時(shí)，求電路中的電流和電源的輸出功率；U6VRM0.5Ω（）開關(guān)、均閉合后，電動(dòng)機(jī)恰好正常工作，求電動(dòng)機(jī)的輸出功率。12SIP11電動(dòng)機(jī)PS1S22MS2RS1（分）如圖所示，是一個(gè)邊長(zhǎng)為的正方形區(qū)域，內(nèi)部存在著沿方向的勻強(qiáng)電19.場(chǎng)。位于邊中點(diǎn)處的粒子源，不斷地沿著垂直邊的方向發(fā)射質(zhì)量為、電量abcdLad為adSadm區(qū)域內(nèi)加一方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，帶電粒子恰好從點(diǎn)射出。帶電粒子的重力qvc和粒子之間的相互作用力均可忽略。b（）求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小；（）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。?E（）定性比較帶電粒子通過電場(chǎng)區(qū)域和磁場(chǎng)區(qū)域的時(shí)間的大小，并說(shuō)明依據(jù)。．．2B3abvSdc北京市西城區(qū)2022—2023學(xué)年度第一學(xué)期期末試卷高二物理第7頁(yè)（共8頁(yè)）20.分）電磁制動(dòng)是磁懸浮列車輔助制動(dòng)的一種方式。某研究團(tuán)隊(duì)為列車進(jìn)站設(shè)計(jì)電磁制動(dòng)裝置，為了探究其剎車效果，制作了小車和軌道模型。在小車底面安裝了一個(gè)匝數(shù)為N、L的正方形線圈，線圈總電阻為R，小車和線圈的總質(zhì)量為m。線圈平面與水平軌道平行，俯視圖如圖所示。小車到站前，關(guān)閉小車引擎，讓其通過一個(gè)寬度為H方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，實(shí)施電磁制動(dòng)。小車進(jìn)入磁場(chǎng)前的速度為v，0（1）a．若小車通過磁場(chǎng)區(qū)域后，速度降為v，求在此過程中線圈產(chǎn)生的焦耳熱；．若使小車持續(xù)減速通過勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，分析說(shuō)明磁場(chǎng)區(qū)域的寬度H需要滿足1什么條件；b（2）a．為保證乘客安全，小車剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度大小不能超過a，則勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)滿足什么條件；．為減緩剎車給乘客帶來(lái)的不適感，剎車的加速度要遠(yuǎn)小于a0磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度也遠(yuǎn)小于上述B的條件，因此小車通過圖示磁場(chǎng)區(qū)域后仍有較大速度。b若此后繼續(xù)以電磁制動(dòng)的方式使小車減速，為了在盡可能短的距離內(nèi)讓小車減速為零，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)剎車區(qū)域的磁場(chǎng)分布，說(shuō)明設(shè)計(jì)方案并畫出示意圖。Lv0H北京市西城區(qū)2022—2023學(xué)年度第一學(xué)期期末試卷高二物理第8頁(yè)（共8頁(yè)）北京市西城區(qū)2022—2023學(xué)年度第一學(xué)期期末試卷高二物理答案及評(píng)分參考2023.1第一部分（選擇題共42分）一、單項(xiàng)選擇題（每小題3分，共30分12345678910CADBCABBCD332121314第二部分（實(shí)驗(yàn)、論述和計(jì)算題共58分）三、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共18分）1010.332~0.335mm2（2C，6.0也可給分）（各1dR23）A，R，甲，偏小14）2分）114lq16.（81）正（2）①3.0×10C~3.5×10C②電容器所帶電荷量隨時(shí)間變化的-t圖像如右圖（2（1（2tOqt1I可知，q-t圖像各點(diǎn)切線的斜率的絕對(duì)值表示電流大小，由I-t圖像可知電流逐漸減小，則-t圖像各點(diǎn)切線斜率的絕對(duì)值逐漸減小。（32R兩端的電壓等于電容器兩極板間電壓UUIR，由于電容器的帶電量qCUqCUCIRIq-t圖像與3放電過程中的I-t圖像形狀相似。北京市西城區(qū)2022—2023學(xué)年度第一學(xué)期期末試卷高二物理答案及評(píng)分參考第頁(yè)（共4頁(yè)）四、論述、計(jì)算題（本題共小題，共40分。）8UE（1（2d（2）方法一：根據(jù)靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系，質(zhì)子從A板運(yùn)動(dòng)至B板的過程靜電力做的功W21U方法二：質(zhì)子受靜電力FEq，則有FEqqdUWqd1d12vmv20（3B板小孔時(shí)的速度為qU12qUv12mU8ERr（1IPIR27W3A322電源的輸出功率1（2）設(shè)閉合電路的電流為I0，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知EEUUIr0則I06A1rUR通過電阻R的電流I12A通過電動(dòng)機(jī)的電流I2I0I14A（1分）1PUIIM16W2222北京市西城區(qū)2022—2023學(xué)年度第一學(xué)期期末試卷高二物理答案及評(píng)分參考第頁(yè)（共4頁(yè)）19.（Fma（1）根據(jù)牛頓第二定律可知（1分）（1（1mLtL1222mv2E聯(lián)立以上各式，解得（1分）（2）帶點(diǎn)粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡如圖O2Lθ由幾何關(guān)系可R2RL2LRR22Lb5RL1a4v2根據(jù)牛頓第二定律qvBm12vRmv4mvBcd（3）方法一：ab方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，該方向的速度v保持不變；帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，粒子沿ab方向的速度不斷減小，該方向的平均速度小于v。2ab方向的位移大小均為2方法二：ab方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，通過的位移為；帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，粒子沿圓弧運(yùn)動(dòng)的速率v不變，運(yùn)動(dòng)的路程為弧長(zhǎng)。2北京市西城區(qū)2022—2023學(xué)年度第一學(xué)期期末試卷高二物理答案及評(píng)分參考第頁(yè)（共4頁(yè)）SL粒子通過電場(chǎng)區(qū)域的時(shí)間小于通過磁場(chǎng)區(qū)域的時(shí)間。20.（（1a．根據(jù)能量守恒定律，線圈通過勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域過程產(chǎn)生的焦耳熱211Qv22（3分）22b．若小車持續(xù)減