北京市海淀区六一中学2024届高二物理第一学期期中质量检测试题含解析

北京市海淀区六一中学2024届高二物理第一学期期中质量检测
试题
考生须知：
1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。

选择题必须用2B 铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。

2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。

3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、以下说法正确的是( )
A ．由F E q =可知电场中某点的电场强度E 与F 成正比
B ．由公式P E q ϕ=
可知电场中某点的电势ϕ与q 成反比 C ．由ab U Ed =可知，匀强电场中任意两点a 、b 间距离越大，两点间的电势差也越大 D ．公式Q C U
=，电容器的电容大小C 与电容器两极板间电势差U 无关 2、如图所示，在匀强电场中有矩形ABCD ，其中AD 边长大于AB 边长，其顶点A 的电势为0V ﹑顶点B 的电势为-2V ﹑顶点C 的电势为0V ，以下说法正确的是：
A ．D 点的电势为-2V
B ．D 点的电势为2V
C ．电场的方向在AC 连线的方向上
D ．电场的方向在BD 连线的方向上
3、一电压表，内阻为3K Ω，量程为0~3V ，要把它改装成一个量程为0~15V 的电压表，需要给它
A ．并联一个12K Ω的电阻
B ．并联一个15K Ω的电阻
C ．串联一个12K Ω的电阻
D ．串联一个15K Ω的电阻
4、运动员把足球踢出后，球在空中所受到的力有( )
A ．重力、踢球力、空气阻力
B ．重力、使球向前飞的力、空气阻力
C．重力、球向前飞的力、踢球力、空气阻力
D．只有重力和空气阻力
5、下列说法中正确的是（）
A．电场强度为零的点，电势也一定为零
B．电场强度处处相等的区域内，电势也一定处处相等
C．电流在磁场中某处不受磁场力作用，则该处的磁感应强度不一定为零
D．由B=F/IL可知，B与F成正比，与IL成反比
6、如图所示，P和Q为两平行金属板，板间有恒定的电压，在P板附近有一电子（不计重力）由静止开始向Q板运动，下列说法正确的是（）
A．电子到达Q板时的速率，与加速电压无关，仅与两板间距离有关
B．电子到达Q板时的速率，与两板间距离无关，仅与板间电压有关
C．两板间距离越小，电子的加速度就越小
D．两板间距离越大，加速时间越短
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、如图所示，图线1表示的导体电阻为R1，图线2表示的导体的电阻为R2，则下列说法正确的是（）
A．R1：R2=1：3
B．R1：R2=3：1
C．将R1与R2串联后看作一个电阻，其I-U图线在图线2与横轴之间
D．将R1与R2并联后接于电源上，则电流比I1：I2=1：3
8、如图所示，在第二象限内有水平向右的匀强电场，电场强度为E，在第一象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，有一个带电粒子（重力不计）以垂直于轴的初速度从轴上的P点进入匀强电场，恰好与轴成射出电场，再经过一
段时间又恰好垂直于x轴进入第四象限，已知OP之间的距离为，则带电粒子（）
A．带电正荷
B．在电场中运动的时间为
C．在磁场中做圆周运动的半径为
D．在磁场中运动半周
9、两个完全相同的金属小球，带电量之比为1：5，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则他们间的库仑力可能为原来的（）
A．B．C．D．
10、如图所示，在方向垂直于纸面向里，磁感应强度为B 的匀强磁场区域中有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框abcd ，线框在水平拉力作用下以恒定的速度v 沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框ab 边始终与磁场右边界平行，线框边长ad =l ，cd =2l ，线框导线的总电阻为R 。

则线框离开磁场的过程中（）
A．通过线框导线的感应电流为Blv R
B．线框ab间的电压为4
3 Blv R
C．线框ad边导线消耗的功率为
222 2
3
B l v
R
D．通过线框导线横截面积的电量为
2 Bl R
三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11．（6分）某实验小组欲精确测量某电阻的阻值，可使用的器材有：
被测电阻R x，阻值约20Ω左右
电流表A1（量程0.4A，内阻r1约为0.5Ω）
r=）
电流表A2（量程0.1A，内阻21Ω
电流表A3（量程3.0A，内阻r3约为0.1Ω）
各种规格的定值电阻R0若干
滑动变阻器R1（阻值0~5.0Ω）；滑动变阻器R2（阻值0~1000.0Ω）
电源E（电动势3V，内阻不计）
开关S；导线若干。

(1)某同学设计了测量电阻R x的实验电路图如图所示，①中应选用元件_____，②中应选用元件_____，滑动变阻器应选用元件______；
(2)为了便于操作、测量准确，定值电阻R0应选用下列的_______；
A．5Ω B．10Ω C．20Ω D．30Ω
(3)闭合开关S调节滑动变阻器滑片P，电流表①中示数设为I1，电流表②中示数设为I2，则被测电阻的阻值为：x R=__________（用已知和测量的物理量的符号表示）。

12．（12分）研究灯泡L（3.8V，1.8 W）的伏安特性，并测出该灯泡在额定电压下正常工作时的电阻值，检验其标示的准确性。

（1）选出既满足实验要求，又能减小误差的实验电路图________。

（2）请按电路图连接好图（1）中的实物图_____。

（3）在闭合开关S前，滑动变阻器触头应放在___________端。

（选填“a”或“b”）
（4）实验后作出的I-U图象如图所示，图中曲线弯曲的主要原因是______：。

（5）根据所得到的图象如图（2）所示，求出它在额定电压（3.8V）下工作时的电阻值R=_______ 。

这个测量值比真实值偏______。

（选填“大”或“小”）
四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13．（10分）如图所示为用电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻r=lΩ，电动机两端的电压U=5V，电路中的电流I=1A，物体A重G=20N，不计摩擦力，求
(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率；
(2)这台电动机的机械效率。

14．（16分）已知火箭发动机产生推力F等于火箭在单位时间内喷出的推进剂的质量J 与推进剂速度的乘积，即F＝J·v，质子火箭发动机喷出的推进剂是质子，这种发动机用于外太空间中产生的小推力来纠正卫星的轨道或姿态，设一台质子发动机喷出质子流的等效电流I＝1 A，用于加速质子的电压U＝5×104 V，试求该发动机的推力，已知质子的质量是m＝1.6×10－27 kg，电荷量为e＝1.6×10－19 C．（计算结果保留一位有效数字）
15．（12分）A、B两带电平行板间电场强度E＝6×103 N/C，两板间距离为5cm，电场中P1点距A板0.5cm，B板接地，如图所示．求：
（1）A、B两板电压为多大？P1点电势为多大？
（2）今将一个带电荷量为2×10－3 C的带电粒子由P1点移到P2点，此过程电场力做功－9.6×10－2 J，则P2点距离B板多远？
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、D
【解题分析】 A. F E q
=是采用比值定义的，E 和F 以及检验电荷q 无关，E 是由电场本身决定的，故A 错误．
B. 电场中某点的电势φ与检验电荷q 无关，是由电场本身和零电势点决定的．故B 错误．
C. U ab =Ed 中的d 是匀强电场中的任意两点a 、b 沿着电场线方向的距离，故C 错误．
D. 电容器的电容大小C 与电容器两极板间电势差U 无关，与两极板间距离d ，极板面积S 等有关，故D 正确．
2、B
【解题分析】AB 、连接AC 和BD 交于O 点，O 是AC 和BD 的中点，根据运强电场的特点， 022A C
B D
ϕϕϕϕϕ++==，可得ϕ=2V ；A 错误，B 正确；
CD 、因为A 、C 电势相等，AC 是一条等势线，电场线与等势线垂直，所以既不沿AC 方向，也不沿BD 方向，C 错误，D 错误。

故选：B 。

3、C
【解题分析】
一电压表，内阻为3K Ω，量程为0~3V ，要把它改装成一个量程为0~15V 的电压表，需要给它串联一个的电阻
(153)3k Ω12k Ω3g g g
U U R U R --⨯===
故选C 。

4、D
【解题分析】
踢出去的足球在空中飞行时，只受空气阻力与重力作用，由于离开脚，因此不存在脚踢球的力，能向前飞行是由于惯性，并没有向前的飞行的力，故D 正确，ABC 错误．
【题目点拨】
本题考查了学生对重力的了解，及掌握惯性与力的区别，同时注意弹力产生的条件，注意明确没有所谓的惯性力的说法．
5、C
【解题分析】
A 、电场强度与电势没有关系，电场强度为零的地方电势不一定为零，电势为零的地方电场强度也不一定为零，故A 错误；
B 、电场强度处处相等的区域内，沿着电场线方向，电势是降低的，故B 错误；
C 、处在电场中的电荷一定受到电场力，但在磁场中运动的电荷不一定有磁场力存在，当运动方向与磁场方向平行时，没有磁场力作用，因此电流在某点不受磁场力作用，则该点的磁感应强度不一定为零，故C 正确；
D 、磁感应强度之取决于磁场本身，与F 和IL 没有关系，D 错误．
故选C ．
6、B
【解题分析】
极板之间的电压U 不变，由U E d
=可知两极板距离d 越大，场强E 越小，电场力F=Eq 越小，加速度越小，加速时间越长；由21qU 2mv =
可得v =间距无关，与加速电压有关，故ACD 错误， B 正确；
故选B ．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、AC
【解题分析】
根据I-U图象知，图线的斜率表示电阻的倒数，所以R2：R2=2：2．将R2与R2串联后看作一个电阻，此电阻值比R2还大，则其I-U图线在图线2与横轴之间，选项C正确；并联电路，电压相等，电流比等于电阻之反比，所以将R2与R2并联后接于电源上，电流比I2：I2=2：2．故AC正确，BD错误．故选AC．
【题目点拨】
解决本题的关键知道I-U图线的斜率表示电阻的倒数以及知道串并联电路的特点；两电阻串联后总电阻比大的还大；两电阻并联后总电阻比小的还小．
8、AC
【解题分析】
根据题意结合粒子在电场中偏转的分析判断出粒子的电性；作出粒子的运动轨迹，粒子进入电场后做类平抛运动，从x轴上的P点进入匀强电场，恰好与y轴成45°角射出电场，求出末速度，利用运动学公式，即可求得y轴时的坐标与粒子在电场中一定是的时间；
在磁场中，粒子做匀速圆周运动，在图中画出半径，根据几何关系求出半径；根据运动的轨迹判断出是否是半个周期。

【题目详解】
根据题意作出粒子的运动轨迹，如图所示：
粒子进入电场后做类平抛运动，从x轴上的P点进入匀强电场，恰好与y轴成45°角射出电场
所以
v x=v0tan45°=v0
沿x轴方向有：
所以
A 项：由于正电荷偏转的方向沿电场线的方向，所以粒子带正电。

故A 正确；
B 项：粒子在垂直电场方向做匀速运动，所以在电场中运动的时间：
，故B 错误；
C 项：图中MC 为在磁场中运动的轨道半径，根据几何关系可知：
，故C 正确；
D 项：由图可得，粒子在磁场中运动的时间不是半个周期。

故D 错误。

故应选：AC 。

【题目点拨】
本题是带电粒子在组合场中运动的问题，粒子在电场中偏转做类平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动，要求同学们能画出粒子运动的轨迹，结合几何关系求解。

9、AB 【解题分析】由库仑定律可得：，当两相同金属小球带同种电荷时，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量变为3：3，所以库仑力是原来的9：1；当两相同金属小球带异种电荷时，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量变为2：2；所以库仑力是原来的4：1．故选AB ．
10、BC
【解题分析】
A ．通过线框导线的感应电流为
22E B lv Blv I R R R
=== 故A 错误；
B ．设ad 间的电阻为r ，则有
6r R =
线框ab 间的电压为路段电压
443Blv U I r R
=⋅= 故B 正确；
C ．线框 ad 边导线消耗的功率为
222
2
23B l v P I R R == 故C 正确；
D ．通过线框导线横截面积的电量为
22
22B l Bl q It R R R
∆Φ⋅==== 故D 错误。

故选BD 。

三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、A 2 A 1 R 1 D
02121
()R r I I I +- 【解题分析】
(1)[1]由图示电路图可知，①中的电流表应当做电压表使用，此电流表必须已知内阻，故选择A 2表；
[2]根据给出电源的电动势和被测电阻的阻值，电路中最大的电流约为 x 3V 0.15A 20Ω
E I R === 故②中的电流表应选择A 1；
[3]由题中电路图知，采用了滑动变阻器分压接法来进行实验，为了便于操作、准确测量，为方便实验操作滑动变阻器应选择R 1。

(2)[4]电源电动势为3V ，A 2表的量程为0.1A ，定值电阻R 0的阻值约为
A23V 30Ω0.1A
E I == 定值电阻应选择D 。

(3)[5]根据电路图，由欧姆定律得
021x x x 21
()R r I U R I I I +==- 12、 （1）丙； （2）实物图如图所示；
（3）a；（4）小灯泡的电阻随着
电压的升高而增大（5）7.6 小
【解题分析】（1）描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法；
灯泡发光时的电阻
22
38
8
1.8
U
R
P
==≈Ω
．
，电流表内阻很小，约为零点几欧姆，电压表
内阻约为几千欧姆甚至几万欧姆，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，应选图丙所示电路图；
（2）根据图丙所示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：
（3）滑动变阻器采用分压接法，为保护电路安全，在闭合开关S前，滑动变阻器触头应放在a端．
（4）由图象可知，随灯泡电压U增大，灯泡电压与电流的比值增大，即灯泡电阻变大，由此可知，小灯泡的电阻随其两端的电压增大而增大；
（5）由图示图象可知，小灯泡在额定电压（3.8V）下工作时的电流为0.5A，灯泡电阻
值
3.8
7.6
0.5
U V
R
I A
===Ω．由于电压表的分流作用，使得电流表的测量值偏大，则灯
泡电阻的测量值偏小.
点睛：本题考查了实验电路的选择、连接实物电路图、实注意事项、实验数据处理，是实验的常考问题，一定要掌握；尤其是要掌握应用图象法处理实验数据的方法.
四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13、 (1)1W ；(2)80%
【解题分析】
(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率
2211W 1W r P I r ==⨯=
(2)输入功率为
51W 5W P UI ==⨯=
输出功率为
(51)W 4W r P P P
=-=-=出 机械效率
0000004100100805
P P η=⨯=⨯=出 14、0.03N
【解题分析】试题分析：根据动能定理求出每一质子通过电场加速后的速度，再根据能量关系计算出时间t 内喷出质子的质量，从而求出单位时间内喷出的质量，根据题意，火箭发动机产生推力F 等于火箭在单位时间内喷出的推进剂的质量J 与推进剂速度的乘积，即F Jv =，代入数据计算即可。

对质子火箭发动机，加速每一个质子的过程，根据动能定理有： 212
eU mv =，解得：
v =① 对任意一段时间t 内通过质子的电量为q ，质量为M ，由能量关系： 212UIt Mv =
，所以有22M UI J t v
=
= ② 由于： Mv F Jv t == ③
将①②代入③得： 0.03Mv F N t === 点晴：本题的难点是根据能量关系212UIt Mv =
求出时间t 内喷出的总质量，再求出单位时间内喷出的质量J ．要分析清楚题中给定的信息，根据F Jv =计算发动机的推力。

15、（1）300V （2）－270V （3）3.7cm
【解题分析】
考查电势和电势差，电场力做功的计算．
【题目详解】
（1）由公式：
U Ed =
得：
32AB 610510V 300V U =⨯⨯⨯=﹣﹣﹣ 那么AB 的电压为300V ；
（2）两板间距离为5cm ，电场中P 1点距A 板0.5cm ，则P 1点距B 板的距离为4.5cm ， 由公式：
U =Ed
得：
132P B 610 4.510V 270V U =⨯⨯⨯=﹣ 由于B 板接地且B 极带正电，则P 1点电势为﹣270 V ．
（3）带电荷量为2×
10﹣3C 的带电粒子由P 1点移到P 2点，此过程电场力做功﹣1．6×10﹣2J ，则这两点的电势差为：
122
3
9.610=V=-48V 210P P W q U ---⨯=⨯ 所以P 2点电势为﹣222V ，又因为： 2P B U Ed ='
所以
230-222=m=-3.7cm 610
P d E ϕ-'=⨯ 负号表示逆着电场线方向．。