昌平区 2023—2024学年第一学期高二年级期末质量抽测
物理试卷参考答案及评分标准 2024.1
第一部分
单项选择题。本题共 14 小题，每小题 3 分，共 42 分。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
答案 A C B C A B D A D B D B C C
第二部分
本部分共 6 题，共 58 分。
15．（6分）
（1）BC （2分） （2）①10 （2分） ②6.2 （2分）
16．（12分）
（1）0.900 （2分） （2）甲 （2分） （3）② （2分）
（4）4.3 （2分） （5）BC （2分）
（ 6 1）不能。由电阻定律和 ，可得塑料瓶中装满该饮用水后的电阻为
R 1 L 600Ω。当该同学用上述装置进行检测时，电路中最大电流为
S
I E 0.005A，几乎无法使电流表指针发生偏转。因此不能用上述实验装置完成
R
精确测量。 （2分）
17．（9分）
（1）电子做类平抛运动，水平方向 L v0t （1分）
d 1
竖直方向 at 2 （1分）
2 2
v 2d
解得 a 0 （1分）
L2
（2）根据牛顿第二定律 F ma （1分）
电子所受电场力 F eE （1分）
两板间电电压 U Ed （1分）
mv 20 d
2
解得 U
eL2
（1分）
（3 U U）电子进入和离开电场两点间电势差为 ，电场力做功 W e （1分）
2 2
mv 2d 2
解得 W 0 （1分）
2L2
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18．（9分）
（1）带电粒子在电场中加速，做根据动能定理
qU 1 mv2 （2分）
2
v 2qU解得 （1分）
m
（2）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，设其轨道半径为 r。根据牛顿第二定律
2
qvB m v （2分）
r
L 2r （1分）
L 2 2mU解得 （1分）
B q
（3）不正确。由（2）结果可知：当 q、m、U、B不变时，L不变，与M、N两板间距
无关，故粒子仍打在照相底片上的 P点。 （2分）
19．（10分）
（1 v）金属棒 ab的速度大小 v 随时间 t变化的图像如答图 1所
示。 （1分）
O t
答图 1
金属棒切割磁感线产生的感应电动势 E BLv （1分）
E
回路中的感应电流 I （1分）
R
金属棒受到的安培力 FA BIL （1分）
当 F = FA时，速度 v 最大
解得 v FRm （1分）B2L2
2 1（ ）根据动能定理 Fx WA mv
2
2 m
（2分）
mF 2R2
解得 WA 4 4 Fx （1分）2B L
（3）自由电子所受洛伦兹力的示意图如答图 2所示。
设自由电子电荷量为 e，垂直导体棒运动的速度为 v 时，受
到沿棒方向的洛伦兹力 f1 evB，该力使自由电子以速度 u
向 b 端移动，对自由电子做正功。在 t 时间内，做功
W1 f1 uΔt evBuΔt。
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垂直棒方向的洛伦兹力 f2 euB，该力阻碍电荷向右运动，对电荷做负功。在 t
时间内，做功W2 - f2 vΔt -euBvΔt
W1 W2 ，即导体棒中一个自由电荷所受的洛伦兹力合力做功为零。 （1分）
f1做正功，是产生电动势的非静电力，使电源的电能增加； f2做负功，宏观上表现
为安培力做负功，使机械能减少。大量自由电荷所受洛伦兹力做功的宏观表现是将
机械能转化为等量的电能，在此过程中洛伦兹力通过两个分力做功起到“传递”能
量的作用。 （1分）
20．（12分）
（1）a．以一段导线作为研究对象，导线的横截面积为 S，单位体积内的自由电子数为 n，
自由电子定向移动的平均速率为 v，则时间 t内通过导线横截面的自由电子数为
N = nSvt （1分）
时间 t内通过导线横截面的电荷量 Q = Ne = neSvt （1分）
Q
根据电流的定义 I （1分）
t
解得 I = neSv （1分）
b．由前问推导可知，导线中电流 I = neSv （1分）
导线所受安培力 F = BIL
导线中自由电荷的总数 N = nSL （1分）
运动电荷所受洛伦兹力与导线所受安培力的关系为
Nf = F （1分）
代入得 nSL f = B neSv L
推得 f = evB
（2）a．自由电子在洛伦兹力的作用下积累在导体的上侧面，下侧面带等量的正电荷，
当上下侧面有稳定的电势差时，电场力和洛伦兹力平衡，则有
eE evB （1分）
U
上下侧面间的电场可视为匀强电场，故有 E （1分）
d
由电流的微观表达式 I nevS nevhd （1分）
由此可证 U
BI
neh
b．用霍尔元件探测空间磁场时，元件的摆放方向对 U有影响。因为洛仑兹力的大
小与电子运动方向有关。若 B的方向平行于 I的方向，则 U = 0；若 B的方向与
I的方向垂直，U为最大值。所以使用时应该调整装置方向找到最大值。
（2分）
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