天津市2019-2020学年高二上学期期末学生学业能力调研物理试卷

一、单选题

1. 难度：中等

现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如右图所示连接．下列说法中正确的是(    )

A. 开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转

B. 线圈A插入线圈B中后，开关闭合或断开瞬间电流计指针均不会偏转

C. 开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度

D. 开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转

2. 难度：简单

发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3．轨道1、2相切于Q点．轨道2、3相切于P点（如图），则当卫星分别在1，2，3，轨道上正常运行时，以下说法正确的是（  ）

A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率

B.卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度

C.卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度

D.卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度

3. 难度：简单

如图所示的交流电的电流随时间而变化的图象，此交流电的有效值是（ ）

A.5A B.5A C.3．5A D.3．5A

4. 难度：困难

一正三角形导线框高为从图示位置沿x轴正方向匀速穿过两匀强磁场区域．两磁场区域磁感应强度大小均为B、磁场方向相反且均垂直于xOy平面，磁场区域宽度均为a．则感应电流I与线框移动距离x的关系图象可能是（以逆时针方向为感应电流的正方向

A. B. C. D.

5. 难度：简单

磁电式电流表的构造如图(a)所示，在踹形磁铁的两极间有一个可以绕轴转动的线圈，转轴上装有螺旋弹簧和指针。蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图(b)所示。当电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，螺旋弹赞被扭动，线图停止转动时满足NBIS=kθ，式中N为线圈的匝数，S为线圈的面积，I为通过线圈的电流，B为磁感应强度，θ为线圈(指针)偏角，k是与螺旋弹簧有关的常量。不考虑电磁感应现象，由题中的信息可知（   ）

A. 该电流表的刻度是均匀的

B. 线圈转动过程中受到的安培力的大小变大

C. 若线圈中通以如图(b)所示的电流时，线圈将沿逆时针方向转动

D. 更换k值更大的螺旋弹簧，可以增大电流表的灵敏度(灵敏度即)

二、多选题

6. 难度：简单

如图是通过变压器降压给用户供电的示意图.负载变化时变压器输入电压保持不变.输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R₀表示，开关S闭合后，相当于接入电路中工作的用电器增加。变压器可视为理想变压器，则开关S闭合后，以下说法正确的是

A. 变压器的输入功率减小

B. 电表V₁示数与V₂示数的比值不变

C. 输电线的电阻R₀消耗的功率增大

D. 流过电阻R₁的电流增大

三、单选题

7. 难度：中等

如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨,间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计．已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r,保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)．则(　　)

A.电路中感应电动势的大小为

B.电路中感应电流的大小为

C.金属杆所受安培力的大小为

D.金属杆的发热功率为

四、多选题

8. 难度：简单

回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示．设D形盒半径为R．若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f．则下列说法正确的是（  ）

A.带电粒子在磁场中运动的周期和交变电流的周期相等

B.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关

C.只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值

D.不改变磁场的磁感应强度和交变电流的频率，该回旋加速器也能用于加速α粒子

五、填空题

9. 难度：简单

普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为I_ab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为I_cd，为了使电流表能正常工作，则ab接__（选填MN或PQ），I_ab__I_cd．（选填“＞”或“＜”）

10. 难度：中等

如图所示的电路，L₁和L₂是两个相同的小电珠，L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻与R相同，由于存在自感现象，在电键S刚接通时，__灯最亮；S断开时，__灯先熄灭．

11. 难度：简单

如图所示，理想变压器的原．副线圈匝数之比为n₁：n₂＝4：1，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等．a、b端加一交流电压后，两电阻消耗的电功率之比P_A：P_B＝____；两电阻两端的电压之比U_A：U_B＝__．

六、解答题

12. 难度：简单

如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5T，边长L＝10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r＝1Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，每分钟转3000转，外电路电阻R＝4Ω，求：

（1）转动过程中感应电动势的最大值；

（2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过角时的瞬时感应电动势；

（3）由图示位置转过角的过程中通过R的电荷量q；

（4）交流电压表的示数；

（5）请说出几种使用交流电有效值的情况（至少说出四种）

七、实验题

13. 难度：中等

如图所示，固定在水平面上间距为l的两条平行光滑金属导轨，垂直于导轨放置的两根金属棒MN和PQ长度也为l、电阻均为R，两棒与导轨始终接触良好。MN两端通过开关S与电阻为R的单匝金属线圈相连，线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场，磁通量变化率为常量k。图中虚线右侧有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B．PQ的质量为m，金属导轨足够长、电阻忽略不计。

（1）请简要归纳出电磁感应电动势的两种方法。

（2）若闭合S，若使PQ保持静止，需在其上加多大的水平恒力F，并指出其方向；

（3）若断开S，PQ在上述恒力作用下，由静止开始到速度大小为v的加速过程中流过PQ的电荷量为q，求该过程安培力做的功W。

八、解答题

14. 难度：中等

如图，在矩形区域ABCD内存在竖直向上的匀强电场，在BC右侧I、II两区域存在匀强磁场，L₁、L₂、L₃是磁场的边界（BC与L₁重合），宽度相同，方向如图所示，区域I的磁感应强度大小为B₁．一电荷量为q、质量为m（重力不计）的带正电粒子从AD边中点以初速度v₀沿水平向右方向进入电场，点电荷恰好从B点进入磁场，经区域I后又恰好从与B点同一水平高度处进入区域II．已知AB长度是BC长度的倍。

（1）求带电粒子到达B点时的速度大小；

（2）求磁场的宽度L；

（3）要使点电荷在整个磁场中运动的时间最长，求区域II的磁感应强度B₂的取值。