天津市2019-2020学年高二上学期期末考试物理试卷

一、单选题

1. 难度：中等

如图所示的电路中，两个相同的电流表G₁和G₂，零点均在刻度盘的中央．当电流从“＋”接线柱流入时，指针向左摆；当电流从“－”接线柱流入时，指针向右摆．在电路接通后再断开开关S的瞬间，下述说法中正确的是 (　　)

A.G₁指针向右摆，G₂指针向左摆 B.G₁、G₂的指针都向右摆

C.G₁指针向左摆，G₂指针向右摆 D.G₁、G₂的指针都向左摆

2. 难度：中等

航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示．当固定线圈上突然通过直流电时，线圈左侧的金属环被弹射出去．现在线圈左侧同一位置，先后放上用横截面积相等的铜和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环，电阻率ρ_铜<ρ_铝．则合上开关S的瞬间，下列（）

A.从右侧看，环中产生逆时针方向的感应电流

B.铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力

C.若将金属环置于线圈右侧，环将向右弹射

D.电池正、负极调换后，金属环能向右弹射

3. 难度：中等

如图所示，MN、PQ为两平行金属导轨，M、P间连有一阻值为R的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度为B，磁场方向与导轨所在平面垂直，图中磁场垂直纸面向里.有一金属圆环沿两导轨滑动，速度为v，与导轨接触良好，圆环的直径d与两导轨间的距离相等.设金属环与导轨的电阻均可忽略，当金属环向右做匀速运动时

A.有感应电流通过电阻R，大小为 B.有感应电流通过电阻R，大小为

C.有感应电流通过电阻R，大小为 D.没有感应电流通过电阻R

4. 难度：中等

两金属导轨和三根电阻丝如图连接，虚线框内存在均匀变化的匀强磁场，三根电阻丝的电阻大小之比R₁:R₂:R₃＝1:2:3，金属导轨电阻不计．当S₁、S₂闭合，S₃断开时，闭合回路中感应电流为I，当S₂、S₃闭合，S₁断开时，闭合回路中感应电流为5I，当S₁、S₃闭合，S₂断开时，以下说法中正确的是（）

A.闭合回路中感应电流为7I

B.闭合回路中感应电流为6I

C.上下两部分磁场的面积之比为3:20

D.无法确定上下两部分磁场的面积比值关系

5. 难度：中等

如图为远距离输电示意图，n₁、n₂和，n₃、n₄分别是升、降压变压器的原、副线圈，已知发电机的输出电压一定．用电高峰时，某同学发现当他家的大功率电器开启后，家中的自炽灯变暗．下列说法正确的是

A.该同学家开启大功率电器后，输电线上损失的功率减小

B.若减小降压变压器原线圈n₃的匝数，可能会使白炽灯正常发光

C.若减小降压变压器副线圈n₄的匝数，可能会使自炽灯正常发光

D.若减小升压变压器副线圈n₂的匝数，可能会使白炽灯正常发光

6. 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

二、多选题

7. 难度：简单

如图所示，虚线间空间存在由匀强电场E和匀强磁场B组成的正交或平行的电场和磁场，有一个带正电小球(电荷量为＋q，质量为m)从正交或平行的电磁混合场上方的某一高度自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过下列的哪个电磁混合场（）

A.

B.

C.

D.

8. 难度：中等

调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上．AB间加上正弦交流电压U，移动滑动触头P的位置，就可以调节输出电压．在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为Q．则（ ）

A.保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变大

B.保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变小

C.保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变大

D.保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变小

9. 难度：简单

图示为手机无线充电装置，手机和充电板内部均安装了金属线圈，将手机置于通电的充电板上，便实现了“无线充电”．下列说法正确的是（　　）

A.无线充电的原理是电磁感应

B.将手机旋转一小角度放置，便不能充电

C.在手机和充电板间垫上几张A4纸，也能充电

D.充电板不论通入交变电流还是恒定电流均可充电

10. 难度：困难

如图所示，一匀强磁场B垂直于倾斜放置的光滑绝缘斜面斜向上，匀强磁场区域在斜面上虚线ef与gh之间．在斜面上放置一质量为m、电阻为R的矩形铝框abcd，虚线ef、gh和斜面底边pq以及铝框边ab均平行，且eh＞bc．如果铝框从ef上方的某一位置由静止开始运动．则从开始运动到ab边到达gh线之前的速度（v）﹣时间（t）图象，可能正确的有（ ）

A. B.

C. D.

三、填空题

11. 难度：中等

如图所示为质谱仪的原理图，利用这种质谱仪可以对氢元素的各种同位素迚行测量。从容器A下方的小孔S₁迚入加速电压为U的加速电场，可以认为从容器出来的粒子初速度为零，粒子被加速后从小孔S₂迚入磁感应强度为B的匀强磁场，最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条质谱线，关于氢的三种同位素氕、氘、氚迚入磁场时速率最大的是_________；三条谱线中a是粒子形成的_________。（填“氕”、“氘”或“氚”）

12. 难度：中等

两条平行且足够长的金属导轨置于磁感应强度为B的匀强磁场中，B的方向垂直导轨平面。两导轨间距为L，左端接一电阻R，其余电阻不计。长为2L的导体棒ab如图所示放置，开始时ab棒不导轨垂直，在ab棒绕a点紧贴导轨以角速度顺时针旋转90°的过程中，通过电阻R的电流方向为_________（填“由上到下”或者“由下到上”）；电动势的最大值为_________；通过电阻R的电荷量是_________。

13. 难度：中等

理想变压器的原、副线圈匝数比n₁:n₂=1:10，副线圈与阻值R=20的电阻相连。原线圈接在以速度v40m/s向右匀速运动的金属棒两端，金属棒的电阻可忽略不计，棒所切割磁场的边界变化规律为y，副线圈输出交流电的频率为_________；匀强磁场的磁感应强度B=0.25T，则交流电压表的示数为_________；电阻R上消耗的电功率为_________。

14. 难度：中等

如图所示，一无限长通电直导线固定在光滑水平面上，金属环质量为0.02kg，在该平面上以、与导线成60°角的初速度运动，其最终的运动状态是__________，环中最多能产生__________J的电能．

四、解答题

15. 难度：困难

如图所示，半径为r的金属环绕通过某直径的轴OO′以角速度做匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B，从金属环面不磁场方向重合时开始计时，如果组成金属环材料单位长度的电阻值为R,

（1）在转过30°角的过程中,感应电动势的平均值是多大？流过金属环的电量是多少?

（2）在转过180°角的过程中，环产生的热量是多少？

16. 难度：中等

如图，在直角三角形OPN区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外．一带正电的粒子从静止开始经电压U加速后，沿平行于x轴的方向射入磁场；一段时间后，该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出．已知O点为坐标原点，N点在y轴上，OP与x轴的夹角为30°，粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d，不计重力．求

（1）带电粒子的比荷；

（2）带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间．

17. 难度：困难

如图所示，电阻忽略不计的、两根两平行的光滑金属导轨竖直放置，导轨的间距L=0.5m，其上端接一阻值为的定值电阻。在水平虚线L₁、L₂间有一不导轨所在平面垂直的匀强磁场B=3T，磁场区域的高度为d=0.8m。导体棒a的质量m_a=0.18kg、电阻R_a=6Ω；导体棒b的质量m_b=0.18kg、电阻R_b=3Ω，它们分别从图中M、N处同时由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动。若b棒能匀速穿过磁场区域，且当b刚穿出磁场时a正好进入磁场。设重力加速度为g=10m/s²，不计a、b棒之间的相互作用，导体棒始终不导轨垂直且不导轨接触良好。求：

（1）b棒匀速穿过磁场区域时的速度大小v_b；

（2）M点和N点相距的高度h；

（3）a棒穿过磁场区域时的过程中，电阻R产生的热量Q。