北京师范大学附属中学2019-2020学年高二上学期期末物理试卷

一、单选题

1. 难度：简单

如图甲、乙、丙所示为三种带电体产生的电场线和等差等势面示意图，下列说法正确的是

A.甲图中A点和B点电场强度相同

B.乙图中带电体表面上C点和D点电势相等

C.丙图中F点电势大于E点电势，电子在F点电势能比较大

D.甲图中A、B连线中点电势等于

2. 难度：简单

如图所示，一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，设棒单位长度内所含的电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒的运动而形成的等效电流大小为（    ）

A.qvS B. C.vq D.

3. 难度：中等

电动势为E、内阻为r的电源与电阻箱R_x、阻值为2r的定值电阻R连接成如图所示的电路，闭合开关S，调节电阻箱R_x，下列说法正确的是（    ）

A.当R_x=r时，电源的输出功率最大，最大值为

B.当R_x=0时，电源内阻消耗的电功率最大，最大值为

C.随电阻箱R_x阻值的增大，电源的效率先增大后减小

D.当R_x=2r时，电阻箱消耗的功率最大，最大值为

4. 难度：困难

如图所示，电源内阻较大，当开关闭合、滑动变阻器滑片位于某位置时，水平放置的平行板电容器间一带电液滴恰好处于静止状态，灯泡L也能正常发光，现将滑动变阻器滑片由该位置向a端滑动，则（　　）

A.灯泡将变暗，电源效率将减小

B.液滴带正电，将向下做加速运动

C.电源的路端电压增大，输出功率也增大

D.滑片滑动瞬间，带电液滴电势能将减小

5. 难度：中等

如图是某款能一件自动上水的全自动智能电热壶，当壶内水位过低时能自动加满水，加热之后的水，时间长了冷却，机器又可以自动加热到设定温度。某同学为了研究其工作原理，经进一步查阅厂家相关技术说明了解到：“一键加水”是由一水泵（电动机）和传感器来实现的，单独对这一部分进行测试时发现，当其两端所加电压时，电动机带不动负载，因此不转动，此时通过它的电流；当其两端所加电压时（通过变压器实现），电动机能带动负载正常运转，这时电流，则下列说法正确的是（）

A.这种电热壶工作时加热部分的电阻值约为5Ω

B.正常工作时，其输出的机械功率为

C.正常工作时，其电动机内阻两端电压为

D.使用一天该水壶消耗的电能为

6. 难度：中等

如图所示的U一I图像中，直线a表示某电源路端电压与电流的关系，直线b为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（    ）

A.R的阻值为0.5Ω

B.电源电动势为4.0V，内阻为0.5Ω

C.2s内电阻R上消耗的电能为4J

D.若将两个相同电阻R串联接入该电源，则电流变为之前的

7. 难度：简单

图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A₁、A₂。平板S下方有强度为B₀的匀强磁场。下列表述正确的是

A.该带电粒子带负电

B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里

C.能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于

D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越大

8. 难度：中等

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级相连接的两个形金属盒，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，两形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示。设形盒半径为，匀强磁场的磁感应强度为，高频交流电频率为。若用回旋加速器加速质子时，则下列说法正确的是

A.高频电源的周期是质子做圆周运动的周期的两倍

B.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小有关

C.质子被加速后的最大速度不可能超过

D.不改变和，该回旋加速器也能用于加速氘核

二、多选题

9. 难度：中等

法国拥有目前世界上最先进的高危病毒实验室——让梅里厄实验室，该实验室全程都在高度无接触物理防护性条件下操作，一方面防止实验人员和其他物品受污染，同时也防止其释放到环境中。为了无损测量生物实验废弃液体的流量，常用到一种电磁流量计，如图所示。其原理可以简化为如图所示模型：液体内含有大量正、负离子，从容器右侧流入，左侧流出，流量值等于单位时间通过横截面的液体的体积，在垂直纸面向里的匀强磁场的作用下，下列说法正确的是

A.所有带电粒子都受到竖直向下洛伦兹力

B.稳定后测量的

C.电磁流量计也可以用于测量不带电的液体的流速

D.废液流量

三、单选题

10. 难度：中等

如图所示为磁流体发电机的示意图，一束等离子体（含正、负离子）沿图示方向垂直射入一对磁极产生的匀强磁场中，A、B是一对平行于磁场放置的金属板，板间连入电阻R，则电路稳定后

A.R中有向下的电流

B.离子在磁场中不发生偏转

C.A、B板聚集电荷量基本不变

D.离子在磁场中偏转时洛伦兹力可能做功

11. 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

12. 难度：中等

如图所示为某电子元器件的工作原理示意图，在外界磁场的作用下，当存在方向流动的电流时，电子元器件、两侧面会形成电势差，下列说法中正确的事

A.若在方向上通以由向运动的粒子流，带正电粒子会在板聚集

B.当增大方向的电流时，两面的电势差会减小

C.若在方向上通以由向运动的正电荷流，电子元器件端电势低于端电势

D.电势差的大小仅与电子元器件的制造材料有关

13. 难度：中等

在如图所示的电路中，、为两个完全相同的灯泡，为自感线圈，为电源，为开关，关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（ ）

A.合上开关，先亮，后亮；断开开关，、同时熄灭

B.合上开关，先亮，后亮；断开开关，先熄灭，后熄灭

C.合上开关，先亮，后亮；断开开关，、同时熄灭

D.合上开关，、同时亮；断开开关，先熄灭，后熄灭

14. 难度：中等

在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电量为、质量为的带电球体，管道半径略大于球体半径。整个管道处于磁感应强度为的水平匀强磁场中，磁感应强度方向与管道垂直。现给带电球体一个水平速度，则在整个运动过程中，带电球体克服摩擦力所做的功不可能为

A. B.

C.[] D.[]

四、实验题

15. 难度：中等

小杜家里新装修时使用了一批照明卤钨灯泡，如图．小杜利用多用电表测量了该灯泡的电阻：

（1）小杜拿到多用电表后，选好“ ”，红黑表笔短接后指针位置如图，则应该调节（_____）

（2）校准之后，用红黑表笔分别接触卤钨灯泡的两脚，发现指针近乎满偏转，为了使测量结果更准确，则需要更换“ ”档位，指针位置如图，则该灯泡电阻为__Ω．

（3）小杜翻阅了该产品的说明书，说明书上写着“额定电压220V，65W”，小杜根据计算得知电阻约为744Ω．该计算结果与实际测量结果相差较大的主要原因可能是__．

16. 难度：中等

（1）“测定电池的电动势和内阻”的实验电路如图（）所示，电压表量程为（），电流表量程为（）；定值电阻阻值=0.5Ω，图（）中为_______________（电压表或电流表）；

（2）利用组装好的仪器进行试验，不过某同学实验习惯不佳，随意将调整滑动变阻器共测得6组电流、电压的数据记录在草稿纸上。将整理之后的数据在坐标格中描点处理，由此可得电源电动势E=______V，内阻__________Ω。

（3）实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值范围为____________

A．    B．   C．    D．

五、解答题

17. 难度：简单

如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动．t=0时，磁感应强度为B₀，此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形．为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导出这种情况下B与t的关系式．

18. 难度：中等

如图所示，导体棒放置于光滑的水平导轨上，匀强磁场场强，磁场方向垂直纸面向里，电源电动势，内阻Ω，导体杆间距,导体棒的横截面积为S=1.0。导体棒与水平竖直方向夹角。通电之后电流表读数，且导体棒保持静止，已知，：

（1）导体棒的电阻；

（2）导体棒的电阻率；

（3）导体棒的安培力的大小及方向。

19. 难度：中等

空间有一匀强电场，电场方向与纸面平行．一带正电，电量为q，质量为m的小球（重力不计），在恒定拉力F的作用下沿虚线以速度由M匀速运动到N，如图所示．已知力F和MN间夹角为，MN间距离为L，则：

（1）匀强电场的电场强度大小为多少？

（2）MN两点的电势差为多少？

（3）当带电小球到达N点时，撤去外力F，则小球回到过M点的等势面时的动能为多少？

20. 难度：困难

如图所示，一带电微粒质量为m＝2.0×10^－11 kg、电荷量q＝＋1.0×10^－5 C，从静止开始经电压为U₁＝100 V的电场加速后，从两平行金属板的中间水平进入偏转电场中，微粒从金属板边缘射出电场时的偏转角θ＝30°，并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D＝34.0 cm的匀强磁场区域．微粒重力忽略不计．求：

（1）带电微粒进入偏转电场时的速率v₁；

（2）偏转电场中两金属板间的电压U₂；

（3）为使带电微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少多大？（=1.7）

21. 难度：中等

如图甲所示，固定轨道由倾角θ＝37°的斜导轨与水平导轨用极短的圆弧导轨平滑连接而成，轨道所在空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B＝0.2 T的匀强磁场，两导轨间距为L＝0.5 m，上端用阻值为R＝0.5 Ω的电阻连接．在沿斜导轨向下的拉力（图中未画出）作用下，一质量为m＝0.5 kg、阻值也为0.5 Ω的金属杆MN从斜导轨上某一高处由静止开始（t＝0）沿光滑的斜导轨匀加速下滑，当杆MN滑至斜导轨的最底端P₂Q₂处时撤去拉力，杆MN在粗糙的水平导轨上减速运动直至停止，其速率v随时间t的变化关系如图乙所示（其中v_m＝20 m/s和t₀＝2 s为已知）．杆MN始终垂直于导轨并与导轨保持良好接触，水平导轨和杆MN间的动摩擦因数为μ＝0.1，g＝10 m/s².求：

(1)杆MN中通过的最大感应电流I_m；

(2)杆MN沿斜导轨下滑的过程中，通过电阻R的电荷量q；

(3)撤去拉力后，若电阻R上产生的热量为Q＝20 J，求杆MN在水平导轨上运动的路程s.