北京市2019-2020学年高二（上）期末物理试卷

一、单选题

1. 难度：简单

如图所示，处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕中心对称轴转动，在t=0时刻，线圈平面与磁场重合，ab边垂直纸面向里，cd边垂直纸面向外运动。若规定a→b→c→d→a为正方向，则线圈中感应电流i随时间t变化的图线是（　　）

A. B.

C. D.

2. 难度：中等

如图所示，把电阻R、电感线圈L、电容器C并联，三个支路中分别接有一灯泡。接入交流电源后，三盏灯亮度相同。若保持交流电源的电压不变，使交变电流的频率增大，则以下判断正确的是（）

A. 与线圈L连接的灯泡L₁将变暗

B. 与电容器C连接的灯泡L₂将变暗

C. 与电阻R连接的灯泡L₃将变暗

D. 三盏灯泡的亮度都不会改变

3. 难度：中等

如图所示，在真空中有一对带电的平行金属板水平放置。一带电粒子沿平行于板面的方向，从左侧两极板中央射入电场中，恰能从右侧极板边缘处离开电场。不计粒子重力。若可以改变某个量，下列哪种变化，仍能确保粒子一定飞出电场

A. 只减小粒子的比荷

B. 只增大电场强度

C. 只增大粒子的带电量

D. 只减小粒子的入射速度

4. 难度：中等

如图所示是磁流体发电机的示意图，两平行金属板P、Q之间有一个很强的磁场。一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）沿垂直于磁场的方向喷入磁场。把P、Q与电阻R相连接。下列说法正确的是（　　）

A.Q板的电势高于P板的电势

B.R中有由b向a方向的电流

C.若只改变磁场强弱，R中电流保持不变

D.若只增大粒子入射速度，R中电流增大

5. 难度：简单

如图1所示，100匝的线圈（图中只画了2 匝）两端A、B与一个理想电压表相连。线圈内有指向纸内方向的匀强磁场，线圈中的磁通量在按图2所示规律变化。下列说法正确的是

A.A端应接电压表正接线柱，电压表的示数为150V

B.A端应接电压表正接线柱，电压表的示数为50.0V

C.B端应接电压表正接线柱，电压表的示数为150V

D.B端应接电压表正接线柱，电压表的示数为50.0V

6. 难度：简单

电池对用电器供电时，是其它形式能（如化学能）转化为电能的过程；对充电电池充电时，可看做是这一过程的逆过程。现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示。已知充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的电动势为E，内阻为r。下列说法正确的是

A. 充电器的输出电功率为

B. 电能转化为化学能的功率为

C. 电能转化为化学能的功率为

D. 充电效率为％

7. 难度：中等

如图所示，A₁和A₂是两个规格完全相同的灯泡，A₁与自感线圈L串联后接到电路中，A₂与可变电阻串联后接到电路中。先闭合开关S，缓慢调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，再调节电阻R₁，使两个灯泡都正常发光，然后断开开关S。对于这个电路，下列说法中正确的是（　　）

A.再闭合开关S时，A₁先亮，A₂后亮

B.再闭合开关S时，A₁和A₂同时亮

C.再闭合开关S，待电路稳定后，重新断开开关S，A₂先亮一下，过一会儿熄灭

D.再闭合开关S，待电路稳定后，重新断开开关S，A₁和A₂都要过一会才熄灭

8. 难度：中等

如图所示为一理想变压器，原线圈接在一输出电压为u=U₀sint的交流电源两端。电路中R₀为定值电阻，V₁、V₂为理想交流电压表，A₁、A₂为理想交流电流表，导线电阻不计。现使滑动变阻器R的滑动触头P向上滑动，则下列说法中正确的是（　　）

A.电流表A₁与A₂示数的比值将变小

B.电压表V₁与电流表A₁示数的比值变小

C.电压表V₂与电流表A₂示数的比值变大

D.电流表A₁的示数变化量一定小于电流表A₂的示数变化量

9. 难度：中等

某同学利用一块表头和三个定值电阻设计了如图所示的电表，该电表有1、2两个量程．关于该电表，下列说法中正确的是

A.测电压时，量程1一定小于量程2，与R₁、R₂和R₃的阻值无关

B.测电流时，量程1一定大于量程2，与R₁、R₂和R₃的阻值无关

C.测电压时，量程1与量程2间的大小关系与R₁、R₂和R₃的阻值有关

D.测电流时，量程1与量程2间的大小关系与R₁、R₂和R₃的阻值有关

10. 难度：中等

如图所示，两光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为d，其左端接阻值为R的定值电阻，整个装置处在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，一质量为m的导体棒ab垂直于导轨放置，且接触良好。现给导体棒ab—水平向右的初速度v₁，经过时间t，导体棒ab向右运动的距离为x，速度变为v₂。不计金属导轨和导体棒ab的电阻。甲、乙两位同学根据以上条件，分别求解在时间t内通过电阻R的焦耳热Q，具体过程如下：（　　）

A.两位同学的解法都正确

B.两位同学的解法都错误

C.甲同学的解法正确，乙同学的解法错误

D.甲同学的解法错误，乙同学的解法正确

二、多选题

11. 难度：简单

物理课堂教学中的洛伦兹力演示仪由励磁线圈、玻璃泡、电子枪等部分组成。励磁线圈是一对彼此平行的共轴的圆形线圈，它能够在两线圈之间产生匀强磁场。玻璃泡内充有稀薄的气体，电子枪在加速电压下发射电子，电子束通过泡内气体时能够显示出电子运动的径迹。若电子枪垂直磁场方向发射电子，给励磁线圈通电后，能看到电子束的径迹呈圆形。若只增大电子枪的加速电压或励磁线圈中的电流，下列说法正确的是(    )

A. 增大电子枪的加速电压，电子束的轨道半径变大

B. 增大电子枪的加速电压，电子束的轨道半径不变

C. 增大励磁线圈中的电流，电子束的轨道半径变小

D. 增大励磁线圈中的电流，电子束的轨道半径不变

12. 难度：中等

在高能物理研究中，回旋加速器起着重要作用，其工作原理如图所示，D₁和D₂是两个中空的半圆金属盒，它们之间有一定的电势差。两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中。中央O处的粒子源产生的粒子，在两盒之间被电场加速，粒子进入磁场后做匀速圆周运动，忽略粒子在电场中的加速时间，不考虑相对论效应。下列说法正确的是

A. 粒子运动半个圆周之后，电场的方向必须改变

B. 粒子在磁场中运动的周期越来越大

C. 磁感应强度越大，粒子离开加速器时的动能就越大

D. 两盒间电势差越大，粒子离开加速器的动能就越大

13. 难度：中等

如图所示，施加水平外力把矩形线圈从匀强磁场中匀速拉出，如果两次拉出的速度大小之比为12，则拉出磁场的过程中(   )

A. 两次线圈所受外力大小之比F₁F₂=12

B. 两次线圈发热之比Q₁Q₂=14

C. 两次线圈所受外力功率之比P₁P₂=14

D. 两次线圈中通过导线截面的电量之比q₁q₂=11

14. 难度：中等

一粒钢珠从静止状态开始自由下落，然后陷入泥潭中．若把其在空中下落的过程称为过程Ⅰ，进入泥潭起到停止的过程称为过程Ⅱ，则(　　)

A.过程Ⅰ中钢珠的动量的改变量等于重力的冲量

B.过程Ⅱ中阻力的冲量大小等于过程Ⅰ中重力的冲量的大小

C.Ⅰ、Ⅱ两个过程中合外力的总冲量等于零

D.过程Ⅱ中钢珠的动量的改变量等于零

15. 难度：简单

图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是（　　）

A.图甲表示的是交流电，图乙表示的是直流电

B.图甲所示电压的瞬时值表达式为u=220sin100πt（V）

C.图甲、乙两种电压的有效值分别为220V和4V

D.图甲、乙两种电压分别给同一电阻丝供电，热功率之比是44²：1

三、实验题

16. 难度：简单

图（甲）的游标上有20个分度，测量结果如图所示，其读数为_______mm。图（乙）是螺旋测微器，其读数为_______ mm。

17. 难度：中等

利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。

（1）应该选择的实验电路是图中的_______（选项“甲或‘乙”）；

（2）现有开关和导线若干，以及以下器材：

A.电流表A₁：量程0~0.6A，内阻约0.125Ω

B.电压表V₁：量程0~3V，内阻约3kΩ

C.电压表V₂：量程0~15V，内阻约15kΩ

D.滑动变阻器0~50Ω

E.滑动变阻器0~500Ω

实验中电压表应选用：_______；滑动变阻器应选用：_______（选填相应器材前的字母）；

（3）某位同学记录下数据，并画出一图线。根据图中所画图线可得出干电池的电动势E=_______V，内电阻r=_______Ω；

（4）甲电路中，产生误差的主要原因是_______；

（5）若采用甲电路图，实验过程中存在系统误差。在图所绘图像中，虚线代表没有误差情况下，电压表两端电压的真实值与通过电源电流真实值关系的图像，实线是根据测量数据绘出的图像，则图中能正确表示二者关系的是_______（选填选项下面的字母）。

A. B. C.D.

四、解答题

18. 难度：中等

如图所示，两根相距为L的光滑金属导轨CD、EF固定在水平面内，并处在方向竖直向下的匀强磁场中，导轨足够长且电阻不计。在导轨的左端接入一阻值为R的定值电阻，将质量为m、电阻可忽略不计的金属棒MN垂直放置在导轨上。t=0时刻，MN棒与DE的距离为d，金属棒MN以恒定速度v向右运动过程中；MN棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，不计空气阻力。

（1）若所加匀强磁场的磁感应强度为B且保持不变，请根据法拉第电磁感应定律E=推导金属棒MN中的感应电动势E=BLv；

（2）若从t=0时刻起，所加的匀强磁场的磁感应强度B从B₀开始逐渐减小时，恰好使回路中不产生感应电流，试从磁通量的角度分析磁感应强度B的大小随时间t的变化规律。

19. 难度：中等

如图甲所示，在水平地面上固定一对与水平面倾角为的光滑平行导电轨道，轨道间的距离为，两轨道底端的连线与轨道垂直，顶端接有电源．将一根质量为的直导体棒放在两轨体会配合，且与两轨道垂直．已知轨客导体棒的电阻及电源的内电阻均不能忽略，通过导体棒的恒定电流大小为，方向由到，图乙为图甲沿方向观察的平面图．若重力加速度为，在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场，使导体棒在轨道上保持静止．

  

（）请在图乙所示的平面图中画出导体棒受力的示意图；

（）求出磁场对导体棒的安培力的大小；

（）如果改变导轨所在空间的磁场方向，试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场磁感应强度的最小值的大小和方向．

20. 难度：中等

交流发电机矩形线圈边长ab=cd=0.4m,bc=ad=0.2m,共50匝,线圈电阻r=1Ω,线圈在B=0.2T的匀强磁场中,绕垂直磁场方向的轴OO′以200 rad/s的角速度匀速转动,外接电阻R=7Ω,如图所示．求:

（1）从图示位置开始计时,线圈中产生的感应电动势大小随时间变化的函数表达式;

（2）电压表读数;

（3）电阻R上的电功率．

21. 难度：困难

如图所示，A、B和M、N为两组平行金属板。质量为m、电荷量为+q的粒子，自A板中央小孔进入A、B间的电场，经过电场加速，从B板中央小孔射出，沿M、N极板间的中心线方向进入该区域。已知极板A、B间的电压为U0，极板M、N的长度为l，极板间的距离为d。不计粒子重力及其在a板时的初速度。

（1）求粒子到达b板时的速度大小v；

（2）若在M、N间只加上偏转电压U，粒子能从M、N间的区域从右侧飞出。求粒子射出该区域时沿垂直于板面方向的侧移量y；

（3）若在M、N间只加上垂直于纸面的匀强磁场，粒子恰好从N板的右侧边缘飞出，求磁感应强度B的大小和方向。

22. 难度：中等

在电磁感应现象中，根据磁通量发生变化的方式不同可以将感应电动势分为“动生电动势”和“感生电动势”两种。

（1）如图所示，相互平行的金属导轨MN、PQ固定在水平面内，导轨间距为L。导体棒ab垂直放置在两导轨上。导轨的左端接一阻值为R的定值电阻，其它电阻不计。整个装置处在竖直向下匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现对导体棒ab施加一水平向右的恒力F，使其由静止开始运动，运动过程中导体棒未滑出导轨。求：

a．ab棒的速度大小为v时，其所受安培力的大小F_A；

b．ab棒运动过程中能达到的最大速度v_m。

（2）如图所示，空间内存在着均匀分布的有界磁场，磁场的某个横截面是以O为圆心、r₀为半径的圆。磁场的磁感应强度B随时间t均匀增强，设。将一半径为r（r< r₀）的金属圆环放在磁场中，圆环所在平面与磁场垂直，圆心与O点重合。

a．求圆环中感生电动势大小ε；

b．圆环处感生电场场强的大小E。