北京师大附中2019-2020学年高二上学期期末考试物理试卷

一、单选题

1. 难度：简单

下列物理量中，既有大小，又有方向的是（　　）

A.电势 B.电动势 C.磁感应强度 D.磁通量

2. 难度：简单

真空中有两个静止的点电荷q₁、q₂ ，若保持它们之间的距离不变，而把它们的电荷量都变为原来的2倍，则两电荷间的静电力将变为原来的  （   ）

A.2倍 B.4倍 C.8倍 D.16倍

3. 难度：简单

图为描述某静电场的电场线，a、b、c是同一条电场线上的三个点，其电场强度大小分别为E_a、E_b、E_c，关于E_a、E_b、E_c的比较，下列说法正确的是（     ）

A. B.

C. D.

4. 难度：简单

下列现象中，属于静电利用的是  (    )

A.在很高的建筑物顶端装上避雷针

B.在高大的烟囱中安装静电除尘器

C.油罐车后面装一根拖在地上的铁链条

D.存放易燃品的仓库的工人穿上导电橡胶做的防电靴

5. 难度：简单

一个固定电容器在充电过程中，两个极板间的电压U随电容器所带电荷量Q的变化而变化。下图中正确反映U和Q关系的图像是

A.  B.

C.  D.

6. 难度：简单

在一段导体两端加上电压，已知在10s内通过此导体横截面的电荷量是4C，则通过这段导体的电流是 （   ）

A.40A B.2.5A C.0.4A D.14A

7. 难度：简单

“电子伏特（符号：eV）”，属于下列哪一物理量的单位（    ）

A.电荷量 B.能量 C.电流 D.电压

8. 难度：简单

用电流表和电压表测量电阻的电路如图所示，其中为待测电阻。电表内阻对测量结果的影响不能忽略，下列说法中正确的是(    )

A. 电流表的示数小于通过R_x的电流

B. 电流表的示数大于通过R_x的电流

C. 电压表的示数小于R_x两端的电压

D. 电压表的示数大于R_x两端的电压

9. 难度：简单

电位器是一种可变电阻器，其内部结构如图所示。如果把电位器与灯泡和电源串联起来，转动滑动触头可以改变灯泡的亮度。下列说法正确的是

A.将A、B接入电路，滑动触头顺时针转动，灯泡变亮

B.将A、C接入电路，滑动触头顺时针转动，灯泡变亮

C.将A、C接入电路，滑动触头顺时针转动，灯泡变暗

D.将B、C接入电路，滑动触头顺时针转动，灯泡变亮

10. 难度：简单

物理课上，老师做了一个实验（电路图如图所示）：当电路中点亮的电灯数目逐渐增多时，看到已点亮的电灯亮度逐渐变暗，对这一现象，下列说法正确的是（　　）

A.外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压不变

B.外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压不变

C.外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小

D.外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小

11. 难度：简单

某同学对四个电阻各进行了一次测量，把每个电阻两端的电压和通过它的电流在U-I坐标系中描点，得到了如图所示的a、b、c、d四个点，其中电阻值最大的是

A.a点对应的电阻

B.b点对应的电阻

C.c点对应的电阻

D.d点对应的电阻

12. 难度：简单

下列各图中标出了匀强磁场中通电直导线受安培力的方向，正确的是(   )

A. B.

C. D.

13. 难度：简单

面积是0.50m²的导线环，处于磁感强度为2.0×10^-2T的匀强磁场中，环面与磁场垂直，穿过导线环的磁通量等于（    ）

A. 2.5×10^-2Wb

B. 1.5×10^-2Wb

C. 1.0×10^-2Wb

D. 4.0×10^-2Wb

14. 难度：简单

在气候干燥的秋冬季节，人们常常会碰到这些现象：晚上脱衣时，常会听到噼啪的声响；早上起来梳头时，头发常会“飘”起来。这就是发生在我们日常生活中的静电现象。有一次，小明的手指靠近金属门把手时，突然有一种被电击的感觉。这是因为运动摩擦使身体带电，当手指靠近门把手时，二者之间形成的放电现象。若放电前，小明的手指带负电。有关金属门把手的两端被感应带电的情况，下列图中标示正确的是

A.

B.

C.

D.

15. 难度：中等

一台直流电动机，其线圈的电阻值为0.5Ω。当电动机两端所加电压为6V时，电动机正常工作，通过线圈的电流是2A。由此可知

A.电动机消耗的电功率为72W

B.电动机输出的机械功率为12W

C.电动机线圈的发热功率为2W

D.电动机的工作效率为50%

16. 难度：中等

某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I；质子的质量为m，其电量为e.那么这束质子流内单位体积的质子数n是

A.

B.

C.

D.

17. 难度：简单

下列各图中，线圈中能产生感应电流的是（　　）

A. B.

C. D.

18. 难度：中等

图甲所示为用来加速带电粒子的直线加速器，图乙是所用交变电压的图像，对它的下列说法中，正确的是（　　）

A.带电粒子是在金属筒内被加速的

B.如果仅增大带电粒子的质量，不改变交流电的周期，直线加速器也能正常工作

C.粒子每通过一次缝隙都会增加相同的动能

D.粒子速度越来越快，为使得它每次都能被加速电压加速，筒间的缝隙应设计成越来越大的，所以直线加速器也会做的很长

19. 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极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，两个D形金属盒处于方向垂直于盒底的匀强磁场中，下列说法正确的是（　　）

A.粒子每次在D₂盒中运行的时间是固定不变的

B.粒子每次在D₂盒中运行的路程是固定不变的

C.粒子在D型盒内做圆周运动的周期是所加交流电周期的2倍

D.回旋加速器的原理是利用磁场中的洛伦兹力做功使带电粒子速度增大

20. 难度：中等

如图所示，边长为L的单匝正方形线圈ABCD在外力作用下以速度v向右匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场中，第二次又在外力作用下以速度2v匀速进入同一匀强磁场，下列说法正确的是（　　）

A.第一次进入磁场的过程中，CD两端电势差为BLv

B.两次进入过程中线圈产生的感应电流之比I₁：I₂=1：2

C.两次进入过程中线圈产生的热量之比Q₁：Q₂=1：4

D.两次进入过程中通过线圈截面的电荷量之比q₁：q₂=1：2

21. 难度：困难

发电机的原理可以简化成如图所示的电路，导体棒bc在外力作用下沿接触良好的导轨向右匀速运动，下列说法正确的是（　　）

A.在导体棒向右运动的过程中，导体棒内自由电子所受洛伦兹力的方向严格由b指向c

B.导体棒内大量自由电子所受洛伦兹力沿垂直棒方向的分量之和宏观上表现为安培力

C.发电机工作中，安培力充当非静电力搬运电荷做功，产生电动势

D.如果将图中磁场反向但保持导体棒运动方向不变，则导体棒所受安培力也反向

22. 难度：中等

如图，实线是某电场中的电场线（方向未标出），虚线是一个带负电的粒子在该电场中运动的轨迹，则以下判断中正确的是（　　）

A.带电粒子在a处的加速度大于它在b处的加速度

B.带电粒子在b处电势能大于它在a处的电势能

C.b处电势高于a处电势

D.带电粒子在b处的速率大于它在a处的速率

23. 难度：简单

常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G（表头）改装成的。现有一个小量程电流表G，内阻为R_g，满偏电流为I_g，下列说法正确的是（　　）

A.如果需要改装成为大量程的电流表，需要并联一个大电阻

B.如果需要改装成为大量程的电流表，需要串联一个大电阻

C.如果需要改装成为大量程的电压表，需要并联一个大电阻

D.如果需要改装成为大量程的电压表，需要串联一个大电阻

24. 难度：简单

如图所示，足够大的匀强磁场中有一个矩形线圈，正绕轴以恒定的角速度匀速转动，下列分析中正确的是（　　）

A.转动过程中，线圈中产生的感应电动势大小不变

B.如果仅将线圈的转轴向右平移一段距离x（x<d），线圈绕轴转动时产生的感应电动势将增大

C.如果仅将线圈的转轴向左平移一段距离，线圈绕轴转动时产生的感应电动势增大

D.当线圈从图中位置转过90°时，线圈中产生的感应电动势为0

二、实验题

25. 难度：简单

读出下列游标卡尺、螺旋测微器所显示的测量值。

（1）游标卡尺读数为：______________mm。

（2）螺旋测微器读数为：____________mm。

26. 难度：简单

某同学想测量一节干电池的电动势和内电阻（较小），实验桌上有下列器材：

干电池，电流表（0.6A，0.1）；

电压表（3V，3k）；

滑动变阻器R₁（最大阻值5）；

滑动变阻器R₂（最大阻值50）；

开关导线若干。

（1）实验中滑动变阻器应选用__________（填“R₁”或“R₂”），请在下面的方框内画出他的实验电路图___________________________。

（2）他将实验中测得的数据描绘在坐标纸上，得到上图所示的U－I图像（横轴从0开始标数值且横截距的数值为），由图像可知这次实验中电源电动势的测量值为_________V，内阻测量值为_________Ω。

（3）某同学认为，如果考虑电表内阻对电路的影响，该实验存在误差下，下列分析正确的是___________。

A．电压表测量值是准确的

B．电流表测量值是准确的

C．电动势测量值大于真实值

D．内电阻测量值小于真实值

三、解答题

27. 难度：简单

在如图所示的电路中，电阻箱的阻值R是可变的，电源的电动势为E，电源的内阻为r，其余部分的电阻均可忽略不计。

（1）闭合开关S，写出电路中的电流I和电阻箱的电阻R的关系表达式；

（2）若电源的电动势E为3V，电源的内阻r为1Ω，闭合开关S，当把电阻箱R的阻值调节为14Ω时，电路中的电流I为多大？此时电源两端的电压（路端电压）U为多大？

28. 难度：中等

如图甲所示，表示三块相同的蹄形磁铁并列放在水平桌面上，可以认为磁极间的磁场是匀强磁场。将一根直导体棒水平悬挂在磁铁的两极之间，导体棒与磁感应强度的方向垂直。导体棒的重力为G，导体棒在匀强磁场中的有效长度为L。当导体棒中通过的电流为I时，导体棒向外侧偏转（但仍在磁极之间），静止时悬线与竖直方向的夹角为θ，此时的导体棒在其横截面上的受力图如图乙所示，其中安培力F水平向右。求：

（1）导体棒所受的安培力F的大小；

（2）该匀强磁场的磁感应强度B的大小。

29. 难度：中等

密立根用如图所示的实验装置来测定很小的带电油滴所带的电荷量。油滴从喷雾器喷出时由于摩擦而带电，并落入两块相互平行的极板M、N之间的区域（M板带正电、N板带负电），透过显微镜寻找那些刚好悬浮在极板间的油滴。根据观测数据算出油滴的质量，再根据油滴悬浮时受到的电场力和重力平衡，可计算出油滴所带的电荷量。

（1）若P为从显微镜中观察到的悬浮油滴，则可推知P带哪种电荷？

（2）已知极板M、N之间的距离为d，电压为U，求两板之间的电场强度E的大小；

（3）油滴P可视为球体，并测得其半径为R。已知油的密度为ρ，重力加速度为g，极板M、N之间的距离为d，电压为U。求该油滴的电荷量q。（提示：球的体积公式）

30. 难度：困难

质量为m、电荷量为e的电子，由静止从P点出发，经电压为U的电场加速后，沿两块正对的平行极板M、N正中间的直线PQ方向射入两板间。已知极板M、N间只存在着磁感应强度为B、方向垂直纸面向里且具有理想边界的匀强磁场，如图所示。不计电子所受重力。求：

（1）电子射出电场时的速度υ的大小；

（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径R；

（3）当极板M、N的间距恰好等于极板长时，电子恰好能从极板的右边缘射出磁场，则极板的长度L是多少？

31. 难度：中等

在方向竖直向下、磁感应强度B=5T的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距L=1m，质量m₁=2kg，电阻R=1Ω的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，轨道端点M、P间接有一直流电源，电动势E=36V。导体棒ab通过滑轮提升质量m₂=8kg的重物，不计电源内阻，不计导轨电阻，不计滑轮轴处的摩擦，g=10m/s²

（1）简述此电动机的能量转化情况；

（2）当ab棒速度为v=2m/s时，求通过棒的电流I的大小；

（3）当ab棒速度为v=2m/s时，求通过棒的加速度a的大小；

（4）棒最终匀速运动的速度v_max。