北京市 2019-2020学年高二下学期质量检测物理试卷

一、单选题

1. 难度：简单

下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是(　　)

A.由知，电场中某点的电场强度与检验电荷所带的电荷量成反比

B.由知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比

C.由知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关

D.由知，带电荷量为1 C的正电荷，从A点到B点克服电场力做功1 J，则A、B两点的电势差为－1V

2. 难度：简单

关于静电场的电场强度、电势和等势面，下列说法正确的是（  ）

A.电场强度为零的地方，电势也为零

B.随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低

C.电场强度的方向处处与等电势面垂直

D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功

3. 难度：中等

如图甲所示，在某电场中建立 x 坐标轴，A、B 为 x 轴上的两点，x_A、x_B 分别为 A、B 两点在 x 轴上的坐标值。一电子仅在电场力作用下沿 x 轴运动，该电子的电势能 E_p随其坐标 x 变化的关系如图乙所示，则下列说法中正确的是 （  ）

A.该电场一定是孤立点电荷形成的电场

B.A 点的电场强度小于 B 点的电场强度

C.电子由 A 点运动到 B 点的过程中电场力对其所做的功 W=E_pA－E_pB

D.电子在 A 点的动能小于在 B 点的动能

4. 难度：简单

如图所示的实验装置中，极板A接地，平行板电容器的极板B与一个灵敏的静电计相接．将A极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器所带的电量Q、电容C、两极间的电压U，电容器两极板间的场强E的变化情况是 (     )

A.Q不变，C变小，U变大，E不变

B.Q不变，C变小，U变大，E变小

C.Q变小，C不变，U不变，E变小

D.Q变小，C变小，U不变，E不变

5. 难度：简单

下列判断正确的是（  ）

A.通过导线横截面的电荷量越多，导体中的电流越大

B.E＝U＋Ir适用于任何电路

C.由R＝ 可知，I一定时，导体的电阻R与U成正比，U一定时，导体的电阻R与I成反比

D.由知，材料相同的两段导体，长度大的导体的电阻一定比长度小的导体的电阻大

6. 难度：中等

如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关 S 闭合后，在滑动变阻器 R₀的滑片 P 向上缓慢滑动的过程中 （  ）

A.小灯泡L变亮

B.电压表的示数增大

C.电流表的示数减小

D.电容器C的电荷量减小

7. 难度：中等

如图所示电路，电源电动势为 E，内阻为 r。当开关 S 闭合后，小型直流电动机 M 和指示灯 L 都恰能正常工作。已知指示灯 L 的电阻为 R₀，额定电流为 I，电动机 M 的线圈电阻为 R，则下列说法中正确的是 （  ）

A.电动机的额定电压为 IR

B.电动机的输出功率为 IE-I²R

C.电源的输出功率为 IE

D.整个电路的热功率为 I²（R₀+R+r）

二、多选题

8. 难度：中等

如图所示，圆心为O、半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子质量为，电荷量为，从A点以一定的速度垂直磁场方向沿半径射入磁场中，并从C点射出，图中实线AC所示弧线为其运动轨迹。已知∠AOC=120°，磁感应强度为B,不计粒子所受的重力。关于粒子在磁场中的运动，下列说法中正确的是

A. 运动半径为r

B. 运动半径为

C. 运动时间为

D. 运动时间为

三、单选题

9. 难度：中等

如图所示，一块长方体金属板材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。当通以从左到右的恒定电流I时，金属材料上、下表面电势分别为φ₁、φ₂。该金属材料垂直电流方向的截面为长方形，其与磁场垂直的边长为a、与磁场平行的边长为b，金属材料单位体积内自由电子数为n，元电荷为e。那么

A.  B.

C.  D.

10. 难度：中等

如图，光滑斜面的倾角为，斜面上放置一矩形导体线框，边的边长为，边的边长为，线框的质量为，电阻为，线框通过绝缘细线绕过光滑的滑轮与重物相连，重物质量为，斜面上线（平行底边）的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为，如果线框从静止开始运动，进入磁场的最初一段时间是做匀速运动的，且线框的边始终平行底边，则下列说法正确的是

A. 线框进入磁场前运动的加速度为

B. 该匀速运动过程产生的焦耳热为(Mg－mgsin)l₂

C. 线框做匀速运动的总时间为

D. 线框进入磁场时匀速运动的速度为

四、实验题

11. 难度：压轴

现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如右图连接．在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况www..com下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转．由此可以推断

A．线圈A中铁芯向上拔出或断开

开关，都能引起电流计指针向右偏转

B．线圈A向上移动或滑动变阻器的滑片P

向右加速滑动，都引起电流计指针向左偏转

C．滑动变阻www..com器的滑片P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央

D．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向

五、单选题

12. 难度：中等

如图所示的电路中，L为自感线圈，其直流电阻与电阻R相等，C为电容器，电源内阻不可忽略，当开关S由闭合变为断开时，下列说法正确的是（  ）

A.A灯立即熄灭

B.A灯突然闪亮一下再熄灭，d点电势比c点高

C.B灯无电流通过，不可能变亮

D.电容器立即放电

13. 难度：中等

如图所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴OO′转动。从上往下看磁铁作逆时针转动时，则（   ）

A.线圈将作逆时针转动，转速与磁铁相同

B.线圈将作逆时针转动，转速比磁铁小

C.线圈中产生恒定电流

D.线圈中感应电流方向始终是 abcda

14. 难度：中等

如图甲为手机及无线充电板。图乙为充电原理示意图。充电板接交流电源，对充电板供电，充电板内的送电线圈可产生交变磁场，从而使手机内的受电线圈产生交变电流，再经整流电路转变成直流电后对手机电池充电。为方便研究，现将问题做如下简化：设受电线圈的匝数为n，面积为S，若在t₁到t₂时间内，磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度由B₁均匀增加到B₂。下列说法正确的是（　　）

A.c 点的电势高于 d 点的电势

B.受电线圈中感应电流方向由 d 到 c

C.c、d 之间的电势差为

D.若想增加 c、d 之间的电势差，可以仅均匀增加送电线圈中的电流

六、实验题

15. 难度：中等

做“测量金属丝的电阻率”实验。

（1）用螺旋测微器测量金属丝直径，示数如图甲所示，则金属丝直径的测量值d=_______mm。

（2）在设计测量金属丝电阻Rx的实验电路时需要思考两个问题：

①如何选择电流表的接法？

如图乙所示，某同学采用试触的方法，让电压表的一端接在A点，另一端先后接到B点和C点。他发现电压表示数有明显变化，而电流表示数没有明显变化。据此应该选择电流表_______（填写“内接”或“外接”）的电路。

②如何选择滑动变阻器的接法？

已知待测金属丝的电阻约为20Ω，实验室提供的滑动变阻器的最大阻值为5Ω，电源电动势为3V，需要选择滑动变阻器的_____________(填写“分压式”或“限流式”) 接法。

（3）图丙是测量金属丝电阻的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的最左端。请根据（2）中选择的电路，完成实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表和电流表均处于安全状态____________。

（4）请你写出金属丝电阻率的计算式____________（用待测金属丝电阻的测量值R_x、直径的测量值d、长度的测量值L表示）。

16. 难度：中等

现有两组同学要测定一节干电池的电动势E和内阻r（已知E约为1.5V，r约为1Ω）。

（1）第一组采用图所示电路。

①为了完成该实验，选择实验器材时，在电路的a、b两点间可接入的器件是_______。

A．一个定值电阻           B．电阻箱           C．滑动变阻器

②为了调节方便且测量精度更高，电流表和电压表应选____（选填选项前的字母）。

A．电流表（0~0.6A），电压表（0~3V）      B．电流表（0~0.6A），电压表（0~15V）

C．电流表（0~3A），电压表（0~3V）       D．电流表（0~3A），电压表（0~15V）

③经过多次测量，他们记录了多组电流表示数I和电压表示数U，并在图中画出了U-I图像。由图像可以得出，此干电池的电动势的测量值E=_______V（保留三位有效数字），内阻的测量值r=_______Ω（保留两位有效数字）。

（2）第二组在没有电压表的情况下，设计了如图所示的电路，完成了对同一电池的测量。

①改变电阻箱接入电路中的电阻值，记录了多组电流表示数I和电阻箱示数R，通过研究图像的信息，他们发现电动势的测量值与第一组的结果非常接近，但是内阻的测量值与第一组的结果有明显偏差。将上述实验重复进行了若干次，结果依然如此。关于第二组测量内阻产生的偏差及其原因，下列分析中正确的是_______（选填选项前的字母）。

A．第二组内阻的测量结果小于第一组的测量结果

B．第二组内阻的测量结果大于第一组的测量结果

C．造成这个偏差的原因是实际电流表内阻不能近似为零

D．造成这个偏差的原因是实验小组读取电流表读数时眼睛没有正对表盘，使读数有时候偏大，有时候偏小

②第二组对实验进行深入的理论研究，在是否可忽略电流表内阻这两种情况下，绘制两类图像。第一类图像以电流表读数I为横坐标，将电流表和电阻箱读数的乘积IR记为U作为纵坐标。第二类图像以电阻箱读数R为横坐标，电流表读数的倒数为纵坐标。图中实线代表电流表内阻可忽略的情况，虚线代表电流表内阻不可忽略的情况，这四幅图中，能正确反映相关物理量之间关系的是_______（选填选项前的字母）。

A.     B.    C.    D.  

七、解答题

17. 难度：中等

水平放置的两块平行金属板长l=5.0cm，两板间距d=1.0cm，两板间电压为90V，且上板为正，一个电子沿水平方向以速度v₀=2×10⁷m/s，从两板中间射入，如图所示，求（电子质量为，电荷量为）：

(1)电子偏离金属板的侧位移是多少？

(2)电子飞出电场时的速度是多少？

(3)电子离开电场后，打在屏上的P点，若s=10cm，求OP之长。

18. 难度：中等

如图所示，两根平行金属导轨M、N，电阻不计，相距0.2m，上边沿导轨垂直方向放一个质量为m＝的金属棒ab，ab的电阻为0.5Ω．两金属棒一端通过电阻R和电源相连．电阻R＝2Ω，电源电动势E＝6V，内源内阻r＝0.5Ω，如果在装置所在的区域加一个匀强磁场，使ab对导轨的压力恰好是零，并使ab处于静止．（导轨光滑）求：

(1)ab中的电流I有多大？

(2)ab杆所受的安培力F的大小？

(3)所加磁场磁感强度B的大小和方向？

19. 难度：中等

如图1所示，足够长的U形光滑导体框水平放置，宽度为L，一端连接的电阻为R。导体框所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。电阻为r的导体棒MN放在导体框上，其长度恰好等于导体框的宽度，且相互接触良好。其余电阻均可忽略不计。在水平拉力作用下，导体棒向右匀速运动，速度大小为v。

（1）请根据法拉第电磁感应定律推导导体棒匀速运动时产生的感应电动势的大小E=BLv；

（2）求回路中感应电流I和导体棒两端的电压U；

（3）若在某个时刻撤去拉力，请在图2中定性画出撤去拉力后导体棒运动的v-t图像。

20. 难度：困难

等效法是物理学经常运用的一种分析方法，经过等效处理使问题的条件得以简化、过程变得熟悉、思维得到活化。

例如：如图所示，空间中存在着水平方向的匀强磁场，磁感应强度为B，将一个质量为m、带电荷为+q的小球由静止释放，不计空气阻力，已知重力加速度为g。运动中小球受力及运动情况较为复杂，直接分析比较困难。现做等效处理：假设运动开始时小球A水平方向同时具有向左与向右的大小相等速度（合速度依旧为零），且使满足：。由于向右的运动速度使小球受到向上的洛伦兹力与重力mg平衡。小球A相当于只受到由于向左速度而具有的洛伦兹力f₂作用，做逆时针方向的匀速圆周运动。这样，小球A的运动等效成：水平向右的匀速运动与竖直面上匀速圆周运动的合运动。

请探究完成下列要求：

(1)小球A应具有周期性运动的特点，请给予说明，并推导出计算时间周期的公式；

(2)计算小球A运动中出现的最大速度；

(3)请用两种方法，求出小球A距离初始位置下落的最大高度。