2020北京昌平区新学道临川学校高二上学期期末考试物理试题含答案

www.ks5u.com北京新学道临川学校2019-2020学年度第一学期期末考试

高二物理试卷

一、单选题（本题共8题，每小题3分，共24分.）

1．如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示．则（    ）

A．a一定带正电，b一定带负电

B．a的速度将减小，b的速度将增加

C．a的加速度将增加，b的加速度将减小

D．两个粒子的电势能都减小

2．位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线，则（　　） 

A．a点和b点的电场强度相同

B．正电荷从c点移到d点，电场力做正功

C．负电荷从a点移到c点，电场力做正功

D．正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电势能不改变

3很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒。一条形磁铁沿圆筒 的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下落。条形磁铁在 圆筒中的运动速率(       )

A．均匀增大

B．先增大，后减小

C．逐渐增大，趋于不变

D．先增大，再减小，最后不变

4．如图所示，线圈两端与电阻和电容器相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的 条形磁铁，磁铁的 S 极朝下。在将磁铁的 S 极插入线圈的过程中(       )

A．通过电阻的感应电流的方向由 a 到 b，线圈与磁铁相互排斥 B．通过电阻的感应电流的方向由 b 到 a，线圈与磁铁相互排斥 C．电容器的 B 极板带正电，线圈与磁铁相互吸引

D．电容器的 B 极板带负电，线圈与磁铁相互排斥

5．如图所示，水平放置的平行金属导轨 MN 和 PQ 之间接有定值电阻 R，导体棒 ab 长为 L 且与导轨接触良好，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，现使导体棒 ab 匀速向右运动， 下列说法正确的是(       )

A．导体棒 ab 两端的感应电动势越来越小 B．导体棒 ab 中的感应电流方向是 a→b C．导体棒 ab 所受安培力方向水平向右 D．导体棒 ab 所受合力做功为零

6．如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面，规定向里的方向为正，在磁场中有一细金属圆 环，线圈平面位于纸面内，现令磁感应强度 B 随时间 t 变化，先按图所示的 Oa 图线变化，后 来又按 bc 和 cd 变化，令 E1、E2、E3 分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，I1、I2、 I3 分别表示对应的感应电流，则下列正确的是(       )

A．E1＜E2，I1 沿逆时针方向，I2 沿顺时针方向 B．E1＜E2，I1 沿顺时针方向，I2 沿逆时针方向 C．E2＜E3，I2 沿逆时针方向，I3 沿顺时针方向 D．E2＝E3，I2 沿逆时针方向，I3 沿顺时针方向

7．如图所示，金属棒 ab 置于水平放置的 U 形光滑导轨上，在 ef 右侧存在有界匀强磁场 B，磁场方向垂直导轨平面向下，在 ef 左侧的无磁场区域 cdef 内有一半径很小的金属圆环 L， 圆环与导轨在同一平面内。当金属棒 ab 在水平恒力 F 作用下从磁场左边界 ef 处由静止开始向 右运动后，下列有关圆环的说法正确的是(       )

A．圆环内产生变大的感应电流，圆环有收缩的趋势 B．圆环内产生变大的感应电流，圆环有扩张的趋势 C．圆环内产生变小的感应电流，圆环有收缩的趋势 D．圆环内产生变小的感应电流，圆环有扩张的趋势

8．如图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为 B，方向分别垂直于光滑水平桌面

向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为 L。现有一边长为L 的正方形线框 abcd，在外力作

用下，保持 ac 垂直磁场边缘，并以沿 x 轴正方向的速度水平匀速地通过磁场区域，若以逆时 针方向为电流正方向，下图中能反映线框中感应电流变化规律的图是(              )

二．多选题共3题每题3分

9．将一条形磁铁从相同位置插入到闭合线圈中的同一位置，第一次缓慢插入，第二次快

速插入，两次插入过程中不发生变化的物理量是( ) A．磁通量的变化量

B．磁通量的变化率

C．感应电流的大小

D．流过导体某横截面的电荷量

10．如图所示，两个同心金属环水平放置，半径分别为 r 和 2r，两环间有磁感应强度大小 为 B、方向垂直环面向里的匀强磁场，在两环间连接有一个电容为 C 的电容器，a、b 是电容 器的两个极板。长为 r 的金属棒 AB 沿半径方向放置在两环间且与两环接触良好，并绕圆心以 角速度ω做逆时针方向(从垂直环面向里看)的匀速圆周运动。则下列说法正确的是(      )

A．金属棒中有从 A 到 B 的电流

B．电容器 a 极板带正电

C．电容器两端电压为

D．电容器所带电荷量为

11．半径为 r 带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线， 分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为 d，如图甲所示，有一变化的 磁场垂直于纸面，规定垂直纸面向里的方向为正，变化规律如图乙所示。在 t＝0 时刻平行板 之间的中心位置有一电荷量为＋q 的粒子由静止释放，粒子的重力不计，平行板电容器的充、 放电时间不计，取上板的电势为零。则以下说法中正确的是(              )

A．第 2s 内上极板为正极

B．第 2s 末粒子回到了原来位置

C．第 2s 末两极板之间的电场强度大小为 (V/m)

D．第 4s 末粒子的电势能为J

 三，实验

12．(10分)某学习小组拟研究一个标有“3.6V，1.8W”的小电珠的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：

A．电流表A：量程0～0.6A，内阻约为0.2Ω；[来源:Zxxk.Com]

B．电压表V：量程0～15V，内阻约为15kΩ；

C．滑动变阻器R：阻值范围0～10Ω；

D．学生电源E：电动势为4V，内阻不计；

E．开关S及导线若干．

(1)该学习小组中的甲同学设计了如图甲所示的电路进行测量，请按照图甲所示的电路图帮甲同学将图乙中的实物图连接起来___________．(2分)

(2)甲同学在实验中发现，由于电压表的量程较大而造成读数误差很大，因而影响了测量结果．于是又从实验室找来一量程为Ig＝100μA、内阻Rg＝1000 Ω的灵敏电流计，想把该灵敏电流计改装成量程为5V的电压表，则需串联一个阻值为________Ω的电阻．(2分)

(3)甲同学用改装后的电压表进行实验，得到电流表读数I1和灵敏电流计读数I2如表所示：

请在图丙中的坐标纸上画出I1－I2图线______．(4分)

(4)若将该小电珠接在如图丁所示的电路中，则该小电珠消耗的电功率约为________W．(2分)已知电源的电动势为E′＝3.0 V，内阻r＝1.5Ω，定值电阻R0＝4.5 Ω.(结果保留两位有效数字)

三、解答题

13．8分)如图甲所示，两相互平行的光滑金属导轨水平放置，导轨间距 L＝0.5m，左端 接有电阻 R＝3Ω，竖直向下的磁场磁感应强度大小随坐标 x 的变化关系如图乙所示．开始导 体棒 CD 静止在导轨上的 x＝0 处，现给导体棒一水平向右的拉力，使导体棒以 1m/s2 的加速 度沿 x 轴匀加速运动。已知导体棒质量为 2kg，电阻为 2Ω，导体棒与导轨接触良好，其余电 阻不计。求：

(1)拉力随时间变化的关系式；

(2)当导体棒运动到 x＝4.5m 处时撤掉拉力，此时导体棒两端的电压；此后电阻 R 上产生 的热量。

14．8分)如图所示，两根足够长的光滑平行直导轨 AB、CD 与水平面成θ角放置，两导 轨间距为 L，A、C 两点间接有阻值为 R 的定值电阻。一根质量为 m、长也为 L 的均匀直金属 杆 ef 放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向 垂直于导轨平面向上，导轨和金属杆接触良好，金属杆 ef 的电阻为 r，其余部分电阻不计。现 让 ef 杆由静止开始沿导轨下滑。

(1)求 ef 杆下滑的最大速度 vm；

(2)已知 ef 杆由静止释放至达到最大速度的过程中，ef 杆沿导轨下滑的距离为 x，求此过 程中定值电阻 R 产生的焦耳热 Q 和在该过程中通过定值电阻 R 的电荷量 q。

15．(10分)电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一，它揭示了电、磁现象之间的本质

联系。电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，即 E＝n，这就是法拉第电磁感应定律。

甲图 乙图

(1)如图甲所示，把矩形线框 abcd 放在磁感应强度为 B 的匀强磁场里，线框平面跟磁感线 垂直．设线框可动部分 ab 的长度为 L，它以速度 v 向右匀速运动。 请根据法拉第电磁感应定 律推导出闭合电路的感应电动势 E＝BLv。

(2)如图乙所示，两根足够长的光滑直金属导轨平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨 间距为 L。两导轨间接有阻值为 R 的电阻。一根质量为 m 的均匀直金属杆 MN 放在两导轨上， 并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为 B 匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上。导轨 和金属杆的电阻可忽略。让金属杆 MN 由静止沿导轨开始下滑。求：

①当导体棒的速度为 v(未达到最大速度)时，通过 MN 棒的电流大小和方向；

②导体棒运动的最大速度。

16）8分)如图所示，间距为 L、电阻不计的足够长的双斜面型平行导轨，左导轨光滑，[来源:学科网ZXXK]

右导轨粗糙，左、右导轨分别与水平面成α、β角，分别有垂直于导轨斜面向上的磁感应强度 为 B1、B2 的匀强磁场，两处的磁场互不影响。质量为 m、电阻均为 r 的导体 ab、cd 与两平行 导轨垂直放置且接触良好。ab 棒由静止释放，cd 棒始终静止不动。求：

(1)ab 棒速度大小为 v 时通过 cd 的电流大小和 cd 棒受到的摩擦力大小。

(2)ab 棒匀速运动时速度大小及此时 cd 棒消耗的电功率。

17．10分)如图所示是一个示波管工作原理图，电子经电压U1=4.5×103V加速后以速度沿两极板的中线进入电压U2=180V，间距为d=1.0cm，板长l=5.0cm的平行金属板组成的偏转电场，离开电场后打在距离偏转电场s=10cm的屏幕上的点，(e=1.6×10－19C，m=0.9×10－30kg)求：

（1）电子进入偏转电场时的速度；  

（2）射出偏转电场时速度的偏角的正切值；

（3）打在屏幕上的侧移位移OP．

18.10分）如图18所示，两根相距为L的光滑平行金属导轨CD、EF固定在水平面内，并处在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，可以认为MN棒的长度与导轨宽度相等，且金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，不计空气阻力。金属棒MN以恒定速度v向右运动过程中，假设磁感应强度大小为B且保持不变，为了方便，可认为导体棒中的自由电荷为正电荷。

（1）请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒MN中的感应电动势E；

（2）在上述情景中，金属棒MN相当于一个电源，这时的非静电力与棒中自由电荷所受洛伦兹力有关。请根据电动势的定义，推导金属棒MN中的感应电动势E。

（3）请在图19中画出自由电荷所受洛伦兹力示意图。我们知道，洛伦兹力对运动电荷不做功。那么，金属棒MN中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢？请结合图19中自由电荷受洛伦兹力情

参考答案

一单选1,D2C3C4B5D      6A7C8B        

二多选9ＡＤ　　１０ＢＣ　　　　１１ＡＣＤ

三实验１２．【解析】(1)[1]如图所示．

(2)[2]设需要串联的电阻阻值为Rx，则有:Ig(Rg＋Rx)＝5 V

代入数据可得Rx＝49 000 Ω.

(3)[3]根据表格数据可以的下图

(4)[4]将定值电阻R0看做该电源的内阻的一部分，则内阻r′＝6 Ω，由此可得路端电压: