2020北京人大附中高二(上)期末物理
2020北京首都师大附中高二(上)期末物理(选考)
2020北京首都师大附中高二（上）期末物理（选考）第I卷（共36分）一、单项选择题（本大题共12小题，每小题3分，共36分。
）1. 电磁学中电荷量、电动势、电容、磁通量这四个物理概念的国际制单位是（）A. 库伦，特斯拉，法拉，伏特B. 库伦，伏特，法拉，韦伯C. 库伦，伏特，法拉，特斯拉D. 安培，焦耳，伏特，韦伯2. 下列关于电场线和磁感线的论述中，不正确．．．的是（）A. 电场线和磁感线都是一些假想曲线，客观上并不存在。
B. 静电场电场线是不闭合的曲线，而磁感线是闭合的曲线C. 沿电场线的方向电势降低，沿磁感线的方向磁场减弱D. 磁感线和电场线都可以用来描述场的强弱和方向3. 面积是S的矩形导线框，放在一磁感应强度为B且范围足够大的匀强磁场中，线框平面与磁场方向成30°，则穿过导线框所围面积的磁通量为（）A. BS B. √32BS C. 12BS D. BS4. 两根长直通电导线互相平行，电流方向相同，它们的截面处于等边△ABC的A和B处，如图1所示。
两通电导线在C处产生磁场的磁感应强度大小都是B0，则C处磁场的总磁感应强度大小是（）A. 0B. B0C. √3B0D. 2B05. 如图2，一束沿某坐标轴运动的电子，在z轴P点处产生的磁感应强度B的方向沿x轴负方向。
则电子束运动的方向是（）A. 沿x轴正方向B. 沿x轴负方向C. 沿y轴正方向D. 沿y轴负方向6. 现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关连接成如图3所示的电路。
在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端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向上移动或滑动变阻器的滑动端向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转B. 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C. 滑动变阻器的滑动端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7. 如图4所示，在水平面上有一光滑的U形金属框架，框架上跨接一金属杆ab，在框架的区域内有一竖直方向的匀强磁场（图中未画出）。
北京市人大附中2019-2020学年高二上学期末物理试题(含答案)
U = E − Ir
可知 U-I 图像与纵轴的交点即电动势，结合图像可得 E=1.16V，斜率即内阻：
r
=
1.18 − 0.4 0.52 10−3
=
1.50 103
(3)[4]实验电路设计电流表外接，使得电流表分压，即电压偏小。只有当电流为 0 时，电压表才不分压，即
图像中只有与纵轴的交点是准确的；斜率即电源内阻由于电流表分压而偏大，故选 C。
2
若已知甲电池组的内阻较大，则下列各图中可能正确的是______________（选填选项的字母）。
A.
B.
C.
D.
【答案】 (1). 图见解析 (2). 1.16 (3). 1.50103 (4). C
【详解】(1)[1]根据图中所标注的数据，做出图像如图所示：
(5). BC
(2)[2][3]根据：
答：(1)螺线管中产生的感应电动势 0.6V； (2)闭合 S，电路中的电流稳定后电阻 R1 的电功率为 1.44×10-2W；
3
二、计算题 3.在如图甲所示的电路中，螺线管匝数 n = 1500 匝，螺线管导线电阻 r =1.0，R1 = 4.0，R2 = 5.0，C = 30F。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁通量 随时间 t 的
变化规律如图乙所示。 （1）求螺线管中产生的感应电动势大小；
（2）闭合 S，电路中 电流稳定后，求电阻 因穿过 A 环 磁通量减小，据楞次定律，感应电流的磁场方向与原电流磁场方向相同，故相互吸引，
则金属环 A 将向右运动，且金属环 A 有扩张趋势。
的 2.甲、乙两组同学通过实验研究水果电池组的电动势和内阻他们了解到水果电池的内阻可能比较大，因此设
计了一个如图所示的电路进行测量。
2019-2020学年北京市人大附中高二上学期末考试物理试题 解析版
答：(1)导体棒受到的安培力大小0.28N；
(2)导体棒受到的摩擦力大小0.04N，方向沿斜面向下；
(3)导体棒的最大速率v=15m/s2。
5.图为某种质谱仪的结构的截面示意图，该种质谱仪由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。其中静电分析器由两个相互绝缘且同心的四分之一圆柱面的金属电极 和 构成， 点是圆柱面电极的圆心。静电分析器中的电场的等势面在该截面图中是一系列以 为圆心的同心圆弧，图中虚线A是半径为r的等势线。 和 分别为静电分析器两端为带电粒子进出所留的狭缝。磁分析器中有以 为圆心、半径为2d的四分之一圆弧的区域，该区域有垂直于截面的匀强磁场，磁场左边界与静电分析器的右边界平行， 为磁分析器上为带电粒子进入所留的狭缝。离子源不断地发出正离子束，正离子束中包含电荷量均为 、质量分别为 的两种同位素离子。离子束从离子源发出的初速度可忽略不计，经电压为U的加速电场加速后，全部从狭缝 沿垂直于 的方向进入静电分析器。进入静电分析器后，同位素离子沿等势线A运动并从狭缝 射出静电分析器，而后由狭缝 沿垂直于 的方向进入磁场中。质量为 的同位素离子偏转后从磁场下边界中点 沿垂直于 的方向射出，而质量为 的同位素离子偏转后从磁场下边界的点 射出，其中 。忽略离子的重力、离子之间的相互作用、离子对场的影响和场的边缘效应。求：
（1）导体棒受到的安培力大小；
（2）导体棒受到的摩擦力大小及方向；
（3）若将直流电源置换成一个电阻为 的定值电阻（图中未画出），然后将导体棒由静止释放，导体棒将沿导轨向下运动，求导体棒的最大速率（假设金属导轨足够长，导体棒与金属导轨之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等）。
【答案】(1) 0.28N (2) 0.04N，方向沿斜面向下(3)15m/s2
【解析】北京市人大附中2019-2020学年高二上学期末考试物理试题
根据：
代入数据计算得出：P=1.44×10-2W
(3)S断开后流经R2的电量即为S闭合时电容器所带的电量Q；电容器两端的电压：
所以电容器所带的电量：
即流经R2的电量为 。
答：(1)螺线管中产生的感应电动势0.6V；
(2)闭合S，电路中的电流稳定后电阻R1的电功率为1.44×10-2W；
【答案】(1).向左偏转(2).向右偏转(3).顺时针(4).右(5).扩张
【详解】(1)[1]如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，说明穿过线圈的磁通量增加，电流计指针向左偏，合上开关后，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电阻变小，流过线圈的电流变大，那么穿过线圈的磁通量增加，电流计指针将向左偏转。
2020北京人大附中高二（上）期末物理
一、填空题
1.小雨同学用图甲的实验装置“研究电磁感应现象”。闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。
（1）闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，灵敏电流计的指针______________（填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）；
（2）闭合开关稳定后，将线圈A从线圈B抽出的过程中，灵敏电流计的指针______________（填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）；
（1）导体棒受到的安培力大小；
（2）导体棒受到的摩擦力大小及方向；
2020-2022北京高二(上)期末物理汇编：交变电流的描述
2020-2022北京高二（上）期末物理汇编交变电流的描述一、单选题 1．（2022·北京西城·高二期末）某旋转电枢式交流发电机，当转子的旋转角速度为ω时，其产生的电动势随时间变化的关系式为m sin e E t ω=。
那么当转子的旋转角速度减为12ω时，其产生的电动势随时间变化的关系式为（ ） A ．m 1sin 22e E t ω'=B ．m sin 2e E t ω'=C ．m 2sin2e E t ω'=D ．m 1sin 2e E t ω'=2．（2022·北京师大附中高二期末）家庭电路中电压的瞬时值表达式为220sin314(V)=U t ，则交流电压的有效值是（ ） A ．220VB ．1102VC ．110VD ．2V3．（2021·北京市第十二中学高二期末）两个完全相同的电热器分别通以图甲、乙所示的交变电流。
两电热器的电功率之比为（ ）A ．12B ．5∶4C ．3∶4D ．3∶24．（2021·北京·高二期末）如图甲所示为一台小型发电机的示意图，单匝线圈逆时针转动。
若从中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。
已知发电机线圈内阻不计，外接灯泡的电阻为R =2Ω，理想电压表与灯泡并联。
则下列判断正确的是（ ）A ．t =0.01s 时，线圈位置与中性面垂直B ．t =0.005s 时，理想电压表读数为2C ．灯泡的电功率为18WD ．0~0.005s 内，通过灯泡的电荷量为0.015C5．（2021·北京·杨镇第一中学高二期末）如图所示为交流发电机的示意图，从线圈通过如图所示的位置开始计时．如果发电机产生的交变电流的频率为50Hz，电动势的最大值为400V，则发电机产生的电动势瞬时值表达式为A．e = 400sin50t（V）B．e = 400cos50t（V）C．e = 400sin100πt（V）D．e = 400cos100πt（V）6．（2020·北京·中央民族大学附属中学高二期末）如图所示，把电阻R、电感线圈L、电容器C分别串联一个灯泡后并联在电路中。
2020-2022北京高二(上)期末物理汇编：涡流、电磁阻尼和电磁驱动
2020-2022北京高二（上）期末物理汇编涡流、电磁阻尼和电磁驱动一、单选题1．（2022·北京·人大附中高二期末）如图所示，电磁炉是利用感应电流（涡流）的加热原理工作的。
下列关于电磁炉的说法，正确的是（ ）A ．电磁炉可用陶瓷器皿作为锅具对食品加热B ．电磁炉面板采用陶瓷材料，发热部分为铁锅底部C ．电磁炉面板采用金属材料，通过面板涡流发热传导到锅里，再加热锅内食品D ．电磁炉的锅具一般不用铜锅，是因为铜锅中不能形成涡流2．（2021·北京市第十二中学高二期末）关于涡流，下列说法中错误是（ ）A ．真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置B ．家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的C ．阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动D ．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流3．（2021·北京市第十二中学高二期末）如图所示，竖直平面内有一金属圆环，半径为a ，总电阻为4R （指拉直时两端的电阻），磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面，环的最高点A 用铰链连接长度为2a 、电阻为2R 的导体棒AB ，AB 由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B 点的线速度为v ，则这时AB 两端的电压大小为（ ）A．23BavB．6BavC．3BavD．Bav4．（2020·北京·人大附中高二期末）1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“阿拉果圆盘实验”，实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示，实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后，下列说法正确的是（）A．因为穿过圆盘的磁通量不变，圆盘上没有感应电流B．穿过整个圆盘的磁通量发生了变化从而产生沿圆盘边缘的环形电流C．圆盘内局部面积的磁通量变化产生感应电流，从而产生磁场导致磁针转动D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成了环形电流，此电流产生的磁场导致磁针转动5．（2021·北京·杨镇第一中学高二期末）如图所示，将一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极间，铝框可以绕竖直轴线'OO自由转动．转动磁铁，会发现静止的铝框也会发生转动．下列说法正确的是()A．铝框与磁极转动方向相反B．铝框始终与磁极转动的一样快C．铝框是因为磁铁吸引铝质材料而转动的D．铝框是因为受到安培力而转动的6．（2020·北京·高二期末）如图所示，光滑水平地面上竖直放置两根圆柱形铝管，其粗细，长短均相同，其中管甲无缝，管乙有一条平行于轴线的细缝，两枚略小于管内径的相同小磁铁a、b，同时从两管上端由静止释放，穿过铝管后落到地面（忽略空气阻力）。
2020-2021学年北京市人大附中高二(上)期末物理试卷
2020-2021学年北京市人大附中高二（上）期末物理试卷1.（单选题，4分）下列物理量与其单位的对应关系，不正确的一组是（）A.磁感应强度单位——特斯拉B.磁通量单位——韦伯C.磁通量变化率单位——伏特D.自感系数单位——安培每秒2.（单选题，4分）如图所示，甲乙丙三套装置完全一样，都放置在磁感应强度大小相等的匀强磁场中。
导电导轨、导体棒都在同一平面内，相互垂直，电源有一定内阻。
甲乙两套装置的平面水平，丙轨道平面与水平面夹角θ；磁场甲图竖直向上、乙图与水平面夹θ角、丙与导轨平面垂直。
但三个导体棒都静止，则（）A.甲图中导体棒对导轨压力最大B.乙图中导体棒对导轨压力最大C.乙图中轨道对棒的摩擦力最大D.丙图中轨道对棒的摩擦力一定沿轨道向下3.（单选题，4分）在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。
设线圈总电阻为2Ω，则（）A.t=0时，线圈平面平行于中性面B.t=1s时，线圈中的电流改变方向C.t=1.5s时，线圈中的感应电动势最大D.一个周期内，线圈产生的热量为8π2J4.（单选题，4分）如图所示为某交变电流随时间变化的图象。
则此交变电流的有效值为（）A. √102B. √52C. 3√24D. 325.（单选题，4分）如图所示，在铁芯P上绕着上下两个线圈a和b，匝数分别为n1=800和n2=200，上线圈a两端与u=100 √2 sin314tV的交流电源相连，将下线圈b两端接交流电压表，考虑到漏磁，则（）A.若上线圈输入正弦交变电流，下线圈可输出恒定电流B.若上线圈输入恒定电流，穿过下线圈的磁通量为零C.电压表读数不可能为25VD.电压表读数可能为25 √2 V6.（单选题，4分）某一个带有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为U1；B为速度选择器，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B1；B的两板间距离为d，电场方向向左或向右未知；C为偏转分离器，磁感应强度为B2。
2023北京人大附中高二(上)期末物理(教师版)
B.c粒子速率最大，在磁场中运动时间最短
C.a粒子速率最小，在磁场中运动时间最短
D.c粒子速率最小，在磁场中运动时间最长
5.在如图所示的空间中，存在匀强电场，同时存在沿x轴负方向的匀强磁场。一电子在该空间恰沿y轴正方向以速度v匀速运动。据此可以判断出（ ）
A.电场沿z轴负方向，运动过程中电子 电势能不变
A．若所选挡位为直流50mA挡，则示数为_______mA；
B．若所选挡位为电阻×10Ω挡，则示数为_______；
（3）用表盘为图2所示的多用电表正确测量了一个约15Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约2kΩ的电阻，在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必须的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号：（）。
A 保持B和T不变，该回旋加速器可以加速质子
B.仅将磁场的磁感应强度变为2倍，该回旋加速器仍可加速 粒子
C.保持B和T不变，该回旋加速器可以加速 粒子（电量为质子的2倍，质量为质子的4倍），加速后 粒子的最大动能是 粒子最大动能的2倍
D.保持B和T不变，该回旋加速器可以加速 粒子（电量为质子的2倍，质量为质子的4倍），且 粒子在回旋加速器中运动的时间与 粒子的运动时间相等
次数
1
2
3
4
5
6
1.0
2.0
3 0
4.0
4.5
5.0
16.5
15.2
15.0
12.0
11.1
10 3
③由图象可得该电池的电动势E＝______V，内阻r＝______Ω。（结果均保留ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ位有效数字）
④电动势测量值______真实值，内阻测量值______真实值。（填“大于”、“等于”或“小于”）
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2020北京人大附中高二（上）期末
物理 20201.14
制卷人：吴多常审卷人：刘永进成绩：
说明：本练习共两道大题，5道小题，共4页，满分50分，考试时间40分钟。
一、填空题：本题共2小题，共16分。
请将解答填写在答题卡相应的位置。
1. 小雨同学用图1甲的实验装置“研究电磁感应现象”。
闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。
（1）闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，灵敏电流计的指针（填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）；
（2）闭合开关稳定后，将线圈A从线圈B抽出的过程中，灵敏电流计的指针（填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）；
（3）如图1乙所示，R为光敏电阻，其阻值随着光照强度的加强而减小。
金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。
当光照减弱时，从左向右看，金属环A中电流方向（填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将向（填“左”或“右”）运动，并有（填“收缩”或“扩张”）的趋势。
2. 甲、乙两组同学通过实验研究水果电池组的电动势和内阻他们了解到水果电池的内阻可能比较大，因此设计了一个如图2所示的电路进行测量。
（1）甲同学制作了一个苹果电池组，接入图2的电路，调节滑动变阻器的位置，测量出相应的电压U和电流I，并将所测数据用“+”标注在坐标纸上，如图3所示。
请你画出这个苹果电池组的U-I图线。
（2）根据图3的U-I图线可求得该电池组的电动势E= V（保留三位有效数字），内阻r= Ω（保留三位有效数字）。
（3）关于该实验的误差，下列说法正确的是。
A. 由于电压表内阻的影响，会使电源内阻的测量值偏大
B. 由于电压表内阻的影响，会使电源内阻的测量值偏小
C. 由于电流表内阻的影响，会使电源内阻的测量值偏大
D. 由于电流表内阻的影响，会使电源内阻的测量值偏小
（4）乙组同学制作了一个柠檬电池组，完成了上述的实验后，发现电动势与甲组测到的基本相同，只是内阻差异较大。
这两组同学对两个电池组做了进一步探究，对电池组的输出功率P随外电阻R变化的关系，以及电池组的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想，并分别画出了如图4所示的P-R和P-U图象。
若已知甲电池组的内阻较大，则下列各图中可能正确的是（选填选项的字母）。
二、计算题：本题共3小题，共计34分。
解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。
只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题目，答案中必须明确写出数值和单位。
3. 在如图5甲所示的电路中，螺线管匝数n=1500匝，螺线管导线电阻r=1.0Ω，R1=
4.0Ω，R2=
5.0Ω，C= 30μF。
在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁通量φ随时间t的变化规律如图5乙所示。
（1）求螺线管中产生的感应电动势大小；
（2）闭合S，电路中的电流稳定后，求电阻R1的功率：
（3）S断开后，求流经R2的电荷量。
4. 如图6所示，两平行金属导轨间的距离L=0.4m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。
金属导轨的一端接有电动势E= 4.2V、内阻r=1.0Ω的直流电源。
现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，此时导体棒恰好静止。
导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R=2.0Ω,金属导轨电阻不计，g取
10m/s2。
已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）导体棒受到的安培力大小；
（2）导体棒受到的摩擦力大小及方向；
（3）若将直流电源置换成一个电阻为R0=1.0Ω的定值电阻（图中未画出），然后将导体棒由静止释放，导体棒将沿导轨向下运动，求导体棒的最大速率（假设金属导轨足够长，导体棒与金属导轨之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等）。
5. 图7为某种质谱仪的结构的截面示意图，该种质谱仪由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。
其中静电分析器由两个相互绝缘且同心的四分之一圆柱面的金属电极K1和K2构成，O1点是圆柱面电极的圆心。
静电分析器中的电场的等势面在该截面图中时一系列以O1为圆心的同心圆弧，图中虚线A是半径为r的等势线。
S1和S2分别为静电分析器两端为带电粒子进出所留的狭缝。
磁分析器中有以O2为圆心、半径为2d的四分之一圆弧的区域，该区域有垂直于截面的匀强磁场，磁场左边界与静电分析器的右边界平行，P1为磁分析器上为带电粒子进入所留的狭缝。
离子源不断地发出正离子束，正离子束中包含电荷量均为q、质量分别为m1、m2的两种同位素离子。
离子束从离子源发出的初速度可忽略不计，经电压为U的加速电场加速后，全部从狭缝S1沿垂直于O1S1的方向进入静电分析器。
进入静电分析器后，同位素离子沿等势线A运动并从狭缝S2射出静电分析器，而后由狭缝P1沿垂直于O2P1的方向进入磁场中。
质量为m1的同位素离子偏转后从磁场下边界中点P2沿垂直于O2P2的方向射出，而质量为m2的同位素离子偏转后从磁场下边界的点P3射出，其中O2P3=√3d。
忽略离子的重力、离子之间的相互作用、离子对场的影响和场的边缘效应。
求：
（1）静电分析器中等势线A上各点的电场强度E的大小；
（2）两种同位素离子的质量之比m1：m2；
（3）两种同位素离子在磁场中的运动时间之比t1：t2。
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