北京四中2018-2019学年高二下学期物理期中考试试卷

试卷更新日期：2019-07-29 类型：期中考试

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一、单选题

1. 关于磁感应强度B，下列说法中正确的是（）

A、由定义式B= $\frac{F}{I L}$ 可知，磁感应强度B与F成正比，与IL成反比 B、一小段通电导线放在磁感应强度为零处，它所受的磁场力一定为零 C、一小段通电导线在某处不受磁场力作用，该处的磁感应强度一定为零 D、磁场中某处磁感应强度的方向，与通电导线在该处所受磁场力的方向相同

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2. 对于法拉第电磁感应定律E=n $\frac{∆ ϕ}{Δ t}$ ，下列理解正确的是（）

A、穿过闭合电路的磁通量越大，感应电动势越大 B、穿过闭合电路的磁通量为零，感应电动势一定为零 C、穿过闭合电路的磁通量变化越大，感应电动势越大 D、穿过闭合电路的磁通量变化越快，感应电动势越大

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3. 如图所示，阴极射线管（A为其阴极）放在蹄形磁铁的N、S两极间，当阴极射线管与高压直流电源相连接时，从A射出电子束，在磁场的作用下发生偏转，以下说法正确的是（）

A、A接直流高压电源的正极，电子束向上偏转 B、A接直流高压电源的正极，电子束向下偏转 C、A接直流高压电源的负极，电子束向上偏转 D、A接直流高压电源的负极，电子束向下偏转

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4. 如图所示，一导体棒在匀强磁场中以速度v匀速运动，则关于导体棒各点电势高低的说法正确的是（）

A、上端电势最高 B、下端电势最高 C、中点电势最高 D、各点电势相同

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5. 在匀强磁场中有一圆形的闭合导体线圈，线圈平面垂直于磁场方向，下列情况能使线圈中能产生感应电流的是（）

A、沿自身所在的平面作匀速运动 B、沿自身所在的平面作加速运动 C、绕任意一条直径作转动 D、沿着磁场方向移动

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6. 如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，磁铁正下方有一固定的闭合线圈。现将磁铁托起到某一高度后放开，使磁铁上下振动时穿过它，磁铁会很快停下来。关于此现象，下列说法正确的是（）

A、磁铁上下振动过程中，线圈中会产生感应电流 B、磁铁上下振动过程中，线圈中不会产生感应电流 C、磁铁上下振动过程中，磁铁与弹簧组成的系统机械能不变 D、磁铁上下振动过程中，磁铁与弹簧组成的系统机械能增加

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7. 平行板电容器两板之间距离为d，接在电压为U的电源上。现有一质量为m，带电量为+q的粒子，以速度v沿水平方向射入两板之间（粒子重力不计），如图所示。若要使粒子能以速度v沿直线匀速穿过，则可以在两板间加（）

A、磁感应强度大小B= $\frac{U}{v d}$ ，方向向里的匀强磁场 B、磁感应强度大小B= $\frac{U}{v d}$ ，方向向外的匀强磁场 C、磁感应强度大小B=Udv，方向向里的匀强磁场 D、磁感应强度大小B=Udv，方向向外的匀强磁场

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8. 如图所示，一个匝数为n的圆形线圈，面积为S，电阻为r。将其两端a、b与阻值为R的电阻相连接，其他部分电阻不计。在线圈中存在垂直线圈平面向里的磁场区域，磁感应强度B随时间t均匀增加， $\frac{Δ B}{Δ t}$ =k。则ab两点间的电压为（）

A、nSk B、 $\frac{R n S k}{R + r}$ C、 $\frac{r n S k}{R + r}$ D、 $\frac{n S}{k (R + r)}$

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9. 如图所示，理想变压器原线圈的匝数n₁=550匝，副线圈的匝数n₂=110匝。现在要使副线圈两端得到U₂=220V的电压，原线圈两端应接入的电压U₁是（）

A、1100V B、550V C、110V D、44V

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10. 一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交流电动势为e=220 $\sqrt{2}$ sin100 $π$ t（V），关于这个交变电流，下列说法中正确的是（）

A、交变电流的频率为100Hz B、电动势的有效值为220V C、电动势的有效值约为311V D、t=0时，线圈平面与中性面垂直

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11. 在如图所示的电路中，如果正弦交流电的频率增大而电压最大值保持不变，1、2和3灯的亮度变化情况是（）

A、1、2两灯均变亮，3灯变暗 B、1灯变亮，2、3两灯均变暗 C、1、2灯均变暗，3灯亮度不变 D、1灯变暗，2灯变亮，3灯亮度不变

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12. 把金属块放在磁场中，磁场方向垂直于里外两侧面向外，如图示，金属块中有电流通过，设金属上下表面电势分别为 $φ$ ₁和 $φ$ ₂ ，则（）

A、 $φ$ ₁ $> φ$ ₂ B、 $φ$ ₁= $φ$ ₂ C、 $φ$ ₁ $< φ$ ₂ D、无法判定

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13. 如图所示，金属棒MN两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点。棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力。为使拉力等于零，可以采取的措施有（）

A、适当减少磁感应强度 B、使磁场反向 C、适当增大电流强度 D、使电流反向

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14. 物理实验中常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电量。如图所示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度。已知线圈的匝数为n，面积为S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R。若将线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180 $°$ ，冲击电流计测出通过线圈的电量为q，由上述数据可测出磁场的磁感应强度为（）

A、 $\frac{q R}{S}$ B、 $\frac{q R}{n S}$ C、 $\frac{q R}{2 n S}$ D、 $\frac{q R}{2 S}$

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二、多选题

15. 如图所示，电池内阻不计，D是灯泡，线圈L的电阻与灯泡相同，自感系数足够大，对于这个电路，下列说法中正确的是（）

A、S闭合后，灯泡立即变亮 B、S闭合后，灯泡逐渐变亮 C、电路达到稳定后，再断开开关，灯泡立即熄灭 D、电路达到稳定后，再断开开关，灯泡逐渐熄灭

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16. 两个带电粒子，电荷量相同，在同一匀强磁场中只受到磁场力作用而作匀速圆周运动，以下说法正确的是（）

A、若速率相等，则半径必相等 B、若质量相等，则周期必相等 C、若动量大小相等，则半径必相等 D、若动能相等，则周期必相等

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17. 如图a所示，矩形导线框ABCD固定在匀强磁场中，磁感线垂直于线框所在平面向里。规定垂直于线框所在平面向里为磁场的正方向，线框中沿着ABCDA方向为感应电流i的正方向。要在线框中产生如图b所示的感应电流，则磁感应强度B随时间t变化的规律可能为（）

A、 B、 C、 D、

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18. 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1 $∶$ 2，则拉出磁场的过程中（）

A、两次线圈所受外力大小之比F₁ $∶$ F₂=1 $∶$ 2 B、两次线圈发热之比Q₁ $∶$ Q₂=1 $∶$ 4 C、两次线圈所受外力功率之比P₁ $∶$ P₂=1 $∶$ 4 D、两次线圈中通过导线截面的电量之比q₁ $∶$ q₂=1 $∶$ 1

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19. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是（）

A、电流表的示数为10A B、线圈转动的角速度为50πrad/s C、0.01s时线圈平面与磁场方向平行 D、0.02s时电阻R中电流的方向自右向左

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20. 在某一空间同时存在相互正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场的方向竖直向上，磁场方向如图。某带电液滴在此复合场中恰好能在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，则下列说法正确的是（）

A、液滴重力与电场力平衡，洛仑兹力提供向心力 B、液滴重力与洛仑兹力平衡，电场力提供向心力 C、液滴一定带正电，且沿逆时针方向运动 D、若运动过程中，液滴与另一个静止、完全相同的液滴结为一个大液滴，该液滴会继续做圆周运动，且运动半径大小 $\frac{R}{2}$

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21. 回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示。它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近（缝隙的宽度远小于盒半径），分别和高频交流电源相连接，使带电粒子每通过缝隙时恰好在最大电压下被加速，最大电压为U。两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒面，带电粒子在磁场中做圆周运动，粒子通过两盒的缝隙时反复被加速，直到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。利用该加速器分别给质子和 $α$ 粒子（氦原子核）加速，已知质子、 $α$ 粒子质量之比为1 $∶$ 4，带电量之比为1 $∶$ 2，则下列说法正确的是（）

A、引出的质子和 $α$ 粒子动能之比为1 $∶$ 1 B、引出的质子和 $α$ 粒子动量之比为1 $∶$ 1 C、若增大电压U，质子、 $α$ 粒子被引出的动能都增大 D、质子、 $α$ 粒子被引出的动能大小与电压U无关。

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22. 如图所示，水平放置、足够长的直木棍上套着一个质量为m的小球，小球带正电、电量为q，小球与木棍间有摩擦。整个装置处于水平方向的匀强磁场中，磁感应强度为B。现给小球水平向右的初速度v₀ ，则小球的速度随时间变化的关系可能是（）

A、 B、 C、 D、

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23. 如图所示，一水平面内固定两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨上面横放着两根完全相同的铜棒ab和cd，构成矩形回路，在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场B。开始时，棒cd静止，棒ab有一个向左的初速度v₀。从开始到最终稳定的全过程中，下列说法正确的是（）

A、ab棒做匀减速直线运动，cd棒做匀加速直线运动，最终都做匀速运动 B、ab棒减小的动量等于cd棒增加的动量 C、ab棒减小的动能大于cd棒增加的动能 D、安培力对ab棒和cd棒分别做负功和正功，做功总和为零

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三、解答题

24. 如图所示，在虚线MN的上方存在磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向内，质子和 $α$ 粒子以相同的速度v₀由MN上的O点以垂直MN且垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，再分别从MN上A、B两点离开磁场。已知质子的质量为m，电荷为e， $α$ 粒子的质量为4m，电荷为2e。忽略带电粒子的重力及质子和 $α$ 粒子间的相互作用。求：

(1)、A、B两点间的距离；

(2)、 $α$ 粒子在磁场中运动的时间。

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25. 如图所示，宽度为L=0.20 m的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为R=1.0 $Ω$ 的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感强度大小为B=0.50T。一根导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动，v=10m/s，在运动过程中始终保持导体棒与导轨垂直。求：

(1)、通过电阻R的电流大小及方向；

(2)、作用在导体棒上的拉力的大小；

(3)、在导体棒移动30cm的过程中，电阻R上产生的焦耳热。

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26. 如图1所示，左边有一对平行金属板，两板相距为d，电压为U；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B₀ ，方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里。右边有一半径为R、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面朝里。一电荷量为q的正离子沿平行于金属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿同一方向射出平行金属板之间的区域，并沿直径EF方向射入磁场区域，最后从圆形区域边界上的G点射出。已知弧EG所对应的圆心角为 $θ$ ，不计离子重力。求：

(1)、离子进入平行板时的速度大小v₀；

(2)、离子的质量m；

(3)、如图2所示，若改变右侧圆形磁场区域的位置，使圆形磁场的直径EH与EF成 $α$ 角，该离子沿平行于金属板的方向从E点射入磁场区域，恰好从H点射出，求 $α$ 角的正弦值sin $α$ 。

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27. 如图所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面（纸面）垂直，磁场边界的间距为L，磁感应强度为B。一个质量为m、匝数为N、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行，导线框总电阻为R。t=0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合（图中位置I），导线框的速度为v₀。经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时（图中位置II），导线框的速度刚好为零。

(1)、求导线框在位置I时的加速度大小；

(2)、求从位置I到位置II的过程中，导线框中的焦耳热；

(3)、定性画出导线框从位置I到再次回到位置I时速度随时间变化图象；

(4)、上升阶段和下降阶段导线框克服安培力做功分别为W₁和W₂ ，试判断W₁与W₂的大小关系，并简述判断依据。

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28. 电磁炉专用平底锅的锅底和锅壁均由耐高温绝缘材料制成。起加热作用的是安在锅底的一系列半径不同的同心导电环，如图所示，（图中没有画出所有的圆环）。导电环所用的材料单位长度的电阻R₀=0.125 $π$ （ $Ω$ /m），从中心向外第n个同心圆环的半径为r_n=（2n-1）r₁（n为正整数且n $\leq$ 7），已知r₁=1.0cm。当电磁炉开启后，能产生垂直于锅底方向的变化磁场，已知该磁场的磁感应强度B的变化率为 $\frac{Δ B}{Δ t}$ =100 $\sqrt{2} π$ sin（100 $π$ t）（T/s），忽略同心导电圆环感应电流之间的相互影响。若不计其他电磁辐射等损失，求：

(1)、写出r₁环中感应电动势e的瞬时表达式，并求其电功率P₁；

(2)、麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发出感生电场（也称为涡旋电场），上述各环中的感应电流就是电子在感生电场的作用下定向移动形成的。设某段时间内，磁场垂直纸面向里增强，试分析此过程中感生电场方向，并简述判断理由；

(3)、所有导电圆环的总功率P是多大?（以上计算中取 $π$ ²=10）

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