北京朝阳高二上期末物理教师版.docx
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北京朝阳高二上期末物理教师版
2022北京朝阳高二（上）期末
物理
2022．1
（考试时间90分钟满分100分）
一、本题共14小题，每小题3分，共42分。
在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。
1．第一个发现并总结“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应的科学家是
A.法拉第B.奥斯特C.楞次D.麦克斯韦
2.关于电场和磁场的概念，下列说法正确的是
A.试探电荷q置于某处所受电场力不为零，该处的电场强度有可能为零
B.试探电荷q置于某处电势能为零，该处的电势一定为零
C.电流元置于磁场中，所受的磁场力一定不为零
D.电流元IL置于某处所受的磁场力为F，该处的磁感应强度大小一定为
3.干电池的电动势为1.5V，下列说法正确的是
A．用电压表直接连接干电池的两极，测得的电压就是该电池的电动势
B．外电路闭合时，在1s内有1.5J的其他能转化为电能
C．外电路闭合时，在1s内有1.5C的电荷量通过该电池
D．外电路闭合时，当1C的电荷量通过干电池时该电池提供1.5J的电能
4．下列选项中能产生感应电流的是
A．图甲中使导体棒AB平行于磁感线竖直向下运动
B．图乙中使条形磁铁插入或拔出线圈
C．图丙中开关S保持断开，将小螺线管A从大螺线管B中拔出
D．图丙中开关S保持闭合，A、B螺线管相对静止一起在水平桌面上平移
5．图甲、乙分别为点电荷和平行板电容器电场的电场线和等势面分布情况。
P、Q、M、N分别是电场中的四个点，下列说法正确的是
A．P、Q两点场强相同
B．Q点电势高于P点
C．M、N两点电势相等
D．将负电荷从M点移至N点的过程中电场力做负功
6．如图所示，某带电粒子（重力不计）由M点以垂直于磁场以及磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向与原来射入方向的夹角为θ＝30°。
磁场的磁感应强度大小为B。
由此推断该带电粒子
A．带正电
B．在磁场中的运动轨迹为抛物线
C．电荷量与质量的比值为
D．穿越磁场的时间为
7．如图所示，电容器的一个极板接地，另一个极板与一个灵敏的静电计相接，用静电计测量平行板电容器两极板之间的电势差。
实线和虚线分别表示变化前后的指针位置。
下列操作与上述实验结果相符的是
A．仅减小两极板间的正对面积
B．仅减小两极板间的距离
C．仅在两极板间插入有机玻璃
D．仅减小电容器所带电荷量
8．如图所示，A、B都是铝环，A环闭合，B环有缺口，两者固定在横梁两端，横梁可绕中间支点转动。
某同学用条形磁铁的一个磁极靠近或远离静止的A、B环，观察到不同现象。
下列推断正确的是
A．N极远离A环时，A环被吸引是由于A环被磁化
B．S极靠近A环时，A环产生顺时针方向的电流
C．N极靠近B环时，B环不动，是因为B环内磁通量不发生变化
D．S极远离B环时，B环不动，是因为B环没有产生感应电动势
9．如图所示的电路中，两个定值电阻的阻值R1
R2。
闭合开关S后，理想电流表示数为I，理想电压表示数为U。
若滑动变阻器R3的滑片由a端向b端缓慢滑动，则在此过程中
A．I变小B．U变大
C．UI一定减小D．
可能不变
10.如图所示，宽为L的光滑导轨与水平面成α角，质量为m、长为L的金属杆ab水平放置在导轨上。
空间存在竖直向上的匀强磁场，当回路电流为I时，金属杆恰好能静止。
重力加速度为g。
下列推断正确的是
A.ab所受安培力大小F=mgsinα
B.ab所受安培力大小F=mgtanα
C.磁感应强度大小
D.磁感应强度大小
11.小明观察到一个现象：
当汽车的电动机启动时，车灯会瞬时变暗。
汽车的电源、车灯、电动机等元件连接的简化电路如图所示。
已知汽车电源电动势为12.5V，内阻为0.05Ω。
车灯接通、电动机未启动时，电流表示数为10A；车灯接通、电动机启动时，电流表示数达到50A，电动机线圈电阻为0.05Ω。
不计车灯电阻的变化。
下列说法正确的是
A．电动机未启动时，车灯的功率为125W
B．电动机启动时，流过电动机的电流为40A
C．电动机启动时，其输出功率为420W
D．电动机启动时，电源输出的功率为500W
12．静电喷涂被广泛用于各种表面处理技术中，相比传统的喷涂技术，其具备生产效率高，劳动条件好，易于实现半自动化或自动化，适于大规模流水线作业，其原理如图所示。
涂料雾化装置为负电极，接电源负高压，被涂物为正电极，通常接地。
下列说法正确的是
A．图中喷枪与被涂物之间的实线代表电场线
B．涂料颗粒在电场中运动时加速度恒定
C．涂料颗粒在电场中运动时电势能逐渐增大
D．被涂物上的尖并联电路端处，涂料附着较多
13.如图所示，某小组利用电流传感器（接入电脑，图中未画出）记录小灯泡A和电感元件L构成的在断电（图中t0时刻）前后各支路电流随时间的变化情况，i1表示小灯泡中的电流，i2表示电感元件中的电流，下列图像中正确的是
ABCD
14．笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。
当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。
如图所示，一块长为a、宽为b、厚度为d的矩形霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，元件中通有大小为I、方向向右的电流，电子定向移动速度大小为v，单位体积内的自由电子数为n。
当显示屏闭合时元件处于垂直于上下表面向上、大小为B的匀强磁场中，则前后表面间会产生霍尔电压U，以此控制屏幕的熄灭。
则
A．前表面的电势比后表面的高
B．霍尔电压U与v无关
C．霍尔电压U=
D．电子所受洛伦兹力的大小为
二、本题共2小题，共18分。
把答案填在答题纸相应的横线上。
15．（10分）多用电表是常用的测量仪表。
（1）图甲是多用电表原理简图，若选择开关S接5时，对应的挡位是直流电压10V挡，若选择开关S接6时，对应的挡位可能是直流电压________挡（选填“2.5V”或“50V”）。
若选择开关S接4时，对应的挡位是__________挡（选填“电流”或“欧姆”）。
（2）下列关于多用电表使用的说法正确的是___________。
A．使用多用电表测量电路中的电流时，需要将电表串联接入待测电路中
B．测量电路中正常发光的小灯泡阻值时，可选择欧姆挡并将两表笔分别接触灯泡的两接
线柱进行测量
C．用欧姆挡测电阻时，每次换挡后必须重新短接两表笔进行欧姆调零
（3）小明同学从实验室找到了一个微安表，满偏电流为300μA，内阻为600Ω。
为了将微安表改装成量程为0~12V的电压表，需要串联的定值电阻阻值为________Ω。
为了测量该电压表的内阻，小明将一多用电表的两表笔与改装后的电压表相连，如图乙所示，多用电表的表盘指针位置如图丙所示。
由题中信息可推断小明使用多用电表的挡位为_________（选填“×10”“×100”或“×1K”）的欧姆挡。
16．（8分）在“测量金属丝的电阻率”实验中，某同学用电流表和电压表测量一阻值约为3Ω的金属丝的电阻。
（1）该同学先用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量示数如图甲所示，则金属丝直径的测量值d=___________mm。
（2）除电源（两节干电池电动势共3.0V，内阻不计）、电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ）、开关、导线若干外，还提供如下实验器材：
A．电流表（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω）
B．电流表（量程0~3.0A，内阻约0.02Ω）
C．定值电阻（3Ω，额定电流1.0A）
D．滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流2.0A）
E．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定电流0.5A）
该同学设计了如图乙所示的电路，为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用__________，滑动变阻器应选用__________。
（选填实验器材前对应的字母）
（3）该同学测量金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I，测得多组数据，并标在坐标纸上，如图丙所示。
请描绘该金属丝的U-I图线，由此得出该金属丝电阻R=__________Ω。
（结果保留两位有效数字）
（4）该同学操作过程中在保证电流表安全的情况下，发现电压表读数的最大值仅为量程的一半左右。
为了增大电压表读数的最大值，请你利用
（2）问中所给的器材对图乙所示的电路进行改进，在下面的方框内补全改进后的电路图。
三、本题共4小题，共40分。
解答应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，答案中必须明确写出数值和单位。
把解答过程填在答题纸相应的空白处。
17．（8分）
如图甲所示，一圆形金属线圈面积为S=0.2m2，电阻r=0.1Ω。
线圈两端a、b与阻值为R=0.4Ω的电阻组成闭合回路，导线电阻忽略不计。
线圈处在垂直于线圈平面向外的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。
求在0~1.0s的时间内
（1）线圈中产生的感应电动势大小E；
（2）流过电阻的电流大小I及其方向；
（3）线圈两端a、b间的电压Uab。
18．（10分）
有一种喷墨打印机利用电场实现对墨汁微粒的控制，其打印头的原理简图如图所示。
墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室后以一定的初速度v0垂直射入偏转电场，经偏转电场后最终打到纸上显示出字符。
已知每个墨汁微粒的质量为m，电荷量为q。
偏转电场两极板的长度为L，板间距为d，极板间电场可视为匀强电场。
不计墨汁微粒的重力。
若极板间所加电压为U时，求墨汁微粒在经过偏转电场的过程中
（1）加速度的大小a；
（2）在场强方向上移动的距离y；
（3）电场力所做的功W。
19.（10分）
质谱仪是一种分离和检测同位素的重要工具，其结构原理如图所示。
区域Ⅰ为粒子加速器，加速电压为U1；区域Ⅱ为速度选择器，磁感应强度大小为B1，方向垂直纸面向里，电场方向水平向左，板间距离为d；区域Ⅲ为偏转分离器，磁感应强度大小为B2，方向垂直纸面向里。
一质量为m，电荷量为+q的粒子，初速度为零，经粒子加速器加速后，恰能沿直线通过速度选择器，由O点沿垂直于边界MN的方向进入分离器后打在MN上的P点。
空气阻力、粒子重力及粒子间相互作用力均忽略不计。
（1）求粒子进入速度选择器时的速度大小v；
（2）求速度选择器两极板间的电压U2；
（3）19世纪末，阿斯顿设计的质谱仪只由区域Ⅰ粒子加速器和区域Ⅲ偏转分离器构成，在实验中发现了氖22和氖20两种同位素粒子（两种粒子电荷量相同、质量不同），他们分别打在MN上相距为ΔL的两点。
为便于观测，ΔL的数值大一些为宜。
不计粒子从区域Ⅰ的上极板飘入时的初速度，请通过计算分析为了便于观测应采取哪些措施。
20.（12分）
类比是研究问题的常用方法。
如图甲所示，MN、PQ是竖直放置的足够长、光滑的平行长直导轨，其间距为L。
ab是跨接在导轨上质量为m的导体棒。
定值电阻的阻值为R。
空间存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场.已知电容器（起初不带电）的电容为C。
重力加速度为g。
导体棒下落过程中始终保持水平且与导轨接触良好。
不计导轨、导体棒电阻及空气阻力。
（1）情境1：
从零时刻开始，开关S接通1，同时释放导体棒ab，其速率v随时间t的变化规律可用方程
（①式）描述。
求导体棒下落的最大速率
及①式中的k。
（2）情境2：
从零时刻开始，开关S接通2，若导体棒保持大小为
的速度下落，则电容器充电的电荷量q随时间t的变化规律，与情境1中物体速率v随时间t的变化规律类似。
类比①式，写出电容器充电电荷量q随时间t变化的方程；并在图乙中定性画出q-t图线。
（3）分析情境1和情境2中电路的有关情况，完成表格中的填空。
情境1
情境2
通过导体棒电流
最大值Im的计算式
Im=________
Im=________
导体棒克服安培力做功W与回路产生焦耳热Q的比较
WQ
（选填“>”、“<”或“=”）
WQ
（选填“>”、“<”或“=”）
2022北京朝阳高二（上）期末物理
参考答案
一、本题共14小题，每小题3分，共42分。
在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
A
B
D
B
D
C
A
题号
8
9
10
11
12
13
14
答案
B
C
B
D
D
B
C
二、本题共2小题，共18分。
把答案填在答题纸相应的横线上。
15．（10分）
（1）50V；欧姆（4分）
（2）AC（2分）
（3）3.94×104；×1K（4分）
16.（8分）
（1）0.775（2分）
（2）A；D（2分）
（3）如图所示
2.8Ω（2分）
（4）
或（2分）
三、本题共4小题，共40分。
17．（8分）
解：
（1）由图像可知磁感应强度的变化率
根据法拉第电磁感应定律
（3分）
（2）根据闭合电路欧姆定律
根据楞次定律可知通过电阻的电流的方向从c到d。
（3分）
（3）由欧姆定律
（2分）
18.（10分）
解：
（1）两极板间的电场强度
墨汁微粒所受的电场力
墨汁微粒的加速度
得
（3分）
（2）墨汁微粒在电场中做类平抛运动，
得
（4分）
（3）电场力对微粒所做的功为
得
（3分）
19.（10分）
解：
（1）粒子加速过程根据动能定理，有
得
（3分）
（2）粒子在速度选择器中受力平衡，有
得
（3分）
（3）因为粒子在偏转分离器中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有
设两粒子所带电荷量为q'、质量分别为m1、m2且m1>m2，可得
又因为
根据几何关系可得
得
可见，为增大ΔL应增大加速电压U1或减小磁感应强度B2。
（4分）
20．（12分）
解：
（1）当导体棒达到最大速度vm时，
得
当导体棒达到最大速度vm时，
得
（5分）
（2）电容器充电电荷量q随时间t变化的方程为
如图所示
（3分）
（3）
情境1
情境2
=
>
（4分）
说明：
用其他方法解答正确，给相应分数。
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