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北京市101中学2020学年高二物理上学期期中试题 一、单项选择题:本题共10小题,每题3分,共30分。在每小题给出的4个选项中,只有一项是符合题意的,选对的得3分,有选错或不答的得0分。1. 现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键如图1连接。下列说法中正确的是( )图1A. 电键闭合后,线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转B. 线圈A插入线圈B中后,电键闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转C. 电键闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,会使电流计指针静止在中央零刻度D. 电键闭合后,只有滑动变阻器的滑片P加速滑动,电流计指针才能偏转2. 如图2所示,一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间,铝框可以绕竖直的转轴自由转动。转动手柄使磁铁绕竖直的转轴旋转,观察到铝框会随之转动。对这个实验现象的描述和解释,下列说法中正确的是( )图2A. 铝框的转动方向与蹄形磁铁的转动方向一定是相同的B. 铝框的转动快慢与蹄形磁铁的转动快慢总是一致的C. 铝框转动到其平面与磁场方向垂直的位置时,铝框中的感应电流最大D. 铝框转动到其平面与磁场方向平行的位置时,铝框两个竖直边受到的磁场力均为零3. 利用所学物理知识,可以初步了解学校IC卡(图3)的工作原理及相关问题。IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路及一个芯片组成,学校的读卡机(刷卡时“嘀”的响一声的机器)向外发射某一特定频率的电磁波。刷卡时,IC卡内的线圈L中产生感应电流,给电容C充电,达到一定的电压后,驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是( )图3A. IC卡内芯片工作所需要的能量来源于卡内的电池B. 仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时,IC卡才能有效工作C. 若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率,则线圈L不会产生感应电流D. IC卡只能接收读卡机发射的电磁波,而不能向读卡机传输自身的数据信息4. 如图4所示,当交流电源的电压为220V,频率为50Hz时,三只灯泡L1、L2、L3亮度相同。若保持交流电源的电压不变,只将其频率改变为100Hz,则( )图4A. L1、L2、L3亮度都比原来亮B. 只有L1的亮度比原来亮C. 只有L2的亮度比原来亮D. 只有L3的亮度比原来亮5. 物理课上,老师做了一个“神奇”的实验:将1m长的铝管竖直放置,一磁性很强的磁铁从上管口由静止释放,观察到磁铁用较长时间才从下管口落出,如图5所示。对于这个实验现象同学们经分析讨论做出相关的判断,你认为正确的是(下落过程中不计空气阻力,磁铁也没有与管壁接触)( )图5A. 如果磁铁的磁性足够强,磁铁会停留在铝管中,永远不落下来B. 如果磁铁的磁性足够强,磁铁在铝管中运动时间更长,但一定会落下来C. 磁铁在铝管中运动的过程中,由于不计空气阻力,所以机械能守恒D. 如果将铝管换成塑料管,磁铁从塑料管中出来也会用较长时间6. 如图6所示,洛伦兹力演示仪由励磁线圈、玻璃泡、电子枪等部分组成。励磁线圈是一对彼此平行的共轴的圆形线圈,它能够在两线圈之间产生匀强磁场。玻璃泡内充有稀薄的气体,电子枪在加速电压下发射电子,电子束通过泡内气体时能够显示山电子运动的径迹。若电子枪垂直磁场方向发射电子,给励磁线圈通电后,能看到电子束的径迹呈圆形。若只增大电子枪的加速电压或励磁线圈中的电流,下列说法正确的是( )图6A. 增大电子枪的加速电压,电子束的轨道半径不变B. 增大电子枪的加速电压,电子束的轨道半径变小C. 增大励磁线圈中的电流,电子束的轨道半径不变D. 增大励磁线圈中的电流,电子束的轨道半径变小7. 如图7所示电路中,L是自感系数足够大的线圈,它的电阻可忽略不计,D1和D2是两个完全相同的小灯泡。将电键K闭合,待灯泡亮度稳定后,再将电键K断开,则下列说法中正确的是( )图7A. K闭合瞬间,两灯同时亮,以后D1变更亮, D2变暗B. K闭合瞬间,D1先亮,D2后亮,最后两灯亮度一样C. K断开时,两灯都亮一下再慢慢熄灭D. K断开时,D2立即熄灭,D1亮一下再慢慢熄灭8. 一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内,磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面)向里,如图8甲所示。磁感应强度B随t的变化规律如图8乙所示。以I表示线圈中的感应电流,以图8甲中线圈上箭头所示方向的电流为正,则图9的I-t图中正确的是( )图8图99. 如图10,理想变压器原副线圈匝数之比为4:1。原线圈接入一电压为u=U0sint的交流电源,副线圈接一个R=27.5的负载电阻。若U0=220V,=100(rad/s),则下述结论正确的是( )图10A. 副线圈中电压表的读数为55VB. 副线圈中输出交流电的周期为sC. 原线圈中电流表的读数为0.5AD. 原线圈中的输入功率为110W10. 如图11所示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻不计。匀强磁场与导轨平面垂直。阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良好。t=0时,将开关S由1掷到2。q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度,下列图象正确的是( )图11图12二、多项选择题:本题共4小题,每小题3分,共12分。在每小题给出的四个选项中,至少有两个选项正确,全部选对的得3分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分。11. 如图13所示,已知一质量为m的带电液滴,经电压U加速后,水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中,液滴在此空间的竖直平面内做匀速圆周运动,则( )图13A. 液滴在空间受四个力作用B. 液滴一定带负电C. 沿垂直纸面向里看,液滴做顺时针的圆周运动D. 液滴在做匀速圆周运动时机械能守恒12. 物理课上,教师做了一个“电磁阻尼”的实验:如图14甲所示,AB两摆在通过磁场时,A摆很快停下来,B摆摆动了很长的一段时间。图14乙是致远同学另找器材再来探究此实验的装置:A是由摆片和细杆组成的摆,其摆动平面通过电磁铁的两极之间,当绕在电磁铁上的励磁线圈未通电时,摆片可自由摆动,要经过较长时间才会停下来。当线圈通电时,摆动应当迅速停止。图14他连接好电路,经重复试验,均没出现摆动迅速停止的现象。对比老师的演示实验,下列四个选项中,正确的说法是( )A. 老师实验中,A摆很快停下来的原因是摆上产生了感应电流B. 老师实验中,B摆很长时间才停下来的原因是摆上没有产生感应电流C. 致远同学没有成功的原因可能是所选线圈的匝数过多D. 致远同学没有成功的原因可能是构成摆的材质是塑料的13. 法拉第发现了电磁感应现象之后,又发明了世界上第一台发电机法拉第圆盘发电机,揭开了人类将机械能转化为电能并进行应用的序幕。法拉第圆盘发电机的原理如图15所示,将一个圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间,并使盘面与磁感线垂直,盘的边缘附近和中心分别装有与金属盘接触良好的电刷A、B,两电刷与灵敏电流计相连。当金属盘绕中心轴按图示方向转动时,则( )图15A. 电刷B的电势高于电刷A的电势B. 若减小电刷A、B之间的距离,灵敏电流计的示数将变大C. 若提高金属盘转速,灵敏电流计的示数将变大D. 若将滑动变阻器滑动头向左滑,灵敏电流计的示数将变大14. 如图16所示,一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动,沿着OO方向观察,线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B,线圈匝数为n,边长为l,电阻为R,转动的角速度为。则当线圈转至图示位置时( )图16A. 线圈中感应电流的方向为abcdaB. 线圈中的感应电流为C. 穿过线圈的磁通量为0D. 穿过某匝线圈磁通量的变化率为Bl2三、实验题:本题共4小题,其中(3)小题每空1分,共10分。15. 某同学想测量一个导体的阻值。(1)他先用多用电表进行初步测量,主要的操作过程分以下几个步骤,请将第步操作填写完整:将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔;选择电阻档“10”;将红、黑表笔短接,调整调零旋钮调零;把红、黑表笔分别与导体的两端相接,发现指针的偏转角度过大。_,重新把红、黑表笔分别与导体的两端相接,读取导体的阻值。(2)采用上述的操作步骤后,多用表的示数如图17所示。则该段导体的电阻测量值为_。图17(3)为了比较精确的测量这个导体的电阻值,他采用伏安法继续进行实验测量,现有实验器材如下:A. 电源E(电动势4.0V,内阻0.5);B. 电压表(0315V,内阻大于3k );C. 电流表(00.63A,内阻小于1);D. 滑动变阻器R1(050,2.0A);E. 滑动变阻器R2(01750,0.3A);F. 开关S和导线若干。为减小测量误差,在实验中,滑动变阻器应选用_(选填“R1”或“R2”)。连接电路时,电压表的量程应选_V,电流表的量程应选_A。实验电路应采用图18中的_(选填“甲”或“乙”)。图18(4)本次测量产生误差的主要原因是_。(选填选项前的字母)A. 电流表测量值小于流经Rx的电流值B. 电流表测量值大于流经Rx的电流值C. 电压表测量值小于Rx两端的电压值D. 电压表测量值大于Rx两端的电压值四、计算题、本题共5小题,共48分。解答要写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。直接写出最后答案的不得分(重力加速度g取10m/s2)16. (9分)如图19,不计电阻的U形导轨水平放置,导轨宽l=0.5m,左端连接阻值为0.4的电阻R,在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1的导体棒MN,并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量为m=2.4g的重物,图中L=0.8m,开始重物与水平地面接触并处于静止,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感强度B0=0.5T,并且按=0.1(T/s)的规律增大,不计摩擦阻力,(g=10m/s2)求:(1)回路电流的大小及方向;(2)MN两端的电势差UMN;(3)至少经过多长时间才能将重物吊离地面?17. (9分)如图20所示,位于竖直平面内的矩形金属线圈,边长Ll=0.40m、L2=0.25m,其匝数n=100匝,总电阻r=1.0,线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起,并通过电刷和R=3.0的定值电阻相连接。线圈所在空间存在水平向右的匀强磁场,磁感应强度B=1.0T,在外力驱动下线圈绕竖直固定中心轴O1O2匀速转动,角速度=2.0rad/s。求:图20(1)电阻R两端电压的最大值;(2)从线圈通过中性面(即线圈平面与磁场方向垂直的位置)开始计时,经过周期通过电阻R的电荷量;(3)在线圈转动一周的过程中,整个电路产生的焦耳热。(本问保留3位有效数字)18. (9分)如图21所示,长L=1.0m,阻值r=0.3、质量m=0.1kg的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面的两条平行光滑金属导轨上。导轨间距也是1.0 m,与金属棒接触良好,导轨电阻不计,导轨左端接有R=0.5的电阻,量程为03.0A的电流表串接在一条导轨上,量程为01.0V的电压表跨接在R两端。垂直导轨平面的匀强磁场竖直向下,现以向右的恒定外力F使CD向右运动,当其以速度v=2m/s匀速滑动时,观察到电路中有一个电表正好满偏,另一个未满偏。问
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