北京师范大学附属中学2017-2018学年高二上学期期末考试物理试卷

指南针是我国古代四大发明之一。关于指南针，下列说明正确的是

A. 指南针可以仅具有一个磁极

B. 指南针能够指向南北，说明地球具有磁场

C. 指南针的指向会受到附近铁块的干扰

D. 在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转

难度: 简单查看答案及解析

如图所示电路，电源内阻不可忽略开关S闭合后，在滑动变阻器的滑片向下滑动的过程中　　

A. 电压表的示数增大，电流表的示数减小

B. 电压表的示数减小，电流表的示数增大

C. 电压表与电流表的示数都增大

D. 电压表与电流表的示数都减小

难度: 困难查看答案及解析

如图所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连结成闭合回路。线圈的半径为r1。在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图所示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0。导线的电阻不计。则（　　 ）

A. 流经电阻R1中的电流方向为b到a

B. 回路中感应电动势的大小为

C. 回路中感应电流大小为

D. a与b之间的电势差为

难度: 困难查看答案及解析

以下说法正确的是（　　 ）

A. 通电导线在磁场中一定会受到安培力的作用

B. 磁铁对通电导线不会有力的作用

C. 两根通电导线之间可能有斥力的作用

D. 运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力的作用

难度: 简单查看答案及解析

下列物理量属于矢量的是

A. 电动势　　 B. 电流　　 C. 磁感应强度　　 D. 磁通量

难度: 简单查看答案及解析

关于磁感应强度的下列说法中，正确的是(　　 )

A. 由 可知，B与电流强度I成反比

B. 由可知，B与电流受到的安培力F成正比

C. 垂直磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度方向

D. 磁感应强度的大小、方向与放入磁场的导线的电流大小、导线长度、导线取向等均无关

难度: 简单查看答案及解析

下列几种说法正确的是：（ ）

A. 线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大

B. 线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大

C. 线圈放在磁场越强的位置，产生的感应电动势一定越大

D. 线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势越大

难度: 简单查看答案及解析

在图所示的四幅图中，正确标明了通电导线所受安培力F方向的是

A. 　　 B. 　　 C. 　　 D.

难度: 中等查看答案及解析

如图所示为“研究感应电流产生的条件”的实验装置，下列操作中，电流计的指针不会发生偏转的是

A. 将条形磁铁插入线圈的过程中

B. 将条形磁铁从线圈中拔出的过程中

C. 将条形磁铁放在线圈中不动

D. 将条形磁铁从图示位置向左移动的过程中

难度: 简单查看答案及解析

如图所示，一金属圆环水平固定放置，现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线无初速度释放，在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环

A. 始终相互吸引

B. 始终相互排斥

C. 先相互吸引，后相互排斥

D. 先相互排斥，后相互吸引

难度: 困难查看答案及解析

如图所示，三根通电长直导线P、O、R互相平行，垂直纸面放置，其间距均为L；电流均为方向垂直纸面向里。O点为P、Q的中点，RO垂直于PQ，则O点的磁感强度方向为(　　 )

A. 方向指向x轴正方向

B. 方向指向y轴正方向

C. 方向指向x轴负方向

D. 方向指向y轴负方向

难度: 简单查看答案及解析

一根通电直导线水平放置在地球赤道的上方，其中的电流方向为自西向东，该导线所受地磁场的安培力方向为（　　 ）

A. 竖直向上　　 B. 竖直向下

C. 水平向南　　 D. 水平向北

难度: 简单查看答案及解析

如右图所示，一个水平放置的矩形线圈abcd（俯视abcd为逆时针绕向，即bc边在外），在细长水平磁铁的S极附近竖直下落，由位置I经位置Ⅱ到位置Ⅲ。位置Ⅱ与磁铁同一平面，位置I和Ⅲ都很靠近Ⅱ，则在下落过程中，线圈中的感应电流的方向为（　　 ）

A. abcda

B. adcba

C. 从abcda到adcba

D. 从adcba到abcda

难度: 简单查看答案及解析

如图，在正方形abcd范围内，有方向垂直纸面向里的匀强磁场，两个电子以不同的速率从a点沿ab方向垂直磁场方向射入磁场，其中甲电子从c点射出，乙电子从d点射出。不计重力，则甲、乙电子(　　 )

A. 速率之比为1:2

B. 在磁场中运行的周期之比1:2

C. 速度偏转角之比为1:2

D. 电子在磁场中运动时，动能和动量均不变

难度: 中等查看答案及解析

矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直低面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流I的正方向，下列各图中正确的是( )

难度: 简单查看答案及解析

如图所示，固定于水平面上的金属架abcd处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置恰好使MbcN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B随时间t变化的示意图为（　　 ）

A. 　　 B.

C. 　　 D.

难度: 中等查看答案及解析

物理研究中，粒子回旋加速器起着重要作用，下左图为它的示意图。它由两个铝制的D形盒组成，两个D形盒正中间开有一条狭缝。两个D形盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压。右图为俯视图，在D形盒上半面中心S处有一正粒子源，它发出的正粒子，经狭缝电压加速后，进入D形盒中。在磁场力的作用下运动半周，再经狭缝电压加速。如此周而复始，最后到达D形盒的边缘，获得最大速度，由导出装置导出。己知正离子电荷量为q，质量为m，加速时电极间电压大小为U，磁场的磁感应强度大小为B，D形盒的半径为R。每次加速的时间极短，可忽略不计。正粒子从离子源出发时的初速度为零，不计粒子所受重力。则（　　 ）

A. 高频交变电压变化的周期为

B. 粒子可能获得的最大动能为

C. 粒子第1次与第n次在下半盒中运动的轨道半径之比为

D. 粒子在回旋加速器中的总的时间为

难度: 简单查看答案及解析

如图所示，足够长通电直导线平放在光滑水平面上并固定，电流I恒定不变。将一个金属环以初速度v0沿与导线成一定角度θ(θ<90゜)的方向滑出，此后关于金属环在水平面内运动的分析，下列判断中正确的是（　　 ）

A. 金属环做曲线运动，速度先减小后增大

B. 金属环做曲线运动，速度一直减小至0后静止

C. 金属环做直线运动，速度一直减小至0后静止

D. 金属环最终做匀速直线运动，运动方向与直导线平行

难度: 简单查看答案及解析

在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是（ ）

A. 将绕在磁铁上的线圈与电流表组合成一闭合回路，然后观察电流表的变化

B. 在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化

C. 将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化

D. 绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化

难度: 简单查看答案及解析

如图所示电路，电源电动势为E，内阻为r．当开关S闭合后，小型直流电动机M和指示灯L都恰能正常工作．已知指示灯L的电阻为R0，额定电流为I，电动机M的线圈电阻为R，则下列说法中正确的是（　　 ）

A. 电动机的额定电压为IR

B. 电动机的输出功率为IE−I2R

C. 电源的输出功率为IE−I2r

D. 整个电路的热功率为I2(R0+R+r)

难度: 中等查看答案及解析

下图中游标卡尺和螺旋测微器的读数分别为________mm，________mm。

难度: 简单查看答案及解析

用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量：

（1）旋动部件______，使指针对准电流的“0”刻线。

（2）将K旋转到电阻挡“×100”的位置。

（3）将插入“＋”、“－”插孔的表笔短接，旋动部件________，使指针对准电阻“0”刻线。

（4）将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果，将按照下面的步骤进行操作：

①将K旋转到电阻挡________的位置（选填“×1k”或“×10”）；

②将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准；

③将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接；

④完成读数测量。

难度: 简单查看答案及解析

在测定金属的电阻率的实验中，待测金属导线的长约0.8m，直径小于1mm，电阻在5Ω左右。实验主要步骤如下：

(1)用刻度尺测量金属导线的长度，测3次，求出平均值l；

(2)在金属导线的3个不同位置上用螺旋测微器测量直径，求出平均值d；

(3)用伏安法测量该金属导线的电阻R。

在左边方框中画出实验电路图_________，并把右图中所给的器材连线补充完整______。安培计要求用0-0.6A量程，内阻约1Ω;伏特计要求用0-3V量程，内阻约几kΩ;电源电动势为6V;滑动变阻器最大阻值20Ω。根据以上测量值，得到该种金属电阻率的表达式为ρ=________。

难度: 简单查看答案及解析

利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差，实验电路如图1所示。

(1)现有电流表(0-0．6A)、开关和导线若干，以及以下器材：

A．电压表(0~15V)　　　　 B．电压表(0~3V)

C．滑动变阻器(0~50Ω)　 D．滑动变阻器(0~500Q)

实验中电压表应选用________；滑动变阻器应选用________。（选填相应器材前的字母）

(2)某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上，请标出余下的一组数据的对应点，并画出U-I图线________。

(3)根据(2)中所画图线可得出干电池的电动势E=________V，内电阻r=________Ω。

(4)实验中随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化，图3各示意图中正确反映P-U关系的是________。

难度: 简单查看答案及解析

如图所示，质量为m的导体棒MN静止在水平导轨上，导体棒与导轨宽度同为L，己知电源的电动势为E，内阻为r，导体棒的电阻为R，其余部分与接触电阻不计，磁场方向垂直导轨平面向上，磁感应强度为B，求：

(1)导体棒受的安培力大小和方向：

(2)轨道对导体棒的支持力和摩擦力大小。

难度: 简单查看答案及解析

在磁感应强度的匀强磁场中有一个长方形金属线圈abcd，匝数，ad边长，ab边长。线圈的ad边与磁场的左侧边界重合，如图所示，线圈的电阻．用外力把线圈从左侧边界匀速平移出磁场，速度大小为。试求在线圈匀速平移出磁场的过程中：

（1）线圈产生的电动势大小；

（2）b、c两点间的电势差；

（3）外力对线圈所做的功；

（4）通过线圈导线某截面的电量。

难度: 简单查看答案及解析

如图所示，一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场，在ad边中点O，方向垂直磁场向里射入一速度方向跟ad边夹角θ=30゜、大小为v0（未知量）的带正电粒子，己知粒子质量为m，电量为q，ad边长为L,ab边足够长，粒子重力不计，求：

(1)若粒子恰好不能从磁场下边界射出，求粒子的入射速度大小V01;

(2)若粒子恰好沿磁场上边界切线射出，求粒子的入射速度大小V02。

(3)若带电粒子的速度v0大小可取任意值，求粒子在磁场中运动的最长时间。

难度: 中等查看答案及解析

利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图1，将一金属或半导体薄片垂直置于磁场B中，在薄片的两个侧面a、b间通以电流I时，另外两侧c、f间产生电势差（霍尔电压），这一现象称为霍尔效应。其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累，于是c、f间建立起电场EH，同时产生霍尔电压UH。当电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡时，EH和UH达到稳定值。

(1)设半导体薄片的宽度（c、f间距）为1，请写出UH和EH的关系式；若半导体材料是电子导电的，请判断图1中c、f哪端的电势高；

(2)已知半导体薄片内单位体积中导电的自由电荷数为n，每个电荷量为q。理论表明霍尔电压UH的大小与I和B以及霍尔元件厚度d、材料的性质有关。试推导出UH的表达式，并指出表达式中体现材料性质的物理量；

(3)图2是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固定在转轴上，圆盘的周边等距离地嵌装着m个永磁体，相邻永磁体的极性相反。霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近。当圆盘匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉动信号图像如图3所示。若在时间t内，霍尔元件输出的脉冲数目为P，请导出圆盘转速N的表达式。

难度: 中等查看答案及解析