北京101中学2019-2020学年高二上学期期中考试物理试卷

现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如右图所示连接．下列说法中正确的是(　　 )

A. 开关闭合后，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，开关闭合或断开瞬间电流计指针均不会偏转

C. 开关闭合后，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. 开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转

难度: 中等查看答案及解析

如图所示，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

A.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

难度: 中等查看答案及解析

利用所学物理知识，可以初步了解常用的公交一卡通（IC卡）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的振荡电路．公交卡上的读卡机（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（ ）

A.IC卡工作场所所需要的能量来源于卡内的电池

B.仅当读卡器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，在线圈L中不会产生感应电流

D.IC卡只能接收读卡器发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息

难度: 简单查看答案及解析

如图所示，当交流电源的电压为220 V，频率为50 Hz时，三只灯泡，L1、L2、L3亮度相同．若保持交流电源的电压不变，只将其频率变为100 Hz，则 （ ）

A.L1、L2、L3的亮度都比原来亮

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

难度: 中等查看答案及解析

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）（　　 ）

A.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

难度: 简单查看答案及解析

如图所示，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出电子运动的径迹．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

A.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

难度: 中等查看答案及解析

如图所示电路中，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（　　 ）

A.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

难度: 简单查看答案及解析

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，如图甲所示。磁感应强度B随t的变化规律如图乙所示。以I表示线圈中的感应电流，以图甲中线圈上箭头所示方向的电流为正，则图的I-t图中正确的是（　　 ）

A. B.

C. D.

难度: 中等查看答案及解析

理想变压器原副线圈匝数之比为，原线圈接入一电压为的交流电源，副线圈接一个的负载电阻．若，，则下述结论正确的是

A.副线圈中电压表的读数为

B.副线圈中输出交流电的周期

C.原线圈中电流表的读数为

D.原线圈中的输入功率为

难度: 中等查看答案及解析

如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计．匀强磁场与导轨一闪身垂直．阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触．T=0时，将形状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．下列图像正确的是

A.

B.

C.

D.

难度: 中等查看答案及解析

如图所示，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（　　 ）

A.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

难度: 中等查看答案及解析

物理课上，教师做了一个“电磁阻尼”的实验：如图甲所示，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。

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

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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（　　 ）

A.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

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如图所示，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（　　 ）

A.线圈中感应电流的方向为abcda

B.线圈中的感应电流为

C.穿过线圈的磁通量为0

D.穿过某匝线圈磁通量的变化率为Bl2

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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④步操作填写完整：

①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔；选择电阻档“×10”；

②将红、黑表笔短接，调整调零旋钮调零；

③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。

④____________，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，多用表的示数如图所示。则该段导体的电阻测量值为______。

（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（0～3～15V，内阻大于3k）；

C. 电流表（0～0.6～3A，内阻小于1）；

D. 滑动变阻器R1（0～50，2.0A）；　

E. 滑动变阻器R2（0～1750，0.3A）；

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。实验电路应采用图中的_________（选填“甲”或“乙”）。

（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

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如图，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?

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如图所示，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：

（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）

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如图所示，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0～3.0A的电流表串接在一条导轨上，量程为0～1.0V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：

（1）此时满偏的是什么表?为什么?

（2）磁感应强度B的大小；

（3）拉动金属棒的外力F的大小。

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一个小型水力发电站，发电机输出电压U0=250V，内电阻可以忽略不计，最大输出功率为Pm=30kW，它通过总电阻R线=2.8的输电线直接向远处的居民区供电。设居民区所有用电器都是额定电压U用=220V的白炽灯，总功率为P用=22kW，忽略灯丝发光后电阻随温度的变化。

（1）当居民区的电灯全部使用时，电灯两端的电压是多少伏?发电机实际输出的电功率多大?

（2）若采用高压输电，在发电机端用升压变压器，在用户端用降压变压器，且不计变压器和用户线路的损耗。已知用户变压器的降压比为40：l，当全部用户电灯正常发光时，输电线上损耗的功率多大?

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如图1所示，固定于水平面的U形导线框处于竖直向下、磁感应强度为B0的匀强磁场中，导线框两平行导轨间距为l，左端接一电动势为E0、内阻不计的电源．一质量为m、电阻为r的导体棒MN垂直导线框放置并接触良好．闭合开关S，导体棒从静止开始运动．忽略摩擦阻力和导线框的电阻，平行轨道足够长．请分析说明导体棒MN的运动情况，在图2中画出速度v随时间t变化的示意图；并推导证明导体棒达到的最大速度为

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直流电动机是一种使用直流电的动力装置，是根据通电线圈在磁场中受到安培力的原理制成的。如图所示是一台最简单的直流电动机模型示意图，固定部分（定子）装了一对磁极，旋转部分（转子）装设圆柱形铁芯，将abcd矩形导线框固定在转子铁芯上，能与转子一起绕轴OO'转动。线框与铁芯是绝缘的，线框通过换向器与直流电源连接。定子与转子之间的空隙很小，可认为磁场沿径向分布，线框无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行，如图25所示（侧面图）。已知ab、cd杆的质量均为M、长度均为L，其它部分质量不计，线框总电阻为R。电源电动势为E，内阻不计。当闭合开关S，线框由静止开始在磁场中转动，线框所处位置的磁感应强度大小均为B。忽略一切阻力与摩擦。求：

（1）闭合开关后，线框转动达到稳定时的速率；

（2）当电动机接上负载后，相当于线框受到恒定的阻力，阻力不同电动机的转动速率也不相同。求：ab、cd两根杆的转动速率v多大时，电动机的输出功率P最大。

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