1、北京市顺义区第二中学2019-2020学年高二物理上学期期中试题（含解析）一、单选题（本大题共20小题，每题3分，共60分）1.历经十年对“磁生电”的探索，最终发现电磁感应现象的科学家是A. 法拉第B. 安培C. 奥斯特D. 麦克斯韦【答案】A【解析】详解】英国物理学家法拉第最早发现了电磁感应现象故BCD错误，A正确2.下列各组物理量中前者为矢量、后者为标量的是A. 位移和速度B. 速率和电流C. 电动势和电势D. 加速度和电势差【答案】D【解析】【详解】A.位移和速度都是矢量，故A错误B.速率是速度的大小，是标量电流虽然有方向，但电流运算时不遵守矢量运算法则平行四边形定则，所以电流是标量，故
2、B错误C.电动势和电势都是标量，故C错误D.加速度是矢量，电势差是标量，故D正确3.真空中有两个静止的点电荷，若保持它们之间的距离不变，而把它们的电荷量都变为原来的3倍，则两电荷间的库仑力将变为原来的( )A. 7倍B. 8倍C. 9倍D. 10倍【答案】C【解析】开始时根据库仑定律得：当电荷间距离不变，它们的电荷量都变为原来的3倍：联立得：F1=9F，故C正确点评：对于库仑定律公式涉及物理量较多，要明确公式中各个物理量的含义，可以和万有引力公式对比理解4.三个相同的矩形线圈置于水平向右的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，线圈、平面与线圈平面的夹角分别为30和45，如图所示穿过线圈、的磁通量
3、分别为、.下列判断正确的是( )A. B. C. D. 【答案】C【解析】线圈在I位置时，线圈与磁场垂直，穿过线圈的磁通量最大为：l=BS线圈在、位置时，穿过线圈的磁通量分别为：=BScos30=BS，=BScos45=BS则有：l，故选C点睛：理解磁通量的物理意义：穿过磁场中某一面积的磁感线的条数；对于匀强磁场，可以根据公式=BScos判断磁通量如何变化5.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接直流高压电源正极，电子束向下偏
4、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【答案】D【解析】【详解】为了使电子束射出后得到电场的加速，则A接直流高压电源的负极，根据左手定则可知，电子束向下偏转；故选项D正确，ABC错误；6.某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为P和Q，则（）A. 电势，电场强度B. 电势，电场强度C 电势，电场力D. 电场强度，电场力【答案】A【解析】【详解】因为P点电场线较Q点密集，可知P点场强较大，即；则所受电场力关系；沿电场线电势逐渐降低，可知；故选A。7.下列关于小磁针在磁场中静止时的指向，正确的是(
5、)A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】根据磁极间的相互作用规律可知，A中N极应该指右；根据右手螺旋定则可知，B中环形导线左端是N极，故小磁针N极应该指左，选项B错误；C中螺线管里边的磁感线向右，故小磁针的N极应该指向右边，选项C正确；D中直导线右边的磁场垂直纸面向里，故小磁针的N极应该指里，选项D错误8.如下图所示的均匀磁场中，已经标出了电流I和磁场B以及磁场对电流作用力F三者其方向，其中错误的是（）A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】ABD根据左手定则，ABD正确；CC项导体棒与磁场平行，不受力，C错误。本题选错误，故选C。9.下图中运动电荷在匀强磁场中所受洛伦兹
6、力的方向向上的是（）A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】A由左手定则可知，该图中电荷所受洛伦兹力方向垂直纸面向里，选项A错误；B由左手定则可知，该图中电荷所受洛伦兹力方向垂直纸面向外，选项B错误；C由左手定则可知，该图中电荷所受洛伦兹力方向向上，选项C正确；D由左手定则可知，该图中电荷所受洛伦兹力方向向下，选项D错误；故选C。10.如图所示，线圈按下列方式在匀强磁场中匀速转动，能产生正弦交变电流的是（）A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】A图中线圈转动时，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流产生，选项A错误；B图中线圈转动时，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流产生，选项B
7、错误；C图中线圈转动时，穿过线圈的磁通量不断变化，会产生正弦交流电，选项C正确；D图中线圈转动时，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流产生，选项D错误；故选。11.图为演示自感现象实验装置的电路图，电源的电动势为E，内阻为rA是灯泡，L是一个自感系数很大的线圈，线圈的直流电阻小于灯泡A正常发光时的电阻实验时，闭合开关S，电路稳定后，灯泡A正常发光下列说法正确的是A. 闭合开关S，电路稳定后，灯泡A中电流等于线圈L中电流B. 闭合开关S，电路稳定后，灯泡A中电流大于线圈L中电流C. 电路稳定后突然断开开关S，灯泡A立即熄灭D. 电路稳定后突然断开开关S，灯泡A闪亮一下再熄灭【答案】D【解析】【分析】
8、开关由闭合到断开瞬间,A灯立即熄灭,通过线圈的电流减小,线圈产生自感电动势,再根据楞次定律分析灯亮度如何变化.【详解】由于线圈的直流电阻小于灯泡A正常发光时的电阻，所以电路稳定时，流过线圈的电流大于灯泡的电流，在突然断开时由于线圈的自感作用，线圈相当于电源，对灯泡提供电流，所以灯泡不会马上熄灭，并且流过灯泡的电流大于原来灯泡的电流，所以灯泡会闪亮一下，故ABC错；D对；故选D【点睛】线圈的作用：在闭合电路时由于自感作用相当于一个大电阻；在稳定时相当于一个电阻为R的正常电阻，在断开电源时相当于一个电源对别的用电器提供电流12.如图所示，速度为v0、电荷量为q的正离子恰能沿直线飞出离子速度选择器，
9、选择器中磁感应强度为B，电场强度为E，则A. 若改为电荷量q的离子，将往上偏（其他条件不变）B. 若速度变为2v0将往上偏（其他条件不变）C. 若改为电荷量+2q的离子，将往下偏（其他条件不变）D. 若速度变为将往上偏（其他条件不变）【答案】B【解析】【分析】粒子受到向上的洛伦兹力和向下的电场力，二力平衡时粒子沿直线运动，当二力不平衡时，粒子做曲线运动，从而即可求解【详解】正离子恰能沿直线飞出离子速度选择器，根据左手定则判断可知，离子受的洛伦兹力方向向上，电场力方向向下，此时洛伦兹力与电场力二力平衡，应该有：qv0B=qE，即v0B=EA项：若改为电荷量-q的离子，根据左手定则判断可知，离子受
10、的洛伦兹力方向向下，电场力方向向上，由于qv0B=qE，此时洛伦兹力与电场力仍然平衡，所以负离子不偏转，仍沿直线运动，故A错误；B项：若速度变为2v0，洛伦兹力增大为原来的2倍，而离子受的洛伦兹力方向向上，电场力不变，所以离子将向上偏转，故B正确；C项：若改为电荷量+2q的离子，根据平衡条件得：qv0B=qE，即v0B=E，该等式与离子的电荷量无关，所以离子仍沿直线运动，故C错误；D项：若速度变为，洛伦兹力变为原来的一半，而离子受的洛伦兹力方向向上，电场力不变，所以离子将向下偏转，故D错误故应选B【点睛】本题考查了利用质谱仪进行粒子选择原理，只要对粒子进行正确的受力分析即可解决此类问题13.如
11、图所示是探究影响通电导线受力的因素实验的部分装置，下列操作中能增大导体棒上摆幅度的（）A. 移去一块蹄形磁铁B. 仅使棒中电流减小为原来的二分之一C. 导体棒接入端由、改为、D. 导体棒接入端由、改为、【答案】C【解析】【详解】A仅移去一块蹄形磁铁，根据F=BIL可知安培力变为原来的，导体棒上摆幅度变小，故A错误；B仅使棒中的电流减小为原来的二分之一，根据F=BIL可知安培力变为原来的，导体棒上摆幅度变小，故B错误；C仅使导体棒接入端由、改为、，根据F=BIL可知安培力变为原来的3倍，导体棒上摆幅度变大，故C正确；D仅使导体棒接入端由、改为、，根据F=BIL可知安培力变为原来的倍，导体棒上摆幅
12、度变小，故D错误；故选C。14.如图直导线通入垂直纸面向里的电流，在下列匀强磁场中，能静止在光滑斜面上的是 （ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】A.要使导线能够静止在光滑的斜面上，则导线在磁场中受到的安培力必须是向上或斜向右上的，通过左手定则判断得出，A受到的安培力沿斜面向上，A正确；B. B受力沿斜面向下，没办法平衡，故B错误；C. 受到的安培力垂直于斜面向下，导线也不能在斜面上平衡，故C错误；D. 受到的安培力垂直于斜面向上，导线也不能在斜面上平衡，故D错误15.如图所示，在水平面上有一个闭合的线圈，将一根条形磁铁从线圈的上方插入线圈中，在磁铁进入线圈的过程中，线圈中会
13、产生感应电流，磁铁会受到线圈中电流的作用力，若从线圈上方俯视，关于感应电流和作用力的方向，以下判断正确的是（）。A. 无论N极向下插入还是S极向下插入，磁铁都受到向下的引力B. 无论N极向下插入还是S极向下插入，磁铁都受到向上的斥力C. 若磁铁的N极向下插入，线圈中产生顺时针方向的感应电流D. 若磁铁的S极向下插入，线圈中产生顺时针方向的感应电流【答案】BD【解析】【详解】若磁铁的N极向下插入，穿过线圈的磁通量增加，磁场方向向下，根据楞次定律可知，线圈中产生（从上往下看）逆时方向的感应电流。此时线圈上端相当于N极，与磁铁的极性相同，存在斥力；若磁铁的S极向下插入，穿过线圈的磁通量增加，磁场方向
14、向上，根据楞次定律可知，线圈中产生顺时方向的感应电流，此时线圈上端相当S极，与磁铁的极性相同，存在斥力。故AC错误，BD正确。故选BD。16.用高压输电技术远距离输电，如果发电厂输出功率为P，输电电压为U，输电线的总电阻为R，则输电线上损失的功率为（）A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】因为输送功率为P，输送电压为U，所以输送电流为根据公式P=I2R得输电线上损失的功率为故C正确，ABD错误。故选C。17.如图所示，电路中完全相同的三只灯泡L1、L2、L3分别与电阻R、电感L、电容C串联，然后再并联到220V、50 Hz的交流电路上，三只灯泡亮度恰好相同若保持交变电压不变，将交变
15、电流的频率增大到60 Hz，则发生的现象是() A. 三只灯泡亮度不变B. 三只灯泡均变亮C. L1亮度不变、L2变亮、L3变暗D. L1亮度不变、L2变暗、L3变亮【答案】D【解析】【详解】根据电感的特性：通低频、阻高频，当电源的频率变高时，电感对电流的感抗增大，L2灯变暗；根据电容器的特性：通调频、阻低频，当电源的频率变高时，电容器对电流的容抗减小，L3灯变亮而电阻的亮度与频率无关，L1灯亮度不变故D正确，ABC错误。故选D点睛：本题要抓住电感和电容的特性分析：电感：通直流、阻交流，通低频、阻高频，可根据法拉第电磁感应定律来理解电容器的特性：通交流、隔直流，通调频、阻低频，根据电容器充放电
16、的特性理解18.如图，理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=2:1, V和A均为理想电表，灯泡电阻RL=6,AB端电压.下列说法正确的是A. 电流频率为50 HzB. V的读数为24VC. A的读数为0.5AD. 变压器输入功率为6W【答案】AD【解析】由u1.的瞬时表达式可知，f=，A错误；理想变压器输入电压的有效值为U1=12V，由变压比关系式，可得U2=6V，V的读数为6V，B错误；变压器输出电压的有效值，A的读数为1A C错误；变压器的输入功率等于输出功率，即P1=P2=U2I2=6W，D正确【考点定位】正弦式交流电表达式、有效值、功率、部分电路欧姆定律、理想变压器规律，容易题19.如
17、图所示是我国民用交流电的电压的图象根据图象可知，下列有关家庭用交变电压参数的说法中，错误的是（ ）A. 电压的最大值是311VB. 用电压表测出的值是220VC. 交流电的频率是50HzD. 某一时刻的交流电压为V【答案】D【解析】【详解】由图读出，电压的最大值是 Um=311V，故A说法正确；电压表测量有效值，有效值为，故B说法正确；由图读出周期 T=210-2s，频率为，故C说法正确；某一时刻的交流电压为，故D说法错误所以选D20.如图所示，某小型发电站发电机输出的交流电压为500V，输出的电功率为50kW，用电阻为3的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要
18、安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)对整个送电过程，下列说法正确的是 ()A. 输电线上的损失功率为300WB. 升压变压器的匝数比为1100C. 输电线上的电流为100AD. 降压变压器的输入电压为4700V【答案】A【解析】【详解】A、线路上损失的功率P损=0.6%P=300W，故A正确；B、根据P损=0.6%P=300W，得输电线上的电流为：I2=10A，升压变压器原线圈的输入电流为：I1=P/U1=50000/500A=100A，则升压变压器的匝数之比为：n1：n2=I2：I1=1：10.故B错误，C错误；D. 输电线上损失的电压为
19、：U=I2R=103V=30V，升压变压器的输出电压为：U2=10U1=5000V，则降压变压器的输入电压为：U3=U2U=500030=4970V.故D错误故选A二、实验探究题（本大题共3小题，共12分）21.如图所示是“探究影响通电导线受力的因素”的装置图。实验时，先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小；然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。每次导体棒在场内同一位置平衡时，悬线与竖直方向的夹角为。对该实验： （1）下列说法正确的是_A该实验探究了电流大小以及磁感应强度大小对安培力影响B该实验探究了磁感应强度大小以及通电导体棒对安培力的影响C若想增大，可以把磁铁的N级和S级对调D若
20、想减小，可以把接入电路的导体棒从1、4换成2、3两端（2）若把电流为I，且接通2、3时，导体棒受到的安培力记为F1，当电流减半且接通1、4时，导体棒受到的安培力为_。【答案】 (1). D (2). 【解析】【详解】（1）1AB该实验探究了导体棒通长度和电流大小对安培力的影响，故AB错误；C把磁铁的N极和S极对调，不改变B的大小，故F不变，故C错误；D把接入电路的导体棒从1、4两端换成2、3两端，L减小，故安培力F减小，则减小，故D正确；故选D。（2）2若把电流为I且接通2、3时，导体棒受到的安培力记为F1；则当电流减半且接通1、4时，导体棒的安培力为22.新津中学科技组同学在探究感应电流产生
21、的条件时，做了如下实验：如图所示，螺线管A、滑动变阻器、电源、开关组成一个回路；A放在螺线管B内，B与电流表组成一个闭合回路。然后进行如下几种操作：闭合和断开开关瞬间；闭合开关，A中电流稳定后；闭合开关，A中电流稳定后，再改变滑动变阻器的阻值。可以观察到：（1）在本次实验中，_闭合回路会产生感应电流；（请填写探究中的序号）（2）从以上探究中可以得到的结论是：当_时，闭合回路中就会产生感应电流。【答案】 (1). (2). 磁通量发生变化时【解析】【详解】（1）1在实验中，闭合和断开开关瞬间，穿过回路的磁通量变化，产生感应电流；闭合开关，A中电流稳定后，磁通量不变，不产生感应电流；闭合开关，A中
22、电流稳定后，再改变滑动变阻器的阻值，穿过回路的磁通量变化，产生感应电流故选。（2）2从以上探究中可以得到的结论是：当磁通量发生变化时时，闭合回路中就会产生感应电流。23.如图，为探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，我们把没有用导线相连的线圈套在同一闭合的铁芯上，一个线圈连到电源的输出端，另一个线圈连到小灯泡上，如图所示，试回答下列问题：（1）线圈应连到学生电源的_（选填直流、交流）；（2）将与灯泡相连的线圈拆掉匝数，其余装置不变继续实验，灯泡亮度将_（选填变亮、变暗），这说明灯泡两端的电压_（选填变大、变小）；（3）实验中发现，在所有连接都完好的情况下，电路接通后，灯泡始终不亮，但却在电路接通
23、或断开的瞬间，灯泡会闪亮一下，原因是_【答案】 (1). 交流 (2). 变暗 (3). 变小 (4). 变压器的初级连接的是学生电源的“直流”.【解析】【详解】（1）线圈应连到学生电源的交流；（2）将与灯泡相连的线圈拆掉匝数，其余装置不变继续实验，由于变压器次级匝数减小，则次级电压减小，则灯泡亮度将变暗，这说明灯泡两端的电压变小；（3）实验中发现，在所有连接都完好的情况下，电路接通后，灯泡始终不亮，但却在电路接通或断开的瞬间，灯泡会闪亮一下，原因是变压器的初级连接的是学生电源的“直流”。三、计算题（本大题共4小题，共28分，写出必要的文字说明）24.电场中某区域的电场线如图所示，A、B是电场
24、中的两点。一个电荷量的点电荷在A点所受电场力，在仅受电场力的作用下，将该点电荷从A点移动到B点，电场力做功，求（1）A点电场强度的大小。（2）A、B两点间的电势差。【答案】（1）N/C （2）【解析】【详解】（1）A点电场强度的大小（2）A、B两点间的电势差25.如图表示，宽度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。一根导体棒放在导轨上与导轨接触良好，导体棒的电阻为，导轨的电阻可忽略不计。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，运动速度，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求：（1）求闭合回路中产生的感应电
25、流；（2）导体棒MN两端电压；（3）作用在导体棒上拉力大小；（4）在导体棒移动30cm的过程中，电阻R上产生的热量。【答案】（1）1A （2）2V（3）0.3N（4）0.06J【解析】【详解】（1）MN产生的感应电动势回路的感应电流 （2）导体棒MN两端电压 （3）导体棒所受的安培力 金属棒匀速运动，则外力等于安培力（4）导体棒移动30cm的过程中，用时间 电阻R上产生的热量26.质谱仪是研究同位素的重要仪器，如图所示为质谱仪原理示意图设粒子质量为m、电荷量为q，从S1无初速度进入电场，加速电场电压为U，之后垂直磁场边界进入匀强磁场，磁感应强度为B不计粒子重力求：（1）粒子进入磁场时的速度是多
26、大？（2）打在底片上的位置到S3的距离多大？（3）粒子从进入磁场到打在底片上的时间是多少？【答案】（1） （2） （3）【解析】【详解】（1）粒子在加速电场中运动，有： 得粒子进入磁场时的速率为： （2）设粒子在磁场中运动的轨道半径为r，有： 打在底片上的位置到S3的距离：d=2r得： （3）粒子在磁场中运动的周期为： 所求时间为： 27.如图所示，两根平行且光滑的金属轨道固定在斜面上，斜面与水平面之间的夹角 ，轨道上端接一只阻值为的电阻器，在导轨间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度，两轨道之间的距离为，且轨道足够长，电阻不计。现将一质量为，有效电阻为的金属杆ab放在轨道上，且与两轨道垂直，然后由静止释放，求：（1）金属杆ab下滑过程中可达到的最大速率；（2）金属杆ab达到最大速率以后，电阻器R每秒内产生的电热。【答案】（1）0.63m/s（2）3.2410-3J【解析】【详解】（1）当达到最大速率vm时，根据牛顿第二定律得mgsin=F安根据法拉第电磁感应定律有E=BLvm根据闭合电路欧姆定律有 根据安培力公式有F安=BIL解得vm=0.63m/s（2）根据能的转化和守恒定律，达到最大速度后，电路中每秒钟产生的热量为：Q=mgvmsin=1.13410-2J电阻器R每秒钟产生的热量为
