2025北京二十中高二（上）期末物理（教師版）

第1頁/共1頁2025北京二十中高二（上）期末物理（時間：90分鐘滿分：100分為選擇性必修二模塊考試）命題人：李依涵審題人：張曉班級姓名一、單項選擇題（本題共10小題。在每小題給出的四個選項中，只有一個選項是符合題意的，每小題3分，共30分。）1.關(guān)于電磁感應現(xiàn)象中穿過線圈的磁通量與感應電動勢的關(guān)系，下列說法正確的是（）A.磁通量減小時，感應電動勢也可能變大B.磁通量增加時，感應電動勢一定變大C.磁通量變化越大，感應電動勢一定越大D.磁通量零時，感應電動勢一定為零2.關(guān)于下列四幅圖的說法中正確的是（）圖1鋁框的轉(zhuǎn)動電子感應加速器探雷器圖1A.從上往下看，當磁鐵順時針轉(zhuǎn)動時，鋁框會隨之逆時針轉(zhuǎn)動 B.為使電子感應加速器真空中產(chǎn)生順時針方向的感生電場，電磁鐵線圈中的電流應該由強到弱 C.探雷器是利用渦流工作的，探測時是地下的金屬感應出渦流，渦流的磁場反過來影響線圈中的電流，使儀器報警 D.電磁爐是利用電流的熱效應工作的圖23.英國物理學家阿斯頓因質(zhì)譜儀的發(fā)明、同位素和質(zhì)譜的研究，于1922年榮獲了諾貝爾化學獎。若一束粒子（不計重力）由左端射入質(zhì)譜儀后的運動軌跡如圖2所示，則下列說法中不正確的是（） A.該束粒子帶正電圖2 B.速度選擇器的上極板帶正電 C.在B2磁場中運動半徑越大的粒子，比荷qm D.在B2磁場中運動半徑越大的粒子，比荷qm4.在固定長直導線中通有圖3所示方向的電流I，導線右側(cè)有一固定的矩形金屬線框abcd，ad邊與導線平行。調(diào)節(jié)電流I使得空間各點的磁感應強度隨時間均勻增加。下列說法正確的是（）圖3A.線框中產(chǎn)生的感應電流方向為圖3 B.線框中磁通量的變化率逐漸增加 C.線框整體受到的安培力方向水平向左 D.線框ab邊受到的安培力大小隨時間均勻增加圖45.如圖4所示，邊長為l的導線框abcd處于磁感應強度為B0的勻強磁場中，bc邊與磁場右邊界重合?，F(xiàn)發(fā)生以下兩個過程：一是僅讓線框以垂直于邊界的速度v勻速向右運動；二是僅使磁感應強度隨時間均勻變化．若導線框在上述兩個過程中產(chǎn)生的感應電流大小相等，則磁感應強度隨時間的變化率為（圖4A.2B0vl B.B0vl6.如圖5所示，在豎直向下的勻強磁場中，將一根水平放置的金屬棒ab以某一水平速度v0拋出，金屬棒在運動過程中始終保持水平，不計空氣阻力。下圖能正確反映金屬棒在運動過程中產(chǎn)生的感應電動勢大小E隨時間t變化情況的是（）圖5 圖5ABCD7.如圖6所示，理想變壓器副線圈通過輸電線接兩個相同的燈泡L1、L2及一個電阻R。開始時，開關(guān)K斷開，當K接通時，以下說法正確的是(

) A.副線圈兩端的輸出電壓減小 圖6B.通過燈泡L圖6C.原線圈中的電流增大 D.變壓器的輸入功率減小8.如圖7甲所示的電路中，已知燈泡電阻不變且阻值為R。閉合開關(guān)S后，流過兩個電流傳感器的i-t圖像如圖7乙所示。下列說法正確的是（）圖7 A.閉合開關(guān)S圖7 B.閉合開關(guān)S后，線圈中的電流先減小后不變 C.斷開開關(guān)S后，通過線圈的電流反向 D.斷開開關(guān)S瞬間，燈泡不會先閃亮再熄滅圖89.直流電動機在生活生產(chǎn)中有廣泛的應用，其主要結(jié)構(gòu)為兩部分：定子和轉(zhuǎn)子。其中定子包括：主磁極、機座、轉(zhuǎn)向器、電刷等；轉(zhuǎn)子包括：電樞鐵芯、電樞繞組等。如圖8所示是電動機提升重物的示意圖，已知電源電動勢E=9V，內(nèi)阻r=1.5Ω，電阻R=2Ω，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)電動機被卡死，此時電壓表的示數(shù)為6V，立即關(guān)閉電源。清除故障后重新閉合開關(guān)，當電動機正常工作時，電壓表的示數(shù)為7.5V，重力加速度g=10m/s2，下列說法正確的是（）圖8A.電動機內(nèi)部線圈的電阻為RM=5.5ΩB.電動機正常工作時線圈電阻的熱功率為1WC.電動機正常工作時電源的效率約為66.7%D.電動機正常工作時將一個質(zhì)量為1kg重物由靜止吊起，則重物的最大速度為0.55m/s圖910．如圖9所示，勻強電場和勻強磁場的方向均水平向右。一個正離子在某時刻速度的大小為v，方向與電場磁場方向夾角為θ。當速度方向與磁場不垂直時，可以將速度分解為平行于磁場方向的分量v1和垂直于磁場方向的分量v2來進行研究。不計離子重力。此后一段時間內(nèi)，下列說法正確的是（）圖9A．離子受到的洛倫茲力變大B．離子加速度的大小不變C．電場力的瞬時功率不變 D．速度與電場方向的夾角θ變大二、不定項選擇題（本題共5小題，每小題給出的四個選項中，至少有一個選項是符合題意的，每小題3分，共15分。每小題全選對的得3分，選對但不全的得2分，只要有選錯的該小題不得分。）11.干電池的電動勢為1.5V，這表示(

)A.電源中每通過1C的電量，電源把1.5J的化學能轉(zhuǎn)化為電能 B.干電池在1s內(nèi)將1.5J的化學能轉(zhuǎn)化為電能 C.干電池與外電路斷開時兩極間電勢差為1.5V D.干電池把化學能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)比電動勢為2V的蓄電池弱圖1012.關(guān)于“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實驗，下列說法正確的是(

)圖10A.測量副線圈電壓時，先用最大量程擋試測B.本實驗中用控制變量法來探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系C.為了保證安全，只能使用低壓直流電源，所用電壓不要超過12VD.變壓器中鐵芯是整塊硅鋼圖1113.電磁流量計是一種測量導電液體流量的裝置（單位時間內(nèi)通過某一截面的液體體積，稱為流量），其結(jié)構(gòu)如圖11所示，上、下兩個面M、N為導體材料，前后兩個面為絕緣材料。流量計的長、寬、高分別為a、b、c，左、右兩端開口，液體從左往右流動，在垂直于前、后表面向里的方向加磁感應強度大小為B的勻強磁場，則(

)圖11 A.M面的電勢低于N面的電勢 B.當電壓表的示數(shù)為U時，液體流量為Ub C.若僅增大導電液體中離子的濃度，電壓表示數(shù)不變 D.當電壓表的示數(shù)穩(wěn)定時，導電液體中的離子不受洛倫茲力作用14.用如圖12所示裝置作為推進器加速帶電粒子。裝置左側(cè)部分由兩塊間距為d的平行金屬板M、N組成，兩板間有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為B。使大量電荷量絕對值均為q0的正、負離子從左側(cè)以速度圖12v0水平入射，可以給右側(cè)平行板電容器PQ供電?？拷黁板處有一放射源S圖12可釋放初速度為0、質(zhì)量為m、電荷量絕對值為q的粒子，粒子被加速后從S正上方的孔噴出P板，噴出的速度大小為v，不計離子重力。下列說法正確的是(

)A．q的電性為正B．增大q0的值，可以提高vC．PQ間距變?yōu)樵瓉淼?倍，可使v變?yōu)樵瓉淼?倍D．v0和B同時變?yōu)樵瓉淼?倍，可使v變?yōu)樵瓉淼?倍圖1315．利用霍爾效應制作的霍爾元件，廣泛應用于測量和自動控制等領(lǐng)域。如圖13甲所示是霍爾元件的工作原理示意圖，實驗表明，銅以及大多數(shù)金屬的載流子是帶負電荷的電子，但鋅中的載流子帶的卻是正電。自行車的速度計的工作原理主要依靠的就是安裝在自行車前輪上的一塊磁鐵，輪子每轉(zhuǎn)一周，這塊磁鐵就靠近霍爾傳感器一次，這樣便可測出某段時間內(nèi)的脈沖數(shù)。若自行車前輪的半徑為R、磁鐵到軸的距離為r，下列說法正確的是（）圖13A．若霍爾元件材料使用的是鋅，通入如圖13甲所示的電流后，C端電勢高于D端電勢B．若車速越大，則霍爾電壓越大C．當磁鐵從如圖13乙所示的位置逐漸靠近霍爾傳感器的過程中，C、D間的電勢差越來越大D．若自行車騎行過程中單位時間測得的脈沖數(shù)為N，此時的騎行速度為實驗題（共15分）16．（5分）“研究電磁感應現(xiàn)象”的實驗裝置如圖14所示。

（1）將圖中所缺的導線補接完整。圖14（2）圖14①將通電線圈迅速插入感應線圈時，靈敏電流計指針將。（選填“向左”“向右”或“不偏轉(zhuǎn)”）②通電線圈插入感應線圈后，將滑動變阻器的滑片迅速向左滑動時，靈敏電流計指針。（選填“向左”“向右”或“不偏轉(zhuǎn)”）（3）在實驗時，如果感應線圈兩端不接任何元件，則感應線圈電路中將。A．因電路不閉合，無電磁感應現(xiàn)象B．有電磁感應現(xiàn)象，但無感應電流，只有感應電動勢C．不能用楞次定律和安培定則判斷感應電動勢方向D．可以用楞次定律和安培定則判斷感應電動勢方向17.（10分）研究性學習小組的同學們用如圖15甲所示的電路測量兩節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動勢E和內(nèi)電阻r。實驗室提供的器材如下：電壓表，電阻箱（阻值范圍0～999.9）；開關(guān)、導線若干。（1）請根據(jù)圖15甲所示的實物電路圖，在虛線框內(nèi)畫出該電路的電路圖。U/Veq\f(U,R)/A圖1602.002.502.253.0U/Veq\f(U,R)/A圖1602.002.502.253.002.750.100.200.300.400.500.600.70（3）根據(jù)圖16中實驗數(shù)據(jù)繪出的圖線可以得出該電池組電動勢的測量值E=_____V，內(nèi)電阻測量值r=______Ω。（保留3位有效數(shù)字）（4）對圖16中所繪圖線與橫軸交點的橫坐標值的分析，下面說法正確的是（選填選項前的字母）。A．表示該電路的短路電流值B．大于此電路狀態(tài)下通過電阻箱的電流值C．等于此電路狀態(tài)下通過電阻箱的電流值D．小于此電路狀態(tài)下通過電池組的電流值（5）不同小組的同學分別用不同的電池組（均由同一規(guī)格的兩節(jié)干電池串聯(lián)而成）完成了上述的實驗后，發(fā)現(xiàn)不同組的電池組的電動勢基本相同，只是內(nèi)電阻差異較大。同學們選擇了內(nèi)電阻差異較大的甲、乙兩個電池組進一步探究，對電池組的輸出功率P隨外電阻R變化的關(guān)系，以及電池組的輸出功率P隨路端電壓U變化的關(guān)系進行了猜想，并分別畫出了如圖17所示的P-R和P-U圖象。若已知甲電池組的內(nèi)電阻較大，則下列各圖中可能正確的是（選填選項的字母）。圖17圖17RP乙甲OARP甲乙OBUP甲乙OCUP乙甲OD論述題（共40分。請在答題紙上寫出必要的文字說明，重要的方程式、重要的演算過程，明確的數(shù)值和單位。只有答案，沒有過程的不得分，書寫不認真、無法辨認的不得分。）18.（6分）如圖18所示，磁極N、S間的磁場可看做勻強磁場，磁感強度為B，矩形線圈N匝，AB=l1，BC=l2，在勻強磁場中以O(shè)O′為轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，角速度為ω，線圈的電阻為r，外接電阻R。從圖所示位置開始計時：圖18（1）請你說明線圈平面轉(zhuǎn)至何位置時，線圈產(chǎn)生的感應電動勢最大；并推導線圈產(chǎn)生的感應電動勢最大值的表達式（用所需物理量的字母表示）；圖18（2）求線圈轉(zhuǎn)動過程中交變電壓表的示數(shù)；（3）從線圈經(jīng)過圖示位置開始計時，求經(jīng)過周期時間通過電阻R的電荷量。19.（8分）1932年，勞倫斯和利文斯頓設(shè)計出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如圖19所示，置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間接交流電源，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過狹縫的時間可以忽略不計，磁感應強度為B的勻強磁場與盒面垂直，A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子，質(zhì)量為m，電荷量為q，（質(zhì)子初速度很小，可以忽略）在加速器中被加速，加速電壓為U。加速過程中不考慮相對論效應和重力作用，求：圖19（1）離子第一次進入磁場中的速度v圖19（2）粒子在電場中最多被加速多少次；（3）要使質(zhì)子每次經(jīng)過電場都被加速，則交流電源的周期為多大？在實際裝置設(shè)計中，請分析并寫出一條措施可以盡量減少帶電粒子在電場中的運行時間。FBRMNQPba圖2020.（8分）如圖，在豎直向下的磁感應強度為B的勻強磁場中，兩根足夠長的平行光滑金屬軌道MN、PQ固定在水平面內(nèi)，相距為L。一FBRMNQPba圖20（1）如圖20，若軌道左端MP間接一阻值為R的電阻，導體棒在拉力F的作用下以速度v沿軌道做勻速運動。請通過公式推導證明：在任意一段時間Δt內(nèi)，拉力F所做的功與電路獲取的電能相等。BMNQPba甲CtU1t1O乙U圖21（2）如圖21甲，若BMNQPba甲CtU1t1O乙U圖21圖22圖5RP乙甲OA1RP乙甲OB1UP乙甲OC1UP乙甲OD1（8分）為了神舟飛船順利返回地球，更安全著陸，設(shè)計師在返回艙的底盤安裝了4臺相同的電磁緩沖裝置。如圖22所示，為其中一臺電磁緩沖裝置的結(jié)構(gòu)簡圖，MN圖22圖5RP乙甲OA1RP乙甲OB1UP乙甲OC1UP乙甲OD1（1）v的大??；（2）在返回艙減速運動過程中，通過每臺電磁緩沖裝置線圈的電荷量q。（結(jié)果保留v）22.（10分）如圖23所示,在磁感應強度為B的水平勻強磁場中,有一豎直放置的光滑的平行金屬導軌,導軌平面與磁場垂直,導軌間距為L,頂端接有阻值為R的電阻。將一根金屬棒從導軌上的M處以速度v0豎直向上拋出,棒到達N處后返回,回到出發(fā)點M時棒的速度為拋出時的一半。已知棒的長度為L,質(zhì)量為m,電阻為r。金屬棒始終在磁場中運動,處于水平且與導軌接觸良好,忽略導軌的電阻。重力加速度為g。（1）金屬棒從M點被拋出至落回M點的整個過程中,求:a.電阻R消耗的電能;b.金屬棒運動的時間。（2）經(jīng)典物理學認為,金屬的電阻源于定向運動的自由電子與金屬離子的碰撞。已知元電荷為e。求當金屬棒向下運動達到穩(wěn)定狀態(tài)時,棒中金屬離子對一個自由電子沿棒方向的平均作用力大小。MMNRB圖圖23

參考答案一、單選題（30分）12345678910ACCDBACDBB二、不定項選擇題（15分）1112131415ACDABBCADAC三、實驗題（15分）16.（1）如右圖（1分）（2）向右向左（2分）（4）BD（2分）17.(1)如圖1所示（1分）(2)如圖2所示（1分）(3)2.93V（2.85~3.00V）（2分）1.34Ω（1.25~1.40Ω）（2分）(4)CD（2分）(5)BC（2分）四、論述題18.（6分）（1）線圈轉(zhuǎn)動到與中性面垂直時，電動勢最大，（1分）ab、cd兩邊切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢的大小均為所以電動勢的最大值為（1分）線圈轉(zhuǎn)動過程中交變電壓表的示數(shù)為（2分）當線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過的過程中，通過電阻R的電量為（2分）19.（8分）解：（1）（2分）質(zhì)子在電場中加速，由動能定理解得：（2）（3分）質(zhì)子的最大速度為在磁場中洛倫茲力提供向心力即：解得：1分質(zhì)子的最大動能為代入數(shù)據(jù)得=質(zhì)子每經(jīng)過一次電場被加速一次，每次獲得動能為1分設(shè)最多被加速N次，所以N==1分（3）（3分）要使質(zhì)子每次經(jīng)過電場都被加速，則交流電源的周期為質(zhì)子在磁場中運動周期，由周期公式，圓周運動的向心力由洛倫茲力提供兩式聯(lián)立解得周期（1分）電場加速時間：t=vma=dmvmuq措施：增加加速電壓（8分）（1）導體棒切割磁感線導體棒做勻速運動又在任意一段時間Δt內(nèi)，拉力F所做的功（1分）電路獲取的電能（1分）可見，在任意一段時間Δt內(nèi)，拉力F所做的功與電路獲取的電能相等。QUOTE（2）感應電動勢與電容器兩極板間的電勢差相等由電容器的U-t圖可知（1分）導體棒的速度隨時間變化的關(guān)系為（1分）可知導體棒做勻加速直線運動，其加速度（1分）QUOTE由則（1分）由牛頓第二定律（1分）可得（1分）（8分）（1）返回艙向下做減速運動，受到向上的安培力和向下的重力，隨著速度的減小，安培力減小，直到安培力減小到與重力大小相等時，速度最小，此后勻速運動，即速度大小為v，由平衡條件可知；；；即解得（4分）返回艙速度減速運動的過程中，由動量定理可得又因為；解得（4分）22.?（10分）解：（1）a．（2分）金屬棒從M點被拋出至落回M點的整個過程中，由能量守恒回路中消耗的電能〖1分〗電阻R消耗的電能〖1分〗b．（3分）方法一：金屬棒從M點被拋出至落回M點的整個過程中，由動量定理〖1分〗將整個運動過程劃分成很多小段，可認為在每個小段中感應電動勢幾乎不變，設(shè)每小段的時間為Δt。則安培力的沖量