【物理】北京师大附中2019-2020学年高二上学期期末考试试题（解析版）

【物理】北京师大附中2019-2020学年高二上学期期末考试试题（解析版）

北京师大附中2019-2020学年高二上学期期末考试物理试题 一、单项选择题（本题共24小题）‎ ‎1.下列物理量中，既有大小，又有方向的是（　　）‎ A. 电势 B. 电动势 C. 磁感应强度 D. 磁通量 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】磁感应强度是矢量，所以既有大小，又有方向，且满足矢量运算法则；电势、电动势和磁通量均为标量，只有大小，没有方向，满足代数运算法则，故ABD错误，C正确。‎ 故选C。‎ ‎2.真空中有两个静止的点电荷q1、q2 ，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2倍，则两电荷间的静电力将变为原来的 （ ）‎ A. 2倍 B. 4倍 C. 8倍 D. 16倍 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由库仑定律可得： 变化前 ‎；‎ 而变化后，‎ A．2倍，与结论不相符，选项A错误； B．4倍，与结论相符，选项B正确； ‎ C．8倍，与结论不相符，选项C错误； D．16倍，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎3.图为描述某静电场的电场线，a、b、c是同一条电场线上的三个点，其电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，关于Ea、Eb、Ec的比较，下列说法正确的是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】电场线越密集则场强越大，a点最稀疏，c点最密集，可知；‎ A．，与结论不相符，选项A错误；‎ B．，与结论相符，选项B正确；‎ C．，与结论不相符，选项C错误；‎ D．，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎4.下列现象中，属于静电利用的是 ( )‎ A. 在很高的建筑物顶端装上避雷针 B. 在高大的烟囱中安装静电除尘器 C. 油罐车后面装一根拖在地上的铁链条 D. 存放易燃品的仓库的工人穿上导电橡胶做的防电靴 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．当打雷的时候，由于静电的感应，在高大的建筑物顶端积累了很多的静电，容易导致雷击事故，所以在高大的建筑物顶端安装避雷针可以把雷电引入地下，保护建筑物的安全，属于防止静电危害．故A错误；‎ B．在高大的烟囱中安装静电除尘器，利用静电除去废气中的粉尘，这是对于静电的应用，故B正确．‎ C．油罐车在运动的过程中，由于里面的油再晃动，也会摩擦产生静电，后面拖一条的铁链就可以以及时的把产生的静电导走，属于防止静电危害．故C错误；‎ D．利用导电橡胶做的防电靴及时的把产生的静电导走，防止工人在走动中产生静电，导致事故．属于防止静电危害．故D错误．‎ ‎5.一个固定电容器在充电过程中，两个极板间的电压U随电容器所带电荷量Q的变化而变化．下图中正确反映U和Q关系的图像是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 明确电容器的电容由本身的性质决定，与Q和U无关，根据Q=CU，知U与Q成正比．‎ ‎【详解】根据，可知，由于电容器不变，因此电压U和电量Q成正比，故A正确BCD错误．‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握电容的定义式为，知道C与Q和U无关，根据Q=CU，知Q与U成正比，同时根据电容器的决定式理解电容器电容大小与那些因素有关 ‎6.在一段导体两端加上电压，已知在10s内通过此导体横截面的电荷量是‎4C，则通过这段导体的电流是 （ ）‎ A. ‎40A B. ‎2.5A C. ‎0.4A D. ‎‎14A ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】在10s内通过此导体横截面的电荷量是‎4C，则通过这段导体的电流为：‎ A．‎40A，与结论不相符，选项A错误；B．‎2.5A，与结论不相符，选项B错误；‎ C．‎0.4A，与结论相符，选项C正确；D．‎14A，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎7.“电子伏特（符号：eV）”，属于下列哪一物理量的单位（ ）‎ A. 电荷量 B. 能量 C. 电流 D. 电压 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】电子伏特（符号：eV）是指一个电子被1V电压加速得到的能量，即电子伏特是能量的单位。故选B。‎ ‎8.用电流表和电压表测量电阻的电路如图所示，其中为待测电阻．电表内阻对测量结果的影响不能忽略，下列说法中正确的是( )‎ A. 电流表的示数小于通过Rx的电流 B. 电流表的示数大于通过Rx的电流 C. 电压表的示数小于Rx两端的电压 D. 电压表的示数大于Rx两端的电压 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 电压表测量的是与其并联电路的电压值，电流表测量的是与之串联电路的电流值，据此分析问题同；‎ ‎【详解】A、由电路图可知，实验采用电流表外接法，电流表所测电流等于通过电阻的电流与通过电压表的电流之和，电流表的示数大于通过的电流，故A错误，B正确；‎ C、由电路图可知，电压表与待测电阻并联，测量待测电阻两端电压，电压表的示数等于两端的电压，故CD错误．‎ ‎9.电位器是一种可变电阻器，其内部结构如图所示。如果把电位器与灯泡和电源串联起来，转动滑动触头可以改变灯泡的亮度。下列说法正确的是 A. 将A、B接入电路，滑动触头顺时针转动，灯泡变亮 B. 将A、C接入电路，滑动触头顺时针转动，灯泡变亮 C. 将A、C接入电路，滑动触头顺时针转动，灯泡变暗 D. 将B、C接入电路，滑动触头顺时针转动，灯泡变亮 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．将A、B接入电路，滑动触头顺时针转动，电阻变大，则电流减小，灯泡变暗，选项A错误；‎ BC．将A、C接入电路，滑动触头顺时针转动，电阻不变，则电流不变，灯泡亮度不变，选项BC错误；‎ D．将B、C接入电路，滑动触头顺时针转动，电阻减小，电流变大，则灯泡变亮，选项D正确；‎ 故选D.‎ ‎10.物理课上，老师做了一个实验（电路图如图所示）：当电路中点亮的电灯数目逐渐增多时，看到已点亮的电灯亮度逐渐变暗，对这一现象，下列说法正确的是（　　）‎ A. 外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压不变 B. 外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压不变 C. 外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小 D. 外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】当电路中点亮的电灯数目逐渐增多时，根据并联电阻的规律可知，电路中总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律 可知干路电流增大，根据 可知路端电压减小，所以加在灯泡两端的电压减小，根据 可知灯泡的功率减小，所以亮度变暗，故ABD错误，C正确。‎ 故选C。‎ ‎11.某同学对四个电阻各进行了一次测量，把每个电阻两端的电压和通过它的电流在U-I坐标系中描点，得到了如图所示的a、b、c、d四个点，其中电阻值最大的是 A. a点对应的电阻 B. b点对应的电阻 C. c点对应的电阻 D. d点对应的电阻 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】根据R=U/I可知，某点与原点连线的斜率越大，则电阻越大，由图像可知a点与原点连线的斜率最大，电阻最大；‎ A．a点对应的电阻，与结论相符，选项A正确；‎ B．b点对应的电阻，与结论不相符，选项B错误；‎ C．c点对应的电阻，与结论不相符，选项C错误；‎ D．d点对应的电阻，与结论不相符，选项D错误；故选A.‎ ‎12.下列各图中标出了匀强磁场中通电直导线受安培力的方向，正确的是( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据左手定值可知，A图中安培力应该垂直磁感线垂直于电流的方向指向左上方．故A错误；B图中磁场的方向向下，电流的方向向里，所以安培力的方向向左．故B正确；C图中磁场的方向向左，电流方向向上，所以安培力的方向向里．故C错误；D图中电流的方向与磁场的方向平行，不受安培力；故D错误．故选B.‎ ‎【点睛】本题考查安培定则和左手定则综合应用能力，对于两个定则要注意应用条件的不同：安培定则判断电流与磁场方向的两者关系；左手定则判断通电导线在磁场所受安培力方向与磁场方向、电流方向三者的关系．‎ ‎13.面积是‎0.50m2‎的导线环，处于磁感强度为2.0×10-2‎ T的匀强磁场中，环面与磁场垂直，穿过导线环的磁通量等于（ ）‎ A. 2.5‎‎×10-2Wb B. 1.5×10-2Wb C. 1.0×10-2Wb D. 4.0×10-2Wb ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】在匀强磁场中，当线圈与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量：‎ ‎，故选项C正确，选项ABD错误．‎ ‎【点睛】本题关键记住磁通量的计算公式Φ=BS，在匀强磁场中，当线圈与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量Φ=BS，当线圈与磁场成θ角时，磁通量．‎ ‎14.在气候干燥的秋冬季节，人们常常会碰到这些现象：晚上脱衣时，常会听到噼啪的声响；早上起来梳头时，头发常会“飘”起来。这就是发生在我们日常生活中的静电现象。有一次，小明的手指靠近金属门把手时，突然有一种被电击的感觉。这是因为运动摩擦使身体带电，当手指靠近门把手时，二者之间形成的放电现象。若放电前，小明的手指带负电。有关金属门把手的两端被感应带电的情况，下列图中标示正确的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】人的手指带负电，则由于静电感应，门把手中离手指较近的一端感应出正电，离手指较远的一端感应出负电，则图A是正确的。‎ A．该图与结论相符，选项A正确；B．该图与结论不相符，选项B错误；‎ C．该图与结论不相符，选项C错误；D．该图与结论不相符，选项D错误；故选A.‎ ‎15.一台直流电动机，其线圈的电阻值为0.5Ω。当电动机两端所加电压为6V时，电动机正常工作，通过线圈的电流是‎2A。由此可知 A. 电动机消耗的电功率为72W B. 电动机输出的机械功率为12W C. 电动机线圈的发热功率为2W D. 电动机的工作效率为50%‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 电动机消耗的电功率为 P=IU=12W 选项A错误；‎ C. 电动机线圈的发热功率为 P热=I2R=22×0.5=2W 选项C正确；‎ B. 电动机输出的机械功率为 P出=P-P热=10W 选项B错误；‎ D. 电动机的工作效率为 选项D错误；故选C ‎16.某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I；质子的质量为m，其电量为e.那么这束质子流内单位体积的质子数n是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】质子被加速时：‎ ‎ ‎ 由于 ‎ ‎ 解得 A．，与结论不相符，选项A错误；B．，与结论不相符，选项B错误；‎ C．，与结论不相符，选项C错误；D．，与结论相符，选项D正确；‎ 故选D.‎ ‎17.下列各图中，线圈中能产生感应电流的是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．产生感应电流的条件有两个，一是闭合回路，二是穿过闭合回路的磁通量发生变化，AB选项中闭合线框中的磁通量未改变，所以不会产生感应电流，故AB错误；‎ C．闭合线框中磁通量发生改变，可以产生感应电流，故C正确；‎ D．线框不闭合，不可以产生感应电流，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎18.图甲所示为用来加速带电粒子的直线加速器，图乙是所用交变电压的图像，对它的下列说法中，正确的是（　　）‎ A. 带电粒子是在金属筒内被加速的 B. 如果仅增大带电粒子的质量，不改变交流电的周期，直线加速器也能正常工作 C. 粒子每通过一次缝隙都会增加相同的动能 D. 粒子速度越来越快，为使得它每次都能被加速电压加速，筒间的缝隙应设计成越来越大的，所以直线加速器也会做的很长 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．带电粒子是在金属筒之间的狭缝中进行加速的，故A错误；‎ B．粒子从静止开始经过次加速后 经过第个长的金属筒用时 所以如果仅增大带电粒子的质量，交流电的周期也需要变大，直线加速器才能正常工作，保证粒子每次从金属筒内出来能够持续加速，故B错误；‎ CD．粒子每次经过金属筒之间的缝隙，仅有电场力做功，根据动能定理 可知粒子每通过一次缝隙都会增加相同的动能，与缝隙的长度无关，故C正确，D错误。‎ 故选C。‎ ‎19.回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，两个D形金属盒处于方向垂直于盒底的匀强磁场中，下列说法正确的是（　　）‎ A. 粒子每次在D2盒中运行的时间是固定不变的 B. 粒子每次在D2盒中运行的路程是固定不变的 C. 粒子在D型盒内做圆周运动的周期是所加交流电周期的2倍 D. 回旋加速器的原理是利用磁场中的洛伦兹力做功使带电粒子速度增大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．粒子每次在D2盒中运行的轨迹均为半圆，所以运行周期均为半个周期，粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 磁感应强度和比荷不变，所以粒子每次在D2盒中运行的时间是固定不变的，故A正确；‎ B．粒子在磁场中做匀速圆周运动 解得 粒子每次经过电场加速后速度变大，在磁场中运动半径变大，所以粒子每次在D2盒中运行的路程是逐渐增大的，故B错误；‎ C．为了使粒子经过电场时能够持续的加速，交变电流的周期和粒子在磁场中运动的周期是相同的，故C错误；‎ D．根据左手定则可知洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功，粒子通过狭缝时，电场力做正功实现加速，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎20.如图所示，边长为L的单匝正方形线圈ABCD在外力作用下以速度v向右匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场中，第二次又在外力作用下以速度2v匀速进入同一匀强磁场，下列说法正确的是（　　）‎ A. 第一次进入磁场的过程中，CD两端电势差为BLv B. 两次进入过程中线圈产生的感应电流之比I1：I2=1：2‎ C. 两次进入过程中线圈产生的热量之比Q1：Q2=1：4‎ D. 两次进入过程中通过线圈截面的电荷量之比q1：q2=1：2‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．第一次进入磁场过程中，感应电动势大小为 导体棒作为电源切割磁感线，所以两端电压为路端电压，根据闭合电路欧姆定律可知 故A错误；‎ B．第二次进入磁场过程中，感应电动势大小 根据闭合电路欧姆定律 可知 故B正确；‎ C．根据焦耳定律 可知 故C错误；‎ D．通过线框的电荷量 两次通过磁场的相同，所以两次进入过程中通过线圈截面的电荷量相同，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎21.发电机的原理可以简化成如图所示的电路，导体棒bc在外力作用下沿接触良好的导轨向右匀速运动，下列说法正确的是（　　）‎ A. 在导体棒向右运动的过程中，导体棒内自由电子所受洛伦兹力的方向严格由b指向c B. 导体棒内大量自由电子所受洛伦兹力沿垂直棒方向的分量之和宏观上表现为安培力 C. 发电机工作中，安培力充当非静电力搬运电荷做功，产生电动势 D. 如果将图中磁场反向但保持导体棒运动方向不变，则导体棒所受安培力也反向 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．导体棒运动过程中某时刻，电子具有水平向右的分速度，根据左手定则可知电子受到b指向c的洛伦兹力，如图：‎ 电子实际速度由水平方向上的速度和竖直方向上的速度合成，所以导体棒内自由电子所受洛伦兹力的方向不是严格由b指向c，故A错误；‎ B．通电导线在磁场中受到的安培力为 而电流为 为单位体积内的自由电子数目，为导体棒横截面积，每个电子有向下的分速度，受到的水平洛仑兹力为 所以安培力为 为导体内自由电子的总数，所以导体棒内大量自由电子所受洛伦兹力沿垂直棒方向的分量之和宏观上表现为安培力，故B正确；‎ C．结合A、B选项分析可知，发电机工作中，洛伦兹力充当非静电力搬运电荷从而产生电动势，故C错误；‎ D．不论磁场方向如何，导体棒向右运动过程中闭合回路中的磁通量增大，根据楞次定律，为了阻碍闭合回路中磁通量的增大，安培力方向始终向左，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎22.如图，实线是某电场中的电场线（方向未标出），虚线是一个带负电的粒子在该电场中运动的轨迹，则以下判断中正确的是（　　）‎ A. 带电粒子在a处的加速度大于它在b处的加速度 B. 带电粒子在b处电势能大于它在a处的电势能 C. b处电势高于a处电势 D. 带电粒子在b处的速率大于它在a处的速率 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．电场线的疏密程度表示电场强度的弱强，所以 粒子在电场中仅受电场力，根据牛顿第二定律 可知加速度关系 故A错误；‎ BC．粒子带负电，所受电场力指向曲线凹侧，所以电场线方向向上，沿电场线方向电势降低，则 根据电势能 可知 故B正确，C错误；‎ D．粒子仅在电场力作用下运动，电势能和动能总和保持不变，相互转化，所以 所以带电粒子在b处的速率小于它在a处的速率，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎23.常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G（表头）改装成的。现有一个小量程电流表G，内阻为Rg，满偏电流为Ig，下列说法正确的是（　　）‎ A. 如果需要改装成为大量程的电流表，需要并联一个大电阻 B. 如果需要改装成为大量程的电流表，需要串联一个大电阻 C. 如果需要改装成为大量程的电压表，需要并联一个大电阻 D. 如果需要改装成为大量程的电压表，需要串联一个大电阻 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．根据电阻的分流规律可知小电阻分大电流，所以如果需要改装成为大量程的电流表，需要并联一个小电阻，故AB错误；‎ CD．根据电阻的分压规律可知大电阻分大电压，所以如果需要改装成为大量程的电压表，需要串联一个大电阻，故C错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎24.如图所示，足够大的匀强磁场中有一个矩形线圈，正绕轴以恒定的角速度匀速转动，下列分析中正确的是（　　）‎ A. 转动过程中，线圈中产生的感应电动势大小不变 B. 如果仅将线圈的转轴向右平移一段距离x（x

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