2021北京清華附中高二（上）期末

物理

（清華附中高19級(jí)）

一、單項(xiàng)選擇題（本題共10小題，每小題3分，共30分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題意

的。選對(duì)得3分，錯(cuò)選、多選，該小題不得分）

1.關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象中穿過線圈的磁通量與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系，下列說法正確的是（）

A.磁通量變化越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大B.磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定變大

C.磁通量減小時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也可能變大D.磁通量為零時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定為零

2.關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法中錯(cuò)誤的是：（）

A.磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，是矢量

B.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向跟產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流的關(guān)系可以用右手螺旋定則來判斷

C.一通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中某處所受安培力大，該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度就大

D.磁感線的切線方向表示磁場(chǎng)的方向，疏密表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小

3.如圖所示，已知電流從電流表的右側(cè)接線柱流入，其指針向右偏轉(zhuǎn).當(dāng)條形磁鐵豎直向下落入線圈時(shí)，空氣阻

力不計(jì).則

A.電流表指針向右偏轉(zhuǎn)

B.電流表指針向左偏轉(zhuǎn)

C.磁鐵加速度大于重力加速度

D.磁鐵加速度等于重力加速度

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4.圖為演示自感現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)裝置的電路圖，電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r.A是燈泡，Z,是一個(gè)自感系數(shù)很大的線

圈，線圈的直流電阻小于燈泡A正常發(fā)光時(shí)的電阻.實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后，燈泡A正常發(fā)光.下

列說法正確的是

A.閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后，燈泡A中電流等于線圈L中電流

B.閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后，燈泡A中電流大于線圈Z,中電流

C.電路穩(wěn)定后突然斷開開關(guān)S,燈泡A立即熄滅

D.電路穩(wěn)定后突然斷開開關(guān)S,燈泡A閃亮一下再熄滅

5.每時(shí)每刻都有大量帶電的宇宙射線向地球射來，地球磁場(chǎng)可以有效地改變這些射線中大多數(shù)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方

向，使它們不能到達(dá)地面，這對(duì)地球上的生命有十分重要的意義。假設(shè)有一個(gè)帶正電的宇宙射線粒子正垂直于

地面向赤道射來，在地磁場(chǎng)的作用下，它將（）

A.向東偏轉(zhuǎn)B.向南偏轉(zhuǎn)

C.向西偏轉(zhuǎn)D.向北偏轉(zhuǎn)

6.如圖所示，PQRS為一正方形導(dǎo)線框，它以恒定速度向右進(jìn)入以MN為邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直線框平

面，MN線與線框的邊成45。角，E、F分別為PS和PQ的中點(diǎn)，關(guān)于線框中的感應(yīng)電流（）

M

XXXX

A.當(dāng)E點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)，感應(yīng)電流最大

B.當(dāng)P點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)，感應(yīng)電流最大

C.當(dāng)F點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)，感應(yīng)電流最大

D.當(dāng)Q點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)，感應(yīng)電流最大

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7.如圖，在一水平放置的平板MN的上方有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里.許多

質(zhì)量為m帶電量為+q的粒子，以相同的速率v沿位于紙面內(nèi)的各個(gè)方向，由小孔0射入磁場(chǎng)區(qū)域.不計(jì)重

力，不計(jì)粒子間的相互影響.下列圖中陰影部分表示帶電粒子可能經(jīng)過的區(qū)域，其中/?=—.哪個(gè)圖是正確

Bq

的？（）

XXXXXXXX

R

xxxXXX

XXXXXXXX

XXXXXXXX

M。N

8.如圖所示，矩形閉合金屬框abed的平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,若ab邊受豎直向上的磁場(chǎng)力的作用，則可知線框的運(yùn)

動(dòng)情況是

「

?xF-：。

（XI■?1

6

A.向左平動(dòng)進(jìn)入磁場(chǎng)

B.向右平動(dòng)退出磁場(chǎng)

C.沿豎直方向向上平動(dòng)

D.沿豎直方向向下平動(dòng)

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9.如圖所式，矩形MNPQ區(qū)域內(nèi)有方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，有5個(gè)帶點(diǎn)粒子從圖中箭頭所示位置垂直于磁場(chǎng)

邊界進(jìn)入磁場(chǎng)，在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡為相應(yīng)的圓弧,，這些粒子的質(zhì)量，電荷量以及速度大小

如下表所示.

粒子編號(hào)質(zhì)量電荷量（q>0）速度大小

1m“V

22m-2q2v

33m-3q3v

42m2q3v

52mV

由以上信息可知，從圖中abc處進(jìn)入的粒子對(duì)應(yīng)表中的編號(hào)分別為（）

A.3,5,4B,4,2,5C.5,3,2D.2,4,5

10.如圖所示，固定在水平桌面上的光滑金屬導(dǎo)軌cd、eg處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿勿,垂直于“

和eg放在金屬導(dǎo)軌上且與它接觸良好。在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn)4、e之間連接一電阻，其他部分電阻忽略不計(jì)。

現(xiàn)用一水平向右的外力F作用在金屬桿ab上，使金屬桿由靜止開始向右在導(dǎo)軌上滑動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中桿制,始終垂直

于導(dǎo)軌。若金屬桿在外力F的作用下沿軌道做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則圖中可以定性表示在對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)外力F隨

時(shí)間t變化關(guān)系的圖象是（）

xxxaxxxxx

----------------------------c

xrhxxxxxxx

左—:右

X?XXX/-XXXX

Jg

XXXXXXXX

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二、雙項(xiàng)選擇題（每題有且僅兩個(gè)正確答案，本題共6小題，每小題3分，共18分。選對(duì)得3分，選對(duì)但不全得

2分，錯(cuò)選、多選，該小題不得分）

11.1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器，其原理如圖所示，兩個(gè)銅質(zhì)￡）形盒2與交流電源相

連，置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其間留有空隙，粒子從A點(diǎn)開始沿虛線運(yùn)動(dòng)。若忽略粒子在電場(chǎng)中加速所用的時(shí)間，下

列說法正確的有（）

A.交流電的周期等于粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間

B.控制其他量不變，只增大。形盒的半徑，粒子從加速器中出來時(shí)的速度將增大

C.控制其他量不變，只增大電壓U，粒子從加速器中出來時(shí)的速度將增大

D.加速完質(zhì)子后，不改變交流電的周期和磁感應(yīng)強(qiáng)度，可以直接用來加速氯原子核（質(zhì)量是質(zhì)子的4倍，電荷

是質(zhì)子的2倍）

12.在如圖所示的電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，線圈8與檢流計(jì)G組成閉合電路，線圈A與電池、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)組成閉

合電路，線圈A置于線圈B中。在實(shí)驗(yàn)中，以下的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)該出現(xiàn)的是（）

A.在閉合開關(guān)的瞬間檢流計(jì)指針將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，然后指針偏轉(zhuǎn)角度維持不變

B.在閉合開關(guān)的瞬間檢流計(jì)指針將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，然后指針又回到零刻度

C.閉合開關(guān)后，滑動(dòng)變阻器滑片尸向右或向左移動(dòng)過程中，檢流計(jì)指針都將發(fā)生編轉(zhuǎn)

D.在斷開開關(guān)的瞬間，檢流計(jì)指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)

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13.在圖甲中，MN和PQ是兩根豎直放置的相互平行的光滑金屬導(dǎo)軌，已知導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，在軌道上端p、M之

間接有一電阻R，ab是一根與導(dǎo)軌垂直的金屬桿，導(dǎo)軌和金屬桿的電阻均可忽略不計(jì)。且始終與導(dǎo)軌接觸良

好開始時(shí)，將電鍵S斷開，讓,必由靜止開始下滑，經(jīng)過一段時(shí)間后，再將S閉合。若從S閉合開始計(jì)時(shí)，則金

屬桿,力的速度隨時(shí)間f的變化情況可能是圖乙中的（已知在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，金屬桿出?始終與導(dǎo)軌垂直且接

觸良好）（）

14.在圖中，線圈M和線圈P繞在同一鐵芯上，線圈P和靈敏電流計(jì)G組成閉合回路，則（）

M

「/mzMI

A.當(dāng)合上開關(guān)S的瞬時(shí)，通過靈敏電流計(jì)的電流由b流向a

B.當(dāng)合開關(guān)S的瞬時(shí)，通過靈敏電流計(jì)的電流由。流向b

C.當(dāng)斷開開關(guān)S瞬時(shí)，通過靈敏電流計(jì)的電流由人流向a

D.當(dāng)斷開開關(guān)S的瞬時(shí)的，步靈敏電力的電流由a流向匕

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15.如圖所示，矩形線框固定于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，為一導(dǎo)體棒，可在和cd間滑動(dòng)并接觸良好。設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)

度為B，矩形線框的寬度〃。等于L，在「時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒向左勻速滑過距離d。則下列判斷錯(cuò)誤的是

()

XXxffxXX

A.當(dāng)4向左滑動(dòng)時(shí)，左側(cè)面積減小Ld，右側(cè)面積增大Ld,因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)￡=型▲

B.當(dāng)“1向左滑動(dòng)時(shí)，左側(cè)面積減小Ld，右側(cè)面積增大Ld，互相抵消，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)石=()

C.對(duì)于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的情況，公式E=—中，=8S，S是指導(dǎo)體棒切割磁感線掃過的面積，因此

t

BLd

E=

D.在切割磁感線的情況下，電動(dòng)勢(shì)的求解既能用E=8Lv計(jì)算，也能用—計(jì)算

16.電子感應(yīng)加速器是利用感應(yīng)電場(chǎng)來加速電子的一種設(shè)備。電子感應(yīng)加速器主要由上、下電磁鐵磁極和環(huán)形真空

室組成，當(dāng)電磁鐵通以變化的電流時(shí)，會(huì)在柱形電磁鐵的兩極間產(chǎn)生磁場(chǎng)，如圖所示：圖中上部分為主視圖，

主視圖中真空室的上方緊挨著電磁鐵的S極，下方緊挨著電磁鐵的N極。在真空室所在處安置一個(gè)環(huán)形真空管

道作為電子運(yùn)行的軌道，圖的下半部分為真空室的俯視圖，當(dāng)磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)就會(huì)不斷加速

電子，若電子在真空管中能一直沿逆時(shí)針方向做加速度大小不變的加速運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是()

A.感生電場(chǎng)的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向B.感生電場(chǎng)的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向

C.電磁鐵中通入的電流應(yīng)越來越強(qiáng)D.電磁鐵中通入的電流應(yīng)越來越弱

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三、實(shí)驗(yàn)題（每空2分，共16分）

17.某同學(xué)用多用電表“”擋測(cè)量電阻阻值時(shí)，先選好倍率擋位后，再用表筆連接待測(cè)電阻進(jìn)行讀數(shù)，則在他的測(cè)

量過程中缺少的步驟是____=若他按正確步驟進(jìn)行測(cè)量，檔位的選擇及表盤的示數(shù)如圖所示，則該電阻阻

值的測(cè)量值是。若該同學(xué)將該電表檔位調(diào)到100mA檔，用來測(cè)某電流時(shí)，表針?biāo)傅奈恢靡廊皇?/p>

圖中指針的位置，則此時(shí)他所測(cè)量的電流大小為mA。

18.某同學(xué)用圖甲所示電路測(cè)量一個(gè)蓄電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。已知蓄電池的內(nèi)電阻小于1。除蓄電池、開關(guān)、

導(dǎo)線外，可供使用的器材還有：

A.電壓表（量程3V）

B.電流表（量程0.6A）

C.電流表（量程3A）

D.定值電阻尺,（阻值3,額定功率4W）

E.滑動(dòng)變阻器R（阻值范圍0?5，額定電流為2A）

（1）電流表應(yīng)選__________。（選填器材前的字母序號(hào)）

（2）經(jīng)過測(cè)量，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出的。圖像如圖所示，則該蓄電池的電動(dòng)勢(shì)E=V.內(nèi)電阻

（3）這種測(cè)量方法將導(dǎo)致電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值o（填“偏大”、“偏小”、“不變”）

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19.要測(cè)量?jī)?nèi)阻較大的電壓表的內(nèi)電阻，可采用“電壓半值法”，其實(shí)驗(yàn)電路如圖。實(shí)驗(yàn)操作如下:

（1）先將滑動(dòng)變阻器凡的滑動(dòng)頭C調(diào)至最左端，將/?2的阻值調(diào)至最大。

（2）閉合s2和§,調(diào)節(jié)Ri使電壓表滿偏

（3）斷開星，保持滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭C的位置不變，削K電壓表半偏,此時(shí)&的值即為電壓表的內(nèi)

阻值。O

某同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，用的是3V量程的電壓表，他發(fā)現(xiàn)不管怎么調(diào)節(jié)凡都無法讓電壓表滿偏，他靈機(jī)一

動(dòng)，利用半值法的思想，自己按照如下步驟做了實(shí)驗(yàn):

a.閉合&和冬,調(diào)節(jié)以使電壓表的示數(shù)為2.5V。

b.斷開昆，保持滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭c的位置不變，調(diào)節(jié)R使電壓表示數(shù)為1.5V。

c.讀出此時(shí)電阻箱的讀數(shù)為&o

則可知按照該同學(xué)的測(cè)量方法，電壓表內(nèi)阻為_______。（用帶凡的表達(dá)式表示）

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四、計(jì)算題（本題共5.小題，共36分。要求出必要的文字說明、方程式和演算步驟。有數(shù)值計(jì)算的題，答案必須

明確寫出數(shù)值和單位）

20.如圖所示為質(zhì)譜儀示意圖。速度選擇器部分的勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為E，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為昆。偏轉(zhuǎn)分離

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21.如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中傾斜放置兩根平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌與水平面夾角為=37，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面

向下，磁感強(qiáng)度的大小為8=3T，平行導(dǎo)軌的間距為L(zhǎng)=10cm。兩金屬桿的質(zhì)量均為加=lg，電阻均為

R=3o導(dǎo)軌的電阻不計(jì)。若用與導(dǎo)軌平面平行的拉力F作用在金屬桿ab上，使。方勻速上滑并使4桿在

導(dǎo)軌上保持靜止。（已知cd桿光滑不受摩擦力，而ab桿與軌道間的摩擦系數(shù)為=0.5）求：

（1）cd桿所受安培力的大小。

（2）出?桿的速度大小。

（3）拉力/做功的功率。（已知sin37=0.6,cos37=0.8）

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22.如圖所示，水平面內(nèi)的兩根光滑金屬桿R;、cd構(gòu)成平行導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的寬度L=0.5m，處于豎直向下的勻強(qiáng)

磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度8=0.1T。導(dǎo)軌左端接一個(gè)R=0.4的電阻，導(dǎo)軌本身的電阻忽略不計(jì)。電阻

r=0.1、質(zhì)量m=0.1%g的導(dǎo)體棒4■在水平拉力戶作用下沿導(dǎo)軌向右做勻速運(yùn)動(dòng)，速度為y=2m/s，在運(yùn)

動(dòng)過程中，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直，且接觸良好。求：

（1）通過電阻R的電流大小和方向。

（2）拉力尸的功率。

（3）當(dāng)導(dǎo)體棒移動(dòng)尤=4m時(shí)撤去拉力，當(dāng)桿的運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，求從一開始到最終整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中電路中的

總焦耳熱。

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23.如圖所示，兩條水平虛線之間有垂直于紙面向外，寬度為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，質(zhì)量為小，電阻

為H的正方形線圈邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，線圈下邊緣到磁場(chǎng)上邊界的距離為/i。重力加速度為g,將線圈由靜止釋放，其

下邊緣（0。邊）剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度相同，則在整個(gè)線圈穿過磁場(chǎng)的過程中：

（1）若線圈的下邊緣,仍邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間，線圈恰好能勻速運(yùn)動(dòng)，則線圈下落的初始高度〃需要滿足什么

條件？

（2）要保證線圈的下邊緣邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度相同，且這兩個(gè)狀態(tài)時(shí)線圈恰好能勻速運(yùn)

動(dòng)，則磁場(chǎng)寬度d與線圈邊長(zhǎng)L應(yīng)該滿足什么樣的關(guān)系？（此間不需要在答題卡中寫出分析過程及理由,

只需要給出結(jié)論即可）

（3）若dL，且a匕邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間，線圈并不做勻速運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)求出：在線圈穿過磁場(chǎng)整個(gè)全過程中,

線圈的總焦耳熱。

a1—~~1bt

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24.如圖所示，在坐標(biāo)系xOy中，原點(diǎn)的直線OC與次軸正向的夾角=120,在0。右側(cè)有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，0C

為該電場(chǎng)的左邊界，電場(chǎng)無右邊界；在第二、三象限內(nèi)有一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)上邊界與電場(chǎng)邊界重疊（即為

0C邊）、右邊界為y軸、左邊界為圖中平行于y軸的虛線，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向

里。一帶正電荷4、質(zhì)量為機(jī)的粒子以某一速度自磁場(chǎng)左邊界上的A點(diǎn)射入磁場(chǎng)區(qū)域，并從。點(diǎn)射出，粒子

射出磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與X軸的夾角=30，大小為V。粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡為紙面內(nèi)的一段圓弧，且

圓弧的半徑為x軸下方的磁場(chǎng)水平寬度的2倍。粒子進(jìn)入電場(chǎng)后，在電場(chǎng)力的作用下又由。點(diǎn)返回磁場(chǎng)區(qū)域，

經(jīng)過一段時(shí)間后再次離開磁場(chǎng)。已知粒子從A點(diǎn)射入到第二次離開磁場(chǎng)所用的時(shí)間恰好等于粒子在磁場(chǎng)中做圓

周運(yùn)動(dòng)的周期。忽略重力的影響。則

（1）A點(diǎn)到x軸的垂直距離為。

（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)的大小為_______o粒子從第二次離開磁場(chǎng)到再次進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)所用的時(shí)間為.