2020-2021學(xué)年北京市八一學(xué)校高二（上）期末物理試卷

一、單項(xiàng)選擇題（14小題，每題3分，共42分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)正確）

• 1．某電場(chǎng)的電場(chǎng)線如圖所示，一帶正電的點(diǎn)電荷僅在電場(chǎng)力的作用下從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)。若其在電場(chǎng)中M、N兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度大小分別為a_M和a_N，所具有的動(dòng)能分別為E_kM和E_kN，則下列說(shuō)法中正確的是（　　）

  A．a(chǎn)M＞aN，EkM＞EkN	B．a(chǎn)M＞aN，EkM＜EkN
  C．a(chǎn)M＜aN，EkM＞EkN	D．a(chǎn)M＜aN，EkM＜EkN
  組卷：742引用：9難度：0.8

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• 2．科學(xué)家通過(guò)大量研究發(fā)現(xiàn)，定義某些物理量時(shí)具有一定的相似性。比如在研究電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，在電場(chǎng)中某點(diǎn)放入一個(gè)試探電荷，其所受靜電力F與其電荷量q的比值反映了電場(chǎng)在該點(diǎn)的性質(zhì)，叫做電場(chǎng)強(qiáng)度，其定義式為E=

  F

  q

  ．請(qǐng)你判斷下列物理量符合這一定義方法的是（　?。?/h2>

  A．φ= E p q

  B． R = U I

  C． C = ? S 4 K πd

  D． B = F IL
  組卷：57引用：3難度：0.7

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• 3．在如圖所示的電路中，電壓表、電流表均為理想電表。電源電動(dòng)勢(shì)為12V，內(nèi)阻為1Ω，電動(dòng)機(jī)線圈電阻為0.5Ω．開(kāi)關(guān)閉合，電動(dòng)機(jī)正常工作，電壓表示數(shù)為10V．則（　?。?/h2>

  A．電源兩端的電壓為12V

  B．電源的輸出功率為24W

  C．電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為80W

  D．電動(dòng)機(jī)所做機(jī)械功的功率為18W
  組卷：228引用：7難度：0.7

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• 4．某同學(xué)為了探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，做了以下實(shí)驗(yàn)。如圖所示，線圈A通過(guò)變阻器和開(kāi)關(guān)連接到直流電源上，線圈B的兩端連接到電流表上，把線圈A放在線圈B的上面，當(dāng)合上開(kāi)關(guān)瞬間，發(fā)現(xiàn)電流表指針向右偏了一下后回到中間位置。繼續(xù)進(jìn)行下一步操作時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針向左偏轉(zhuǎn)，則這個(gè)操作可能是（　　）

  A．將電源電壓增大	B．將開(kāi)關(guān)斷開(kāi)
  C．將線圈A插入B	D．將變阻器滑片向右滑動(dòng)
  組卷：53引用：3難度：0.7

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• 5．如圖是電子射線管示意圖。接通電源后，電子射線由陰極沿x軸方向射出，在熒光屏上會(huì)看到一條亮線。要使熒光屏上的亮線向下（z軸負(fù)方向）偏轉(zhuǎn)，在下列措施中可采用的是（　?。?br />

  A．加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向

  B．加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿y軸正方向

  C．加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向

  D．加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿y軸正方向
  組卷：215引用：5難度：0.7

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• 6．如圖所示，在帶負(fù)電荷的橡膠圓盤(pán)附近懸掛一個(gè)小磁針?，F(xiàn)驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)繞中心軸高速旋轉(zhuǎn)，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列說(shuō)法正確的是（　?。?/h2>

  A．偏轉(zhuǎn)原因是圓盤(pán)周?chē)嬖陔妶?chǎng)

  B．偏轉(zhuǎn)原因是圓盤(pán)周?chē)a(chǎn)生了磁場(chǎng)

  C．僅改變圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，偏轉(zhuǎn)方向不變

  D．僅改變圓盤(pán)所帶電荷的電性，偏轉(zhuǎn)方向不變
  組卷：1421引用：11難度：0.5

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三、解答題（4小題，共40分。解答題應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程和重要的演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位）

• 19．電磁彈射技術(shù)是一種新興的直線推進(jìn)技術(shù)，適宜于短行程發(fā)射大載荷，在軍事、民用和工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。我國(guó)已成功研制出用于航空母艦艦載機(jī)起飛的電磁彈射器。它由發(fā)電機(jī)、直線電機(jī)、強(qiáng)迫儲(chǔ)能裝置和控制系統(tǒng)等部分組成。電磁彈射器可以簡(jiǎn)化為如圖所示的裝置以說(shuō)明其基本原理。電源和一對(duì)足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌M、N分別通過(guò)單刀雙擲開(kāi)關(guān)K與電容器相連。電源的電動(dòng)勢(shì)E=10V，內(nèi)阻不計(jì)。兩條足夠長(zhǎng)的導(dǎo)軌相距L=0.1m且水平放置，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面且豎直向下，電容器的電容C=10F．現(xiàn)將一質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=0.1Ω的金屬滑塊垂直放置于導(dǎo)軌的滑槽內(nèi)，分別與兩導(dǎo)軌良好接觸。將開(kāi)關(guān)K置于a使電容器充電，充電結(jié)束后，再將開(kāi)關(guān)K置于b,金屬滑塊會(huì)在電磁力的驅(qū)動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，不計(jì)導(dǎo)軌和電路其他部分的電阻，且忽略金屬滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的一切阻力，不計(jì)電容充放電過(guò)程中該裝置向外輻射的電磁能量及導(dǎo)軌中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)滑塊的作用。
  （1）在電容器放電過(guò)程中，金屬滑塊兩端電壓與電容器兩極間電壓始終相等。求在開(kāi)關(guān)K置于b瞬間，金屬滑塊的加速度的大小a；
  （2）求金屬滑塊最大速度v；
  （3）a.電容器是一種儲(chǔ)能裝置，當(dāng)電容兩極間電壓為U時(shí)，它所儲(chǔ)存的電能A=CU²/2．求金屬滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q；
  b.金屬滑塊在運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，使金屬滑塊中大量定向運(yùn)動(dòng)的自由電子又受到一個(gè)阻力作用。請(qǐng)分析并計(jì)算在金屬滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中這個(gè)阻力所做的總功W。
  組卷：498引用：2難度：0.1

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• 20．各種加速器在裝置上的類(lèi)似性，源于它們?cè)谠砩系念?lèi)似性。
  （1）我們熟知經(jīng)典回旋加速器如圖（甲）所示，帶電粒子從M處經(jīng)狹縫中的高頻交流電壓加速，進(jìn)入與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的兩個(gè)D形盒中做圓周運(yùn)動(dòng)，循環(huán)往復(fù)不斷被加速，最終離開(kāi)加速器。另一種同步加速器，基本原理可以簡(jiǎn)化為如圖（乙）所示模型，帶電粒子從M板進(jìn)入高壓縫隙被加速，離開(kāi)N板時(shí)；兩板的電荷量均立即變?yōu)榱?；離開(kāi)N板后，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)的導(dǎo)引控制下回旋反復(fù)通過(guò)加速電場(chǎng)區(qū)不斷加速，但帶電粒子的旋轉(zhuǎn)半徑始終保持不變。已知帶電粒子A的電荷量為+q,質(zhì)量為m,帶電粒子第一次進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)時(shí)，兩種加速器的磁場(chǎng)均為B₀，加速時(shí)狹縫間電壓大小都恒為U，設(shè)帶電粒子最初進(jìn)入狹縫時(shí)的初速度為零，不計(jì)粒子受到的重力，不計(jì)粒子加速時(shí)間及其做圓周運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電磁輻射，不考慮磁場(chǎng)變化對(duì)粒子速度的影響及相對(duì)論效應(yīng)。
  
  a.經(jīng)典回旋加速器，帶電粒子在不斷被加速后，其在磁場(chǎng)中的旋轉(zhuǎn)半徑也會(huì)不斷增加，求加速n次后，r_n的大小；
  b.同步加速器因其旋轉(zhuǎn)半徑R始終保持不變，因此磁場(chǎng)必須周期性遞增，請(qǐng)推導(dǎo)B_n的表達(dá)式；
  （2）空間存在有一圓柱形的半徑為r的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，其橫截面如圖2所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按照?qǐng)D3所示的規(guī)律均勻變化。圖中B₀和t₀為已知量。
  a.用電阻為R的細(xì)導(dǎo)線做成半徑為r的圓環(huán)（圖中未畫(huà)出），圓環(huán)平面垂直于該磁場(chǎng)，圓環(huán)的中心與磁場(chǎng)中心重合。圓環(huán)半徑小于該磁場(chǎng)的橫截面半徑。求0～t₀時(shí)間內(nèi)圓環(huán)中產(chǎn)生的焦耳熱Q。
  b.現(xiàn)將導(dǎo)體圓環(huán)替換成一個(gè)用絕緣細(xì)管做成的半徑為r的封閉圓形管道，且圓形管道的中心與磁場(chǎng)區(qū)域的中心重合（圖中未畫(huà)出）。管道內(nèi)有一小球，小球質(zhì)量為m,帶電量為+q。忽略小球的重力和一切阻力。t=0時(shí)小球靜止。求t=t₀時(shí)小球運(yùn)動(dòng)的圈數(shù)。
  組卷：20引用：1難度：0.5

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