2020-2021學年北京市八一學校高二（上）期末物理試卷

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

• 1．某電場的電場線如圖所示，一帶正電的點電荷僅在電場力的作用下從M點運動到N點。若其在電場中M、N兩點運動的加速度大小分別為a_M和a_N，所具有的動能分別為E_kM和E_kN，則下列說法中正確的是（　?。?/h2>

  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．科學家通過大量研究發(fā)現(xiàn)，定義某些物理量時具有一定的相似性。比如在研究電場強度時，在電場中某點放入一個試探電荷，其所受靜電力F與其電荷量q的比值反映了電場在該點的性質(zhì)，叫做電場強度，其定義式為E=

  F

  q

  ．請你判斷下列物理量符合這一定義方法的是（　　）

  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。電源電動勢為12V，內(nèi)阻為1Ω，電動機線圈電阻為0.5Ω．開關閉合，電動機正常工作，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．電動機消耗的電功率為80W

  D．電動機所做機械功的功率為18W
  組卷：228引用：7難度：0.7

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• 4．某同學為了探究感應電流產(chǎn)生的條件，做了以下實驗。如圖所示，線圈A通過變阻器和開關連接到直流電源上，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，當合上開關瞬間，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)進行下一步操作時，發(fā)現(xiàn)指針向左偏轉(zhuǎn)，則這個操作可能是（　　）

  A．將電源電壓增大	B．將開關斷開
  C．將線圈A插入B	D．將變阻器滑片向右滑動
  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，在熒光屏上會看到一條亮線。要使熒光屏上的亮線向下（z軸負方向）偏轉(zhuǎn)，在下列措施中可采用的是（　?。?br />

  A．加一電場，電場方向沿z軸負方向

  B．加一電場，電場方向沿y軸正方向

  C．加一磁場，磁場方向沿z軸負方向

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

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• 6．如圖所示，在帶負電荷的橡膠圓盤附近懸掛一個小磁針。現(xiàn)驅(qū)動圓盤繞中心軸高速旋轉(zhuǎn)，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列說法正確的是（　?。?/h2>

  A．偏轉(zhuǎn)原因是圓盤周圍存在電場

  B．偏轉(zhuǎn)原因是圓盤周圍產(chǎn)生了磁場

  C．僅改變圓盤的轉(zhuǎn)動方向，偏轉(zhuǎn)方向不變

  D．僅改變圓盤所帶電荷的電性，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。解答題應寫出必要的文字說明、方程和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）

• 19．電磁彈射技術是一種新興的直線推進技術，適宜于短行程發(fā)射大載荷，在軍事、民用和工業(yè)領域具有廣泛應用前景。我國已成功研制出用于航空母艦艦載機起飛的電磁彈射器。它由發(fā)電機、直線電機、強迫儲能裝置和控制系統(tǒng)等部分組成。電磁彈射器可以簡化為如圖所示的裝置以說明其基本原理。電源和一對足夠長平行金屬導軌M、N分別通過單刀雙擲開關K與電容器相連。電源的電動勢E=10V，內(nèi)阻不計。兩條足夠長的導軌相距L=0.1m且水平放置，處于磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面且豎直向下，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軌的滑槽內(nèi)，分別與兩導軌良好接觸。將開關K置于a使電容器充電，充電結(jié)束后，再將開關K置于b,金屬滑塊會在電磁力的驅(qū)動下運動，不計導軌和電路其他部分的電阻，且忽略金屬滑塊運動過程中的一切阻力，不計電容充放電過程中該裝置向外輻射的電磁能量及導軌中電流產(chǎn)生的磁場對滑塊的作用。
  （1）在電容器放電過程中，金屬滑塊兩端電壓與電容器兩極間電壓始終相等。求在開關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.電容器是一種儲能裝置，當電容兩極間電壓為U時，它所儲存的電能A=CU²/2．求金屬滑塊在運動過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q；
  b.金屬滑塊在運動時會產(chǎn)生反電動勢，使金屬滑塊中大量定向運動的自由電子又受到一個阻力作用。請分析并計算在金屬滑塊運動過程中這個阻力所做的總功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似性，源于它們在原理上的類似性。
  （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，進入與盒面垂直的勻強磁場的兩個D形盒中做圓周運動，循環(huán)往復不斷被加速，最終離開加速器。另一種同步加速器，基本原理可以簡化為如圖（乙）所示模型，帶電粒子從M板進入高壓縫隙被加速，離開N板時；兩板的電荷量均立即變?yōu)榱悖浑x開N板后，在勻強磁場的導引控制下回旋反復通過加速電場區(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,帶電粒子第一次進入磁場區(qū)時，兩種加速器的磁場均為B₀，加速時狹縫間電壓大小都恒為U，設帶電粒子最初進入狹縫時的初速度為零，不計粒子受到的重力，不計粒子加速時間及其做圓周運動產(chǎn)生的電磁輻射，不考慮磁場變化對粒子速度的影響及相對論效應。
  
  a.經(jīng)典回旋加速器，帶電粒子在不斷被加速后，其在磁場中的旋轉(zhuǎn)半徑也會不斷增加，求加速n次后，r_n的大??；
  b.同步加速器因其旋轉(zhuǎn)半徑R始終保持不變，因此磁場必須周期性遞增，請推導B_n的表達式；
  （2）空間存在有一圓柱形的半徑為r的勻強磁場區(qū)域，其橫截面如圖2所示，磁感應強度隨時間按照圖3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的細導線做成半徑為r的圓環(huán)（圖中未畫出），圓環(huán)平面垂直于該磁場，圓環(huán)的中心與磁場中心重合。圓環(huán)半徑小于該磁場的橫截面半徑。求0～t₀時間內(nèi)圓環(huán)中產(chǎn)生的焦耳熱Q。
  b.現(xiàn)將導體圓環(huán)替換成一個用絕緣細管做成的半徑為r的封閉圓形管道，且圓形管道的中心與磁場區(qū)域的中心重合（圖中未畫出）。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時小球靜止。求t=t₀時小球運動的圈數(shù)。
  組卷：20引用：1難度：0.5

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