2022-2023學(xué)年北京市首都師大附中高二（上）期末物理試卷

一、選擇題（本題每小題3分，共42分。題目中至少有一個選項正確。選對得3分，少選得2分，錯選不得分）

• 1．下列說法中正確的是（　?。?/h2>

  A．由B= F IL 可知，磁感應(yīng)強度B與一小段通電直導(dǎo)線受到的磁場力成正比

  B．一小段通電導(dǎo)線所受磁場力的方向就是磁場方向

  C．一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力，該處磁感應(yīng)強度一定為零

  D．磁感應(yīng)強度為零的地方，一小段通電導(dǎo)線在該處不受磁場力
  組卷：262引用：23難度：0.5

  解析

• 2．有一橫截面積為S 的銅導(dǎo)線，流經(jīng)其中的電流強度為I；設(shè)每單位體積的導(dǎo)線中有n個自由電子，電子的電量為e,此電子的定向移動速率為v,在Δt時間內(nèi)，通過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)可表示為（　?。?/h2>

  A．nvSΔt

  B．nv?Δt

  C． IΔ t ve

  D． IΔ t S e
  組卷：822引用：10難度：0.9

  解析

• 3．關(guān)于多用電表的使用，下列說法正確的有（　?。?br />

  A．甲圖是用多用電表直流電壓擋測量小燈泡兩端的電壓，表筆接法正確

  B．乙圖是用多用電表直流電流擋測量電路中的電流，表筆接法正確

  C．丙圖中用的是多用電表電阻擋測量二極管的反向電阻

  D．丁圖中用多用電表電阻擋測量的是二極管的反向電阻
  組卷：246引用：5難度：0.7

  解析

• 4．如圖是某磁場部分區(qū)域的磁感線分布（圖線關(guān)于水平虛線對稱），a、b是其內(nèi)兩點．則（　?。?/h2>

  A．a(chǎn)、b兩點的磁感應(yīng)強度大小不等，且Ba＞Bb

  B．同一通電導(dǎo)線放在a處所受磁場力一定大于放在b處所受磁場力

  C．同一閉合小線圈在a點的磁通量一定大于在b點的磁通量

  D．a(chǎn)點的磁感應(yīng)強度的方向即為放在該點的通電直導(dǎo)線所受的磁場力的方向
  組卷：167引用：3難度：0.9

  解析

• 5．如圖所示是一個擁有10mA和50mA兩個量程的電流表，當使用a,b兩個端點時，對應(yīng)其中一個量程：當使用a,c兩個端點時，對應(yīng)另外一個量程。已知表頭的內(nèi)阻R_g為1000Ω，滿偏電流I_g為2mA。則（　　）

  A．當使用a、b兩個端點時，對應(yīng)量程為10mA

  B．當使用a、c兩個端點時，對應(yīng)量程為50mA

  C．R1+R2的阻值為50Ω

  D．R1+R2的阻值為250Ω
  組卷：435引用：1難度：0.5

  解析

• 6．如圖所示，兩根間距為d的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電源E，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=30°。金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好。整個裝置處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中。當磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上時，金屬桿ab剛好處于靜止狀態(tài)。要使金屬桿能沿導(dǎo)軌向上運動，可以采取的措施是（　?。?/h2>

  A．減小磁感應(yīng)強度B

  B．調(diào)節(jié)滑動變阻器使電阻減小

  C．減小導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ（磁場方向仍垂直導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強度的大小不變）

  D．將電源正負極對調(diào)
  組卷：122引用：2難度：0.6

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三、計算論述題（本題共36分。要求寫出解題過程，重要公式，文字說明等。只有公式和結(jié)果不得分）

• 18．如圖所示，在矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B．在ad邊中點O的粒子源，在t=0時刻垂直于磁場發(fā)射出大量的同種帶電粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向與Od的夾角分布在0～180°范圍內(nèi)．已知沿Od方向發(fā)射的粒子在t=t₀時刻剛好從磁場邊界cd上的p點離開磁場，ab=1.5L，bc=

  3

  L，粒子在磁場中做圓周運動的半徑R=L，不計粒子的重力和粒子間的相互作用，求：
  （1）粒子在磁場中的運動周期T；
  （2）粒子的比荷

  q

  m

  ；
  （3）粒子在磁場中運動的最長時間．
  組卷：151引用：5難度：0.3

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• 19．物理現(xiàn)象的分析常常有宏觀與微觀兩個視角，建構(gòu)合理化模型找出其內(nèi)在聯(lián)系，有助于更加深刻理解其物理本質(zhì)。
  
  （1）如圖甲所示，直流電源、開關(guān)、導(dǎo)線與金屬棒ab組成一個電路。從微觀角度看，開關(guān)閉合時，電源兩端電壓會在金屬棒內(nèi)部形成恒定電場，每個自由電子都在電場力作用下開始定向運動，但這些電子會與導(dǎo)體棒中的金屬正離子發(fā)生碰撞，碰撞后電子向各方向運動的機會相同，沿導(dǎo)線方向的定向運動速度變?yōu)?；此后自由電子再加速、再碰撞……，這種定向運動在宏觀上形成了電流。已知電源兩端電壓為U，金屬棒的長度為L，橫截面積為S，單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n,電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,連續(xù)兩次碰撞間隔的平均時間為t₀，碰撞時間不計。僅在自由電子和金屬正離子碰撞時才考慮粒子間的相互作用，導(dǎo)線及開關(guān)的電阻不計。
  a.求自由電子定向運動時的加速度大小a；
  b.求t₀時間內(nèi)自由電子定向運動的平均速率v₀；
  c.推導(dǎo)金屬棒中形成電流I的表達式。
  （2）某同學(xué)受磁流體發(fā)電機的啟發(fā)，設(shè)計了一種新型發(fā)電裝置。如圖乙所示，將發(fā)電裝置、開關(guān)、導(dǎo)線與電阻組成一個電路，這種新型發(fā)電裝置可視為直流電源。從微觀角度看，兩面積足夠大的平行金屬極板A、C間有一個垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，將一束帶正電的離子流以速度v沿垂直于B的方向噴入磁場，帶正電的離子在洛倫茲力作用下向A極板偏轉(zhuǎn)，由于靜電感應(yīng)在C極板上感應(yīng)出等量的負電荷。宏觀上A、C兩板間產(chǎn)生電勢差，可為阻值為R的外電阻供電。已知每個離子的質(zhì)量均為m,電荷量為+q,單位時間內(nèi)沿垂直極板方向上單位長度噴射的正離子個數(shù)為n,A、C兩板間距為d,且d大于

  2

  mv

  q

  B

  。忽略離子的重力及離子間的相互作用力。
  a.只閉合開關(guān)S₁外電路短路，求短路電流I_m；
  b.只閉合開關(guān)S₂，電路中電流穩(wěn)定后，若單位時間內(nèi)打在極板A上的離子數(shù)為N，請寫出N與R的關(guān)系式。
  組卷：106引用：1難度：0.4

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