北京十二中2020-2021学年高二年级上学期期末物理试题 参考答案

这是一份北京十二中2020-2021学年高二年级上学期期末物理试题 参考答案，共13页。试卷主要包含了【答案】C，【答案】B，【答案】A等内容，欢迎下载使用。
答案和解析 1.【答案】
 【解析】解：、年，奥斯特发现了电流的磁效应，符合物理学史，
B、法拉第经过近十年的探索，在年发现了电磁感应现象，符合物理学史，
C、安培发现磁场对通电导线有作用力，洛伦兹发现了磁场对运动电荷有作用力，不符合物理学史，
D、楞次找到了判断感应电流方向的方法，即楞次定律，符合物理学史，
本题不符合物理学史的，
故选：。
本题根据奥斯特、牛顿、法拉第、楞次等科学家的物理成就进行解答．
本题是物理学史，属于常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．
 2.【答案】
 【解析】解：、若是同种电荷，则出现相互排斥，导致电荷间距比还大，因此库仑力，故A错误，C正确；
B、当是异种电荷时，电荷间相互吸引，导致电荷间距比还小，因此库仑力，故B错误，
D、由上分析可知，故D错误；
故选：。
根据库仑定律，及其成立条件：真空中点电荷，由于间距导致，不能看成点电荷，根据电荷电性来确定电荷的间距，从而确定求解。
考查库仑定律的内容，掌握库仑定律的成立条件，理解点电荷的条件。
 3.【答案】
 【解析】解：、公式时电阻的定义式，电阻的大小与电压和电流大小无关，由导体自身决定，故A错误；
B、公式的成立的前提时电流元与磁场方向垂直，若一小段通电导体在某处受磁场力大小为，可能时电流元方向与磁场方向平行产生的，故B错误；
C、由可知，若检验电荷在某处受电场力大小为，说明此处场强大小一定为，故C正确；
D、由可知，若通过回路的磁通量大小为，但磁通量的变化率，不一定为零，故感应电动势不一定为零，故D错误；
故选：。
用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，比如速度、密度、电阻等，用比值法定义的物理量的大小与分子、分母相关物理量的大小无关，只是等于比值。
本题考查比值定义法，所谓比值定义法，就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。一般地，比值法定义的基本特点是被定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性，它不随定义所用的物理量的大小取舍而改变，如确定的电场中的某一点的场强就不随、而变。
 4.【答案】
 【解析】解：、电流的方向与磁感应强度的方向垂直，即它们的夹角，金属棒受到的安培力大小，故A错误；
B、金属棒受力如图所示，金属棒静止，由平衡条件得：，故B错误；
C、对金属棒，由平衡条件得：，
由牛顿第三定律可知，金属棒对轨道的压力：，
若只增大磁感应强度后，金属棒对导轨的压力将增大，故C正确；
D、若只改变电流方向，金属棒受到的安培力方向反向，金属棒对导轨的压力将减小，故D错误。
故选：。
应用安培力公式求出金属棒受到的安培力，应用平衡条件求出金属棒受到的摩擦力大小；根据磁感应强度与电流方向的变化分析答题。
本题考查了通电导体棒在磁场中的受力问题，对金属棒正确受力分析、应用安培力公式与平衡条件即可解题。
 5.【答案】
 【解析】解：、甲图中，电子在电场中运动受到电场力，电场力对电子要做功，电子动能发生了变化；乙图中，电子在磁场中运动，受到洛伦兹力作用，洛伦兹力方向总是与电子速度方向垂直，不做功，所以电子的动能没有变化，故A正确，B错误；
C、甲图中，电子在电场力作用下，速度大小和方向都发生了变化，乙图中电子的速度大小不变，方向发生变化，所以两图中电子的速度都发生了变化，故C正确；
D、两种装置都体现了场对运动电荷的控制，即示波器是电场偏转，显像管是磁场偏转，故D正确。
本题选择错误的，
故选：。
电子在电场中运动时受到电场力，电场力对电子要做功，电子在磁场中运动时受到洛伦兹力作用，洛伦兹力方向总是与速度方向垂直，不做功。
本题考查场对电子的作用力，电子在电场中受电场力，电场力可以改变速度大小和方向。电子在磁场中受洛伦兹力，洛伦兹力不做功，不能改变电子的速度大小。
 6.【答案】
 【解析】解：、由图可知，两点疏密程度相同，故两点的磁感应强度的大小相等，故A错误；
B、由图可知，点磁感线比点密，故点处的磁感应强度比大，故B错误；
、根据磁通量的定义可知，穿过的磁通量比穿过的大，故C正确，D错误。
故选：。
根据磁感线的疏密表示磁场的强弱分析各点磁感应强度的大小，根据磁通量的定义分析磁通量的大小。
本题考查磁感线的性质以及磁通量的定义，要注意明确根据磁感线判断磁场强弱以及方向的基本方法；磁通量的大小也可以直接根据穿过线圈的磁感线的条件进行判断。
 7.【答案】
 【解析】解：、用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈，线圈中通入反复变化的电流，炉内的金属中产生涡流，涡流产生的热量使金属熔化，所以A正确；
B、家用电磁炉锅体通的是交流电，交流电产生的是变化的磁场，不是恒定的磁场，故B错误；
C、阻尼摆的铝盘以一定相对速度旋转掠过磁场时在铝盘内会产生感应电动势从而产生感应电流，因铝盘有电阻电流做功，消耗机械能，因此产生阻碍铝盘旋转的阻尼作用，故C正确；
D、用绝缘的硅钢片做铁芯，是为了减小涡流，减小能量损失，故D正确。
本题选错误的，
故选：。
线圈中的电流做周期性的变化，在附近的导体中产生感应电流，该感应电流看起来像水中的漩涡，所以叫做涡流。涡流会在导体中产生大量的热量。
掌握涡流的原理及应用与防止：真空冶炼炉，硅钢片铁心，金属探测器，电磁灶等。注意电磁炉是利用电流的热效应和磁效应的完美结合体，它的锅具必须含磁性材料，最常见的是不锈钢锅。
 8.【答案】
 【解析】解：、开关断开开关时，灯泡能否发生闪亮，取决于灯泡的电流有没有增大，与电源的内阻无关。故A错误。
    、若小灯泡电阻偏大，稳定时流过灯泡的电流小于线圈的电流，断开开关时，根据楞次定律，流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡将发生闪亮现象。故B错误。
    、线圈电阻偏大，稳定时流过灯泡的电流大于线圈的电流，断开开关时，根据楞次定律，流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡不发生闪亮现象。故C正确。
    、线圈的自感系数较大，产生的自感电动势较大，但不能改变稳定时灯泡和线圈中电流的大小。故D错误。
故选：。
线圈与小灯泡并连接电池组上．要使灯泡发生闪亮，断开开关时，流过灯泡的电流要比以前的电流大．根据楞次定律和并联的特点分析．
自感现象是特殊的电磁感应现象，根据楞次定律分析要使实验现象明显的条件：线圈的电阻应小于灯泡的电阻．
 9.【答案】
 【解析】解：当摆到竖直位置时，导体棒产生的感应电动势为：
；
金属环并联的电阻为：
两端的电压是路端电压，两端的电压大小为：

故选：。
当摆到竖直位置时，先由感应电动势公式，求出导体棒产生的感应电动势，再根据欧姆定律求解两端的电压大小．
本题是电磁感应与电路的结合问题，关键是弄清电源和外电路的构造，然后根据电学知识进一步求解，容易出错之处是把间的电压看成是内电压，得到结果是．
 10.【答案】
 【解析】解：磁铁在整个下落过程中，由楞次定律中来拒去留规律可知，铝管受向下的作用力，故铝管对泡沫塑料的压力一定大于铝管的重力；由于强磁铁下落的速度增大，则导致铝管的磁通量变化率变大，因此产生感应电流增大，那么安培力也会增大，那么铝管对泡沫塑料的压力增大，即电子秤示数的不断变大，故C正确，ABD错误；
故选：。
条形磁铁通过铝管时，导致铝管的磁通量发生变化，从而产生感应电流，出现感应磁场要阻碍原磁场的变化，导致条形磁铁受到一定阻力，因而机械能不守恒；在下落过程中导致铝管产生热能；根据楞次定律得出铝管对泡沫塑料的压力大于铝管的重力．
本题考查楞次定律的另一种表述：来拒去留，当强磁铁过来时，就拒绝它；当离开时就挽留它．要注意理解并能准确应用；同时本题还涉及到决定磁通量变化率的大小因素．
 11.【答案】
 【解析】解：、根据“分子电流”的假说，未被磁化的物体，分子电流的方向非常紊乱，对外不显磁性，故A错误；
B、根据“分子电流”的假说，未被磁化的物体，分子电流的方向大致相同，于是对外界显示出磁性，故B正确；
、根据磁化与退磁的特性可知，磁体在高温环境下磁性会减弱，故C正确，D错误。
故选：。
分子电流的方向在没有磁化之前是非常紊乱，被磁化后分子电流的方向大致相同，对外界显示出磁性。高温可以使被磁化的分子电流的方向重新变得紊乱，从而失去磁性。
本题考查了分子电流假说。这种题型属于基础题，只要善于积累，难度不大。
 12.【答案】
 【解析】解：在未接通电路前，弹簧测力计的读数，
接通电路，如导线框受到竖直方向的安培力，如安培力竖直向上，则根据平衡状态有，所以弹簧测力计的大小为：
与的图象是一条斜率为负的倾斜的直线。
当安培力向下时，根据平衡条件有弹簧测力计的弹力大小为，则与的图象是斜率为正的倾斜的直线，故AD错误，BC正确。
故选：。
分析导线框在竖直方向的受力，根据平衡状态分析弹簧的弹力与电流的关系，注意安培力分为向上和向下两种情况。
解决该题的关键是明确知道导线框受到的安培力在竖直方向上，注意在解题过程要考虑安培力方向竖直向上和竖直向下两种情况。
 13.【答案】
 【解析】解：由，解得。
则动能，知动能与加速的电压无关，狭缝间的距离无关，与磁感应强度大小和形盒的半径有关，增大磁感应强度和形盒的半径，可以增加粒子的动能。故AB正确，CD错误。
故选：。
回旋加速器利用电场加速和磁场偏转来加速粒子，根据洛伦兹力提供向心力求出粒子射出时的速度，从而得出动能的表达式，看动能与什么因素有关．
解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用，知道粒子的最大动能与加速的电压无关，与磁感应强度大小和形盒的半径有关．
 14.【答案】
 【解析】解：、电阻，设正方形金属导体边长为，厚度为，则，则，在两导体上加上相同电压，则中的电流等于中的电流，故A错误，B正确。
、根据电场力与洛伦兹力平衡，则有，解得：，则有中产生的霍尔电压，等于中产生的霍尔电压，故C错误，D正确；
故选：。
和是材料相同，电阻率相同；设正方形导体的边长为，根据电阻定律研究电阻的关系，然后由欧姆定律，结合电场力与洛伦兹力平衡，及电流的微观表达式分析答题。
本题是物理规律在实际中应用的范例，根据本题的结果，可以将导体微型化，而电阻不变，难度适中。
 15.【答案】向左偏转  向右偏转  顺时针  右  扩张
 【解析】解：由题意可知当穿过的磁通量增大时，指针向左偏转，则可知当穿过的磁通量减小时，指针应该向右偏转，则：
闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，所在回路中的电阻减小，则中的电流增大，磁场变强，穿过的磁通量增大，故灵敏电流计的指针向左偏转；
闭合开关稳定后，将线圈从线圈抽出的过程中，所在位置的磁场变弱，穿过的磁通量减小，则可知灵敏电流计的指针向右偏转；
当光照减弱时，则电阻增大，导致线圈中的电流减小，依据右手螺旋定则与楞次定律，从左向右看，金属环中电流方向顺时针；
因穿过环的磁通量减小，据楞次定律，感应电流的磁场方向与原电流磁场方向相同，故相互吸引，则金属环将向右运动，且金属环有扩张趋势．
故答案为：向左偏转；向右偏转；顺时针，右，扩张．
、由题意可知当穿过的磁通量增大时，指针向左偏转，则可知当穿过的磁通量减小时，指针应该向右偏转，所以先判断穿过的磁通量的变化情况，从而即可判断指针的偏转方向；
由光敏电阻，其阻值随着光照强度的加强而减小，确定电阻的变化，由欧姆定律可知电路中电流的变化，即可得出磁场的变化及穿着线圈的磁通量的变化，则由楞次定律可得出线圈中磁场的方向，从而得出线圈的运动及形状的变化．
本题要求学生在做题的过程能通过对比找出指针的偏转方向与磁通量的大小变化有关，同时对楞次定律可简单地记为：“增反减同”、“来拒去留”；楞次定律的应用一定注意不要只想着判断电流方向，应练习用楞次定律去判断导体的运动及形状的变化．
 16.【答案】     
 【解析】解：根据多用电表电流挡读数方法，可知若所选挡位为直流挡，则示数为：；根据欧姆表的读数方法，可知若所选挡位为挡，则示数为：；
乙同学用欧姆表正确测量了一个约的电阻后，需要继续测量一个阻值约的电阻，需要换到挡，然后将红表笔和黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点，故合理的顺序是；
、用多用电表直流电压挡进行检测，将多用电表红、黑表笔分别接触、，若电压表几乎没有读数，电压表测量的是导线上的电压，说明灯泡可能出现短路故障，故A正确；
B、将多用电表红、黑表笔分别接触、，若电压表几乎没有读数，电压表测量的是导线上的电压，说明开关出现短路故障，故B错误；
C、将多用电表红、黑表笔分别接触、，若电压表读数接近，即电压表测的是电源两端的电压，说明灯泡和灯泡座可能接触不良，故C正确；
设多用电表欧姆挡内部电源电动势为，红表笔和黑表笔短接时电流为，根据闭合电路欧姆定律得：

联立解得：
可见，利用这些数据能得出欧姆表的内阻。
故答案为：，；；；利用这些数据能得出欧姆表的内阻，分析说明见上述内容。
根据多用电表电流挡和欧姆表的读数方法进行读数；
根据欧姆表的使用规则换挡必须重新调零来判断；
若电压表几乎没有读数，电压表测量的是导线上的电压，有短路现象发生；若电压表读数接近，即电压表测的是电源两端的电压，有断路现象发生；
根据闭合电路欧姆定律得求得欧姆表的内阻。
本题考查了多用电表读数、欧姆表的使用方法与步骤，要掌握常用器材的使用及读数方法；用欧姆表测电阻要选择合适的挡位，欧姆表换挡后要重新进行欧姆调零；
 17.【答案】电场强度的大小为，该带电粒子带正电荷．
磁感应强度的大小为．
 【解析】微粒受重力，电场力，洛伦兹力，微粒做匀速直线运动，所受合力必为零，根据共点力平衡条件可知，微粒只能带正电，否则不能平衡，受力如图所示，
由几何关系知，，则电场强度为： ；
由于合力为零，则：   
所以： 
 18.【答案】解：由于，则，
线圈内产生的感应电动势：，
闭合后，电路中电流：，方向由
断开后，通过的电流：。
 【解析】由于，则，根据，，可以求出电流大小和方向；
断开后，通过的电流：代入数据可以求出电荷量。
本题考查了法拉第电磁感应定律、电容器与电容、闭合电路的欧姆定律等知识点。关键点：利用，求磁场变化率。
 19.【答案】解：根据匀强电场公式有电场强度为 。
根据动能定理有   
得  。
粒子在磁场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，有 
得    。
答：匀强电场的电场强度的大小为。
粒子从电场射出时速度的大小为。
粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为。
 【解析】根据求解电场强度。
根据动能定理求解粒子从电场射出时速度的大小。
根据洛伦兹力提供向心力求解粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径。
该题考查了带电粒子在组合场中的运动，题目简单，知道粒子在电场中的运动情况，熟记相关的公式。
 20.【答案】解：当外电路断开时，极板间的电压大小等于电动势。
此时，发电通道内电荷量为的离子受力平衡。有：
可得：；
根据左手定则可得带正电的粒子向上极板运动，带负电的粒子向下极板运动，所以上极板的电势高；
根据电阻定律可得；
当电键闭合，由欧姆定律可得：
该电流在发电通道内受到的安培力大小为：
要使等离子体做匀速直线运动，所需的推力为：
推力的功率为：
联立可得：
闭合电路中发电机的总功率为：
可见，推力的功率就等于该发电机的总功率。
答：该磁流体发电机的电动势大小为，上极板电势高；
发电机板间部分的等离子体等效内阻为；
证明见解析。
 【解析】等离子体受到洛伦兹力发生偏转，根据正电荷的偏转方向确定直流电源的正极；最终电荷在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，根据平衡求出电源的电动势；
根据电阻定律求解等离子体等效内阻；
根据闭合电路欧姆定律计算电流大小，得出安培力大小，再由功率表达式，从而即可证明。
解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，以及会根据电荷的平衡求出电动势的大小，即极板间的电势差；并掌握电阻定律与电流的定义式的内容。
 21.【答案】解：棒切割磁感线产生感应电动势，；由右手定则端的电势高；
当棒在拉力作用下获得初速度后，撤去外力后导体棒在运动受到安培力作用做减速运动，不断减小，导体棒受到的安培力：不断减小，由牛顿第二定律得：，加速度不断减小，所以图象如图所示，
导体棒切割磁感线产生的感应电动势为动生电动势，动生电动势的非静电力是洛伦兹力，、由左手定则知道，正电荷受到洛伦兹力的方向大致由指向，正电荷运动的合速度方向和洛伦兹力方向如图所示。
、正电荷受洛伦兹力向端会聚，从而在两端形成电势差，正电荷又受到一个与洛伦兹力方向相反的电场力，当两力平衡后就不再运动。
、导体棒在做切割磁感线的运动时相当于一个电源，与外电路连接后导体两端的电荷减少，这样洛伦兹力大于电场力，又有一些正电荷去补充，这样只要导体总切割磁感线，导体两端就有电势差，所以这时非静电力指的是洛伦兹力。
将图中之间的电阻换成一个线圈电阻为的直流电动机，当导体棒以速度向右做匀速运动时，流过金属棒的电流为，此时电动机恰可在竖直方向匀速提升质量为的重物，由题意有：
货物匀速上升，由平衡条件可知，电动机的拉力为：
切割磁感线产生的感应电动势为：
电动机两端电压为：
电动机总功率为：
电动机线圈热功率为：
电动机的机械功率为：
货物的速度为：
答：如图所示，、两点间的电势差是，端电势高；
若在某个时刻撤去拉力，导体棒运动的图象如图所示；
、大致向端运动，自由电荷大致速度方向以及所受洛伦兹力的方向如图所示；、不会总向端运动，洛伦兹力与电场力平衡后就不再运动；、电源的非静电力是洛伦兹力；
重物竖直上升的速度大小为。
 【解析】由求出感应电动势，由右手定则判断感应电流方向，从而确定电势的高低；
导体棒在安培力作用下减速，做加速度减小的减速运动，从而大致画出图象；
从导体棒中的电荷随着导体运动，从而受到洛伦兹力去分析相关问题；
根据闭合电路欧姆定律求得电动机的输入电压，从而求得输入电动机的功率，再由能量守恒定律求出机械功率，由平衡求得重物匀速上升的速度。
本题主要是考查电磁感应现象的能量转化问题，解答本题要掌握发电机和电动机的工作原理，了解洛伦兹力不做功的原因和电磁感应现象中能量的转化情况。