2022-2023學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（　　）

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

  B．一小段通電導線所受磁場力的方向就是磁場方向

  C．一小段通電導線在某處不受磁場力，該處磁感應強度一定為零

  D．磁感應強度為零的地方，一小段通電導線在該處不受磁場力
  組卷：276引用：23難度：0.5

  解析

• 2．有一橫截面積為S 的銅導線，流經其中的電流強度為I；設每單位體積的導線中有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，通過導線橫截面的自由電子數可表示為（　　）

  A．nvSΔt

  B．nv?Δt

  C． IΔ t ve

  D． IΔ t S e
  組卷：861引用：10難度：0.9

  解析

• 3．關于多用電表的使用，下列說法正確的有（　　）
  

  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：271引用：5難度：0.7

  解析

• 4．如圖是某磁場部分區域的磁感線分布（圖線關于水平虛線對稱），a、b是其內兩點．則（　　）

  A．a、b兩點的磁感應強度大小不等，且Ba＞Bb

  B．同一通電導線放在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點的磁感應強度的方向即為放在該點的通電直導線所受的磁場力的方向
  組卷：188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，對應其中一個量程：當使用a,c兩個端點時，對應另外一個量程。已知表頭的內阻R_g為1000Ω，滿偏電流I_g為2mA。則（　　）

  A．當使用a、b兩個端點時，對應量程為10mA

  B．當使用a、c兩個端點時，對應量程為50mA

  C．R1+R2的阻值為50Ω

  D．R1+R2的阻值為250Ω
  組卷：471引用：1難度：0.5

  解析

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

  A．減小磁感應強度B

  B．調節滑動變阻器使電阻減小

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

  D．將電源正負極對調
  組卷：144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。只有公式和結果不得分）

• 18．如圖所示，在矩形區域abcd內充滿垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為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．已知沿Od方向發射的粒子在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：162引用：5難度：0.3

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• 19．物理現象的分析常常有宏觀與微觀兩個視角，建構合理化模型找出其內在聯系，有助于更加深刻理解其物理本質。
  
  （1）如圖甲所示，直流電源、開關、導線與金屬棒ab組成一個電路。從微觀角度看，開關閉合時，電源兩端電壓會在金屬棒內部形成恒定電場，每個自由電子都在電場力作用下開始定向運動，但這些電子會與導體棒中的金屬正離子發生碰撞，碰撞后電子向各方向運動的機會相同，沿導線方向的定向運動速度變為0；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，單位體積內自由電子數為n,電子的質量為m,電荷量為e,連續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，導線及開關的電阻不計。
  a.求自由電子定向運動時的加速度大小a；
  b.求t₀時間內自由電子定向運動的平均速率v₀；
  c.推導金屬棒中形成電流I的表達式。
  （2）某同學受磁流體發電機的啟發，設計了一種新型發電裝置。如圖乙所示，將發電裝置、開關、導線與電阻組成一個電路，這種新型發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，由于靜電感應在C極板上感應出等量的負電荷。宏觀上A、C兩板間產生電勢差，可為阻值為R的外電阻供電。已知每個離子的質量均為m,電荷量為+q,單位時間內沿垂直極板方向上單位長度噴射的正離子個數為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S₁外電路短路，求短路電流I_m；
  b.只閉合開關S₂，電路中電流穩定后，若單位時間內打在極板A上的離子數為N，請寫出N與R的關系式。
  組卷：160引用：1難度：0.4

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