说明：1.测试时间：90分钟 总分：100分

2.客观题涂在答题纸上，主观题答在答题纸的相应位置上

第I卷 （48分）

一．选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分.在每个小题所给出的四个选项中，第1至7题只有一项符合题目要求，第8至12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。）

1．如图，长方形线框 abcd 通有电流 I，放在直线电流 I ' 附近，线框与直线电流共面，则下列表述正确的是?

A. 线圈四个边都受安培力作用，它们的合力方向向左

B. 只有ad和bc边受安培力作用，它们的合力为零

C. ab和dc边所受安培力大小相等，方向相同

D. 线圈四个边都受安培力作用，它们
的合力为零

2.矩形导线框固定在匀强磁场中，如图甲所示。磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向为垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，则

A.从0到t1时间内，导线框中电流的方向为abcda

B.从0到t1时间内，导线框中电流越来越小

C.从0到t2时间内，导线框中电流的方向始终为adcba

D.从0到t2时间内，导线框bc边受到的安培力越来越大

3．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，R1=20Ω，R2=30Ω，C为电容器，已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则 （ ）

A．交流电的频率为0.02Hz B．原线圈输入电压的最大值为

C．电阻R2的电功率约为6.67W D．通过R3的电流始终为零

4.如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成θ角(0<θ<π
)以速率v发射一个带正电的粒子(重力不计)．则下列说法正确的是(　 　)

A．若v一定，θ越大，则粒子在磁场中运动的时间越短[来源:学,科,网]

B．若v一定，θ越大，则粒子在离开磁场的位置距O点越远

C．若θ一定，v越大，则粒子在磁场中
运动的角速度越大

D．若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短

5.如图所示电路，灯A
、B都能正常发光，忽然灯A变亮，灯B变暗，如果电路中有一处出现断路故障，则出现断路故障的电路是（ ）

A．R1所在的支路 B．R2所在的支路

C．R3所在的支路 D．电源所在的电路

6．如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则（）

A．电压表读数减小 B．电流表读数减小

C．质点P将向上运动 D．R3上消耗的功率逐渐增大

7．如图所示，在坐标系xOy中，有边长为a的正方形金属线框abcd，其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处。在y轴的右侧的第Ⅰ和第Ⅳ象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab
边刚好重合，左边界与y轴重合，右边界与y轴平行。t＝0时刻，线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域。取沿a→b→c→d→a的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流i随时间t变化的图线是( )

8．某空间存在方向垂直于纸面向里的矩形匀强磁场abcd，ad =L，ab =2L．一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从ad边的中点O垂直于ad边入射．粒子均带正电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子（不计粒子重力）．下列说法正确的是

A．入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同

B．入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间可能相同

C．从a点射出的粒子与从b点射出的粒子的运动半径之比为1:17

D．从a点射出的粒子与从b点射出的粒子的运动半径之比为2:17[来源:学科网ZXXK]

9.图甲是回旋加速器的工作原理图。D1和D2是两个中空的半圆金属盒，它们之间有一定的电势差，A处的粒子源产生的带电粒子，在两盒之间被电场加速。两半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，所以粒子在半圆盒中做匀速圆周运动。若带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示，不计带电粒子在电场中的加速时间，不考虑由相对论效应带来的影响，下列判断正确的是

在Ek-t图中应该有tn+1- tn =tn-tn-1

在Ek-t图中应该有tn+1- tn

在Ek-t图中应该有En+1- En =En-En-1

在Ek-t图中应该有En+1-En

10.在如图所示的远距离输电电路中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变．随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有 （ ）

A．升压变压器的输出电压增大

B．降压变压器的输出电压增大

C．输电线上损耗的功率增大

D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大

11.由于天气原因断电，某小区启动了临时供电系统，它由备用发电机和副线圈匝数可调的变压器组成，如图所示，图中R0表示输电线的电阻。滑动触头P置于某处时，用户的用电器恰
好正常工作，在下列情况下，要保证用电器仍能正常工作，则

A．当发电机输出的电压发生波动使V1示数小于正常值，用电器不变时，应使滑动触头P向上滑动

B．当发电机输出的电压发生波动使V1示数小于正常值，用电器不变时，应使滑动触头P向下滑动

C．如果V1示数保持正常值不变，那么当用电器增加时，滑动触头P应向上滑

D．如果V1示数保持正常值不变，那么当用电器增加时，滑动触头P应向下滑

12. 如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以
v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两过程中

A．导体框中产生的感应电流方向相同 B．导体框中产生
的焦耳热相同

C．导体框ad边两端电势差相同 D．通过导体框截面的电量相同

第II卷（满分52分）

二、填空题（本题共2小题，每空2分，共计20分。请把答案填写在答题纸的相应位置上。）

13．在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时，所用器材有：电动势为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线，要求能测出尽可能多的数据，图示是没有连接完的实物电路。（已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根）

（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。

（2）连好电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表几乎不偏转，则故障的原因可能是 。

（3）排除故障后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （填“左”或“右”）端滑动。

（4）通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成了如图所示的U-I图线，根据U-I图线提供的信息，可计算出小灯泡额定功率为 W。

（5）图线是曲线而不是过原点的直线，原因是 。

14.（1）某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，已知金属丝电阻约为5欧姆，正确操作获得金属丝直径的读数如下图所示，则它的读数是________mm。

（2）已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10Ω，电流表内阻约几欧，电压表内阻约20kΩ，电源为干电池（不宜在长时间、大功率状况下使用），电源电动势E = 4.5V，内阻较小。则以下电路图中，__________（选填字母代号）电路为本次实验应当采用的最佳电路，但用此最佳电路测量的金属丝电阻仍然会比真实值偏_________（选填“大”或“小”）。

（3）若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA=2.0Ω，那么测量金属丝电阻
的最佳电路应是上图中的__________电路（选填字母代号）。此时测得电流为I、电压为U，则金属丝电阻
_____（ 用题中字母代号表示）。[来源:学科网ZXXK]

三、计算题（本题共3小题，共32分。第15题10分，第16题10分，第17题12分。要求解答应写出必要的文字说明和相关方程以及重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。）

15．如图甲所示，长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴O1O2转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示，其中B0、B1和t1均为已知。在0～t1的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动。求：

（1）0～t1时间内通过电阻R的电流大小；

（2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量；

（3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电
荷量。

16．如图所示，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ角固定，轨距为d。空间存在匀强磁场，磁场方向

垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B。P、M间接有阻值为3R的电阻。Q、N间接有阻值为6R的电阻，质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其有效电阻为R。现从静止释放ab，当它沿轨道下滑距离s时，达到最大速度。若轨道足够长且电阻不计，重力加速度为g。求：

（1）金属杆ab运动的最大速度；

（2）金属杆ab运动的加速度为gsinθ/2时，金属杆ab消耗的电功率；

（3）金属杆ab从静止到具有最大速度的过程中，克服安培力所做的功。

17．如图所示，两平行金属板AB中间有互相垂直的匀强电场和匀强磁场。A板带正电荷，B板带等量负电荷，电场强度为E；磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B1。平行金属板右侧有一挡板M，中间有小孔O′，OO′是平行于两金属板的中心线。挡板右侧有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场应强度为B2。CD为磁场B2边界上的一绝缘板，它与M板的夹角θ=45°，O′C=a，现有大量质量均为m，含有各种不同电荷量、不同电性、不同速度的带电粒子（不计重力），自O点沿OO′方向进入电磁场区域，其中有些粒子沿直线OO′方向运动，并进入匀强磁场B2中，求：

（1）沿直线OO′方向进入匀强磁场B2的带电粒子的速度；

（2）能击中绝缘板CD的粒子中，所带电荷量的最大值；

（3）绝缘板CD上被带电粒子击中区域的长度。

沈阳二中2013——2014学年度上学期期末考试

高二（15届）物理答案

一．选择题

二、填空题

13. (1)如图所示

（2）c段导
线断路或灯泡断路

（3）右

（4）0.5

（5）灯丝的电阻会随温度的升高而增大

14. （1）0.996-1.000

（2）A；小

(3)B,
或

三、计算题

15.解：（1）0～t1时间内，线框中的感应电动势
（2分）

根据闭合电路欧姆定律可知，通过电阻R的电流
（1分）[来源:学科网]

（2）线框产生感应电动势的最大值
（1分）

感应电动势的有效值
（1分）

通过电阻R电流的有效值：
（1分）[来源:学|科|网]

线圈转动一周所需的时间：

此过程中，电阻R产生的热量 Q=I2Rt=πRω
（1分）

（3）线框从图甲所示位置转过90°的过程中，平均感应电动势为
，平均感应电流为
，通过电阻R的电荷量 q=
。（3分）

16．解：（1）由题意得：
，则

金属杆达最大速度时，受力平衡：
（1分）

（1分）

（1分）

解得：
（1分）

（2）金属杆ab运动的加速度为gsinθ/2时：
（2分）

解得

则金属杆ab消耗的电功率
（1分）

（3）金属杆ab从静止到具有最大速度的过程中，由动能定理得：

（2分）

则
（1分）

因此，带电量最大的带电粒子运动的轨道半径最小。设最小半径为r1,此带电粒

子运动轨迹与CD板相切，则有：

解得：
（2分）

电荷量最大值
（1分）

(3)带负电的粒子在磁场B2中向上偏转，某带负电粒子轨迹与CD相切，设半径为r2，依题意r2+a=
r2

解得：r2=(
+1）a -------------------------------（2分）

则CD板上被带电粒子击中区域的长度为

X= r2- r1=2a -------------------------------------------------（2分）