北京市通州区私立树人学校2023-2024学年第一学期十一年级物理期末
出题人∶ 审题人∶ 日期∶ 年级∶ 班级∶ 姓名∶
一、单选题（共18小题，每题只有一个选项符合题意，每题3分，共54分）
1.下列四幅图关于各物理量方向的关系中，正确的是（ ）
A. B. C. D.
2.磁电式电流表是常用的电学实验器材，如图所示，电表内部由线图、磁铁、极靴、圆柱形软铁、螺旋弹簧等构成。下列说法正确的是（ ）
A.极靴与圆柱形软铁之间为匀强磁场
B.当线圈中电流方向改变时，线圈受到的安培力方向不变
C.通电线圈通常绕在铝框上，主要因为铝的电阻率小，可以减小焦耳热的产生
D.在运输时，通常把正、负极接线柱用导线连在一起，是应用了电磁阻尼的原理
3.如图所示，把一根柔软的铜制弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，用导线连接弹簧上端作为接线端，另一根导线漫在水银槽中作为另一个接线端，再将端分别与一直流电源两极相连，发现弹簧开始坚直上下振动，电路交替通断。关于该实验。下列说法正确的是（ ）
A.通入电流时，弹簧各相邻线圈之间相互排斥
B.将端的极性对调，弹簧将不再上下振动
C.增大电流，弹簧下端离开水银液面的最大高度一定变小
D.用频率合适的交流电，也可使弹簧上下振动
4.如图甲所示，三块相同的蹄形磁铁并列放置在水平桌面上，可以认为磁极间的磁场是均匀的，将一根直导体棒用轻柔细导线水平悬挂在磁铁的两极间，导体棒的方向与磁感应强度的方向垂直。某同学实验中选用导线“1、4”进行实验，不通电流时，导体棒静止在图乙中的位置；有电流通过时，导体棒将摆动一个角度，若分别使大小为的电流流过导体棒，导体棒上摆的最大高度分别为图乙中的位置。已知三次电流大小的关系为。根据该同学的实验现象，可获得的直接结论为（ ）
A.电流较大时，导体棒受到的磁场力较大
B.若导体棒内通电部分越长，则导体棒受到的磁场力就越大
C.导体棒受到的磁场力大小与电流大小成正比
D.导体棒受到的磁场力大小与导体棒内通电部分长度成正比5.如图所示，在通电直导线下方，有一电子沿平行导线方向以速度向左开始运动，则电子（ ）
A.将沿轨迹I运动，半径越来越大
B.将沿轨迹运动，半径越来越小
C.将沿轨迹II运动，半径越来越小
D.将沿轨迹II运动，半径越来越大
6.一种发电装置如图所示。一对水平放置的平行金属板A、B之间有很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度沿垂直于磁场的方向射入磁场，把和电阻连接，、B就是一个直流电源的两个电极。下列判断正确的是（ ）
A.带正电的粒子在两板间受到的洛伦兹力方向向上
B.板是电源的正极、B板是电源的负极
C.只增大等离子体的射入速度，电源的电动势增大
D.只增大两板的面积，电源的电动势增大
7.一个带正电的微粒（重力不计）穿过如图所示的匀强磁场和匀强电场区域时，恰能沿直线运动，则欲使微粒向下偏转，应采用的办法是（ ）
A.增大微粒质量 B.增大微粒电荷量
C.减小入射速度 D.增大磁感应强度
8.如图为洛伦兹力演示仪的结构图，励磁线圈产生匀强磁场，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直，电子速度大小可通过电子枪的加速电压来控制，磁场强弱可通过励磁线圈的电流来调节，下列说法正确的是（ ）
A.励磁线圈电流沿顺时针方向
B.仅增大励磁线圈的电流，电子束径迹的半径变大
C.仅加大电子枪加速电压，电子束径迹的半径变大
D.仅加大电子枪加速电压，电子做圆周运动的周期将变大
9.电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量Q（在单位时间内通过管内横蓷面的流体的体积）为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为圆形的一段管道，已知管的直径为，流量计的上下两侧是金属材料，其余部分是绝缘材料，现于流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向如图所示，当导电流体稳定地流经流量计时，测得两点间的电动势为，则可求得流量为（ ）
A. B. C. D.
10.如图所示为回旋加速器工作原理示意图，置于真空中的两D形金属盒间的缝隙很小，带电粒子穿过缝隙的时间可忽略。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，加速电压为U。下列说法正确的是（ ）
A.要增大粒子的最大动能，可增大加速电压
B.要增大粒子的最大动能，可增大磁感应强度B
C.粒子在磁场中运动周期是电压变化周期的2倍
D.由于被加速，粒子在磁场中做圆周运动的周期越来越小11.如图甲所示，一闭合金属圆环处在垂直圆环平面的匀强磁场中。若磁感应强度B随时间按如图乙所示的规律变化，设图中礠感应强度垂直圆环平面向里为正方向，环中感应电流沿顺时针方向为正方向。则环中电流随时间变化的图像可能是下图中的（ ）
A. B.
C. D.
12.如图所示，一正方形线圈的匝数为，边长为，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中，在时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀的增大到2B。在此过程中，线圈中产生的感应电动势为（ ）
A. B. C. D.
13.如图所示，有两根和水平方向成角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为。一根质量为的金属杆从轨道上由静止滑下。经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度，不计金属杆和轨道的电阻，则以下分析正确的是（ ）
A.金属杆先做匀加速直线运动然后做匀速直线运动
B.金属杆由静止到最大速度过程中机械能守恒
C.如果只增大将变小
D.如果只增大将变小
14.如图是法拉第圆盘发电机的示意图，铜质圆盘安装在水平铜轴上，圆盘位于两磁极之间，圆盘平面与磁感线垂直。两铜片分别与转动轴和圆盘的边缘接触，使圆盘转动，电阻中就有电流通过。下列说法正确的是（ ）
A.仅改变圆盘转动的角速度，通过的电流保持不变
B.仅改变磁场的磁感应强度，通过的电流保持不变
C.仅断开电阻，两铜片间电势差为零
D.同时改变磁场方向和圆盘的转动方向，通过的电流方向不变
15.如图是一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间。铝框可以绕支点自由转动，先使铝框和磁铁静止，转动磁铁，观察铝框的运动，可以观察到（ ）
A.铝框与磁铁转动方向相反
B.铝框始终与磁铁转动的一样快
C.铝框是因为受到安培力而转动的
D.当磁铁停止转动后，如果没有空气阻力和摩擦阻力，铝框将保持匀速转动
16.物理课上，教师做了一个奇妙的“电磁阻尼”实验。如图所示，是由铜片和绝缘细杆组成的摆，其摆动平面通过电磁铁的两极之间，当绕在电磁铁上的线圈未通电时，铜片可自由摆动，要经过较长时间才会停下来。当线圈通电时，铜片迅速停止摆动。某同学另找来器材再探究此实验，他连接好电路，经重复试验，均没出现迅速停止抾动的现象。对比老师的演示实验，导致实验失败的原因可能是（ ）
A.电源的电压过高 B.所选线图的匝数过多
C.线图接在了交流电源上 D.摆的材料与老师的不同
17.如图所示，是自感系数很大、电阻很小的线圈，是两个相同的小灯泡。开始时，开关处于闭合状态，灯微亮，灯正常发光，断开开关（ ）
A.与同时熄灭 B.比先熄灭
C.闪亮后再熄灭 D.闪亮后再熄灭
18.如图所示利用电流传感器（电流传感器相当于电流表，其电阻可以忽略不计）研究自感现象的实验电路，电源的电动势为，内阻为，自感线圈的自感系数足够大，其直流电阻值大于灯泡的阻值，在时刻闭合开关，经过一段时间后，在时刻断开开关下列图像中能正确表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的是（ ）
A. B. C。 D.
二、实验题（共2小题，共11空和一个画图，每空和画图均2分，共24分）
19.利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。
（1）应该选择的实验电路是图1中的______（选填“甲”或“乙”）。
（2）现有电流表、开关和导线若干，以及以下器材∶
A.电压表
B.电压表
C.滑动变阻器
D.滑动变阻器
实验中电压表应选用______；滑动变阻器应选用______。（选填相应器材前的字母）
序号 1 2 3 4 5 6
电压U（V） 1.50 1.45 1.35 1.28 1.25 1.15
电流I（A） 0.06 0.12 0.24 0.26 0.36 0.48
（3）某位同学记录的6组数据如上表所示，请在图2的坐标纸上，画出U-I图线。
（4）根据（3）中所画图线可得出干电池的电动势______V，内电阻______Ω（结果保留2位小数）。
（5） 同学利用图像分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。在图3中，实线是根据实验数据描点作图得到的图像：虚线是该电源的路端电压随电流变化的图像（没有电表内电阻影响的理想情况）。甲电路图对应的图像是______，乙电路图对应的图像是______。
20.小明用如图1所示的装置研究“电磁感应现象”，螺线管与电流计构成闭合电路，条形磁铁极朝下。
（1）要想使电流计指针发生偏转，小明进行了以下4种操作，其中可行的是______（选填选项前的字母）。
A.螺线管不动，磁铁匀速插入或拔出螺线管
B.螺线管不动，磁铁加速插入或拔出螺线管
C.磁铁与螺线管保持相对静止，一起匀速向上运动
D.磁铁与螺线管保持相对静止，一起在水平面内做圆周运动
（2）在（1）的研究中，小明发现电流计指针偏转方向会有不同，也就是感应电流方向不同，根据（1）中的操作，那么感应电流方向与下列哪些因素有关______（选填选项前的字母）。
A.磁铁的磁性强弱
B.磁铁运动的方向
C.磁铁运动的速度大小
D.螺线管的匝数
（3）小明又将实验装置改造，如图2所示，螺线管A经过滑动变阻器与开关、电池相连构成直流电路；螺线管B与电流计构成闭合电路。螺线管B套在螺线管A的外面。为了探究影响感应电流方向的因素，闭合开关后，以不同的速度移动滑动变阻器的滑片，观察指针摆动情况；由此实验可以得出恰当的结论是______（选填选项前的字母）
A.螺线管A的磁性变强或变弱影响指针摆动方向
B.螺线管A的磁性变强或变弱影响指针摆动幅度大小
C.螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动方向
D.螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动幅度大小（4）在（3）研究中，闭合开关后，螺线管A的电流稳定时，螺线管B中也存在磁场，但不出现感应电流，这说明什么？
三、计算题（共3小题，21题、22题每题7分，23题8分，共22分）
21.如图，在坚直向下的磁感应强度为的匀强磁场中，两根足够长的平行光滑金属轨道固定在水平面内，相距为。导体棒垂直于放在轨道上，与轨道接触良好。轨道和导体棒的电阻均不计。
（1）如图1，若轨道左端MP间接一阻值为电阻，导体棒在水平拉力的作用下以速度沿轨道做匀速运动。
a.请根据法拉第电磁感应定律，证明导体棒做切割磁感线运动产生的感应电动势；
b.某时刻撤去拉力，再出撤去拉力后通过导体棒的电流随时间变化的图象，并分析该过程中的能量转化情况。
（2）如图2，若轨道左端MP间接一电动势为E、内阻为的电源，导体棒处于静止状态。某时刻闭合开关，画出闭合开关后通过导体棒的电流随时间变化的图象，并分析该过程中的能量转化情况。
22.如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度，一端连接的电阻。导轨所在空间存在坚直向下的匀强磁场，磁感应强度。电阻的导体棒放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。在平行于导轨的拉力作用下，导体棒沿导轨向右以匀速运动，运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好。设金属导轨足够长，不计导轨电阻和空气阻力。求∶
（1）电动势的大小；
（2）导体棒两端的电压；
（3）通过公式推导证明∶导体棒向右匀速运动时间内，拉力做的功等于电路获得的电能
23.如图所示为一种质谱仪的示意图，它由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。磁分析器中有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。带电粒子在辐向电场中运动时，受到的电场力大小处处相等，方向始终指向圆心。有一个所带电荷量为质量为的离子，从加速电场的处由静止开始，经加速电场加速后，以一定的速度进入静电分析器并沿图中圆弧虚线运动，在点离开静电分析器进入磁分析器，最终打在乳胶片上的点。不计离子重力。若已知加速电场的电势差为，静电分析器通道的半径为，圆心在处。求∶
（1）离子进入静电分析器时速度的大小；
（2）均匀辐向电场的场强；
（3）PQ之间的距离L。
