2019年1月西城高二期末物理试题及答案官方完美版

北京市西城区2018— 2019年度第一学期期末试卷

高二物理 2019.1

本试卷共7页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷 上作答无效。

一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。） 1．下列物理量中属于标量的是

A ．周期

B ．向心加速度

C ．线速度

D ．磁感应强度

2．两个质点之间万有引力的大小为F ，如果将这两个质点之间的距离变为原来的2倍，那么它们之间万有引力的大小变为 A ．2F B ．4F C ．

2F

D ． 4

F 3．一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M 向N 行驶，速度大小不变。下图中分别画出了汽车转弯时所受合力F 的四种方向，可能正确的是

4.自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径都不一样，它们的边缘有三个点A 、B 、C ，如图所示。正常骑行时，下列说法正确的是 A ．A 点的角速度大于B 点的角速度 B ．A 点的线速度与B 点的线速度大小相等 C ．C 点的角速度小于B 点的角速度 D ．C 点的线速度与B 点的线速度大小相等

5．如图所示，在南北方向水平放置的长直导线的正下方，有一只可以自由转动的小磁针。

现给直导线通以由 a 向b 的恒定电流I ，则小磁针的N 极将 A ．保持不动

B ．向下转动

C ．垂直纸面向里转动

D ．垂直纸面向外转动

A

F N

M

B

F

N

M

C F

N

M

D F

N

M

a

b S

N

I

6．在磁场中的同一位置放置一根直导线，导线的方向与磁场方向垂直。先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样。下图中的几幅图象表现的是导线受力的大小F 与通过导线的电流I 的关系。a 、b 各代表一组F 、I 的数据。在甲、乙、丙、丁四幅图中，正确的是

A ．甲、乙、丙、丁都正确

B ．甲、乙、丙都正确

C ．乙、丙都正确

D ．只有丙正确

7．如图所示为一阴极射线管，接通电源后，电子射线由阴极沿x 轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线，若要加一磁场使荧光屏上的亮线向上（z 轴正方向）偏转，则所加磁场方向为

A ．沿z 轴正方向

B ．沿z 轴负方向

C ．沿y 轴正方向

D ．沿y 轴负方向

8．如图1所示，100匝的线圈（图中只画了2 匝）两端A 、B 与一个理想电压表相连。线 圈内有指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按 图2所示规律变化。下列说法正确的是

A ．电压表的示数为150V ，A 端接电压表正接线柱

B ．电压表的示数为50.0V ，A 端接电压表正接线柱

C ．电压表的示数为150V ，B 端接电压表正接线柱

D ．电压表的示数为50.0V ，B 端接电压表正接线柱

9．交变电源与电阻R 、交流电压表按图1所示的方式连接，R

=10Ω。交变电源产生正弦式

电流，图2是电源输出电压的u -t 图象。交流电压表的示数是10.0V 。则

图1

图 2

x

y z

O +

阴极 电子束

狭缝 荧光屏

阳极

图1

V

R

交变电源

~

u /V

t /×10-2s

O U m

-U m

1

2

图2

A ．通过R 的电流峰值为1.0A ，频率为50Hz

B ．通过R 的电流峰值为1.0A ，频率为100Hz

C ．通过R 的电流峰值为1.4A ，频率为50Hz

D ．通过R 的电流峰值为1.4A ，频率为100Hz

10．如图所示，在探究影响通电导线受力的因素的实验中，三块相

同的蹄形磁铁并列放在桌上，可以认为磁极间的磁场是均匀的。将一根直导线水平悬挂在磁铁的两极间，导线的方向与磁感应强度的方向（由下向上）垂直。若导线质量为m ，导线中的电流为I ，处于磁场中通电部分的长度为L ，导线静止时悬线与竖直方向的夹角为θ，则导线所处空间磁场的磁感应强度大小为 A ．

sin mg IL θ B ．tan mg IL θ C ．sin mg IL θ D ．tan mg

IL θ

二、多项选择题（本题共4小题，每小题3分，共12分。在每小题给出的四个选项中，

有一个或多个选项是符合题意的，全部选对得3分，选对但不全得2分，错选不得分。） 11．一理想变压器原、副线圈匝数比n 1:n 2=11:5。原线圈与正弦交变电源连接，输入电压为

220V 。副线圈仅接一个10Ω的电阻。则 A. 变压器的输出电压为100V B. 流过电阻的电流是22A

C. 原线圈中的电流是22A

D. 变压器的输入功率是1×103W

12．如图所示，线圈M 和线圈P 绕在同一个铁芯上。在开关S 闭合、断开的过程中，有关通

过电流表的感应电流方向，下列判断正确的是 A ．开关闭合瞬间，电流方向a →b B ．开关闭合瞬间，电流方向b →a C ．开关断开瞬间，电流方向a →b D ．开关断开瞬间，电流方向b →a

13．在两平行金属板间，有如图所示的互相正交的匀强电场和

匀强磁场。α粒子（氦原子核）以速度v 0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向从左向右射入，恰好能沿直线匀速通过。下列说法正确的是

A ．若电子以速度v 0沿相同方向射入，电子将向下偏转

B ．若质子以速度v 0沿相同方向射入，质子将沿直线匀速通过

C ．若质子以大于v 0的速度沿相同方向射入，质子将向下偏转

D ．若质子以大于v 0的速度沿相同方向射入，质子将向上偏转

a

b

14．我们可以用如图所示的实验装置来

探究影响向心力大小的因素。长槽横臂的挡板B 到转轴的距离是挡板A 的2倍，长槽横臂的挡板A 和短槽横臂上的挡板C 到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用

使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。则关于这个实验，下列说法正确的是

A ．探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将 质量相同的小球分别放在挡板A 和挡板C 处

B ．探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将 质量相同的小球分别放在挡板B 和挡板

C 处

C ．探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质 量相同的小球分别放在挡板B 和挡板C 处

D ．探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质 量相同的小球分别放在挡板A 和挡板C 处

三、实验题（本题共2小题，共18分。）

15．（6分）如图1为“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置，所用电流表指针偏转

方向与电流方向间的关系为：当电流从“+”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。 （1）将条形磁铁按如图1方式S 极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。

螺线管的绕线方向如图2所示。请在图2中标出螺线管中的感应电流方向。

探究影响向心力大小因素的实验装置

手柄

变速塔轮

变速塔

长槽 短槽 小球

小球

挡板A 弹簧测力筒 标尺 传动皮带

挡板B 挡板C

图2

A B

图1

+

A

B

S

N

（2）经分析可得出结论：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形

磁铁的磁场方向__________（填“相同”或“相反”）。

（3）接上面的（1），将条形磁铁从螺线管中抽出时，电流表的指针向 （填“左”

或“右”）偏转。

16．（12分）某同学利用如图所示的实验装置，进行“研

究平抛运动的特点”实验。

（1）实验需要用到的测量工具有________

A ．秒表

B ．打点计时器

C ．刻度尺

D ．天平

（2）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的

有 。

A ．安装斜槽轨道，使其末端保持水平

B ．调整木板，使之与小球下落的竖直面平行

C ．每次小球应从同一位置由静止释放

D ．用折线连接描绘的点得到小球的运动轨迹

（3）通过描点画出平抛小球的运动轨迹，以平抛起点O 为坐标 原点，沿水平方向、竖直方向分别建立坐标轴，如图所示。 经测量，点P 的坐标为（30，45），小球从抛出点O 运动 到点P 所用的时间t =___________ s ，小球平抛运动的初速 度v 0 =＿＿＿＿m/s 。（取重力加速度g=10m/s 2）

（4）该同学在轨迹上取若干个点，测量它们的水平坐标x 和竖直坐标y ，作出y-x 2图

象，下列四个图象中正确的是 。

请结合平抛运动运动的特点，说明判断依据：_______________________________ ______________________________________________________________________。

x/cm

30

y/cm

O

P 45

O y

A x 2

O

O x 2

y

O

B O x 2

y

O

D

O x 2

y

O

C

四、论述、计算题（本题共4小题，共40分。）

解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）

17．（8分）有一辆质量为800 kg 的小汽车驶上圆弧半径为50 m 的拱桥，如图所示。汽车到达桥顶时速度为5 m/s 。取重力加速度g =10 m/s 2。 （1）画出汽车经过桥顶时，在竖直方向上的受力示意图； （2）求汽车经过桥顶时，汽车对桥的压力的大小； （3）汽车对桥面的压力过小是不安全的，请分析说明汽车 在经过该拱桥时，速度大些比较安全，还是小些比较安全。

18．（10分）中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。2018年11月19日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功将北斗三号双星送入预定轨道，成功完成北斗三号基本系统星座部署。如图所示为其中一颗北斗卫星的轨道示意图。已知该卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T ，地球半径为R ，地球表面附近的重力加速度为g ，引力常量为G 。

（1）求地球的质量M ；

（2）求该卫星的轨道距离地面的高度h ；

（3）请推导第一宇宙速度v 1的表达式，并分析比较该卫星的运行速度与第一宇宙速度的大小关系。

19．（10分）如图所示为质谱仪的示意图，在容器A 中存在若干种电荷量相同而质量不同的带电粒子，它们可从容器A 下方的小孔S 1 飘入电势差为U 的加速电场，它们的初速度几乎为0，然后经过S 3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B 的匀强磁场中，最后打到照相底片D 上。若这些粒子中有两种电荷量均为q 、质量分别为m 1和m 2的粒子（m 1

（1）分别求出两种粒子进入磁场时的速度v 1、v 2

的大小； （2）求这两种粒子在磁场中运动的轨道半径之比； （3）求两种粒子打到照相底片上的位置间的距离。

v

北斗

卫星

地球

R

20．（12分）如图，在竖直向下的磁感应强度为B 的匀强磁场中，两根足够长的平行光滑金属轨道MN 、PQ 固定在水平面内，相距为L 。导体棒ab 垂直于MN 、PQ 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R 电阻，导体棒ab 在水平拉力的作用下以速度v 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a

b 做切割磁感线运动产生的感应电动势E=BLv ；

b ．某时刻撤去拉力，画出撤去拉力后通过导体棒ab 的电流随时间变化的i-t 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r 的电源，导体棒ab 处于静 止状态。某时刻闭合开关S ，画出闭合开关S 后通过导体棒ab 的电流随时间变化的i-t 图象，并分析该过程中的能量转化情况。

图2 N

Q b

E B M P

a

S

F

B R M N

Q P

b

a

图1

北京市西城区2018 — 2019学年度第一学期期末试卷

高二物理参考答案及评分标准 2019.1

一、单项选择题（每小题3分，共30分）

1．A 2．D 3．D 4．B 5．C 6．C 7．D 8．B 9．C 10．B 二、多项选择题（每小题3分，共12分） 11．AD 12．AD 13．BD 14．AC 三、实验题（本题共2小题，共18分。） 15．（6分）（每小问2分） （1） （2）相反 （3）左

16．（12分）（每空2分）

（1）C （2）ABC （3）0.3，1 （4）C 。平抛运动水平方向的分运动为匀速直线运动，水平位移；竖直方向的分运动为自由落体运动，竖直位移。可得平抛运动的轨迹方程，其中为定

值，因此y 与x 2成正比，y -x 2图象为过原点的直线。（写出轨迹方程1分，说明为定值

1分）

四、论述、计算题（本题共4小题，共40分。）

17．（8分） 解：（1）汽车经过桥顶时，在竖直方向上的受力情况如图所示 （2分） （2）以汽车为研究对象，根据牛顿第二定律 （2分） 代入数据解得 F N =7600 N （1分） 根据牛顿第三定律，汽车对桥顶的压力大小F N ′= F N =7600 N （1分）

（3）汽车对桥面的压力，汽车的行驶速度越小，桥面所受压力越

大，汽车行驶越安全。（说明：结论正确即可得分，无表达式不扣分） （2分）

18．（10分）

解：（1）设一物体的质量为m 1，在地球表面附近 万有引定律等于重力 （2分） 解得地球质量 （1分）

（2）设卫星质量为m 2，根据牛顿第二定律

（2分） 解得 （1分） 0x v t =212y gt =220

2g y x v =2

02g v 20

2g v 2

N v mg F m r

-=2

v mg F r

F m =-'N N =1

12Mm G

m g R =2

gR M G

=2222

24()

Mm G m R h R h T

π=++（）222

3

322

=44GMT gR T h R R ππ=

--G

F N

A B

BLv

R

t

i （3）根据牛顿第二定律 ，得 第一宇宙速度为近地卫星的运行速度，即r =R 时， 该卫星的轨道半径r = R+h > R ，因此其速度v < v 1。 （4分）

（说明：推导第一宇宙速度2分，通过公式比较说明v 1和v 的关系2分。）

19．（10分）

解：（1）经过加速电场，根据动能定理，对m 1粒子 （2分）

m 1粒子进入磁场时的速度 （1分）

同理对m 2粒子有

m 2粒子进入磁场时的速度 （1分）

（2）在磁场中，洛仑兹力提供向心力 （2分）

解得粒子在磁场中运动的轨道半径

代入（1）结果，可得两粒子的轨道半径之比 （1分）

（3）m 1粒子的轨道半径 11

1m v R qB =

m 2粒子的轨道半径 222m v

R qB

=

两粒子打到照相底片上的位置相距 2122d R R =- （1分）

代入得，两粒子位置相距为 （2分）

20．（12分）

解：（1）a. 在△t 内穿过闭合电路的磁通量的变化量是 △Φ = B ?S = BLv ?t （2分）

根据法拉第电磁感应定律 1E t

Φ

?=

? （2分） 由此得到感应电动势 E = BLv b. 撤去拉力的瞬间，根据欧姆定律，通过导体棒ab 的电流 。撤去拉力后，导体棒ab 做 2

2Mm v G

m r r ==GM v r

1=GM v gR R

=2111

2

m q v U =11

2qU

v m =2221

2

m q v U =22

2qU

v m =2

qvB v m R =R mv

qB

=121

2

m R R m =:(

)

21222qUm d qUm qB

=

-==E BLv

I R R

加速度减小的减速运动，电流随时间的变化如图 所示。（说明：图2分，其中图线1分，纵截距1分）

该过程导体棒ab 的动能转化为电能。 （2分） （2）闭合开关的瞬间，通过导体棒ab 的电流。闭合

开关后，导体棒ab 做加速度减小的加速运动，电流 随时间的变化如图所示。（说明：图2分，其中图线1 分，纵截距1分）

该过程电源产生的电能转化为导体棒ab 的动能和整 个回路的内能。 （2分）

=E I r

E r

i

t

v