北京市朝陽區(qū)2020屆高三物理上學(xué)期期末考試試題

1、北京市朝陽區(qū)2020屆高三物理上學(xué)期期末考試試題（考試時間90分鐘 滿分100分）一、本題共14小題，每小題3分，共42分。在每小題列出的四個選項中，只有一個選項符合題目要求。1 .以下與“ 1V相等的是A. 1NI- m/C B . 1J/s C . 1T m/s2D . 1Wb/C1將導(dǎo)體分成2 .如圖所示，設(shè)想在真空環(huán)境中將帶電導(dǎo)體球靠近不帶電的導(dǎo)體。若沿虛線左右兩部分，這兩部分所帶電荷量分別為Q左、Q右；若沿虛線2將導(dǎo)體分成左右兩部分,這兩部分所帶電荷量分別為Q'左、Q'右。下列推斷正確的是A. Q左+Q右可能為負(fù)B. Q左+Q右一定等于 Q'左+Q'右

2、C.導(dǎo)體內(nèi)虛線1上各點(diǎn)的場強(qiáng)小于虛線 2上各點(diǎn)的場強(qiáng) |D.導(dǎo)體內(nèi)虛線1上各點(diǎn)的電勢小于虛線 2上各點(diǎn)的電勢3 .四種電場的電場線分布情況如圖所示。將一檢驗電荷分別放在場中a、b兩點(diǎn)，則該檢驗電荷在a、b兩點(diǎn)所受的電場力以及電勢能均相同的是A.甲圖中，與正點(diǎn)電荷等距離的a、b兩點(diǎn)B.乙圖中，兩等量異種點(diǎn)電荷連線中垂線上與連線等距的a、C.丙圖中，兩等量同種點(diǎn)電荷連線中垂線上與連線等距的a、D. 丁圖中，某非勻強(qiáng)電場中同一條電場線上的a、b兩點(diǎn)4.小明同學(xué)探究楞次定律的實(shí)驗裝置如圖所示。下列說法正確的是A.若線圈導(dǎo)線的繞向未知，對探究楞次定律沒有影響B(tài).磁鐵勻速向上遠(yuǎn)離線圈，閉合回路中不會產(chǎn)生感

3、應(yīng)電流C.感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化D.感應(yīng)電流的磁場方向總是與引起感應(yīng)電流的磁場方向相反b兩點(diǎn)b兩點(diǎn)5 .磁流體發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示。把平行金屬板A B和電阻R連接，A、B之間有很強(qiáng)的磁場，將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量正、負(fù)帶電粒子）以速度v噴入磁場，A B兩板間便產(chǎn)生電壓，成為電源的兩個電極。下列推斷正確的是A. A板為電源的正極B. A B兩板間電壓等于電源的電動勢C.兩板間非靜電力對等離子體做功，使電路獲得電能D.若增加兩極板的正對面積，則電源的電動勢會增加6 .如圖所示，平行板電容器極板與水平面成e角放置，充電后與電源斷開。 有一質(zhì)量為mi電

4、荷量為q的小球，從極板左側(cè)沿水平方向飛入電場并沿直線飛出。下列推斷正確的是A.小球做勻速直線運(yùn)動B.僅使小球的電荷量加倍，小球依然做直線運(yùn)動C.僅使板間距加倍，小球依然做直線運(yùn)動D.僅使電容器轉(zhuǎn)至水平，小球依然做直線運(yùn)動A、B分別通以圖甲、乙所示的交變電流。則A.通過A、B兩電熱器的電流有效值之比為Ia： Ib =3： 4B.通過A B兩電熱器的電流有效值之比為Ia： Ib =3： 2J2C. A、B兩電熱器的電功率之比為R ： Pb =3 ： 2D. A、B兩電熱器的電功率之比為R ： Pb =5 ： 48.在光滑水平面上，細(xì)繩的一端拴一帶正電的小球，小球繞細(xì)繩的另一端O沿順時針做勻速圓周運(yùn)

5、動，水平面處于豎直向下的足夠大的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示(俯視)。某時刻細(xì)繩突然斷裂，則下列推斷正確的是A.小球?qū)㈦x圓心O越來越遠(yuǎn)，且速率越來越小X ,學(xué)義 入/ 8 .小球?qū)㈦x圓心O越來越遠(yuǎn)，且速率保持不變X( x .o * )XC.小球?qū)⒆鰟蛩賵A周運(yùn)動，運(yùn)動周期與繩斷前的周期一定相等.D.小球?qū)⒆鰟蛩賵A周運(yùn)動，運(yùn)動半徑與繩斷前的半徑可能相等.9 .大型發(fā)電機(jī)幾乎都是旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)，下圖為其原理簡圖。豎直平面內(nèi)閉合線圈abcd固定不動，磁鐵繞圖中的虛線旋轉(zhuǎn)，線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。若條形磁鐵以10兀rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，且圖示時刻N(yùn)極正在向里轉(zhuǎn)?，F(xiàn)以圖示時刻為計時起點(diǎn)，則下列推斷正確的是

6、A.該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電頻率是10HzB. t=0時線圈中的電流方向為abcdaC. t=0.5s時線圈中的電流方向發(fā)生變化D. t=5s時線圈中的電流最小10.汽車蓄電池供電的簡化電路如圖所示。當(dāng)汽車啟動時，開關(guān) S閉合，啟動系統(tǒng)的電動機(jī)工作，車燈亮度會有明顯變化；當(dāng)汽車啟動之后，開關(guān)S斷開，啟動系統(tǒng)的電動機(jī)停止工作，車燈亮度恢復(fù)正常。則汽車啟動時A.電源的效率減小B.車燈一定變亮C.電動機(jī)的輸出功率等于電源輸出功率減去兩燈的功率D.若燈Li不亮燈L2亮，可能是由于Li燈短路所致11 .利用電場可以使帶電粒子的運(yùn)動方向發(fā)生改變。現(xiàn)使一群電荷量相同、 質(zhì)量不同的帶電不計粒子重粒子同時沿同一方向

7、垂直射入同一勻強(qiáng)電場，經(jīng)相同時間速度的偏轉(zhuǎn)角相同，力及粒子間的相互作用，則它們在進(jìn)入電場時一定具有相同的.速度A.動能12 .有些儀器在使用時對電流非常敏感，需要對電流做精細(xì)的調(diào)節(jié)， 常用兩個阻值不同的變阻器來完成調(diào)節(jié)，一個做粗調(diào)另一個做微調(diào)。有兩種電路如圖甲、乙所示，分別將R和R2兩個變阻器按不同連接方式接入電路，Ri的最大阻值較大，R2的最大阻值較小。則甲乙A.圖甲和圖乙所示的電路都用Ri做粗調(diào)B.圖甲和圖乙所示的電路都用R2做粗調(diào)C.圖甲所示的電路用 R做粗調(diào)，圖乙所示的電路用R2做粗調(diào)D.圖甲所示的電路用 R做粗調(diào)，圖乙所示的電路用 R做粗調(diào)30個小格），按照圖示電路改裝成較大13.

8、小紅將量程為00.6A的電流表（表盤刻度共有量程的安培表，其中 R和R阻值相等，都等于改裝前電流表內(nèi)阻的 lo則A.將1、2接入電路時，安培表每一小格表示0.12AB.將1、2接入電路時，安培表每一小格表示0.08AC.將1、3接入電路時，安培表每一小格表示0.12AD.將1、3接入電路時，安培表每一小格表示0.08A14. 物理課上老師做了這樣一個實(shí)驗，將一平整且厚度均勻的銅板固定在絕緣支架上，將一質(zhì)量為m的永磁體放置在銅板的上端，t =0時刻給永磁體一沿斜面向下的瞬時沖量，永磁體將沿斜面向下運(yùn)動，如圖甲所示。若永磁體下滑過程中所受的摩擦力f大小不變，且f mg sin（式中0為銅板與水平面

9、的夾角）。取地面為重力勢能的零勢面。則圖乙中關(guān)于永磁體下滑過程中速率v、動能E、重力勢能日、機(jī)械能E隨時間t變化的圖像一定錯誤 的是二、本題共2小題，共18分。把答案填在答題紙相應(yīng)的位置。15. (9分)在“測定金屬的電阻率”的實(shí)驗中，所用測量儀器均已校準(zhǔn)。(1)用刻度尺和螺旋測微器分別測量金屬絲的長度和直徑，某次測量結(jié)果如圖所示，在此次測量中該金屬絲的長度為 cm,直彳空為 mm454647484950待測金屬絲lllllllllllllllllllllllllllll lllllllllll(2)已知待測金屬絲的電阻值 R約為5QO可供選擇的器材有:電源E:電動勢3V,內(nèi)阻約1Q電流表 A

10、i：量程00.6A,內(nèi)阻約 0.125 Q電流表 A2:量程03A,內(nèi)阻約 0.025 Q電壓表 V 量程03V,內(nèi)阻約3k Q電壓表V2：量程015V,內(nèi)阻約15k 滑動變阻器R:最大阻值5Q,允許最大電流 2A滑動變阻器R2:最大阻值1000 ,允許最大電流 0.6A開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。在上述器材中，應(yīng)該選用的電流表是 ,應(yīng)該選用的電壓表是 。若想盡量多測幾組數(shù)據(jù)，應(yīng)該選用的滑動變阻器是 (填寫儀器的字母代號)。(3)用所選的器材，在答題紙對應(yīng)的方框中畫出電路圖。(4)關(guān)于本實(shí)驗的誤差，下列說法正確的是 。A.對金屬絲的直徑多次測量求平均值，可消除誤差B.由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬

11、于偶然誤差C.利用電流I隨電壓U的變化圖線求 R可減小偶然誤差16. (9分)某班物理實(shí)驗課上，同學(xué)們用可拆變壓器探究“變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”可拆變壓器如圖甲、乙所示。甲可拆變壓器零部件乙組裝后的變用器(1)下列說法正確的是 。A.為確保實(shí)驗安全，實(shí)驗中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)B.變壓器的原線圈接低壓交流電，測量副線圈電壓時應(yīng)當(dāng)用多用電表的“直流電壓擋”C.可以先保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)，研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響D.測量副線圈電壓時，先用最大量程試測，大致確定電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測量E.變壓器開始正常工作后，鐵芯導(dǎo)電，把電能由原線圈輸送到副線圈F.變壓器

12、開始正常工作后，若不計各種損耗，在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化成磁場能，在副線圈上將磁場能轉(zhuǎn)化成電能，鐵芯起到“傳遞”磁場能的作用(2)如圖丙所示，某同學(xué)自己繞制了兩個線圈套在可拆變壓器的鐵芯上。原線圈接學(xué)生電源的交流輸出端，副線圈接小燈泡。下列說法正確的是 。A.與變壓器未通電時相比較，此時若將可拆變壓器上端的橫條鐵芯取下將更費(fèi)力B.若僅增加原線圈繞制的圈數(shù)，小燈泡的亮度將保持不變C.若僅增加副線圈繞制的圈數(shù)，學(xué)生電源的過載指示燈可能會亮起丙UiniU 2n2（3）理想變壓器是一種理想化模型。請分析說明該模型應(yīng)忽略哪些次要因素；并證明:理想變壓器原、副線圈的電壓之比，等于兩個線圈的匝數(shù)之比，即三、本題

13、共4小題，共40分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后結(jié)果的不得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須寫出數(shù)值和單位。將解答過程寫在答題紙相應(yīng)的位置。17. （8 分）質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具，其原理簡圖如圖所示。容器 A中有電荷量均為+q、質(zhì)量不同的兩種粒子，它們從小孔S不斷飄入電壓為U的加速電場（不計粒子的初速度），并沿直線從小孔 S （S與S2連線與磁場邊界垂直）進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，最后打在照相底片D上，形成a、b兩條“質(zhì)譜線”。已知打在 a處粒子的質(zhì)量為m）不計粒子重力及粒子間的相互作用。（1）求打在a處的粒子剛進(jìn)入磁場時的速率 v

14、；（2）求S距a處的距離xa；（3）若S距b處的距離為xb,且xb= 72xa ,求打在b處粒子的質(zhì)量 m （用m表示）。18. （10 分）如圖所示，在水平向右的勻強(qiáng)電場中， 一根不可伸長的細(xì)線一端固定于 O點(diǎn)，另一端懸 掛一質(zhì)量為m的帶正電的小球?，F(xiàn)將小球向右拉至與懸點(diǎn) O等高的A點(diǎn)，由靜止釋放。小球 向左最遠(yuǎn)能擺到與豎直方向夾角為 0的B點(diǎn)。已知小球所帶的電荷量為 甲，細(xì)線的長度為 L。（1）求小球從 A點(diǎn)擺到B點(diǎn)的過程中重力所做的功 W(2)求A B兩點(diǎn)的電勢差 Ub及場強(qiáng)的大小E;(3)電勢差的定義方式有兩種：第一種是指電場中兩點(diǎn)間電勢的差值，即UCD C D，式中6c和Gd分別為電

15、場中C D兩點(diǎn)的電勢；第二種是利用比值法定義，即UCD WCD ,式中q為檢驗電荷的電荷量， Wd為檢q驗電荷在電場中從 C點(diǎn)移動到D點(diǎn)過程中電場力所做的功。請你證明這兩種定義方式的統(tǒng)一性。19. (10 分)某研學(xué)小組設(shè)計了一個輔助列車進(jìn)站時快速剎車的方案。如圖所示，在站臺軌道下方埋一勵磁線圈，通電后形成豎直方向的磁場(可視為勻強(qiáng)磁場)。在車身下方固定一矩形線框，利用線框進(jìn)入磁場時所受的安培力，輔助列車快速剎車。已知列車的總質(zhì)量為 簿車身長為s,線框的短邊ab和cd分別安裝在車頭和車尾，長度均為L (L小于勻強(qiáng)磁場的寬度)，整個線框的電阻為 R站臺軌道上勻強(qiáng)磁場區(qū)域足夠長(大于車長S),車頭

16、進(jìn)入磁場瞬間的速度為V0,假設(shè)列車停止前所受鐵軌及空氣阻力的合力恒為f o已知磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 B,車尾進(jìn)入磁場瞬間，列車恰好停止。(1)求列車車頭剛進(jìn)入磁場瞬間線框中的電流大小I和列車的加速度大小 a;(2)求列車從車頭進(jìn)入磁場到停止所用的時間t;(3)請你評價該設(shè)計方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。(優(yōu)、缺點(diǎn)至少各寫一條)s 勻強(qiáng)梯場站臺20. （12 分）磁學(xué)的研究經(jīng)歷了磁荷觀點(diǎn)和電流觀點(diǎn)的發(fā)展歷程。（1）早期磁學(xué)的研究認(rèn)為磁性源于磁荷，即磁鐵N極上聚集著正磁荷， S極上聚集著負(fù)磁荷（磁荷與我們熟悉的電荷相對應(yīng)）。類似兩電荷間的電場力，米歇爾和庫侖通過實(shí)驗測出了兩磁極間的作用力F Km怨，其中pi和p

17、2表示兩點(diǎn)磁荷的磁荷量，rr是真空中兩點(diǎn)磁荷間的距離，Km為常量。請類比電場強(qiáng)度的定義方法寫出磁場強(qiáng)度H的大小及方向的定義；并求出在真空中磁荷量為P0的正點(diǎn)磁荷的磁場中，距該點(diǎn)磁荷為R處的磁場強(qiáng)度大小H1O（2）安培分子電流假說開啟了近代磁學(xué)，認(rèn)為磁性源于運(yùn)動的電荷，科學(xué)的發(fā)展證實(shí)了分 子電流由原子內(nèi)部電子的運(yùn)動形成。畢奧、薩伐爾等人得出了研究結(jié)論：半徑為R、電流為Ix的環(huán)形電流中心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B （晨，其中Kn為已知常量。Rxa.設(shè)氫原子核外電子繞核做圓周運(yùn)動的軌道半徑為r,電子質(zhì)量為 解 電荷量為e,靜電力常量為k,求該“分子電流”在圓心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B。b.有人用電流觀點(diǎn)解釋

18、地磁成因：在地球內(nèi)部的古登堡面附近集結(jié)著繞地軸轉(zhuǎn)動的管 狀電子群，轉(zhuǎn)動的角速度為3,該電子群形成的電流產(chǎn)生了地磁場。如圖所示，為 簡化問題，假設(shè)古登堡面的半徑為 R電子均勻分布在距地心 R、直徑為d的管道內(nèi),且d= R。試證明：此管狀電子群在地心處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B2 8 3北京市朝陽區(qū)20192020學(xué)年度第一學(xué)期期末質(zhì)量檢測高三年級物理參考答案2020. 1一、本題共14小題，每小題3分，共42分。題號1234567891011121314答案ABBCCCDDBABCAC、本題共2小題，共18分。15. (9 分)(1) (49.37 49.41 )、( 0.383 0.387 )(2

19、 分)(2) A1； V1； R1(3 分)(3)如圖所示。(2分)(4) C(2分)16. (9 分)(1) CDF(3 分)(2) AC(2分)(3)理想變壓器模型應(yīng)忽略的次要因素如下：不計漏磁，即通過原副線圈每匝線圈的磁通量都相等，因而不計磁場能損失;不計原副線圈的電阻，因而不計線圈的熱能損失；不計鐵芯中產(chǎn)生的渦流，因而不計鐵芯的熱能損失。綜上，理想變壓器在傳輸能量時沒有能量損失。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，原、副線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別為EiE2n2因理想變壓器不計原、副線圈的電阻，則線圈兩端的電壓等于它產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，即Ui EiU2 E2聯(lián)立以上各式可得4. _ % （4分）5七、本

20、題共4小題，共40分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只 寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。17. （8 分）解：（1）粒子經(jīng)過電壓為 ”的電場，由動能定理有qu1 2 mv22qUm可得v（2分）（2）粒子通過孔 另 進(jìn)入勻弓II磁場 B做勻速圓周運(yùn)動，有2 v qvB m raXa2%聯(lián)立式可得xa2 12mU（3分）2mbUq一 一 2（3）同（2）可得xb一B聯(lián)立式并代入已知條件可得m=2m（3分）18. （10 分）（1）小球從A到B的過程中下降的高度為h L cos重力對小球做的功W mgh（2分）可得 W mgLcos（2）小

21、球從A到B的過程中，由動能定理有mgLcos +q°UAB解得U abmgL cosqo根據(jù)勻弓II電場 E U有 EUABdl （1 sin ）解得E mgCOsq0（1 sin ）（4分）(3)設(shè)試探電荷在 C點(diǎn)的電勢能為Epc,在D點(diǎn)的電勢能為EpD,則試探電荷從C運(yùn)動到D的過程中，根據(jù)電場力做功與電勢能變化的關(guān)系有WcdEpC EpD 根據(jù)電勢的定義式有c=EJqD=q聯(lián)立式可得wcdq c q DCDC D即WCDc Dq所以 WCDc D=Ucdq可見兩種定義方式是統(tǒng)一性的。（4分）19. （10 分）解：(1)車頭進(jìn)入磁場時線框 ab邊切割磁感線，有E BLVo 線框中的電流為I E 聯(lián)立式可得線框所受的安培力為由牛頓第二定律可得BLwRF安 BIL F安 f ma（4分）聯(lián)立式可得B2L2V0 fRmR（2）設(shè)列車前進(jìn)速度方向為正方向,由動量定理可得F安iti ft0 mv0，代入上式得2. 2B LviR-tift 0 mv0其中Vi ti聯(lián)立式可得22mv0R B L s（4分）fR（3）該方案的優(yōu)點(diǎn)：利用電磁阻尼現(xiàn)象輔助剎車，可以使列車的加速度平穩(wěn)減?。豢梢詼p小常規(guī)剎車的機(jī)械磨損等。該方案的缺點(diǎn)：沒有考慮列車車廂和內(nèi)部線路等也是金屬材質(zhì)，進(jìn)入磁場時會產(chǎn)生渦