1、海淀區高三年級第一學期期末練習物理2020.1說明：本試卷共8頁，共100分。考試時長90分鐘。考生務必將答案寫在答題紙上，在試 卷上作答無效。考試結束后，將本試卷和答題紙一并交回。、本題共10小題，每小題3分，共30分。在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項是正確的，有的小題有多個選項是正確的。全部選對的得3分，選不全的得2分，有選錯或不答的得 0分。把正確的答案填涂在答題紙上。N兩點所受電場力的1.某靜電場的電場線如圖 1所示，一帶正電的點電荷在電場中 M、 大小分別為Fm和Fn,所具有的電勢能分別為 EpM和EpN,則下列說法 中正確的是A. Fm >Fn, EpM >

2、;EpNB. Fm >Fn, EpM <EpNC. Fm <Fn, EpM >EpND. Fm <Fn, EpM <EpN2 .關于電磁波，下列說法中正確的是A.變化的電場一定在周圍空間產生變化的磁場B.麥克斯韋首先預言了電磁波的存在，法拉第最先用實驗證實了電磁波的存在C.電磁波和機械波都依賴于介質才能傳播D.各種頻率的電磁波在真空中的傳播速率都相同3 .如圖2所示，理想變壓器原、副線圈的匝數分別為m、n2,原、副線圈兩端的電壓分別為UU2,通過原、副線圈中的電流分別為小12。若保持“、電和5不變，且閉合開關S后兩燈泡均能發光，則下列說法中正確的是A->

3、;2 =->1必8. U2 =n2U1 必C.開關S由閉合變為斷開，U2將變大D.不論開關S閉合或斷開，始終有 UI尸U2I2的關系4 .在如圖3所示的電路中，兩個完全相同的小燈泡 L1和L2分別串聯一個帶鐵芯的電感線 圈L和一個滑動變阻器R。閉合開關S待電路穩定后，調整 R的滑片使L1和L2亮度一樣，此時通過兩個燈泡的電流均為 t0前后的一小段時間內通過圖3I。在之后的t0時刻斷開S,則在如圖4所示的圖像中，能正確反映L1的電流）和通過L2的電流i2隨時間t變化關系的是i2I -:O；t0-ID依在兩軌道的圖55 .如圖5所示，兩條平行的金屬軌道所構成的平面與水平地面的夾角為 頂端之間

4、接有電源和一滑動變阻器，滑動變阻器的滑片處于中點位置，整個裝置處于 垂直軌道平面向上的勻強磁場中。一根金屬桿ab垂直放在兩導軌上， 與導軌構成閉合電路，ab桿處于靜止狀態。 現 將滑動變阻器的滑片向 N端緩慢滑動，此過程中 ab桿始終保持靜 止狀態。下列說法中正確的是A.金屬桿與軌道之間一定不是光滑的B.金屬桿所受安培力的方向沿斜面向上C.滑片向N端滑動的過程中金屬桿所受安培力變小D.滑片向N端滑動的過程中金屬桿對軌道的壓力變小圖66 .如圖6所示，在一個圓形區域內有垂直于圓平面的勻強磁場， 現有兩個質量相等、所帶電荷量大小也相等的帶電粒子a和b,先后以不同的速率從圓邊沿的 A點對準圓形區域的

5、圓心 。射入圓形磁 場區域，它們穿過磁場區域的運動軌跡如圖所示。粒子之間的相互 作用力及所受重力和空氣阻力均可忽略不計，下列說法中正確的是A. a、b兩粒子所帶電荷的電性一定不同B.射入圓形磁場區域時 a粒子的速率較大C.穿過磁場區域的過程洛倫茲力對a做功較多D.穿過磁場區域的過程 a粒子運動的時間較長圖77 .在探究影響電荷之間相互作用力大小因素的過程中，老師做了如圖 7所示的實驗。是一個帶正電的絕 緣導體球，將同一帶電小球用絕緣細絲線分別掛在Pi、P2、P3不同的位置，調節絲線長度，使小球與帶電導體球O的球心保持在同一水平線上， 發現小球靜止時細絲 線與豎直方向的夾角不同，且 0 1>

6、;9 2>0 3o關于這個實 驗，下列說法中正確的是A.通過該實驗的現象可知，小球帶正電B.該實驗可以研究電荷間相互作用力大小與它們之間距離是否有關C.該實驗中細絲線與豎直方向的夾角越大，表示電荷之間的相互作用力越弱D.通過該實驗現象可知，電荷之間的相互作用力與電荷之間的距離的平方成反比8 .在如圖8所示的電路中，電源電動勢為E、內電阻為r,電容器的電容為 C,燈泡L的燈絲電阻不隨溫度變化，電壓表和電流表均為理想電表。閉合開關緩慢減小電阻箱 R接入電路中的阻值，與調節電阻箱之前相比，電壓 表示數變化量的絕對值為 AU,在這個過程中電路中所有器件均不會 被損壞，下列說法中正確的是A.燈泡L

7、將變亮B.電壓表和電流表的示數都將變大C.電源兩端電壓變化量的絕對值將大于AUD.電容器所帶電荷量增加，增加量小于CAU9 .如圖9所示為某同學利用傳感器研究電容器放電過程的實驗電路，實驗時先使開關S與1端相連，電源向電容器充電，待電路穩定后把開關 S擲向2端，電容器通過電阻放電，傳感器將電流信息傳入計算機，屏幕上顯示出電流隨時間變化的 i-t曲線，這個曲線的橫坐圖9標是放電時間，縱坐標是放電電流。 僅由這個i - t曲線所提供的信息可以估算出A.電容器的電容B. 一段時間內電容器放電的電荷量C.某時刻電容器兩極板間的電壓D. 一段時間內電阻產生的熱量甲乙10 .將一段裸銅導線彎成如圖 10甲

8、所示形狀的線框，將它置于一節5號干電池的正極上（線 框上端的彎折位置與正極良好接觸），一塊圓柱形強磁鐵吸附在電池的負極，使銅導線框下面的兩端P、Q與磁鐵表面保持良好接觸， 放手后線框就會發生轉動， 從而制成了一個“簡易電動機”，如圖10乙所示。關于該“簡易電動機”，下列說法中正確的是A.如果導線框下面的兩端 P、Q有一端與磁鐵表面不接觸，線框也會發生轉動B.如果磁鐵吸附在電池負極的磁極調換一下，線框轉動的方向也應該改變C.電池的輸出功率一定大于線圈轉動的機械功率D.線框由靜止開始轉動的過程中，通過線框中的電流大小始終不變二、本題共2小題，共15分。11 . （4分） 某同學利用多用電表的歐姆擋

9、測量 未知電阻阻值以及判斷二極管的正負極。（1）他選擇“ M100”倍率的歐姆擋按照正確的 步驟測量未知電阻時， 發現表針偏轉角度很大， 如圖 11中虛線的位置所示。為了能獲得更準確的測量 數據，他應該將倍率調整到 的擋位（選填 “M10”或“ M1k”）；并把兩支表筆直接接觸，調整 “歐姆調零旋鈕”，使表針指向 Qo調整好此擋 位的歐姆表后再正確測量上述未知電阻，表針指在如圖11中虛線的位置，則未知電阻的測量值為 Qo（2）若用已調好的多用電表歐姆擋“M10”擋來探測一只二極管的正極 負極正、負極（如圖12所示）。當兩表筆分別接二極管的正、負極時，發現一表針幾乎不發生偏轉（即指示電阻接近無限

10、大）；再將兩表筆與二極管兩P N極的連接情況對調，發現表針指在如圖11中的虛線的位置，此時紅表圖12圖1112. （11分）現有兩組同學要測定一節干電池的電動勢 約為1Q）O（1）第一組采用圖13所示電路。為了完成該實驗，選擇實驗器材時，在電路的E和內阻r （已知E 約為 1.5V, rA. 一個定值電阻ab0©S-圖13a、b兩點間可接入的器件是C.滑動變阻器B.電阻箱為了調節方便且測量精度更高，電流表和電壓表應選（選填選項前的字母）筆接觸的是二極管的 極（選填 “正”或“負”）。5A.電流表（00.6A）,電壓表C.電流表（03A）,電壓表（(03V)03V)B.電流表（00.6

11、A）,電壓表（015V）D.電流表（03A）,電壓表（015V）經過多次測量，他們記錄了多組電流表示數I和電壓表示數 U,并在圖14中畫出了U-I圖像。由圖像可以得出，此干電池的電動勢的測量值E=V （保留三位有效數字）內阻的測量值r=Q （保留兩位有效數字）。（2）第二組在沒有電壓表的情況下，設計了如圖15所示的電路，完成了對同一電池的測量。改變電阻箱接入電路中的電阻值，記錄了多組電流表示數I和電阻箱示數 R,通過研1究1-R圖像的信息，他們發現電動勢的測量值與第一組的結果非常接近，但是內阻的測量I值與第一組的結果有明顯偏差。將上述實驗重復進行了若干次,測量內阻產生的偏差及其原因，下列分析中

12、正確的是 結果依然如此。關于第二組（選填選項前的字母）A.第二組內阻的測量結果小于第一組的測量結果B.第二組內阻的測量結果大于第一組的測量結果C.造成這個偏差的原因是實際電流表內阻不能近似為零D.造成這個偏差的原因是實驗小組讀取電流表讀數時眼睛沒有正對表盤，使讀數有時 候偏大，有時候偏小第二組對實驗進行深入的理論研究，在是否可忽略電流表內阻這兩種情況下,類圖像。第一類圖像以電流表讀數I為橫坐標，將電流表和電阻箱讀數的乘積, 繪制兩IR記為U作為縱坐標。第二類圖像以電阻箱讀數實線代表電流表內阻可忽略的情況, 正確反映相關物理量之間關系的是R為橫坐標，電流表讀數的倒數 1為縱坐標。圖16中I虛線代

13、表電流表內阻不可忽略的情況，這四幅圖中，能（選填選項前的字母）UO A IOO三、本題包括6小題，共55分。解答應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，有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位。13. （8分）如圖17所示，寬度L=0.40 m的平行光滑金屬導 軌固定在絕緣水平面上，導軌的一端連接阻值R=1.5 的電阻。導軌所在空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小B=0.50 To一根導體棒 MN放在導軌上，兩導軌之間的導體棒的電阻r= 0.5 0,導軌的電阻可忽略不計。現用一垂直于導體棒的水平拉力拉動導體棒使其沿導軌以 v=10 m/s的速度向右勻速

14、運動，在運動過程中保 持導體棒與導軌垂直且接觸良好。空氣阻力可忽略不計，求：（1）通過導體棒的電流I,并說明通過導體棒的電流方向；（2）作用在導體棒上的拉力大小F;（3）電阻R的電功率P。BNx圖17MX X14. （8分）如圖18所示，長為l的絕緣輕細線一端固定在另一端系一質量為m的帶電小球，小球靜止時處于O點正下方的O'點。現將此裝置放在水平向右的勻強電場中，電場強度大小為小球靜止在A點時細線與豎直方向成。角。已知電場的范圍足夠大, 空氣阻力可忽略不計，重力加速度為goO點,.0E,帶電O，圖18Ek；(1)(2)請說明小球所帶電荷的電性，并求小球所帶的電荷量q;若將小球從 O&#

15、39;點由靜止釋放，求小球運動到A點時的動能(3)若將小球從 O'點由靜止釋放，其運動到 A點時細線突然斷開，試定性分析說明小球此后做什么樣的運動。15. （8分）如圖19所示為一交流發電機的原理示意圖，裝置中兩磁極之間產生的磁場可近似為勻強磁場，發電機的矩形線圈abcd在磁場中，圖中 abcd分別為矩形線圈的四個頂點，其中的 c點被磁 鐵遮擋而未畫出。 線圈可繞過bc邊和ad邊中點且垂直于磁場方向的 水平軸OO'勻速轉動。為了便于觀察，圖中發電機的線圈只畫出了O'RA：u圖197其中的1匝，用以說明線圈兩端的連接情況。線圈的ab邊連在金屬滑環 K上，cd邊連在金屬滑環

16、L上；用導體做的兩個電刷E、F分別壓在兩個滑環上，線圈在轉動過程中可以通過滑環和電刷保持其兩端與外電路的定值電阻R連接。已知矩形線圈ab邊和cd邊的長度Li=50cm, bc邊和ad邊的長度L2=20cm,匝數n = 100匝，線圈的總電阻 r=5.0O,線圈轉 動的角速度co=282rad/s,外電路的定值電阻 R= 45Q,勻強磁場的磁感應強度B=0.05T。電流表和電壓表均為理想電表，滑環與電刷之間的摩擦及空氣阻力均可忽略不計，計算中取兀=3.14, 22 = 1.41。（1）請推導出線圈在勻速轉動過程中感應電動勢最大值Em的表達式（用題中已知物理 量的符號 表示），并求出此最大值； （

17、2）求電流表的示數I;（3）求維持線圈勻速轉動1圈，所需外力做的功 W （結果保留3位有效數字）。16. （9分）如圖20所示為示波管的結構原理圖，加熱的陰極K發出的電子（初速度可忽略不計）經 電勢差為Uo的AB兩金屬板間的加速電場加速后，從一對水平放置的平行 正對帶電金屬板的左端中心 O'點沿中心軸線 O' O射入金屬板間（O' O垂直于熒光屏 M）,兩金屬板間偏轉電場的電勢差為U,電子經偏轉電場偏轉后打在右側豎直的熒光屏M上。整個裝置處在真空中，加速電場與偏轉電場均視為勻強電場，忽略電子之間的相互作用力， 不考慮相對論效應。 已知電子的質量為 m,電荷量為e;加速電

18、場的金屬板 AB間距離為do；偏轉電場的金屬板長為 L1,板間距離 為d,其右端到熒光屏 M的水平距離為L2。（1）電子所受重力可忽略不計，求：電子從加速電場射入偏轉電場時的速度大小v0;電子打在熒光屏上的位置與 O點的豎直距離y;在偏轉電場中，若單位電壓引起的偏轉距離稱為在示波管結構確定的情況下，為了提示波管的靈敏度，該值越大表示示波管的靈敏度越高。 高示波管的靈敏度，請分析說明可采取的措施。（2）在解決一些實際問題時，為了簡化問題，常忽略一些影響相對較小的量，這對最終的計算結果并沒有太大的影響，因此這種處理是合理的。如計算電子在加速電場中的末速度vo時，可以忽略電子所受的重力。請利用下列數

19、據分析說明為什么這樣處理是合理的。已知 Uo=125V, do=2.O 10-2m, m= 9.0x 10-31kg, e= 1.6X 10-19C,重力加速度 g=10m/s2。17. （10分）如圖21所示為質譜儀的構造原理圖，它是一種分離和檢測不同同位素的重要工具。質子數相同而中子數不同的同一元素的不同核素互稱為同位素。現讓待測的不同帶電粒子經加速后進入速度選擇器，速度選擇器的平行金屬板之間 有相互正交的勻強磁場和勻強電場（圖中未畫出），磁感應強度為B,電場強度為E。金屬板靠近平板 S,在平板S上有可 讓粒子通過的狹縫 P,帶電粒子經過速度選擇器后，立即從 P 點沿垂直平板 S且垂直于磁

20、場方向的速度進入磁感應強度為 Bo、并以平板S為邊界的有界勻強磁場中，在磁場中偏轉后打 在記錄它的照相底片上， 底片厚度可忽略不計，且與平板S重合。根據粒子打在底片上的位 置，便可以對它的比荷（電荷量與質量之比）情況進行分析。在下面的討論中，磁感應強度 為Bo的勻強磁場區域足夠大，空氣阻力、帶電粒子所受的重力及它們之間的相互作用力均 可忽略不計。（1）若某帶電粒子打在底片上的A點，測得P與A之間的距離為x,求該粒子的比荷 q/m；（2）若有兩種質量不同的正一價離子，質量分別為mi和m2,它們經速度選擇器和勻強磁場后，分別打在底片上的Ai和A2兩點，測得P到A2的距離與Ai至iJ A2的距離相等

21、，求這兩種離子的質量之比m1/m2 ；（ 3）若用這個質譜儀分別觀測氫的兩種同位素離子（所帶電荷量為e） ，它們分別打在照相底片上相距為d 的兩點。為了便于觀測， 希望 d 的數值大一些為宜。 試分析說明為了便于觀測， 應如何改變勻強磁場磁感應強度B0 的大小；研究小組的同學對上述B0 影響d 的問題進行了深入的研究。為了直觀，他們以 d 為縱坐標、以1/ Bo為橫坐標，畫出了 d隨1/ Bo變化的關系圖像，該圖像為一條過原點的直線。 測得該直線的斜率為k,求這兩種同位素離子的質量之差Amo18. （i2 分）對于同一物理問題，常常可以從宏觀與微觀兩個不同角度進行研究，找出其內在聯系，從而更加

22、深刻的理解其物理本質。一段長為I、電阻率為 仍橫截面積為 S的細金屬直導線，單位體積內有n個自由電子，電子電荷量為e、質量為m。（1）當該導線通有恒定的電流 I時：請根據電流的定義，推導出導線中自由電子定向移動的速率 v;經典物理學認為， 金屬的電阻源于定向運動的自由電子與金屬離子 （即金屬原子失去電子后的剩余部分） 的碰撞， 該碰撞過程將對電子的定向移動形成一定的阻礙作用， 該作用可等效為施加在電子上的一個沿導線的平均阻力。 若電子受到的平均阻力大小與電子定向移動的速率成正比，比例系數為k 。請根據以上的描述構建物理模型，推導出比例系數 k 的表達式。（ 2）將上述導線彎成一個閉合圓線圈，若

23、該不帶電的圓線圈繞通過圓心且垂直于線圈平面的軸勻速率轉動， 線圈中不會有電流通過， 若線圈轉動的線速度大小發生變化， 線圈中會有電流通過，這個現象首先由斯泰瓦和托爾曼在 1917 年發現，被稱為斯泰瓦 托爾曼效應。這一現象可解釋為：當線圈轉動的線速度大小均勻變化時，由于慣性，自由電子與線圈中的金屬離子間產生定向的相對運動。 取線圈為參照物， 金屬離子相對靜止， 由于慣性影響，可認為線圈中的自由電子受到一個大小不變、 方向始終沿線圈切線方向的力， 該力的作用相當于非靜電力的作用。已知某次此線圈勻加速轉動過程中， 該切線方向的力的大小恒為 F。 根據上述模型回答下列問題： 求一個電子沿線圈運動一圈

24、，該切線方向的力 F 做功的大小； 推導該圓線圈中的電流I ' 的表達式。15海淀區高三年級第一學期期末練習參考答案及評分標準物理2020.1二、本題共2小題，共15分。11. （4 分）（1） M10（1 分）（2）負（1分）0 （1 分）1.6 102（或 160）（1 分）一、本題共10小題，每小題3分，共30分。在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項是符合題意的，有的小題有多個選項是符合題意的。全部選又的得3分，選不全的得2分，有選錯或不答的得 0分。題號12345678910答案CDBDAACADABADBABC12. （11 分）（2分）（2分）（2分）分，有錯的不

25、得分。（1）BC（2分）A1.48 或1.49（1 分）0.78-0.82（2）BC（2 分） AC說明：本題中的選擇填空題，答對但選不全的得1三、本題包括6小題，共55分。解答應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，有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位。說明：計算題提供的參考解答， 不一定都是唯一正確的。 對于那些與此解答不同的正確解答, 同樣得分。13. （8 分）（1）根據右手定則可判斷出，導體棒上的電流方向為從N向M （ 1分）導體棒運動產生的感應電動勢E=BLv=2.0V （1分）通過導體棒的電流1= =1.0A （2分）R r（2）導體棒所受

26、安培力F安=31=0.2N （1分）因導體棒做勻速運動，拉力F= F安=0.2N （1分）（3）電阻R上的電功率P=I2R=1.5W （2分）14. （8 分）（1）帶電小球靜止時電場力水平向右，與場強方向相同，小球所帶電荷的電性為正。（1分）小球受重力、電場力和細線的拉力，根據平衡條件有t a n = Eq （1 分）解得 mgion （1分）E（2）設帶電小球由。點運動到A點時的動能為Ek,由動能定理有 qElsin dmgl（1-cos 0=Ek （2 分）解得Ek =-cosa mgl =mgl（sec -1） （1 分）cos（3）由于重力和電場力均為恒力，且其合力與速度方向不共線，

27、所以小球將做勻變速2分）曲線運動。15. （8 分）（1）根據法拉第電磁感應定律，當線框轉動到圖示位置時，線框的線速度與磁感線垂直，切割速度最大，此時電動勢最大 （1分）ab邊（或cd）邊一根導線切割磁感線所產生的電動勢E=BL iv= BL 1 3L2/2（1分）對于n匝線圈，ab邊與cd邊一起切割磁感線的情況，應有L1 ,1 ,Em = n BL1 & L2 + n BL1 & L2 = nBL1 L2® （122分）代入數據，得Em=141V （1 分）（2）電動勢有效值為e有=-E =100V （1J 句l m 1 v2分）根據閉合電路歐姆定律有| = 旦 =

28、2A R r（1分）（3）外力所做的功轉化為電能W=E 有 It（1分）代入數據W=4.45J （1 分）16. （9 分）（1） 對于電子在加速電場中的加速過程，根據動能定理有（1分）（1分）設電子在偏轉電場中，飛行時間為t,加速度為a,則水平方向有：L =%t ； 豎直方向有：y1 =- at2; 其中a = -eU （1分）2md-UL?聯立可得：必=繇 （1分）4dUo設電子飛出偏轉電場時的偏角為0,豎直分速度為 vy,則tan0 = , vy = a tV0根據幾何關系有y = y1 L2 tan 31聯立以上幾式可得：y =M二（L1 +2L2） （1分）4dUo2示波管的靈敏度：

29、X （ 1分）U 4dU0可見，減小加速電場電壓 Uo可以提高示波管的靈敏度 （1分）（2）法一：電子在加速電場中所受電場力F=eU 0Zdo=1,0X 10-15N電子所受重力G=mg= 9.0 x 10-30n由于F>>G,因此可以不考慮電子所受的重力影響 （2分）eU法二：電子在加速電場中沿電場方向的加速度為a0 ="md0設電子在加速電場中運動的時間為tO,因其在加速電場中做勻加速運動，所以有1 29d0= a0t0 ,斛得 t0=6x 10 s。21在此t0時間內，電子沿豎直方向的位移y0= gt0 =1.8x 10 m。2由于d0>>y0,所以電子在加速電場中的運動可視為沿電場方向的勻加速直線運動，因此可以不考慮電子所受的重力影響。 （2分）（其它合理方法也給分）17. （10 分）（1）對于帶電粒子通過速度選擇器的過程有qvB=qE,解得 v = （