朝陽區(qū)2020屆高三期末物理試題及答案

1、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試卷2020. 1（考試時(shí)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(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng) 符合題目要求。1 .以下與“ 1V”相等的是A. 1N m/CB. 1J/sC. 1T m/s2D. 1Wb/C2 .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1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；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&

2、#39;左+Q'右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(yàn)電荷分別放在場中 a、b兩點(diǎn)，則該檢驗(yàn)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、b兩點(diǎn)a、b兩點(diǎn)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(yàn)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

3、上遠(yuǎn)離線圈，閉合回路中不會(huì)產(chǎn)生感應(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(gè)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(dòng)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(dòng)勢會(huì)增加6 .如圖所示，平行板電容器極板與水平面成0角放置，充電后與電源斷

4、開。有一質(zhì)量為m、電荷量為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(dòng)B.僅使小球的電荷量加倍，小球依然做直線運(yùn)動(dòng)C.僅使板間距加倍，小球依然做直線運(yùn)動(dòng)D.僅使電容器轉(zhuǎn)至水平，小球依然做直線運(yùn)動(dòng)7 . A、B是兩個(gè)完全相同的電熱器，A、B分別通以圖甲、乙所示的交變電流。則/AAA.通過A、B兩電熱器的電流有效值之比為Ia ： Ib =3 : 48 .通過A、B兩電熱器的電流有效值之比為Ia ： Ib = 3： 2，2C. A、B兩電熱器的電功率之比為Pa ： Pb =3 ： 2D. A、B兩電熱器的電功率之比為Pa ： Pb =5 ： 48.在光

5、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(shí)針做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，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(shí)刻細(xì) 繩突然斷裂，則下列推斷正確的是X XX XA.小球?qū)㈦x圓心 O越來越遠(yuǎn)，且速率越來越小，工r%x/ XX XB.小球?qū)㈦x圓心 O越來越遠(yuǎn)，且速率保持不變OOix XX /X4rC.小球?qū)⒆鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)周期與繩斷前的周期一定相等x XX XD.小球?qū)⒆鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)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(dòng)，磁鐵繞圖中的虛線旋轉(zhuǎn)，線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。若條形磁

6、鐵以10兀rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且圖示時(shí)刻N(yùn)極正在向里轉(zhuǎn)?，F(xiàn)以圖示時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，則下列推斷正確的是A.該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電頻率是10HzB. t=0時(shí)線圈中的電流方向?yàn)閍bcdaC. t=0.5s時(shí)線圈中的電流方向發(fā)生變化D. t=5s時(shí)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(dòng)時(shí)，開關(guān) S閉合，啟動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng) 機(jī)工作，車燈亮度會(huì)有明顯變化；當(dāng)汽車啟動(dòng)之后，開關(guān) S斷開，啟動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)停 止工作，車燈亮度恢復(fù)正常。則汽車啟動(dòng)時(shí) k A .電源的效率減小 1B.車燈一定變亮F r rC.電動(dòng)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

7、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(dòng)方向發(fā)生改變?，F(xiàn)使一群電荷量相同、 質(zhì)量不同的帶電粒子同時(shí)沿同一方向垂直射入同一勻強(qiáng)電場，經(jīng)相同時(shí)間速度的偏轉(zhuǎn)角相同，不計(jì)粒子重力及粒子間的相互作用，則它們在進(jìn)入電場時(shí)一定具有相同的A.動(dòng)能B.動(dòng)量C.加速度D,速度12 .有些儀器在使用時(shí)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(gè)阻值不同的變阻器來完成調(diào)節(jié)，一個(gè)做粗調(diào)另一個(gè)做微調(diào)。有兩種電路如圖甲、乙所示，分別將R1和R2兩個(gè)變阻器按不同連接方式接入電路，R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R做粗調(diào)B.圖甲和圖乙所示的電路都用R2做粗調(diào)C,圖

8、甲所示的電路用 R1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 R2做粗調(diào)，圖乙所示的電路用 R1做粗調(diào)13. 小紅將量程為 00.6A的電流表（表盤刻度共有 30個(gè)小格），按照圖示電路改裝成較大量程的安培表，其中 R和R2阻值相等，都等于改裝前電流表內(nèi)阻的2。則4A.將1、2接入電路時(shí)，安培表每一小格表示0.12AB.將1、2接入電路時(shí)，安培表每一小格表示0.08AC.將1、3接入電路時(shí)，安培表每一小格表示0.12A23D.將1、3接入電路時(shí)，安培表每一小格表示0.08A13圖乙中關(guān)于永磁體下滑過程中速率v、動(dòng)能Ek、重力勢能Ep、永磁體銅板14. 物理課上老師做了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)

9、，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(shí)刻給永磁體一沿斜面向下的瞬時(shí)沖量，永磁體將沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，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 cmgsin （式中。為銅板與水平面的夾角）。取地面為重力勢能的零勢面。則械能E隨時(shí)間t變化的圖像一定錯(cuò)誤 的是O、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(yàn)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 ,直徑為 mm。(2)已知待測金屬絲的電

10、阻值Rx約為5QO可供選擇的器材有：電源E:電動(dòng)勢3V,內(nèi)阻約1 Q電流表 A1:量程00.6A,內(nèi)阻約 0.125Q電流表 A2：量程03A,內(nèi)阻約 0.025Q電壓表V1：量程03V,內(nèi)阻約3kQ電壓表 V2：量程015V,內(nèi)阻約15k 滑動(dòng)變阻器 R:最大阻值5Q,允許最大電流2A滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值1000Q,允許最大電流0.6A開關(guān)一個(gè)，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(dòng)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(yàn)的誤差，下列說法正確的是 A.對金屬絲

11、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)阻引起的誤差屬于偶然誤差C.利用電流I隨電壓U的變化圖線求 Rx可減小偶然誤差16. (9分)某班物理實(shí)驗(yàn)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。(1)下列說法正確的是 。A.為確保實(shí)驗(yàn)安全，實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)，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，

12、鐵芯導(dǎo)電，把電能由原線圈輸送到副線圈F.變壓器開始正常工作后，若不計(jì)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(gè)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(shí)相比較，此時(shí)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(huì)亮起丙UiU 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

13、壓之比，等于兩個(gè)線圈的匝數(shù)之比，即三、本題共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 寫出最后結(jié)果的不得分，有數(shù)值計(jì)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Si不斷飄入電壓為 U的加速電場（不計(jì)粒子的初速度）， 并沿直線從小孔 S2 （Si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(jì)粒子重

14、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(shí)的速率 v;(2)求&距a處的距離xa；U(3)若S2距b處的距離為Xb,且Xb=J2xa,求打在b處粒子的質(zhì)量 mb (用m表示)。DL.1L. J ，b a , ,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。現(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。的B點(diǎn)。已知小球所帶的電荷量為 q0,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 Uab及場強(qiáng)的大小E；(

15、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M和g分別為電場中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(yàn)電荷的電荷量，WCD為q檢驗(yàn)電荷在電場中從 C點(diǎn)移動(dòng)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(jì)了一個(gè)輔助列車進(jìn)站時(shí)快速剎車的方案。如圖所示，在站臺(tái)軌道下方埋一勵(lì)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(shí)所受的安培力，輔助列車快速剎車。已知列車的總質(zhì)量為 m,車身長為s,線框白短邊ab和cd分別安裝在車頭和車尾，

16、長 度均為L （L小于勻強(qiáng)磁場的寬度），整個(gè)線框的電阻為Ro站臺(tái)軌道上勻強(qiáng)磁場區(qū)域足夠長（大于車長s）,車頭進(jìn)入磁場瞬間的速度為 Vo,假設(shè)列車停止前所受鐵軌及空氣阻力的 合力ff為fo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(shí)間t；(3)請你評價(jià)該設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。(優(yōu)、缺點(diǎn)至少各寫一條)20. (15 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

17、對應(yīng))。類似兩電荷間的電場力，米歇爾和庫侖通過 實(shí)驗(yàn)測出了兩磁極間的作用力F =Km嗎2 ,其中pi和P2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 R1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(dòng)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(dòng)形成。畢奧、薩伐爾等人得出了研究結(jié)論：半徑為Rx、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=KnL,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(dòng)的軌道半徑

18、為r,電子質(zhì)量為 m,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Bi。b.有人用電流觀點(diǎn)解釋地磁成因：在地球內(nèi)部的古登堡面附近集結(jié)著繞地軸轉(zhuǎn)動(dòng)的管狀電子群，轉(zhuǎn)動(dòng)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二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 83。1221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、本題共14小題，每小題3分，共42分。題號1234567891011121314答案ABBCCCDDBABCA

19、C二、本題共2小題，共18分。R”S15. （9 分）（1） （ 49.3749.41）、（ 0.3830.387）（2 分） A1； V1； R1（3 分）（2） 如圖所示。（2分）（4） C（2 分）16. （9 分）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(jì)漏磁，即通過原副線圈每匝線圈的磁通量都相等，因而不計(jì)磁場能損失;不計(jì)原副線圈的電阻，因而不計(jì)線圈的熱能損失；不計(jì)鐵芯中產(chǎn)生的渦流，因而不計(jì)鐵芯的熱能損失。綜上，理想變壓器在傳輸能量時(shí)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(dòng)勢分別為E1 = n1E2 =也一t：t因理想變壓器

20、不計(jì)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(dòng)勢,Ui uEiU2 =E2（4分）聯(lián)立以上各式可得5 %三、本題共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(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。17. （8 分）12解：（1）粒子經(jīng)過電壓為的電場，由動(dòng)能定理有qU=mv2-0 （2分）可得vqu（2）粒子通過孔進(jìn)入勻弓II磁場B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有qvB = mv- Xa =2Q聯(lián)立式可得X2 2mUB q（3分）,、一,、一,12（3）同（2）可得 xb =一B2mbU聯(lián)立式并代入已知條件可得mb=2m（3分）18. （

21、10 分）（1）小球從A到B的過程中下降的高度為h = Lcos1重力對小球做的功W =mgh（2分）可得 W = m g Lo S(2)小球從A到B的過程中，由動(dòng)能定理有mgLcosu+q0U ab =0-0解得 UAB=_mgLcos q。根據(jù)勻強(qiáng)電場E=U有 dU ABE =；-l（ 1 s i中）（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(dòng)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WcD=EpcEpD d根據(jù)電勢的定義式有聯(lián)立式可得W：d = q c - q dc 一D所以WCDqD =U CD（4分）可見兩種定義方式是統(tǒng)一性的。1

22、9. (10 分)解：(1)車頭進(jìn)入磁場時(shí)線框 ab邊切割磁感線，有E = BLv0 線框中的電流為 I =ERBlv聯(lián)立式可得Iv0R線框所受的安培力為5安=B I L由牛頓第二定律可得F安 f=ma®2 2B2L2v0 fR聯(lián)立式可得（4分）a 二mR(2)設(shè)列車前進(jìn)速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量定理可得一“ F安i % - ft =0 -mvo2. 2B Lvi其中F =L ，代入上式得R一 B2L2V一 一一乙Ati ft = 0 mv0R聯(lián)立式可得2. 2,mv0 R - B L st 二fR（4分）23(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)減小；可以減小常規(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(shí)會(huì)產(chǎn)生渦流對設(shè)備產(chǎn)生不良影響；勵(lì)磁線圈也需要耗能