北京市通州區(qū)2021屆高三上學(xué)期期末摸底質(zhì)量檢測物理試題

PAGE高三物理能力測試第12頁（共8頁）通州區(qū)2020—2021學(xué)年第一學(xué)期高三年級一?？荚囄锢碓嚲?021年1月考生須知：1．本試卷共分兩卷，第Ⅰ卷和第Ⅱ卷。共8頁。2．本試卷總分為100分，考試時間為90分鐘。3．考生務(wù)必將答案答在答題卡上，在試卷上作答無效。第Ⅰ卷（選擇題部分，共42分）一、選擇題（每個小題只有一個選項是正確的，共14道小題，每小題3分）1．磁感應(yīng)強度的單位是特斯拉（T），關(guān)于特斯拉與基本單位千克（kg）、秒（s）、安培（A）之間關(guān)系，下列描述正確的是A．1T=1kg/(A·s2)B．1T=1kg·s2/A C．1T=1kg/(A·s) D．1T=1kg·s/AOAB?QR2．如圖所示，將不帶電的枕形導(dǎo)體AB，放在一個點電荷的電場中，點電荷的電荷量為?QOAB?QRA．導(dǎo)體A端帶正電B．導(dǎo)體AB帶上正電C．導(dǎo)體A端的電勢低于B端的電勢

D．導(dǎo)體AB的感應(yīng)電荷在O點產(chǎn)生的電場強度大小為，方向向左ABMNABMN3．A、B兩個點電荷在真空中所產(chǎn)生電場的電場線（方向未標出）如圖所示。圖中C點為兩點電荷連線的中點，MN為兩點電荷連線的中垂線，ABMNABMNA．這兩個電荷可能是等量同種電荷B．電子從C點運動到D點，電勢能減小C．電子從C點運動到D點，所受電場力逐漸減小D．僅在電場力作用下，電子可以沿直線從C點運動到D點t/()sO′?5甲乙Ot/()sO′?5甲乙Oi/A521BA．t=0時，線框中磁通量的變化率為零B．t=0.01s時，穿過線框的磁通量最大C．線框旋轉(zhuǎn)的角速度大小為50rad/sD．若線框的電阻為0.4Ω，則線框的熱功率為5WABLES5．在如圖所示的電路中，A、B為兩個完全相同的燈泡，L為自感線圈，ABLESA．合上開關(guān)，B先亮，A后亮；斷開開關(guān)，A、B同時熄滅B．合上開關(guān)，A先亮，B后亮；斷開開關(guān)，A、B同時熄滅C．合上開關(guān)，B先亮，A后亮；斷開開關(guān)，A先熄滅，B后熄滅D．合上開關(guān)，A、B同時亮；斷開開關(guān)，B先熄滅，A后熄滅GRx6．接使靈敏電流計滿偏，然后在兩表筆間接一被測電阻Rx，靈敏電流計的示數(shù)為50μA，那么RxGRxA．7.5kΩB．15kΩC．22.5kΩD．30kΩErR0RS7．如圖所示的電路中，電源電動勢為E、內(nèi)阻為r，R0為定值電阻，R為滑動變阻器（最大阻值大于ErR0RSA．此時電源的輸出功率為EIB．此時滑動變阻器的阻值C．滑動變阻器R的觸頭從左向右滑動的過程中，路端電壓逐漸增大D．調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值，當(dāng)時滑動變阻器消耗的電功率最大8．回旋加速器的工作原理如圖所示。D1和D2是兩個中空的半圓金屬盒，處于與盒面垂直的勻強磁場中，它們之間有一定的電勢差U。A處的粒子源產(chǎn)生的帶電粒子在加速器中被加速。下列說法正確的是A．帶電粒子在D形盒內(nèi)被磁場不斷地加速B．交流電源的周期等于帶電粒子做圓周運動的周期C．兩D形盒間電勢差U越大，帶電粒子離開D形盒時的動能越大D．加速次數(shù)越多，帶電粒子離開D形盒時的動能越大R9．一種用磁流體發(fā)電的裝置如圖所示。平行金屬板A、B之間有一個很強的磁場，將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量正、負帶電粒子）噴入磁場，A、B兩板間便產(chǎn)生電壓。金屬板A、B和等離子體整體可以看作一個直流電源，A、B便是這個電源的兩個電極。將金屬板A、B與電阻R相連，假設(shè)等離子體的電阻率不變，下列說法正確的是RA．A板是電源的正極B．等離子體入射速度不變，減小A、B兩金屬板間的距離，電源電動勢增大C．A、B兩金屬板間的電勢差等于電源電動勢D．A、B兩金屬板間的電勢差與等離子體的入射速度有關(guān)10．如圖甲所示，矩形導(dǎo)線框ABCD固定在勻強磁場中，磁場方向垂直于線框平面向里。規(guī)定垂直于紙面向里為磁場的正方向，線框中沿著ABCDA方向為感應(yīng)電流i的正方向。要在線框中產(chǎn)生如圖乙所示的感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的規(guī)律正確的是ABCDABCD11．把電容器、電流傳感器、電阻、電源、單刀雙擲開關(guān)按圖甲所示連接。先使開關(guān)S與1端相連，電源向電容器充電；然后把開關(guān)S擲向2端，電容器放電。電流傳感器中的電流i隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是tt1t2t3t4t0i12乙ER電流傳感器12SC甲甲A．在t1~t2時間內(nèi)，電容器兩極板間電壓逐漸減小甲B．在t3~t4時間內(nèi)，電容器的電容逐漸減小C．曲線1與橫軸所圍面積等于曲線2與橫軸所圍面積D．S接1端，只要時間足夠長，電容器兩極板間的電壓就能大于電源電動勢E12．如圖甲所示是一個“簡易電動機”，一節(jié)5號干電池的正極向上，一塊圓柱形強磁鐵吸附在電池的負極，將一段裸銅導(dǎo)線彎成圖中所示形狀的線框，線框上端的彎折位置與正極良好接觸，下面彎曲的兩端與磁鐵表面保持良好接觸，放手后線框就會轉(zhuǎn)動起來。該“簡易電動機”的原理圖如圖乙所示。關(guān)于該“簡易電動機”，下列說法正確的是A．從上往下看，該“簡易電動機”逆時針旋轉(zhuǎn)B．電池的輸出功率大于線框轉(zhuǎn)動的機械功率C．線框①、②兩部分導(dǎo)線電阻在電路中是串聯(lián)關(guān)系D．“簡易電動機”由靜止到轉(zhuǎn)動起來的過程中，線框中的電流增大H0H0甲乙14．如圖所示，在光滑的絕緣水平桌面上，有一質(zhì)量均勻分布的細圓環(huán)，處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向豎直向下。圓環(huán)的半徑為R，質(zhì)量為m。令此圓環(huán)均勻帶上正電荷，總電量為Q。當(dāng)圓環(huán)繞通過其中心的豎直軸以角速度ω沿圖中所示方向勻速轉(zhuǎn)動時（假設(shè)圓環(huán)的帶電量不減少，不考慮環(huán)上電荷之間的作用），下列說法正確的是OωⅠⅡOωⅠⅡB．圓環(huán)受到的合力大小為BQωRC．圓環(huán)內(nèi)側(cè)（Ⅰ區(qū)）的磁感應(yīng)強度大于外側(cè)（Ⅱ區(qū)）的磁感應(yīng)強度D．將圓環(huán)分成無限個小段，每小段受到的合力都指向圓心，所以圓環(huán)有向里收縮的趨勢第Ⅱ卷（非選擇題部分，共58分）二、實驗題（共2道小題，共18分）15．（8分）某同學(xué)在實驗室進行“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系”的實驗。（1）下列實驗器材必須要用的有____（選填字母代號）A．干電池組B．學(xué)生電源C．多用電表D．直流電壓表E．滑動電阻器F．條形磁鐵G．可拆變壓器（鐵芯、兩個已知匝數(shù)的線圈）（2）下列說法正確的是____（選填字母代號）A．為確保實驗安全，實驗中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)B．要研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響，應(yīng)該保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)C．測量電壓時，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行測量D．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（3）該同學(xué)通過實驗得到了如下表所示的實驗數(shù)據(jù)，表中n1、n2分別為原、副線圈的匝數(shù)，U1、U2分別為原、副線圈的電壓，通過實驗數(shù)據(jù)分析可以得到的實驗結(jié)論是：_________________________________________________________________。實驗次數(shù)n1/匝n2/匝U1/VU2/V1160040012.12.90280040010.24.95340020011.95.9216．（10分）關(guān)于“測電源的電動勢和內(nèi)阻”實驗，某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)用如圖1所示的電路，測量兩節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動勢E和內(nèi)電阻r。實驗室提供的器材如下：待測電池、電壓表、電阻箱（阻值范圍0～999.9）、開關(guān)、導(dǎo)線。（1）請根據(jù)圖1所示的電路圖，在圖2中畫出連線，將器材連接成實驗電路。SS電阻箱RV-315圖1圖2圖3圖4ErSVR1010010.1（2）開始做實驗時，先把變阻箱阻值調(diào)到最大，再U/Veq\f(U,R)/A圖501.002.001.503U/Veq\f(U,R)/A圖501.002.001.503.002.500.250.500.751.001.251.50（3）由U?圖線可得該電池組的電動勢E=__________V，內(nèi)電阻r=___________Ω。（均保留3位有效數(shù)字）（4）若利用電流表、電壓表來測量一節(jié)新的干電池的電動勢和內(nèi)電阻，要求盡量減小實驗誤差，圖6中甲、乙兩種連接方案應(yīng)該選擇哪一種，并說明理由：________________________________________________________________。AAAVV甲乙圖6三、計算題（共4道小題，共40分）答案必須明確寫出數(shù)值和單位。17．（7分）如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，以初速度v沿垂直磁場方向射入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，在磁場中做勻速圓周運動。不計帶電粒子所受重力。vB（1）求粒子做勻速圓周運動的半徑R和周期TvB（2）為使該粒子在磁場中做勻速直線運動，還需要同時存在一個與磁場方向垂直的勻強電場，求電場強度E的大小。AB18．（10分）金屬板左端正中間位置M處，有一個小液滴以某一初速度水平向右射入兩板間，從A板右側(cè)邊緣射出電場。已知小液滴的質(zhì)量m=2.0×10-3kg，帶負電，電荷量q=1.0×10-3CAB（1）平行板電容器兩極板間電壓的大小。（2）在此過程中液滴電勢能的變化量。（3）液滴進入電場時初速度v0的大小。19.（11分）如圖甲所示，寬度為L的足夠長光滑金屬導(dǎo)軌水平固定在勻強磁場中，磁場范圍足夠大，磁感強度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌平面向上。現(xiàn)有一根質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒MN放置在金屬導(dǎo)軌上，長度與金屬導(dǎo)軌寬度相等，金屬棒MN在運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計導(dǎo)軌電阻。（1）若金屬棒MN以水平速度v向右勻速運動，請根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律推導(dǎo)金屬棒MN產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=BLv。（2）若金屬棒MN在水平向右的恒力F作用下由靜止開始運動，請從速度、加速度兩個角度分析金屬棒MN的運動情況。（3）若t=0時金屬棒MN有水平向右的初速度v0，此時施加一水平外力F（開始時F方向向右），使金屬棒MN做加速度大小為a的勻減速直線運動，直到速度減為零。a．請推導(dǎo)金屬棒MN減速過程中外力F（以初速度方向為正方向）隨時間t變化的關(guān)系式，并在圖乙中畫出F?t的示意圖。b．MNMNBFLFtO甲乙20.（12分）宏觀問題是由微觀機制所決定的。對同一個物理問題，常?？梢詮暮暧^與微觀兩個不同角度研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)。IS（1）如圖所示，一段長為L、橫截面積為S的圓柱形金屬導(dǎo)已知該金屬導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)量為n，自由電子的質(zhì)量為m、電量為eISa．請根據(jù)電流的定義，求金屬導(dǎo)體中自由電子定向移動的平均速率v。b．經(jīng)典電磁理論認為：當(dāng)金屬導(dǎo)體兩端電壓穩(wěn)定后，導(dǎo)體中產(chǎn)生恒定電場，這種恒定電場的性質(zhì)與靜電場相同。金屬導(dǎo)體中的自由電子在電場力的驅(qū)動下開始定向移動，然后與導(dǎo)體中可視為不動的粒子碰撞，碰撞后電子沿導(dǎo)體方向定向移動的速率變?yōu)榱悖缓笤偌铀?、再碰撞……，自由電子定向移動的平均速率不隨時間變化。金屬電阻反映的就是定向移動的自由電子與不動的粒子的碰撞。假設(shè)自由電子連續(xù)兩次碰撞的平均時間間隔為t0，碰撞時間不計，不考慮自由電子之間的相互作用力。請根據(jù)以上描述構(gòu)建物理模型，推導(dǎo)金屬導(dǎo)體兩端電壓U的大小和金屬導(dǎo)體的電阻R。（2）超導(dǎo)體在溫度特別低時電阻可以降到幾乎為零。將一個閉合超導(dǎo)金屬圓環(huán)水平放置在勻強磁場中，磁感線垂直于圓環(huán)平面，逐漸降低溫度使超導(dǎo)環(huán)發(fā)生由正常態(tài)到超導(dǎo)態(tài)的轉(zhuǎn)變后突然撤去磁場，此后若環(huán)中的電流不隨時間變化，則表明其電阻為零。為探究該圓環(huán)在超導(dǎo)狀態(tài)的電阻率上限，研究人員測得撤去磁場后環(huán)中電流為I，并經(jīng)過一年多的時間t未檢測出電流變化。實際上儀器只能檢測出大于ΔI的電流變化，其中ΔII，當(dāng)電流的變化小于ΔI時，儀器檢測不出電流的變化，研究人員便認為電流沒有變化。設(shè)該超導(dǎo)圓環(huán)粗細均勻，環(huán)中單位體積內(nèi)參與導(dǎo)電的電子數(shù)為n，電子質(zhì)量為m、電荷量為e，環(huán)中定向移動的電子減少的動能全部轉(zhuǎn)化為圓環(huán)的內(nèi)能。試用上述給出的各物理量，推導(dǎo)出的表達式。通州區(qū)2020—2021學(xué)年第一學(xué)期高三年級期末考試物理試卷參考答案及評分標準2021年1月一、選擇題（共14道小題，每題3分，共42分）題號1234567891011121314答案ADCDACDBDACBBC二、實驗題（共2道小題，共18分）15．（1）BCG（3分）（2）BC（2分）（3）在誤差允許的范圍內(nèi)，或在誤差允許的范圍內(nèi)，原、副線圈的電壓之比等于原、副線圈的匝數(shù)之比（3分）16．（1）如答圖1所示（2分）（2）如答圖2所示（2分）U/U/Veq\f(U,R)/A答圖201.02.01.53.02.50.250.500.751.001.251.50S答圖1電阻箱R（3）2.80V～3.10V；1.30Ω～1.50Ω（4分）（4）選甲方案。因為電流表內(nèi)阻和一節(jié)新干電池的內(nèi)阻相差不多，會導(dǎo)致乙方案中電源內(nèi)阻的測量值誤差較大。（2分）三、計算題（共4道小題，共40分）17．（7分）解：（1）洛倫茲力提供向心力，有（1分）帶電粒子做勻速圓周運動的半徑（1分）勻速圓周運動的周期（2分）（2）粒子受電場力，洛倫茲力，粒子做勻速直線運動，則電場強度E的大小（3分）18.（10分）解：（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律，代入數(shù)據(jù)得（2分）（2）液滴在電場中運動電場力做功，代入數(shù)據(jù)得（2分）根據(jù)電場力做功與電勢能變化的關(guān)系，得即液滴電勢能減小0.02J。（1分）（3）液滴在電場中運動所受電場力（1分）根據(jù)牛頓第二定律（1分）豎直方向，（1分）水平方向，（1分）聯(lián)立得（1分）19．（11分）解：（1）閉合電路內(nèi)磁通量的變化量為（1分）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律（1分）（2）根據(jù)歐姆定律根據(jù)牛頓第二定律（1分）變