1、 海淀区 2020 届高三第一学期期末练习 物 理 2020.01 说明：本试卷共 8 页，共 100 分。考试时间 90 分钟。 题号 一 二 三 总分 16 17 18 19 20 分数 一、本题共 12 小题，每小题 3 分，共 36 分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一 个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的。全部选对的得 3 分，选不全的得 2 分，有 选错或不答的得 0 分。把你认为正确答案的代表字母填写在题后的括号内。 1某电场的电场线分布如图 1 所示，电场中有 A、B 两点，则以下判断正确的是 ( ) AA 点的场强大于 B 点的场强，B 点的电势高于 A 点的电
2、势 B若将一个电荷由 A 点移到 B 点，电荷克服电场力做功，则该电荷一定 为负电荷 C一个负电荷处于 A 点的电势能大于它处于 B 点的电势能 D若将一个正电荷由 A 点释放，该电荷将在电场中做加速度减小的加速 运动 2如图 2 所示，矩形导线框 abcd 与无限长通电直导线 MN 在同一平面 内，直导线中的电流方向由 M 到 N，导线框的 ab 边与直导线平行。若直导 线中的电流增大，导线框中将产生感应电流，导线框会受到安培力的作用， 则以下关于导线框受到的安培力的判断正确的是 （ ） A导线框有两条边所受安培力的方向相同 B导线框有两条边所受安培力的大小相同 C导线框所受的安培力的合力向
3、左 D导线框所受的安培力的合力向右 3在图 3 所示的电路中，电源电动势为 E，电源内阻为 r，闭合 开关 S，待电流达到稳定后，将滑动变阻器的滑动触头 P 从图示位置 向 a 端移动一些，待电流再次达到稳定后，则与 P 移动前相比 （ ） A电流表示数变小，电压表示数变大 B小灯泡 L 变亮 C电容器 C 的电荷量减小 D电源的总功率变大 4如图 4 所示，将一个半径为 r 的不带电的金属球放在绝缘支架 上，金属球的右侧放置一个电荷量为Q的带正电的点电荷，点电荷到金 属球表面的最近距离也为 r。由于静电感应在金属球上产生感应电荷。 设静电力常量为 k。则关于金属球内的电场以及感应电荷的分布情
4、况， 以下说法中正确的是 （ ） A电荷 Q 与感应电荷在金属球内任意位置激发的电场场强都是等大且反向的 A B 图 1 Q r r 图 4 M N b d c a 左 右 图 3 C P E r S R L A V a b B感应电荷在金属球球心处激发的电场场强 2 2r Q kE ，方向向右 C感应电荷全部分布在金属球的表面上 D金属球右侧表面的电势高于左侧表面 5在图 5 所示电路中，电源电动势为 12V，电源内阻为 l.0， 电路中的电阻 R0为 1.5，小型直流电动机 M 的内阻为 0.5，闭合 开关 S 后，电动机转动，电流表的示数为 2.0A。则以下判断中正确 的是 （ ） A电
5、动机的输出功率为 14W B电动机两端的电压为 7.0V C电动机产生的热功率 4.0W D电源输出的电功率为 24W 6在我们生活的地球周围，每时每刻都会有大量的由带电粒子组成的宇宙射线向地球 射来， 地球磁场可以有效地改变这些宇宙射线中大多数带电粒子的 运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的 意义。图 6 所示为地磁场的示意图。现有一束宇宙射线在赤道上方 沿垂直于地磁场方向射向地球，在地磁场的作用下，射线方向发生 改变的情况是 （ ） A若这束射线是由带正电荷的粒子组成，它将向南偏移 B若这束射线是由带正电荷的粒子组成，它将向北偏移 C若这束射线是由带负电荷的粒子组成，
6、它将向东偏移 D若这束射线是由带负电荷的粒子组成，它将向西偏移 7如图 7 所示，矩形导体线圈 abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴 OO匀速 转动，沿着 OO方向观察，线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感强度为 B，线圈 匝数为 n，ab 边的边长为 l1，ad 边的边长为 l2，线圈电阻为 R，转动 的角速度为，则当线圈转至图示位置时 （ ） A线圈中感应电流的方向为 abcda B线圈中的感应电动势为 2 2nBl C穿过线圈磁通量随时间的变化率最大 D线圈 ad 边所受安培力的大小为 R llBn 2 21 22 8两只相同的白炽灯 L1和 L2，分别与电容器 C 和电感线
7、圈 L 串联，接在如图 8 所示 的电路中。将 a、b 接在电压最大值为 Um、频率为 f 的正弦交流电源 E1两极之间时，两只灯泡都发光，且亮度相同。若更换一个新的正 弦交流电源 E2后，灯 L2的亮度高于灯 L1的亮度。则新电源 E2的电 压最大值和频率可能是 （ ） A最大值仍为 Um，而频率大于 f B最大值仍为 Um，而频率小于 f C最大值大于 Um，而频率仍为 f D最大值小于 Um，而频率仍为 f 9如图 9 所示，有一台交流发电机 E，通过 理想升压变压器 T1和理想降压变压器 T2向远处用 户供电，输电线的总电阻为 R。T1的输入电压和输 宇 宙 射 线 N S 图 6 图
8、 5 A R0 电 动 机 M S 图 8 L1 L2 a b L C U1 图 9 P1 R E U3 U2 U4 P2 P3 P4 用户 T1 T2 O 图 7 a b c d B O 入功率分别为 U1和 P1，它的输出电压和输出功率分别为 U2和 P2；T2的输入电压和输入功 率分别为 U3和 P3，它的输出电压和输出功率分别为 U4和 P4。设 T1的输入电压 U1一定， 当用户消耗的电功率变大时，有 ( ) AU2减小，U4变大 BU2不变，U3变小 CP1变小，P2变小 DP2变大，P3变大 10 在水平桌面上，一个圆形金属框置于匀强磁场中， 线框平面与磁场垂直，圆形金属框与一个
9、水平的平行金属 导轨相连接，导轨上放置一根导体棒 ab，导体棒与导轨接 触良好，导体棒处于另一匀强磁场中，该磁场的磁感应强 度恒为 B2，方向垂直导轨平面向下，如图 10 甲所示。圆形 金属框内的磁场磁感应强度 B1随时间 t 的变化关系如图 10 乙所示。01.0s 内磁场方向垂直线框平面向下。若导体棒 始终保持静止，并设向右为静摩擦力的正方向，则导体棒 所受的静摩擦力 f 随时间变化的图象是图 11 中的 （ ） 11如图 12 所示，绝缘轻杆两端固定带电小球 A 和 B，轻杆处 于水平向右的匀强电场中，不考虑两球之间的相互作用。初始时轻杆 与电场线垂直（如图中实线位置） ，将杆向右平移的
10、同时顺时针转过 90 （如图中虚线位置） ，发现 A、B 两球电势能之和不变。根据图中 给出的位置关系，可判断下列说法中正确的是 ( ) AA 球一定带正电荷，B 球一定带负电荷 BA、B 两球带电量的绝对值之比 qAqB=12 CA 球电势能一定增加 D电场力对 A 球和 B 球都不做功 12光滑平行金属导轨 M、N 水平放置，导轨上放置着一根与导轨垂直的导体棒 PQ。 导轨左端与由电容为 C 的电容器、单刀双掷开关和电动势为 E 的电源组成的电路相连接，如图 13 所示。在导轨所在的空间存 在方向垂直于导轨平面的匀强磁场（图中未画出） 。先将开关接 在位置 a，使电容器充电并达到稳定后，再
11、将开关拨到位置 b。 导体棒将会在磁场的作用下开始向右运动，设导轨足够长。则以 下说法中正确的是 （ ） A空间存在的磁场方向竖直向下 B导体棒向右做匀加速运动 C当导体棒向右运动的速度达到最大时，电容器的电荷量为零 a b E C 图 13 M N P Q 图 11 1 2 3 4 5 6 t/s 0 f D f C 1 2 3 4 5 6 t/s 0 1 2 3 4 5 6 t/s 0 f A 1 2 3 4 5 6 t/s 0 f B B2 B1 甲 a b 1 2 3 4 5 6 t/s 0 B1 乙 图 10 图 12 L L A A B B E D导体棒运动的过程中，通过导体棒的电
12、荷量 QCE 二、本题共 3 小题，共 14 分。把答案填在题中的横线上或将正确的选项填入题后的括 号内。 13 （4 分）多用电表是实验室和生产实际中常用的测 量仪器。使用多用电表测某段导体的电阻。 （1）主要的操作过程分以下三个步骤，请填写第步 操作。 将红、黑表笔分别插入多用电表的“”、“”插孔； 选择电阻档“10”； _； 把红、 黑表笔分别与导体的两端相接， 读取导体的电 阻。 （2）采用上述的操作步骤后，多用表的示数如图 14 所示。则该段导体的电阻测量值为 _。 14 （5 分）有一个电阻 Rx，其阻值大约为 20，现要更精确地测量其电阻，手边现有 器材如下： A电源 E（电动势
13、 12.0V，内阻为 0.5） ； B电压表（0315V，内阻大于 3k） ； C电流表（00.63A，内阻小于 1） ； D滑动变阻器 R1（010，2.0A） ； E滑动变阻器 R2（01700，0.3A） ； F开关 S 和导线若干。 （1）滑动变阻器应选用 （填写器材代号） 。连接 电路时，电压表的量程应选 V，电流表的量程应选 A。 （2）请在右边方框中画出实验电路图。 15 （5分）某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更 换时发现，里面除了一节1.5V的干电池外，还有一个方形的电池 （层叠电池） 。为了测定该电池的电动势和内电阻，实验室中提 供如下器材： A电流表A1（满偏电流
14、10mA，内阻10） ； B电流表A2（00.63A，内阻未知） ； C滑动变阻器R0（0100，1A） ； D定值电阻R（阻值990） ； E开关与导线若干。 （1）该同学根据现有的实验器材，设计了如图 15 所示的电路，请你按照电路图在图 16 上完成实物连线。 图 15 A2 A1 S E R R0 图 14 （2）图17为该同学根据上述设计的实验电路测出多组数据并绘出的I1-I2图线（I1为电流 表A1的示数，I2为电流表A2的示数） ，则由图线可以得到被测电池的电动势E V，内 阻r= 。 （保留两位有效数字） 三、本题包括 5 小题，共 50 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和
15、重要的演算步 骤。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。 16 （8 分）在水平放置的两块金属板 AB 上加上不同电压，可以使从炽热的灯丝释放 的电子以不同速度沿直线穿过 B 板中心的小孔 O 进入宽度为 L 的匀强磁场区域，匀强磁场 区域的磁感应强度为 B，方向垂直纸面向里。若在 A、B 两板间加上电压 U0时，电子不能 穿过磁场区域而打在 B 板延长线上的 P 点，如图 18 所示。已知电子的质量为 m，电荷量为 e，并设电子离开 A 板时的初速度为零。 （1）在 A、B 两板间加上电压 U0时，求电子穿 过小孔 O 的速度大小 v0； （2）求 P 点距
16、小孔 O 的距离 x； （3）若改变 A、B 两板间的电压，使电子穿过 磁场区域并从边界 MN 上的 Q 点射出，且从 Q 点穿 出时速度方向偏离原来的方向的角度为，则 A、B 两板间电压 U 为多大？ 17 （10 分）如图 19 甲所示，在一个正 方形金属线圈区域内， 存在着磁感应强度 B 随 时间变化的匀强磁场，磁场的方向与线圈平面 垂直。金属线圈所围的面积 S=200cm2，匝数 n=1000，线圈电阻 r=1.0。线圈与电阻 R 构 成闭合回路，电阻的阻值 R=4.0。匀强磁场 的磁感应强度随时间变化的情况如图 19 乙所 示，求： （1）在 t=2.0s 时刻，穿过线圈的磁通量和通
17、过电阻 R 的感应电流的大小； （2）在 t=2.0s 时刻，电阻 R 消耗的电功率； （3）06.0s 内整个闭合电路中产生的热量。 B 甲 R 乙 B/T t/s 0 0.4 2.0 0.2 4.0 6.0 8.0 图 19 I1/mA I2/A 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 图 17 图 16 S A1 A2 R0 R v0 v P + A B O 图 18 L B M N Q 18 （10 分）静电喷漆技术具有效率高，浪费少，质量好，有利于工人健康等优点，其 装置示意图如图 20 所示。A、B 为两块平行金属板，间距 d 0.30
18、m， 两板间有方向由 B 指向 A、 电场强度 E1.0 103N/C 的匀强电场。在 A 板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷 枪 P，油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电 油漆微粒，油漆微粒的质量 m2.0 10 15kg、电荷量为 q 2.0 10 16C，喷出的初速度 v 02.0 m/s。油漆微粒最后都 落在金属板 B 上。微粒的重力和所受空气阻力以及带电微粒 之间的相互作用力均可忽略。试求： （1）微粒落在 B 板上的动能； （2）微粒从离开喷枪后到达 B 板所需的最短时间； （3）微粒最后落在 B 板上所形成的图形及面积的大小。 19(10 分)在真空中水平放置充电的平
19、行板电容器，两极板间有 一个带电油滴，电容器两板间距为 d，如图 21 所示。当平行板电容 器的电压为 U0时，油滴保持静止状态；当给电容器突然继续充电使 其电压增加U1，油滴开始向上运动；经时间t 后，电容器突然放电 使其电压减少U2，又经过时间t，油滴恰好回到原来位置。假设油 滴在运动过程中没有失去电荷， 充电和放电的过程均很短， 这段时间 内油滴的位移可忽略不计。重力加速度为 g。试求： （1）带电油滴所带电荷量与质量之比； （2）第一个t 与第二个t 油滴加速度大小之比； （3）U1与U2之比。 20 （12 分）磁悬浮列车是一种高速运载工具，它具有两个重要系统。一是悬浮系统，利用 磁
20、力（可由超导电磁铁提供）使车体在导轨上悬浮起来与轨道脱离接触从而减小阻力。另一 是驱动系统，即利用磁场与固定在车体下部的感应金属框相互作用，使车体获得牵引力，图 22 是实验列车驱动系统的原理示意图。在水平面上有两根很长的平行轨道 PQ 和 MN，轨道 间有垂直轨道平面的匀强磁场 B1和 B2，且 B1和 B2的方向相反，大小相等，即 B1=B2=B。 在列车的底部固定着绕有 N 匝相同的闭合矩形金属线圈，并且与之绝缘。整个线圈的总电 阻为 R，每个矩形金属线圈 abcd 垂直 轨道的边长 Lab=L，且两磁场的宽度均 与金属线圈 ad 的边长相同（列车的车 厢在图中未画出） 。当两磁场 Bl
21、和 B2 同时沿导轨方向向右运动时， 金属框也 会受到向右的磁场力， 带动列车沿导轨 运动。 已知列车车厢及线圈的总质量为 M，整个线圈的电阻为 R。 （1）假设用两磁场同时水平向右以速度 v0作匀速运动来起动列车，为使列车能随磁场 运动，列车所受总的阻力大小应满足的条件； （2）设列车所受阻力大小恒为 f，假如使列车水平向右以速度 v 做匀速运动，求维持列 车运动外界在单位时间内需提供的总能量； （3） 设列车所受阻力大小恒为 f， 假如用两磁场由静止沿水平向右做匀加速运动来起动 列车，当两磁场运动的时间为 t1时，列车也正在以速度 v1向右做匀加速直线运动，求两磁 场开始运动后到列车开始起
22、动所需要的时间 t0 图 20 B P d E A 图 21 带电油滴 图 22 B1 B1 B1 B1 B2 B2 B2 P M Q N a b d c v 海淀区 2020 届高三第一学期期末练习 物理参考答案 2020.01 一、本题共 12 小题，每小题 3 分，共 36 分。全部选对的得 3 分，选不全的得 2 分，有 选错或不答的得 0 分。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 AC BD A AC B D CD B BD D B AD 二、本题共 3 小题，共 14 分。 13.（1）将红、黑表笔短接，调整调零旋钮调零。 （2 分） （2）80（2
23、分） 14 （1）R1（1 分） ；015 （1 分） ；00.6 （1 分） 。 （2）电路图如答图 1 （2 分） 15 （1）实物连接如答图 2（2 分） （2）9.1（0.1） ；10（3 分，答对 1 个空得 2 分） 三、本题共 5 小题，共 50 分。 16 （8 分） 解： （1）电子在 AB 板间电场中加速时，由动能定理得 2 00 2 1 mveU 解得 m eU v 0 0 2 （3 分） （2）电子进入磁场区域做匀速圆周运动，由牛顿 第二定律可得 0 2 0 0 r v mBev 解得 e mU B r 0 0 21 （2 分） 所以 e mU B rx 0 0 22
24、2 （1 分） （3）若在 A、B 两板间加上电压 U 时，电子在 AB 板间加速后穿过 B 板进入磁场区域做 圆周运动，并从边界 MN 上的 Q 点穿出，由动能定理可得 2 2 1 mveU 由牛顿第二定律可得 r v mevB 2 且由几何关系可知 Lrsin 所以 2 22 sin2m LeB U （2 分） 答图 2 S A1 A2 R0 R V Rx R1 A 答图 1 17 （10 分） 解： （1）根据法拉第电磁感应定律，04.0s 时间内线圈中磁通量均匀变化，产生恒定 的感应电流。t1=2.0s 时的感应电动势 1 04 1 1 )( t SBB n t nE （2 分） 根据
25、闭合电路欧姆定律，闭合回路中的感应电流 rR E I 1 1 （1 分） 解得 I1= 0.2A （1 分） （2）由图象可知，在 4.0s6.0s 时间内，线圈中产生的感应电动势 2 46 2 2 2 t n t nE 根据闭合电路欧姆定律，t2=5.0s 时闭合回路中的感应电流 rR E I 2 2 =0.8A 电阻消耗的电功率 P2=I22R=2.56W （2 分） （3）根据焦耳定律，04.0s 内闭合电路中产生的热量 Q1=I12(rR)t1=0.8 J （1 分） 4.06.0s 内闭合电路中产生的热量 Q2=I22(rR)t2=6.4 J （2 分） 06.0s 内闭合电路中产生
26、的热量 Q = Q1Q2 =7.2J （1 分） 18 （10 分） 解： （1）据动能定理，电场力对每个微粒做功qEdEEW k0kt ，微粒打在 B 板上 时的动能 2 0k0kt 2 1 mvqEdEWE （2 分） 代入数据解得： 14 kt 104 . 6 EJ （1 分） （2）微粒初速度方向垂直于极板时，到达 B 板时间最短，到达 B 板时速度为 vt，有 2 tkt 2 1 mvE 可得 vt=8.0m/s。由于微粒在两极板间做匀变速运动，即 2 t0 vv t d （2 分） 可解得 t =0.06s （1 分） （3）由于喷枪喷出的油漆微粒是向各个方向，因此微粒落在 B 板
27、上所形成的图形是圆 形。对于喷枪沿垂直电场方向喷出的油漆微粒，在电场中做抛物线运动，根据牛顿第二定 律，油漆颗粒沿电场方向运动的加速度 m Eq a 运动的位移 2 1 2 1 atd 油漆颗粒沿垂直于电场方向做匀速运动，运动的位移即为落在 B 板上圆周的半径 10t vR （2 分） 微粒最后落在 B 板上所形成的圆面积 S=R2 联立以上各式，得 qE mdv S 2 0 2 代入数据解得 S =7.510-2m2 （2 分） 19 （10 分） 解： （1）油滴静止时 d U qmg 0 (2 分) 则 0 U dg m q (1 分) （2）设第一个t 内油滴的位移为 x1，加速度为
28、a1，第二个t 内油滴的位移为 x2，加速 度为 a2，则 2 11 2 1 tax， 2 212 2 1 tatvx， (1 分) 且 v1=a1t， x2=-x1 (1 分) 解得 a1:a2=1:3 (1 分) （3）油滴向上加速运动时： 1 10 mamg d UU q ，即 1 1 ma d U q (1 分) 油滴向上减速运动时 2 210 ma d UUU qmg ，即 2 12 ma d UU q (1 分) 则 3 1 12 1 UU U (1 分) 解得 4 1 2 1 U U (1 分) 20 （12 分） 解： （1）列车静止时，电流最大，列车受到的电磁驱动力最大设为
29、Fm，此时，线框中 产生的感应电动势 E1=2NBLv0 线框中的电流 I1= R E1 整个线框受到的安培力 Fm=2NBI1L 列车所受阻力大小为 R vLBN Ff 0 222 mm 4 (4 分) （2）当列车以速度 v 匀速运动时，两磁场水平向右运动的速度为 v，金属框中感应电动势 )(2vvNBLE 金属框中感应电流 R vvNBL I )(2 又因为 fNBILF 2 求得 222 4LBN fR vv (2 分) 当列车匀速运动时，金属框中的热功率为 P1 = I2R 克服阻力的功率为 P2 = fv 所以可求得外界在单位时间内需提供的总能量为 E= I2R +fv= 222
30、2 4LBN Rf fv (2 分) （3）根据题意分析可得，为实现列车最终沿水平方向做匀加速直线运动，其加速度必须 与两磁场由静止开始做匀加速直线运动的加速度相同，设加速度为 a，则 t1时刻金属线圈中 的电动势 )(2 11 vatNBLE 金属框中感应电流 R vatLNB I )(2 11 又因为安培力 R vatLBN NBILF )(4 2 11 222 所以对列车，由牛顿第二定律得 Maf R vatLBN )(4 11 222 解得 MRtLBN vLBNfR a 1 222 1 222 4 4 (2 分) 设从磁场运动到列车起动需要时间为 t0，则 t0时刻金属线圈中的电动势 00 2N BLatE 金属框中感应电流 R NBLat I 0 0 2 又因为安培力 R atLBN NBILF 0 222 0 4 2 所以对列车，由牛顿第二定律得 f R atLBN 0 222 4 解得 )4(4 4 4 1 222222 1 222 222 0 vLBNfRLBN MRtLBNfR aLBN fR t (2 分)
