朝阳区高三物理期末试题(2019.1).pdf

物理试卷第1 页（共11 页）北京市朝阳区 20182019 学年度第一学期期末统一检测高三年级物理试卷20191（考试时间90 分钟满分 100 分）本试卷共 7 页， 考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效，考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。第一部分（选择题共 39 分）本部分共13 小题，每小题3 分，共 39 分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。把答案用2B 铅笔填涂在答题卡上。1关于磁场中某一点磁感应强度的方向，下列说法正确的是A与一小段通电直导线所受磁场力的方向一致B与运动电荷所受磁场力的方向一致C与小磁针N 极所受磁场力的方向一致D与小磁针S 极所受磁场力的方向一致2下列现象可以用安培分子电流假说解释的是A运动电荷在磁场中受到磁场力B通电导线周围存在磁场C磁铁插入闭合线圈，线圈中产生电流D磁铁加热到一定温度，磁性会消失3如图所示， 一个带正电的球体M 放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N 先后挂在横杆上的P1和 P2处。当小球N 静止时，丝线与竖直方向的夹角分别为1和 2（2图中未标出） 。则A小球 N 带正电， 12B小球 N 带正电， 12D小球 N 带负电， 124一个固定电容器在充电过程中，两个极板间的电压u 随电容器所带电荷量q 的变化而变化。下面四幅图中，正确反映u 和 q关系的图像是A B C D P1 P2 1 M N + 物理试卷第2 页（共11 页）5如图所示，取一对用绝缘柱支持的导体A 和 B，使它们彼此接触。起初它们不带电。把带正电荷的物体C 移近导体A，再把 A 和 B 分开，然后移去C。则AA 带正电， B 带负电BA 带负电， B 带正电CA、B 带同种电荷DA、B 都不带电6在静电场中，将一带正电的点电荷从a 点移到 b 点，电场力做了负功，则Ab 点的电场强度一定比a 点大B电场线方向一定从b 指向 a Cb 点的电势一定比a 点高D该点电荷的动能一定减小7如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S 闭合后，在变阻器R0的滑动端向上滑动的过程中A电压表与电流表的示数都增大B电压表与电流表的示数都减小C电压表的示数增大，电流表的示数减小D电压表的示数减小，电流表的示数增大8如图所示，两根平行直导轨MN、PQ 固定在同一水平面内，间距为L。导轨的左端接有电源 E 和开关 S，导体棒 ab 垂直于导轨放置。空间存在斜向右上方的匀强磁场，其方向与轨道平面成角，且与导体棒ab 垂直。闭合开关S，导体棒ab 仍保持静止。已知通过导体棒的电流为I，则闭合开关S 后，下列说法正确的是A导体棒所受的摩擦力小于ILB，方向水平向左B导体棒所受的摩擦力小于ILB，方向水平向右C导体棒所受的安培力小于ILB，方向水平向左D导体棒所受的安培力小于ILB，方向水平向右9如图 1 所示， 一个矩形导线框放置在匀强磁场中，并绕过 ab、cd 中点的固定轴OO以角速度2rad/s 顺时针转动。若以线框平面与磁场方向垂直时（如图2）为计时起点，并规定 bc 边中电流i 的方向由b流向 c 时为正，则图3 所示的四幅i- t 图像正确的是图 1 图 2 A B C D 图 3 A B C 物理试卷第3 页（共11 页）10在如图所示的电路中，A1、A2为两个完全相同的灯泡，L 为自感线圈， E 为电源， R 为滑动变阻器，S 为开关。闭合开关后，发现 A1比 A2亮。自感线圈L 的直流电阻为RL，此时滑动变阻器接入电路的电阻为R0。下列说法正确的是A0LRR ；断开开关S的瞬间， A2中的电流方向为abB0LRR ；断开开关S的瞬间， A2中的电流方向为baC0LRR ；断开开关S的瞬间， A2中的电流方向为abD0LRR ；断开开关S的瞬间， A2中的电流方向为ba11如图所示，空间中存在匀强电场和匀强磁场，电场和磁场的方向水平且互相垂直。一带电微粒沿直线由a 向 b 运动，在此过程中A微粒做匀加速直线运动B微粒的动量减小C微粒的电势能增加D微粒的机械能增加12如图所示，电压表由灵敏电流计G 与电阻 R 串联而成。某同学在使用中发现一块电压表的读数总比真实值偏大一点，若要校准，可采用的措施是A在电阻 R 上串联一个比其大得多的电阻B在电阻R 上串联一个比其小得多的电阻C在电阻R 上并联一个比其大得多的电阻D在电阻 R 上并联一个比其小得多的电阻13静电场方向平行于x 轴，将一电荷量为q的带电粒子在xd处由静止释放，粒子只在电场力作用下沿x 轴运动，其电势能EP随 x的变化关系如图1 所示。若规定 x 轴正方向为电场强度E、加速度a 的正方向，图2 中的四幅示意图分别表示电势随 x 的分布、场强 E 随 x 的分布、粒子的加速度a 随 x 的变化关系和粒子的动能Ek随 x 的变化关系，其中正确的是A B C D 图 2 图 1 物理试卷第4 页（共11 页）第二部分（非选择题共 61 分）本部分共 8 小题，共61 分。把答案填在答题卡相应的位置。14 （4 分）实验室中某块多用电表的欧姆档有四个倍率，分别是“ 1”、“ 10”、“ 100”和“ 1k”。某同学利用该电表测量电阻时，采用欧姆档“ 100”倍率测量，操作步骤正确，发现表头指针如图1 所示，为了较准确地进行测量，应换到欧姆档“_”倍率。更换倍率后，重新调零，再对电阻进行测量，表盘的指针如图2 所示，则该电阻的测量值为 _。图 1 图 2 15 （5 分）某同学利用电流表和电压表测定电阻Rx的阻值，设计了图1 和图 2 两个实验电路。已知电流表的内阻约0.125，电压表的内阻约3k ，Rx的阻值约 5 。图 1 图 2 （1）为减小系统误差，应该选择的实验电路是_（选填“图1”或“图 2” ） 。（2）请从误差分析的角度，说明选择的理由：_ _ 16 （9 分）某同学做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验。已选用的器材有：电池组E（电动势 3.0V） 、小灯泡 L（额定功率1W，额定电流0.5A） 、电流表（ 00.6A） 、开关和导线若干。（1）实验中电压表应选用_；滑动变阻器应选用_。 （选填相应器材前的字母）A电压表（ 03V）B电压表（ 015V）C滑动变阻器（05）D滑动变阻器（050 ）（2）该同学设计了如图1 所示的实验电路。图 2 是实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据图1 所示的实验电路，补充完成图2 中实物间的连线。物理试卷第5 页（共11 页）（3）实验得到小灯泡L 的伏安特性曲线如图3 所示。现将小灯泡L 接入如图4 所示的电路。已知电源电动势3.0VE、内阻1 .0r，05.0R，闭合开关S，小灯泡消耗的功率P=_W （结果保留两位有效数字）。17 （6 分）如 图 所 示 ， 理 想 变 压 器原 、 副 线 圈 匝 数 之 比12:4:1nn。 原 线 圈 接 电 压 为220 2 sin100ut （V）的交流电源，副线圈接27.5R的电阻。电流表和电压表可视为理想电表。求：（1）副线圈中电压表的示数U；（2）原线圈中电流表的示数I。物理试卷第6 页（共11 页）18 （6 分）如图所示，质量为m、电荷量为q 的带电粒子，以初速度v 从 P 点垂直于磁场方向射入磁感应强度为B 的匀强磁场，经历半个圆周，从Q 点射出磁场。不计带电粒子所受重力。求：（1）P、Q 两点间的距离d；（2）粒子从P 点运动到 Q 点所用的时间t。19 （7 分）如图所示， 真空中有一对水平放置的平行金属板，金属板间的电压为U，长度为 L，间距为 d。一带正电的粒子以速度v0沿平行于板面的方向射入平行金属板间，并从另一侧射出。已知带电粒子的质量为m，电荷量为 +q。金属板间的电场可看做匀强电场，不计带电粒子所受重力。（1）带电粒子射出平行金属板时速度v 的大小；（2）在带电粒子通过平行金属板的过程中，电场力所做的功 W。20 （9 分）如图 1 所示的电路，电源的电动势为E、内阻为r，R 为变阻箱，电流表可视为理想电表。闭合开关S，改变变阻箱R 的阻值，电流表的示数I 随之变化。（1）当变阻箱的阻值为R1时，求电流表的示数I1。（2）以1I为纵坐标， R 为横坐标，在图2 中画出变阻箱阻值R 变化过程中1RI图像的示意图，并分别说明图线与纵轴交点和图线斜率的物理意义；（3）在金属导体中， 自由电子定向移动形成电流。已知自由电子在导线内定向移动速率的数量级为510m/s，但实际上，闭合开关S 后，电路中几乎瞬间就形成了电流，请说明理由。物理试卷第7 页（共11 页）21 （15 分）对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。如图所示 ，固定于同一水平面内的光滑、平行长直金属导轨 处于竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接有定值电阻。粗细和材质均匀的金属杆 MN 在与其垂直的水平恒力作用下，在导轨上匀速向右运动；金属杆MN 始终与导线框形成闭合电路，其长度恰好等于平行轨道的间距，导轨电阻不计。（1）已知匀强磁场的磁感强度为B，金属杆MN 的长度为L，速度为v。a请通过法拉第电磁感应定律推导证明，金属杆MN 切割磁感线产生的电动势vEBL。b请结合电源电动势定义式推导证明，金属杆MN 切割磁感线产生的电动势vEBL。（2）已知定值电阻的阻值为R，金属杆MN 的电阻为r，水平恒力为F，某段时间内，金属杆 MN 向右运动距离为x。a请结合能量守恒定律，求这段时间内金属杆MN 上产生的热量Q；b经典物理学认为，在金属导体中，定向移动的自由电子频繁地与金属离子发生碰撞，把定向移动的动能不断传递给金属离子，使金属离子的热振动加剧，因而导体的温度升高。在考虑大量自由电子的统计结果时，电子与金属离子的碰撞结果可视为导体对电子有连续的阻力。展开你想象的翅膀，给出一个合理的自由电子的运动模型，并在此基础上求这段时间内金属杆MN 上产生的热量Q。物理试卷第8 页（共11 页）北京市朝阳区 20182019 学年度第一学期期末质量检测高三年级物理参考答案20191 第一部分（选择题共 39 分）本部分共13 小题，每小题3 分，共 39 分。题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案C D A A B C C A A B D B D 第二部分（非选择题共 61 分）本部分共 8 小题，共61 分。把答案填在答题卡相应的位置。14 （4 分） 10（2 分）21.010 （2 分）15 （5 分）（1）图 2（2 分）（2）若采用图1 所示电路，xARRR测，相对误差xAxx2.5%RRRRR测；若采用图 2 所示电路，xVxVR RRRR测，相对误差xxxxV0.17%RRRRRR测。可见图2所示电路的误差较小。（3 分）16 （9 分）（1）A（2 分）C（2 分）（2）答案如答图1 所示（2 分）（3）0.270.33 （3 分）17 （6 分）解： （1）由题意可知，原线圈电压的有效值1220VU。设副线圈电压的有效值为U2，则有1122UnUn所以电压表的读数221155VnUUUn（3 分）答图 1 物理试卷第9 页（共11 页）（2）副线圈中电流的有效值222.0AUIR因为1221InIn所以电流表的读数21210.5AnIIIn（3 分）18 （6 分）解： （1）设带电粒子做匀速圆周运动的轨迹半径为r。根据牛顿第二定律有2q Bmrvv所以mrqBv所以22mdrqBv（3 分）（2）粒子做圆周运动的周期22rmTqBv所以12mtTqB（3 分）19 （7 分）解： （1）平行金属板间匀强电场场强UEd在平行金属板的方向，带电粒子以速度0v 做匀速直线运动，则有0Ltv在垂直金属板的方向，带电粒子做初速度为零的匀加速运动，根据牛顿第二定律有qEqUammd所以0qULatmdvv所以222222002220q U Lm dvvvvv（4 分）（2）根据动能理可求得，电场力所做的功22222022011222q U LWmmmdvvv（3 分）20 （9 分）解： （1）根据闭合电路欧姆定律有物理试卷第10 页（共11 页）11EIRr（3 分）（2）U- I 图像如答图2 所示。图像与纵轴交点的坐标值为1rEI短，斜率为1E。（3 分）（3）闭合开关的瞬间，电路中的各个位置迅速建立了电场，在电场的作用下， 电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动，整个电路也就几乎同时形成了电流。（3 分）21 （15 分）解： （1）a在 ?t 时间内，金属杆MN 的位移xtv闭合电路面积的变化量是SxLtLv则穿过闭合电路的磁通量的变化量是BSBLtv根据法拉第电磁感应定律有EBLtv （3 分）b金属杆MN 切割磁感线时，MN 相当于电源，由右手定则可以判断M 为正极，N 为负极。因为金属杆MN 的运动，自由电子受到沿金属杆方向洛的伦兹力（分力）f1的作用， f1充当非静电力。设自由电子的电荷量为e，则有 fe Bv1。在自由电子由N 定向移动到M 的过程中，f1做的功Wf Le BLv1，所以导线 MN 切割磁感线产生的电动势WEBLev（3 分）（2）a设电阻R 上产生的热量为RQ ，根据能量守恒定律有RFxQQ又因为RQRQr所以FxrQRr（4 分）b设磁场的磁感强度为B，金属杆MN 的长度为L，则金属杆MN 切割磁感线产生的电动势vEBL，所以金属杆MN 两端的电势差vMNBLURRr金属杆 MN 中的电场可视为匀强电场，其场强v场MNUB RELRr自由电子在金属杆MN 中所受的电场力v场eeB RFeERr因为金属杆MN 的运动，自由电子受到沿金属杆方向的洛伦兹力（分力） fe Bv1因为金属杆中的电流不变，所以可假设自由电子以速度u 相对导线做匀速直线运动。假设导体对每个电子的阻力都为f阻。在沿金属杆MN 的方向，根据答图 2 物理试卷第11 页（共11 页）牛顿第二定律有()0efFf1阻，即0vv阻eB Re BfRr所以v阻e BrfRr设 MN 中自由电荷的数量为N，这段时间为t，则自由电子克服f阻做的总功e Brr trxWNftN tNe BNe BRrRrRrvvuuuu阻克因为自由电子以速度u 相对导线做匀速直线运动，所以自由电子受到垂直金属杆 MN 方向的洛伦兹力（分力）fe Bu2，则有金属杆MN 所受的安培力pA2FNfNe Bu取金属杆MN 为研究对象，根据牛顿第二定律有AFF所以rWFxRr克由题意可知：rQWFxRr克（5 分）