2019-2020學(xué)年度(上)北京市海淀區(qū)高三期末物理試卷(學(xué)生卷)

1、 2019-2020學(xué)年北京市海淀區(qū)高三（上）期末物理試卷（學(xué)生卷）一、本題共10小題，每小題3分，共30分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)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（3分）某靜電場的電場線如圖所示，一帶正電的點(diǎn)電荷在電場中M、N兩點(diǎn)所受電場力的大小分別為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（）C.FMVFn，EpMEpND.FmVFn，EpMVEpN（3分）關(guān)于電磁波，下列說法中正確的是（）變化的電場一定在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在，

2、法拉第最先用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在電磁波和機(jī)械波都依賴于介質(zhì)才能傳播各種頻率的電磁波在真空中的傳播速率都相同（3分）如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為珥、n2,原、副線圈兩端的電壓分別為U、U2,通過原、副線圈中的電流分別為I.12.若保持叫、n2和U1不變，且閉合開關(guān)S后兩燈泡均能發(fā)光，則下列說法中正確的是（）ABU2瓷Ui開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_，u2將變大不論開關(guān)S閉合或斷開，始終有U1I1=U2I2的關(guān)系（3分）在如圖3所示的電路中，兩個(gè)完全相同的小燈泡L1和L2分別串聯(lián)一個(gè)帶鐵芯的電感線圈L和一個(gè)滑動變阻器R.閉合開關(guān)S待電路穩(wěn)定后，調(diào)整R的滑片使L和L2亮度一樣，此時(shí)通過兩個(gè)燈

3、泡的電流均為I在之后的t0時(shí)刻斷開S,則在如圖4所示的圖象中，能正確反映t0前后的一小段時(shí)間內(nèi)通過L1的電流i1和通過L2的電流i2隨時(shí)間t變化關(guān)系的是（）（3分）如圖所示，兩條平行的金屬軌道所構(gòu)成的平面與水平地面的夾角為0,在兩軌道的頂端之間接有電源和一滑動變阻器，滑動變阻器的滑片處于中點(diǎn)位置，整個(gè)裝置處于垂直軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場中。一根金屬桿ab垂直放在兩導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌構(gòu)成閉合電路，ab桿處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)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?fàn)顟B(tài)。下列說法中正確的是（）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滑片向N端滑動的過程中金屬桿所受安

4、培力變小滑片向N端滑動的過程中金屬桿對軌道的壓力變小6（3分）如圖所示，在一個(gè)圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于圓平面的勻強(qiáng)磁場，現(xiàn)有兩個(gè)質(zhì)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(diǎn)對準(zhǔn)圓形區(qū)域的圓心0射入圓形磁場區(qū)域，它們穿過磁場區(qū)域的運(yùn)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(jì)，下列說法中正確的是（）a、b兩粒子所帶電荷的電性一定不同射入圓形磁場區(qū)域時(shí)a粒子的速率較大穿過磁場區(qū)域的過程洛倫茲力對a做功較多穿過磁場區(qū)域的過程a粒子運(yùn)動的時(shí)間較長（3分）在探究影響電荷之間相互作用力大小因素的過程中，老師做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)。0是一個(gè)帶正電的絕緣導(dǎo)體球，

5、將同一帶電小球用絕緣細(xì)絲線分別掛在P、P2、P3不同的位置，調(diào)節(jié)絲線長度，使小球與帶電導(dǎo)體球0的球心保持在同一水平線上，發(fā)現(xiàn)小球靜止時(shí)細(xì)絲線與豎直方向的夾角不同，且919293.關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是（）通過該實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象可知，小球帶正電該實(shí)驗(yàn)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(guān)該實(shí)驗(yàn)中細(xì)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通過該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)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(3分)在如圖所示的電路中，電源電動勢為E、內(nèi)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(guān)S,待電路穩(wěn)定后，緩慢減小

6、電阻箱R接入電路中的阻值，與調(diào)節(jié)電阻箱之前相比，電壓表示數(shù)變化量的絕對值為AU,在這個(gè)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()燈泡L將變亮電壓表和電流表的示數(shù)都將變大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CAU(3分)如圖所示為某同學(xué)利用傳感器研究電容器放電過程的實(shí)驗(yàn)電路，實(shí)驗(yàn)時(shí)先使開關(guān)S與1端相連，電源向電容器充電，待電路穩(wěn)定后把開關(guān)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(jì)算機(jī)，屏幕上顯示出電流隨時(shí)間變化的i-t曲線，這個(gè)曲線的橫坐標(biāo)是放電時(shí)間，縱坐標(biāo)是放電電流。僅由這個(gè)i-t曲線所提供的信息可以估算出()電容器的電容段時(shí)間內(nèi)電容

7、器放電的電荷量某時(shí)刻電容器兩極板間的電壓段時(shí)間內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量10（3分）將一段裸銅導(dǎo)線彎成如圖甲所示形狀的線框，將它置于一節(jié)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(qiáng)磁鐵吸附在電池的負(fù)極，使銅導(dǎo)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(fā)生轉(zhuǎn)動，從而制成了一個(gè)“簡易電動機(jī)”，如圖乙所示。關(guān)于該“簡易電動機(jī)”，下列說法中正確的是（）如果導(dǎo)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(fā)生轉(zhuǎn)動如果磁鐵吸附在電池負(fù)極的磁極調(diào)換一下，線框轉(zhuǎn)動的方向也應(yīng)該改變電池的輸出功率一定大于線圈轉(zhuǎn)動的機(jī)械功率線框由靜止開始轉(zhuǎn)動的過程中，通過線框中的電流大小始終不變

8、二、本題共2小題，共15分.11（4分）某同學(xué)利用多用電表的歐姆擋測量未知電阻阻值以及判斷二極管的正負(fù)極。負(fù)極oe圖正極（1）他選擇“X100”倍率的歐姆擋按照正確的步驟測量未知電阻時(shí)，發(fā)現(xiàn)表針偏轉(zhuǎn)角度很大，如圖11中虛線的位置所示。為了能獲得更準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)，他應(yīng)該將倍率調(diào)整到的擋位（選填“X10”或“Xlk”）；并把兩支表筆直接接觸，調(diào)整“歐姆調(diào)零旋鈕”，使表針指向Q.調(diào)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1中虛線的位置，則未知電阻的測量值為Q。（2）若用已調(diào)好的多用電表歐姆擋“X10”擋來探測一只二極管的正、負(fù)極（如圖2所示）。當(dāng)兩表筆分別接二極管的正、負(fù)極時(shí)，發(fā)現(xiàn)表

9、針幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)（即指示電阻接近無限大）；再將兩表筆與二極管兩極的連接情況對調(diào)，發(fā)現(xiàn)表針指在如圖1中的虛線的位置，此時(shí)紅表筆接觸的是二極管的極（選填“正”或“負(fù)”）。（11分）現(xiàn)有兩組同學(xué)要測定一節(jié)干電池的電動勢E和內(nèi)阻r（已知E約為1.5V,r約為1Q）。圄41）第一組采用圖1所示電路。為了完成該實(shí)驗(yàn)，選擇實(shí)驗(yàn)器材時(shí)，在電路的a、b兩點(diǎn)間可接入的器件是個(gè)定值電阻電阻箱C滑動變阻器為了調(diào)節(jié)方便且測量精度更高，電流表和電壓表應(yīng)選（選填選項(xiàng)前的字母）。電流表（00.6A），電壓表（03V）電流表（00.6A），電壓表（015V）電流表（03A），電壓表（03V）電流表（03A），電壓表（015V）

10、經(jīng)過多次測量，他們記錄了多組電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U,并在圖2中畫出了U-I圖象。由圖象可以得出，此干電池的電動勢的測量值E=V（保留三位有效數(shù)字），內(nèi)阻的測量值r=Q（保留兩位有效數(shù)字）。（2）第二組在沒有電壓表的情況下，設(shè)計(jì)了如圖3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(shù)I和電阻箱示數(shù)R,通過研究+圖象的信息，他們發(fā)現(xiàn)電動勢的測量值與第一組的結(jié)果非常接近，但是內(nèi)阻的測量值與第一組的結(jié)果有明顯偏差。將上述實(shí)驗(yàn)重復(fù)進(jìn)行了若干次，結(jié)果依然如此。關(guān)于第二組測量內(nèi)阻產(chǎn)生的偏差及其原因，下列分析中正確的是(選填選項(xiàng)前的字母)。第二組內(nèi)阻的測量結(jié)果小于第一

11、組的測量結(jié)果第二組內(nèi)阻的測量結(jié)果大于第一組的測量結(jié)果造成這個(gè)偏差的原因是實(shí)際電流表內(nèi)阻不能近似為零造成這個(gè)偏差的原因是實(shí)驗(yàn)小組讀取電流表讀數(shù)時(shí)眼睛沒有正對表盤，使讀數(shù)有時(shí)候偏大，有時(shí)候偏小第二組對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入的理論研究，在是否可忽略電流表內(nèi)阻這兩種情況下，繪制兩類圖象。第一類圖象以電流表讀數(shù)I為橫坐標(biāo)，將電流表和電阻箱讀數(shù)的乘積IR記為U作為縱坐標(biāo)。第二類圖象以電阻箱讀數(shù)R為橫坐標(biāo)，電流表讀數(shù)的倒數(shù)為縱坐標(biāo)。圖4中實(shí)線代表電流表內(nèi)阻可忽略的情況，虛線代表電流表內(nèi)阻不可I忽略的情況，這四幅圖中，能正確反映相關(guān)物理量之間關(guān)系的是(選填選項(xiàng)前的字母)。三、本題包括6小題，共55分解答應(yīng)寫出必要的文字

12、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(8分)如圖所示，寬度L=0.40m的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌的一端連接阻值R=1.5Q的電阻。導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.50T.根導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，兩導(dǎo)軌之間的導(dǎo)體棒的電阻r=0.5Q，導(dǎo)軌的電阻可忽略不計(jì)?，F(xiàn)用一垂直于導(dǎo)體棒的水平拉力拉動導(dǎo)體使其沿導(dǎo)軌以v=10m/s的速度向右勻速運(yùn)動，在運(yùn)動過程中保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。空氣阻力可忽略不計(jì)，求：通過導(dǎo)體棒的電流I，并說明通過導(dǎo)體棒的電流方向；作用在導(dǎo)體棒上的拉力大小F；電阻R的電功率

13、P。(8分)如圖所示，長為l的絕緣輕細(xì)線一端固定在0點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m的帶電小球，小球靜止時(shí)處于0點(diǎn)正下方的0點(diǎn)?，F(xiàn)將此裝置放在水平向右的勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度大小為E,帶電小球靜止在A點(diǎn)時(shí)細(xì)線與豎直方向成9角。已知電場的范圍足夠大，空氣阻力可忽略不計(jì)，重力加速度為go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0點(diǎn)由靜止釋放，求小球運(yùn)動到A點(diǎn)時(shí)的動能Ek；(3)若將小球從0點(diǎn)由靜止釋放，其運(yùn)動到A點(diǎn)時(shí)細(xì)線突然斷開，試定性分析說明小球此后做什么樣的運(yùn)動。(8分)如圖所示為一交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖，裝置中兩磁極之間產(chǎn)生的磁場可近似為勻強(qiáng)磁場，發(fā)電機(jī)的矩形線圈abed在磁場中，圖

14、中abed分別為矩形線圈的四個(gè)頂點(diǎn)，其中的e點(diǎn)被磁鐵遮擋而未畫出。線圈可繞過be邊和ad邊中點(diǎn)且垂直于磁場方向的水平軸00勻速轉(zhuǎn)動。為了便于觀察，圖中發(fā)電機(jī)的線圈只畫出了其中的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(huán)K上,ed邊連在金屬滑環(huán)L上；用導(dǎo)體做的兩個(gè)電刷E、F分別壓在兩個(gè)滑環(huán)上，線圈在轉(zhuǎn)動過程中可以通過滑環(huán)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ed邊的長度L=50cm，be邊和ad邊的長度L2=20cm，匝數(shù)n=100匝,線圈的總電阻r=5.0Q，線圈轉(zhuǎn)動的角速度3=282rad/s，外電路的定值電阻R=45Q，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.0

15、5T.電流表和電壓表均為理想電表，滑環(huán)與電刷之間的摩擦及空氣阻力均可忽略不計(jì)，計(jì)算中取n=3.14，1巳=1.41。(1)請推導(dǎo)出線圈在勻速轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢最大值Em的表達(dá)式(用題中已知物理量的符號表示)，并求出此最大值；2）求電流表的示數(shù)I；（3）求維持線圈勻速轉(zhuǎn)動1圈，所需外力做的功W（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。（9分）如圖所示為示波管的結(jié)構(gòu)原理圖，加熱的陰極K發(fā)出的電子（初速度可忽略不計(jì)）經(jīng)電勢差為U0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0點(diǎn)沿中心軸線OzO射入金屬板間（OO垂直于熒光屏M）,兩金屬板間偏轉(zhuǎn)電場的電勢差為U,電子經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場偏轉(zhuǎn)后

16、打在右側(cè)豎直的熒光屏M上。整個(gè)裝置處在真空中，加速電場與偏轉(zhuǎn)電場均視為勻強(qiáng)電場，忽略電子之間的相互作用力，不考慮相對論效應(yīng)。已知電子的質(zhì)量為m,電荷量為e；加速電場的金屬板AB間距離為d0；偏轉(zhuǎn)電場的金屬板長，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(jì)，求：電子從加速電場射入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度大小v0；電子打在熒光屏上的位置與0點(diǎn)的豎直距離y；在偏轉(zhuǎn)電場中，若單位電壓引起的偏轉(zhuǎn)距離稱為示波管的靈敏度，該值越大表示示波管的靈敏度越高。在示波管結(jié)構(gòu)確定的情況下，為了提高示波管的靈敏度，請分析說明可采取的措施。（2）在解決一些實(shí)際問題時(shí)，為了簡化問題，常忽略一些影響相

17、對較小的量，這對最終的計(jì)算結(jié)果并沒有太大的影響，因此這種處理是合理的。如計(jì)算電子在加速電場中的末速度v0時(shí)，可以忽略電子所受的重力。請利用下列數(shù)據(jù)分析說明為什么這樣處理是合理的。已知U0=125V,d0=2.0X10-2m，m=9.0X10-3ikg，e=1.6X10-19C，重力加速度g=10m/s2。17（10分）如圖所示為質(zhì)譜儀的構(gòu)造原理圖，它是一種分離和檢測不同同位素的重要工具。質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同核素互稱為同位素?，F(xiàn)讓待測的不同帶電粒子經(jīng)加速后進(jìn)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(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場（圖中未畫出），磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,電場強(qiáng)度為E.金屬板

18、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(jīng)過速度選擇器后,立即從P點(diǎn)沿垂直平板S且垂直于磁場方向的速度進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0、并以平板S為邊界的有界勻強(qiáng)磁場中,在磁場中偏轉(zhuǎn)后打在記錄它的照相底片上,底片厚度可忽略不計(jì)，且與平板S重合。根據(jù)粒子打在底片上的位置，便可以對它的比荷（電荷量與質(zhì)量之比）情況進(jìn)行分析。在下面的討論中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場區(qū)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(jì)。（1）若某帶電粒子打在底片上的A點(diǎn)，測得P與A之間的距離為x，求該粒子的比荷2m（2）若有兩種質(zhì)量不同的正一價(jià)離子，質(zhì)量分別為m1和m2,它們經(jīng)速度選擇器和勻強(qiáng)磁場后，分別打在底片上的A1和A2兩點(diǎn)，測得P到A2的距離與A1到A2的距離相等，求這兩種離子的質(zhì)量之比巴；m2（3）若用這個(gè)質(zhì)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(diǎn)。為了便于觀測，希望d的數(shù)值大一些為宜。試分析說明為了便于觀測，應(yīng)如何改變勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大??；研究小組的同學(xué)對上述B0影響d的問題進(jìn)行了深入的研究。為了直觀，他們以d為縱坐標(biāo)、以占為橫坐標(biāo)，畫出了d隨變化的關(guān)系圖象，該圖象為一條過原點(diǎn)的直線。測得該直線的斜率為k，求這兩種同位素離子的質(zhì)量之差mo18(12分)對于同一物理問題，常