2020北京朝阳高三期末物理试卷答案逐题解析

北京新东方中小学全科教育出品12020年北京市朝阳区高三期末物理考试逐题解析一、选择题（本题共14小题，共42分）1、以下与“1V”相等的是（）A．1N·m/CB．1J/sC．1T·m/s2D．1Wb/C【 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 】A【解析】根据𝑊=𝐹𝑥以及𝑊=𝑞𝑈，可得𝑈='()，可得1V=1N·m/C。2、如图所示，设想在真空环境中将带电导体球靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成左右两部分，这两部分所带电量分别为Q左、Q右；若沿虚线2将导体分成左右两部分，这两部分所带电荷量分别为Q’左、Q’右。下列推断正确的是（）A．Q左+Q右可能为负B．Q左+Q右一定等于Q’左+Q’右C．导体内虚线1上各点的场强小于虚线2上各点的场强D．导体内虚线1上各点的电势小于虚线2上各点的电势【答案】B【解析】根据电荷守恒定律，与外界无电荷交换的系统，电荷量代数和始终保持不变，导体刚开始不带电，电荷量代数和为0，则Q左+Q右=0。静电场中处于静电平衡状态的导体内部电场强度为0，导体为等势体，CD错误。3、四种电场的电场线分布情况如图所示，将一检验电荷分别放在场中a、b两点，则该检验电荷在a、b两点所受的电场力以及电势能均相同的是（）A．甲图中与正点电荷等距离的a、b两点B．乙图中等量异种点电荷连线中垂线上与连线等距的a、b两点北京新东方中小学全科教育出品2C．丙图中等量同种点电荷连线中垂线上与连线等距的a、b两点D．丁图中某非匀强电场中同一条电场线上的a、b两点【答案】B【解析】电场线切向方向代表电场强度方向，甲、丙中a，b点电场强度方向不同，则检验电荷在a，b点所受电场力方向不同；沿着电场线电势降低，丁图中a点电势高于b点电势，则检验电荷在a，b点电势能不等。图乙中a，b点电场强度相同，电势相等，则检验电荷在a，b点电场力与电势能均相同。4、小明同学探究楞次定律的实验装置如图所示，下列说法正确的是（）A．若线圈导线的绕向未知，对探究楞次定律没有影响B．磁铁匀速向上远离线圈，闭合回路中不会产生感应电流C．感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化D．感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反【答案】C【解析】感应电流方向与线圈导线绕向有关，因此对探究楞次定律有影响；磁铁匀速向上远离线圈中，闭合电路的磁通量也会发生变化，会产生感应电流；感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同，可能相反。感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量变化。5、磁流体发电机的结构简图如图所示。把平行金属板A、B和电阻R连接，A、B之间有很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含大量正、负带电粒子）以速度v喷入磁场，A、B两板间便产生电压，成为电源的两个电极。下列判断正确的是（）A．A板为电源的正极B．A、B两板间的电压等于电源的电动势C．两板间非静电力对等离子体做功，使电路获得电能D．若增加两板间的正对面积，则电源的电动势会增加北京新东方中小学全科教育出品3【答案】C【解析】分析等离子体中的正负离子，根据左手定则可知：正离子向下偏转、负离子向上偏转，故A板为负极，B板为正极。A错误；电路接通时，AB间电压𝑈=1123𝐸，故B错误；电源依靠非静电力做功，使其他形式的能转化为电能，故C正确；电动势𝐸=𝐵𝑑𝑣，与极板正对面积无关，D错误。6、如图所示，平行班电容器极板与水平面成θ角放置，充电后与电源断开。有一质量为m、电荷量为q的小球，从极板左侧沿水平方向飞入电场并沿直线飞出。下列推断正确的是（）A．小球做匀速直线运动B．仅使小球的电荷量加倍，小球依然做直线运动C．仅使板间距加倍，小球依然做直线运动D．仅使电容器转至水平，小球依然做直线运动【答案】C【解析】小球沿直线运动，所以合外力与初速度方向应相同，受力分析如图所示：小球做匀加速直线运动，故A错误；若使q加倍，则电场力Eq加倍，此时合外力不水平向右，小球将做曲线运动，故B错误；由于题目中电容器充电后与电源断开，其间电场强度𝐸=89:;<=，与极板间距d无关，所以加倍d之后，Eq与mg均不变，合外力不变，小球仍然沿原轨迹运动，故C正确；由受力分析图可知，Eq>mg，将电容器旋转到水平方向后，Eq旋转到竖直向上，合外力竖直向上，小球做类平抛运动，故D错误。7、A、B是两个完全相同的电热器，A、B分别通以图甲、乙所示的交变电路。则（）mEF北京新东方中小学全科教育出品4A．通过A、B两电热器的电流有效值之比为IA：IB=3：4B．通过A、B两电热器的电流有效值之比为IA：IB=3：2√2C．A、B两电热器的电功率之比为PA：PB=3：2D．A、B两电热器的电功率之比为PA：PB=5：4【答案】D【解析】电流A的有效值满足𝐼AB𝑅𝑇=𝐼EB𝑅FB+（HIB）B𝑅FB，消去R和T可知，𝐼A=JKL𝐼E电流B的有效值𝐼M=√BB𝐼E故A、B错误；电功率A、B满足：𝑃A=𝐼AB𝑅𝑇，𝑃M=𝐼MB𝑅𝑇，故𝑃A:𝑃M=5:4，故选D8、在光滑水平面上，细绳的一端栓一带正电的小球，小球绕细绳的另一端O沿顺时针做匀速圆周运动，水平面处于竖直向下的足够大的匀强磁场中，如图所示（俯视）。某时刻细绳突然断裂，则下列推断正确的是（）A．小球将离圆心O越来越远，且速率越来越小B．小球将离圆心O越来越远，且速率保持不变C．小球将做匀速圆周运动，运动周期与绳断前的周期一定相等D．小球将做匀速圆周运动，运动半径与绳断前的半径可能相等【答案】D【解析】绳突然断裂后，小球将在洛伦兹力的作用下，作逆时针方向的匀速圆周运动，所以它到O的距离，先增大后减小、再增大再减小（循环下去）……故A、B错误；绳断前，小球运动半径满足𝐹−𝑞𝑣𝐵=𝑚TU3；绳断后，小球运动半径满足𝑞𝑣𝐵=𝑚TU3；其中v大小相等，F与qvB大小关系未知，故r可能相等也可能不等，D正确；北京新东方中小学全科教育出品5周期𝑇=B93T，绳断前后，v相等，r未知，周期T关系未知，故C错误。9、大型发电机几乎都是旋转磁极式发电机，下图为其原理简图。竖直平面内闭合线圈abcd固定不动，磁铁绕图中的虚线旋转，线圈中就会产生感应电流。若条形磁铁以10πrad/s的角速度匀速转动，且图示时刻N级正向里转，现以图示时刻为计时起点，则下列推断正确的是（）A．该发电机产生的交流电频率是10HzB．t=0时线圈中的电流方向为abcdaC．t=0.5s时线圈中的电流方向发生变化D．t=5s时线圈中的电流最小【答案】B【解析】A项：𝑓=WB9=5𝐻𝑧，A错；B项：N向里转时，线圈内磁通量向里增大，根据楞次定律，感应电流方向为abcd，B正确；C项：𝑡=0.5𝑠时条形磁铁旋转角度θ=5π，线圈中磁通量为零，此时感应电动势最大，感应电流最大，电流方向没有发生变化，C错；D项：𝑡=5𝑠时条形磁铁旋转角度θ=50π，线圈中磁通量为零，此时感应电动势最大，感应电流最大，D错；综上，本题选B.10、汽车蓄电池供电的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，启动系统的电动机工作，车灯亮度会有明显变化；当汽车启动之后，开关S断开，启动系统的电动机停止工作，车灯亮度恢复正常。则汽车启动时（）A．电源的效率减小北京新东方中小学全科教育出品6B．车灯一定变亮C．电动机的输出功率等于电源输出功率减去两灯的功率D．若灯L1不亮灯L2亮，可能是由于L1灯短路所致【答案】A【解析】汽车启动时闭合S，电动机并联到电路，则有：A项：外电路电阻减小，电源效率减小，A正确；B项：外阻减小则总电阻减小，总电流增大，内压增大，路端电压减小，即车灯两端电压减小，车灯变暗，B错；C项：电动机还有热损耗，C错；D项：La短路则LB中没有电流，LB也不会亮，故应为La断路，D错；综上，本题选A.11、利用电场可以使带电粒子的运动方向发生改变。现使一群电荷量相同、质量不同的带电粒子同时沿同一方向垂直射入同一匀强电场，经相同时间速度的偏转角相同，不计粒子重力及粒子间的相互作用，则它们在进入电场时一定具有相同的（）A．动能B．动量C．加速度D．速度【答案】B【解析】设经时间t后粒子速度偏转角均为θ，则𝑡𝑎𝑛𝜃=efTI，由于𝑎=)gh，则有𝑡𝑎𝑛𝜃=efTI=)gfhTI由于射入同一匀强电场，则E相同，即若经相同时间速度的偏转角相同，则它们在进入电场时一定具有相同的动量。综上，本题选B.12、有些仪器在使用时对电流非常敏感，需要对电流做精细的调节，常用两个阻值不同的变阻器来完成调节，一个做粗调另一个做微调。有两种电路如图甲、乙所示，分别将R1、R2两个变阻器按不同连接方式接入电路，R1的最大阻值较大，R2的最大阻值较小。北京新东方中小学全科教育出品7则（）A．图甲和图乙所示的电路都用R1做粗调B．图甲和图乙所示的电路都用R2做粗调C．图甲所示的电路用R1做粗调，图乙所示的电路用R2做粗调D．图甲所示的电路用R2做粗调，图乙所示的电路用R1做粗调【答案】C【解析】两电阻串联，总电阻为两阻值之和，接近大电阻，所以用大电阻做粗调；两电阻并联，总电阻比任一支路电阻阻值都小，接近小电阻，所以用小电阻做粗调。综上，本题选C.13、小红将量程为0~0.6A的电流表（表盘刻度共有30个小格），按照图示电路改装成较大量程的安培表，其中R1和R2阻值相等，都等于改装前电流表内阻的a8。则（）A．将1、2接入电路时，安培表每一小格表示0.12AB．将1、2接入电路时，安培表每一小格表示0.08AC．将1、3接入电路时，安培表每一小格表示0.12AD．将1、3接入电路时，安培表每一小格表示0.08A【答案】A【解析】当连接1、3时，电表与两个电阻串联的总阻值相连，此时下方支路电阻为上方电表阻值的一半，因此量程为电表量程的3倍，即0.18A，每个小格代表0.006A。当连接1、2时，一个支路为电表与电R2相连，此时的电阻为K18。而另一分流支路只有北京新东方中小学全科教育出品818，因此量程为电表量程6倍，即3.6A，每小格代表0.12A。14、物理课上老师做了这样一个实验，将一平整且厚度均匀的铜板固定在绝缘支架上，将一质量为m的永磁体放置在铜板的上端，t=0时刻给永磁体一沿斜面向下的瞬时冲量，永磁体将沿斜面向下运动，如图甲所示。若永磁体下滑过程中所受的摩擦力f大小不变，且f＜mgsinθ（式中θ为铜板与水平面的夹角）。取地面为重力势能的零势能面。则图乙中关于永磁体下滑过程中速度v、动能Ek、重力势能Ep、机械能E随时间t变化的图像一定错误的是（）【答案】C【解析】由于电磁感应涡流的作用于摩擦的作用，永磁体在下滑的过程中，会受到阻碍。由于重力分力大于摩擦力，不考虑电磁感应，永磁体的趋势为加速下滑。电磁感应会阻碍这趋势，因此可能呈现先加速后匀速或者直接匀速下滑，而不可能完全阻止这一下滑过程，因此不会停下，会一直下落到地面，最终重力势能为零。二、实验题（本题共2小题，共18分）15、在“测定金属的电阻率”的实验中，所用测量仪器均已校准。（1）用刻度尺和螺旋测微器分别测量金属丝的长度和直径，某次测量结果如图所示，在此次测量中该金属丝的长度为______cm,直径为______mm。北京新东方中小学全科教育出品9（2）已知待测金属丝的电阻值Rx约为5Ω。可供选择的器材有：电源E：电动势3V，内阻约1Ω电流表A1：量程0~0.6A，内阻约为0.125Ω电流表A2：量程0~3A，内阻约为0.025Ω电压表V1：量程0~3V，内阻约3kΩ电压表V2：量程0~15V，内阻约15kΩ滑动变阻器R1：最大阻值5Ω，允许最大电流2A滑动变阻器R2：最大阻值1000Ω，允许最大电流0.6A开关一个，导线若干。在上述器材中，应该选用的电流表是______，应该选用的电压表是______。若想尽量多测几组数据，应该选用的滑动变阻器是______（填写仪器的字母代号）（3）用所选的器材，在答题纸对应的方框中画出电路图。（4）关于本实验的误差，下列说法正确的是______。A．对金属丝的直径多次测量求平均值，可消除误差B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差北京新东方中小学全科教育出品10C．利用电流I随电压U的变化图线求Rx可减小偶然误差【答案】（1）49.39cm（49.38cm～49.40cm）；0.384mm（0.383～0.385mm）（2）A1、V1、R1（3）如图（4）C【解析】（1）刻度尺读数，需要估读一位；螺旋测微仪读数为：0+38.4×0.01=0.384mm（2）因为电源电动势为3v，所以电压表选3V即可。电阻约为5 Ω，电路中最大电流约为0.6A，故选A1。题目中为多测几组数据，测量范围大，所以滑动变阻器选小阻，并采用分压式接法（3）由题意可知，Rx约为5Ω，1n1o<1q1n，所以，电阻为小电阻，采用外接法。题目中为多测几组数据，测量范围大，所以滑动变阻器选小组，并采用分压式接法（4）A、误差可以减少，无法消除B、电表内阻引起的误差，属于系统误差C、利用图像变化，可以减少误差。16、某班物理实验课上，同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示。（1）下列说法正确的是______北京新东方中小学全科教育出品11A．为确保实验安全，实验中 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 原线圈匝数小于副线圈匝数B．变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压档”C．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响D．测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量E．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈F．变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化为磁场能，在副线圈上将磁场能转化为电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用（2）如图丙所示，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上。原线圈接学生电源的交流输出端，副线圈接小灯泡。下列说法正确的是______A．与变压器未通电时相比，此时若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力B．若仅增加原线圈绕制的匝数，小灯泡的亮度将保持不变C．若仅增加副线圈绕制的匝数，学生电源的过载指示灯可能会亮起（3）理想变压器是一种理想化模型。请分析说明该模型应忽略哪些次要因素；并证明：理想变压器原、副线圈的电压之比，等于两个线圈的匝数之比，即rsrU=tstU【答案】（1）CDF（2）AC（3）见解析【解析】（1）A、因为通过实验可知，电压与匝数成正比，所以为了保证实验安全，副线圈的匝数应小于原线圈匝数，A错误B、变压器采用交流电，因此测量电压时，也需要利用交流电档，B错误北京新东方中小学全科教育出品12C、控制变量法，保证原线圈电压、匝数不变，研究副线圈匝数对副线圈电压影响，C正确。D、为保证实验安全，先用最大的量程测试，大致确定电压后再选适当量程，D正确E、铁芯的作用不是导电，而是起到传递磁场的作用，E错误，F正确（2）A、通电后，环绕线圈会形成磁场，可以等效为条形磁铁，吸引横条铁芯，所以通电时取下铁芯更费力A正确B、增加原线圈匝数，原线圈电压不变，副线圈电压减小，灯泡变暗C、增加副线圈匝数，副线圈电压增加，灯泡变亮（3）需要忽略磁场漏磁情况、导线放热、铁芯放热等因素，在理想变压器情况下，磁场不漏磁，原副线圈磁通量相等，磁通量变化率相等。𝐸a=𝑛a∆v∆w𝐸B=𝑛B∆v∆w𝐸a：𝐸B=𝑛a：𝑛B又因为，不计线圈内阻，𝐸a=𝑈a𝐸B=𝑈B所以𝑈a ：𝑈B=𝑛a：𝑛B17、质谱仪是分析同位素的重要工具，其原理简图如图所示。容器A中有电荷量均为+q、质量不同的两种粒子，他们从小孔S1不断飘入电压为U的加速电场（不计粒子的初速度），并沿直线从小孔S2（S1与S2连线与磁场边界垂直）进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，最后打在照相底片D上，形成a、b两条“质谱线”。已知打在a处的粒子质量为𝑚。不计粒子重力及粒子间的相互作用。（1）求打在a处的粒子刚进入磁场时的速率𝑣；（2）求S2距a处的距离𝑥e；（3）若S2距b处的距离为𝑥x，且𝑥x=√2𝑥e，求打在b处粒子的质量𝑚x（用m表示）。北京新东方中小学全科教育出品13【解析】（1）根据动能定理𝑞𝑈=aB𝑚𝑣B得𝑣=JB)rh（2）𝑞𝑣𝐵=hTU1𝑥e=2𝑅联立可得：𝑥e=BMJBhr)（3）𝑥e:𝑥x=√𝑚:y𝑚x=1:√2则：𝑚x=2𝑚18、如图所示，在水平向右的匀强电场中，一根不可伸长的细线一端固定于O点，另一端悬挂一质量为m的带正电的小球。现将小球向右拉至与悬点O等高的A点，由静止释放。小球向左最远能摆到与竖直方向夹角为θ的B点。已知小球所带的电荷量为q0，细线的长度为L。（1）求小球从A点摆到B点的过程中重力所做的功W；（2）求A、B两点的电势差UAB及场强的大小E；（3）电势差的定义方式有两种：第一种是指电场中两点间电势的差值，即𝑈z{=𝜑z−𝜑{，式中和分别为电场中C、D两点的电势；第二种是利用比值法定义，即𝑈z{=}~)，式中q为检验电荷的电荷量，WCD为检验电荷在电场中从C点移动到D点过程中电场力所做的功。请你证明这两种定义方式的统一性。【解析】（1）𝑊=𝑚𝑔𝐿𝑐𝑜𝑠𝜃（2）根据动能定理𝑚𝑔𝐿𝑐𝑜𝑠𝜃+𝑞𝑈AM=0则𝑈AM=−h„…†‡ˆ‰)由于该电场为匀强电场，则有𝐸=|ro‹…2…ˆŒt‰|=h„†‡ˆ‰)(a2ˆŒt‰)（3）由于𝑊z{=−∆𝐸=−(𝐸{−𝐸z)=𝐸z−𝐸{则𝑈z{=}~)=g~‘g)=𝜑z−𝜑{则统一性得证。19、某研学小组设计了一个辅助列车进站时快速刹车的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。如图所示，在站台轨道下方埋一励磁线圈，通电后形成竖直方向的磁场（可视为匀强磁场）。在车身下方固定一CjDj北京新东方中小学全科教育出品14矩形线框，利用线框进入磁场所受的安培力，辅助列车快速刹车。已知列车的总质量为m，车身长为s，线框的短边ab和cd分别安装在车头和车尾，长度均为L（L小于匀强磁场的宽度），整个线框的电阻为R。站台轨道上匀强磁场区域足够长（大于车长s），车头进入磁场瞬间的速度为v0，假设列车停止前受铁轨及空气阻力的合力恒为f。已知磁感应强度的大小为B，车尾进入磁场瞬间，列车恰好停止。（1）求列车车头刚进入磁场瞬间线框中的电流大小I和列车的加速度大小a；（2）求列车从车头进入磁场到停止所用的时间t；（3）请你评价该方案的优点和缺点。（优、缺点至少各写一条）【解析】（1） 𝐸=𝐵𝐿𝑉E𝐼=g1=M…“I1𝑎=MH…2”h=M…h•M…“I1–+”h=MU…U“Ih1+”h（2）根据动量定理：−•𝑓𝑡+∑MU…U“1∆𝑡–=0−𝑚𝑉E−•𝑓𝑡+MU…U=1–= −𝑚𝑉E•𝑓𝑡+MU…U=1–= 𝑚𝑉Et=h“I‘ ‹U™Uš›”（3）优点：刹车快缺点：维持强磁场需要消耗大量电能20、磁学的研究经历了磁荷观点和电流观点的发展历程。（1）早期磁学的研究认为磁性源于磁荷，即磁铁N极上聚集着正磁荷，S极上聚集着负磁荷（磁荷与我们熟悉的电荷相对应）。类似两电荷间的电场力，米歇尔和库伦通过北京新东方中小学全科教育出品15实验测出了两磁极间的作用力𝐹=𝐾hsU3U，其中p1和p2表示两点磁荷的磁荷量，r是真空中两点磁荷间的距离，Km为常量。请类比电场强度的定义方法写出磁场强度H的大小及方向的定义；并求出在真空中磁荷量P0的正点磁荷的磁场中，距该点磁荷为R1处的磁场强度大小H1。（2）安培分子电流假说开启了近代磁学，认为磁性源于运动的电荷，科学的发展证实了分子电流由原子内部电子的运动形成。毕奥、萨伐尔等人得出了研究结论：半径为Rx、电流为Ix的环形电流中心处的磁感应强度大小𝐵=žŸH 1 ，其中Kn为已知常量。A．设氢原子和外电子绕核做圆周运动的轨道半径为r，电子质量为m，电荷量为e，静电力常量为k，求该“分子电流”在圆心处的磁感应强度大小B1．B．有人用电流观点解释地磁成因：在地球内部的古登堡面附近集结着绕地轴转动的管状电子群，转动的角速度为ω，该电子群形成的电流产生了地磁场。如图所示，为简化问题，假设古登堡面的半径为R，电子均匀分布在距地心R、直径为d的管道内，且d≪R。试证明：此管状电子群在地心处产生的磁感应强度大小B2∝ω。【解析】（1）H='U=ž¥ sU3UU=ž¥ s3U方向为正磁荷的受力方向𝐻a=ž¥ I1sU（2）:¦U3U=𝑚•B9F–B𝑟T=2𝜋𝑟𝑒J𝑚𝑟𝑘I=)f=¦F=¦UB93J:h3𝐵a=𝑘t𝐼(𝑅(=𝑘t𝑒B2𝜋𝑟J𝑘𝑚𝑟𝑟=𝑘t𝑒B2𝜋𝑟B­𝑘𝑚𝑟（3）单位长度电子数量为n个北京新东方中小学全科教育出品16I=B91t¦F=B91t¦U®¯=𝑅𝑛𝑒𝜔𝐵B=:ŸH1=:Ÿ1t¦W1=𝑘t𝑛𝑒𝜔𝐵B∝𝜔得证