北京市海淀区届高三物理上学期期末练习试题反馈doc.docx
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北京市海淀区届高三物理上学期期末练习试题反馈doc
北京市海淀区2021届高三物理上学期期末练习试题(反馈)
1A.关于电场强度,下列说法中正确的是( )
A.若在电场中的某点不放试探电荷,则该点的电场强度为0
B.真空中点电荷的电场强度公式
表明,点电荷周围某点电场强度的大小,与该点到场源电荷距离r的二次方成反比,在r减半的位置上,电场强度变为原来的4倍
C.电场强度公式
表明,电场强度的大小与试探电荷的电荷量q成反比,若q减半,则该处的电场强度变为原来的2倍
D.匀强电场中电场强度处处相同,所以任何电荷在其中受力都相同
1B.如图1所示为某示波管内的聚焦电场,实线和虚线分别表示电场线和等势线。
两电子分别从a、b两点运动到c点,设电场力对两电子做的功分别为Wa和Wb,电子在a、b两点所具有的电势能分别为Epa和Epb,则( )
A.Wa=Wb>0,Epa>Epb
B.Wa=Wb<0,Epa C.Wa>Wb>0,Epa>Epb D.Wa 2.第5代移动通信技术(简称5G)逐步走进人们的生活,它所使用的电磁波频率很高。 家用微波炉使用的微波也是电磁波,其频率较小。 有关电磁波,下列说法中正确的是() A.电磁波是横波 B.电磁波在真空中的传播速度等于光速 C.随时间变化的磁场一定在周围空间产生变化的电场 D.微波炉的微波波长小于5G技术传输的电磁波波长 E.电磁波可以发生偏振现象 F.电磁波不会发生衍射现象 G.电磁波必须依赖介质传播 H.电磁波无法携带信息传播 I.随时间均匀变化的磁场能够在空间产生电场 J.电磁波在真空和介质中传播的速度相同 K.只要有电场和磁场,就能产生电磁波 L.电磁波具有能量 3.物理课上,老师做了一个奇妙的“自感现象”实验。 按图2连接电路,闭合开关S,电路稳定后小灯泡A正常发光,此时通过线圈L的电流为I1,通过小灯泡A的电流为I2。 断开开关S,同学们发现小灯泡A闪亮一下再熄灭。 电源内阻不可忽略,下列说法中正确的是() A.闭合开关S时,A立即发光并且亮度逐渐增强直到正常发光 B.闭合开关S时,A立即发光并且亮度逐渐减弱直到正常发光 C.I1I2 D.I1 4.用如图3所示装置探究感应电流产生的条件,线圈A通过变阻器和开关S1连接到电源上,线圈B的两端通过开关S2连到电流表上,把线圈A装在线圈B的里面。 下列说法中正确的是() A.该装置是探究线圈A中感应电流产生的条件 B.S1、S2均处于闭合状态,将线圈A中铁芯拔出时,电流表的指针会发生偏转 C.S1、S2均处于闭合状态,将线圈A中铁芯拔出用时越短,电流表的指针偏转角度越小 D.两开关均处于闭合状态,此时匀速移动滑动变阻器的滑片,电流表的指针始终指在0刻度线位置 5.中国的特高压直流输电网已达到世界先进水平,向家坝—上海特高压直流输电工程,是世界上同类工程中容量最大、距离最远、技术最先进的。 图4甲所示为输电塔,图4乙为其局部放大图,两根在同一水平面内且相互平行的长直导线A和B分别通有方向相同的电流I1和I2,且I1>I2。 a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直,b点位于两根导线间的中点,a、c两点与b点距离相等。 不考虑地磁场的影响。 下列说法中正确的是() A.d点在b点的正上方,bd间距等于bc间距,则d点处的磁感应强度方向竖直向下 B.e点在b点的正下方,be间距等于bc间距,则e点处的磁感应强度方向竖直向上 C.若电流I2反向,导线B和A之间的安培力是引力 D.若电流I1和I2同时反向,则a、b、c三点处的磁感应强度方向反向 6.如图5所示,匀强磁场中有a、b两个闭合单匝线圈,它们用同样的导线制成,半径ra=2rb。 磁场方向与线圈所在平面垂直,磁感应强度B随时间均匀增大。 两线圈中产生的涡旋电场的电场强度分别为Ea和Eb,两线圈的发热功率分别为Pa和Pb。 不考虑两线圈间的相互影响。 下列说法中正确的是() A.Ea∶Eb=2∶1 B.Ea∶Eb=4∶1 C.Pa∶Pb=4∶1 D.Pa∶Pb=8∶1 7.如图6甲所示,在某电场中建立x坐标轴,O为坐标原点,A点坐标为x1,一电子仅在电场力作用下沿x轴运动,其电势能Ep随其坐标x变化的关系如图6乙所示。 下列说法中正确的是() A.A点的电势高于O点的电势 B.电子一定做减速运动 C.电子在A点的加速度大于在O点的加速度 D如果电子向x轴正方向运动,电场力做负功 8.图7甲是某实验小组的同学通过实验作出的电源E的路端电压U与电流I的关系图像,图7乙是该实验小组的同学通过实验作出的小灯泡L的I-U图像。 下列说法中正确的是() A.电源E的短路电流约为0.24A B.由小灯泡L的I-U图像可知,随灯泡两端电压的增大,灯丝电阻逐渐减小 C.将两个完全相同的小灯泡L并联接在电源E两端组成闭合回路,可求得此时每个小灯泡消耗的功率 D.将两个完全相同的小灯泡L串联接在电源E两端组成闭合回路,可求得此时每个小灯泡消耗的功率 9.电容器在生产生活中有广泛的应用。 用如图8甲所示的电路给电容器充电,其中C表示电容器的电容,R表示电阻的阻值,E表示电源的电动势(电源内阻可忽略)。 改变电路中元件的参数对同一电容器进行三次充电,三次充电对应的电容器电荷量q随时间t变化的图像分别如图8乙中①②③所示。 第一次充电时电容器两端的电压u随电荷量q变化的图像如图8丙所示。 下列说法中正确的是() A.①②两条曲线不同是E的不同造成的 B.②③两条曲线不同是R的不同造成的 C.改变R或者改变E,电容器两端的电压随电荷量变化的u-q图像都如图8丙所示 D.类比直线运动中由v-t图像求位移的方法,由图8丙所示u-q图像可求得电容器两极间电压为U时电容器所储存的电能Ep= 10.图9为某种质谱仪的工作原理示意图。 此质谱仪由以下几部分构成: 粒子源N;PQ间电压恒为U的加速电场;静电分析器,即中心线半径为R的四分之一圆形通道,通道内有均匀辐射电场,方向沿径向指向圆心O,且与圆心O等距的各点电场强度大小相等;磁感应强度为B的有界匀强磁场,方向垂直纸面向外。 当有粒子打到胶片M上时,可以通过测量粒子打到M上的位置来推算粒子的比荷,从而分析粒子的种类以及性质。 由粒子源N发出的不同种类的带电粒子,经加速电场加速后从小孔S1进入静电分析器,其中粒子a和粒子b恰能沿圆形通道的中心线通过静电分析器,并经小孔S2垂直磁场边界进入磁场,最终打到胶片上,其轨迹分别如图9中的S1S2a和S1S2b所示。 忽略带电粒子离开粒子源N时的初速度,不计粒子所受重力以及粒子间的相互作用。 下列说法中正确的是() A.粒子a可能带负电 B.若只增大加速电场的电压U,粒子a可能沿曲线S1c运动 C.粒子a经过小孔S1时速度大于粒子b经过小孔S1时速度 D.粒子a在磁场中运动的时间一定大于粒子b在磁场中运动的时间 E.从小孔S2进入磁场的粒子动能一定相等 F.打到胶片M上的位置距离O点越远的粒子,比荷越小 11.某同学连接的电路如图10所示。 (1)若旋转选择开关,使尖端对准直流电流挡,闭合电键,此时测得的是通过_____的电流; (2)若断开电路中的电键,旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡,此时测得的是___的电阻; (3)若旋转选择开关,使尖端对准直流电压挡,闭合电键,并将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时测得的是_____两端的电压; (4)若断开电路中的电键,旋转选择开关使其尖端对准“10”倍率的欧姆挡,测量时发现指针偏角过大,则必需(选填“增大”或“减小”)倍率,重新调零后再进行测量。 12. (1)在“测量金属丝的电阻率”的实验中,甲组同学用米尺测得金属丝接入电路的长度L,用螺旋测微器测量金属丝直径d(刻度位置如图11所示),用伏安法测出金属丝的两端的电压U和通过金属丝的电流I,通过计算得到金属丝的电阻,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。 在用伏安法测量金属丝的电阻时,除被测电阻丝外,还有如下实验器材: A.直流电源: 电动势约3V,内阻很小; B.电流表A: 量程0~0.6A,内阻约为0.125Ω; C.电压表V: 量程0~3V,内阻3kΩ; D.滑动变阻器: 最大阻值20Ω; E.开关、导线等。 ①从图中读出金属丝的直径为mm; ②金属丝电阻率的表达式ρ=_________(用电阻丝的长度L、直径d、电压U、电流I及必要常数表示); ③根据所提供的器材,在如图所示的方框中画出测量金属丝电阻率的实验电路图; (2)乙组同学采用如图12所示的电路进行实验,将电阻丝拉直后两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,在金属电阻丝上夹有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P,触头上固定了接线柱c,按下P时,触头才与电阻丝接触,触头的位置可从刻度尺上读出。 实验中改变触头P与电阻丝接触的位置,并移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数I保持不变,分别测量出多组接入电路中电阻丝的长度L,记录对应的电压U。 利用测量数据画出 图像,已知图线斜率为k。 ①请在图12中用连线代替导线完成实验器材的连接(要求: 能改变电阻丝的测量长度和进行多次测量) ②根据实验的原理及数据,用电阻丝的直径d、电流I、图线斜率k及必要常数可计算得出电阻丝的电阻率ρ=。 13.如图13所示,间距L=0.40m的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值R=0.40Ω的电阻。 导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.10T。 一根长度为L、质量m=0.01kg、电阻r=0.10Ω的导体棒ab放在导轨上,导轨的电阻可忽略不计。 现用一垂直于导体棒的水平拉力拉动导体棒使其沿导轨以v=5.0m/s的速度向右匀速运动,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直且接触良好。 空气阻力可忽略不计。 求: (1)作用在导体棒上的拉力大小F; (2)电阻R的电热功率P1; (3)作用在导体棒上的拉力的功率P2; (4)在导体棒移动20cm的过程中,电阻R上产生的热量; (5)若在某个时刻撤去拉力,请定性画出撤去拉力后导体棒运动的v-t图像; (6)若在某个时刻撤去拉力,求此后导体棒ab能够滑动的距离; (7)若在某个时刻撤去拉力,求此后流过导体棒ab的电荷量。 14.如图14所示,长为l的绝缘细线一端悬于O点,另一端系一质量为m的带电小球(可视为质点)。 现将此装置放在水平向右的匀强电场中,电场强度的大小为E,小球静止在A点,此时细线与竖直方向成37角。 已知电场的范围足够大,空气阻力可忽略不计,重力加速度为g,sin37=0.6,cos37=0.8。 (1)请判断小球的电性,并求小球所带电荷量的大小; (2)求OA两点间的电势差UOA; (3)若将小球从A点在竖直面内向左拉起至与O点处于同一水平高度且距O点为l的O′点由静止释放,求小球此后运动到最低点时的速度大小; (4)若将小球从A点在竖直面内向左拉起至与O点处于同一水平高度且距O点为l的O′点由静止释放,求小球此后相对竖直方向向右侧摆起的最大角度大小。 15.如图15所示,交流发电机的矩形金属线圈,ab边和cd边的长度L1=50cm,bc边和ad边的长度L2=20cm,匝数n=100匝,线圈的总电阻r=10Ω,线圈位于磁感应强度B=0.05T的匀强磁场中。 线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F(集流环)焊接在一起,并通过电刷与阻值R=90Ω的定值电阻连接。 初始状态时线圈平面与磁场方向平行,现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OOˊ以角速度ω=400rad/s匀速转动。 电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。 (1)从线圈经过图示位置开始计时,写出电阻R两端电压随时间变化的函数关系式; (2)从线圈经过图示位置开始计时,写出ab边所受安培力大小随时间变化的函数关系式; (3)求维持线圈匀速转动1圈,所需外力做的功W。 (保留三位有效数字) 表1 16.如图16为某人设计的电吹风电路的示意图,a、b、c、d为四个固定触点。 可动的扇形金属片P可同时接触两个触点。 触片P处于不同位置时,电吹风可以处于停机、吹热风、吹自然风三种工作状态。 n1和n2分别是理想变压器原线圈和副线圈的匝数。 该电吹风正常工作时各项参数如表1所示。 不考虑小风扇电机的机械摩擦损耗及温度对电阻的影响。 热风时电吹风输入功率P1 500W 自然风时电吹风输入功率P2 60W 小风扇额定电压U 60V 小风扇输出机械功率P3 52W (1)求小风扇工作时变压器原线圈和副线圈中的电流比; (2)计算电热丝的电阻; (3)求小风扇电机的效率。 17.XCT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称,XCT扫描机可用于对多种病情的探测。 图17甲是某种XCT机主要部分的剖面图,其中产生X射线部分的示意图如图17乙所示。 图17乙中M、N之间有一电子束的加速电场,虚线框内为偏转元件中的匀强偏转场S: 经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进,打到水平圆形靶台上的中心点P,产生X射线(如图中带箭头的虚线所示)。 已知MN两端的电压为U0,偏转场区域水平宽度为L0,竖直高度足够长,MN中电子束距离靶台竖直高度为H,忽略电子的重力影响,不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度,不计空气阻力。 (1)若偏转场S为在竖直平面内竖直向上的匀强电场,要实现电子束射出偏转场S时速度方向与水平方向夹角为30°,求匀强电场的电场强度E1的大小; (2)若偏转场S为在竖直平面内竖直向上的匀强电场,当偏转电场强度为E时电子恰好能击中靶台P点。 ①求P点距离偏转场右边界的水平距离L的大小; ②在仪器实际工作时,电压U0会随时间成正弦规律小幅波动,波动幅度为U,周期为T,如图17丙所示。 这将导致电子打在靶台上形成一条线,已知一个周期T时间内从小孔射出的电子数为N1,每个打在靶台上的电子平均激发k个X射线光子,求单位长度的线上平均产生的X射线光子数N2。 (电子通过加速电场的时间远小于加速电压U0的变化周期,不考虑加速电场变化时产生的磁场) 18.卫星在一定高度绕地心做圆周运动时,由于极其微弱的阻力等因素的影响,在若干年的运行时间中,卫星高度会发生变化(可达15km之多),利用离子推进器可以对卫星进行轨道高度、姿态的调整。 图18是离子推进器的原理示意图: 将稀有气体从O端注入,在A处电离为带正电的离子,带正电的离子飘入电极B、C之间的匀强加速电场(不计带正电的离子飘入加速电场时的速度),加速后形成正离子束,以很高的速度沿同一方向从C处喷出舱室,由此对卫星产生推力。 D处为一个可以喷射电子的装置,将在电离过程中产生的电子持续注入由C处喷出的正离子束中,恰好可以全部中和带正电的离子。 (1)在对该离子推进器做地面静态测试时,若BC间的加速电压为U,正离子被加速后由C处喷出时形成的等效电流大小为I,产生的推力大小为F。 已知每个正离子的质量为m。 ①试分析说明要在正离子出口D处注入电子的原因; ②求离子推进器单位时间内喷出的正离子数目N; 2)若定义比推力f为单位时间内消耗单位质量的推进剂所产生的推力,是衡量推进器性能的重要参数,请你指出一种增加离子推进器比推力的方案。 (电子的质量可忽略不计,推进剂的总质量可视为正离子的总质量) 参考答案 1A.B1B.C2.ABEIL3.BC4.B5.D6.AD7.CD8.CD9.CD10.BF 11. (1)滑动变阻器R1 (2)滑动变阻器R1和电阻R2的总电阻 (3)电阻R2(4)减小 12. (1)①0.600② ③见答图1 (2)①见答图2② 13. (1)0.016N (2)0.064W(3)0.08W (4)0.00256J(5)如答图3所示 (6)15.625m(7)1.25C 14. (1)负电, (2)-0.6El(3) (4)θ=arcsin =16 15. (1) (2) (3)3.14J 16. (1)3: 11 (2)110Ω(3)86.7% 17. (1) (2)① ② 18. (1)①若引擎持续喷射出正离子束,会将带有负电的电子留在A中,由于库仑力作用将严重阻碍正离子的继续喷出.电子积累足够多时,甚至会将喷出的正离子再吸引回来,致使推进器无法正常工作。 因此,必须注入电子以中和正离子,使推进器获得持续推力。 ② (2)根据定义,比推力f= = = = 可见若想提高比推力,应该增大加速电压U或者使用比荷更大的正离子作为推进剂。
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