2016届北京市朝阳区高三上学期期末联考物理卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

以下属于磁感应强度单位的是

A．特斯拉         B．韦伯         C．法拉          D．亨利

2. 难度：简单

如图所示，为某点电荷电场中的一条电场线，其上两点a、b相距为d，电势差为U，a点的场强大小为E，把电荷量为q的试探电荷从a点移到b点，电场力做功为W，该试探电荷在b点所受的电场力大小为F。下列关系式正确的是

A．              B．W=qU              C．               D．U=Ed

3. 难度：简单

小芳家正在使用的电器有电灯、洗衣机、电冰箱，小芳从家里的总电能表中测得在时间t内消耗的电能为W。设小芳家的供电电压为U，总电流为I，上述电器的总电阻为R，总功率为P。下列关系式正确的是

A．              B．             C．             D．

4. 难度：中等

如图所示，在匀强电场中A、B两点分别放入两个带正电的点电荷q₁和q₂，且q₁=q₂。已知q₁在A点的电势能为E_p1，q₂在B点的电势能为E_p2。下列说法正确的是

A．只有当零电势点选在A点时才有E_p1>E_p2

B．只有当零电势点选在B点时才有E_p1>E_p2

C．只有当零电势点选在无穷远时才有E_p1>E_p2

D．无论零电势点选在何处总有E_p1>E_p2

5. 难度：简单

已知干电池的电动势为1.5V。下列说法正确的是

A．用电压表直接连接干电池的两极，测量得到的电压就是该电池的电动势

B．当外电路闭合时，每当1C的电荷量通过干电池，则该电池就能提供1.5J的电能

C．当外电路闭合时，在1s内有1.5C的电荷量通过该电池

D．当外电路闭合时，在1s内该电池能提供1.5J的电能

6. 难度：简单

在匀强磁场中的某一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直。先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不同。以下图象描述的是导线受力的大小F 与通过导线的电流I 的关系，a、b 两点各代表一组F、I 的数据。其中正确的是

A                  B                    C                    D

7. 难度：简单

如图所示，让大量的一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子从同一位置经过同一加速电场A由静止开始加速，然后在同一偏转电场B里偏转。忽略离子的重力及离子间的相互作用力。下列说法正确的是

A．它们始终为一股离子束          B．它们会分离为二股离子束

C．它们会分离为三股离子束        D．它们会分离为无数股离子束

8. 难度：简单

在图示的电路中，闭合开关后，当滑动变阻器的滑动触头P从最上端逐渐滑向最下端的过程中，电压表V的读数变化量为ΔU，电流表A₂的读数变化量为ΔI₂（电表均视为理想电表）。则

A．电压表V的读数先变小后变大

B．电流表A₁的读数先变大后变小

C．电流表A₂的读数变大

D．ΔU与ΔI₂的比值为定值

9. 难度：简单

如图所示，匀强磁场的上下边界水平，宽度为L，方向垂直纸面向里。质量为m、边长为l（l< L）的正方形导线框abcd始终沿竖直方向穿过该磁场，已知cd边进入磁场时的速度为v₀，ab边离开磁场时的速度也为v₀，重力加速度的大小为g。下列说法正确的是

A．线框进入和离开磁场时产生的感应电流方向相同

B．线框进入和离开磁场时受到的安培力方向相反

C．线框穿过磁场的过程中克服安培力所做的功为mg（L+ l）

D．线框穿过磁场的过程中可能先做加速运动后做减速运动

10. 难度：简单

电场中M、N两点场强的大小分别为E_M、E_N，电势分别为φ_M、φ_N。某带电粒子仅在电场力作用下从M点运动到N点，若此过程中带电粒子的动能始终保持不变，下列判断正确的是

A．E_M>E_N，φ_M>φ_N                      B．E_M<E_N，φ_M=φ_N

C．E_M=E_N，φ_M=φ_N                      D．E_M<E_N，φ_M<φ_N

11. 难度：简单

铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置。如图所示（俯视图），能产生匀强磁场的磁铁被安装在火车首节车厢下面，当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一个电信号，通过和线圈相连的电压传感器被控制中心接收，从而确定火车的位置。若一列火车匀加速驶来，则电压信号U随时间t的变化图象为

A                   B                   C                   D

12. 难度：中等

如图所示，是一个多量程多用电表的简化电路图。测电流和测电压时各有两个量程，还有两个挡位用来测电阻。下列说法正确的是

A．当开关S调到1、2两个位置上时，多用电表测量的是电流，且调到1位置上时的量程比2位置的大

B．当开关S调到3、4两个位置上时，多用电表测量的是电阻，且A为黑表笔

C．当开关S调到5、6两个位置上时，多用电表测量的是电压，且调到5位置上时的量程比6位置的大

D．当开关S调到任意位置上时，都需要把A、B两表笔短接，对电表进行调零

13. 难度：简单

磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为，式中B是磁感应强度，μ是磁导率，在空气中μ为一已知常数。以通电螺线管（带有铁芯）为例，将衔铁吸附在通电螺线管的一端，若将衔铁缓慢拉动一小段距离Δd，拉力所做的功就等于间隙Δd中磁场的能量。为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B，某研究性学习小组用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力缓慢将铁片与磁铁拉开一段微小距离ΔL，并测出拉力大小为F，如图所示。由此可以估算出该条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B为

A．         B．          C．         D．

二、实验题

14. 难度：简单

在“伏安法测电阻”的实验中，待测电阻R_x约为200Ω，电压表V的内阻约为2kΩ，电流表A的内阻约为1Ω，测量电路如图甲或图乙所示，电阻测量值由公式计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图甲和图乙电路电阻的测量值分别记为R_x1和R_x2，则________（选填“R_x1”或“R_x2”）更接近待测电阻的真实值；该测量值________（选填“大于”、“等于”或“小于”）待测电阻的真实值。

15. 难度：简单

在“测定电源的电动势和内电阻”的实验中，备有下列器材：

A．待测的干电池一节

B．电流表A₁（量程0~3 mA，内阻R_g1＝10Ω）

C．电流表A₂（量程0~0.6 A，内阻R_g2＝0.1Ω）

D．滑动变阻器R₁（0~20Ω，1.0 A）

E．电阻箱R₀（0~9999.9Ω）

F．开关和若干导线

（1）某同学发现上述器材中没有电压表，他想利用其中的一个电流表和电阻箱改装成一块电压表，其量

程为 0~3 V，并设计了图甲所示的a、b两个参考实验电路（虚线框内为改装电压表的电路），其中合理的

是______（选填“a”或“b”）电路；此时R₀的阻值应取______Ω。

（2）图乙为该同学根据合理电路所绘出的I₁-I₂图象（I₁为电流表A₁的示数，I₂为电流表A₂的示数）。根据该图线可得被测电池的电动势E＝______V，内阻r＝______Ω。

16. 难度：中等

在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，小灯泡的规格为“2.0V，0.5A”。备有下列器材：

A．电源E（电动势为3.0V，内阻不计）

B．电压表V₁（量程0~3V，内阻约1kΩ）

C．电压表V₂（量程0~15V，内阻约4kΩ）

D．电流表A₁（量程0~3A，内阻约0.1Ω）

E．电流表A₂（量程0~0.6A，内阻约0.6Ω）

F．滑动变阻器R₁（0~5Ω，3.0A）

G．滑动变阻器R₂（0~200Ω，1.25A）

H．开关和若干导线

为了尽可能准确地描绘出小灯泡的伏安特性曲线，请完成以下内容。

（1）实验中电压表应选用  ，电流表应选用  ，滑动变阻器应选用   （请填写选项前对应的字母）。

（2）图甲是实物电路，请你不要改动已连接的导线，把还需要连接的导线补上。    

（3）某同学完成该实验后，又找了另外两个元件，其中一个是由金属材料制成的，它的电阻随温度的升高而增大，而另一个是由半导体材料制成的，它的电阻随温度的升高而减小。他又选用了合适的电源、电表等相关器材后，对其中的一个元件进行了测试，测得通过其中的电流与加在它两端的电压数据如下表所示：

U/V	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.50	1.60
I/A	0.20	0.45	0.80	1.25	1.80	2.81	3.20

请根据表中数据在图乙中作出该元件的I－U图线；该元件可能是由           （选填“金属”或“半导体”）材料制成的。

（4）在（3）的基础上，该同学进一步分析，如果让一节电动势为1.5V、内阻为0.5Ω的干电池只对该元件供电，则该元件消耗的功率为           W（结果保留两位有效数字）。

三、计算题

17. 难度：简单

如图所示，足够长的光滑导轨竖直放置，匀强磁场的磁感应强度B＝2.0T，方向垂直于导轨平面向外，导体棒ab长L＝0.2 m（与导轨的宽度相同，接触良好），其电阻r＝1.0 Ω，导轨电阻不计。当导体棒紧贴导轨匀速下滑时，两只均标有“3V，1.5 W”字样的小灯泡恰好正常发光。求：

（1）通过导体棒电流的大小和方向；

（2）导体棒匀速运动的速度大小。

18. 难度：中等

如图所示，为一回旋加速器的示意图，其核心部分为处于匀强磁场中的D形盒，两D形盒之间接交流电源，并留有窄缝，离子在窄缝间的运动时间忽略不计。已知D形盒的半径为R，在D₁部分的中央A处放有离子源，离子带正电，质量为m、电荷量为q，初速度不计。若磁感应强度的大小为B，每次加速时的电压为U。忽略离子的重力等因素。求：

（1）加在D形盒间交流电源的周期T；

（2）离子在第3次通过窄缝后的运动半径r₃；

（3）离子加速后可获得的最大动能E_km。

19. 难度：简单

反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于x轴，其电势φ随x的分布如图所示。一质量m＝1.0×10^-20kg，电荷量q＝1.0×10^-9C的带负电的粒子从（-1，0）点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上往返运动。忽略粒子的重力等因素。求：

（1）x轴左侧电场强度E₁和右侧电场强度E₂的大小之比；

（2）该粒子运动的最大动能E_km；

（3）该粒子运动的周期T。

20. 难度：简单

如图所示，竖直平面MN与纸面垂直，MN右侧的空间存在着垂直纸面向内的匀强磁场和水平向左的匀强电场，MN左侧的水平面光滑，右侧的水平面粗糙。质量为m的物体A静止在MN左侧的水平面上，已知该物体带负电，电荷量的大小为为q。一质量为的不带电的物体B以速度v₀冲向物体A并发生弹性碰撞，碰撞前后物体A的电荷量保持不变。求：

（1）碰撞后物体A的速度大小v_A；

（2）若A与水平面的动摩擦因数为μ，重力加速度的大小为g，磁感应强度的大小为，电场强度的大小为。已知物体A从MN开始向右移动的距离为l时，速度增加到最大值。求：

a．此过程中物体A克服摩擦力所做的功W；

b．此过程所经历的时间t。

21. 难度：压轴

磁流体发电具有结构简单、启动快捷、环保且无需转动机械等优势。如图所示，是正处于研究阶段的磁流体发电机的简易模型图，其发电通道是一个长方体空腔，长、高、宽分别为l、a、b，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，这两个电极通过开关与阻值为R的某种金属直导体MN连成闭合电路，整个发电通道处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向垂直纸面向里。高温等离子体以不变的速率v水平向右喷入发电通道内，发电机的等效内阻为r，忽略等离子体的重力、相互作用力及其他因素。

（1）求该磁流体发电机的电动势大小E；

（2）当开关闭合后，整个闭合电路中就会产生恒定的电流。

a．要使等离子体以不变的速率v通过发电通道，必须有推动等离子体在发电通道内前进的作用力。如果不计其它损耗，这个推力的功率P_T就应该等于该发电机的总功率P_D，请你证明这个结论；

b．若以该金属直导体MN为研究对象，由于电场的作用，金属导体中自由电子定向运动的速率增加，但运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速，因此自由电子定向运动的平均速率不随时间变化。设该金属导体的横截面积为s，电阻率为，电子在金属导体中可认为均匀分布，每个电子的电荷量为e。求金属导体中每个电子所受平均阻力的大小f。