北京市2017届高三12月月考物理试卷

一、选择题

1. 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.

2. 难度：中等

如图所示，矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，直导线中的电流方向由M到N，导线框的ab边与直导线平行。若直导线中的电流增大，导线框中将产生感应电流，导线框会受到安培力的作用，则以下关于导线框受到的安培力的判断正确的是（   ）

A. 导线框有两条边所受安培力的方向相同

B. 导线框有两条边所受安培力的大小相同

C. 导线框所受的安培力的合力向左

D. 导线框所受的安培力的合力向右

3. 难度：简单

两只相同的白炽灯和，分别与电容器和电感线圈串联，接在如图所示的电路中．将、接在电压最大值为、频率为的正弦交流电源两极之间时，两只灯泡都发光，且亮度相同．若更换一个新的正弦交流电源后，灯的亮度高于灯的亮度．则新电源的电压最大值和频率可能是（    ）

A. 电压的最大值仍为，而频率大于

B. 电压的最大值仍为，而频率小于

C. 电压的最大值大于，而频率仍为

D. 电压的最大值小于，而频率仍为

二、多选题

4. 难度：困难

如图所示为研究决定平行板电容器电容大小因素的实验装置．两块相互靠近的等大正对的平行金属板M、N组成电容器，板N固定在绝缘座上并与静电计中心杆相接，板M和静电计的金属壳都接地，板M上装有绝缘手柄，可以执手柄控制板M的位置．在两板相距一定距离时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度．在整个实验过程中，保持电容器所带电荷量不变，对此实验过程的描述正确的是（ ）

A. 只将板M从图示位置稍向左平移，静电计指针张角变大

B. 只将板M从图示位置沿垂直纸面向外的方向稍微平移，静电计指针张角变大

C. 只将板M从图示位置稍向上平移，静电计指针张角减小

D. 只在M、N之间插入云母板，静电计指针张角变大

三、不定项选择题

5. 难度：中等

已知干电池的电动势为．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，每当的电荷量通过干电池，则该电池就能提供的电能

C. 当外电路闭合时，在内有的电荷量通过该电池

D. 当外电路闭合时，在内流过该电池某截面的电荷量可能不是

四、选择题

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

五、不定项选择题

7. 难度：中等

如图所示，有一台交流发电机，通过理想升压变压器和理想降压变压器向远外用户供电，输电线的总电阻为． 的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和； 的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别和．设的输入电压一定，当用户消耗的电功率变大时，有（    ）

A. 减小， 变大    B. 不变， 变小

C. 变小， 变小    D. 变大， 变大

8. 难度：中等

在图示的电路中，闭合开关后，当滑动变阻器的滑动触头从最上端逐渐滑向下端的过程中，电压表的读数为，电流表的读数变化为（电表均视为理想电表）．则（    ）

A. 电压表的读数先变大后变小    B. 电源的输出功率先变大后变小

C. 电流表的读数先变小后变大    D. 与的比值为定

9. 难度：中等

如图所示，匀强磁场的上下边界水平，宽度为，方向垂直纸面向里．质量、边长为的正方形导线框始终沿竖直方向穿过该磁场，已知边进入磁场时的速度为， 边离开磁场时的速度也为，重力加速度的大小为．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. 线框进入和离开磁场过程中安培力冲量相同

D. 线框穿过磁场的过程中克服安培力所做的功为

六、选择题

10. 难度：中等

电场中、两点场强的大小分别为、，电势分别为、．某带电粒子仅在电场力作用下从点运动到点，若此过程中带电粒子的动能始㚵保持不变，下列判断正确的是（    ）

A. ，     B. ，

C. ，     D. ，

11. 难度：中等

在水平桌面上，一个圆形金属框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，导体棒与导轨接触良好，导体棒处于另一均强磁场中，该磁场的磁感应强度恒定，方向垂直导轨平面向下，如图甲所示．磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示． 内磁场方向垂直线框平面向下．若导体棒始终保持静止，并设向右为静摩擦力的正方向，则导体棒所受的静摩擦力随时间变化的图象是（    ）

   

A.     B.

C.     D.

12. 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，式中是磁感应强度， 是磁导率，在空气中为一已知常数．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，拉力所做的功就等于间隙中磁场的能量．为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度，某研究性学习小组用一根端面面积为的条形磁铁吸住一相同面积的铁片，再用力缓慢将铁片与磁铁拉开一段微小距离，并测出拉力大小为，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为（    ）

A.     B.     C.     D.

七、实验题

13. 难度：中等

小灯泡灯丝的电阻会随温度的变化而变大，因而引起功率变化．一研究性学习小组在实验室通过实验研究这一问题，实验室备有的器材是：电压表（， ），电流表（， ），电池，开关，滑动变阻器，待测小灯泡，导线若干．实验时，要求小灯泡两端电压从逐渐增大到额定电压以上．

（）他们应选用图中哪个图所示电路进行实验__________．

A．            B．

C．            D．

（）根据实验测得数据描绘出如图所示的图象，小灯泡电压随电流变化曲线，由此可知，小灯泡电阻随温度关系是__________．

（）已知实验中使用的小灯泡标有字样．请你根据上述试验的结果，确定小灯泡在电压下的实际功率是__________ ．

14. 难度：中等

把电流表改装成电压表的实验中，所用电流表的满偏电流为，内阻估计在之间．

（）电路如图所示，利用半偏法测定电流表的内阻，其供选用的器材如下：

A．滑动变阻器（阻值范围）
B．滑动变阻器（阻值范围

C．电阻箱（阻值范围）
D．电阻箱（阻值范围）

E．电源（电动势，内阻）
F．电源（电动势，内阻）

依据实验要求，最好选用__________、最好选用__________，电源最好选用__________．（填入选用器材前面的字母代号）

（）该实验操作的步骤有：

A．接通，调节电阻，使电流表指针偏转到满刻度

B．接通，调节电阻，使电流表指针偏转到满刻度的一半

C．读出的阻值，即认为

用此方法测得电流表内阻的测量值与真实值相比__________．（填“偏大”或“偏小”或“相等”）

（）由此实验测出电流表内阻，现通过串联一个的电阻把它改装成为一个电压表，如果用改装后的电压表进行测量（已经校准好了）表头示数如图所示，则测得的电压值是__________（保留位有效数字）．

八、简答题

15. 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。

16. 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速磁场中的形盒，两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．已知形盒的半径为，在部分的中央放有离子源，离子带正电，质量为、电荷量为，初速度不计．若磁感应强度的大小为，每次加速时的电压为．忽略离子的重力等因素．

求：

（）加在形盒间交流电源的周期．

（）离子在第次通过窄缝后的运动半径．

（）离子加速后可获得的最大动能．

17. 难度：中等

如图甲所示，在一个正方形金属线圈区域内，存在着磁感应强度随时间变化的匀强磁场，磁场的方向与线圈所围的面，匝数，线圈电阻．线圈与电阻构成闭合回路，电阻．匀强磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示，求：

（）在时刻，通过电阻的感应电流的大小．

（）在，电阻消耗的电功率．

（）在内整个闭合电路中产生的热量．

    

18. 难度：困难

图所示为一个小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈的长度，宽度，共有匝，总电阻，可绕与磁场方向垂直的对称轴转动．线圈处于磁感应强度的匀强磁场中，与线圈两端相连的金属滑环上接一个“， ”的灯泡，当线圈以角速度匀速转动时，小灯泡消耗的功率恰好为．（不计转动轴与电刷的摩擦）

（）推导发电机线圈产生感应电动势的最大值的表达式（其中表示线圈的面积）．

（）求线圈转动的角速度．

（）线圈以上述角速度转动周过程中发电机产生的电能．

19. 难度：中等

如图，在竖起向下的磁感应强度为的匀强磁场中，两根足够长的平行光滑金属轨道、固定在水平面内，相距灾．一质量为、电阻的导体棒垂直于、放在轨道上，与轨道接触良好．若轨道左端点接一电动势为内阻为的电源和一阻值的电阻．轨道左端点接一单刀双掷开关，轨道的电阻不计．求：

（）单刀双掷开关与闭合瞬间导体棒受到的磁场力为．

（）单刀双掷开关与闭合后导体棒运动稳定时的最大速度．

（）导体棒运动稳定后，单刀双掷开关与断开，然后与闭合，求此后能够在电阻上产生的电热和导体棒前冲的距离．

20. 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。