北京市首都师范大学附属中学2020届高三北京学校联考物理试题
展开2019-2020学年第二学期首师大附中北京学校联考试题
高三 物理
满分100分 考试时间 5.24 上午 6：:30--8:00
第一部分
本部分共 14 小题，每小题 3 分，共 42 分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1．在物理学史上，首先发现电流周围存在磁场的著名科学家是X k B 1 . c o m
A．欧姆 B．安培 C．奥斯特 D．洛伦兹
2．弹簧振子在做简谐运动的过程中，振子通过平衡位置时
A．速度最大 B．回复力最大
C．加速度最大 D．弹性势能最大
3．一列沿直线传播的简谐横波，其传播速度为80m/s，波源的振动图像如图1所示，则这列波的波长和频率分别为
A．800m，10Hz
B．8m，10Hz
C．8m，1Hz
D．4m，20Hz
4．如图2所示，匀强电场的场强为E，M与N两点间的距离为d，MN与电场线的夹角为α，则M、N两点间的电势差为
A．Ed
B．Edsinα
C．Edcosα
D．Edtanα
5．一台电动机，额定电压是100V，电阻是1Ω。正常工作时，通过的电流为5A，则电动机因发热损失的功率为
A．25W B．475W C．500W D．1000W
6．图3是某静电场电场线的分布图，M、N是电场中的两个点，下列说法正确的是
A．M点场强大于N点场强
B．M点电势高于N点电势
C．将电子从M点移动到N点，其电势能增加
D．将电子从M点移动到N点，电场力做正功
7．一列沿着x轴正方向传播的简谐横波，在t=0时刻的波形如图4（a）所示，E、F、G、H是介质中的四个质点。则图4（b）是E、F、G、H中哪一个质点的振动图像
图4
A．E点 B．F点 C．G点 D．H点
8．如图5所示，在两个水平放置的平行金属板之间，存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场。一束带电粒子（不计重力）沿着直线通过两板间而不发生偏转，则这些粒子一定具有相同的
A．质量m B．初速度v
C．电荷量q D．比荷
9．质量和电荷量大小都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图6中的虚线所示，下列说法正确的是
A．M带正电，N带负电
B．M的速率小于N的速率X k B 1 . c o m
C．洛伦兹力对M、N做正功
D．M的运行时间等于N的运行时间
10．如图7所示，A、B是两个带异号电荷的小球，其质量分别为m1和m2，所带电荷量分别为+q1和-q2，A用绝缘细线L1悬挂于O点，A、B间用绝缘细线L2相连。整个装置处于水平方向的匀强电场中，平衡时L1向左偏离竖直方向，L2向右偏离竖直方向，则可以判定
A．m1=m2 B．m1>m2
C．q1>q2 D．q1<q2
11．如图8所示，电源电动势为E，内电阻为r，L1、L2是两个小灯泡，R是滑动变阻器， 、可视为理想电压表。闭合开关S，将滑动变阻器R的滑动片由最左端向最右端滑动，小灯泡的阻值可视为不变，下列说法正确的是
A．小灯泡L1变暗，表的示数变小，表的示数变大
B．小灯泡L1变亮，表的示数变大，表的示数变小
C．小灯泡L2变暗，表的示数变小，表的示数变大
D．小灯泡L2变亮，表的示数变大，表的示数变小
12．某同学在“探究感应电流产生的条件”的实验中，将直流电源、滑动变阻器、线圈A（有铁芯）、线圈B、灵敏电流计及开关按图9连接成电路。在实验中，该同学发现开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏。由此可以判断，在保持开关闭合的状态下
图9
A．当线圈A拔出时，灵敏电流计的指针向左偏
B．当线圈A中的铁芯拔出时，灵敏电流计的指针向右偏
C．当滑动变阻器的滑片匀速滑动时，灵敏电流计的指针不偏转
D．当滑动变阻器的滑片向N端滑动时，灵敏电流计的指针向右偏
13．如图10所示，空间有一个范围足够大的匀强磁场，磁感应强度为B，一个质量为m、电荷量为+q的带电小圆环套在一根固定的绝缘水平细杆上，杆足够长，环与杆的动摩擦因数为μ。现给环一个向右的初速度v0，在圆环整个运动过程中，下列说法正确的是
A．如果磁场方向垂直纸面向里，圆环克服摩擦力做的功一定为
B．如果磁场方向垂直纸面向里，圆环克服摩擦力做的功一定为
C．如果磁场方向垂直纸面向外，圆环克服摩擦力做的功一定为
D．如果磁场方向垂直纸面向外，圆环克服摩擦力做的功一定为
14．自2020 年初开始，我国发生了新冠肺炎疫情。面对疫情，中华儿女众志成城，科学战“疫”，现在疫情已经得到了有效控制。2020 年3 月3 日，国家卫健委、国家中医药管理局印发《关于印发新型冠状病毒肺炎诊疗方案（试行第七版）的通知》，指出新型冠状病毒的传播途径：经呼吸道飞沫和密切接触传播是主要的传播途径，在相对封闭的环境中长时间暴露于高浓度气溶胶情况下存在经气溶胶传播的可能。
气溶胶粒子是悬浮在大气中的微小颗粒，如云、雾、细菌、尘埃、烟尘等。气溶胶中的粒子具有很多动力学性质、光学性质，比如布朗运动，光的反射、散射等。关于封闭环境中气溶胶粒子，下列说法正确的是
A．在空气中会缓慢下沉到地面 B．在空气中会缓慢上升到空中
C．在空气中做无规则运动 D．受到的空气分子作用力的合力始终等于其所受到的重力
二、实验题
15．
某同学测量一根粗细均匀的合金丝的电阻率。
（1）他利用螺旋测微器测量合金丝的直径。某次测量时，螺旋测微器的示数如图11所示，则该合金丝的直径为________mm。
（2）已知合金丝的阻值Rx约为5Ω，现有电源E（4V，内阻可不计）、滑动变阻器R（0~50Ω，额定电流2A）、电流表（0~0.6A，内阻约0.125Ω）、电压表（0~3V，内阻约3kΩ）、开关S和导线若干，则实验电路应选用图12中的________。
A B C D
图12
16．
某同学用如图15所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压可为6V的交流电或直流电。重锤从高处由静止开始下落，重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量分析，即可验证机械能守恒定律。
（1）他进行了下面几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器材；
B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
C．用天平测出重锤的质量；
D．先接通电源，后释放纸带；
E．在纸带上选取计数点，并测量计数点间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
其中没有必要进行的步骤是_________，操作不当的步骤是_________。
（2）实验中，他挑出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图16所示。其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.02s。根据这些数据，当打点计时器打B点时重锤的速度vB=_________m/s。（保留三位有效数字）
图16
（3）他根据纸带算出各点的速度v，测量出下落距离h，并以为纵轴、以h为横轴画出图像。考虑阻力的影响，图像应是图17中的_______。
A B C D
图17
三、论理、计算题
17．（6分）
在如图18所示的电路中，电源的电动势E=6.0V，内电阻r=1.0Ω，外电路的电阻R=2.0Ω。闭合开关S后，求：
（1）电路中的电流I；
（2）电源的输出功率P。
18．（7分）
如图19所示，Y和Y′是真空中一对水平放置的平行金属板，板间距离为d，板长为L，两板间电势差为U，板间电场可视为匀强电场。现有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子，以水平初速度v0射入板间。已知该粒子能射出金属板，不计粒子重力。求：
（1）带电粒子射出金属板时速度v的大小；
（2）在带电粒子通过平行金属板的过程中，电场力所做的功W。
19．（7分）
如图20所示，MN和PQ是同一水平面内的平行光滑金属导轨，相距L=0.50m。CD和EF是置于导轨上的两根金属棒，它们的质量均为m=0.10kg，电阻均为r=1.0Ω，其余电阻可忽略不计。整个装置处在磁感应强度B=1.0T、方向竖直向下的匀强磁场中。某时刻，金属棒CD突然获得一个瞬时冲量，以v=4.0m/s的速度开始向右运动，求：
（1）金属棒EF所能达到的最大速度vm；新 |课 |标| 第 |一| 网
（2）在整个过程中，金属棒EF产生的热量Q。
20．（9分）
如图21所示，在x≤l、y≥0范围内有一匀强磁场，方向垂直纸面向里；在x≤l、y≤0范围内有一电场强度为E的匀强电场，方向沿y轴负方向。质量为m、电荷量为-q的粒子从y轴上的M点由静止释放，粒子运动到O点时的速度为v。不计粒子重力。
（1）求O、M两点间的距离d；
（2）a．如果经过一段时间，粒子能通过x轴上的N点，O、N两点间的距离为b（b<l），求磁感应强度B。
b．如果粒子运动到O点的同时，撤去电场。要使粒子能再次通过x轴，磁感应强度B应满足什么条件？
参考答案
题号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |
答案 | C | A | B | C | A | D | D | B | D | C | D | B | C | C |
15．（1）0.600………………………………………………………………………………（2分）
（2）A……………………………………………………………………………………（2分）
16．（1）C……………………………………………………………………………………（2分）
B……………………………………………………………………………………（2分）
（2）1.84…………………………………………………………………………………（2分）
（3）B……………………………………………………………………………………（2分）
17．（6分）
解：（1）根据闭合电路欧姆定律
………………………………………………………（3分）
（2）电源的输出功率
…………………………………………………………（3分）
18．（7分）
解：（1）金属板间匀强电场的场强
在平行于金属板的方向，带电粒子以速度v0做匀速直线运动
在垂直于金属板的方向，带电粒子做初速度为零的匀加速运动。根据牛顿第二定律，粒子的加速度
所以粒子射出金属板时，在垂直金属板方向的分速度
所以 …………………………………………（4分）
（2）根据动能理可求得，在此过程中电场力所做的功为
…………………………………………（3分）
19．（7分）
解：（1）当两金属棒达到共速时，金属棒EF达到最大速度。取两金属棒为系统，从开始运动到达到共速的过程中，系统所受合外力为零，动量守恒
所以 …………………………………………………………（3分）
（2）在此过程中，系统损失的机械能转化为电能，再以电流做功的形式转化为内能。因为两金属棒电阻相等，所以两棒上产生的热量也相等，设为Q。根据能量转化与守恒定律
所以 ………………………………………………………………（4分）
20．（9分）
解：（1）粒子在电场中只受电场力，根据动能定理
所以 …………………………………………………………………（3分）
（2）a．粒子进入磁场，做匀速圆周运动，设其轨道半径为r，根据牛顿第二定律
由于粒子从O点到N点经历半圆的轨迹可以有n个（n=1，2，3……），所以
（n=1，2，3…）
所以 （n=1，2，3…）………………………………………（3分）
b．若要使粒子能再次通过x轴，需满足r < l。即。…………………（3分）
