2020-2021学年北京市通州区高三（上）高考一模物理试卷(含详解)

通州区2020-2021学年第一学期高三年级一模考试

物理试卷

考生须知：1.本试卷共分两卷，第I卷和第n卷。共8页。

2.本试卷总分为100分，考试时间为90分钟。

3.考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。

第I卷（选择题部分，共42分）

一、选择题（每个小题只有一个选项是正确的，共14道小题，每小题3分）

1.磁感应强度的单位是特斯拉（T）,关于特斯拉与基本单位千克（kg）、秒（s）、安培（A）之间关系，下

列描述正确的是（）

A.lT=1kg/（A-s2）13.lT=lkg-s2/AC.lT=lkg/（A-s）P.lT=lkg-s/A

2.如图所示，将不带电的枕形导体AB,放在一个点电荷的电场中，点电荷的电荷量为-。，与导体AB的

中心。的距离为心由于静电感应，在导体AB的两端感应出异种电荷。当达到静电平衡时，下列说法正确

的是（）

A_____入-Q

C_Qz------）:A.导体A端带正电

B.导体AB带上正电

C.导体A端的电势低于8端的电势

D.导体AB的感应电荷在O点产生的电场强度大小为女Q方向向左

3.A、B两个点电荷在真空中所产生电场的电场线（方向未标出）如图所示。图中C点为两点电荷连线的

中点，MN为两点电荷连线的中垂线，£）为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称。下列说法正

确的是（）

A.这两个电荷可能等量同种电荷B.电子从C点运动到。点，电势能

减小

C.电子从c点运动到。点，所受电场力逐渐减小

D.仅在电场力作用下，电子可以沿直线从C点运动到。点

4.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴00'匀速转动，如图中所示。产生的交变电流

，随时间，变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（）

/=0时，线框中磁通量的变化率为零

B.t=0.01s时,穿过线框的磁通量最大

C.线框旋转角速度大小为50兀rad/s

D.若线框的电阻为0.4C,则线框的热功率为5W

5.在如图所示的电路中，人为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，£为电源，S为开关。关于两灯泡

点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（）

。先亮，〃后亮;断开开关，6同时熄灭

B.合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，“、b同时熄灭

C.合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a先熄灭，人后熄灭

D.合上开关，a,。同时亮；断开开关，6先熄灭，a后熄灭

6.如右图所示的电路为欧姆表原理图，电池的电动势E=1.5V,G为电流表，满偏电流为200HA。当

调好零后，在两表笔间接一被测电阻R时，电流表G的指针示数为50NA,那么R的值是

)

A.7.5kCB.22.5kQ

C.15kQD.30kQ

7.如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r,Ro为定值电阻，R为滑动变阻器（最大阻值大于凡+一）。

闭合开关S,调节R的阻值，使电路中的电流为/,下列说法正确的是（）

R。R

A.此时电源的输出功率为日

E

B.此时滑动变阻器的阻值R=

滑动变阻器R的触头从左向右滑动的过程中，路端电压逐渐增大

D.调节滑动变阻器R的阻值，当衣=R。+「时滑动变阻器消耗的电功率最大

8.回旋加速器的工作原理如图所示。Di和D2是两个中空的半圆金属盒，处于与盒面垂直的匀强磁场中,

它们之间有一定的电势差U。A处的粒子源产生的带电粒子在加速器中被加速。下列说法正确的是（）

A.带电粒子在D形盒内被磁场不断地加速

B.交流电源的周期等于带电粒子做圆周运动的周期

C.两D形盒间电势差。越大，带电粒子离开D形盒时的动能越大

D.加速次数越多，带电粒子离开D形盒时的动能越大

9.一种用磁流体发电的装置如图所示。平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高

温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，A、B两板间便产生电压。金属板A、B和等离子

体整体可以看作一个直流电源，A、B便是这个电源的两个电极。将金属板A、B与电阻R相连，假设等离

等离子体

B.等离子体入射速度不变，减小A、B两金属板间的距离，电源电动势增大

C.A、B两金属板间的电势差等于电源电动势

D.A、B两金属板间的电势差与等离子体的入射速度有关

AO如图甲所示，矩形导线框ABCD固定在匀强磁场中，磁感线垂直于线框所在平面且向里.规定垂直于

线框所在平面向里为磁场的正方向：线框中电流沿着逆时针方向为感应电流i的正方向，要在线框中产生如

图乙所示的感应电流，则磁感应强度B随时间f变化的规律可能为

11.把电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接。先使开关S与1端相连，电源

向电容器充电；然后把开关S掷向2端，电容器放电。电流传感器中的电流，•随时间f变化的关系如图乙所

S-

C^~~

2

示。下列说法正确的是（电流

传感器旦

甲

A.在/I~h时间内，电容器两极板间电压逐渐减小

8.在时间内，电容器的电容逐渐减小

C.曲线1与横轴所围面积等于曲线2与横轴所围面积

D.S接1端，只要时间足够长，电容器两极板间的电压就能大于电源电动势E

12.如图甲所示是一个“简易电动机”，一节5号干电池的正极向上，一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负

极，将一段裸铜导线弯成图中所示形状的线框，线框上端的弯折位置与正极良好接触，下面弯曲的两端与

磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会转动起来。该“简易电动机”的原理图如图乙所示•关于该“简

B.电池的输出功率大于线框转动的机械功率

C.线框①、②两部分导线电阻在电路中是串联关系

D.“简易电动机”由静止到转动起来的过程中，线框中的电流增大

13.如图甲所示，有一固定的负点电荷N,其右侧距离为L处竖直放置一内壁光滑的绝缘圆筒，圆筒内有

一带电小球。将小球从Ho高处由静止释放，至小球下落到与N同一水平面的过程中，其动能反随高度H

（设小球与点电荷N的竖直高度差为“）的变化曲线如图乙所示。下列说法正确的是（）

A.小球可能带负电，也可能带正电

B.在高度HI~“2之间的某点，库仑力在竖直方向上的分力最大

C.该过程中，小球所受合力先增大后减小再增大

D.该过程中，小球的机械能先增大后减小

14.如图所示，在光滑的绝缘水平桌面上，有一质量均匀分布的细圆环，处于磁感应强度为B的匀强磁场

中，磁场方向竖直向下。圆环的半径为R,质量为令此圆环均匀带上正电荷，总电量为Q。当圆环绕通

过其中心的竖直轴以角速度。沿图中所示方向匀速转动时（假设圆环的带电量不减少，不考虑环上电荷之

间的作用），下列说法正确的是（）

XXXX

X/2乃0

no・iA.圆环匀速转动形成等效电流大小为一^

x<jyx"

XXXX

B.圆环受到的合力大小为8。°灭

C.圆环内侧（I区）的磁感应强度大于外侧（I［区）的磁感应强度

D.将圆环分成无限个小段，每小段受到的合力都指向圆心，所以圆环有向里收缩的趋势

第U卷（非选择题部分，共58分）

二、实验题（共2道小题，共18分）

1S.某同学在实验室进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验。

（1）下列实验器材必须要用的有（选填字母代号）

A.干电池组

B.学生电源C.多用电表

D.直流电压表

E.滑动电阻器

F.条形磁铁

G可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈）

（2）下列说法正确的是（选填字母代号）

A.为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数

B.要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数

C.测量电压时，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

D.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

（3）该同学通过实验得到了如下表所示的实验数据，表中m、m分别为原、副线圈的匝数，Ui、S分别为

原、副线圈的电压，通过实验数据分析可以得到的实验结论是：。

实验次数n「匝血/匝Ui/VS/V

1160040012.12.90

280040010.24.95

340020011.95.92

16.关于“测电源的电动势和内阻”实验，某研究性学习小组的同学用如图1所示的电路，测量两节干电

池串联而成的电池组的电动势E和内电阻心实验室提供的器材如下：待测电池、电压表、电阻箱（阻值范

围0~999.9。）、开关、导线。

（1）请根据图1所示电路图，在图2中画出连线，将器材连接成实验电路

囹5

（2）开始做实验时，先把变阻箱阻值调到最大，再接通开关，然后逐次改变电阻箱接入电路的阻值R,读

取与R对应的电压表的示数U,并将相应的数据转化为坐标点描绘在图中。请将图3、图4中电阻

箱和电压表所示的数据转化为坐标点描绘在图5所示的坐标系中（用“+”表示），并画出U-°•图线

R

（3）由U--图线可得该电池组的电动势E=V,内电阻r=C。（均保留3位有效数字）

R

（4）若利用电流表、电压表来测量一节新的干电池的电动势和内电阻，要求尽量减小实验误差，图6中甲、

乙两种连接方案应该选择哪一种，并说明理由：.

三、计算题（共4道小题，共40分）解题要求：写出

―--0

甲乙

图6

必要的文字说明、方程式和演算步骤。有数字计算的题答案必须明确写出数值和单位。17.如

图所示，质量为机、电荷量为q带电粒子，以初速度v沿垂直磁场方向射入磁感应强度为B的匀强磁场，

在磁场中做匀速圆周运动，不计带电粒子所受重力：

(1)求粒子做匀速圆周运动的半径R和周期T；

(2)为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场，求电场强度E的大小。

x

X

X18.如图所示，电路中电源电动势E=80V,内阻不计，电路中三个定值电阻R的阻值相

x

X

X

同。A、B分别为水平放置的平行板电容器的上、下极板，板长L=90cm,板间距离g40cm。在两金属板左

端正中间位置M处，有一个小液滴以某一初速度水平向右射入两板间，从A板右侧边缘射出电场。已知小

液滴的质量，"=2.0X10-3kg,带负电，电荷量q=1.0X10-3c。重力加速度g=IOm/s2求：

(1)平行板电容器两极板间电压U的大小。

(2)在此过程中液滴电势能的变化量AEp。

(3)液滴进入电场时初速度w的大小。

A1

R

“%丫如图甲所示，宽度为L的足够长光滑金属导轨水平固定在匀

B

强磁场中，磁场范围足够大，磁感强度大小为B,方向垂直于导轨平面向上。现有一根质量为机、电阻为R

的金属棒放置在金属导轨上，长度与金属导轨宽度相等，金属棒MN在运动过程中始终与导轨垂直且接

触良好，不计导轨电阻。

(1)若金属棒MN以水平速度v向右匀速运动，请根据法拉第电磁感应定律推导金属棒产生的感应电动

势E=BLv。

(2)若金属棒MN在水平向右的恒力F作用下由静止开始运动，请从速度、加速度两个角度分析金属棒MN

的运动情况。

(3)若f=0时金属棒有水平向右的初速度w,此时施加一水平外力尸(开始时尸方向向右)，使金属棒

MN做加速度大小为a的匀减速直线运动，直到速度减为零。

。、请推导金属棒例N减速过程中外力尸(以初速度方向为正方向)随时间f变化的关系式，并在图乙中画

出F-r的示意图。

仄请说明根据F-f图像，如何求金属棒MN速度从vo减为零的过程中外力厂的冲量/。

理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。

(1)如图所示，一段长为L、横截面积为S的圆柱形金属导体，在其两端加上恒定电压，金属导体中产生恒

定电流已知该金属导体中单位体积内的自由电子数量为〃，自由电子的质量为加、电量为e。

请根据电流的定义，求金属导体中自由电子定向移动的平均速率丫。

b,经典电磁理论认为：当金属导体两端电压稳定后，导体中产生恒定电场，这种恒定电场的性质与静电场

相同。金属导体中的自由电子在电场力的驱动下开始定向移动，然后与导体中可视为不动的粒子碰撞，碰

撞后电子沿导体方向定向移动的速率变为零，然后再加速、再碰撞……，自由电子定向移动的平均速率不

随时间变化。金属电阻反映的就是定向移动的自由电子与不动的粒子的碰撞。假设自由电子连续两次碰撞

的平均时间间隔为处碰撞时间不计，不考虑自由电子之间的相互作用力。请根据以上描述构建物理模型,

推导金属导体两端电压U的大小和金属导体的电阻R。

(2)超导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零。将一个闭合超导金属圆环水平放置在匀强磁场中，磁感

线垂直于圆环平面，逐渐降低温度使超导环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场，此后若环中的

电流不随时间变化，则表明其电阻为零。为探究该圆环在超导状态的电阻率上限。，研究人员测得撤去磁

场后环中电流为/,并经过一年多的时间，未检测出电流变化。实际上仪器只能检测出大于△/的电流变化，

其中当电流的变化小于△/时，仪器检测不出电流的变化，研究人员便认为电流没有变化。设该超

导圆环粗细均匀，环中单位体积内参与导电的电子数为〃，电子质量为，"、电荷量为e,环中定向移动的电

子减少的动能全部转化为圆环的内能。试用上述给出的各物理量，推导出夕的表达式。

通州区2020-2021学年第一学期高三年级一模考试

物理试卷

考生须知：1.本试卷共分两卷，第I卷和第II卷。共8页。

2.本试卷总分为100分，考试时间为90分钟。

3.考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。

第I卷（选择题部分，共42分）

一、选择题（每个小题只有一个选项是正确的，共14道小题，每小题3分）

1.磁感应强度的单位是特斯拉（T）,关于特斯拉与基本单位千克（kg）、秒（s）、安培（A）之间关系，下

列描述正确的是（）

A.lT=lkg/（A-s2）B.lT=lkg-s2/AC.lT=lkg/（A-s）P.lT=lkg-s/A

【答案】A

【解析】

【详解】根据磁感应强度的定义式

B=二可得

IL

1T=1N/（A-m）根据

£=可得

IT=1kg/（A=2）故选A。

2.如图所示，将不带电的枕形导体AB,放在一个点电荷的电场中，点电荷的电荷量为与导体AB的

中心。的距离为心由于静电感应，在导体AB的两端感应出异种电荷。当达到静电平衡时，下列说法正确

的是（）

A____1-Q

C_24---------:A.导体A端带正电B.导体AB带上正电

C.导体A端的电势低于8端的电势

Q

D.导体AB的感应电荷在O点产生的电场强度大小为女方向向左

【答案】D

【解析】

【详解】A.由于点电荷带负电，由于静电感应，导体4端带负电，B端带正电，故A错误；

B.枕形导体AB原来不带电，放置在负电荷的电场中发生静电感应的过程其内部的电荷重新分布，并没有

产生电荷，所以导体整体仍然不带电，故B错误；

C.处于导体AB静电平衡状态，导体是一个等势体，故导体4端的电势等于B端的电势，故C错误；

D.导体内部各点的合场强为零，则导体中心。点的场强为零，故感应电荷在。点的产生场强与点电荷

在。点的场强等大反向，大小为攵圣，方向向左，故D正确。

故选D。

3.A、B两个点电荷在真空中所产生电场的电场线（方向未标出）如图所示。图中C点为两点电荷连线的

中点，为两点电荷连线的中垂线，力为中垂线上的一点，电场线的分布关于左右对称。下列说法正

确的是（）

-A.这两个电荷可能是等量同种电荷

B电子从C点运动到。点，电势能减小

C.电子从C点运动到。点，所受电场力逐渐减小

D.仅在电场力作用下，电子可以沿直线从C点运动到。点

【答案】C

【解析】

【详解】A.根据电电场线的分布关于左右对称，结合该电场线的特点可以判断，A、B是两个等量异

种点电荷，故A错误；

B.根据平行四边形定则，对中垂线上的场强进行合成，知中垂线上每点的电场方向都水平向右，中垂线和

电场线垂直，所以中垂线为等势线，所以C点的电势等于。点的电势，CD电势差为0,故电子从C点运动

到。点，电势能不变；故B错误；

C.在两等量异号电荷连线的中垂线上，中间点电场强度最大，也可以从电场线的疏密判断，所以c点的电

场强度比。点的电场强度大，故电子从C点运动到。点，所受电场力逐渐减小；c正确；

D.仅在电场力作用下，电子在C点受到垂直于MN的电场力，故无法沿直线从C点运动到D点，D错误;

故选C。

4.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴00'匀速转动，如图甲所示。产生的交变电流

，随时间，变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（）

线框中磁通量的变化率为零

B./=o.oisnt,穿过线框的磁通量最大

C.线框旋转的角速度大小为50兀rad/s

D.若线框的电阻为0.4C,则线框的热功率为5W

【答案】P

【解析】

【详解】A.f=0时，线框中感应电动势最大，则此时磁通量的变化率最大，选项A错误;

B.f=0.01s时，线框中感应电动势最大，穿过线框的磁通量为零，选项B错误；

C.线框旋转的角速度大小为

2万2万

a）=—=——=100^rad/s选项C错误；

T0.02

D.若线框的电阻为0.4。，则线框的热功率为

P=『R=（鬓尸x0.4=5W选项D正确。

故选D。

5.在如图所示的电路中，内匕为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，£为电源，S为开关。关于两灯泡

点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（

A.合上开关，a先亮，b后亮;断开开关，a、b同时熄灭

B.合上开关，b先亮，。后亮；断开开关，a、b同时熄灭

C.合上开关，力先亮，a后亮；断开开关，〃先熄灭，b后熄灭

D.合上开关，a、同时亮；断开开关，。先熄灭，a后熄灭

【答案】B

【解析】

【详解】由图可以看出，4、沙灯泡在两个不同的支路中，对于纯电阻电路，不发生电磁感应，通电后用电

器立即开始正常工作，断电后停止工作。但对于含电感线圈的电路，在通电时，线圈产生自感电动势，对

电流的增大有阻碍作用，使“灯后亮，则合上开关，〃先亮，a后亮。当断开电键时，线圈中产生自感电动

势，由〃及电感线圈组成•个回路，两灯同时逐渐熄灭，故ACD错误，B正确。

故选B。

6.如右图所示的电路为欧姆表原理图，电池的电动势E=1.5V,G为电流表，满偏电流为200RA。当调好

零后，在两表笔间接一被测电阻R时，电流表G的指针示数为50pA,那么凡的值是（）

7.5kCB.22.5kQ

C.15kQD.30kC

【答案】8

【解析】

E

【详解】试题分析：由满偏电流求欧姆表的内阻：RM=T=75OOQ

ls

E

连入电阻后，由仁if;解得Rx=22.SKQ,故选总考点：用多用电表测电阻.

7.如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r,R）为定值电阻，R为滑动变阻器（最大阻值大于凡+一）。

闭合开关S,调节R的阻值，使电路中的电流为/,下列说法正确的是（）

R。R

A.此时电源的输出功率为E/

p

B.此时滑动变阻器的阻值/?=7-/

C.滑动变阻器R的触头从左向右滑动的过程中，路端电压逐渐增大

P.调节滑动变阻器R的阻值，当/?=&+，时滑动变阻器消耗的电功率最大

【答案】P

【解析】

【详解】A.电源的输出功率等于总功率减去电源内阻热功率，即输出功率为

P=EI-Pr

故A错误；

B.电路中总电阻为

E

/?+5+尸=丁则滑动变阻器的阻值为

E

R=]—仆―r故B错误；

C.当滑动变阻器R的触头从左向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路阻值减小，则电路中的电流增大，

内电压增大，路端电压等于电动势减去内电压，故路端电压逐渐减小，故C错误；

D.将Ro等效到内电阻中去，滑动变阻器消耗的功率可看成等效电源的输出功率，当/?=心+厂时，滑动变阻

器消耗的电功率最大。故D正确。

故选D。

8.回旋加速器的工作原理如图所示。Di和D2是两个中空的半圆金属盒，处于与盒面垂直的匀强磁场中，

它们之间有一定的电势差U。A处的粒子源产生的带电粒子在加速器中被加速。下列说法正确的是（）

A.带电粒子在D形盒内被磁场不断地加速

B.交流电源的周期等于带电粒子做圆周运动的周期

C.两D形盒间电势差。越大，带电粒子离开D形盒时的动能越大

D.加速次数越多，带电粒子离开D形盒时的动能越大

【答案】B

【解析】

【详解】A.带电粒子在D形盒内被电场不断地加速，在磁场中动能不变，选项A错误;

B.交流电源的周期等于带电粒子做圆周运动的周期，这样才能保证粒子每经过D型盒间隙时均能被电场加

速，选项B正确；

CD.由

qvB=机匕可得带电粒子离开D形盒时的动能

R

2

E*=1/77V=四工则最大动能与两D形盒间电势差U无关，与加速次数无关，选项CD错误;

*22m

故选B。

9.一种用磁流体发电的装置如图所示。平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高

温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，A、B两板间便产生电压。金属板A、B和等离子

体整体可以看作一个直流电源，A、B便是这个电源的两个电极。将金属板A、B与电阻R相连，假设等离

子体的电阻率不变，下列说法正确的是（

等离子体

A.A板是电源的正极

B.等离子体入射速度不变，减小A、B两金属板间的距离，电源电动势增大

C.A、B两金属板间的电势差等于电源电动势

D.A、B两金属板间的电势差与等离子体的入射速度有关

【答案】P

【解析】

【详解】A.由左手定则可知，正离子受向下的洛伦兹力偏向B板，则B板带正电，是电源的正极，选项A

错误；

B.当达到平衡时有

E

qvB--q解得电动势

a

E-Bdv

则等离子体入射速度不变，减小A、B两金属板间的距离d,电源电动势减小，选项B错误；

C.根据闭合电路的欧姆定律可知，A、B两金属板间的电势差等于外电路的电压，小于电源电动势，选项

C错误；

D.A、B两金属板间的电势差

FRR^/VR

U=——=-------可知，与等离子体的入射速度有关，选项D正确。

R+rR+r

故选D。

1O如图甲所示，矩形导线框ABCD固定在匀强磁场中，磁感线垂直于线框所在平面且向里.规定垂直于

线框所在平面向里为磁场的正方向；线框中电流沿着逆时针方向为感应电流，的正方向，要在线框中产生如

图乙所示的感应电流，则磁感应强度B随时间，变化的规律可能为

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A.在0—砧时间内，磁场垂直纸面向里，且均匀减小，根据楞次定律，知感应电流的方向为ABCDA,

与规定的正方向相反，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为定值，则感应电流为定值，同理，

在加一2fo时间内，感应电流的方向为4OC84,与规定的正方向相同，感应电流为正值，且为定值。故A错

误；

B.在O-to时间内，磁场垂直纸面向外，且均匀减小，根据楞次定律，知感应电流的方向为AOC8A,与规

定的正方向相同，感应电流为正值。同理，在2ro时间内，感应电流的方向为A8CD4,与规定的正方向

相反，感应电流为负值，且为定值，故B正确；

C.在。一”时间内，磁场垂直纸面向里，且均匀减小，根据楞次定律，知感应电流的方向为ABCD4,与规

定的正方向相反，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为定值，则感应电流为定值，在幻一2加时

间内，磁场方向垂直纸面向外，且均匀增大，根据楞次定律，感应电流的方向仍然为ABCZM,与规定的正

方向相反。故c错误；

D.磁感应强度不变，磁通量不变，则不产生感应电流。故D错误。

故选Bo

11.把电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接。先使开关S与1端相连，电源

向电容器充电：然后把开关S掷向2端，电容器放电。电流传感器中的电流，•随时间r变化的关系如图乙所

示。下列说法正确的是（）电流TE

传感器

~I~~1R

甲

A.在力~介时间内，电容器两极板间电压逐渐减小

B.在f3~f4时间内，电容器的电容逐渐减小

C.曲线1与横轴所围面积等于曲线2与横轴所围面积

D.S接1端，只要时间足够长，电容器两极板间的电压就能大于电源电动势E

【答案】C

【解析】

【详解】A.在时间内，电容器充电，所带电量在增加，电容不变，根据

。=卷可知，极板间的电压增大，A错误；

B.在f3~f4时间内，电容器在放电，在放电过程中，电容器电荷量在减小，但电容是反应电容器本身的特

性，与电压和电量无关，保持不变，B错误；

C.图像与时间轴围成的面积表示电荷量，由于电容器充电和放电的电量相等，所以曲线1与横轴所围

成的面积等于曲线2与横轴所围成的面积，C正确；

D.S接1端，只要时间足够长，电容器充电完毕，电路中没有电流，电源内电压为零，电容器极板间的电

压等于电源的电动势，D错误。

故选Co

12.如图甲所示是一个“简易电动机”，一节5号干电池的正极向上，一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负

极，将一段裸铜导线弯成图中所示形状的线框，线框上端的弯折位置与正极良好接触，下面弯曲的两端与

磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会转动起来。该“简易电动机”的原理图如图乙所示.关于该“简

易电动机”，下列说法正确的是（

乙

甲

A从上往下看，该“简易电动机”逆时针旋转

B.电池的输出功率大于线框转动的机械功率

C.线框①、②两部分导线电阻在电路中是串联关系

D.“简易电动机”由静止到转动起来的过程中，线框中的电流增大

【答案】8

【解析】

【详解】A.线框的上下两条边受到安培力的作用而发生转动的，根据左手定则可以判断从上往下看，线框

将做顺时针转动，故A错误;

B.电池输出的电动率一部分用来用于线框的发热功率，一部分提供线框转动的机械功率，所以电池输出的

电功率大于线框旋转的机械功率，故B正确;

C.线框①、②两部分导线电阻在电路中是并联关系，故C错误;

D.稳定时，因导线切割磁感应线，产生的感应电动势与电源相反，则线框中电流比刚开始转动时的小，故

D错误;

故选B。

13.如图甲所示，有一固定的负点电荷N,其右侧距离为L处竖直放置一内壁光滑的绝缘圆筒，圆筒内有

一带电小球。将小球从Ho高处由静止释放，至小球下落到与N同一水平面的过程中，其动能队随高度4

（设小球与点电荷N的竖直高度差为H）的变化曲线如图乙所示。下列说法正确的是（）

小球可能带负电，也可能带正电

B.在高度之间的某点，库仑力在竖直方向上的分力最大

C.该过程中，小球所受合力先增大后减小再增大

D.该过程中，小球机械能先增大后减小

【答案】8

【解析】

【详解】A.若小环带正电，重力和静电力对小环都做正功，小环的动能一直增大，与图乙不符，所以小环

带负电，故A错误；

B.小环在高度”一当之间运动时，动能减小，根据动能定理

Ek=Eka+F^h-mgh=Eka+-mg）h因为在高度“广为之间的某点图像的斜率最大，则库仑力在

竖直方向上的分力最大，选项B正确；

C.由以上分析可知，小球受到的合力为图像的斜率，则该过程中，小球所受合力先减小，后增大，再减小

再增大，选项C错误；

D.该过程中，小球所受的库仑力一直对小球做负功，则机械能一直减小，选项D错误。

故选Bo

14.如图所示，在光滑的绝缘水平桌面上，有一质量均匀分布的细圆环，处于磁感应强度为B的匀强磁场

中，磁场方向竖直向下。圆环的半径为R,质量为，令此圆环均匀带上正电荷，总电量为Q。当圆环绕通

过其中心的竖直轴以角速度3沿图中所示方向匀速转动时（假设圆环的带电量不减少，不考虑环上电荷之

间的作用），下列说法正确的是（）

圆环匀速转动形成的等效电流大小为咨

CD

B.圆环受到的合力大小为BQcoR

C.圆环内侧（I区）的磁感应强度大于外侧（II区）的磁感应强度

D.将圆环分成无限个小段，每小段受到的合力都指向圆心，所以圆环有向里收缩的趋势

【答案】C

【解析】【详解】A.圆环转动一周的时间为

24

/二一则可得圆环以外的角速度转动时，产生的电流为

CD

等故A错误;

B.电流为顺时针方向，根据左手安培定则，又将圆环无限细分为几小段，设每小段的长度为L则每小段

受到的安培力为

7=BIL而每小段受到的安培力均在水平面上并指向圆外，而每小段存在关于圆心对称的另一小段，受到

的安培力大小相等，方向相反，故整个圆环受到的合力为0。B错误；

C.根据右手定则，电流方向为顺时针方向，每一小段产生的磁场在圆环内侧垂直于平面向里，在圆环外侧

的磁场都是垂直于平面向外，恒定磁场的方向为垂直于平面向里，则合磁场圆环内侧（I区）的磁感应强

度大于外侧（H区）的磁感应强度，故C正确；

D.根据每小段受到的安培力都指向圆环外，整个圆环受到的合力为0,故圆环有向外扩张的趋势，D错误;

故选C。

第n卷（非选择题部分，共58分）

二、实验题（共2道小题，共18分）

15某同学在实验室进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验。

（1）下列实验器材必须要用的有（选填字母代号）

A.干电池组

B.学生电源

C.多用电表

D.直流电压表

E.滑动电阻器

F.条形磁铁

G可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈）

（2）下列说法正确的是一（选填字母代号）

A.为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数B.要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应

该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数

C.测量电压时，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

D.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

（3）该同学通过实验得到了如下表所示的实验数据，表中m、m分别为原、副线圈的匝数，U、S分别为

原、副线圈的电压，通过实验数据分析可以得到的实验结论是：。

实验次数m/匝112/匝t/1/VUzN

1160040012.12.90

280040010.24.95

340020011.95.92

【答案】①.BCG②.BC③.在误差允许的范围内，原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的

U.n.

匝数之比，即‘皆=」

U2n2

【解析】

【详解】（1）[1]实验中，必须要有学生电源提供交流电，B需要：学生电源本身可以调节电压，无需滑动

变阻器，需要用多用表测量电压，C需要；本实验不需要条形磁铁，用可拆变压器来进行试验，G需要；综

上所述，需要的实验器材为BCG。

（2）[2JA.为确保实验安全，应该降低输出电压，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，故A错误；

B.要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，进而测

得副线圈电压，找出相应关系，故B正确；

C.为了保护电表，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，

故C正确；

D.变压器的工作原理是电磁感应现象，即不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将

磁场能转化成电能，铁芯起到传递磁场能的作用，不是铁芯导电来传输电能，故D错误。

故选BC

（3）[3]通过数据计算可得，在误差允许的范围内，原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，

16.关于“测电源的电动势和内阻”实验，某研究性学习小组的同学用如图1所示的电路，测量两节干电

池串联而成的电池组的电动势E和内电阻入实验室提供的器材如下：待测电池、电压表、电阻箱（阻值范

围0~999.9。）、开关、导线。

（1）请根据图1所示的电路图，在图2中画出连线，将器材连接成实验电路。

（2）开始做实验

时，先把变阻箱阻值调到最大，再接通开关，然后逐次改变电阻箱接入电路的阻值R，读取与R对应的电

压表的示数U,并将相应的数据转化为坐标点描绘在U-，图中。请将图3、图4中电阻箱和电压表所示的

数据转化为坐标点描绘在图5所示的坐标系中（用“+”表示），并画出且图线

R

（3）由U-巳图线可得该电池组的电动势E=V,内电阻r=Qo（均保留3位有效

R

数字）

（4）若利用电流表、电压表来测量一节新的干电池的电动势和内电阻，要求尽量减小实验误差，图6中甲、

乙两种连接方案应该选择哪一种，并说明理由：

②.

甲乙

图6

UN

(3).2.85V-3.001.25Q-1.40⑤.甲方案，见详

解。

【解

【详解】（1）［1］实物连接图如下

+E可知，图象与纵轴的交点表示电源的电动势，故电动势为E=2.93V（2.85~3.00V之间均可）

14］图象的斜率表示内阻，可得

293-100

r=Q=1.33C（1.25〜1.40C之间均可）

1.45

（4）［5］应该选用甲方案。甲方案的误差在电压表分流，但由于电压表内阻很大，所以由于电压表分流而

产生的误差较小；乙方案的误差在电流表分压，但是电流表内阻较小，和一节新干电池的内阻相差不多,

此时由于电流表分压而产生的误差较大，会导致该方案中电源内阻的测量值误差较大，综合比较，故选甲

方案误差较小。

三、计算题（共4道小题，共40分）解题要求：写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

有数字计算的题答案必须明确写出数值和单位。

17.如图所示，质量为小、电荷量为q的带电粒子，以初速度v沿垂直磁场方向射入磁感应强度为2的匀

强磁场，在磁场中做匀速圆周运动，不计带电粒子所受重力：

（1）求粒子做匀速圆周运动的半径R和周期T;

（2）为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场，求电场强度E的大小。

ixxxx

„mv2nm

x【答案】(1),7^=——；(2)E=vB.

qB'qB

【解析】

【详解】（1）粒子在磁场中受洛伦兹力尸二口归，洛伦兹力提供粒子做匀速圆周运动所需的向心力，有

2

qvB=m—则粒子做匀速圆周运动的半径

R=—粒子做匀速圆周运动周期

27n77

T=~—（2）分析知粒子带正电，为使该粒子做匀速直线运动，需加一竖直向下的匀强电场，电场力与洛

qB

伦兹力等大反向，相互平衡，即

电场强度E的大小

mv271m

答：（1）求粒子做匀速圆周运动的半径尺=一二，周期丁=一丁；（2）电场强度E=v及

qBqB

18.如图所示，电路中电源电动势E=80V,内阻不计，电路中三个定值电阻R的阻值相同。A、B分别为

水平放置的平行板电容器的上、下极板，板长L=90cm,板间距离公40cm。在两金属板左端正中间位置M

处，有一个小液滴以某一初速度水平向右射入两板间，从A板右侧边缘射出电场。已知小液滴的质量

,"=2.0X10-3kg,带负电,电荷量q=1.0X重力加速度g=10m/s2求:

(1)平行板电容器两极板间电压U的大小。

(2)在此过程中液滴电势能的变化量AEp。

(3)液滴进入电场时初速度%的大小。

1

R

R丫【答案】⑴40V：⑵-0.02J；(3)9.0m/s

【解析】

【详解】(1)根据闭合电路欧姆定律得

E

代入数据得

2R

。=4()V(2)液滴在电场中运动电场力做功W=gqU

代入数据得

W=0.02J根据电场力做功与电势能变化的关系卬,得

\Ep=-0.02J即液滴电势能减小0.02J

(3)液滴在电场中运动所受电场力

尸=4乌根据牛顿第二定律，有

a

/一加g="2。竖直方向有

”『水平方向有

22

L=联立得

vo=9.Om/si<?.如图甲所示，宽度为心的足够长光滑金属导轨水平固定在匀强磁场中，磁场范围足够大，

磁感强度大小为8,方向垂直于导轨平面向上。现有一根质