2020年北京海淀区高三上学期期末物理试卷答案.docx

2020北京海淀区高三（上）期末物理 参考答案 一、本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是符合题意的，有的小题有多个选项是符合题意的。全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D BD A AC AD AB AD B ABC 二、本题共2小题，共15分。 11.（4分） （1）´10 （1分） 0 （1分） 1.6´102 （或160） （1分） （2）负 （1分） 12.（11分） （1）①BC （2分） ②A （2分） ③1.48或1.49 （1分） 0.78~0.82 （2分） （2）①BC （2分） ② AC （2分） 说明：本题中的选择填空题，答对但选不全的得1分，有错的不得分。 三、本题包括6小题，共55分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 说明：计算题提供的参考解答，不一定都是唯一正确的。对于那些与此解答不同的正确解答，同样得分。 13．（8分） （1）根据右手定则可判断出，导体棒上的电流方向为从N向M …………（1分） 导体棒运动产生的感应电动势 E=BLv=2.0V…………………………………（1分） 通过导体棒的电流 I==1.0A………………………………………（2分） （2）导体棒所受安培力 F安=BIL=0.2N……………………………………（1分） 因导体棒做匀速运动，拉力 F= F安= 0.2N………………………………（1分） （3）电阻R上的电功率 P=I2R=1.5W …………………………………（2分） 14．（8分） （1）带电小球静止时电场力水平向右，与场强方向相同，小球所带电荷的电性为正。 ……………………………………………………………………………………（1分） 小球受重力、电场力和细线的拉力，根据平衡条件有 ………………………………………………………………（1分） 解得 …………………………………………………………（1分） （2）设带电小球由O′点运动到A点时的动能为Ek，由动能定理有 qElsinθ-mgl(1-cosθ)=Ek …………………………………………………（2分） 解得 …………………………（1分） （3）由于重力和电场力均为恒力，且其合力与速度方向不共线，所以小球将做匀变速曲线运动。………………………………………………………………………………（2分） 15．（8分） （1）根据法拉第电磁感应定律，当线框转动到图示位置时，线框的线速度与磁感线垂直，切割速度最大，此时电动势最大……………………………………………………………………（1分） ab边（或cd）边一根导线切割磁感线所产生的电动势E=BL1v= BL1ωL2/2……（1分） 对于n匝线圈，ab边与cd边一起切割磁感线的情况，应有 …………………………（1分） 代入数据，得 Em=141V………………………………………………………………………（1分） （2）电动势有效值为 …………………………………………（1分） 根据闭合电路欧姆定律有 ………………………………………………（1分） （3）外力所做的功转化为电能 W=E有It ………………………………………（1分） 代入数据 W=4.45J …………………………………………………………………（1分） 16．（9分） （1）① 对于电子在加速电场中的加速过程，根据动能定理有 eU0=mv02 ………………………………………………………… （1分） 解得 v0= ………………………………………………………（1分） ②设电子在偏转电场中，飞行时间为t，加速度为a，则 水平方向有：； 竖直方向有：； 其中………（1分） 联立可得： …………………………………………………（1分） 设电子飞出偏转电场时的偏角为θ，竖直分速度为vy，则， 根据几何关系有 联立以上几式可得： ………………………………（1分） ③示波管的灵敏度： …………………………………………（1分） 可见，减小加速电场电压U0可以提高示波管的灵敏度……………………（1分） （2）法一：电子在加速电场中所受电场力 F=eU0/d0=1.0×10-15N 电子所受重力 G=mg=9.0×10-30N 由于F>>G，因此可以不考虑电子所受的重力影响…………………………（2分） 法二：电子在加速电场中沿电场方向的加速度为 设电子在加速电场中运动的时间为t0，因其在加速电场中做匀加速运动，所以有 d0=a0t02，解得t0=6×10-9s。 在此t0时间内，电子沿竖直方向的位移 y0=gt02=1.8×10-16m。 由于d0>>y0，所以电子在加速电场中的运动可视为沿电场方向的匀加速直线运动，因此可以不考虑电子所受的重力影响。………………………………………………（2分） （其它合理方法也给分） 17.（10分） （1）对于带电粒子通过速度选择器的过程有 qvB=qE， 解得 ……………………………………………………（1分） 由洛伦兹力提供向心力有：qvB0=m …………………………………………（1分） 因2R=x， 因此可解得： …………………………………（1分） （2）设粒子打到A1时，P与A1之间的距离为为x1， 设粒子打到A2时，P与A2之间的距离为为x2， 因为P到A2的距离与A1到A2的距离相等，所以x1=2x2………………………（1分） 因两粒子的电荷量相同，所以由第（1）问结果有 所以 ………………………………………………………（2分） （3）①由洛伦兹力提供向心力有：qvB0=m 解得 ， 由几何关系可知，d=2R1-2R2=，…………………………………（1分） 可见，为增大d，应减小磁感应强度B0的大小…………………………………（1分） ②因m1-m2、E、e和B均为定值，根据d=可知，d与B0成反比。因此建立d-坐标系，可画出d随B0变化的图像为一条过原点的直线， 其斜率k=………………………………………………（1分） 所以这两种同位素离子的质量之差Δm=……………………………………（1分） 18．（12分） （1）①一小段时间内，流过导线横截面的电子个数为 …………………………………………（1分） 对应的电荷量为 ………………………………（1分） 根据电流的定义有……………………………………………（1分） 解得 …………………………………………………………………（1分） ② 方法一：从能量角度考虑，假设金属中的自由电子定向移动的速率不变，则电场力对电子做的正功与阻力对电子做的负功大小相等……………………………… （1分） 即 …………………………………………………………（1分） 又因为 U=IR=neSv•ρl/S=nevρl……………………………………………（1分） 联立以上两式得 k=ne2ρ…………………………………………………… （1分） 方法二：从受力考虑，假设金属中的电子定向移动的速率不变，则电子所受的电场力与阻力相等……………………………………………………………………………… （1分） 即 f=kv=Ee ………………………………………………………………（1分） 又因为 Ee=Ue/l=IRe/l=ne2vρ………………………………………………（1分） 联立以上两式得 k=ne2ρ ……………………………………………… （1分） （2）① 电子运动一圈，非静电力做功为 W非=F••2πr=Fl ……………（2分） ② 对于圆线圈这个闭合回路，电动势为 …………………（1分） 根据闭合电路欧姆定律，圆线圈这个闭合回路的电流为 联立以上两式，并根据R=ρl/S，解得 …………………………（1分）