2020届北京市高三上学期12月月考物理试卷

一、单选题

1. 难度：简单

用比值法定义物理量是物理学中一种很重要的思想方法，以下属于用比值法定义的物理量是（   ）

A.电场强度 B.电场强度

C.电容 D.电阻

2. 难度：简单

下列说法中正确的是（   ）

A.磁感应强度B的方向就是小磁针N极所指的方向

B.磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向垂直

C.磁场中某点磁感应强度的方向，由放在该点的一小段检验电流元所受磁场力方向决定

D.在空间某位置放入一小段检验电流元，若这一小段检验电流元不受磁场力作用，则该位置的磁感应强度大小一定为零

3. 难度：简单

如图是“探究影响通电导线在固场中受力因素”的演示实验示意图局部，三块相同马蹄形磁铁并列放置在水平桌面上，导体棒用图中1、2、3、4柔软细导线悬挂起来，电流可以通过它们之中的任意两根提供，可以认为导体棒所在位置附近为匀强磁场，电流没有在图中画出，关于接通电源时可能出现的实验现象，下列叙述正确的是（   ）

A.同时改变电流方向与磁场方向，导体棒摆动方向将会改变

B.仅改变电流方向或者仅改变磁场方向，导体棒摆动方向一定改变

C.磁铁不变，将电流增强同时改变接线端，导体棒最大摆动角度一定变化

D.电流不变，接线端接在1、4之间，去掉中间的磁铁，导体棒最大摆动角度不变

4. 难度：中等

用绝缘柱支撑着贴有小金属箔的导体A和B，使它们彼此接触，起初它们不带电，贴在它们下部的并列平行双金属箔是闭合的，现将带正电荷的物体C移近导体A，发现A和B下部的金属箔都张开一定的角度，如图所示，则（   ）

A.导体A和B内部的电场强度不为0

B.导体A和B下部的金属箔都感应出负电荷

C.如果用一根导线将导体A和B相连，则两金属箔都将闭合

D.导体A和B上的感应电荷在A和B内部产生的电场度不为0

5. 难度：中等

如图所示，电源电动势为4 V，内阻为1 Ω，电阻R₁＝3 Ω，R₂＝R₃＝4 Ω，电流表的内阻不计，闭合S，电路达到稳定状态后，电容器两极间电压为(　　)．

A.0 B.2.3 V

C.3 V D.3.2 V

6. 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. I B. P C. P D. W

7. 难度：中等

空间某一静电场的电场线与x轴平行，其电场度随x变化情况如图所示，图中坐标x₁和x₂、x₂和x₃曲线下方的面积相等，设x₁、x₂、x₃三点的电势分别为、、；把一个正电荷从x₁移动到x₂，电场力做功为W₁，从x₂移动到x₃，电场力做功为W₂，下列说法正确的是（   ）

A. B.

C. D.

8. 难度：中等

两个相距很近的等量异号点电荷组成的系统称为电偶极子．设相距为l，电荷量分别为+q和-q的点电荷构成电偶极子．如图所示,取二者连线方向为y轴方向，中点O为原点，建立如图所示的xOy坐标系， P点距坐标原点O的距离为 ，P、O两点间连线与y轴正方向的夹角为，设无穷远处的电势为零，P点的电势为，真空中静电力常量为k．下面给出的四个表达式,其中只有一个是合理的．你可能不会求解P点的电势但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性作出判断．根据你的判断，的合理表达式应为（     ）

A. B.

C. D.

二、多选题

9. 难度：中等

如图所示的电路中，电源电动势为E，电源内阻为r，闭合开关S，待电流达到稳定后，电流表示数为I，电压表示数为U，电容器C所带电荷量为Q. 现将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，待电流达到稳定后，则与P移动前相比（   ）

A.U变小 B.I变小 C.Q减小 D.Q增大

10. 难度：中等

如图所示，图中以点电荷Q为圆心的虚线同心圆是该点电荷电场中球形等势面的横截面图. 一个带电的粒子经过该电场，它的运动轨迹如图中实线所示，P、M、N、F都是轨迹上的点. 不计带电粒子受到的重力，由此可以判断（   ）

A.此粒子和点电荷Q带异种电荷

B.此粒子在M点的动能小于在F点的动能

C.若PM两点间的距离和MN两点间的距离相等，则从P到M和从M到N，电场力做功相等

D.若O点是轨迹上距离点电荷Q最近的点，则带电粒子一定从O点开始做匀速圆周运动

11. 难度：简单

下列说法正确的是（  ）

A.奥斯特提出“分子电流”假说，认为永磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动的电荷产生

B.安培提出“分子电流”假说，认为永磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动的电荷产生

C.根据“分子电流”假说，磁铁受到强烈振动时磁性会减弱

D.根据“分子电流”假说，磁铁在高温条件下磁性会减弱

三、单选题

12. 难度：简单

在真空中上、下两个区域均有竖直向下的匀强电场，其电场线分布如图所示．有一带负电的微粒，从上边区域沿平行电场线方向以速度v₀匀速下落，并进入下边区域(该区域的电场足够广)，在如图所示的速度—时间图象中，符合粒子在电场内运动情况的是(以v₀方向为正方向)(    )

 

A.  B.  C.  D.

四、多选题

13. 难度：简单

如图所示，直线A为电源的UI图线，直线B和C分别为电阻R₁、R₂的UI图线，用该电源分别与R₁、R₂组成闭合电路时，电源的输出功率分别为P₁、P₂，电源的效率分别为η₁、η₂，则(　　)

A.P₁>P₂ B.P₁＝P₂

C.η₁>η₂ D.η₁<η₂

五、单选题

14. 难度：中等

某同学按如图1所示连接电路，利用电流传感器研究电容器的放电过程。先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电流表的电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲线，如图2所示。定值电阻R已知，且从图中可读出最大放电电流I₀，以及图线与坐标轴围成的面积S，但电源电动势、内电阻、电容器的电容均未知，根据题目所给的信息，下列物理量不能求出的是（    ）

A.电容器放出的总电荷量 B.电阻R两端的最大电压

C.电容器的电容 D.电源的内电阻

六、实验题

15. 难度：中等

用图甲所示电路测量一个蓄电池的电动势和内电阻. 内电阻很小，除蓄电池开关、导线外，可供使用的器材还有：

A. 电压表（量程3V）

B. 电流表（量程0. 6A）

C. 定值电阻（阻值3，额定功率4W）

D. 滑动变阻器R（阻值范围0～5，额定电流为2A）

(1)E的测量值比真实值偏小的原因是___________（选填选项前的字母）造成的.

A. 电压表分流                    B. 电流表分压

(2)根据实验数据做出U-I图象，如图乙所示，蓄电池的电动势E=________V，内电阻r=___________. （结果保留两位有效数字）

16. 难度：困难

在“测定金属的电阻率”的实验中，小强同学先用多用电表粗测了一段粗细均匀的电阻丝的阻值（约为5），随后将其固定在带有刻度尺的木板上，准备进一步精确测量其电阻.

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为___________mm.

(2)现有电源（电动势E为3. 0V，内阻不计）、开关和导线若干，以及下列器材：

A. 电流表（量程0～3A，内阻约0. 025）

B. 电流表（量程0～0. 6A，内阻约0. 125）

C. 电压表（量程0～3V，内阻约3k）

D. 滑动变阻器（0～20，额定电流2A）

E. 滑动变阻器（0～100，额定电流1A）

①为减小误差，且便于操作，在实验中电流表应选___________，滑动变阻器应选___________（选填器材前的字母）.

②如图甲所示，是测量该电阻丝实验器材的实物图，图中已连接了部分导线，还有两根导线没有连接，请补充完整___________.

③在甲图中，在开关闭合前，滑动变阻器的滑片应当调到最_________（选填“左”或“右”端），闭合开关后，在实验中电压表读数的最小值___________（选填“大于零”或“等于零”）.

④按照上述步骤②正确连接电路的前提下，若不计实验中的偶然误差，则下列说法正确的是___________.

A. 电阻测量值偏大，产生系统误差的主要原因是电流表分压

B. 电阻测量值偏小，产生系统误差的主要原因是电压表分流

C. 若已知电压表的内阻，可计算出待测电阻的真实值

D. 若已知电流表的内阻，可计算出待测电阻的真实值

⑤小鹏同学仍用上述电源也设计了一个实验，电路如图乙所示，R为保护电阻，已测出电阻丝的横截面积为S，用一个带有接线柱的小金属夹沿电阻丝滑动，可改变接入电路中电阻丝的长度L，实验中记录了几组不同长度L对应的电流I. 他准备利用图象法处理数据来计算该电阻丝的电阻率.

请分析说明小鹏同学应该做出怎样的线性函数图象，并定性画出该图象，请进一步指出在本实验中电流表的内阻对该电阻丝电阻率的测量结果有无影响__________.

七、解答题

17. 难度：简单

将带电量为C的正电荷从电场中的A点移到B点，电场力做了J的功，再从B移到C，电场力做了的功，则：

（1）该电荷从A移到C的过程中，电势能的变化量为多少？

（2）若规定B点的电势为0，则A点和C点的电势分别为多少？

（3）若将一带电量为C的负点电荷，从A点移到C点，电场力做功为多少？

18. 难度：困难

如图所示，在沿水平方向的匀强电场中，有一长度l=0. 5m的绝缘轻绳上端固定在O点，下端系一质量kg、带电量C的小球（小球的大小可以忽略）在位置B点处于静止状态，此时轻绳与竖直方向的夹角α=37°，空气阻力不计，sin37°=0. 6，cos37°=0. 8，g=10m/s².

（1）求该电场场强大小；

（2）在始终垂直于轻绳的外力作用下将小球从B位置缓慢拉动到细绳竖直位置的A点，求外力对带电小球做的功；

（3）过B点做一等势面交电场线于C点（C点未画出），使轻绳与竖直方向的夹角增大少许（不超过5°），再由静止释放，求小球从C点第一次运动到B点的时间，并写出分析求解过程.

19. 难度：困难

恒定电流电路内各处电荷的分布是稳定的，任何位置的电荷都不可能越来越多或越来越少，此时导内的电场的分布和静电场的性质是一样的，电路内的电荷、电场的分布都不随时间改变，电流恒定.

（1）a. 写出图中经△t时间通过0、1、2，3的电量、、、满足的关系，并推导并联电路中干路电流和各支路电流、、之间的关系；

b. 研究将一定量电荷△q通过如图不同支路时电场力做功、、的关系并说明理由；由此进一步推导并联电路中各支路两端电压U₁、U₂、U₃之间的关系；

c. 推导图中并联电路等效电阻R和各支路电阻R₁、R₂、R₃的关系.

（2）定义电流密度j的大小为通过导体横截面电流强度I与导体横截面S的比值，设导体的电阻率为，导体内的电场强度为E，请推导电流密度j的大小和电场强度E的大小之间满足的关系式.

20. 难度：困难

如图所示，M、N为竖直放置的平行金属板，两板间所加电压为，、为板上正对的小孔. 金属板P和Q水平放置在N板右侧，关于小孔、所在直线对称，两板的长度和两板间的距离均为l； 距金属板P和Q右边缘l处有一荧光屏，荧光屏垂直于金属板P和Q；取屏上与S₁、共线的O点为原点，向上为正方向建立x轴，M板左侧电子枪发射出的电子经小孔进入M、N两板间. 电子的质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略. 不计电子重力和电子之间的相互作用. 为简单计，忽略电容器的边缘效应.

（1）求电子到达小孔时的速度大小v；

（2）金属板P和Q间电压u随时间t的变化关系如图所示，单位时间内从小孔进入的电子都相同. 电子打在荧光屏上形成一条亮线，忽略电场变化产生的磁场；可以认为每个电子在板P和Q间运动过程中，两板间的电压恒定.

a. 试分析、猜测题干中“可以认为每个电子在板P和Q间运动过程中，两板间的电压恒定”这句话的根据？

b. 当某个电子在金属板P、Q两板间电压时进入P、Q间，求其打到荧光屏上的位置.

c. 求打到荧光屏上的电子最大动能.

d. 试分析在一个周期（即时间）内荧光屏单位长度亮线上的电子个数是否相同？