9、在如图所示的电路中，电源内阻不可忽略。
开关S闭合后，在滑动变阻器R2的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中
A．电压表的示数增大，电流表的示数减小B．电容器C所带的电荷量减小
C．R1的电功率增大D．电源的输出功率一定增大
10、木箱的地板上放置一个5kg的物体，钢绳吊着木箱静止在某一高度处。
从计时时刻开始钢绳拉着木箱向上做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为4m/s2，至第3s末钢绳突然断裂，此后木箱先向上做匀减速运动，到达最高点后开始竖直下落，7s末落至地面。
木箱在空中运动的过程中地板始终保持水平，重力加速度取10m/s2。
下列说法正确的是
A．第2秒末物体的重力增大到70NB．第4秒末物体对木箱地板的压力为70N
C．第4秒末物体对木箱地板的压力为50ND．第6秒末物体对木箱地板的压力为0
11、如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，A、B为x轴上的两个点，xA、xB分别为A、B两点在x轴上的坐标值。
一电子仅在电场力的作用下沿x轴运动，该电子的动能Ek随其坐标x变化的关系如图乙所示。
则下列说法中正确的是
A．A点的电场强度小于B点的电场强度
B．A点的电场强度等于B点的电场强度
C．A点的电势高于B点的电势
D．电子由A点运动到B点的过程中电势能的改变量ΔEp=EkB-EkA
12、2019年的诺贝尔物理学奖于10月8日公布，有一半的奖金归属了一对师徒—瑞士的天文学家MichelMayor和DidierQueloz，以表彰他们“发现了一颗绕类太阳恒星运动的系外行星”。
由于行星自身不发光，所以我们很难直接在其他恒星周围找到可能存在的系外行星，天文学家通常都采用间接的方法来侦测太阳系外的行星，视向速度法是目前为止发现最多系外行星的方法。
行星自身的质量使得行星和恒星围绕它们共同的质量中心在转动，在地球上用望远镜就有可能看到行星引力对恒星的影响。
在视线方向上，恒星受行星引力的作用，时而远离时而靠近我们，这种细微的摇摆反映在光谱上，就会造成恒星光谱不断地红移和蓝移。
我们称这种探测系外行星的方法为视向速度法。
结合以上信息，下列说法正确的是
A．在绕着共同质量中心转动的恒星和行星组成的双星系统中，恒星的行星做圆周运动的线速度大小一定相等
B．在绕着共同质量中心转动的恒星和行星组成的双星系统中，由于恒星质量大，转动半径小，所以恒星做圆周运动的周期比行星的周期小
C．若某行星在靠近我们，该恒星发出光的频率将变高，因此接收到的频率就会变高，即恒星光谱会出现蓝移
D．若某行星在远离我们，该恒星发出光的频率不变，但我们接收到的频率会比它发出时的频率低，即恒星光谱会出现红移
13、如图甲所示为用伏安法测量某合金丝电阻的实验电路。
实验中分别用最大阻值是5Ω、50Ω、500Ω的三种滑动变阻器做限流电阻。
当滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动的过程中，根据实验数据，分别做出电流表读数I随
（
指滑片移动的距离x与滑片在变阻器上可移动的总长度L的比值）变化的关系曲线a、b、c，如图乙所示。
则图乙中的图线a对应的滑动变阻器及最适合本实验的滑动变阻器是
A．最大阻值为5Ω的滑动变阻器；图线a对应的滑动变阻器
B．最大阻值为50Ω的滑动变阻器；图线b对应的滑动变阻器
C．最大阻值为500Ω的滑动变阻器；图线b对应的滑动变阻器
D．最大阻值为500Ω的滑动变阻器；图线c对应的滑动变阻器
14、有人做过这样一个实验：
将一锡块和一个磁性很强的小永久磁铁叠放在一起，放入一个浅平的塑料容器中。
往塑料容器中倒入液态氮，降低温度，使锡出现超导性。
这时可以看到，小磁铁竟然离开锡块表面，飘然升起，与锡块保持一定的距离后，便悬空不动了。
产生该现象的原因是：
磁场中的超导体能将磁场完全排斥在超导体外，即超导体内部没有磁通量（迈斯纳效应）。
如果外界有一个磁场要通过超导体内部，那么在磁场的作用下，超导体表面就会产生一个无损耗感应电流。
这个电流产生的磁场恰恰与外加磁场大小相等、方向相反，这就形成了一个斥力。
当磁铁受到向上的斥力刚好等于它的重力大小时候，磁铁就可以悬浮在空中。
根据以上材料可知
A．超导体处在恒定的磁场中时它的表面不会出现电流
B．超导体处在均匀变化的磁场中时它的表面将产生恒定的感应电流
C．将磁铁靠近超导体，超导体表面的感应电流增大，超导体和磁铁间的斥力就会增大
D．将悬空在超导体上面的磁铁翻转180º，超导体和磁铁间的作用力将变成引力
第二部分非选择题（共58分）
二、填空题（本题共2小题，共18分）
15、（8分）某小组的同学做“探究影响感应电流方向的因素”实验。
（1）首先按图甲
（1）所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图甲
（2）所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转。
进行上述实验的目的是_________。
A．检查电流计测量电路的电流是否准确
B．检查干电池是否为新电池
C．推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系
（2）接下来用图乙所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。
某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏转，说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿__________（选填“顺时针”或“逆时针”）方向。
（3）下表是该小组的同学设计的记录表格的一部分，表中完成了实验现象的记录，还有一项需要推断的实验结果未完成，请帮助该小组的同学完成（选填“垂直纸面向外”或“垂直纸面向里”）。
实验记录表（部分）
操作
N极朝下插入螺线管
从上往下看的平面图（B0表示原磁场，即磁铁产生的磁场）
原磁场通过螺线管磁通量的增减
增加
感应电流方向
沿逆时针方向
感应电流的磁场B′的方向
（4）该小组同学通过实验探究，对楞次定律有了比较深刻的认识。
结合以上实验，有同学认为，理解楞次定律，关键在于抓住__________（选填“B0”或“B′”）总是要阻碍_________（选填“B0”或“B′”）磁通量的变化。
16、（10分）研究物体做匀变速直线运动的情况可以用打点计时器，也可以用光电门传感器。
（1）一组同学用打点计时器研究匀变速直线运动，打点计时器使用交流电源的频率是50Hz，打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况。
①打点计时器的打点周期是__________s。
②图甲为某次实验打出的一条纸带，其中1、2、3、4为依次选中的计数点（各相邻计数点之间有四个点迹）。
根据图中标出的数据可知，打点计时器打出计数点3时，小车的小为________m/s，小车做匀加速直线运动的加速度大小为___________m/s2。
（2）另一组同学用如图乙所示的装置研究匀变速直线运动。
滑块放置在水平气垫导轨的右侧，并通过跨过定滑轮的细线与一沙桶相连，滑块与定滑轮间的细线与气垫导轨平行。
滑块上安装了宽度为的遮光条，将滑块由静止释放，先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为，通过第二个光电门的时间为，遮光条从遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为。
则滑块的加速度大小为__________m/s2，若忽略偶然误差的影响，测量值与真实值相比__________（选填“偏大”、“偏小”或“相同”）。
三、计算题（本题共4小题，共40分）
17、（8分）如图所示，虚线MN的右侧空间在竖直向下的匀强电场和水平方向（垂直纸面向里）的匀强磁场，一质量为m的带电粒子以速度v垂直电场和磁场方向从O点射入场中，恰好沿纸面做匀速直线运动。
已知匀强磁场的磁感应强度为B，粒子的电荷量为+q，不计粒子的重力。
（1）求匀强电场的电场强度E。
（2）当粒子运动到某点时撤去电场，如图乙所示，粒子将在磁场中做匀速圆周运动。
求：
a．带电粒子在磁场中运动的轨道半径R；
b．带电粒子在磁场中运动的周期T。
18、（10分）如图所示，半径R=的竖直半圆形光滑轨道BC与水平面AB相切，AB间的距离x=。
质量m2=的小滑块2放在半圆形轨道的最低点B处，另一质量为m1=的小滑块1，从A点以v0=10m/s的初速度在水平面上滑行，到达B处两滑块相碰，碰撞时间极短，碰后两滑块粘在一起滑上半圆形轨道。
已知滑块1与水平面间的动摩擦因数μ=；重力加速度g取10m/s2。
两滑块均可视为质点。
求：
（1）滑块1与滑块2碰撞前瞬间的速度大小v1；
（2）两滑块在碰撞过程中损失的机械能ΔE；
（3）在半圆形轨道的最高点C处，轨道对两滑块的作用力大小FN。
19、（10分）研究比较复杂的运动时，可以把一个运动分解为两个或几个比较简单的运动，从而使问题变得容易解决。
（1）如图，一束质量为m，电荷量为q的粒子，以初速度v0沿垂直于电场方向射入两块水平放置的平行金属板中央，受到偏转电压U的作用后离开电场，已知平行板长为L，两板间距离为d，不计粒子受到的重力及它们之间的相互作用力，试求：
a．粒子在电场中的运动时间t；
b．粒子从偏转电场射出时的侧移量y。
（2）深刻理解运动的合成与分解的思想，可以帮助我们轻松处理比较复杂的问题，小船在流动的河水中行驶时，如图乙所示。
假设河水静止，小船在发动机的推动下沿OA方向运动，经时间t运动至对岸A处，位移为x1；若小船发动机关闭，小船在水流的冲击作用下从O点沿河岸运动，经相同时间t运动至下游B处，位移为x2。
小船在流动的河水中，从O点出发，船头朝向OA方向开动发动机行驶时，小船同时参与了上述两种运动，实际位移x为上述两个分运动位移的失量和，即此时小船将到达对岸C处。
请运用以上思想，分析下述问题：
弓箭手用弓箭射击斜上方某位置处的一个球，如图丙所示。
弓箭用箭瞄准小球后，以初速度v0将箭射出，同时将小球由静止释放。
箭射出时箭头与小球间的距离为L，空气阻力不计。
请分析说明箭能否射中小球，若能射中，求小球下落多高时被射中；若不能射中，求小球落地前与箭头的最近距离。
20、（12分）在电磁感应现象中，感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种。
产生感应电动势的那部分导体就相当于“电源”，在“电源”内部非静电力做功将其他形式的能转化为电能。
（1）利用图甲所示的电路可以产生动生电动势。
设匀强磁场的磁感应强度为B，金属棒ab的长度为L，在外力作用下以速度v水平向右匀速运动。
此时金属棒中电子所受洛仑兹力f沿棒方向的分力f1即为“电源”内部的非静电力。
设电子的质量为e，求电子从棒的一端运动到另一端的过程中f1做的功。
（2）均匀变化的磁场会在空间激发感生电场，该电场为涡旋电场，其电场线是一系列同心圆，单个圆上的电场强度大小处处相等，如图乙所示。
在某均匀变化的磁场中，将一个半径为r的金属圆环置于相同半径的电场线位置处。
从圆环的两端点a、b引出两根导线，与阻值为R的电阻和内阻不计的电流表串联起来，如图丙所示。
金属圆环的电阻为R0，圆环两端a、b间的距离可忽略不计，除金属圆环外其他部分均在磁场外。
此时金属圆环中的自由电子受到感生电场力F即为非静电力。
若电路中电流表显示的示数为I，电子的电荷量为e，求：
a金属环中感应电动势E感大小；b金属圆环中自由电子受到的感生电场力F的大小。
（3）直流电动机的工作原理可以简化为如图丁所示的情景。
在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属导轨MN、PQ固定在水平面内，距相为L，电阻不计。
电阻为R的金属杆ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好。
轨道端点MP间接有内阻不计、电动势为E的直流电源。
杆ab的中点O用水平绳系一个静置在地面上、质量为m的物块，最初细绳处于伸直状态（细绳足够长）。
闭合电键S后，杆ab拉着物块由静止开始做加速运动。
由于杆ab切割磁感线，因而产生感应电动势E′，且E′同电路中的电流方向相反，称为反电动势，这时电路中的总电动势等于直流电动势E和反电动势E′之差。
a．请分析杆ab在加速的过程中所受安培力F如何变化，并求杆的最终速度vm；
b．当电路中的电流为I时，请证明电源的电能转化为机械能的功率为E′I。
平谷区2019—2020学年度第二学期高三年级质量监控物理试题答案
第一部分选择题（共42分）
一、单项选择题（本题共14小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意。
每小题3分，共42分）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
D
C
B
A
C
D
A
B
A
D
B
D
C
C
第二部分非选择题（共58分）
二、填空题（本题共2小题，共18分）
15．
（1）C【2分】
（2）顺时针【2分】（3）垂直纸面向外【2分】
（4）B′，B0【2分，每空1分】
16．
（1）①【2分】②，【4分，每空2分】
（2），偏小【4分，每空2分】
三、计算题（本题共4小题，共40分，以下各道小题，除参考答案之外的其他正确解法也给分）
17．（8分）
（1）粒子的受力示意图如图所示
根据物体的平衡条件qvB=qE【2分】得E=vB【1分】
（2）粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，
由牛顿运动定律
【2分】得
【1分】
（3）粒子在磁场中运动的周期
【1分】得
【1分】
18.（10分）
（1）滑块1从A运动到B，
根据动能定理-μm1gx=
【2分】得v1=8m/s【1分】
（2）设两滑块碰后的共同速度为v，
根据动量守恒定律m1v1=（m1+m2）v【1分】得v=5m/s
根据能量守恒定律
【1分】得ΔE=3J【1分】
（3）设两滑块到达最高点C处时的速度为vC，
根据机械能守恒定律
（m1+m2）v2=
（m1+m2）
+（m1+m2）g×2R【2分】得vC=3m/s
两滑块在C点的受力示意图如图所示
根据牛顿第二定律FN+（m1+m2）g=（m1+m2）
【1分】得FN=5N【1分】
19．（10分）
（1）a．沿垂直电场方向粒子不受外力，做匀速直线运动
【1分】
b．粒子在偏转电场中运动的加速度
【1分】
根据运动学公式
【1分】得
【1分】
（2）箭能够射中小球【1分】。
答图1
如答图1所示。
箭射出后，若不受重力，将沿初速度方向做匀速直线运动，经时间t从P运动至小球初始位置D处，位移为x1=L；脱离弓后，若箭的初速度为零，将沿竖直方向做自由落体运动，经相同时间t从P运动至E，位移为x2；箭射出后的实际运动，同时参与了上述两种运动，实际位移x为上述两个分运动位移的矢量和（遵循平行四边形定则），即此时箭将到达F处。
小球由静止释放后做自由落体运动，经相同时间t运动的位移与箭在竖直方向的分位移x2相同，即小球与箭同时到达F处，能够射中小球。
【2分】
若不受重力，箭从P运动至小球初始位置D处的时间
【1分】
射中时小球下落的高度h=
gt2【1分】解得h=
【1分】
20．（12分）
（1）金属棒中电子所受洛仑兹力f沿棒方向的分力f1=evB【1分】
棒方向的分力f1做的功W1=f1L【1分】得W1=evBL【1分】
（2）a．金属环中感应电动势E感=I（R0+R）【1分】
b．金属环中电子从a沿环运动b的过程中，感生电场力F做的功WF=F•2πr【1分】
由电动势的定义式
【1分】得
【1分】
（3）a．杆ab在加速的过程中，杆切割磁感线的速度v增大。
杆切割磁感线产生的感应电动势E′=BLv，故E′增大，
由
可知，电路中的电流I减小，
杆所受安培力F=BIL故F减小。
【1分】
设细绳的拉力为T，杆的质量为m0，根据牛顿第二定律F-T=m0a
物块以相同的加速度大小向上做加速运动，根据牛顿第二定律T-mg=ma得F-mg=（m+m0）a
F减小，杆的加速度a减小，当F=mg时，a为零，此时，杆达到最终速度vm。
此时杆上产生的感应电动势E′=BLvm【1分】
得
【1分】
b．由
得IR=E-E′
两边同乘以I，经整理得EI=I2R+E′I【1分】
由上式可以看出，电源提供的电能（功率为EI），一部分转化为了电路中产生的焦耳热（热功率为I2R），另一部分即为克服反电动势做功（功率为E′I）消耗的电能，这部分能量通过电磁感应转化为了杆和物块的机械能。
【1分】
升级会员 