以下描绘a、b两个充电过程的图像，，合理的是
B
14.若保持开关S闭合，一电子以初速度v0沿平行极板方向射入平行板电容后，能通过电容器。
现将极板间的距离增大（电子任能够穿过电容器），则以下判断正确的是
A．电容器两极板间的电场强度变大
B．电子离开电容器时速度的偏转角变小
C.电子离开电容器时的侧移量变大
B．电子通过电容器的时间变短
二、实验探究题。
（本题共2小题，共18分）
15.（4分）利用下图装置可以完成力学中的许多实验，以下说法正确的是
A．用此装置做“研究匀变速直线运动的特点”的实验时，必须设法消除小车和滑轨间的摩擦阻力的影响
B．用此装置做“研究匀变速直线运动的特点”时，必须设法保证小车所受合外力为恒力
C．用此装置做“探究加速度a与力F的关系”的实验时，每次改变砂和砂桶总质量之后，需要重新平衡摩擦力
D．用此装置做“探究加速度a与力F的关系”的实验时，若认为小车所受拉力等于砂和砂桶总重力，应保证砂和砂桶总质量远小于小车的质量
16.（15分）在测量电阻的实验中，提供的器材有：
3V稳压电源E、滑动变阻器R、电压表V、电流表A、待测电阻Rx，以及开关S、导线等。
实验要求：
①电流表内接；②调节滑线变阻器可使电压表的示数在0～3V间变化.
（1）在实验中，有的同学连成如图所示的电路，其中a，b，c，…，k是表示接线柱的字母.请将图中接线错误（用导线两端接线柱的字母表示）、引起的后果、改正的方法（用“改接”、“撤销”或“增添”等词语描述），分别填在相应的表格中。
接线错误
引起的后果
改正的方法
（2）实验中所用电压表的内阻约为20kΩ，电流表的内阻约为10Ω，按正确的电路操作，读得的各组数据用+标于坐标图上，如图所示.根据各点表示的数据描出I－U图线，由此求得该电阻的阻值Rx＝_______Ω。
（3）本实验中电阻的测量值比真实值偏___（填“大”或“小”），其原因是。
三、论述计算题。
（解答要求：
写出必要的文字说明、方程式和结果。
有数值计算的题，结果必须明确写出数值和单位，本题共4小题，每小题10分，共40分）
17.（10分）某校课外活动小组自制了一枚质量为3.0kg的实验用火箭。
设火箭发射后，始终沿竖直方向运动。
火箭在地面点火后升至火箭燃料耗尽之前可认为做初速度为零的匀加速运动，经过4.0s到达离地面40m高处燃料恰好耗尽。
忽略火箭受到的空气阻力及燃料质量，g取10m/s2。
求：
（1）燃料恰好耗尽时火箭的速度大小；
（2）火箭上升离地面的最大高度；
（3）燃料提供的推力对火箭做的功。
18.（10分）在倾角=30。
的斜面上，沿下滑方向铺两条平行的光滑导轨，导轨足够长，导轨的间距为l=0.1m,两者的底端a和b用R=0.04的电阻相连，如图所示。
在导轨上垂直于导轨放有一根金属杆cd，其质量m=0.005kg.现加一垂直于斜面的匀强磁场，当金属杆以v=10m/s的速率匀速下滑时，R中感应电流的方向为从α到b，设导轨和金属杆cd的电阻都忽略不计，g取10m/s2，求:
（1）匀强磁场磁感应强度B的大小和方向；
（2）金属杆由静止释放，若在导轨上下滑
x=12m刚好达到稳定速度，则此过程中：
电阻R上产生的焦耳热；
通过R的电荷量。
19.（10分）做功与路径无关的力场叫做势场，在这类场中可以引入“势”和“势能”的概念，场力做功可以量度势能的变化。
例如静电场和引力场。
如图所示，真空中静止点电荷+Q产生的电场中，取无穷远处的电势为零，则在距离点电荷+Q为r的某点处放置电荷量为+q的检验电荷的电势能为
（式中k为静电力常量）。
（1）A、B为同一条电场线上的两点，A、B两点与点电荷+Q间的距离分别为r1和r2;
①将该检验电荷由A点移至B点，判断电场力做功的正负及电势能的增减；
②求A、B两点的电势差UAB；
（2）类似的，由于引力的作用，行星引力范围内的物体具有引力势能．若取离行星无穷远处为引力势能的零势点，则距离行星球心为r处的物体引力势能
，式中G为万有引力常量，M为行星的质量，m为物体的质量。
设行星的半径为R，求探测器从行星表面发射能脱离行星引力范围所需的最小发射速度。
20．（10分）导线中自由电子的定向移动形成电流，电流可以从宏观和微观两个角度来认识。
（1）一段通电直导线的横截面积为S，它的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏伽德罗常数位NA。
导线中每个带电粒子定向运动的速率为υ，粒子的电荷量为e，假设每个电子只提供一个自由电子。
①推导该导线中电流的表达式；
②如图所示，电荷定向运动时所受洛伦兹力的矢量和，在宏观上表现为导线所受的安培力。
按照这个思路，请你尝试由安培力的表达式推导出洛伦兹力的表达式。
（2）经典物理学认为金属导体中恒定电场形成稳恒电流。
金属导体中的自由电子在电场力的作用下，定向运动形成电流。
自由电子在定向运动的过程中，不断地与金属离子发生碰撞。
碰撞后自由电子定向运动的速度变为零，将能量转移给金属离子，使得金属离子的热运动更加剧烈，这就是焦耳热产生原因。
某金属直导线电阻为R，通过的电流为I。
请从宏观和微观相结合的角度，证明：
在时间t内导线中产生的焦耳热为Q=I2Rt（可设电子与离子两次碰撞的时间间隔t0,碰撞时间忽略不计，其余需要的物理量可自设）。
大兴区2019～2020学年度第一学期期末检测
高三物理参考答案及评分标准
一、单项选择题。
（本题共14小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的，每小题3分，共42分。
）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
答案
C
D
B
D
C
A
C
C
A
D
A
C
B
B
2、实验探究题。
（共18分）
15.BD（4分）
16.
（1）（6分）
接线错误
引起的后果
改正的方法
缺db（或dg或dk）连线
电压表的示数无法调到0V
增添db（或dg或dk）连线
hj
电流表短路，指针无示数
撤销hj连线
（2）图略（2分）2000Ω（2分）
（3）大（2分）；因电流表内阻导致电压表读数偏大，故测量结果偏大。
（2分）
三、论述计算题。
（解题要求：
写出必要的文字说明、方程式和结果。
有数值计算的题，结果必须明确写出数值和单位，本题共4小题，每题10分，共40分。
）
17.解
（1）由运动学公式：
得a＝5m/s2（2分）
v＝at＝20m/s（2分）
（2）竖直上抛阶段：
最大高度：
H＝h＋x＝60m（3分）
（3）推力做的功当于火箭的最大重力势能
W＝mgH＝1800J（3分）
（其他方法正确同样给分）
18.解：
（1）当金属杆匀速下滑时所受合力为零mgsinθ＝BIL
代入
得
（2分）
根据左手定则：
磁场方向垂直斜面向上（2分）
（2）①由能量守恒：
（3分）
②由法拉第电磁感应定律：
可得：
由电流定义：
欧姆定律：
得：
（3分）
19.解：
（1）①正电荷受力向右，可知电场力做正功，电势能减小（其他方法正确也给分）（3分）
②由电势差定义：
εA－εB
可得：
（3分）
（2）由机械能守恒可得：
（4分）
20.解析：
（1）①金属导线单位体积内电子个数
在时间t内流过导线横截面的带电粒子数N=
通过导线横截面的总电荷量Q=Ne
导线中电流I=
联立以上三式可以推导出I=
（3分）
②导线受安培力大小F安=BIL。
长L的导线内总的带电粒子数N=nSL
又I=
电荷定向运动时所受洛伦兹力的矢量和，表现为导线所受的安培力，即Nf=F安
联立以上三式可以推导出洛伦兹力的表达式f=evB（3分）
（2）方法1：
设金属导体长为L，横截面积为S，两端电压为U，导线中的电场强度E=
设金属导体中单位体积中的自由电子数为n，则金属导体中自由电子总数
设自由电子的带电量为e，连续两次碰撞时间间隔为t0，定向移动的平均速度为υ，则一次碰撞的能量转移
一个自由电子在时间t内与金属离子碰撞次数为
金属导体中在时间t内全部自由电子与金属离子碰撞，产生的焦耳热
又
U=IR
联立解以上各式推导得
（4分）
方法2：
设金属导体长为L，横截面积为S，两端电压为U，导线中的电场强度E=
设金属导体中单位体积中的自由电子数为n，则金属导体中自由电子数
在纯电阻电路中，电流做的功等于焦耳热，即Q=W
电流做的功等于电功率乘时间W=Pt
电功率等于电场力对长为L的导线中所有带电粒子做功功率的总和
自由电子受的电场力F=Ee
又
U=IR
联立解以上各式推导得
（4分）
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