资源简介

海淀区2022—2023学年第一学期期末练习参考答案及评分标准
2023.01
第一部分共 10 题， 每题 3 分， 共 30 分。在每题给出的四个选项中， 有的题只有一个选项是
符合题意的，有的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 AC BD ABD ABC BC AD ACD AC B AD
第二部分共 8 题，共 70 分。
11 ．CAD
12．(1) A； C；
(2) 作图如答图 1 所示；
1.50 (1.49~1.51)； 0.83 (0.81~0.85)；
(3) B
(4) ②b； ③B；
13．(1)根据动能定理， 有 答图 1
1 2
qU = mv0 2
可解得
2 qU
v = 0
m
(2) 带电粒子在速度选择其中， 水平方向受力平衡，因此有
qE = qv0 B1
可解得
2 qU
E = B 1 v 0 = B 1
m
(3) 带电粒子在偏转磁场中做半径为 R 的匀速圆周运动， 根据牛顿运动定律，有
v20
qv0 B 2 = m
R
再代入(1)中的 v0 ，可得
mv 1 2mU
R = 0 =
qB2 B2 q
根据几何关系， 可得
2 2 mU
L = 2R =
B2 q
14．(1) 由小球运动情况可知，小球所带电荷为正电， 因此其所受电场力方向沿电场线方向。
小球从 A 点运动到 P 点的过程中，根据动能定理， 有
高三年级(物理评分标准) 第 1 页(共 5 页)
mgL cos9一 qEL (1+ sin9) = 0 一 0
可得
mg cos9 mg
E = =
q (1+ sin9) 2q
(2) 小球从A 点运动到 B 点的过程中，根据电场力做功的特点， 有
W = 一qEL = 一 mgL
(3)设小球通过最低点 B 时的速度大小为 vB。在小球从 A 点运动到最低点 B 的过程中，
根据动能定理， 有
1 2
mgL 一 qEL = mvB 一 0
2
在最低点 B，沿竖直方向， 小球受竖直向下的重力 mg，竖直向上的拉力 F，根据牛顿运
动定律和圆周运动的规律，有
mv2
F 一 mg = B
L
联立以上两式， 可得
F = 2mg
15 ．(1) a．当粒子做匀速圆周运动的半径为最大回旋半径 R 时， 其速度取得最大值 vm ，因
此其动能也最大。根据洛伦兹力、牛顿运动定律和圆周运动等规律，有
qv B =
m
可得最大动能
2 2 2
1 2 q R B
E k = mv m =
2 2m
b ．粒子在磁场中运动时， 其动能保持不变。当粒子在加速电场中运动时， 粒子每
通过 1 次加速电场， 就会被加速 1 次，从而获得能量 qU0 ，根据能量守恒， 有
N . qU0 = Ek
可得
Ek qR
2B2
N = =
qU0 2mU0
(2) 设带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的运动周期为 T1 。当粒子的速率为 v 、回旋半
径为 r 时， 根据洛伦兹力、牛顿运动定律、圆周运动等规律，有
mv2
qvB =
r
可解得
高三年级(物理评分标准) 第 2 页(共 5 页)
2πr 2πm
T = =
1
v qB
若用 LC 振荡器实现同步加速， T1 可以是 LC 振荡电路的周期的n 倍， n 为大于 0 的正
整数， 因此当 n＝1、即 LC 振荡电路的振荡周期取得最大值 T 时，有 T＝T1 ，此时 LC 振荡
器中电容器的电容最大， 即
2πm
= 2π LCm
qB
解得
m2
C =
m
q B L22
16．(1)当导体棒 cd 速度为 v 时，它切割磁感线产生的感应电动势E = BLv
E BLv
根据闭合电路欧姆定律， 可求得回路中的感应电流I = =
R + r R + r
根据安培力公式，可得
2 2
B L v
FA = BIL =
R + r
又因为导体棒 cd 处于平衡态，所以导体棒所受拉力
B2 L2 v
F = F =
1 A
R + r
(2) 导体棒 cd 做加速度为a 的匀加速直线运动， 根据运动学公式
v = at
再利用(1)中安培力的表达式F = ，根据牛顿运动定律，有
A
2 2 B L a
F t = ma 2
R + r
即
B2 L2 a
F2 = t + ma
R + r
即 F2 是 t 的一次函数。由题中信息可知， k = ，可以解得
k (R + r )
a = 2 2 Ucd B L
(3) a．根据能量守恒定律， 导体棒 cd 从开始运动到最终停下来
的过程中， 其动能全部转化为内能， 即
O x
1
Q = mv20
答图 2 2
b ．导体棒 cd 两端的电势差 Ucd 与位移 x 是线性关系，其图像如答图 2 所示。
高三年级(物理评分标准) 第 3 页(共 5 页)
17．(1) 电子所受原子核的库仑力提供其做圆周运动的向心力
2
e 2
k = m r 2
r
解得
2
ke
=
mr3
根据圆周运动中周期 T 与角速度 的关系
2π
T =
和电流的定义， 可得
q e e e2 k
I = = = =
t T 2π / 2πr mr
2
(2) a．施加磁场前，库仑力F库 提供电子做匀速圆周运动的向心力，即F库 = m r 。
施加磁场 B 乙后，洛伦兹力 F 与库仑力F库 方向相同，它们的合力提供电子做
匀速圆周运动所需向心力： 2 2 2 F库 + F = m 1r ，即m 1r m r ，因此 1＞ 。
施加磁场 B 丙后， 洛伦兹力 F 与库仑力F库 方向相反，它们的合力提供电子做
匀速圆周运动所需向心力： 2 2 2 F库 F = m 2r ，即m 2r m r ，因此 2＜ 。
e
b ．由(1) 可知I = ，即等效电流 I 与角速度 成正比。 设加磁场前，电 2π
子绕核运动的等效电流 I 在轨道内所激发的磁场的磁感应强度为 B，方向垂直轨道
平面向外。
图 20 乙所示情境中，由于角速度 1＞ ，因此其等效电流 I1＞I，等效电流 I1
在轨道内所激发的磁场方向不变，磁感应强度变为 B1 ，因此 B1＝B1－B，其方向
与磁场 B 乙方向相反。
图 20 丙所示情境中，由于角速度 2＜ ，因此其等效电流 I2＜I，等效电流 I2
在轨道内所激发的磁场方向不变，磁感应强度变为 B2 ，因此 B2＝B2－B，其方向
与磁场 B 丙方向相反。
① 表 1
I1 相比于 (1)中的 I I2 相比于 (1)中的 I
增大 减小
② 表 2
ΔB1 与 B 乙 ΔB2 与 B 丙
方向相反 方向相反
高三年级(物理评分标准) 第 4 页(共 5 页)
18 ．(1) a ．因为电子的定向移动为匀速直线运动， 根据牛顿运动定律， 可知其所受电场力
eU
F电 = eE = 与晶格阻力f＝kv 二力平衡， 即 L
e = kv
解得
eU
v =
kL
b．根据部分电路欧姆定律I = 、电阻定律R = 以及I = neSv ，可得
k
= 2
ne
(2) a ．如答图 3 所示，电子在电场力 F 电、洛伦兹力 F 和晶格阻力f
F f
的作用下保持平衡，洛伦兹力只能垂直电子定向运动的方向
(虚线)朝左，再根据左手定则可以判断磁场方向为垂直纸 ·
v0
面向里。
F 电
b．根据答图 3，设电场的电场强度大小为 E，根据几何关系，有
答图 3
( )2 2 2 ( )2 eE = F + f = qv0 B + (kv0 )
2
所以
2
k
Q内 一Q外 = Ed = v
2
0 d B + 2
e
c ．解法 1：
每个自由电子定向运动时克服晶格阻力做功的功率P0 = f v
2
0 = kv0
薄壁圆筒中包含自由电子个数N = 2πrHdn
所以
P = NP = 2πrHndkv2
0 0
解法 2：
设答图 3 中，电子定向移动的方向与导体内壁所夹锐角为 θ ，根据 (1) b 提示
中所给电流 I 与定向移动速率 v0 的关系，有
2πneRHv
0
I = ne . 2πRH . v sin9 =
0
因此可得
P = (Q内 一Q外 )I = 2πrHndkv20
高三年级(物理评分标准) 第 5 页(共 5 页)

展开更多......

收起↑