北京市海淀區(qū)2015屆高三上學(xué)期期末練習(xí)物理試題

1、海淀區(qū)高三年級第一學(xué)期期末練習(xí) 物 理2015.1一、本題共10小題，每小題3分，共30分。 1在真空中有兩個固定的點電荷，它們之間的靜電力大小為F?，F(xiàn)保持它們之間的距離不變，而使它們的電荷量都變?yōu)樵瓉淼?倍，則它們之間的靜電力大小為 AF BF C2 F D4F2關(guān)于電場強度和磁感應(yīng)強度，下列說法中正確的是 A電場強度的定義式E =適用于任何靜電場B電場中某點電場強度的方向與在該點的帶正電的檢驗電荷所受電場力的方向相同C磁感應(yīng)強度公式B=說明磁感應(yīng)強度B與放入磁場中的通電導(dǎo)線所受安培力F成正比，與通電導(dǎo)線中的電流I和導(dǎo)線長度L的乘積成反比D磁感應(yīng)強度公式B=說明磁感應(yīng)強度的方向與放入磁場中的

2、通電直導(dǎo)線所受安培力的方向相同R2EA圖1R3VR1SP3在如圖1所示電路中，電壓表、電流表均為理想電表，電源內(nèi)阻不可忽略。開關(guān)S閉合后，在滑動變阻器R1的滑片P向右端滑動的過程中 A電壓表的示數(shù)減小 B電壓表的示數(shù)增大C電流表的示數(shù)減小 D電流表的示數(shù)增大圖24如圖2所示為研究影響平行板電容器電容大小因素的實驗裝置。設(shè)兩極板的正對面積為S，極板間的距離為d，靜電計指針偏角為，平行板電容器的電容為C。實驗中極板所帶電荷量可視為不變，則下列關(guān)于實驗的分析正確的是A保持d不變，減小S，則C變小，變大； B保持d不變，減小S，則C變大，變大C保持S不變，增大d，則C變小，變大 D保持S不變，增大d，

3、則C變大，變大 圖3abc5如圖3所示，a、b、c是一條電場線上的三點，一個帶正電的粒子僅在電場力的作用下沿這條電場線由a運動到c的過程中，其動能增加。已知a、b間距離等于b、c間距離，用a、b、c分別表示a、b、c三點的電勢，用Ea、Eb、Ec分別表示a、b、c三點的場強大小。根據(jù)上述條件所做出的下列判斷中一定正確的是AEa = Eb = Ec BEaEbEc Ca b=b c Dabc Bt04321圖4Bi甲乙圖5ABCDit01234it01234it01234it012346如圖4甲所示，一閉合線圈固定在垂直于紙面的勻強磁場中，且線圈平面與磁場垂直。設(shè)垂直紙面向里為磁感應(yīng)強度B的正方

4、向，磁感應(yīng)強度B隨時間而變化的情況如圖4乙所示，圖甲中線圈上的箭頭的方向為感應(yīng)電流 i的正方向。則在圖5中給出的線圈中感應(yīng)電流i隨時間而變化的圖象可能的是7如圖6甲所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為556，其原線圈兩端接入如圖6乙所示的正弦交流電，副線圈通過電流表與負載電阻R相連。若交流電壓表和交流電流表都是理想電表，則下列說法中正確的是 u圖6123u/V0-220t/10-2s乙220R甲VAA變壓器輸入電壓的最大值是220VB若電流表的示數(shù)為0.50A，變壓器的輸入功率是12WC原線圈輸入的正弦交變電流的頻率是50HzD電壓表的示數(shù)是24 V圖7RR1LA1A2ES8如圖7所示，Al

5、和A2是兩個規(guī)格完全相同的燈泡，Al與自感線圈L串聯(lián)后接到電路中，A2與可變電阻串聯(lián)后接到電路中。先閉合開關(guān)S，緩慢調(diào)節(jié)電阻R，使兩個燈泡的亮度相同，再調(diào)節(jié)電阻R1，使兩個燈泡都正常發(fā)光，然后斷開開關(guān)S。對于這個電路，下列說法中正確的是A再閉合開關(guān)S時，A2先亮，Al后亮B再閉合開關(guān)S時，Al 和A2同時亮C再閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，重新斷開開關(guān)S，A2立刻熄滅,，A1過一會兒熄滅D再閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，重新斷開開關(guān)S，Al 和A2都要過一會兒才熄滅OC aaaABMN圖89如圖8所示，在光滑絕緣水平面上，兩個帶等量正電的點電荷分別固定在A、B兩點，O為AB連線的中點，MN為AB的垂直

6、平分線。在MN之間的C點由靜止釋放一個帶負電的小球（可視為質(zhì)點），若不計空氣阻力，則 A小球從C點沿直線MN向N端運動，先做勻加速運動，后做勻減速運動B小球從C點運動至距離該點最遠位置的過程中，其所經(jīng)過各點的先電勢先降低后升高C小球從C點運動至距離該點最遠位置的過程中，其電勢能先減小后增大D若在兩個小球運動過程中，兩個點電荷所帶電荷量同時等量地緩慢增大，則小球往復(fù)運動過程中的振幅將不斷增大 v圖9狹縫NSD2D1接交變電源CA10回旋加速器在核科學(xué)、核技術(shù)、核醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，有力地推動了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展?；匦铀倨鞯脑砣鐖D9所示，D1和D2是兩個正對的中空半圓金屬盒，它們

7、的半徑均為R，且分別接在電壓一定的交流電源兩端，可在兩金屬盒之間的狹縫處形成變化的加速電場，兩金屬盒處于與盒面垂直、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中。A點處的粒子源能不斷產(chǎn)生帶電粒子，它們在兩盒之間被電場加速后在金屬盒內(nèi)的磁場中做勻速圓周運動。調(diào)節(jié)交流電源的頻率，使得每當(dāng)帶電粒子運動到兩金屬盒之間的狹縫邊緣時恰好改變加速電場的方向，從而保證帶電粒子能在兩金屬盒之間狹縫處總被加速，且最終都能沿位于D2盒邊緣的C口射出。該回旋加速器可將原來靜止的粒子（氦的原子核）加速到最大速率v，使它獲得的最大動能為Ek。若帶電粒子在A點的初速度、所受重力、通過狹縫的時間及C口的口徑大小均可忽略不計，且不考慮相對論效應(yīng)

8、，則用該回旋加速器 A能使原來靜止的質(zhì)子獲得的最大速率為v B能使原來靜止的質(zhì)子獲得的動能為EkC加速質(zhì)子的交流電場頻率與加速粒子的交流電場頻率之比為1：1D加速質(zhì)子的總次數(shù)與加速粒子總次數(shù)之比為2：1二、本題共2小題，共15分。11（6分）指針式多用電表是電路測量的常用工具?，F(xiàn)用多用電表測量一個定值電阻的阻值（阻值約為一百多歐姆）。（1）將紅、黑表筆分別插入“+”、“”插孔，接下來必要的操作步驟和正確的順序是 。（請將必要步驟前的序號按正確的順序?qū)懗觯〢VV圖10將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)“×10”的位置；將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)“×100”的位置；用兩支表筆的金屬部分分別接觸電阻的兩條引線；

9、根據(jù)指針?biāo)缚潭群瓦x擇開關(guān)的位置，讀出電阻的阻值；將兩支表筆直接接觸，調(diào)整“歐姆調(diào)零旋鈕”使指針指向“0”。（2）若正確測量時指針?biāo)缚潭热鐖D10所示，則這個電阻阻值的測量值是 。（3）在使用多用電表測量電阻時，若雙手捏住紅、黑表筆金屬部分，則測量結(jié)果將 。（選填“偏大”或“偏小”）ab12（9分）在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，小燈泡的額定電壓為2.5V，額定功率為0.5W，此外還有以下器材可供選擇： A直流電源3V（內(nèi)阻不計）圖11 B直流電流表0300mA（內(nèi)阻約為5） C直流電流表03A（內(nèi)阻約為0.1） D直流電壓表03V（內(nèi)阻約為3k）U/V0.201.00.51.52.00

10、0.050.100.15圖120.25I/A2.5 E滑動變阻器100，0.5A F滑動變阻器10，2A G導(dǎo)線和開關(guān) 實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能進行多次測量。（1）實驗中電流表應(yīng)選用 ，滑動變阻器應(yīng)選用 ；（均填寫儀器前的字母）（2）在圖11所示的虛線框中畫出符合要求的實驗電路圖（虛線框中已將所需的滑動變阻器畫出，請補齊電路的其他部分，要求滑片P向b端滑動時，燈泡變亮）；（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，畫出的小燈泡I-U圖線如圖12所示。由此可知，當(dāng)電壓為0.5V時，小燈泡的燈絲電阻是 ； （4）根據(jù)實驗測量結(jié)果可以繪制小燈泡的電功率P隨其兩端電壓U或電壓的平方U2變化的圖象，在圖13中所

11、給出的甲、乙、丙、丁圖象中可能正確的是 。（選填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）圖13PUPUOPOU2U2OP甲乙丙丁O三、本題包括6小題，共55分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。13（8分）如圖14所示，在沿水平方向的勻強電場中有一固定點O，用一根長度為l=0.20m的絕緣輕線把質(zhì)量為m=0.10kg、帶有正電荷的金屬小球懸掛在O點，小球靜止在B點時輕線與豎直方向的夾角為=37°。現(xiàn)將小球拉至位置A，使輕線水平張緊后由靜止釋放。g取10m/s2，sin37°=0.60，cos37

12、°=0.80。求：OlECAB圖14（1）小球所受電場力的大??；（2）小球通過最低點C時的速度大??；（3）小球通過最低點C時輕線對小球的拉力大小。14（8分）如圖15所示，兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L。一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，且接觸良好，整套裝置處于勻強磁場中。金屬桿ab中通有大小為I的電流。已知重力加速度為g。（1）若勻強磁場方向垂直斜面向下，且不計金屬桿ab和導(dǎo)軌之間的摩擦，金屬桿ab靜止在軌道上，求磁感應(yīng)強度的大?。唬?）若金屬桿ab靜止在軌道上面，且對軌道的壓力恰好為零。試說明磁感應(yīng)強度大小和方

13、向應(yīng)滿足什么條件；圖15PNbaQM（3）若勻強磁場方向垂直斜面向下，金屬桿ab與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。欲使金屬桿ab靜止，則磁感應(yīng)強度的最大值是多大。15（9分）如圖16所示為一交流發(fā)電機的原理示意圖，其中矩形線圈abcd的邊長ab=cd=50cm，bc=ad=20cm，匝數(shù)n=100，線圈的總電阻r=0.20，線圈在磁感強度B=0.050T的勻強磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸OO勻速轉(zhuǎn)動，角速度100rad/s。線圈兩端通過電刷E、F與阻值R=4.8的定值電阻連接。計算時取3。（1）從線圈經(jīng)過中性面開始計時，寫出線圈中感應(yīng)電動勢隨時間變化的函數(shù)表達式；（2）求此發(fā)

14、電機在上述工作狀態(tài)下的輸出功率；圖16NAabcdO'OFERS（3）求從線圈經(jīng)過中性面開始計時，經(jīng)過周期時間通過電阻R的電荷量。16（10分）湯姆孫用來測定電子的比荷（電子的電荷量與質(zhì)量之比）的實驗裝置如圖17所示，真空管內(nèi)的陰極K發(fā)出的電子經(jīng)加速電壓加速后，穿過A'中心的小孔沿中心線O1O的方向進入到兩塊水平正對放置的平行極板P和P'間的區(qū)域，極板間距為d。當(dāng)P和P'極板間不加偏轉(zhuǎn)電壓時，電子束打在熒光屏的中心O點處，形成了一個亮點；當(dāng)P和P'極板間加上偏轉(zhuǎn)電壓U后，亮點偏離到O'點；此時，在P和P'間的區(qū)域，再加上一個方向垂直于紙面

15、向里的勻強磁場，調(diào)節(jié)磁場的強弱，當(dāng)磁感應(yīng)強度的大小為B時，亮點重新回到O點。不計電子的初速度、所受重力和電子間的相互作用。（1）求電子經(jīng)加速電場加速后的速度大??；（2）若加速電壓值為U0，求電子的比荷；（3）若不知道加速電壓值，但已知P和P'極板水平方向的長度為L1，它們的右端到熒光屏中心O點的水平距離為L2， O'與O點的豎直距離為h，（O'與O點水平距離可忽略不計），求電子的比荷。圖17KO1OO'L1L2PP'dAA'h17.（10分）電視機中顯像管（抽成真空玻璃管）的成像原理主要是靠電子槍產(chǎn)生高速電子束，并在變化的磁場作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，打在

16、熒光屏不同位置上發(fā)出熒光而形成像。顯像管的原理示意圖（俯視圖）如圖18甲所示，在電子槍右側(cè)的偏轉(zhuǎn)線圈可以產(chǎn)生使電子束沿紙面發(fā)生偏轉(zhuǎn)的磁場，偏轉(zhuǎn)的磁場可簡化為由通電螺線管產(chǎn)生的與紙面垂直的磁場，該磁場分布的區(qū)域為圓形（如圖18乙所示），其磁感應(yīng)強度B=NI，式中為磁常量，N為螺線管線圈的匝數(shù)，I為線圈中電流的大小。由于電子的速度極大，同一電子穿過磁場過程中可認為磁場沒有變化，是穩(wěn)定的勻強磁場。圖18I丙t00.5I0-0.5I0t2t3t4t5tU+OqMP電子束電子槍乙偏轉(zhuǎn)線圈甲已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，電子槍加速電壓為U，磁常量為，螺線管線圈的匝數(shù)N，偏轉(zhuǎn)磁場區(qū)域的半徑為r，其圓心為O點

17、。當(dāng)沒有磁場時，電子束通過O點，打在熒光屏正中的M點，O點到熒光屏中心的距離OM=L。若電子被加速前的初速度和所受的重力、電子間的相互作用力以及地磁場對電子束的影響均可忽略不計，不考慮相對論效應(yīng)及磁場變化所激發(fā)的電場對電子束的作用。（1）求電子束經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場后打到熒光屏上P點時的速率；（2）若電子束經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場后速度的偏轉(zhuǎn)角=60°，求此種情況下電子穿過磁場時，螺線管線圈中電流I0的大??；（3）當(dāng)線圈中通入如圖18丙所示的電流，其最大值為第（2）問中電流的0.5倍。求電子束打在熒光屏上發(fā)光所形成“亮線”的長度。18（10分）如圖19所示，PQ和MN是固定于水平面內(nèi)的平行光滑金屬軌道，軌道

18、足夠長，其電阻可忽略不計。金屬棒ab、cd放在軌道上，始終與軌道垂直，且接觸良好。金屬棒ab、cd的質(zhì)量均為m，長度均為L。兩金屬棒的長度恰好等于軌道的間距，它們與軌道形成閉合回路。金屬棒ab的電阻為2R，金屬棒cd的電阻為R。整個裝置處在豎直向上、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中。（1）若保持金屬棒ab不動，使金屬棒cd在與其垂直的水平恒力F作用下，沿軌道以速度v做勻速運動。試推導(dǎo)論證：在t時間內(nèi)，F(xiàn)對金屬棒cd所做的功W等于電路獲得的電能E電；（2）若先保持金屬棒ab不動，使金屬棒cd在與其垂直的水平力F（大小未知）作用下，由靜止開始向右以加速度a做勻加速直線運動，水平力F作用t0時間撤去此力，

19、同時釋放金屬棒ab。求兩金屬棒在撤去F后的運動過程中，金屬棒ab中產(chǎn)生的熱量；FPQMNabcdB圖19它們之間的距離改變量的最大值Dx。海淀區(qū)高三年級第一學(xué)期期末練習(xí)參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)物 理 2015.1一、題號12345678910答案DABBDACDCBCADC D二、本題共2小題，共15分。11（6分）（1）（2分）；（2）130（2分）；（3）偏?。?分）12（9分）（1）B；F（2分）（2）如答圖1所示（3分）；ARVES答圖1（3）5.0（2分）說明：5同樣得分；（4）甲、丙（2分）；三、本題包括6小題，共55分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的

20、不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。說明：計算題提供的參考解答，不一定都是惟一正確的。對于那些與此解答不同的正確解答，同樣得分。13（8分）（1）小球受重力mg、電場力F和拉力T，其靜止時受力如答圖2所示。 37°mg答圖2TF根據(jù)共點力平衡條件有： F = mgtan37°=0.75N （2分） （2）設(shè)小球到達最低點時的速度為v，小球從水平位置運動到最低點的過程中，根據(jù)動能定理有：mglFl=mv2 （2分）解得：v= 1.0m/s（1分） （3）設(shè)小球通過最低點C時細線對小球的拉力大小為T。根據(jù)牛頓第二定律有： Tmg= （2分）解得：T=1.5N

21、（1分）mg答圖3NF14（8分）（1）設(shè)磁感應(yīng)強度為B1。根據(jù)安培定則可知安培力沿導(dǎo)軌平面向上，金屬桿ab受力如答圖3。根據(jù)平衡條件對金屬桿ab有：（1分）解得： （1分）mg答圖4NFf（2）金屬桿ab對導(dǎo)軌壓力為零，則金屬桿ab只受重力和安培力。根據(jù)平衡條件對金屬桿ab有： （1分）解得：（1分）根據(jù)安培定則可知磁場方向垂直金屬桿ab水平向右。（1分）（3）根據(jù)安培定則可知安培力沿導(dǎo)軌平面向上，當(dāng)金屬桿ab受到的靜摩擦力沿斜面向下，且為最大值時，磁感應(yīng)強度值達到最大，設(shè)為B3。金屬桿ab受力如答圖4。（1分）根據(jù)平衡條件對金屬桿ab有：（1分）解得：（1分）15（9分）（1）線圈產(chǎn)生感應(yīng)

22、電動勢的最大值Em=nBab×bc（1分）解得：Em= 150V（1分）感應(yīng)電動勢隨時間變化的表達式 e=Emsint=150sin300t（V）（或150sin100t）（1分）（2）線圈中感應(yīng)電動勢的有效值V（或106V）（1分）電流的有效值A(chǔ)交流發(fā)電機的輸出功率即為電阻R的熱功率P=I2R=2.16×103W（2分）（3）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：（1分）（1分）解得：（1分）16（10分）（1）設(shè)電子經(jīng)過加速電場加速后速度大小為v。電子在電場、磁場共存的P和P'區(qū)域內(nèi)做勻速直線運動，因此有：（2分）解得：（1分）（2）對于電子經(jīng)過加速電場過程，根據(jù)動能定理有（2分） 解得：（1分）（3）設(shè)電子在P和P'區(qū)域內(nèi)只有偏轉(zhuǎn)電場時，運動的加速度為a，時間為t，離開偏轉(zhuǎn)電場時的側(cè)移量為y，偏轉(zhuǎn)的角度為。根據(jù)運動學(xué)公式有：（1分）根據(jù)牛頓第二定律有：（1分）vvrBO答圖5O1R電子在P和P區(qū)域內(nèi)運動時間：聯(lián)立解得：（1分）由于，所以聯(lián)立解得：（1分）17（10分）（1）設(shè)經(jīng)過電子槍加速電場加速后，電子的速度大小為v。根據(jù)動能定理有： （2分）解得： （1分）（2）設(shè)電子在磁場中做圓運動的半徑為，運動