2017年北京市朝陽區(qū)高三第一學(xué)期期末考試物理試題及答案2017.1

北京市朝陽區(qū)2016～2017學(xué)年度第一學(xué)期期末統(tǒng)一考試高三年級(jí)物理試卷2017．1一、本題共13小題，每小題3分，共39分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。把答案用2B鉛筆填涂在答題卡上。1．關(guān)于“電子伏特（符號(hào)：eV）”，屬于下列哪一物理量的單位A．電荷量B．電壓C．電流D．能量2．已知干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V，下列說法正確的是A．當(dāng)外電路閉合時(shí)，干電池兩極間的電壓等于1.5VB．當(dāng)外電路斷開時(shí)，干電池兩極間的電壓等于零C．當(dāng)外電路閉合時(shí)，在1s內(nèi)有1.5C的電荷通過該電池D．當(dāng)1C的電荷通過干電池時(shí)，干電池能夠把1.5J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能3．矩形金屬線圈ABCD位于如圖所示的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線附近，線圈與導(dǎo)線在同一個(gè)平面內(nèi)，線圈的兩條邊與導(dǎo)線平行。下列說法正確的是ADA．在這個(gè)平面內(nèi)線圈遠(yuǎn)離導(dǎo)線移動(dòng)時(shí)穿過線圈的磁通量減小B．在這個(gè)平面內(nèi)線圈平行導(dǎo)線移動(dòng)時(shí)穿過線圈的磁通量減小C．當(dāng)導(dǎo)線中的電流I增大時(shí)線圈產(chǎn)生沿ADCBA方向的感應(yīng)電流D．當(dāng)導(dǎo)線中的電流I減小時(shí)線圈產(chǎn)生沿ABCDA方向的感應(yīng)電流IBC4．如圖所示，一金屬直棒MN兩端接有細(xì)導(dǎo)線，懸掛于線圈正上方，為使MN垂直紙面向外運(yùn)動(dòng)，可以將A．a(chǎn)、c端接電源正極，b、d端接電源負(fù)極B．a(chǎn)、d端接電源正極，b、c端接電源負(fù)極C．b、d端接電源正極，a、c端接電源負(fù)極D．b、c端用導(dǎo)線連接，a端接電源正極，d端接電源負(fù)極5．現(xiàn)有規(guī)格為“220V，36W”的排氣扇，如圖所示，排氣扇電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為40Ω。當(dāng)正常工作時(shí)，排氣扇的220A．通電電流計(jì)算式為I=A402202P=（36-）W40B．輸出功率計(jì)算式為出=（36)240W220PC．發(fā)熱功率計(jì)算式為D．電功率大于36W熱6．在某靜電場(chǎng)中把一個(gè)+q的檢驗(yàn)電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到無限遠(yuǎn)處時(shí)，電場(chǎng)力做功為W，則檢驗(yàn)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能E以及電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)φ分別為PAAA．EW，WB．EW，WqpAAAqpAC．EW，WD．EW，WqpAAAqpA17．如圖所示，是回旋加速器的示意圖，利用該裝置我們可以獲得高能粒子，其核心部分為處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩個(gè)D形盒，兩D形盒之間接交流電源，并留有窄縫，粒子在通過窄縫時(shí)得到加速。忽略粒子的重力等因素，為了增大某種帶電粒子射出時(shí)的動(dòng)能，下列說法正確的是A．只增大D形盒的半徑C．只增大窄縫的寬度B．只增大加速電場(chǎng)的電壓D．只減小磁感應(yīng)強(qiáng)度8．如圖所示，豎直實(shí)線表示某勻強(qiáng)電場(chǎng)中的一簇等勢(shì)面，一帶電微粒在電場(chǎng)中從A到B做直線運(yùn)動(dòng)（如圖中虛線所示）。則該微粒BA．一定帶正電B．從A到B的過程中做勻速直線運(yùn)動(dòng)·AC．從A到B的過程中電勢(shì)能增加D．從A到B的過程中機(jī)械能守恒9．在光滑絕緣水平面上，用絕緣細(xì)線拉一著帶負(fù)電的小球，在水平面內(nèi)繞豎直方向的軸做逆時(shí)針方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，整個(gè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，俯視圖如圖所示。若小球運(yùn)動(dòng)×B×××到Ａ點(diǎn)時(shí)細(xì)線突然斷開，則小球此后A．仍做逆時(shí)針方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，但半徑減小××××O××A×××××B．仍保持原來C．做順時(shí)針方向的曲線運(yùn)動(dòng)，但不是圓周運(yùn)動(dòng)D．做順時(shí)針方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑可能不變的速度大小，做勻速直線運(yùn)動(dòng)×10．如圖所示，L是自感系數(shù)很大的線圈，但其自身的電阻幾乎為零，A和B是兩個(gè)相同的小燈泡。下列對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的預(yù)測(cè)合理的是A．開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合時(shí)，A燈先亮B燈后亮B．開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合時(shí)，A、B兩燈同時(shí)亮C．開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_時(shí)，A、B兩燈同時(shí)立即熄滅D．開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_時(shí)，A、B兩燈都會(huì)延遲一會(huì)兒熄滅11．在光滑水平面上，一質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框abcd，在水平向右的恒力F的作用下穿過某勻強(qiáng)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)的方向豎直向下，寬度為L(zhǎng)（L>l），俯視圖如圖所示。××××××××××××已知dc邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v，ab邊離開磁場(chǎng)時(shí)的速度仍為v。下adFblc00列說法正確的是A．線框進(jìn)入和離開磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同B．線框進(jìn)入和離開磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力方向相反C．線框穿過磁場(chǎng)的過程中一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)LD．線框穿過磁場(chǎng)過程中恒力F做的功等于線框產(chǎn)生的焦耳熱A12．某同學(xué)利用如圖所示的電路測(cè)定干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，經(jīng)過正確的操作獲得了若干組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，據(jù)此描繪出的U-I圖像（其中U、I分別為電壓表和電流表的讀數(shù)）如下圖中的實(shí)線所示，虛線表示該電池兩端的電壓與流經(jīng)電池電流的關(guān)系圖線，下列圖像合理的是VUUUUIIIIOOOOABCD213．隨著新能源轎車的普及，無線充電技術(shù)得到進(jìn)一步開發(fā)和應(yīng)用。一般給大功率電動(dòng)汽車充電時(shí)利用的是電磁感應(yīng)原理。如圖所示，由地面供電裝置（主要裝置有線圈和電源）將電能傳送至電動(dòng)車底部的感應(yīng)裝置（主要裝置是線圈），該裝置使用接收到的電能對(duì)車載電池進(jìn)行充電，供電裝置與車身接收裝置之間通過磁場(chǎng)傳送能量，由于電磁輻射等因素，其能量傳輸效率只能達(dá)到90%左右。無線充電樁一般采用平鋪式放置，用戶無需下車、無需插電即可對(duì)電動(dòng)車進(jìn)行充電。目前，無線充電樁可以允許的充電有效距離一般為15~25cm，允許的錯(cuò)位誤差一般為15cm左右。下列說法正確的是A．無線充電樁的優(yōu)越性之一是在百米開外也可以對(duì)電車快速充電B．車身感應(yīng)線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化C．車身感應(yīng)線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是與地面發(fā)射線圈中電流的磁場(chǎng)方向相反D．若線圈均采用超導(dǎo)材料則能量的傳輸效率有望達(dá)到100%卡相應(yīng)的位置。二、本題共3小題，共20分。把答案填在答題14．（3分）如圖所示，虛線框內(nèi)為多用電表歐姆擋的內(nèi)部電路，a、b為電表面板上的表筆插孔。下列說法正確的是_________。GA．a(chǎn)孔插黑表筆B．用“×100Ω”擋測(cè)量時(shí)指針指在0Ω附近，應(yīng)換用“×1kΩ”擋C．若更換倍率測(cè)量電阻時(shí)必須要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零abD．要測(cè)量電路中某電阻的阻值，必須將該電阻與其他元件斷開15．（5分）某同學(xué)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，使用的器材如下：待測(cè)小燈泡（2.5V，1.25W）電源（電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻不計(jì)）電流表（0~0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω；0~3A，內(nèi)阻約0.025Ω）電壓表（0~3V，內(nèi)阻約3kΩ；0~15V，內(nèi)阻約15kΩ）滑動(dòng)變阻器R（0~10Ω，額定電流2A）單刀單擲開關(guān)及導(dǎo)線若干（1）為減小誤差，在本實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用0~A量程；電壓表應(yīng)選用0~V量程。（2）右圖是本實(shí)驗(yàn)器材的實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，為了滿足實(shí)驗(yàn)要求并盡可能減小誤差，請(qǐng)補(bǔ)充完成實(shí)物圖間的連線。16．（12分）現(xiàn)有一塊直流電流計(jì)G，滿偏電流為200μA，內(nèi)阻約400Ω。某同學(xué)想把它改裝成量程為2V的電壓表，他首先根據(jù)圖示電路，用半偏法測(cè)定電流計(jì)G的內(nèi)阻。（1）為提高測(cè)量準(zhǔn)確度，在以下器材中，電阻器R應(yīng)選用_______；電池應(yīng)選用_______（選填器材前的字母）。R·GA．電池（電動(dòng)勢(shì)1.5V，內(nèi)阻不計(jì)）SB．電池（電動(dòng)勢(shì)4.5V，內(nèi)阻不計(jì)）C．電阻箱（0～999.9Ω）2··R′D．滑動(dòng)變阻E．電位器（一種可變電阻，與滑動(dòng)變阻F．電位器（0～51kΩ）器（0～500Ω）S1器相當(dāng)）（0～5.1kΩ）（2）該同學(xué)在開關(guān)斷開的情況下，檢查電路連接無誤后，將R的阻值調(diào)至最大。后續(xù)的實(shí)驗(yàn)操作步驟依次是___________，最后記錄R′的阻值并整理好器材（請(qǐng)按合理的實(shí)驗(yàn)順序，選填下列步驟前的字母。）A．閉合S13B．閉合S2C．調(diào)節(jié)R的阻值，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度D．調(diào)節(jié)R的阻值，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半E．調(diào)節(jié)R′的阻值，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半F．調(diào)節(jié)R′的阻值，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度（3）如果測(cè)得R′的阻值為400.0Ω，即為電流計(jì)G內(nèi)阻的測(cè)量值。則給電流計(jì)G______聯(lián)（選填“串”或“并”）一個(gè)阻值為______kΩ的電阻，就可以將該電流計(jì)G改裝成量程為2V的電壓表。（4）請(qǐng)你推斷在本實(shí)驗(yàn)中電流計(jì)G內(nèi)阻的測(cè)量值R′比其內(nèi)阻的實(shí)際值R是偏大還是偏??；由于測(cè)得電流計(jì)gG內(nèi)阻的準(zhǔn)確度將直接影響改裝電壓表的準(zhǔn)確度，請(qǐng)你分析說明利用半偏法測(cè)量電流計(jì)內(nèi)阻時(shí)使R′盡可能接近R的方法。g三、本題共5小題，共41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(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。把答案填在答題卡相應(yīng)的位。置17．（6分）在電場(chǎng)中把電荷量q=2.0×10-9C的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力做功為-1.5×10-7J，再把該電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，靜電力做功為4.0×10-7J。（1）求A、B間以及B、C間的電勢(shì)差U和U；ABBC（2）若該電荷只在電場(chǎng)力作用下從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，求電荷動(dòng)能的增加量ΔE。k18．（6分）如圖所示，A是面積為S＝0.2m2、n＝1000匝的圓形金屬線圈，其總電阻r=1Ω，線圈處在逐B(yǎng)漸增大的均勻磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率0.01T/s，線圈與阻t值R＝4Ω的電阻連接，不計(jì)電壓表對(duì)電路的影響。求：（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E；××A××××（2）通過R的電流大小I；××（3）電壓表的示數(shù)U。·V·R19．（8分）下圖為真空示波管的示意圖，電子從燈絲K發(fā)出（初速度可忽略不計(jì)），經(jīng)燈絲與A板間的電速后，從A板中心孔沿中心線KO射出，然后進(jìn)入兩塊平行金屬板M、N間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)（電子進(jìn)入時(shí)的速度方向與該電場(chǎng)方向垂直），離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后打在熒光屏上的P點(diǎn)。已知K、A間的加速電壓為場(chǎng)加U，M、N兩板間的偏轉(zhuǎn)電壓為U，兩板間的距離為d，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，不計(jì)12電子所受的重力及它們之間的相互作用力。（1）求電子穿過A板時(shí)速度的大小v；0（2）求電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí)的側(cè)移距離y；U1，為使電子仍打在熒光屏上U2（3）如果僅使偏轉(zhuǎn)電壓減半，即22的P點(diǎn)，則加速電壓應(yīng)當(dāng)調(diào)整為，求。1U1UU1420．（9分）如圖所示，是一種磁偏轉(zhuǎn)式質(zhì)譜儀的原理簡(jiǎn)圖，主要由三部分組成：離子源（含加速電場(chǎng)）、磁偏轉(zhuǎn)器和接收系統(tǒng)。利用該裝置可以較好地識(shí)別同位素?，F(xiàn)有質(zhì)量由小到大的X、Y、Z三種離子，電荷量均為q。在離子源中，三種離子不斷飄進(jìn)（初速度可忽略不計(jì)）電壓為U的加速電場(chǎng)，經(jīng)加速后進(jìn)入磁偏轉(zhuǎn)器，在磁偏轉(zhuǎn)器中離子分成三束（如圖所示）。磁偏轉(zhuǎn)器主要是一段彎成半徑為R的細(xì)管，該細(xì)管處在電磁鐵的兩極之間，電磁鐵的磁極呈扇形（圖中未畫出），細(xì)管所在處的磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外。若其中一種離子恰能沿細(xì)管做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從狹縫射出后進(jìn)入接收系統(tǒng)，而另外兩種離子分別打在細(xì)管的上壁和下壁。不計(jì)離子的重力及它們之間的相互作用力。（1）現(xiàn)測(cè)得離子通過接收系統(tǒng)的狹縫所形成的電流為I，求每秒鐘（2）求被接收系統(tǒng)接收的離子質(zhì)量m；并分析說明接收系統(tǒng)接收的是哪一種離子；（3）若想利用該裝置依次收集另外兩種離子，在不改變細(xì)管半徑R的條件下，請(qǐng)分析說明有哪些可行方案（至少說出兩種）。接收到該離子的數(shù)目N；磁偏轉(zhuǎn)器狹縫離子源接收系21．（12分）某小組同學(xué)在研究圖1所示的電磁槍原理時(shí)，繪制了圖2所示的簡(jiǎn)圖（為俯視圖），圖中兩平行金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，固定在水平面上，整個(gè)裝置處在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，平行導(dǎo)軌左端電路如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，電容器的電容為C。一質(zhì)量為m、長(zhǎng)度也為L(zhǎng)的金屬導(dǎo)體棒垂直于軌道平放在導(dǎo)軌上，忽略摩擦阻力和導(dǎo)軌的電阻，假設(shè)平行金屬導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)。u×B××××ab··S·×××××××××××××L×Oq×圖3圖1（1）將開關(guān)S接a，電源對(duì)電容器充電。a．求電容器充電結(jié)束時(shí)所帶的電荷量Q；圖2b．請(qǐng)?jiān)趫D3中畫出充電過程中電容器兩極板間的電壓u隨電容器所帶電荷量q變化的圖像；借助u-q圖像求出穩(wěn)定后電容器儲(chǔ)存的能量E。0（2）電容器充電結(jié)束后，將開關(guān)接b，電容器放電，導(dǎo)體棒由靜止開始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)放電電流引起的磁場(chǎng)影響。a．已知自由電子的電荷量為e，請(qǐng)你分析推導(dǎo)當(dāng)導(dǎo)體棒獲得最大速度之后，導(dǎo)體棒中某一自由電子所受的電場(chǎng)力與導(dǎo)體棒最大速度之間的關(guān)系式；b．導(dǎo)體棒由靜止到獲得最大速度的過程中，由于存在能量損失ΔE，電容器釋放的能量沒有全部轉(zhuǎn)損化為導(dǎo)體棒的動(dòng)能，求ΔE。損5北京市朝陽區(qū)2016－2017學(xué)年度第一學(xué)期期末統(tǒng)一考試一、高三年級(jí)物理試卷參考答案2017．1題號(hào)答案1D2D3A4B5C6A7A8C9D10B11D12A13B二、14．（3分）ACD15．（1）0.6；3（2分）（2）如右圖所示。（3分）16．（12分）（1）F；B（2分）（2）ACBE（3分）（3）串；9.6（3分）（4）設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)為E，電流計(jì)的滿偏電流為I，當(dāng)S閉合，S斷開時(shí)，電流g12計(jì)滿偏，由閉合電路歐姆定律可得：EI(RR)①ggIgRIR當(dāng)S、S均閉合，電流計(jì)半偏，設(shè)流經(jīng)R′的電流為I′，有：②212gII111E(gI)RgR③聯(lián)立①②③式可得：RRR④22gg可見，R′<R，即電流計(jì)G內(nèi)阻的測(cè)量值R′比內(nèi)阻的實(shí)際值R偏小。gg由④式可知，為了使電流計(jì)G內(nèi)阻測(cè)量值R′盡可能接近實(shí)際值R，即R′≈R，則需要在電流計(jì)達(dá)到滿偏時(shí)，gg電阻器接入電路的阻值越大準(zhǔn)確度越高，所以要選用阻值較大的電阻器；同時(shí)，為了確保電流計(jì)指針能夠滿偏，還應(yīng)當(dāng)選用電動(dòng)勢(shì)適當(dāng)大的電源。（4分）三、17．（6分）解：（1）根據(jù)電勢(shì)差的定義式可得：UW1.5107V75VAB同理可得：U=200V（3分）q2.0109ABBC（2）U=U+U=125V則W=qU=2.5×10-7JACABBCACAC在此過程中，根據(jù)動(dòng)能定理可得：ΔE=W=2.5×10-7J（3分）kACEnnSB2Vtt18．（6分）解：（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得：（2分）（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得：通過R的電流I=E0.4ARr（2分）（2分）2eU（3）電壓表的示數(shù)U即為電阻R兩端的電壓，有：U＝IR＝1.6VeU1mv2①可得：v=19．（8分）解：（1）在加速電場(chǎng)中有：1（2分）2m100（2）在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，設(shè)飛行時(shí)間為t，加速度為a，則水平方向有：Lvt0②豎直方向有：y1at2a=mdeU③其中④聯(lián)立①②③④可得：UL2y⑤（3分）224dU12（3）設(shè)PO的長(zhǎng)度為y′，電子飛出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏角為θ，豎直分速度為v，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)右端到熒光屏yvyv的水平距離為s,則yystan⑥tan⑦vaty⑧0UL24dUy(L2s)聯(lián)立①②③④⑤⑥⑦⑧式可得：⑨1U由⑨式可見，要使y′不變，2應(yīng)保持不變，所以U1=1（3分）UU211620．（9分）解：（1）根據(jù)電流的定義式有：IQ即每秒鐘接收到的總電荷量Q=I（3分）tI則每秒鐘接收到該離子的數(shù)目Nq（2）設(shè)離子以速度v進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，離子在加速過程中有：qU1mv22①qvBmv2RmqB2R22U離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，有：②聯(lián)立①②式可得：③由③式可得R22mU，由于三種離子的電荷量q相同，B與U也相同，所以，R2m。由于m<m<m，qB2XYZ所以R<R<R，因?yàn)橹挥幸环N離子恰能在細(xì)管中做圓周運(yùn)動(dòng)并沿狹縫射出，而另外兩種分別打到細(xì)管的XYZ上壁和下壁，可知進(jìn)入接收系統(tǒng)的是Y離子。（3分）（3）由③式可知，利用該裝置若想依次收集另外兩種離子，在不改變細(xì)管半徑的條件下，可以采取以下兩種方案：方案一：若保持加速電壓U不變，則可以通過改變電磁鐵所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)，適當(dāng)增加磁感應(yīng)強(qiáng)度B可以收集Z離子，反之，可以收集X離子；方案二：若保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，則可以通過改變加速電壓來實(shí)現(xiàn)，適當(dāng)提高加速電壓U可以收集X離子，反之，可以收集Z離子。（3分）u21．（