海淀区高三级第一学期期末练习物理试卷含答案.pdf

海 淀 区 高三年 级 第 一 学 期 期 末 练 习 2015.1 说明:本试卷共8页,共100分。考试时长9O分钟。考生务必将答案写在答题纸上,在试 卷上作答无效。考试结束后,将本试卷和答题纸一并交回。 一、 本题共10小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选 项是正确的,有的小题有多个选项是正确的。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。把你认为正确的答案填涂在答题纸上。 1。 在真空中有两个固定的点电荷,它们之间的静电力大小为F。现保持它们之间的距离 不变,而使它们的电荷量都变为原来的2倍,则它们之间的静电力大小为 A F : F C2F D4F 2。 关于电场强度和磁感应强度,下列说法中正确的是 A。 电场强度的定义式E=王适用于任何静电场 g B。 电场中某点电场强度的方向与在该点的带正电的检验电荷所受电场力的方向相同 C。 磁感应强度公式B 丹说明磁感应强度 B与放入磁场中的通电直导线所受安培力F 成正比,与通电导线中的电流f 和导线长度L的乘积成反比 D。 磁感应强度公式B 务说明磁感应强度的方向与放入磁场中的通电直导线所受安培 力的方向相同 3。 在如图1所示的电路中,电压表、 电流表均为理想电表,电源内 阻不可忽略。开关S闭合后,在滑动变阻器R1的滑片P向右端滑动的 过程中 A。 电压表的示数减小 B。 电压表的示数增大 C。 电流表的示数减小 D。 电流表的示数增大 题 号总 分 131415161718 分 数 高三物理试题 第1页 (共8页 ) 4。 如图2所示为研究影响平行板电容器电容大小因素的实验装置。设两极板的正对面 积为s ,极板间的距离为J,静电计指针偏角为 ,平行板电容器的电容为 C。 实验中极板所带 电荷量可视为不变,则下列关于实验的分析正确的是 A。 保持J不变,减小S,则c 变小 ,J变大 B.保持d 不变,减小S,则C变大,变大 C.保持S不变,增大d ,则C变小 ,J变大 D.保持S不变,增大d ,则C变大,J变大 5.如图3所示,G、3、c 是一条电场线上的三点,一个带正电的粒子仅在电场力的作用下沿 这条电场线由G运动到c 的过程中,其动能增加。已知c 、b 间距离等于乙、c 间距离,用甲G、甲 、 甲c 分别表示 G、D、c 三点的电势,用EG、 Eb 、Ec 分别表示G、3、c 三点的场 D c 强大小。根据上述条件所做出的下列判断中一定正确的是 图3 A。Ec =E3Ec C。 田c -f Pb 甲3 f p c B。EG)E6)Ec D。 甲c 钐、r Pc 6.如图4甲所示,一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁 场中,且线圈平面与磁场垂直。设垂直纸面向里为磁感应强度 B的正方向,磁感应强度B随时间变化的情况如图4乙所示, 图甲中线圈上箭头的方向为感应电流 j 的正方向。则在图5中 给出的线圈中感应电流 j 随时间变化的图象可能正确的是 图5 7.如图6甲所示,一理想变压器原、 副线圈匝 数之比为55:6,其原线圈两端接人如图6乙所示 的正弦交流电,副线圈通过电流表与负载电阻R相 连。若交流电压表和交流电流表都是理想电表,则 下列说法中正确的是 A。 变压器输入电压的最大值是”0 B。 若电流表的示数为0。s OA,变压器的输人功率是 1 C。 原线圈输人的正弦交变电流的频率是50Hz D。 电压表的示数是z 泅 甲 220历 o -220V 图6 2W 高三物理试题 第2页 (共8页 ) 图2 B 8。 如图7所示,A1和A2是两个规格完全相同的灯泡,A1与自感线圈 乙串联后接到电路中,A2与可变电阻R串联后接到电路中。先闭合开关 s ,缓慢调节电阻R,使两个灯泡的亮度相同,再调节电阻R1,使两个灯泡 都正常发光,然后断开开关s 对于这个电路,下列说法中正确的是 A。再次闭合开关S时,A2先亮,Al 后亮 B。 再次闭合开关S时,A1和A2同时亮 C。 再次闭合开关s ,待电路稳定后,重新断开开关S,A2立刻熄灭,A1 图7 过一会儿熄灭 D。 再次闭合开关S,待电路稳定后,重新断开开关S,A1和A2都要过一会儿才熄灭 9。 如图8所示,在光滑绝缘水平面上,两个带等量正电的点电荷分别固 定在A、B两点,o 为处B连线的中点,M为AB的垂直平分线。在Mf V之间 的C点曲静止释放一个带负电的小球(可视为质点),若不计空气阻力,则 A。 小球从C点沿直线灿 厂 向端运动,先做匀加速运动,后做匀减速 运动 B。 小球从C点运动至距离该点最远位置的过程中,其所经过各点的电 势先降低后升高 C。 小球从C点运动至距离该点最远位置的过程中,其电势能先减小后增大 D。 若在小球运动过程中,两个点电荷所带电荷量同时等量地缓慢增大,则小球往复运动 的振幅将不断增大 10。 回旋加速器在核科学、 核技术 、 核医学等高新技术领域得到了广泛应用,有力地推动 了现代科学技术的发展。回旋加速器的原理如图9所示,D1和D2是两个正对的中空半圆金 属盒,它们的半径均为R且分别接在电压一定的交流电源两端,可在两金属盒之间的狭缝处 形成变化的加速电场,两金属盒处于与盒面垂直、 磁感应强度为B的匀强磁场中。A点处的粒 子源能不断产生带电粒子,它们在两盒之间被电场加速后在金属盒内的磁场中做匀速圆周运 动。调节交流电源的频率,使得每当带电粒子运动到两金属盒之间的狭缝边缘时恰好改变加 速电场的方向,从而保证带电粒子能在两金属盒之间狭缝处总被加 速,且最终都能沿位于D2盒边缘的C口射出G该回旋加速器可将原 来静止的粒子(氦的原子核)加速到最大速率v ,使它获得的最大动 能为Ei 。若带电粒子在A点的初速度 、 所受重力 、 通过狭缝的时间及 C口的口径大小均可忽略不计,且不考虑相对论效应,则用该 回旋加 速器 能使原来静止的质子获得的最大速率为v 能使原来静止的质子获得的最大动能为Ek 加速质子的交流电场频率与加速粒子的交流电场频率之比为 加速质子的总次数与加速 粒子的总次数之比为2 申c I 宝 0 湍 图8 接交流电源 A。 C D 图9 高三物理试题 第3页 (共8页 ) 11 二、 本题共2小题,共15分。 11。(6分)指针式多用电表是电路测量的常用工具。现用该多用电表测量一个定值电阻 的阻值(阻值约为一百多欧姆)。 (1)将红、 黑表笔分别插入“+”、 “-” 插孔,接下 来必要的操作步骤和正确的顺序是_ (请将必要步骤前的序号按正确的顺序写出) 将选择开关旋至“10”的位置; 将选择开关旋至“100”的位置; 用两支表笔的金属部分分别接触电阻的两条引 线; 根据指针所指刻度和选择开关的位置,读出电 图10 阻的阻值; 将两支表笔直接接触,调整“欧姆调零旋钮”,使指针指向“ 0 ” 。 (2)若正确测量时指针所指刻度如图10所示,则这个电阻阻值的测量值是 。 (3)在使用多用 电表测量 电阻时,若双手捏住红 、 黑表笔金属部分,则测量结果将 。(选填“偏大”或“偏小”) 12.(9分)在 “ 描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,小灯泡的额定电压为2.5,额定功率 为0.5W,此外还有以下器材可供选择: A。 直流电源3(内阻不计) B。 直流电流表0 300m A(内阻约为5) C。 直流电流表0 3A(内阻约为 0。1) D。 直流电压表0 3 (内阻约为3k ) E。 滑动变阻器100,0。5A F。 滑动变阻器10,2A G。 导线和开关 实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行 多次测量。 图11 (1)实验中电流表应选用 ,滑动变阻器应选 用 ;(均填写仪器前的字母) (2)在图I1所示的虚线框中画出符合要求的实验电 路图(虚线框中已将所需的滑动变阻器画出,请补齐电路 的其他部分,要求滑片P向3端滑动时,灯泡变亮); (3)根据实验数据,画出的小灯泡J-图线如图12 所示。由此可知,小灯泡两端的电压为 0。5V时,其灯丝 的电阻为 ; (4)根据实验测量结果可以绘制小灯泡的电功率 随其两端电压或电压的平方酽变化的图象,在图13 0.25 0。20 0。15 0.10 0.05 0 0.5 1.o 1.5 2.0 2.5t / 图12 P 中所给出的图象 甲、 乙、 丙 、 丁中可能 税。 佃 m : m洫 一泖 mm丶 丶 卜 哦汴 .丌 一 . 正确的是 高三物理试题 第4页 (共8页 ) o 图13 三、 本题包括6小题,共55分。解答应写出必要的文字说明、 方程式和重要的演算步骤。只写 出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。 13。(8分)如图14所示,在沿水平方向的匀强电场中有 一固定点o ,用一根长度为J=0。m 的绝缘轻线把质量 m =0。10k g 、带有正电荷的金属小球悬挂在点,小球静止在 B点时轻线与竖直方 向的夹角J=3T 现将小球拉至位置 A,使轻线水平张紧后由静止释放g 取10m /s 2, 蚯n s 70。,“7 =0。 SO。 求: (1)小球所受电场力的太小 ; (2)小球通过最低点C时的速度大小 ; (3)小球通过最低点C时轻线对小球的拉力大小。 图14 14.(8分)如图15所示,两根足够长的直金属导轨乃 仙厂 、PQ平行放置在倾角为J的绝缘斜 面上,两导轨间距为L。 一根质量为m 的均匀直金属杆c b 放在两导轨上9并与导轨垂直,彐接 触 良好,整套装置处于匀强磁场中。金属杆Gb 中通有大小为f 的电流。已知重力加速度为g 。 (1)若匀强磁场方向垂直斜面向下,且不计 金属杆c b 和导轨之间的摩擦,金属杆仂静止在 导轨上,求磁感应强度的大小 ; (2)若金属杆Gb 静止在导轨上,且对导轨的 压力恰好为零。试说明磁感应强度大小和方 向 应满足什么条件; (3)若匀强磁场方 向垂直斜面向下,金属杆 汕与导轨之间的动摩擦因数为u ,且最大静摩擦 力等于滑动摩擦力。欲使金属杆c 3静止,则磁 感应强度的最大值是多大。 高三物理试题 第5页 (共8页 ) 图15 c 9 A r r 死 泣 1亠 。 B c 15。(9分)如图16所示为交流发电机的原理示意图,其中矩形线 圈c b c d 的边长Gb =c d =50c m ,b c =Gd 圭 c m ,匝数乃=100,线圈的总 电阻r =o 。z O,线圈在磁感应强度 B=0。“0T的匀强磁场中绕垂直 于磁场的转轴90匀速转动,角速度=100r a d /s 线圈的两端通过 电刷E、F与阻值R=4。 8的定值电阻连接。计算时取 =3。 (1)从线圈经过中性面开始计时,写出线圈中感应电动势随时间 变化的函数表达式; (2)求此发电机在上述工作状态下的输出功率; 图16 (3)求从线圈经过中性面开始计时,经过周期时间通过电阻R的电荷量。 16,(10分)汤姆孙用来测定电子比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图17所 示,真空管内的阴极发出的电子经加速电压加速后,穿过A中心的小孔沿中心线9I9的方 向进入两块水平正对放置的平行极板P和 P间的区域,极板间距为J。 当P(P极板间不加偏 转电压时,电子束打在荧光屏的中心0点处,形 成了一 个亮点;当 P、P极板间加上偏转电压 后,亮点偏离到9点;此时,在P和P间的区域,再 加上一 个方向垂直于纸面向里的匀强磁场, 调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,亮点重新回到9点。不计电子的初速度 、 所受 重力和电子间的相互作用。 (1)求电子经加速电场加速后的速度大小 ; (2)若加速电压值为 叽,求电子的比荷 ; (3)若不知道加速电压值,但已知P、P两极板水平方向的长度为L1,它们的右端到荧光 屏中心0点的水平距离为L2,0与o 点的竖直距离为九 ,(与0点水平距离可忽略不计),求 电子的比荷。 图17 高三物理试题 第6页 (共8页 ) 17.(10分)电视机中显像管(抽成真空的密封玻璃管)的成像主要是靠电子枪产生高速 电子束,电子束在变化的磁场作用下发生偏转,打在荧光屏不同位置上发出荧光而形成影像。 显像管的原理示意图(俯视图)如图18甲所示,在电子枪右侧的偏转线圈可以产生使电子束 沿纸面发生偏转的磁场,偏转的磁场可简化为由通电螺线管产生的与纸面垂直的磁场,该磁场 分布的区域为圆形(如图18乙所示),其磁感应强度B=u ,式中u 为磁常量,为螺线管线 圈的匝数,f 为线圈中电流的大小。由于电子的速度极大,同一电子穿过磁场过程中可认为磁 场没有变化,是稳定的匀强磁场 P o .5r 。 r 0 o .5r 。 图18 已知电子质量为m ,电荷量为e ,电子枪加速电压为,磁常量为u ,螺线管线圈的匝数为 ,偏转磁场区域的半径为r ,其圆心为0点。当没有磁场时,电子束通过0点,打在荧光屏正 中的点,o 点到荧光屏中心的距离o L。 若电子被加速前的初速度和所受的重力、 电子 间的相互作用力以及地磁场对电子束的影响均可忽略不计,不考虑相对论效应及磁场变化所 激发的电场对电子束的作用。 (1)求电子束经偏转磁场后打到荧光屏上P点时的速率 ; (2)若电子束经偏转磁场后速度的偏转角e ,求在此种情况下电子穿过磁场时,螺线 管线圈中电流 几的大小; (3)若线圈中通人如图18丙所示的电流,其最大值为第(2)问中电流的0。5倍。求电子 束打在荧光屏上发光所形成“亮线”的长度。 高三物理试题 第7页 (共8页 ) 18.(10分)如图19所示,PQ和 是固定于水平面 内的平行光滑金属轨道,轨道足够长,其电阻可忽略不计。 金属棒Gb 、c J放在轨道上,始终与轨道垂直,且接触 良好。 乡 金属棒汕、d 的质量均为m ,长度均为 L。 两金属棒的长 度恰好等于轨道的间距,它们与轨道形成闭合回路。金属 棒G3的电阻为2R,金属棒d 的电阻为R。整个装置处在竖直向上,磁感应强度为B的匀强磁 场中。 (1)若保持金属棒o b 不动,使金属棒d 在与其垂直的水平恒力F作用下,沿轨道以速度 v 做匀速运动。试推导论证:在AJ时间内,F对金属棒c J所做的功等于电路获得的电能 E电 ; (2)若先保持金属棒GD不动,使金属棒c d 在与其垂直的水平力尸 (大小未知)作用下,由 静止开始向右以加速度c 做匀加速直线运动,水平力 F作用莎 0时间撤去此力,同时释放金属 棒G8。求两金属棒在撤去F后的运动过程中, 金属棒G乙中产生的热量; 它们之间的距离改变量的最大值 跖。 图19 高三物理试题 第8页 (共8页 ) 海淀区高三年级第一学期期末练习参考答案及评分标准 物 理 z o 15.1 -、本题共 I0小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中9有的小题只有一 个选项是符合题意的,有的小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。 二、本题共2小题,共15分 。 11.(6分)(1) (2分);(2)130(2分);(3)偏小 12.(9分)(1)B;F(2分)(2)如答图1所示 (3分); (3)5.0(2分)说明:5同样得分;(4)甲 、丙 (2分); 三、本题包括6小题,共55分。解答应写出必要的文字说明、方 程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分,有数值计 算的题,答案中必须明确写出数值和单位。 说明:计算题提供的参考解答,不一定都是惟一正确的。对于那 些与此解答不同的正确解答,同样得分。 13.(8分) (1)小球受重力 g 、电场力F和拉力r ,其静止时受力如答图2 (2哆卜 ) 所示。 根据共点力平衡条件有: F=羽 莎即 3T%0。Ts N(2分) (2)设小球到达最低点时的速度为v ,刂、 球从水平位置运动到最 觫 漱 滩 中,槲槲 定酶 庞辟 : 灬 解得:F (1分) (3)设小球通过最低点C时细线对小球的拉力大小为 F。 根据牛顿第工定律有: r 一F (2分) 解得:r L1.5N(1分) 。(8分) (1)设磁感应强度为 Bl 。根据安培定则可知安培力沿导轨平面 向上,金属杆 曰D受力如答图 3。 根据平衡条件对金属杆D有:虽JL=Hg s i n 夕 (1分 ) 哗 鸟=。 加 题 号 2345678910 答案 DABBDACDCBCADCD 2g (1-t a n 37D=1.0m /s 答图3 (2)金属杆 b 对导轨压力为零,则金属杆 曰b 只受重力和安培力。 根据平衡条件对金属杆 b 有:Bz 昭g (1分) 解 铱0 亻 畀 (1分) 根据安培定则可知磁场方向垂苴金属杆 劢 水平向右。(1分) (3)根据安培定购可知安培力沿导轨平面向上,当金属杆劢 受到 的静摩擦力沿斜面向下,且为最大值时,磁感应强度值达到最大,设为 B q 。金属杆曰D受力如答图4。 (1分) 根据平衡条件对金属杆劢有:凡f L=F9g s h +阴g s 汐 (1分) 解得:曳= 昭g 蛀n J+g c o s 汐 (1分) f L 15.(9分 (1)线圈产生感应电动势的最大值Em B劢 3 (1分) 解得:骗=150 (l 分) 感应电动势随时间变化的表达式 纟=s i n 产I50s i n 300r (V)(或150g n 100)(1分) (2)线圈中感应电动势的有效值E=厶 =7弘历 (或 106)(1分) 电流的有效值f =灾 | r = =J1弘历 A 交流发电机的输出功率即为电阻R的热功率产孑R朔。16刈Os W(2分) 田 根据法拉第电磁感应定钸豇 碍 =1笋 根 据 欧 姆 定 律 有:F-L= 刀 卩 AS (1分 ) R+尸 (R十 r )F 解得: g =JAr =0.1o c (1分 ) 16.(10分) (1)设屯子经过加速电场加速后速度大小为v 。 电子在电场、磁场共存的P和丨 尸区域内做匀速直线运动,因此有: (2分) 解得: (1分) (2冫 对于电子经过力 口 速电场泔程,根据动能定理有JV0=朔v 2(2分 ) =0加 (3)设电子在P和丨 尸区域内只有偏转电场时,运动的加速度为 曰,时间为 矽9离开偏 节电场时的侧移量为y ,偏转的角度为 汐 。根据运动学公式有:y =:耐 2(1分 ) 一歹 纟 沼 召 U一刀 答图4 根据牛顿第二定箩有:曰=镑 (1分) 电子在尸和l 尸区域内运动时间:r =且 V 联 艹 = 由 于栩 l -T贺1 乓 f 瓦 所以y =L1+2L2乃 联立解得: 2% (1分) G气+2E2B2歹 17.(10分) (1)设经过电子枪加速电场加速后,电子的速度大小为v 。 根嘉动胄 莒 定理有:V=m v 2 (2分) 溉注 (2)设电子在磁场中做圆运动的半径为R,运动轨迹如答图5所 示。 根据 L荷 太系有:t a n 号=案 (1分) 洛伦兹力号梦向心力,根据牛顿第二定律有: 纟l ,B 丝些(1分 由题知刀=岷 潞 艹 (3)设线圈中电 流为0.5屁 时,偏转 角为G,此时电 子 在 屏 幕 上 落 点 距M点最 远。 此时磁感应强度 鸟 丁9Nf O=: 轨迹圆半径只 丁