2013年海淀区第一学期物理期末试题.pdf

1 海淀区高三年级第一学期期末练习 物物 理理 2013 1 说明 本试卷共 8 页 共 100 分 考试时间 90 分钟 题号 一 二 三 总分 13 14 15 16 17 18 分数 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 将正确答案的序号填涂在机读卡上 1 两个放在绝缘架上的相同金属球 相距为 d 球的半径比 d 小得多 分别带有 q 和 3q 的 电荷量 相互斥力为 3F 现将这两个金属球接触再分开 然后放回原处 则它们的相互作 用力将变为 A 0 B F C 3F D 4F 2 如图 1 所示 某理想变压器的原 副线圈的匝数均可调节 原线圈两端电压为一峰值不 变的正弦交变电压 副线圈接一可变电阻 R 在其他条件不变的情况下 为使变压器输入功 率增大 下面的措施正确的是 A 仅增加原线圈匝数 n1 B 仅增加副线圈匝数 n2 C 仅减小电阻 R 的阻值 D 仅增大电阻 R 的阻值 3 将 R1 10 R2 20 的电阻串联接在正弦交流电路中 通过电阻 R2的电流 i 随时间 t 变 化的情况如图 2 所示 则 A 通过 R1的电流有效值是 1 2A B R1两端的电压有效值是 6V C 通过 R2的电流有效值是 1 22A D R2两端的电压有效值是 62V 4 如图 3 所示 两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器 极板 N 与静电计相连 极板 M 与静电计的外壳均接地 用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差 U 在两板 相距一定距离 d 时 给电容器充电 静电计指针张开一定角度 在整个实验过程中 保持带 电量 Q 不变 下面的操作中将使静电计指针张角变小 的是 A 仅将 M 板向下平移 B 仅将 M 板向左平移 C 仅在 M N 之间插入云母板 介电常数大于 1 D 仅在 M N 之间插入金属板 且不和 M N 接触 图 1 n1 R n2 图 2 0 0 62 i A t 10 2s 1 3 2 0 62 图 3 M N 静电计 2 5 如图 4 所示 一簇电场线关于 y 轴对称分布 O 点是坐标原 点 M N P Q 是以 O 为圆心的一个圆周上的四个点 其中 M N 在 y 轴上 Q 点在 x 轴上 则 A M 点电势比 P 点电势高 B OM 间的电势差等于 NO 间的电势差 C 一正电荷在 O 点的电势能小于在 Q 点的电势能 D 将一负电荷从 M 点移到 P 点 电场力做正功 6 氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测 它的电阻随一氧化碳浓度的变 化而变化 在图 5 所示电路中 不同的一氧化碳浓度对应传感器不同的电阻值 电压表的示 数与一氧化碳的浓度一一对应 观察电压表示数就能判断一氧化碳是否超标 有一种氧化锡 传感器 其电阻的倒数与一氧化碳浓度成正比 那么 电压表示数 U 与一氧化碳浓度 之 间的对应关系正确的是 A U 越大 表示 越大 与 U 成正比 B U 越大 表示 越小 与 U 成反比 C U 越大 表示 越大 但 与 U 无关 D U 越大 表示 越小 但 与 U 无关 7 如图 6 所示 电路中的 A B 是两个完全相同的灯泡 L 是一个自感系数很大 电阻可忽 略的自感线圈 C 是电容很大的电容器 当开关 S 断开与闭合时 A B 灯泡发光情况是 A S 刚闭合后 A 灯亮一下又逐渐变暗 B 灯逐渐变亮 B S 刚闭合后 B 灯亮一下又逐渐变暗 A 灯逐渐变亮 C S 闭合足够长时间后 A 灯泡和 B 灯泡都一样亮 D S 闭合足够长时间后再断开 B 灯立即熄灭 A 灯逐渐熄灭 8 如图 7 所示 在 0 x 2L 的区域内存在着匀强磁场 磁 场方向垂直于 xy 坐标系平面 纸面 向里 具有一定电阻 的矩形线框 abcd 位于 xy 坐标系平面内 线框的 ab 边与 y 轴重合 bc 边长为 L 设线框从 t 0 时刻起在外力作用下 由静止开始沿 x 轴正方向做匀加速运动 则线框中的感应 电流 i 取逆时针方向的电流为正 随时间 t 的函数图象可 能是图 8 中的 O 图 4 N x M P Q y 氧化锡传感器 R0 图 5 V R A 图 6 C S L B 0 t i 2t0 3t0 t0 A 0 t i 2t0 3t0 t0 B 0 t i 2t0 3t0 t0 C 0 t i 2t0 3t0 t0 D 图 8 图 7 x y 0 L 2L 3L a d c b L B 3 9 霍尔式位移传感器的测量原理如图 9所示 有一个沿 z 轴方向的磁场 磁感应强度 B B0 kz B0 k 均为常数 将传感器固定在物体上 保持通过霍尔 元件的电流 I 不变 方向如图 9 所示 当物体沿 z 轴方向 移动时 由于位置不同 霍尔元件在 y 轴方向的上 下表面 的电势差 U 也不同 则 A 磁感应强度 B 越大 上 下表面的电势差 U 越大 B k 越大 传感器灵敏度 z U 越高 C 若图中霍尔元件是电子导电 则下板电势高 D 电流 I 取值越大 上 下表面的电势差 U 越小 10 狄拉克曾经预言 自然界应该存在只有一个 磁极的单极子 其周围磁感线呈均匀辐射状分 布 距离它 r 处的磁感应强度大小为 B 2 r k k 为常数 磁单极子 S 的磁场分布如图 10 甲所 示 与如图 10 乙所示负点电荷 Q 的电场分布相 似 假设磁单极子 S 和负点电荷 Q 均固定 有 一带电小球分别在S和Q附近做匀速圆周运动 则关于小球做匀速圆周运动的判断正确的是 A 若小球带正电 其运动轨迹平面可在 S 正上方 如图甲所示 B 若小球带正电 其运动轨迹平面可在 Q 正下方 如图乙所示 C 若小球带负电 其运动轨迹平面可在 S 正上方 如图甲所示 D 若小球带负电 其运动轨迹平面可在 Q 正下方 如图乙所示 二 本题共 2 小题 共 15 分 把 答案填在题中的横线上 11 7 分 用图 11 甲所示电路测量一 个蓄电池的电动势和内电阻 蓄电池 的内电阻很小 除蓄电池 开关 导线 外 可供使用的器材还有 A 电压表 量程 3V B 电流表 量程 0 6A C 电流表 量程 3A D 定值电阻 R0 阻值 3 额定功率 4W E 滑动变阻器 R 阻值范围 0 5 额 定电流为 2A 1 电流表应选 选填器材前的字母序号 2 根据实验数据做出 U I 图象 如图 11 乙所示 蓄电池的电动势 E V 内电阻 r 图 9 x B y z M N I 甲 S 乙 Q q q 图 10 甲 S R V A R0 E r 图 11 1 5 0 50 2 5 0 0 10 0 40 乙 I A 1 0 2 0 0 20 0 30 0 50 U V 4 12 8 分 某同学用电压表和电流表测量 Rx的电阻 已知电压表内阻约 3k 电流表内阻 约 1 1 某同学用如图 12 甲所示电路测量电阻 Rx Rx的测量值比真实值 选填 偏 大 或 偏小 若被测电阻 Rx的阻值约为 10 应采用图 选填 甲 或 乙 所示电路 误差会比较小 2 无论是用图 12 甲还是图 132 所示电路测量 都不可避免地会产生由电表内阻引起的系 统误差 某学习小组设计了以下方案 以避免电表内阻引起的系统误差 该方案利用图 12 丙所示的电路进行测量 主要实验步骤如下 第一步 将开关 S2接 2 闭合开关 S1 调节滑动变阻器 Rp1和 Rp2 使电表读数接近满量程 但不超过量程 记录此时电压表和电流表的示数 U1 I1 请你写出第二步操作步骤 并说明需要记录的数据 用测得数据计算被测电阻阻值的计算式是 x R 简要说明此实验方案为什么能避免由电表内阻引起的实验误差 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 13 所示 在水平向右场强为 E 的匀强电场中 有一质量为 m 电荷量为 q 的点电荷从 A 点由静止释放 在电场力的作用下经时间 t 运动到 B 点 求 1 点电荷从 A 点运动到 B 点过场中 电场力对点电荷做的功 2 A B 两点间的电势差 14 8 分 如图 14 所示 空间同时存在水平向右的匀强电场和方向垂直纸面向里 磁感应 强度为 B 的匀强磁场 质量为 m 电量为 q 的液滴 以某一速度沿与水平方向成 角斜向 上进入正交的匀强电场和匀强磁场叠加区域 在时间 t 内液滴从 M 点匀速运动到 N 点 重 力加速度为 g 1 判定液滴带的是正电还是负电 并画出液滴受力示意图 2 求匀强电场的场强 E 的大小 3 求液滴从 M 点运动到 N 点的过程中电势能的变化量 图 13 E q A B 乙 S Rx V A 甲 S A Rx V 丙 S1 Rx V 1 2 Rp1 Rp2 S2 A 图 12 图 14 N v E B M 5 15 9 分 如图 15 所示 MN PQ 为足够长的平行金属导轨 间距 L 0 50m 导轨平面与 水平面间夹角 37 N Q 间连接一个电阻 R 5 0 匀强磁场垂直于导轨平面向上 磁 感应强度 B 1 0T 将一根质量 m 0 050kg 的金属棒放在导轨的 ab 位置 金属棒及导轨的电 阻不计 现由静止释放金属棒 金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直 且与导轨接 触良好 已知金属棒与导轨间的动摩擦因数 0 50 当金属棒滑行至 cd 处时 其速度大小 开始保持不变 位置 cd 与 ab 之间的距离 s 2 0m 已知 g 10m s2 sin37 0 60 cos37 0 80 求 1 金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小 2 金属棒达到 cd 处的速度大小 3 金属棒从位置 ab 运动到 cd 的过程中 电阻 R 产生的热量 16 10 分 图 16 是用直流电动机为保温室中的电热器宫殿的电路图 直流发电机的电动 势为 250V 内阻为 0 5 输电线电阻 R1 R2 1 保温室中装有 50 只完全相同的电热器用 来调节室温 每只电热器的额定电压为 200V 额定功率为 1000W 其他电阻不计 也不计 电热器电阻随温度的变化 求 1 为使电热器能正常工作 需要接入电热器的个数 2 在正常工作状态下 直流发电机对保温室供热的效率 3 保温室内的电热器可能消耗的最大电功率 P M R 图 15 Q N a b B c d R1 R2 图 16 S1 S2 Sn 发电机 6 17 10 分 如图 17 所示 水平地面上方有一高度为 H 界 面分别为 PQ MN 的匀强磁场 磁感应强度为 B 矩形导线 框 abcd 在磁场上方某一高度处 导线框 ab 边长为 l1 bd 边 长为 l2 导线框的质量为 m 电阻为 R 磁场方向垂直于线 框平面 磁场高度 H l2 线框从某高处由静止落下 当线框 的 cd 边刚进入磁场时 线框的加速度方向向下 大小为 5 3g 当线框的 cd 边刚离开磁场时 线框的加速度方向向上 大小 为 5 g 运动过程中 线框平面位于竖直平面内 上 下两边 始终平行 PQ 空气阻力不计 重力加速度为 g 求 1 线框的 cd 边刚进入磁场时通过线框导线中的电流 2 线框的 ab 刚进入磁场时线框的速度大小 3 线框 abcd 从全部在磁场中开始到全部穿出磁场的过程中 通过线框导线某一横截面的 电荷量 18 10分 图18甲所示 平行金属板PQ MN水平固定在地面上方的空间 金属板长l 20cm 两板间距 d 10cm 两板间电压 UMP 100V 在距金属板 M 端左下方某位置有一粒子源 A 从粒子源竖直向上连续发射速度相同的带电粒子 射出的带电粒子在空间通过一垂直于纸 面向里的磁感应强度 B 0 20T 的圆形匀强磁场区域 图中未画出 后 恰好从带电金属板 PQ 的左下边缘水平进入两金属板间 带电粒子在电场力作用下恰好从金属板 MN 的右边缘 飞出 已知带电粒子的比荷 m q 2 0 106C kg 重力不计 计算结果保留两位有效数字 求 1 带电粒子射入电场时的速度大小 2 圆形匀强磁场区域的最小半径 3 若两金属板间加上如图乙所示的电压 在哪些时刻进入两金属板间的带电粒子不碰 到极板而能够飞出两板间 200 0 t 10 5s UMP V 200 乙 1 0 2 0 3 0 4 0 图 18 P Q M N 甲 A v 图 17 P Q M N a d c b H l1 l2 7 海淀区高三年级第一学期期末练习 物理物理参考答案及评分标准参考答案及评分标准 2013 1 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 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D BC B CD D C A D AB ABC 二 本题共 2 小题 共 15 分 11 7 分 1 B 3 分 2 1 95 2 0 范围均可 2 分 0 6 0 75 范围均可 2 分 12 8 分 1 偏小 2 分 甲 2 分 2 将开关 S2接 1 闭合开关 S1 保持滑动变阻器 Rp1和 Rp2滑片位置不变 记录此时 电压表和电流表的示数 U2 I2 2 分 Rx 2 2 1 1 I U I U 1 分 当单刀双掷开关 S2接 2 闭合开关 S1时有 1 1 I U Rx RA Rp2 当单刀双掷开关 S2接 1 闭合开关 S1时有 2 2 I U RA Rp2 所以有 Rx 2 2 1 1 I U I U 该实验中电流表的内阻所产生的 影响两次实验数据相减后被消除 电压表内阻对实验结果没有影响 1 分 说明 没有推导过程 只要说出 电流表的内阻所产生的影响两次实验数据相减后被消除 电压表内阻对实验结果没有影响 就给 1 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 13 8 分 1 设电荷受到的电场力为 F 运动的加速度为 a 在 t 时间内运动的距离为 s 电场力对 电荷做的功为 W 则 F Eq 1 分 F ma a Eq m 1 分 s 2 2 1 at W Fs W m tqE 2 222 3 分 说明 由动量定理 qEtmv 由动能定理 电场力做功 2 1 2 Wmv 解得 222 2 E q t W m 同样给分 8 2 设 A B 两点间的电势差为 UAB 则 UAB W q 1 分 UAB m tqE 2 22 2 分 14 8 分 1 液滴带正电 1 分 液滴受力示意图如图所示 1 分 2 设匀强电场的电场强度为E 由图可知 Eq mgtan 1 分 q mg E tan 1 分 3 设液滴运动的速度为 v 由图可知 mg qvBcos v cosqB mg 1 分 设 MN 之间的距离为 d 则 d vt cosqB mgt 1 分 液滴从 M 点运动到 N 电场力做正功 电势能减少 设电势能减少量为 E E Eqdcos 1 分 E mgtan cosqB mgt cos E qB tgm tan 22 1 分 15 9 分 1 设金属杆的加速度大小为 a 则 mgsin mgcos ma 2 分 a 2 0m s2 1 分 2 设金属棒达到 cd 位置时速度大小为 v 电流为 I 金属棒受力平衡 有 mgsin BIL mgcos 1 分 R BLv I 1 分 解得 v 2 0m s 1 分 3 设金属棒从 ab 运动到 cd 的过程中 电阻 R 上产生的热量为 Q 由能量守恒 有 Qmgsmvmgs cos 2 1 sin 2 2 分 解得 Q 0 10J 1 分 F电 f洛 mg 14 题答案图 9 16 10 分 1 设接通 n 个电热器时 实际使用的电热器都能正常工作 此时干路的电流为I 有 5 2 200250 21 RRr UE I 额 A 20A 1 分 电热器的额定电流 A0 5A 200 1000 额 额 额 U P I 1 分 n 5 0 20 额 I I 4 个 1 分 2 设正常工作时干路电流为 I 直流电动机对保温室供热的效率为 250 200 EI IU额 80 3 分 3 设电热器消耗的总电功率最大时的电流为 I1 P热总 I12R热总 1 分 I1 热总 RRRr E 21 1 分 P热总 2 21 热总 RRRr E R热总 P热总 4 21 2 21 2 RRr R RRRr E 热总 热总 当 R热总 r R1 R2时 电热器消耗的总电功率有最大值 1 分 Pm 4 21 2 RRr E 6250W 1 分 17 10 分 1 设线框的 cd 边刚进入磁场时线框导线中的电流为 I1 依据题意 根据牛顿第二定律有 mg B I1l1 5 3mg 1 分 I1 1 5 2 Bl mg 1 分 2 设线框 ab 边刚进入磁场时线框的速度大小为 v1 线框的 cd 边刚离开磁场时速度大小 为 v2 线框的 cd 边刚离磁场时线框导线中的电流为 I2 依据题意 牛顿第二定律有 B I2l1 mg 5 mg 10 I2 1 5 6 Bl mg 1 分 I2 R vBl 21 1 分 v2 2 1 2 5 6 lB Rmg 1 分 2 2 2 1 2 2 lHgvv v1 2 2 2 2 lHgv 1 分 v1 2 1 2 5 1 lB 5036 2 4 1 4222 lHglBgmR 1 分 3 设线框 abcd 穿出磁场的过程中所用时间为t 平均电动势为 E 通过导线的平均电 流为 I 通过导线某一横截面的电荷量为 q 则 E t t lBl 21 1 分 I R E tR lBl 21 1 分 q I t R lBl 21 1 分 18 10 分 1 设带电粒子从 PQ 左边缘进入电场的速度为 v 由 MN 板右边缘飞出的时间为 t 带电 粒子在电场中运动的加速度为 a 则 2 2 1 atd dm qU a 1 分 v l t 则 2 2 2 q U l v d m 1 分 解得 v 2 0 104m s 1 分 2 粒子进入电场时 速度方向改变了解 90 可见粒子在磁场中转了四分之一圆周 设圆形匀强磁场区域的最小半径为 r 粒子运动的轨道半径为 R 则 qvB R v m 2 1 分 05 0 qB mv Rm 1 分 r M N P Q A 18 题答案图 1 o R 11 由图中几何关系可知