2013北京市海淀区物理期末练习.doc

海淀区高三年级第一学期期末练习 物 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131415161718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（ ） A0 B. F C. 3F D. 4F图1n1Rn22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的阻值图200.6i/At/10-2s132-0.63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1.2ABR1两端的电压有效值是6VC通过R2的电流有效值是1.2ADR2两端的电压有效值是6V4图3MNN静电计如图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O图4NxMPQy5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（ ）AM点电势比P点电势高BOM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，电场力做正功氧化锡传感器R0图5VR6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（ ）AU越大，表示越大，与U成正比BU越大，表示越小，与U成反比CU越大，表示越大，但与U无关DU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图6CSLBAS刚闭合后，A灯亮一下又逐渐变暗，B灯逐渐变亮BS刚闭合后，B灯亮一下又逐渐变暗，A灯逐渐变亮CS闭合足够长时间后，A灯泡和B灯泡都一样亮DS闭合足够长时间后再断开， B灯立即熄灭，A灯逐渐熄灭图7xy0L2L3Ladcb-LB8如图7所示，在0x2L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（ ）0ti2t03t0t0A0ti2t03t0t0B0ti2t03t0t0C0ti2t03t0t0D图8图9xByzMNI9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Bk越大，传感器灵敏度（）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越小甲S乙Qqq图1010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=（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，如图乙所示甲SRVAR0Er图111.50.502.500.100.40乙I/A1. 02.00.200.300.50U/V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05，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= 。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。乙SRxVA甲SARxV丙S1RxV12Rp1Rp2S2A图12（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 。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：图13EqAB（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。图14NvEBM14（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。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q=37， N、Q间连接一个电阻R=5.0W，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m=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：qPMR图15QNabBcdq（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0.5W，输电线电阻R1=R2=1W。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：R1R2图16S1S2Sn发电机（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。图17PQMNadcbHl1l217（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Hl2。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；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。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=2.0106C/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。2000t/10-5sUMP/V-200乙1.02.03.04.0图18PQMN甲Av海淀区高三年级第一学期期末练习 物理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12345678910答案DBCBCDDCADABABC二、本题共2小题，共15分。11（7分）（1）B，3分 （2）1.952.0范围均可，2分 0.60.75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=；1分当单刀双掷开关S2接2，闭合开关S1时有， = Rx +RA+Rp2；当单刀双掷开关S2接1，闭合开关S1时有，= RA+Rp2，所以有，Rx=，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=Eq1分F=maa= Eq/m1分s=W=Fs W=3分说明：由动量定理， 由动能定理，电场力做功，解得 同样给分。（2）设A、B两点间的电势差为UAB，则 UAB=W/q1分UAB=2分14（8分）F电f洛mg14题答案图（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 1分（3）设液滴运动的速度为v，由图可知 mg=qvBcosv=1分 设MN之间的距离为d，则 d=vt=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=Eqdcos1分E= mgtancosE= 1分15（9分）（1）设金属杆的加速度大小为a，则mgsinqmmgcosq=ma2分 a=2.0m/s21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 mgsinq=BIL+mmgcosq1分 1分 解得 v=2.0m/s1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2分 解得 Q=0.10J1分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A=20A1分电热器的额定电流 1分n=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：=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=1分P热总=R热总P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=6250W1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=1分 I1=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= I2=1分I2=1分 v2=1分 v1=1分 v1=1分（3）设线框abcd穿出磁场的过程中所用时间为，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=1分I= 1分q= I=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 1分 则 1分解得 v=2.0104m/s1分rMNPQA18题答案图1oR（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= 1分m1分 由图中几何关系可知 r= =0.036m 圆形磁场区域的最小半径r=0