北京市海淀区2011届高三物理上学期期末考试

用心 爱心 专心 1 海淀区高三第一学期期末练习物理海淀区高三第一学期期末练习物理 说明 本试卷共 8 页 共 100 分 考试时间 90 分钟 三 题号一二 1617181920 总分 分数 一 本题共 12 小题 每小题 3 分 共 36 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 把你认为正确答案的代表字母填写在题后的括号内 1 某电场的电场线分布如图 1 所示 电场中有 A B 两点 则以下判断正确的是 A A 点的场强大于 B 点的场强 B 点的电势高于 A 点的电势 B 若将一个电荷由 A 点移到 B 点 电荷克服电场力做功 则该电荷一定 为负电荷 C 一个负电荷处于 A 点的电势能大于它处于 B 点的电势能 D 若将一个正电荷由 A 点释放 该电荷将在电场中做加速度减小的加速 运动 2 如图 2 所示 矩形导线框 abcd 与无限长通电直导线 MN 在同一平 面内 直导线中的电流方向由 M 到 N 导线框的 ab 边与直导线平行 若 直导线中的电流增大 导线框中将产生感应电流 导线框会受到安培力的 作用 则以下关于导线框受到的安培力的判断正确的是 A 导线框有两条边所受安培力的方向相同 B 导线框有两条边所受安培力的大小相同 C 导线框所受的安培力的合力向左 D 导线框所受的安培力的合力向右 3 在图 3 所示的电路中 电源电动势为 E 电源内阻为 r 闭 合开关 S 待电流达到稳定后 将滑动变阻器的滑动触头 P 从图示 位置向 a 端移动一些 待电流再次达到稳定后 则与 P 移动前相比 A 电流表示数变小 电压表示数变大 B 小灯泡 L 变亮 C 电容器 C 的电荷量减小 D 电源的总功率变大 4 如图 4 所示 将一个半径为 r 的不带电的金属球放在绝缘支架上 金属球的右侧放置一个电荷量为 Q 的带正电的点电荷 点电荷到金属 球表面的最近距离也为 r 由于静电感应在金属球上产生感应电荷 设 静电力常量为 k 则关于金属球内的电场以及感应电荷的分布情况 以 下说法中正确的是 A 电荷 Q 与感应电荷在金属球内任意位置激发的电场场强都是等大且反向的 B 感应电荷在金属球球心处激发的电场场强 方向向右 2 2r Q kE 图 1 Qr r 图 4 图 2 M N b d c a 左右 图 3 C P E r S R L A V a b 用心 爱心 专心 2 C 感应电荷全部分布在金属球的表面上 D 金属球右侧表面的电势高于左侧表面 5 在图 5 所示电路中 电源电动势为 12V 电源内阻为 l 0 电路中的电阻 R0为 1 5 小型直流电动机 M 的内阻为 0 5 闭合 开关 S 后 电动机转动 电流表的示数为 2 0A 则以下判断中正确 的是 A 电动机的输出功率为 14W B 电动机两端的电压为 7 0V C 电动机产生的热功率 4 0W D 电源输出的电功率为 24W 6 在我们生活的地球周围 每时每刻都会有大量的由带电粒子组成的宇宙射线向地球 射来 地球磁场可以有效地改变这些宇宙射线中大多数带电粒子 的运动方向 使它们不能到达地面 这对地球上的生命有十分重 要的意义 图 6 所示为地磁场的示意图 现有一束宇宙射线在赤 道上方沿垂直于地磁场方向射向地球 在地磁场的作用下 射线 方向发生改变的情况是 A 若这束射线是由带正电荷的粒子组成 它将向南偏移 B 若这束射线是由带正电荷的粒子组成 它将向北偏移 C 若这束射线是由带负电荷的粒子组成 它将向东偏移 D 若这束射线是由带负电荷的粒子组成 它将向西偏移 7 如图 7 所示 矩形导体线圈 abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴 OO 匀速 转动 沿着 OO 方向观察 线圈沿逆时针方向转动 已知匀强磁场的磁感强度为 B 线圈匝 数为 n ab 边的边长为 l1 ad 边的边长为 l2 线圈电阻为 R 转动的 角速度为 则当线圈转至图示位置时 A 线圈中感应电流的方向为 abcda B 线圈中的感应电动势为 2 2nBl C 穿过线圈磁通量随时间的变化率最大 D 线圈 ad 边所受安培力的大小为 R llBn 2 21 22 8 两只相同的白炽灯 L1和 L2 分别与电容器 C 和电感线圈 L 串联 接在如图 8 所示的 电路中 将 a b 接在电压最大值为 Um 频率为 f 的正弦交流电源 E1两极之间时 两只灯泡都发光 且亮度相同 若更换一个新的正 弦交流电源 E2后 灯 L2的亮度高于灯 L1的亮度 则新电源 E2的电 压最大值和频率可能是 A 最大值仍为 Um 而频率大于 f B 最大值仍为 Um 而频率小于 f C 最大值大于 Um 而频率仍为 f D 最大值小于 Um 而频率仍为 f 9 如图 9 所示 有一台交流发电机 E 通过 理想升压变压器 T1和理想降压变压器 T2向远处用 户供电 输电线的总电阻为 R T1的输入电压和输 入功率分别为 U1和 P1 它的输出电压和输出功率 宇宙射线 N S 图 6 图 5 A R0 电动机 M S 图 8 L1 L2 a b L C U1 图 9 P1 R E U3U2U4 P2P3P4 用户 T1T2 O 图 7 a b cd B O 用心 爱心 专心 3 分别为 U2和 P2 T2的输入电压和输入功率分别为 U3和 P3 它的输出电压和输出功率分别为 U4和 P4 设 T1的输入电压 U1一定 当用户消耗的电功率变大时 有 A U2减小 U4变大 B U2不变 U3变小 C P1变小 P2变小 D P2变大 P3变大 10 在水平桌面上 一个圆形金属框置于匀强磁场中 线框平面与磁场垂直 圆形金属框与一个水平的平行金属 导轨相连接 导轨上放置一根导体棒 ab 导体棒与导轨接 触良好 导体棒处于另一匀强磁场中 该磁场的磁感应强 度恒为 B2 方向垂直导轨平面向下 如图 10 甲所示 圆 形金属框内的磁场磁感应强度 B1随时间 t 的变化关系如图 10 乙所示 0 1 0s 内磁场方向垂直线框平面向下 若导 体棒始终保持静止 并设向右为静摩擦力的正方向 则导 体棒所受的静摩擦力 f 随时间变化的图象是图 11 中的 11 如图 12 所示 绝缘轻杆两端固定带电小球 A 和 B 轻杆处 于水平向右的匀强电场中 不考虑两球之间的相互作用 初始时轻 杆与电场线垂直 如图中实线位置 将杆向右平移的同时顺时针转 过 90 如图中虚线位置 发现 A B 两球电势能之和不变 根据图 中给出的位置关系 可判断下列说法中正确的是 A A 球一定带正电荷 B 球一定带负电荷 B A B 两球带电量的绝对值之比 qA qB 1 2 C A 球电势能一定增加 D 电场力对 A 球和 B 球都不做功 12 光滑平行金属导轨 M N 水平放置 导轨上放置着一根与导轨垂直的导体棒 PQ 导 轨左端与由电容为 C 的电容器 单刀双掷开关和电动势为 E 的 电源组成的电路相连接 如图 13 所示 在导轨所在的空间存在 方向垂直于导轨平面的匀强磁场 图中未画出 先将开关接在 位置 a 使电容器充电并达到稳定后 再将开关拨到位置 b 导 体棒将会在磁场的作用下开始向右运动 设导轨足够长 则以 下说法中正确的是 A 空间存在的磁场方向竖直向下 B 导体棒向右做匀加速运动 ab E C 图 13 M N P Q 图 11 1 2 3 4 5 6t s 0 f D f C 1 2 3 4 5 6 t s 0 1 2 3 4 5 6 t s 0 f A 1 2 3 4 5 6t s 0 f B B2B1 甲 a b 12345 6 t s 0 B1 乙 图 10 图 12 LL A A B B E 用心 爱心 专心 4 C 当导体棒向右运动的速度达到最大时 电容器的电荷量为零 D 导体棒运动的过程中 通过导体棒的电荷量 Q CE 二 本题共 3 小题 共 14 分 把答案填在题中的横线上或将正确的选项填入题后的括 号内 13 4 分 多用电表是实验室和生产实际中常用的测 量仪器 使用多用电表测某段导体的电阻 1 主要的操作过程分以下三个步骤 请填写第 步操作 将红 黑表笔分别插入多用电表的 插孔 选择电阻档 10 把红 黑表笔分别与导体的两端相接 读取导体 的电阻 2 采用上述的操作步骤后 多用表的示数如图 14 所示 则该段导体的电阻测量值为 14 5 分 有一个电阻 Rx 其阻值大约为 20 现要更精确地测量其电阻 手边现有器 材如下 A 电源 E 电动势 12 0V 内阻为 0 5 B 电压表 0 3 15V 内阻大于 3k C 电流表 0 0 6 3A 内阻小于 1 D 滑动变阻器 R1 0 10 2 0A E 滑动变阻器 R2 0 1700 0 3A F 开关 S 和导线若干 1 滑动变阻器应选用 填写器材代号 连 接电路时 电压表的量程应选 V 电流表的量程应选 A 2 请在右边方框中画出实验电路图 15 5分 某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换 时发现 里面除了一节1 5V的干电池外 还有一个方形的电池 层 叠电池 为了测定该电池的电动势和内电阻 实验室中提供如下器 材 A 电流表A1 满偏电流10mA 内阻10 B 电流表A2 0 0 6 3A 内阻未知 C 滑动变阻器R0 0 100 1A D 定值电阻R 阻值990 E 开关与导线若干 1 该同学根据现有的实验器材 设计了如图 15 所示的电路 请你按照电路图在图 16 上完成实物连线 图 15 A2 A1 S E R R0 图 14 用心 爱心 专心 5 2 图17为该同学根据上述设计的实验电路测出多组数据并绘出的I1 I2图线 I1为电流 表A1的示数 I2为电流表A2的示数 则由图线可以得到被测电池的电动势E V 内阻r 保留两位有效数字 三 本题包括 5 小题 共 50 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 16 8 分 在水平放置的两块金属板 AB 上加上不同电压 可以使从炽热的灯丝释放的 电子以不同速度沿直线穿过 B 板中心的小孔 O 进入宽度为 L 的匀强磁场区域 匀强磁场区域 的磁感应强度为 B 方向垂直纸面向里 若在 A B 两板间加上电压 U0时 电子不能穿过磁 场区域而打在 B 板延长线上的 P 点 如图 18 所示 已知电子的质量为 m 电荷量为 e 并设 电子离开 A 板时的初速度为零 1 在 A B 两板间加上电压 U0时 求电子穿 过小孔 O 的速度大小 v0 2 求 P 点距小孔 O 的距离 x 3 若改变 A B 两板间的电压 使电子穿过 磁场区域并从边界 MN 上的 Q 点射出 且从 Q 点穿 出时速度方向偏离原来的方向的角度为 则 A B 两板间电压 U 为多大 17 10 分 如图 19 甲所示 在一个正 方形金属线圈区域内 存在着磁感应强度 B 随时间变化的匀强磁场 磁场的方向与线圈 平面垂直 金属线圈所围的面积 S 200cm2 匝数 n 1000 线圈电阻 r 1 0 线圈与电阻 R 构成闭合回路 电阻的阻值 R 4 0 匀强 磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图 19 乙所示 求 1 在 t 2 0s 时刻 穿过线圈的磁通量和通过电阻 R 的感应电流的大小 2 在 t 2 0s 时刻 电阻 R 消耗的电功率 3 0 6 0s 内整个闭合电路中产生的热量 B 甲 R 乙 B T t s0 0 4 2 0 0 2 4 06 08 0 图 19 I1 mA I2 A 00 10 20 30 40 5 2 0 4 0 6 0 8 0 10 0 图 17 图 16 S A1 A2 R0 R v0 v P A B O 图 18 L B MN Q 用心 爱心 专心 6 18 10 分 静电喷漆技术具有效率高 浪费少 质量好 有利于工人健康等优点 其 装置示意图如图 20 所示 A B 为两块平行金属板 间距 d 0 30m 两板间有方向由 B 指向 A 电场强度 E 1 0 103N C 的匀强电场 在 A 板的中央放置一个安全接 地的静电油漆喷枪 P 油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向 均匀地喷出带电油漆微粒 油漆微粒的质量 m 2 0 10 15kg 电荷量为 q 2 0 10 16C 喷出的初速 度 v0 2 0 m s 油漆微粒最后都落在金属板 B 上 微粒的 重力和所受空气阻力以及带电微粒之间的相互作用力均可忽 略 试求 1 微粒落在 B 板上的动能 2 微粒从离开喷枪后到达 B 板所需的最短时间 3 微粒最后落在 B 板上所形成的图形及面积的大小 19 10 分 在真空中水平放置充电的平行板电容器 两极板间 有一个带电油滴 电容器两板间距为 d 如图 21 所示 当平行板电 容器的电压为 U0时 油滴保持静止状态 当给电容器突然继续充电 使其电压增加 U1 油滴开始向上运动 经时间 t 后 电容器突然 放电使其电压减少 U2 又经过时间 t 油滴恰好回到原来位置 假 设油滴在运动过程中没有失去电荷 充电和放电的过程均很短 这 段时间内油滴的位移可忽略不计 重力加速度为 g 试求 1 带电油滴所带电荷量与质量之比 2 第一个 t 与第二个 t 油滴加速度大小之比 3 U1与 U2之比 20 12 分 磁悬浮列车是一种高速运载工具 它具有两个重要系统 一是悬浮系统 利用磁力 可由超导电磁铁提供 使车体在导轨上悬浮起来与轨道脱离接触从而减小阻力 另一是驱动系统 即利用磁场与固定在车体下部的感应金属框相互作用 使车体获得牵引力 图 22 是实验列车驱动系统的原理示意图 在水平面上有两根很长的平行轨道 PQ 和 MN 轨 道间有垂直轨道平面的匀强磁场 B1和 B2 且 B1和 B2的方向相反 大小相等 即 B1 B2 B 在列车的底部固定着绕有 N 匝相同的闭合矩形金属线圈 并且与之绝缘 整个线圈的总电阻 为 R 每个矩形金属线圈 abcd 垂直轨 道的边长 Lab L 且两磁场的宽度均与 金属线圈 ad 的边长相同 列车的车厢 在图中未画出 当两磁场 Bl和 B2同 时沿导轨方向向右运动时 金属框也 会受到向右的磁场力 带动列车沿导 轨运动 已知列车车厢及线圈的总质 量为 M 整个线圈的电阻为 R 1 假设用两磁场同时水平向右以速度 v0作匀速运动来起动列车 为使列车能随磁场运 动 列车所受总的阻力大小应满足的条件 2 设列车所受阻力大小恒为 f 假如使列车水平向右以速度 v 做匀速运动 求维持列 车运动外界在单位时间内需提供的总能量 3 设列车所受阻力大小恒为 f 假如用两磁场由静止沿水平向右做匀加速运动来起动 图 20 B P d E A 图 21 带电油滴 图 22 B1B1 B1B1B2 B2B2 P M Q N a b d c v 用心 爱心 专心 7 列车 当两磁场运动的时间为 t1时 列车也正在以速度 v1向右做匀加速直线运动 求两磁场 开始运动后到列车开始起动所需要的时间 t0 海淀区高三年级第一学期期末练习 物理参考答案 2011 01 一 本题共 12 小题 每小题 3 分 共 36 分 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123456789101112 答案ACBDAACBDCDBBDDBAD 二 本题共 3 小题 共 14 分 13 1 将红 黑表笔短接 调整调零旋钮调零 2 分 2 80 2 分 14 1 R1 1 分 0 15 1 分 0 0 6 1 分 2 电路图如答图 1 2 分 15 1 实物连接如答图 2 2 分 2 9 1 0 1 10 3 分 答对 1 个空得 2 分 三 本题共 5 小题 共 50 分 16 8 分 解 1 电子在 AB 板间电场中加速时 由动能定理得 2 00 2 1 mveU 解得 3 分 m eU v 0 0 2 2 电子进入磁场区域做匀速圆周运动 由牛顿 第二定律可得 0 2 0 0 r v mBev 解得 2 分 e mU B r 0 0 21 所以 1 分 e mU B rx 0 0 22 2 3 若在 A B 两板间加上电压 U 时 电子在 AB 板间加速后穿过 B 板进入磁场区域做圆 周运动 并从边界 MN 上的 Q 点穿出 由动能定理可得 2 2 1 mveU 由牛顿第二定律可得 r v mevB 2 且由几何关系可知 Lr sin 答图 2 S A1 A2 R0 R V Rx R1 A 答图 1 用心 爱心 专心 8 所以 2 分 2 22 sin2m LeB U 17 10 分 解 1 根据法拉第电磁感应定律 0 4 0s 时间内线圈中磁通量均匀变化 产生恒定 的感应电流 t1 2 0s 时的感应电动势 2 分 1 04 1 1 t SBB n t nE 根据闭合电路欧姆定律 闭合回路中的感应电流 1 分 rR E I 1 1 解得 I1 0 2A 1 分 2 由图象可知 在 4 0s 6 0s 时间内 线圈中产生的感应电动势 2 46 2 2 2 t n t nE 根据闭合电路欧姆定律 t2 5 0s 时闭合回路中的感应电流 0 8A rR E I 2 2 电阻消耗的电功率 P2 I22R 2 56W 2 分 3 根据焦耳定律 0 4 0s 内闭合电路中产生的热量 Q1 I12 r R t1 0 8 J 1 分 4 0 6 0s 内闭合电路中产生的热量 Q2 I22 r R t2 6 4 J 2 分 0 6 0s 内闭合电路中产生的热量 Q Q1 Q2 7 2J 1 分 18 10 分 解 1 据动能定理 电场力对每个微粒做功 微粒打在 B 板上qEdEEW k0kt 时的动能 2 分 2 0k0kt 2 1 mvqEdEWE 代入数据解得 J 1 分 14 kt 104 6 E 2 微粒初速度方向垂直于极板时 到达 B 板时间最短 到达 B 板时速度为 vt 有 2 tkt 2 1 mvE 可得 vt 8 0m s 由于微粒在两极板间做匀变速运动 即 2 分 2 t0 vv t d 可解得 t 0 06s 1 分 3 由于喷枪喷出的油漆微粒是向各个方向 因此微粒落在 B 板上所形成的图形是圆 形 对于喷枪沿垂直电场方向喷出的油漆微粒 在电场中做抛物线运动 根据牛顿第二定律 油漆颗粒沿电场方向运动的加速度 m Eq a 用心 爱心 专心 9 运动的位移 2 1 2 1 atd 油漆颗粒沿垂直于电场方向做匀速运动 运动的位移即为落在 B 板上圆周的半径 2 分 10t vR 微粒最后落在 B 板上所形成的圆面积 S R2 联立以上各式 得 qE mdv S 2 0 2 代入数据解得 S 7 5 10 2m2 2 分 19 10 分 解 1 油滴静止时 2 分 d U qmg 0 则 1 分 0 U dg m q 2 设第一个 t 内油滴的位移为 x1 加速度为 a1 第二个 t 内油滴的位移为 x2 加速 度为 a2 则 1 分 2 11 2 1 tax 2 212 2 1 tatvx 且 v1 a1 t x2 x1 1 分 解得 a1 a2 1 3 1 分 3 油滴向上加速运动时 即 1 分 1 10 mamg