北京市海淀区2005—2006学年度高三年级第一学期期末练习物理试卷一

时间:2019-08-06 11:17:16标签:

北京市海淀区20052006学年度高三年级第一学期期末练习

物 理 试 卷

一、本卷共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,选对但不全的得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.某电场的分布如图1所示,带箭头的实线为电场线,虚线为等势面。ABC三点的电

 

   场强度分别为EAEBEC,电势分别为­­­­B­­C,关于这三点的电场强度和电势

   的关系,以下判断中正确的是                                                                              

       A.E­­AB,­­B=­­C                                                                

       B.>EB,­­>­­B

              C.EA>EB,­­<­­B

       D.EA=EC,­­B=­­C

2.图2所示的电路中,输入电压U恒为12V,灯泡L上标有“6V  12W”字样,电动机线

 

   圈的电阻RM=0.50Ω。若灯泡恰能正常发光,以下说法中正确的是                       

       A.电动机的输入功率为12W

       B.电动机的输出功率为12W

       C.电动机的热功率为2.0W

       D.整个电路消耗的电功率为22W

3.如图3所示,理想变压器的初级线圈接交流电源,次级线圈接阻值为R的负载电阻。

   若与初级线圈连接的电压表V1的示数U1,与次级线圈连接的电压表V2的示数为U2

   且U21,则以下判断中正确的是                                                                        

 

       A.该变压器输入电流与输出电流之比为U12

       B.该变压器输入功率与输出功率之比为U2U1

       C.通过负载电阻R的电流

       D.通过初级线圈的电流

 

4.两根通电的长直导线平行放置,电流分别为I1I2

   电流的方向如图4所示,在与导线垂直的平面上有

   a、bcd四点,其中ab在导线横截面连线的延

   长线上,cd在导线横截面连线的垂直平分线上。

   则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度

   可能为零的是(   

       A.a                   Bb                   Cc                   Dd

 

5.图5是一火警报警电路的示意图。其中R3为用

   半导体热敏材料制成的传感器,这种半导体热敏

   材料的电阻率随温度的升高而增大。值班室的显

   示器为是路中的电流表,电源两极之间接一报警

   器。当传感器R3所在处出现火情时,显示器的电

   流I、报警器两端的电太U的变化情况是       

       A.I变大,U变小    BI变小,U变大

       C.I变小,U变小   DI变大,U变大

6.如图6所示,在沿水平方向的匀强电场中有ab两点,已知ab两点在同一竖直平面但

   在

 

不同的电场线上。一个带电小球在重力和电场力作用下由a点运动到b点,在这一运动

   过程中,以下判断中正确的是                                                                              

       A.该带电小球的动能可能不变

       B.该带电小球运动的轨迹一定是直线

       C.该带电小球做的一定是匀变速运动

       D.该带电小球在a点的速度可能为零

7.如图7所示,一正方形线圈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′观察,线圈沿逆时针方向针转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B,线圈

 

   匝数为n,边长为l,电阻力R,转动的角速度为ω。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.线圈中的感应电流为

       C.穿过线圈的磁通量为0

       D.穿过线圈磁通量的变化率为0

8.如图8所示的电路中,电源电动势为E,内阻r不能忽略。R1R2是两个定值电阻,L

   是一个自感系数较大的线圈。开关S原来是断开的。从闭合开关S到电路中电流达到稳

   定为止的时间内,通过R1的电流I1和通过R2的电流I2的变化情况是                    

 

       A.I1开始较大而后逐渐变小                   

       B.I1开始很小而后逐渐变大

       C.I2开始很小而后逐渐变大                  

       D.I2开始较大而后逐渐变小

9.如图9所示,在绝缘的水平面上方存在着匀

   强电场,水平面上的带电金属块在水平拉力F

 

   作用下沿水平面移动。已知金属块在移动的

   过程中,外力F做功32J,金属块克服电场力

   做功8.0J,金属块克服摩擦力做功16J,则在

   此过程中金属块的        

       A.动能增加8.0J    B.电势能增加24J

 

       C.机械能减少24J D.机械能增加48J

10.如图10(甲)所示,在闭合铁芯上绕着两个线

MP,线圈P与电流表构成闭合回路。若

t1t2这段时间内,观察到通过电流表的电流

方向自上向下(即为由c经电流表至d),则可以

判断出线圈M两端的电势差uab­随时间t的变化

 

情况可能是图10(乙)中的

 

 

 

 

 

 

 

 

二、本题共3小题,共14分。按照要求作图或将正确答案填在题中的横线上。

11.某同学在进行电阻测量时,需要将一块满偏电流为50μA、阻值为800Ω的小量程电流表G改装成量程为3V的电压表,则需要选择一个阻值为         Ω的电阻与这一电流表            (选填“串”、“并”)联。

 

12.在用电压表和电流表测电源的电动势和内电阻的实验中,采用如图11所示的电路。闭合开关后,当滑动变阻器R的滑动触头处于某一位置时,电流表和电压表的读数分别为I1U1;改变滑动变阻器的滑动触头位置后,电流表和电压表的读数分别为I2U2

 

   (1)若忽略电流表和电压表的电阻对实验的影响,

则由测量得到的数据计算电源的电动势E

表达式为E=          ,计算电源内阻r

表达式为r=           

   (2)若考虑到电流表和电压表自身电阻对测量结

果的影响,所得到的电源电动势E的测量值与

真实值相比较,是偏大还是偏小?

答:                        

13.有一个纯电阻用电器,其电阻约为20Ω,试设计一个能较精确地测量该用电器电阻的电路,要求使该用电器两端的电压变化范围尽可能地大。可选用的器材有:

    电源:电动势为8V,内电阻为1.0Ω

    电流表:量程0.6A,内阻RA0.50Ω;

    电压表:量程10V,内阻RV10kΩ;

    滑动变阻器:最大电阻值为5.0Ω;

    开关一个、导线若干。

   (1)在右边的方框内画出实验电路图。

   (2)用该电路可以使用电器两端的电压变化范围约为         V

   (3)若实验中在用电器正常工作的状态下电流表的示数为I,电压表的示数U,考虑到电表内阻引起的系统误差,则用测量量及电表内阻计算用电器电阻值的表达式

         

三、本题包括7小题,共56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。

14.(7分)如图12所示,在虚线MN的上方存在磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直纸面向内,质子和α粒子以相同的速度v0MN上的O点以垂直MN且垂直于磁场的方向射入匀强磁场中,再分别从MNAB两点离开磁场。已知质子的质量为m,电荷为e,α粒子的质量为4m,电荷为2e。忽略带电粒子的重力及质子和α粒子间的相互作用。求:

 

    (1AB两点间的距离。

2)α粒子在磁场中运动的时间。

 

15.(7分)两根平行光滑金属导轨MNPQ水平放置,其间距为0.60m,磁感应强度为0.50T的匀强磁场垂直轨道平面向下,两导轨之间连接的电阻R=5.0Ω,在导轨上有一电阻为1.0Ω的金属棒ab,金属棒与导轨垂直,如图13所示。在ab棒上施加水平拉力F使其以10m/s的水平速度向右匀速运动。设金属导轨足够长。求:

 

1)金属棒ab两端的电压。

2)拉力F的大小。

3)电阻R上消耗的电功率。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16.(8分)如图14所示,在倾角θ=37°的绝缘面所在空间存在着竖直向上的匀强电场,场强E=4.0×103N/C,在斜面底端有一与斜面垂直的绝缘弹性挡板。质量m=0.20kg的带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下,滑到斜面底端与挡板相碰后以碰前的速率返回。已知斜面的高度h=0.24m,滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.30,滑块带电荷q=5.0×104C。取重力加速度g=10m/s2sin37°=0.60, cos37°=0.80.求:

   (1)滑块从斜面最高点滑到斜面底端时的速度大小。

   (2)滑块被挡板弹回能够沿斜面上升的最大高度。

 

   (3)滑块从开始运动到停下来的整个过程中产生的热量Q。(计算结果保留2位有效数字)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17.(8分)如图15(甲)所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数n=100匝,电阻r=1.0Ω,所围成矩形的面积S=0.040m2,小灯泡的电阻R=9.0Ω,磁场的磁感应强度随按如图15(乙)怕示的规律变化,线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为

 

    ,其中Bm为磁感应强度的最大值,T为磁场变化的周期。不计灯丝电阻随温度的变化,求:

   (1)线圈中产生感应电动势的最大值。

   (2)小灯泡消耗的电功率。

   (3)在磁感强度变化的0~的时间内,

 

通过小灯泡的电荷量。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18.(8分)在水平面上平行放置着两根长度均为L的金属导轨MNPQ,导轨间距为d,导轨和电路的连接如图16所示。在导轨的MP端放置着一根金属棒,与导舅垂直且接触良好。空间中存在竖直向上方向的匀强磁场,磁感应强度为B。将开关S1闭合,S2断开,电压表和电流表的示数分别为U1I1,金属棒仍处于静止状态;再将开关S2闭合,电压表和电流表的示数分别为U2I2,金属棒在导轨上由静止开始运动,运动过程中金属棒始终与导轨垂直。设金属棒的质量为m,金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ。忽略导轨的电阻以及金属棒运动过程中产生的感应电动势,重力加速度为g。求:

1)金属棒到达NQ端时的速度大小。

2)金属棒在导轨上运动的过程中,电流在金属棒中产生的热量。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


19.(9分)如图17(甲)所示,长为l、相距为d的两块正对的平行金属板ABCD与一电源相连(图中未画出电源),BD为两板的右端点。两板间电压的变化如图17(乙)所示。在金属板BD端的右侧有一与金属板垂直的荧光屏MN,荧光屏距BD端的距离为l。质量为m、电荷量为 e的电子以相同的初速度v0从极板左边中央沿平行极板的直线OO′连续不断地射入。已知所有的电子均能够从金属板间射出,且每个电子在电场中运动的时间与电压变化的周期相等。忽略极板边缘处电场的影响,不计电子的重力以及电子之间的相互作用。求:

   (1t=0t=T/2时刻进入两板间的电子到达金属板BD端界面时偏离OO′的距离之比。

 

   (2)两板间电压U0的最大值。

   (3)电子在荧光屏上分布的最大范围。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

20.(9分)如图18所示,在空间存在这样一个磁场区域,以MN为界,上部分的均强磁场的磁感应强度为B1,下部分的匀强磁场的磁感应强度为B2B1=2B2=2B0,方向均垂直纸面向内,且磁场区域足够大。在距离界线为hP点有一带负电荷的离子处于静止状态,某时刻该离子分解成为带电荷的粒子A和不带电的粒子B,粒子A质量为m、带电荷q,以平行于界线MN的速度向右运动,经过界线MN时的速度方向与界线成60°角,进入下部分磁场。当粒子B沿与界线平行的直线到达位置Q点时,恰好又与粒子A相遇。不计粒子的重力。

   (1PQ两点间距离。

   (2)粒子B的质量。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

参考答案

 

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,选对但不全的得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.B  2AC  3CD  4AB  5D  6CD  7BC  8AC  9A  10CD

二、本题共3小题,共14分。按照要求作图或把答案填在题中的横线上。

 

11.5.95×104;(2分) 串。(1分)

12.(1;(2分) ;(2分)(2)偏小。(1分)

13.(1)如答图1;(2分)  20~6.4;(2分)

   (3。(2分)

三、本大题包括7小题,共56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,有数值计算的题的答案必须明确写出数值和单位。

14.(7分)

解:(1)质子进入磁场做半径为R1的匀速圆周运动,洛仑滋力提供向心力,根据牛顿第二定律,…………………………(2分)

       质子离开磁场时到达A点,OA间的距离.………………(1分)

       同理,α粒子在磁场中做圆周运动的半径为,α粒子离开磁场时到达B点,

       O、B间的距离,则AB两点间的距离.…(2分)

   (2)α粒子在匀强磁场中运动周期为

       则α粒子在磁场中运动的时间为…………………………(2分)

15.(7分)解:(1)根据电磁感应定律,金属棒ab上产生的感应电动势为

      ……………………………………(1分)

       根据闭合电路欧姆定律,通过R的电流……………………(1分)

       金属棒两端的电压U=EIr=2.5V.………………………………………………(1分)

   (2)由于ab杆做匀速运动,拉力和磁场对电流的安培力大小相等,即

       …………………………………………………………(2分)

   (3)根据焦耳定律,电阻R上消耗的电功率P=I2R=1.25W.…………………(2分)

16.(8分)解:(1)滑块沿斜面滑下的过程中,受到的滑动摩擦力

       设到达斜面底端时的速度为,根据动能定理

      ,…………………………(2分)

       解得………………………………………………(1分)

   (2)滑块第一次与挡板碰撞后沿斜面返回上升的高度最大,设此高度为,根据动能定理, ,…………………………(2分)

       代入数据解得……………………………………(1分)

   (3)滑块最终将静止在斜面底端,因此重力势能和电势能和减少等于克服摩擦力做的功,

          即等于产生的热能,……………………(2分)

17.(8分)解:(1)因为线圈中产生的感应电流变化的周期与磁场变化的周期相同,所以由图象可知,线圈中产生交变电流的周期为T=3.14×102s.

       所以线圈中感应电动势的最大值为……………………(2分)

   (2)根据欧姆定律,电路中电流的最大值为

       通过小灯泡电流的有效值为,…………………………(1分)

       小灯泡消耗的电功率为P=I2R=2.88W………………………………………………(2分)

   (3)在磁感应强度变化的1~1/4周期内,线圈中感应电动势的平均值

       通过灯泡的平均电流……………………………………(1分)

       通过灯泡的电荷量………………………………(2分)

18.(8分)解:(1)当通过金属棒的电流为I2时,金属棒在导轨上做匀加速运动,设加速度为a,根据牛顿第二定律,………………………………(1分)

       设金属棒到达NQ端时的速率为,根据运动学公式,,……………(1分)

       由以上两式解得:……………………………………(2分)

   (2)当金属棒静止不动时,金属棒的电阻,设金属棒在导轨上运动的时间为t

       电流在金属棒中产生的热量为Q,根据焦耳定律,Q=I,…………………(2分)

       根据运动学公式,,将(1)的结果代入,争得

………(2分)

19.(9分)解:(1t=0时刻进入两板间的电子先沿OO′方向做匀速运动,即有

       而后在电场力作用下做类平抛运动,在垂直于OO′方向做匀加速运动,设到达BD

端界面时偏离OO′的距离为y1,则.………………(2分)

       t=T/2时刻进入两板间的电子先在T/2时间内做抛物线运动到达金属板的中央,而后做匀速直线运动到达金属板BD端界面。设电子到达金属板的中央时偏离OO′的距离为y2,将此时电子的速度分解为沿OO′方向的分量与沿电场方向的分量,并设此时刻电子的速度方向与OO′的夹角为θ,电子沿直线到达金属板BD端界面时偏离OO′的距离为,则有

解得……………………………………………………(1分)

因此,。…………………………………………………(1分)

2)在t=(2n+1) T/2(n=0, 1,2……)时刻进入两板间的电子在离开金属板时偏离OO′的距离最大,因此为使所有进入金属板间的电子都能够飞出金属板,应满足的条件为,解得板间电太的最大值。…………………………………………(2分)

3)设)时刻进入两板间的电子到达荧光屏上的位置与O′点的距离为Y1t=(2n+1)T/2(n=0,1,2……)时刻进入两板间的电子到达荧光屏上的位置与O′点的距离为,电子到达荧光屏上分布在范围内. 当满足的条件时,△Y为最大。根据题中金属板和荧光屏之间的几何关系,得到

……………………………………………………(1分)

因此电子在荧光屏上分布的最大范畴为………(2分)

20.(9分)

解:(1)粒子A在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛仑滋力提供向心力,设粒子A的速度为v0­,在MN上方运动半径为R1,运动周期为T1,根据牛顿第二定律和圆周运动公式,

解得 ………………………………(2分)

同理,粒子AMN下方运动半径R2和周期T2分别为:

粒子AP点运动到MN边界时与MN的夹角为60°,如答图2所示,则有

R1h=R1cos60°  得到:R1=2hR2=4h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


PQ间的距离为d=2R2sin60°-2R1sin60°=2h。………………………………(3分)

   (2)粒子AP点到Q点所用时间为

       ,………………………………(1分)

    设粒子B的质量为M,从P点到Q点速度为v

,……………………………………………………(1分)

根据动量守恒定律…………(2分)

 

 

 

 

 

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