2014北京海淀區(qū)高三期末物理試題.doc

教育是一項(xiàng)良心工程 海淀區(qū)高三年級(jí)第一學(xué)期期末練習(xí) 物 理 2014.1說(shuō)明：本試卷共8頁(yè)，共100分?？荚嚂r(shí)長(zhǎng)90分鐘?？忌鷦?wù)必將答案寫(xiě)在答題紙上，在試卷上作答無(wú)效?？荚嚱Y(jié)束后，將本試卷和答題紙一并交回。題號(hào)一二三總分131415161718分?jǐn)?shù)一、本題共10小題，每小題3分，共30分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的。全部選對(duì)的得3分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分。把你認(rèn)為正確的答案填涂在答題紙上。 1在物理學(xué)中常用比值法定義物理量。下列說(shuō)法中正確的是A用E=定義電場(chǎng)強(qiáng)度 B用定義磁感應(yīng)強(qiáng)度C用定義電容器的電容 D用R=定義導(dǎo)體的電阻 圖1NMQ2如圖1所示，圖中以點(diǎn)電荷Q為圓心的虛線同心圓是該點(diǎn)電荷電場(chǎng)中球形等勢(shì)面的橫截面圖。一個(gè)帶正電的粒子經(jīng)過(guò)該電場(chǎng)，它的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示，M和N是軌跡上的兩點(diǎn)。不計(jì)帶電粒子受到的重力，由此可以判斷A此粒子在M點(diǎn)的加速度小于在N點(diǎn)的加速度B此粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能C此粒子在M點(diǎn)的動(dòng)能小于在N點(diǎn)的動(dòng)能圖2ABC+金屬箔D電場(chǎng)中M點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)的電勢(shì)3如圖2所示，取一對(duì)用絕緣柱支撐的導(dǎo)體A和B，使它們彼此接觸，起初它們不帶電，分別貼在導(dǎo)體A、B下部的金屬箔均是閉合的。下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述中正確的是A把帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A穩(wěn)定后，A、B下部的金屬箔都會(huì)張開(kāi)B把帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A穩(wěn)定后，只有A下部的金屬箔張開(kāi)C把帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A后，再把B向右移動(dòng)稍許使其與A分開(kāi)，穩(wěn)定后A、B下部的金屬箔都還是張開(kāi)的D把帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A后，再把B向右移動(dòng)稍許使其與A分開(kāi)，穩(wěn)定后A、B下部的金屬箔都閉合圖3ASLEB4如圖3所示電路中，燈泡A、B的規(guī)格相同，電感線圈L的自感系數(shù)足夠大且電阻可忽略。下列關(guān)于此電路的說(shuō)法中正確的是 AS閉合后的瞬間，A、B同時(shí)亮，然后A變暗最后熄滅BS閉合后的瞬間，B先亮，A逐漸變亮，最后A、B一樣亮CS斷開(kāi)后的瞬間，A立即熄滅，B逐漸變暗最后熄滅DS斷開(kāi)后的瞬間，B立即熄滅，A閃亮一下后熄滅 圖4MSErL5如圖4所示電路，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，小型直流電動(dòng)機(jī)M和指示燈L都恰能正常工作。已知指示燈L的電阻為R0，額定電流為I，電動(dòng)機(jī)M的線圈電阻為R，則下列說(shuō)法中正確的是 A電動(dòng)機(jī)的額定電壓為IR B電動(dòng)機(jī)的輸出功率為IE-I2R C電源的輸出功率為IE-I2r D整個(gè)電路的熱功率為I2（R0 +R + r） R0A1V1V2R1R2S圖5A26圖5是通過(guò)變壓器降壓給用戶供電的示意圖。變壓器輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓，負(fù)載變化時(shí)輸入電壓不會(huì)有大的波動(dòng)。輸出電壓通過(guò)輸電線輸送給用戶，輸電線的電阻用R0表示，開(kāi)關(guān)S閉合后，相當(dāng)于接入電路中工作的用電器增加。如果變壓器上的能量損失可以忽略，則關(guān)于開(kāi)關(guān)S閉合后，以下說(shuō)法正確的是A電表V1示數(shù)不變，V2示數(shù)減小B電表A1、A2示數(shù)均增大C原線圈輸入功率減小D電阻R1兩端的電壓減小圖6Ai1234t/s0iBt/s12340i1234t/s0i1234t/s0甲B1234t/s0Bi丙7在空間存在著豎直向上的各處均勻的磁場(chǎng)，將一個(gè)不變形的單匝金屬圓線圈放入磁場(chǎng)中，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流方向如圖6甲所示的方向?yàn)檎．?dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖6乙所示時(shí)，圖6丙中能正確表示線圈中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖線是 乙DC圖7yvOxz8在圖7所示的空間直角坐標(biāo)系所在的區(qū)域內(nèi)，同時(shí)存在勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B。已知從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向射入的質(zhì)子，穿過(guò)此區(qū)域時(shí)未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則可以判斷此區(qū)域中E和B的方向可能是 AE和B都沿y軸的負(fù)方向BE和B都沿x軸的正方向CE沿y軸正方向，B沿z軸負(fù)方向DE沿z軸正方向，B沿y軸負(fù)方向圖8Rv0ab9如圖8所示，固定在水平面上的光滑平行金屬導(dǎo)軌，間距為L(zhǎng)，右端接有阻值為R的電阻，空間存在在方向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ab與固定彈簧相連，放在導(dǎo)軌上。初始時(shí)刻，彈簧恰處于自然長(zhǎng)度。給導(dǎo)體棒水平向右的初速度v0，導(dǎo)體棒開(kāi)始沿導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在此過(guò)程中，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。已知導(dǎo)體棒的電阻r與定值電阻R的阻值相等，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，則下列說(shuō)法中正確的是A導(dǎo)體棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的初始時(shí)刻受到的安培力向左B導(dǎo)體棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的初始時(shí)刻導(dǎo)體棒兩端的電壓U=BLv0C導(dǎo)體棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后速度第一次為零時(shí)，系統(tǒng)的彈性勢(shì)能Ep=mD金屬棒最終會(huì)停在初始位置，在金屬棒整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q=mRN圖9BQPOMS10圖9所示為某種質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。此質(zhì)譜儀由以下幾部分構(gòu)成：粒子源N；P、Q間的加速電場(chǎng)；靜電分析器，即中心線半徑為R的四分之一圓形通道，通道內(nèi)有均勻輻射電場(chǎng)，方向沿徑向指向圓心O，且與圓心O等距的各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等；磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向外；膠片M。由粒子源發(fā)出的不同帶電粒子，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入靜電分析器，某些粒子能沿中心線通過(guò)靜電分析器并經(jīng)小孔S垂直磁場(chǎng)邊界進(jìn)入磁場(chǎng)，最終打到膠片上的某點(diǎn)。粒子從粒子源發(fā)出時(shí)的初速度不同，不計(jì)粒子所受重力。下列說(shuō)法中正確的是A從小孔S進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子速度大小一定相等B從小孔S進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子動(dòng)能一定相等C打到膠片上同一點(diǎn)的粒子速度大小一定相等D打到膠片上位置距離O點(diǎn)越遠(yuǎn)的粒子，比荷越大二、本題共2小題，共15分。11（8分）在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中， 所用小燈泡標(biāo)有“3.8V 0.3A”字樣，并提供有以下器材：A電壓表V（05V，內(nèi)阻約5k） B電流表A1（050mA，內(nèi)阻約2）C電流表A2（0500mA，內(nèi)阻約1） D滑動(dòng)變阻器R1（010）E滑動(dòng)變阻器R2（02k） F直流電源E（電動(dòng)勢(shì)4.5V，內(nèi)阻不計(jì)）G開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干甲I/AU/VO0.11234乙US電流傳感器丙圖10（1）為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確度和調(diào)節(jié)方便：實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表 ，滑動(dòng)變阻器 。（填寫(xiě)器材代號(hào)）。在圖10甲虛線框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。（2）由正確實(shí)驗(yàn)操作得到的數(shù)據(jù)描繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖10乙所示。在另一實(shí)驗(yàn)中將此小燈泡接入如圖10丙所示的電路中，電路中的電源電壓U（U3.8V）恒定，在t=t0時(shí)刻閉合開(kāi)關(guān)S，由電流傳感器記錄的電路中電流隨時(shí)間變化的圖象（i-t）可能是圖11中的 圖（選填“A”、“B”或“C”）。tit0Ati0Ct0itBt0itLt0Bit0Ct0itBt0itLt0C圖11圖12abGAR0PErS圖13I2/AI1/mA1.151.301.401.451.351.251.501.201.1000.712（7分）在測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室備有下列器材選用：A干電池（電動(dòng)勢(shì)E約1.5V，內(nèi)電阻r約1.0）B電流表G（滿偏電流2.0mA，內(nèi)阻Rg=10）C電流表A（量程00.6A，內(nèi)阻約0.5）D滑動(dòng)變阻器R（020，10A）E定值電阻R0（阻值990）F開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干兩組同學(xué)分別采用了不同實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：（1）一組同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如圖12所示，并利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)量。根據(jù)他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，完成下列問(wèn)題：閉合開(kāi)關(guān)S，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P至某一位置，記錄電流表G的示數(shù)I1和電流表A的示數(shù)I2。多次改變滑動(dòng)端P的位置，得到多組數(shù)據(jù)。在圖13所示的坐標(biāo)紙上建立I1、I2坐標(biāo)系，并已標(biāo)出了與測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的5個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)。還有一組數(shù)據(jù)如圖14的電表所示，請(qǐng)依據(jù)所標(biāo)各點(diǎn)標(biāo)在圖中描繪I1-I2圖線。利用所畫(huà)圖線求得電源的電動(dòng)勢(shì)E= V，電源的內(nèi)電阻r = 。（結(jié)果要求保留兩位小數(shù)) 圖15ESR（2）另一組同學(xué)采用滑動(dòng)變阻器和一個(gè)多用電表來(lái)測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。實(shí)驗(yàn)原理如圖15所示。當(dāng)變阻器為某一阻值時(shí)，用多用電表的直流電壓擋測(cè)出變阻器兩端的電壓U，再卸去變阻器一個(gè)接線柱的導(dǎo)線，把多用電表串聯(lián)在電路中，用直流電流擋測(cè)出通過(guò)變阻器的電流I。隨后改變變阻器的電阻，重復(fù)上述操作，獲得多組U、I數(shù)據(jù)，并計(jì)算得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這個(gè)實(shí)驗(yàn)方案在測(cè)量原理上的主要缺點(diǎn)是 。三、本題包括6小題，共55分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟。只寫(xiě)出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位。圖 16EA37lO13（8分）如圖16所示，長(zhǎng)為l的絕緣細(xì)線一端懸于O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球?，F(xiàn)將此裝置放在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，小球靜止在A點(diǎn)，此時(shí)細(xì)線與豎直方向成37角。重力加速度為g，sin37=0.6，cos37=0.8。（1）判斷小球的帶電性質(zhì)；（2）求該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；（3）若將小球向左拉起至與O點(diǎn)處于同一水平高度且細(xì)繩剛好張緊，將小球由靜止釋放，求小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的速度大小。14（8分）如圖17所示的裝置放置在真空中，熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子，金屬絲和豎直金屬板之間加以電壓U1=2500V，發(fā)射出的電子被加速后，從金屬板上的小孔S射出。裝置右側(cè)有兩個(gè)相同的平行金屬極板水平正對(duì)放置，板長(zhǎng)l=6.0cm，相距d=2cm，兩極板間加以電壓U2=200V的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。從小孔S射出的電子恰能沿平行于板面的方向由極板左端中間位置射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。已知電子的電荷量e=1.610-19C，電子的質(zhì)量m=0.910-30kg，設(shè)電子剛離開(kāi)金屬絲時(shí)的速度為0，忽略金屬極板邊緣對(duì)電場(chǎng)的影響，不計(jì)電子受到的重力。求： 金屬板金屬絲ldU2U1+-S圖17（1）電子射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能Ek；（2）電子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)在豎直方向上的側(cè)移量y； （3）電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)它所做的功W。15（9分）圖18為一個(gè)小型交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈的面積為S，共有n匝，線圈總電阻為r，可繞與磁場(chǎng)方向垂直的固定對(duì)稱軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)；線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以通過(guò)滑環(huán)K和電刷L保持與外電路電阻R的連接。在外力作用下線圈以恒定的角速度繞軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。（不計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸及滑環(huán)與電刷的摩擦）（1）推導(dǎo)發(fā)電機(jī)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值的表達(dá)式Em=nBS； （2）求線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中電流表的示數(shù)； （3）求線圈速度轉(zhuǎn)動(dòng)N周過(guò)程中發(fā)電機(jī)線圈電阻r產(chǎn)生的焦耳熱。B圖18RdabcOOAKLKL16（10分）如圖19所示，在水平向左、電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，豎直固定著一根足夠長(zhǎng)的粗糙絕緣桿，桿上套著一個(gè)質(zhì)量為m、帶有電荷量-q的小圓環(huán)，圓環(huán)與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。（1）由靜止釋放圓環(huán)，圓環(huán)沿桿下滑，求圓環(huán)下滑過(guò)程中受到的摩擦力f；-q圖19E（2）若在勻強(qiáng)電場(chǎng)E的空間內(nèi)再加上磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圓環(huán)仍由靜止開(kāi)始沿桿下滑。求：圓環(huán)剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度a0的大??；圓環(huán)下滑過(guò)程中的最大動(dòng)能Ek。B高頻電源圖20D1D2A17（10分）回旋加速器是用來(lái)加速帶電粒子的裝置，圖20為回旋加速器的示意圖。D1、D2是兩個(gè)中空的鋁制半圓形金屬扁盒，在兩個(gè)D形盒正中間開(kāi)有一條狹縫，兩個(gè)D形盒接在高頻交流電源上。在D1盒中心A處有粒子源，產(chǎn)生的帶正電粒子在兩盒之間被電場(chǎng)加速后進(jìn)入D2盒中。兩個(gè)D形盒處于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，帶電粒子在磁場(chǎng)力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)半個(gè)圓周后，再次到達(dá)兩盒間的狹縫，控制交流電源電壓的周期，保證帶電粒子經(jīng)過(guò)狹縫時(shí)再次被加速。如此，粒子在做圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中一次一次地經(jīng)過(guò)狹縫，一次一次地被加速，速度越來(lái)越大，運(yùn)動(dòng)半徑也越來(lái)越大，最后到達(dá)D形盒的邊緣，沿切線方向以最大速度被導(dǎo)出。已知帶電粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，加速時(shí)狹縫間電壓大小恒為U，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，D形盒的半徑為R，狹縫之間的距離為d。設(shè)從粒子源產(chǎn)生的帶電粒子的初速度為零，不計(jì)粒子受到的重力，求：（1）帶電粒子能被加速的最大動(dòng)能Ek；（2）帶電粒子在D2盒中第n個(gè)半圓的半徑；（3）若帶電粒子束從回旋加速器輸出時(shí)形成的等效電流為I，求從回旋加速器輸出的帶電粒子的平均功率。18（10分）如圖21所示，兩根金屬平行導(dǎo)軌MN和PQ放在水平面上，左端向上彎曲且光滑，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，電阻不計(jì)。水平段導(dǎo)軌所處空間有兩個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，相距一段距離不重疊，磁場(chǎng)左邊界在水平段導(dǎo)軌的最左端，磁感強(qiáng)度大小為B，方向豎直向上；磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B，方向豎直向下。質(zhì)量均為m、電阻均為R的金屬棒a和b垂直導(dǎo)軌放置在其上，金屬棒b置于磁場(chǎng)的右邊界CD處?，F(xiàn)將金屬棒a