1、1北京市朝阳区 20152016 学年度第一学期期末高三年级统一考试物理试卷 20161(考试时间 90 分钟 满分 100 分)一、本题共 13 小题,每小题 3 分,共 39 分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的。把答案用 2B 铅笔填涂在答题卡上。1以下属于磁感应强度单位的是A特斯拉 B韦伯 C法拉 D亨利 2如图所示,为某点电荷电场中的一条电场线,其上两点a、b相距为d,电势差为U,a点的场强大小为E,把电荷量为q的试探电荷从a点移到b点,电场力做功为W,该试探电荷在b点所受的电场力大小为F。下列关系式正确的是A BW=qU C DU =Ed2kqEd3 4如图所
2、示,在匀强电场中A、B两点分别放入两个带正电的点电荷q 1和q 2,且q 1=q2。已知q1在A点的电势能为E P1,q 2在 B点的电势能为E P2。下列说法正确的是A只有当零电势点选在A点时才有 EP1EP2B只有当零电势点选在B点时才有 EP1EP2C只有当零电势点选在无穷远时才有E P1EP2D无论零电势点选在何处总有 EP1EP25已知干电池的电动势为1.5V 。下列说法正确的是A用电压表直接连接干电池的两极,测量得到的电压就是该电池的电动势B当外电路闭合时,每当1C的电荷量通过干电池,则该电池就能提供 1.5J的电能C当外电路闭合时,在1s内有1.5C 的电荷量通过该电池D当外电路
3、闭合时,在1s内该电池能提供1.5J的电能6. 在匀强磁场中的某一位置放置一条直导线,导线的方向与磁场方向垂直。先后在导线中通入不同的电流,导线所受的力也不同。以下图象描述的是导线受力的大小 F 与通过导线的电流 I 的关系,a、b 两点各代表一组 F、I 的数据。其中正确的是 A B C D7如图所示,让大量的一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子从同一位置经过同一加速电场A由静止开始加速,然后在同一偏转电场B里偏转。忽略离子的重力及离子间的相互作用力。下列说法正确的是A它们始终为一股离子束 a bbaoFI baoFIa boFI baoFI A B E2B它们会分离为二股离子束C它们会分离为
4、三股离子束D它们会分离为无数股离子束8在图示的电路中,闭合开关后,当滑动变阻器的滑动触头P从最上端逐渐滑向最下端的过程中,电压表V的读数变化量为 U,电流表A 2的读数变化量为I 2(电表均视为理想电表) 。则A电压表V的读数先变小后变大B电流表A 1的读数先变大后变小C电流表A 2的读数变大 DU与I 2的比值为定值9如图所示,匀强磁场的上下边界水平,宽度为L,方向垂直纸面向里。质量为m、边长为 l(lEN, MN BE MEN, M=NCE M=EN, M=N DE MEN, MN 11铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置。如图所示(俯视图) ,能产生匀强磁场的磁铁被安
5、装在火车首节车厢下面,当它经过安放在两铁轨间的线圈时,便会产生一个电信号,通过和线圈相连的电压传感器被控制中心接收,从而确定火车的位置。若一列火车匀加速驶来,则电压信号U随时间 t的变化图象为A B C D12如图所示,是一个多量程多用电表的简化电路图。测电流和测电压时各有两个量程,还有两个挡位用来测电阻。下列说法正确的是A当开关S调到 1、2两个位置上时,多用电表测量的是电流,且调到1位置上时的量程比2位置的大oUt oUt oUt oUtA BE E12 3 4 56S La blc dVE,rPRA22A13B当开关S调到3、4两个位置上时,多用电表测量的是电阻,且A为黑表笔C当开关S调
6、到5、6两个位置上时,多用电表测量的是电压,且调到5位置上时的量程比6位置的大D当开关S调到任意位置上时,都需要把A 、 B两表笔短接,对电表进行调零13磁场具有能量,磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度,其值为 ,式中B是磁2感应强度, 是磁导率,在空气中 为一已知常数。以通电螺线管(带有铁芯)为例,将衔铁吸附在通电螺线管的一端,若将衔铁缓慢拉动一小段距离d,拉力所做的功就等于间隙d中磁场的能量。为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B ,某研究性学习小组用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P,再用力缓慢将铁片与磁铁拉开一段微小距离L,并测出拉力大小为F ,如图所示。由此
7、可以估算出该条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B为A B FAC D2F2二、本题共 3 小题,共 20 分。把答案填在答题卡相应的位置。14在“伏安法测电阻”的实验中,待测电阻R x约为200,电压表V的内阻约为2k ,电流表A的内阻约为1,测量电路如图甲或图乙所示,电阻测量值由公式 计算得出,式中 U与I 分别为电压表和电流xUI表的示数。若将图甲和图乙电路电阻的测量值分别记为R x1和Rx2,则_ (选填“R x1”或“R x2”)更接近待测电阻的真实值;该测量值_(选填“大于” 、 “等于”或“小于” )待测电阻的真实值。15在“测定电源的电动势和内电阻”的实验中,备有下列器材:A待测的
8、干电池一节B电流表 A1(量程 03 mA,内阻 Rg110)C电流表 A2(量程 00.6 A,内阻 Rg20.1)D滑动变阻器 R1(020,1.0 A) E电阻箱 R0(09999.9 ) F开关和若干导线(1)某同学发现上述器材中没有电压 表,他想利用其中的一个电流表和电阻箱改装成一块电压表,其量程为 03 V,并设计了图甲所示的a、b 两个参考实验电路(虚线框内为改装电压表的电路) ,其中合理的是_(选填“a”或“b” )电路;S N FP1.21.0 I2/A0 0.21.31.41.5I1/mA乙1.10.1 0.3 0.4 0.5R1R1 A2R0A1a b甲A1R0A2甲Rx
9、 AAVVRx乙4此时 R0 的阻值应取_。(2)图乙为该同学根据合理电路所绘出的I1-I2 图象( I1 为电流表 A1 的示数,I 2为电流表 A2 的示数) 。根据该图线可得被测电池的电动势 E_V ,内阻r_。16在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,小灯泡的规格为“2.0V, 0.5A”。备有下列器材:A电源E(电动势为3.0V,内阻不计)B电压表V 1(量程03V,内阻约1k)C电压表V 2(量程015V,内阻约4k)D电流表A 1(量程03A,内阻约0.1)E电流表A 2(量程00.6A,内阻约 0.6)F滑动变阻器R 1(05,3.0A)G滑动变阻器R 2(0200,1.25
10、A)H开关和若干导线为了尽可能准确地描绘出小灯泡的伏安特性曲线,请完成以下内容。(1)实验中电压表应选用 ,电流表应选用 ,滑动变阻器应选用 (请填写选项前对应的字母) 。(2)图甲是实物电路,请你不要改动已连接的导线,把还需要连接的导线补上。(3)某同学完成该实验后,又找了另外两个元件,其中一个是由金属材料制成的,它的电阻随温度的升高而增大,而另一个是由半导体材料制成的,它的电阻随温度的升高而减小。他又选用了合适的电源、电表等相关器材后,对其中的一个元件进行了测试,测得通过其中的电流与加在它两端的电压数据如下表所示:U/V 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.50 1.60
11、I/A 0.20 0.45 0.80 1.25 1.80 2.81 3.20请根据表中数据在图乙中作出该元件的IU 图线;该元件可能是由 (选填“金属”或“半导体” )材料制成的。(4)在(3)的基础上,该同学进一步分析,如果让一节电动势为1.5V、内阻为0.5 的I/AU/V0乙0.4 0.8 1.2 1.60.81.62.43.2甲1 15干电池只对该元件供电,则该元件消耗的功率为 W(结果保留两位有效数字) 。三、本题共5小题,共41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。把答案填在答题卡相应的位置。1
12、7 (6 分)如图所示,足够长的光滑导轨竖直放置,匀强磁场的磁感应强度 B2.0T,方向垂直于导轨平面向外,导体棒 ab 长 L0.2 m(与导轨的宽度相同,接触良好) ,其电阻r1.0 ,导轨电阻不计。当导体棒紧贴导轨匀速下滑时,两只均标有“3V,1.5 W”字样的小灯泡恰好正常发光。求:(1)通过导体棒电流的大小和方向;(2)导体棒匀速运动的速度大小。18 (6 分)如图所示,为一回旋加速器的示意图,其核心部分为处于匀强磁场中的 D 形盒,两 D 形盒之间接交流电源,并留有窄缝,离子在窄缝间的运动时间忽略不计。已知 D 形盒的半径为 R,在 D1 部分的中央 A 处放有离子源,离子带正电,
13、质量为 m、电荷量为q,初速度不计。若磁感应强度的大小为 B,每次加速时的电压为 U。忽略离子的重力等因素。求:(1)加在 D 形盒间交流电源的周期 T;(2)离子在第 3 次通过窄缝后的运动半径 r3;(3)离子加速后可获得的最大动能 Ekm。19 (8 分)反射式速调管是常用的微波器件之一,它利用电子团在电场中的振荡来产生微波,其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于 x 轴,其电势 随 x 的分布aBb6如图所示。一质量 m1.010 -20kg,电荷量 q1.010 -9C 的带负电的粒子从(-1 ,0)点由静止开始,仅在电场力作用下在 x 轴上往返运动。忽略粒子的重力等因素。
14、求:(1)x 轴左侧电场强度 E1 和右侧电场强度 E2 的大小之比 ;12(2)该粒子运动的最大动能 Ekm;(3)该粒子运动的周期 T。20 (9 分)如图所示,竖直平面 MN 与纸面垂直,MN 右侧的空间存在着垂直纸面向内的匀强磁场和水平向左的匀强电场,MN 左侧的水平面光滑,右侧的水平面粗糙。质量为m 的物体 A 静止在 MN 左侧的水平面上,已知该物体带负电,电荷量的大小为为 q。一质量为 的不带电的物体 B 以速度 v0 冲向物体 A 并发生弹性碰撞,碰撞前后物体 A 的13电荷量保持不变。求:(1)碰撞后物体 A 的速度大小 vA;(2)若 A 与水平面的动摩擦因数为 ,重力加速
15、度的大小为 g,磁感应强度的大小为,电场强度的大小为 。已知物体 A 从 MN 开始向右移动的距离03mgBqv4mgEq为 l 时,速度增加到最大值。求:a此过程中物体 A 克服摩擦力所做的功 W;b此过程所经历的时间 t。21 (12 分)磁流体发电具有结构简单、启动快捷、环保且无需转动机械等优势。如图所示,是正处于研究阶段的磁流体发电机的简易模型图,其发电通道是一个长方体空腔, ABv0MNEB/V20O-1 0.5 x/cm7长、高、宽分别为 l、a、b,前后两个侧面是绝缘体,上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极,这两个电极通过开关与阻值为 R 的某种金属直导体 MN 连成闭合电路,整个
16、发电通道处于匀强磁场中,磁感应强度的大小为 B,方向垂直纸面向里。高温等离子体以不变的速率 v 水平向右喷入发电通道内,发电机的等效内阻为 r,忽略等离子体的重力、相互作用力及其他因素。(1)求该磁流体发电机的电动势大小 E;(2)当开关闭合后,整个闭合电路中就会产生恒定的电流。a要使等离子体以不变的速率 v 通过发电通道,必须有推动等离子体在发电通道内前进的作用力。如果不计其它损耗,这个推力的功率 PT 就应该等于该发电机的总功率PD,请你证明这个结论;b若以该金属直导体 MN 为研究对象,由于电场的作用,金属导体中自由电子定向运动的速率增加,但运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速,因
17、此自由电子定向运动的平均速率不随时间变化。设该金属导体的横截面积为 s,电阻率为 ,电子在金属导体中可认为均匀分布,每个电子的电荷量为 e。求金属导体中每个电子所受平均阻力的大小 f。北京市朝阳区 20152016 学年度高三年级第一学期期末统一考试l B 等离子体流动方向 a b R MN8物理试卷参考答案 20161一、本题共 13 小题,每小题 3 分,共 39 分。题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13答案 A B C D B B A D C C D A D二、本题共 3 小题,共 20 分。14 (4分)Rx1 (2分) ;大于( 2分) 15 (6分)(1
18、)b(1分) ;990(1分)(2)1.48(1.461.49 之间) (2 分) ;0.84(0.820.87 之间) (2 分)16 (10分)(1)B(1分) ;E(1分) ;F(1分) (2)如图所示(2分)(3)IU图如图所示(2分) ;半导体(1分)(4)1.0(0.981.1之间) (2分) 三、本题共 5 小题,共 41 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。17 (6 分)解:(1)每个小灯泡中的电流为 10.5APIU则导体棒中的电流为 I2I 11.0 A方向为 ba (3 分)I/A
19、U/V0乙0.4 0.8 1.2 1.60.81.62.43.2甲1 19(2)ab 产生的感应电动势 EU Ir (311.0)V 4 V由 EBLv 可得:导体棒匀速运动的速度 v 10 m/s (3 分)EBL18 (6 分)解:(1)加在 D 形盒间交流电源的周期 T 等于粒子在磁场中的运行周期。 在磁场中洛伦兹力提供向心力,则有: 2mvqBr联立可得: (2 分)mTqB(2)设第 3 次通过窄缝后粒子的速度为 v3,则有: 231qUmv在磁场中洛伦兹力提供向心力,则有: 233Br联立可得: (2 分)316mUrBq(3)设粒子的最大速度为 vm,对应着粒子的最大运动半径即
20、R,则有:2mqvR2k1E联立可得: (2 分)kmqB19 (8 分)解:(1)由图可知:左侧电场强度: V/m V/m 1-20E3.10右侧电场强度: V/m V/m 2-.54.所以: (2 分)1(2)粒子运动到原点时速度最大,根据动能定理有: 其中 x= m1kmqEx-21.0联立并代入相关数据可得: J(3 分)8kE(3)设粒子在原点左右两侧运动的时间分别为 t1、t 2,在原点时的速度为 vm,由运动10学公式有1mqEvt2 kmv12()Tt联立 并代入相关数据可得: s(3 分)8.01T20 (9 分)解:(1)设 A、B 碰撞后的速度分别为 vA、v B,由于
21、A、B 发生弹性碰撞,动量、动能守恒,则有:013Bmv22213Avm联立可得: ( 3 分)0Av(2)aA 的速度达到最大值 vm 时合力为零,受力如图所示。竖直方向合力为零,有: NqBg水平方向合力为零,有: E根据动能定理,有: 22m1AqlWv联立并代入相相关数据可得: (3 分)2048glmvb方法一:在此过程中,设 A 物体运动的平均速度为 ,根据动量定理有:mAqEtNvgB依题意有: vtl联立并代入相关数据可得: (3 分)06vltg方法二:设任意时刻 A 物体运动的速度为 v,取一段含此时刻的极短时间 t,设此段时间内速度的改变量为 v,根据动量定理有:()qEtmgqBt而 vlqENqvmBmg N
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