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
