高三第一学期期末练习(物理).doc

1、北京市海淀区 05-06 学年度高三第一学期期末练习物理科（附答案）一、本题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分。在第小题给出的四个选项中，有的小题只有个选项是正确的，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。A、B、C 三点的电场强度分别为 EA、E B、E C，电势分别为 A、 B、 C，三点的电场强度分别为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 （ ）AE A EB， B = C BE AE B， A

2、 B CE AE B， A B DE A = EC， B = C2图所示的电路中，输入电压 U 恒为 12V，灯泡 L 上标有 “6V12W”字样，电动机线圈的电阻 RM=0.50 。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 12WB电动机的输出功率为 12WC电动机的热功率为 2.0WD整个电路消耗的电功率为 22W3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 的示数为 U1，与次级线圈连接的电压表 V2 的示数为 U2，且 U2U 1，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

3、比为 U1：U 2 B该变压器输入功率与输出之比为 U2：U 1 C通过负载电阻 R 的电流 I2D通过初级线圈的电流 I14两根绶电的长直导线平行放置，电流公别为 I1 和 I2，电流的方向如图 4所示，在与导线垂直的平面上有 a、b、c、d 四点，其中 a、b 在导线横截面连线的延长线上，c、d 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 （ ） Aa Bb 点Cc Dd 点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。值班室的显示器为电路中电流表，电源两极之间接一

4、报警器。当传感器 R3 所在处出现火情时，显不器的电流 I、报警器两端的电压 U 的变化情况是 （ ）AI 变大，U 变小 BI 变小，U 变大CI 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 a、b 两点，已知 a、b 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 所示一正方形线图 abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴

5、OO匀速转动，沿着 OO观察，线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感奕强度为 B，线咩匝数为 n，边长为 l，电阻为 R，转动的角度为 。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线圈中的感应电流为 nBl2C穿过线圈的磁通量为 0D穿过线圈磁通量的变化率为 08如图 8 所示的电路中，电源电动势为 E，内阻 r 不能忽略。R 1 和 R2 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 （ ）AI 1 开始较大而后逐渐变小BI

6、1 开始很小而后逐渐变大CI 2 开始很小而后逐渐变大DI 2 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，外中 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 8.0JB电势能增加 24JC机械能减少 24J D机械能增加 48J10如图 10（甲）所示，在闭合铁芯上绕着两个线圈 M 和 P，线圈 P 与电流表构成闭合回路，若在 t1 至 t2 这段时刘内，观察到通电流表的电流方向自上向下（即为由 c 经电流表至

7、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 50 A、阻值为 800 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 _ r 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热衷和内电阻的实验中，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 I1 和 U1；改变滑动变阻器的滑动触头位

8、置后，电流表和电压表的读数分别为 I2 和 2。（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 的表达式为 E =_，计算电源内电阻 r 的表达式为 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 20 ，试设计一个能产精确地测量该用电器电阻的电路，要求使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 1.0 ；电流表：量程 0.6A，内阻 RA 为 0.50 ；电压表：量程 10V，内阻 RV 为

9、10k滑动变阻器：最大电阻值为 5.0 ；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，电压表的示数为 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为_。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 a 粒子以相

10、同的速度 v0 由 MN 上的 O 点以垂直 MN 且垂直于磁场的方向射科匀强磁场中，再分别从 MN 上 A、B 两点离开磁场。已知质子的质量为 m，电荷为e，a 粒子质量为 4m，电荷为 2e。忽略带电粒子的重力及质子和 a 粒子间的相互作用。求：（1）A、B 两点间的距离。（2）a 粒子在磁场中运动的时间。15 （7 分）两根平行光滑金属导轨 MN 和 PQ 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=5.0 ，在导轨上有一电阻为 1.0 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

11、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 =草药 37的绝缘斜面所在空间存在着竖直向上的匀强电场，场强 E = 4.0103N/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前的速率返回。已拓斜面的高度 h = 0.24m,滑块与斜面间的动摩擦因数 = 0.30，滑块带电荷 q = -5.010-4C.取重力加速度 g = 10m/s2,sin37= 0.60

12、，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全过程中产生的热量 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均数垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数 n = 100 匝，电阻 r = 1.0 ，所围成矩形的面积 S = 0.040m2,小灯泡的电阻 R = 9.0 ，磁场感 应强度随时间按如图 15（乙）所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为 e = nBmS

13、 ，其中 Bm 为磁感应强度的最大值， T 为磁场变化的周期。不主灯丝tT2cos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）在磁感应强度变化的 0 的时间内，通过小灯泡的电荷量。4T18 （8 分）在水平面上平行放置着两根长度均为 L 的金属导轨 MN 和 PQ，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，与导轨垂直且接触良好。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，S 2 断开，电压表和电流表的示数分别为 U1 和 I1，金属仍处于静止状态；再将开关 S2 闭合，电压表和电

14、流表的示数分别为 U2 和 I2，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，金属与导轨之间的动磨擦因数为 。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 AB 和 CD 与一电源相连（图中未画出电源） ，B、D 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 B、D 端的右侧有一与金属板垂直的荧光屏 MN，荧光屏距 B、D 端的

15、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：（1）t = 0 和 t = T/2 时刻进入两板间的电子到达金属板 B、D 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，上部分的匀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B2，B

16、 1=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 h 的点有一带负电荷的离子处于静止状态，某时刻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。求：（1）P、Q 两点间距离。（2）粒子 B 的质量。物理答案一、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

17、对的得 3 分，选对但不全的得2 分，有选错或不答的得 0 分。1B 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。 115.9210 4；（2 分） 串。 （1 分）12 （1） ；（2 分） ； （2 分） 1IU12IU（2）偏小。 （1 分）13 （1）如答图 1；（2 分） （2）0 6.4；（2 分）（3） 。 （2 分）IRV二本题包括 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，有数值计算的题的答案必须明确写出数值和单位。14

18、（7 分）解：（1）质子进入磁场做半径为 R1 的匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力，根据牛顿第二定律， ， R1= 。 （2 分）20vmeBev0质子离开磁场时到达 A 点，O 、A 间的距离 。 （1 分）BemvRd01同理，a 粒子在磁场中做圆周运动的半径为 ，a 粒子离开磁场时到达 B 点，2O、B 间的距离 ，则 A、B 两点间的距离 d = d2 d1= 。 （2 分）emvRd02 ev0（2）a 粒子在匀强磁场中运动周期为 emvRT402则 a 粒子在磁场中运动的时间为 。 （2 分）Bt15 （7 分）解：（1）根据电磁感应定律，金属棒 ab 上暗生的感应电动势为E =

19、BLv = 3.0V （1 分）根据闭合电路欧姆定律，通过 R 的电流 （1 分）ARrEI50.金属棒两端的电压 U = E Ir =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F = BIL = 0.15N 。 （2 分）（3）根据焦耳定律，电阻 R 上消耗的电功率 P = I2 R = 1.25W 。 （2 分）16 （8 分）解：（1）滑块沿斜面滑下的过程中，受到的滑动磨擦力f = （mg + qE）cos37 ，设到达斜面底端时的速度为 v1，根据动能定理（mg + qE） h - f （2137sinmv分）解得 v1 = 2.4m/

20、s 。 （ 1 分）（2）滑块第一次与档板碰撞后沿斜面 返回上升的高度最大，设此高度为 h1，根据动能定理， -（mg + qE）h 1 - f ， （2 分）137sinmv代入数据解得 h1 = 0.10m。 （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的减少等于克服摩擦力做的功，即等于产生的热能，Q = （mg + qE） h = 0.96J （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 = .3.1410-2s所以线圈中感应电动势的最大值为 Em=2 （2 分）VSnB

21、0.8/（2）根据欧姆定律，电路中电流的最大值为 ArREIm.通过小灯泡电流的有效值为 ， （1 分）AIm240./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确良 0 1/4 周期内，线圈中感应电动势的平均值 E = tBnS通过灯泡的平均电流 （1 分）trRBnSEI通过灯泡的电荷量 。 （2 分）CtIQ30.418 （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）magBdI2设金属棒到达 NQ 端时的速度为 v，根据运动学公式，v 2=2aL , （1 分）

22、由以上两式解得： 。 （2 分）LmgBdIv2（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1IUrt，电流在金属棒中产生的热量为 Q，根据焦耳定律， （2 分）rtIQ根据运动学公式，L = ，将（1）的结果代入，解得tv2。 （2 分）mgBdILUIQ21219 （9 分）解：（1）t = 0 时该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方向做们速运动，设到达20lTvB、D 端界面时偏离 OO的距离为 y1，则= 。 （2 分）mdeUy102T028dvlet = T/2 时刻进入两板间的电子先在 T/2

23、 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 B、D 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 v0 与沿电场文物 分量 vE，并没此时刻电子的速度方向与 OO 的夹角为 ，电子沿直线到达金属板 B、D 端界面时偏离 OO 的距离为 y 2，则有， 解得 。 （1 分）02T 1mdeUy 2/tan00lyTmdveUE 20283mdvleU因此，y 1 ：y 2 =1：3 （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

24、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 ，解得板间电压的最大值 。 （2 分）2yd 20034elvdU（3）设 t = nT（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 Y1；t = （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 Y2，电子到达荧光屏上分布在Y = Y2 - Y1 范围内/当满足 y 2 = 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d到（1 分）lylY12tan因此电子在荧光屏上分布的最大范围为Y = Y 2 Y1 = y 2 y1 = 。

25、（2 分）3d20 （9 分）解：（1）粒子 A 在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力，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， ， 12RmBq解得 ， ， （2 分）1012qv0012qBmvT同理。粒子 A 在 MN 下方运动半径 R2 和周期 T2 分别为R2 = ； T2 = 10RqBmv0qBm粒子 A 由 P 点运动到 MN 边界时与 MN 的夹角为 60，如答图 2 所示，则有R1 h = R1cos60 得到： R1 = 2h ，R 2 = 4h 。PO 间的距离为 d = 2R2sin60- 2R1sin60= （3 分）（2）粒子 A 从 P 点到 Q 点所用时间为（1 分）00021 3536qBmqBTt 设粒子 B 的质量为 M，从 P 点到 Q 点速度为 v mhqBtd536.0（1 分）由 得到 mv0 = 4qB0h ，02qmvhR根据动量守恒定律 mv0 Mv = 0， 解得： 。 （2 分）M931