1、高中物理高三期末北京市海淀区高三第一学期期末练习物理海 淀 区 高 三 年 级 第 一 学 期 期 末 练 习物 理 2009.1学校 班级 姓名 说明：本试卷共8页，共100分。考试时间120分钟。题 号一二三总 分14151617181920分 数一、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。把你认为正确选项前的字母填写在题后的括号内。1关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是 ( )A.恒定的电场能够产生电磁波B电磁波的传播需要介质C电磁波从一种介质进
2、入另一种介质，频率不变D电磁波的传播过程中也传递了能量2图1所示为理想变压器原线圈所接正弦交流电源两端的电压-时间图象。原、副线圈匝数比n1n2=101，串联在原线圈电路中交流电流表的示数为1A，则 ( )A变压器原线圈所接交流电压的有效值为220VB变压器输出端所接电压表的示数为22VC变压器输出端交变电流的频率为50HzD变压器的输出功率为220W3如图2所示，A、B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，线圈直流电阻与定值电阻R的阻值相同。关于这个电路的以下说法正确的是 ( )A开关S闭合瞬间，A、B两灯亮度相同B开关S闭合，B灯比A灯先亮C开关S闭合，电路达到稳定后，断开开关
3、S时，A、B两灯同时熄灭D开关S闭合，电路达到稳定后，断开开关S时，B灯立即熄灭，A灯稍迟熄灭4图3所示为研究决定平行板电容器电容大小因素的实验装置。两块相互靠近的等大正对平行金属板M、N组成电容器，板N固定在绝缘座上并与静电计中心杆相接，板M和静电计的金属壳都接地，板M上装有绝缘手柄，可以执手柄控制板M的位置。在两板相距一定距离时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度。在整个实验过程中，保持电容器所带电荷量不变，对此实验过程的描述，下列说法正确的是 ( )A只将板M从图示位置稍向左平移，静电计指针张角变大B只将板M从图示位置沿垂直纸面向外的方向稍微平移，静电计指针张角变大C只将板M从图示位置
4、稍向上平移，静电计指针张角减小D只在M、N之间插入云母板，静电计指针张角变大5如图4甲所示，两个相邻的有界匀强磁场区，方向相反，且垂直纸面，磁感应强度的大小均为B，以磁场区左边界为y轴建立坐标系，磁场区在y轴方向足够长，在x轴方向宽度均为a。矩形导线框ABCD的CD边与y轴重合，AD边长为a。线框从图示位置水平向右匀速穿过两磁场区域，且线框平面始终保持与磁场垂直。线框中感应电流i与线框移动距离x的关系图象正确的是图4乙中的(以逆时针方向为电流的正方向) ( )6在图5所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，电流表A、电压表V1、V2、V3均为理想电表，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S
5、，当R2的滑动触头P向上滑动的过程中 ( )A电压表V1、V2的示数增大，电压表V3的示数不变B电流表A示数变大，电压表V3的示数变小C电压表V2示数与电流表A示数的比值不变D电压表V3示数变化量的绝对值与电流表A示数变化量的绝对值的比值不变7如图6甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势随x变化的情况如图6乙所示。若在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则 ( )A电子将沿Ox方向运动B电子的电势能将增大C电子运动的加速度恒定D电子运动的加速度先减小后增大8如图7所示，一光滑平行金属轨道平面与水平面成角，两轨道上端用一电阻R相连，该装置处于匀强磁场中，磁场
6、方向垂直轨道平面向上。质量为m的金属杆ab，以初速度v0从轨道底端向上滑行，滑行到某一高度h后又返回到底端。若运动过程中，金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，且轨道与金属杆的电阻均忽略不计，则 ( )A整个过程中金属杆所受合外力的冲量大小为2mv0B上滑到最高点的过程中克服安培力与重力所做功之和等于mvC上滑到最高点的过程中电阻R上产生的焦耳热等于mv-mghD金属杆两次通过斜面上的同一位置时电阻R的热功率相同9如图8甲所示，在空间存在一个变化的电场和一个变化的磁场，电场的方向水平向右(图8甲中由B到C)，电场强度的大小随时间变化情况如图8乙所示；磁感应强度方向垂直于纸面，磁感应强度的大小随时
7、间变化情况如图8丙所示。在t=1s时，从A点沿AB方向(垂直于BC)以初速度v0射出第一个粒子，并在此之后，每隔2s有一个相同的粒子沿AB方向均以初速度v0射出，射出的粒子均能击中C点。若AB=BC=l，且粒子由A运动到C的时间均小于1s。不计空气阻力及电磁场变化带来的影响，则以下说法正确的是 ( )A磁场方向垂直纸面向外B电场强度E0和磁感应强度B0的比值E0B0=2v0C第一个粒子由A运动到C所经历的时间t1D第二个粒子到达C点的动能等于第一个粒子到达C点的动能10如图9所示，BD是竖直平面内圆上的一条竖直直径，AC是该圆的另一条直径，该圆处于匀强电场中，场强方向平行于圆周平面。将带等量负
8、电荷的相同小球从O点以相同的动能射出，射出方向不同时，小球会经过圆周上不同的点。小球在经过这些点时，过A点的小球的动量最小。忽略空气阻力，则下列说法中正确的是 ( )A可以断定电场方向由O点指向圆弧AEB上的某一点B小球经过圆周上的不同点时，过B点的小球的动能和电势能之和最小C小球经过圆周上的不同点时，过C点的小球的电势能和重力势能之和最小D小球经过圆周时，机械能最小的小球应经过圆弧CFD上的某一点二、本题共3小题，共14分。把正确答案填在题中的括号内或横线上。11(4分)如图10所示，两个金属条制成的电极A、B平行放置并用螺栓紧紧地压在导电纸上，与导电纸接触良好，接通电源后用描迹法画出两金属
9、极板间电场在平面上的等势线，在此实验中：(1)灵敏电流计指针偏转方向与流入电流的关系是：当电流从正(负)接线柱流入电流计时，指针偏向正(负)接线柱一侧。如图10所示，一位同学用这个电流计探测基准点“1”两侧的等势点时，把接电流计负接线柱的探针P1压紧基准点“1”，把接电流计正接线柱的探针P2接触导电纸上某一点，发现电流计的指针偏向负接线柱一侧，探针P2与导电纸的接触点应向 移(选填“左”或“右”)。(2)在此实验中，为使所测定等势点的位置更精确，两极间的电压应适当 一些(选填“大”或“小”)。12(4分)在“把电流表改装成电压表”的实验中：(1)改装前需要测量电流表G的内阻Rg，测量电路如图1
10、1所示。图中R1是电位器(功能同滑动变阻器)，R2是电阻箱。实验时，只闭合开关S1，调整R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度(Ig)；再闭合开关S2，只调整R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半(Ig2)。读出电阻箱R2的值，即为电流表G的内阻Rg。用这种实验方法测量出的电流表G内阻的阻值R测 其真实值Rg(选填“大于”、“小于”或“等于”)。(2)由电流表G的刻度盘可知此电流表的满偏电流Ig=300A，用上述实验方法测得电流表G内阻Rg的数值如图12所示，将其改装成量程为3V的电压表，需要串联一个 k的电阻(结果保留两位有效数字)。13(6分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供
11、选择的实验仪器如下：器 材规 格器 材规 格小灯泡标有“3.8V，0.3V”字样滑动变阻器R1最大阻值10，额定电流1.0A电压表V量程05V，内阻5k滑动变阻器R2最大阻值1k，额定电流0.5A电流表A1量程0100mA，内阻4直流电源E电动势约为6V，内阻约为0.5电流表A2量程0500mA，内阻0.4导线、电键等(1)在上述器材中，滑动变阻器应选 。(2)在图13中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路。(3)利用实验中得到实验数据在I-U坐标系中，描绘出了图14所示的小灯泡的伏安特性曲线。根据此图给出的信息，可以判断出图15中正确的是(图中P为小灯泡功率) ( )三、本题共7
12、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16所示，两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨间距l=0.50m，导轨上端接有电阻R=0.80，导轨电阻忽略不计。导轨下部的匀强磁场区有虚线所示的水平上边界，磁感应强度B=0.40T，方向垂直于金属导轨平面向外。电阻r =0.20的金属杆MN，从静止开始沿着金属导轨下落，下落一定高度后以v=2.5ms的速度进入匀强磁场中，金属杆下落过程中始终与导轨垂直且接触良好。已知重力加速度g =10ms2，不计空气阻力。(1)求金属杆刚进入磁场时通过电
13、阻R的电流大小；(2)求金属杆刚进入磁场时，M、N两端的电压；(3)若金属杆刚进入磁场区域时恰能匀速运动，则在匀速下落过程中每秒钟有多少重力势能转化为电能?15(7分)如图17所示，水平放置的两块带电金属极板a、b平行正对。极板长度为l，板间距为d，板间存在着方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场。假设电场、磁场只存在于两板间。一质量为m、电荷量为q的粒子，以水平速度v0从两极板的左端正中央沿垂直于电场、磁场的方向射入极板间，恰好做匀速直线运动。不计粒子的重力及空气阻力。(1)求匀强磁场磁感应强度B的大小；(2)若撤去磁场，粒子能从极板间射出，求粒子穿过电场时沿电场方向
14、移动的距离；(3)若撤去磁场，并使电场强度变为原来的2倍，粒子将打在下极板上，求粒子到达下极板时动能的大小。16(8分)图18所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图，两块水平放置的平行金属板间距离为d。油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，由于与喷嘴摩擦而带负电。油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间。当平行金属板间不加电压时，由于受到气体阻力的作用，油滴最终以速度v1竖直向下匀速运动；当上板带正电，下板带负电，两板间的电压为U时，带电油滴恰好能以速度v2竖直向上匀速运动。已知油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比，油滴密度为，已测量出油
15、滴的直径为D(油滴可看做球体，球体体积V=D3)，重力加速度为g。(1)设油滴受到气体的阻力f =kv，其中k为阻力系数，求k的大小；(2)求油滴所带电荷量。17(8分)一个半径r =010m的闭合导体圆环，圆环单位长度的电阻R0=1.010-2m-1。如图19甲所示，圆环所在区域存在着匀强磁场，磁场方向垂直圆环所在平面向外，磁感应强度大小随时间变化情况如图19乙所示。(1)分别求在00.3s和0.3s0.5s时间内圆环中感应电动势的大小；(2)分别求在00.3s和0.3s0.5s时间内圆环中感应电流的大小，并在图19丙中画出圆环中感应电流随时间变化的i-t图象(以线圈中逆时针电流为正，至少画
16、出两个周期)；(3)求在010s内圆环中产生的焦耳热。18(8分)电视机显像管中需要用变化的磁场来控制电子束的偏转。图20甲为显像管工作原理示意图，阴极K发射的电子束(初速不计)经电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，磁场方向垂直于圆面(以垂直圆面向里为正方向)，磁场区的中心为O，半径为r，荧光屏MN到磁场区中心O的距离为L。当不加磁场时，电子束将通过O点垂直打到屏幕的中心P点。当磁场的磁感应强度随时间按图20乙所示的规律变化时，在荧光屏上得到一条长为2L的亮线。由于电子通过磁场区的时间很短，可以认为在每个电子通过磁场区的过程中磁感应强度不变。已知电子的电荷量为e，质量为m，不计电子之间
17、的相互作用及所受的重力。求：(1)电子打到荧光屏上时速度的大小；(2)磁场磁感应强度的最大值B0。19(9分)在一真空室内存在着匀强电场和匀强磁场，电场与磁场的方向相同，已知电场强度E=40.0Vm，磁感应强度B=0.30T。如图21所示，在该真空室内建立Oxyz三维直角坐标系，其中z轴竖直向上。质量m=1.010-4kg、带负电的质点以速度v0=100ms沿+x方向做匀速直线运动，速度方向与电场、磁场垂直，取g =10ms2。(1)求质点所受电场力与洛仑兹力的大小之比；(2)求带电质点的电荷量；(3)若在质点通过O点时撤去磁场，求经过时间t =0.20s带电质点的位置坐标。20(9分)由于受
18、地球信风带和盛行西风带的影响，海洋中一部分海水做定向流动，称为风海流，风海流中蕴藏着巨大的动力资源。因为海水中含有大量的带电离子，这些离子随风海流做定向运动，如果有足够强的磁场能使海流中的正、负离子发生偏转，便可用来发电。图22为一利用风海流发电的磁流体发电机原理示意图，用绝缘材料制成一个横截面为矩形的管道，在管道的上、下两个内表面装有两块金属板M、N，金属板长为a，宽为b，两板间的距离为d。将管道沿风海流方向固定在风海流中，在金属板之间加一水平匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向由南向北，用导线将M、N外侧连接电阻为R的航标灯(图中未画出)。工作时，海水从东向西流过管道，在两金属板之间形成电势
19、差，可以对航标灯供电。设管道内海水的流速处处相同，且速率恒为v，海水的电阻率为p，海水所受摩擦阻力与流速成正比，比例系数为k。(1)求磁流体发电机电动势E的大小，并判断M、N两板哪个板电势较高；(2)由于管道内海水中有电流通过，磁场对管道内海水有力的作用，求此力的大小和方向；(3)求在t时间内磁流体发电机消耗的总机械能。海 淀 区 高 三 年 级 第 一 学 期 期 末 练 习物 理参考答案及评分标准 2009.1一、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
20、分。题 号12345678910答 案CDACDABCBDADBCABCBC二、本题共3小题，共14分。11.（1）左； （2分） （2）大 （2分）12.（1）小于； （2分） （2）9.4 （2分）13.（1）R1； （2分） （2）见答图1；（2分）（3）BD （2分）三、本题共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）解：（1）金属杆刚进入磁场切割磁感线产生的电动势E=Blv，（1分）根据闭合电路欧姆定律，通过电阻R的电流大小I= =0.5A（2分）（2）M、N两端电压为路端
21、电压，则UMN=IR=0.4V(2分)（3）每秒钟重力势能转化为电能E=（R+r）t =0.25J（2分）15.（7分）解：（1）带电粒子匀速通过场区时受到的电场力与洛仑兹力平衡，qE=qv0B，解得磁感应强度（2分）（2）电子通过电场区偏转的距离（2分）（3）设粒子运动到下极板时的动能大小为Ek，根据动能定理 q2Ed = Ek-（1分）解得Ek =（2分）16（8分）解：（1）油滴速度为时所受阻力=k,油滴向下匀速运动时，重力与阻力平衡，有=mg（1分）（1分）则（2分）（2）设油滴所带电荷量为q，油滴受到的电场力F电，油滴向上匀速运动时，阻力向下，油滴受力平衡，（2分）则油滴所带电荷量（
22、2分）17.（8分）解：（1）在00.3s时间内感应电动势（1分）在0.30.5s时间内感应电动势（1分）（2）在00.3s时间内（1分）在0.30.5s时间内（1分）i-t图象如答图2所示。（1分）（3）在00.3s时间内，圆环中产生的热量（1分）在0.30.5s时间内，圆环中产生的热量 （1分）在010s内圆环中产生的热量Q=20(Q1+Q2)=9.4210-2J（1分）说明：其他解法正确也得分，数值计算问题不重复扣分。18.（8分）解：（1）电子打到荧光屏上时速度的大小等于它飞出加速电场的速度大小，设为v,由动能定理（1分）解得（2分）（2）当磁感应强度为峰值B0时，电子束有最大偏转，在
23、荧光屏上打在Q点，。电子运动轨迹如答图3所示，设此时的偏转角度为，由几何关系可知，（1分）根据几何关系，电子束在磁场中运动路径所对圆心角=，而（1分）由牛顿第二定律和洛仑兹力公式得evB0=mv2/R（1分）解得（2分）19.（9分）解：（1）电场力F电与洛仑兹力f洛大小之比（2分）（2）电场力与场强方向相同，洛仑兹力与磁感应强度方向（即场强方向）垂直，带电质点受电场力和洛仑兹力的合力与重力平衡，故磁场和电场方向与yOz平面平行，与-y方向成53斜向下，方向如答图4所示。(qE)2+(qv0B)2=(mg)2（1分）解得q=2.010-5C（2分）（3）撤去磁场后，带电质点在沿x轴方向上做匀速
24、直线运动，经过时间t=0.20s,沿x轴方向上的位移x=v0t=20m（1分）带电质点受恒定合力，其大小等于洛仑兹力，方向与洛仑兹力方向相反。由几何关系可知质点受合力方向与+y方向成37斜向下。质点的加速度，位移s在y轴方向的分量y=scos37=9.6cm，（1分）在z轴方向的分量z=-ssin37=7.2cm。（1分）所以，经过时间t=0.2s带电质点的位置为（20m，9.6cm，7.2cm）（1分）20.（9分）解：(1)磁流体发电机电动势E=Bdv (1分)用左手定则判断出正离子向N板偏转，因此N板的电势高(1分)(2)两板间海水的电阻，回路中的电流(1分)磁场对管道内海水的作用力F磁=BId解得F磁= (1分)方向与v方向相反(水平向东) (1分)(3)在t时间内管道中海水移动的距离为s=vt (1分)在t时间内克服摩擦阻力的功W1=kvs，克服磁场力做功W2=F磁s (1分)在t时间内磁流体发电机消耗的总机械能E=W1+W2= (2分)
