2014北京海淀區(qū)高三期末物理試題.doc

教育是一項良心工程 海淀區(qū)高三年級第一學期期末練習 物 理 2014.1說明：本試卷共8頁，共100分?？荚嚂r長90分鐘。考生務必將答案寫在答題紙上，在試卷上作答無效?？荚嚱Y束后，將本試卷和答題紙一并交回。題號一二三總分131415161718分數(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選項中，有的小題只有一個選項是正確的，有的小題有多個選項是正確的。全部選對的得3分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分。把你認為正確的答案填涂在答題紙上。 1在物理學中常用比值法定義物理量。下列說法中正確的是A用E=定義電場強度 B用定義磁感應強度C用定義電容器的電容 D用R=定義導體的電阻 圖1NMQ2如圖1所示，圖中以點電荷Q為圓心的虛線同心圓是該點電荷電場中球形等勢面的橫截面圖。一個帶正電的粒子經過該電場，它的運動軌跡如圖中實線所示，M和N是軌跡上的兩點。不計帶電粒子受到的重力，由此可以判斷A此粒子在M點的加速度小于在N點的加速度B此粒子在M點的電勢能大于在N點的電勢能C此粒子在M點的動能小于在N點的動能圖2ABC+金屬箔D電場中M點的電勢低于N點的電勢3如圖2所示，取一對用絕緣柱支撐的導體A和B，使它們彼此接觸，起初它們不帶電，分別貼在導體A、B下部的金屬箔均是閉合的。下列關于實驗現(xiàn)象描述中正確的是A把帶正電荷的物體C移近導體A穩(wěn)定后，A、B下部的金屬箔都會張開B把帶正電荷的物體C移近導體A穩(wěn)定后，只有A下部的金屬箔張開C把帶正電荷的物體C移近導體A后，再把B向右移動稍許使其與A分開，穩(wěn)定后A、B下部的金屬箔都還是張開的D把帶正電荷的物體C移近導體A后，再把B向右移動稍許使其與A分開，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。下列關于此電路的說法中正確的是 AS閉合后的瞬間，A、B同時亮，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斷開后的瞬間，A立即熄滅，B逐漸變暗最后熄滅DS斷開后的瞬間，B立即熄滅，A閃亮一下后熄滅 圖4MSErL5如圖4所示電路，電源電動勢為E，內阻為r。當開關S閉合后，小型直流電動機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，電動機M的線圈電阻為R，則下列說法中正確的是 A電動機的額定電壓為IR B電動機的輸出功率為IE-I2R C電源的輸出功率為IE-I2r D整個電路的熱功率為I2（R0 +R + r） R0A1V1V2R1R2S圖5A26圖5是通過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，負載變化時輸入電壓不會有大的波動。輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，輸電線的電阻用R0表示，開關S閉合后，相當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，則關于開關S閉合后，以下說法正確的是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，將一個不變形的單匝金屬圓線圈放入磁場中，規(guī)定線圈中感應電流方向如圖6甲所示的方向為正。當磁場的磁感應強度 B隨時間t的變化規(guī)律如圖6乙所示時，圖6丙中能正確表示線圈中感應電流隨時間變化的圖線是 乙DC圖7yvOxz8在圖7所示的空間直角坐標系所在的區(qū)域內，同時存在勻強電場E和勻強磁場B。已知從坐標原點O沿x軸正方向射入的質子，穿過此區(qū)域時未發(fā)生偏轉，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軸負方向DE沿z軸正方向，B沿y軸負方向圖8Rv0ab9如圖8所示，固定在水平面上的光滑平行金屬導軌，間距為L，右端接有阻值為R的電阻，空間存在在方向豎直、磁感應強度為B的勻強磁場。質量為m、電阻為r的導體棒ab與固定彈簧相連，放在導軌上。初始時刻，彈簧恰處于自然長度。給導體棒水平向右的初速度v0，導體棒開始沿導軌往復運動，在此過程中，導體棒始終與導軌垂直并保持良好接觸。已知導體棒的電阻r與定值電阻R的阻值相等，不計導軌電阻，則下列說法中正確的是A導體棒開始運動的初始時刻受到的安培力向左B導體棒開始運動的初始時刻導體棒兩端的電壓U=BLv0C導體棒開始運動后速度第一次為零時，系統(tǒng)的彈性勢能Ep=mD金屬棒最終會停在初始位置，在金屬棒整個運動過程中，電阻R上產生的焦耳熱Q=mRN圖9BQPOMS10圖9所示為某種質譜儀的工作原理示意圖。此質譜儀由以下幾部分構成：粒子源N；P、Q間的加速電場；靜電分析器，即中心線半徑為R的四分之一圓形通道，通道內有均勻輻射電場，方向沿徑向指向圓心O，且與圓心O等距的各點電場強度大小相等；磁感應強度為B的有界勻強磁場，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，經加速電場加速后進入靜電分析器，某些粒子能沿中心線通過靜電分析器并經小孔S垂直磁場邊界進入磁場，最終打到膠片上的某點。粒子從粒子源發(fā)出時的初速度不同，不計粒子所受重力。下列說法中正確的是A從小孔S進入磁場的粒子速度大小一定相等B從小孔S進入磁場的粒子動能一定相等C打到膠片上同一點的粒子速度大小一定相等D打到膠片上位置距離O點越遠的粒子，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”的實驗中， 所用小燈泡標有“3.8V 0.3A”字樣，并提供有以下器材：A電壓表V（05V，內阻約5k） B電流表A1（050mA，內阻約2）C電流表A2（0500mA，內阻約1） D滑動變阻器R1（010）E滑動變阻器R2（02k） F直流電源E（電動勢4.5V，內阻不計）G開關S及導線若干甲I/AU/VO0.11234乙US電流傳感器丙圖10（1）為了提高測量的準確度和調節(jié)方便：實驗中應選用電流表 ，滑動變阻器 。（填寫器材代號）。在圖10甲虛線框內畫出實驗電路圖。（2）由正確實驗操作得到的數(shù)據(jù)描繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖10乙所示。在另一實驗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時刻閉合開關S，由電流傳感器記錄的電路中電流隨時間變化的圖象（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）在測定一節(jié)干電池的電動勢和內電阻的實驗中，實驗室備有下列器材選用：A干電池（電動勢E約1.5V，內電阻r約1.0）B電流表G（滿偏電流2.0mA，內阻Rg=10）C電流表A（量程00.6A，內阻約0.5）D滑動變阻器R（020，10A）E定值電阻R0（阻值990）F開關和導線若干兩組同學分別采用了不同實驗方案進行實驗：（1）一組同學設計的實驗電路如圖12所示，并利用以上器材正確連接好電路，進行了實驗測量。根據(jù)他們的實驗設計，完成下列問題：閉合開關S，移動滑動變阻器的滑動端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。多次改變滑動端P的位置，得到多組數(shù)據(jù)。在圖13所示的坐標紙上建立I1、I2坐標系，并已標出了與測量數(shù)據(jù)對應的5個坐標點。還有一組數(shù)據(jù)如圖14的電表所示，請依據(jù)所標各點標在圖中描繪I1-I2圖線。利用所畫圖線求得電源的電動勢E= V，電源的內電阻r = 。（結果要求保留兩位小數(shù)) 圖15ESR（2）另一組同學采用滑動變阻器和一個多用電表來測定電池的電動勢和內阻。實驗原理如圖15所示。當變阻器為某一阻值時，用多用電表的直流電壓擋測出變阻器兩端的電壓U，再卸去變阻器一個接線柱的導線，把多用電表串聯(lián)在電路中，用直流電流擋測出通過變阻器的電流I。隨后改變變阻器的電阻，重復上述操作，獲得多組U、I數(shù)據(jù)，并計算得出實驗結果。這個實驗方案在測量原理上的主要缺點是 。三、本題包括6小題，共55分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。圖 16EA37lO13（8分）如圖16所示，長為l的絕緣細線一端懸于O點，另一端系一質量為m、電荷量為q的小球?，F(xiàn)將此裝置放在水平向右的勻強電場中，小球靜止在A點，此時細線與豎直方向成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；（2）求該勻強電場的電場強度E的大小；（3）若將小球向左拉起至與O點處于同一水平高度且細繩剛好張緊，將小球由靜止釋放，求小球運動到最低點時的速度大小。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。裝置右側有兩個相同的平行金屬極板水平正對放置，板長l=6.0cm，相距d=2cm，兩極板間加以電壓U2=200V的偏轉電場。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電場。已知電子的電荷量e=1.610-19C，電子的質量m=0.910-30kg，設電子剛離開金屬絲時的速度為0，忽略金屬極板邊緣對電場的影響，不計電子受到的重力。求： 金屬板金屬絲ldU2U1+-S圖17（1）電子射入偏轉電場時的動能Ek；（2）電子射出偏轉電場時在豎直方向上的側移量y； （3）電子在偏轉電場運動的過程中電場力對它所做的功W。15（9分）圖18為一個小型交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈的面積為S，共有n匝，線圈總電阻為r，可繞與磁場方向垂直的固定對稱軸OO轉動；線圈處于磁感應強度為B的勻強磁場中，線圈在轉動時可以通過滑環(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勻速轉動。（不計轉動軸及滑環(huán)與電刷的摩擦）（1）推導發(fā)電機線圈產生感應電動勢最大值的表達式Em=nBS； （2）求線圈勻速轉動過程中電流表的示數(shù)； （3）求線圈速度轉動N周過程中發(fā)電機線圈電阻r產生的焦耳熱。B圖18RdabcOOAKLKL16（10分）如圖19所示，在水平向左、電場強度為E的勻強電場中，豎直固定著一根足夠長的粗糙絕緣桿，桿上套著一個質量為m、帶有電荷量-q的小圓環(huán)，圓環(huán)與桿間的動摩擦因數(shù)為。（1）由靜止釋放圓環(huán)，圓環(huán)沿桿下滑，求圓環(huán)下滑過程中受到的摩擦力f；-q圖19E（2）若在勻強電場E的空間內再加上磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場，圓環(huán)仍由靜止開始沿桿下滑。求：圓環(huán)剛開始運動時加速度a0的大?。粓A環(huán)下滑過程中的最大動能Ek。B高頻電源圖20D1D2A17（10分）回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置，圖20為回旋加速器的示意圖。D1、D2是兩個中空的鋁制半圓形金屬扁盒，在兩個D形盒正中間開有一條狹縫，兩個D形盒接在高頻交流電源上。在D1盒中心A處有粒子源，產生的帶正電粒子在兩盒之間被電場加速后進入D2盒中。兩個D形盒處于與盒面垂直的勻強磁場中，帶電粒子在磁場力的作用下做勻速圓周運動，經過半個圓周后，再次到達兩盒間的狹縫，控制交流電源電壓的周期，保證帶電粒子經過狹縫時再次被加速。如此，粒子在做圓周運動的過程中一次一次地經過狹縫，一次一次地被加速，速度越來越大，運動半徑也越來越大，最后到達D形盒的邊緣，沿切線方向以最大速度被導出。已知帶電粒子的電荷量為q，質量為m，加速時狹縫間電壓大小恒為U，磁場的磁感應強度為B，D形盒的半徑為R，狹縫之間的距離為d。設從粒子源產生的帶電粒子的初速度為零，不計粒子受到的重力，求：（1）帶電粒子能被加速的最大動能Ek；（2）帶電粒子在D2盒中第n個半圓的半徑；（3）若帶電粒子束從回旋加速器輸出時形成的等效電流為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，兩根金屬平行導軌MN和PQ放在水平面上，左端向上彎曲且光滑，導軌間距為L，電阻不計。水平段導軌所處空間有兩個有界勻強磁場，相距一段距離不重疊，磁場左邊界在水平段導軌的最左端，磁感強度大小為B，方向豎直向上；磁場的磁感應強度大小為2B，方向豎直向下。質量均為m、電阻均為R的金屬棒a和b垂直導軌放置在其上，金屬棒b置于磁場的右邊界CD處。現(xiàn)將金屬棒a