北京市海淀區(qū)2012屆高三上學(xué)期期末考試試題（物理）

1、北京市海淀區(qū)2012屆高三上學(xué)期期末考試 物 理 2012.1說明：本試卷共8頁，共100分?？荚嚂r間90分鐘。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。把你認為正確答案的代表字母填寫在題后的括號內(nèi)。 1下列說法中正確的是（ ） A在靜電場中電場強度為零的位置，電勢也一定為零B放在靜電場中某點的檢驗電荷所帶的電荷量q發(fā)生變化時，該檢驗電荷所受電場力F與其電荷量q的比值保持不變C在空間某位置放入一小段檢驗電流元，若這一小段檢驗電流元不受磁場力作用，則該位置的

2、磁感應(yīng)強度大小一定為零D磁場中某點磁感應(yīng)強度的方向，由放在該點的一小段檢驗電流元所受磁場力方向決定2一只電飯煲和一臺洗衣機并聯(lián)接在輸出電壓u=311sin314tV的交流電源上（其內(nèi)電阻可忽略不計），均正常工作。用電流表分別測得通過電飯煲的電流是5.0A，通過洗衣機電動機的電流是0.50A，則下列說法中正確的是（ ）A電飯煲的電阻為44，洗衣機電動機線圈的電阻為440B電飯煲消耗的電功率為1555W，洗衣機電動機消耗的電功率為155.5WC1min內(nèi)電飯煲消耗的電能為6.6×104J，洗衣機電動機消耗的電能為6.6×103JD電飯煲發(fā)熱功率是洗衣機電動機發(fā)熱功率的10倍圖1

3、hNS導(dǎo)體圓環(huán)3如圖1所示，在一固定水平放置的閉合導(dǎo)體圓環(huán)上方，有一條形磁鐵，從離地面高h處，由靜止開始下落，最后落在水平地面上。磁鐵下落過程中始終保持豎直方向，并從圓環(huán)中心穿過圓環(huán)，而不與圓環(huán)接觸。若不計空氣阻力，重力加速度為g，下列說法中正確的是 （ ）A在磁鐵下落的整個過程中，圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向先逆時針后順時針（從上向下看圓環(huán)）B磁鐵在整個下落過程中，所受線圈對它的作用力先豎直向上后豎直向下C磁鐵在整個下落過程中，它的機械能不變D磁鐵落地時的速率一定等于圖2uRLC123u/V0-36t/10-2s乙36甲4如圖2甲所示，一個理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1：n2=6：1，副線圈兩端接

4、三條支路，每條支路上都接有一只燈泡，電路中L為電感線圈、C為電容器、R為定值電阻。當原線圈兩端接有如圖2乙所示的交流電時，三只燈泡都能發(fā)光。如果加在原線圈兩端的交流電的最大值保持不變，而將其頻率變?yōu)樵瓉淼?倍，則對于交流電的頻率改變之后與改變前相比，下列說法中正確的是 （ ）A副線圈兩端的電壓有效值均為216VB副線圈兩端的電壓有效值均為6VC燈泡變亮D燈泡變亮圖3ErR1R3R2CPabAV5在如圖3所示的電路中，電源的負極接地，其電動勢為E、內(nèi)電阻為r，R1、R2為定值電阻，R3為滑動變阻器，C為電容器，、為理想電流表和電壓表。在滑動變阻器滑動頭P自a端向b端滑動的過程中,下列說法中正確的

5、是 （ ）A電壓表示數(shù)變小 B電流表示數(shù)變小 C電容器C所帶電荷量增多 Da點的電勢降低ba圖46如圖4所示，實線為某孤立點電荷產(chǎn)生的電場的幾條電場線，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域的運動軌跡，a、b是軌跡上的兩點。若帶電粒子在運動中只受電場力的作用，下列說法中正確的是（ ）A該電場是由負點電荷所激發(fā)的電場B電場中a點的電勢比b點的電勢高 C帶電粒子在a點的加速度比在b點的加速度大D帶電粒子在a點的動能比在b點的動能大7A、B兩個可視為質(zhì)點的小球帶有同種電荷，在外力作用下靜止于光滑的絕緣水平面上。A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為2m，它們相距為d?，F(xiàn)撤去外力將它們同時釋放，在它們之間的距離增大到2d

6、時，A的加速度為a，速度為v，則 （ ）A此時B的加速度大小為2aB此時B的加速度大小為 C此過程中系統(tǒng)的電勢能減少D此過程中系統(tǒng)的電勢能減少圖5LRES甲LRES乙8. 如圖5所示的甲、乙兩個電路，電感線圈的自感系數(shù)足夠大，且直流電阻不可忽略，閉合開關(guān)S，待電路達到穩(wěn)定后，燈泡均能發(fā)光?，F(xiàn)將開關(guān)S斷開，這兩個電路中燈泡亮度的變化情況可能是 （ ） A甲電路中燈泡將漸漸變暗 B甲電路中燈泡將先變得更亮，然后漸漸變暗 C乙電路中燈泡將漸漸變暗 D乙電路中燈泡將先變得更亮，然后漸漸變暗圖6tiO乙CPS2abER乙S1V甲 9. 某同學(xué)設(shè)計了一個探究電容器所帶電荷量與電容器兩極間電壓關(guān)系的實驗，實

7、驗電路如圖6甲所示，其中P為電流傳感器，V為電阻很大的電壓表。實驗時，先將開關(guān)S1閉合，單刀雙擲開關(guān)S2擲向a，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動頭到某位置使電容器C充電，當電路達到穩(wěn)定后記錄理想電壓表的示數(shù)。再迅速將開關(guān)S2擲向b，使電容器放電。電流傳感器P將電容器充、放電過程中的電流數(shù)據(jù)傳送給計算機，在計算機上可顯示出電流i隨時間t變化的圖象如圖6乙所示。然后改變滑動變阻器滑動頭的位置，重復(fù)上述步驟，記錄多組電流隨時間變化的圖象和電壓表的示數(shù)。對于這個實驗過程和由圖象及數(shù)據(jù)所得出的結(jié)果，下列說法中正確的是（ ） A流過電流傳感器P的充電電流和放電電流方向相同 B圖6乙中的第段（充電階段）電流曲線與橫軸所

8、圍圖形的面積表示電容器充電結(jié)束時所帶的電荷量 C電容器充電結(jié)束時所帶電荷量隨電容器充電結(jié)束時兩極間電壓變化的關(guān)系圖象應(yīng)為一條過原點的傾斜直線 D電容器充電結(jié)束時所帶電荷量與滑動變阻器滑動頭的位置無關(guān)10如圖7所示，在方向豎直向下、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，沿水平面固定一個V字型金屬框架CAD，已知A=，導(dǎo)體棒EF在框架上從A點開始在外力作用下，沿垂直EF方向以速度v勻速向右平移，使導(dǎo)體棒和框架始終構(gòu)成等腰三角形回路。已知框架和導(dǎo)體棒的材料和橫截面積均相同，其單位長度的電阻均為R，框架和導(dǎo)體棒均足夠長，導(dǎo)體棒運動中始終與磁場方向垂直，且與框架接觸良好。關(guān)于回路中的電流I和消耗的電功率P隨時間t

9、變化關(guān)系的下列四個圖象中可能正確的是 （ ）圖8AtOIBtOIDtOPCtOP圖7CFBEDAv二、本題共2小題，共15分。把答案填在題中的橫線上，或按要求作圖。I/AU/V圖91.0000.1000.2000.3000.4000.5000.6001.101.201.301.401.50I/AU/V圖91.0000.1000.2000.3000.4000.5000.6001.101.201.301.401.5011（6分）某同學(xué)在測一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，測得若干組電池兩端電壓值和對應(yīng)的通過干電池的電流值，并利用這些數(shù)據(jù)畫出了如圖9所示的U-I圖象。則由此U-I圖象可知，該干電池

10、的電動勢的測量值為 V，內(nèi)電阻的測量值為 。（本題結(jié)果保留到小數(shù)點后2位）12（9分）用電流表和電壓表測一個電阻值約為25k、額定功率為W的電阻Rx的阻值，備用器材有：量程0100A，內(nèi)阻約為500的電流表A1量程0500A，內(nèi)阻約為300的電流表A2量程01V，內(nèi)阻約為10k的電壓表V1量程015V，內(nèi)阻約為100k的電壓表V2量程050V，內(nèi)阻約為500k的電壓表V3直流穩(wěn)壓電源兩端的輸出電壓為16V滑動變阻器，阻值范圍 0500，允許最大電流 lA待測電阻Rx，開關(guān)和導(dǎo)線若干（1）為了測量準確，電壓表應(yīng)選 ，電流表應(yīng)選 。（填寫儀器前的序號）（2）在下圖方框內(nèi)畫出實驗電路圖。（3）若測量

11、值為R測，真實值為R真，那么在操作、讀數(shù)、計算均正確無誤的情況下，R測_R真（選填“大于”、“等于”或“小于”）。 三、本題包括6小題，共55分。解答應(yīng)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10BvL2L1abcd13（8分）如圖10所示，在光滑水平面上有一長為L1、寬為L2的單匝矩形閉合導(dǎo)體線框abcd，處于磁感應(yīng)強度為B的有界勻強磁場中，其ab邊與磁場的邊界重合。線框由同種粗細均勻的導(dǎo)線制成，它的總電阻為R?，F(xiàn)將用垂直于線框ab邊的水平拉力，將線框以速度v向右沿水平方向勻速拉出磁場，此過程中保持線框平面與磁感線

12、垂直，且ab邊與磁場邊界平行。求線框被拉出磁場的過程中：（1）通過線框的電流；（2）線框中產(chǎn)生的焦耳熱；（3）線框中a、b兩點間的電壓大小。甲abI圖11乙a14（8分）如圖11甲所示，在水平地面上固定一對與水平面傾角為的光滑平行導(dǎo)電軌道，軌道間的距離為l，兩軌道底端的連線與軌道垂直，頂端接有電源。將一根質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒ab放在兩軌道上，且與兩軌道垂直。已知軌道和導(dǎo)體棒的電阻及電源的內(nèi)電阻均不能忽略，通過導(dǎo)體棒的恒定電流大小為I，方向由a到b，圖11乙為圖甲沿ab方向觀察的平面圖。若重力加速度為g，在軌道所在空間加一豎直向上的勻強磁場，使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止。（1）請在圖11乙所示的平面圖

13、中畫出導(dǎo)體棒受力的示意圖；（2）求出磁場對導(dǎo)體棒的安培力的大??；（3）如果改變導(dǎo)軌所在空間的磁場方向，試確定使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止的勻強磁場磁感應(yīng)強度B的最小值的大小和方向。圖12ABmv0ErR1PS15（9分）在如圖12所示的電路中，兩平行正對金屬板A、B水平放置，兩板間的距離d=4.0cm。電源電動勢E=400V，內(nèi)電阻r=20，電阻R1=1980。閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶正電的小球（可視為質(zhì)點）從B板上的小孔以初速度v0=1.0m/s豎直向上射入兩板間，小球恰好能到達A板。若小球所帶電荷量q=1.0×10-7C，質(zhì)量m=2.0×10-4kg，不考慮空氣阻力

14、，忽略射入小球?qū)﹄娐返挠绊?，取g=10m/s2。求：（1）A、B兩金屬板間的電壓的大小U；（2）滑動變阻器消耗的電功率P滑；（3）電源的效率。圖13BRO1O2CD甲tB0乙t1B10BL2L116（10分）如圖13甲所示，長、寬分別為L1、L2的矩形金屬線框位于豎直平面內(nèi)，其匝數(shù)為n，總電阻為r，可繞其豎直中心軸O1O2轉(zhuǎn)動。線框的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)C、D（集流環(huán)）焊接在一起，并通過電刷和定值電阻R相連。線框所在空間有水平向右均勻分布的磁場，磁感應(yīng)強度B的大小隨時間t的變化關(guān)系如圖13乙所示，其中B0、B1和t1均為已知。在0t1的時間內(nèi)，線框保持靜止，且線框平面和磁場垂直；t

15、1時刻后線框在外力的驅(qū)動下開始繞其豎直中心軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動。求：（1）0t1時間內(nèi)通過電阻R的電流大??；（2）線框勻速轉(zhuǎn)動后，在轉(zhuǎn)動一周的過程中電流通過電阻R產(chǎn)生的熱量；（3）線框勻速轉(zhuǎn)動后，從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過電阻R的電荷量。甲abcdadcbhlIB0UH探頭探桿圖14乙顯示窗17（10分）1879年美國物理學(xué)家霍爾在研究載流導(dǎo)體在磁場中受力情況時，發(fā)現(xiàn)了一種新的電磁效應(yīng)：將導(dǎo)體置于磁場中，并沿垂直磁場方向通入電流，則在導(dǎo)體中垂直于電流和磁場的方向會產(chǎn)生一個橫向電勢差，這種現(xiàn)象后來被稱為霍爾效應(yīng)，這個橫向的電勢差稱為霍爾電勢差。（1）如圖14甲所示，某長方體導(dǎo)

16、體abcdabcd的高度為h、寬度為l，其中的載流子為自由電子，其電荷量為e，處在與ab ba面垂直的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B0。在導(dǎo)體中通有垂直于bccb面的電流，若測得通過導(dǎo)體的恒定電流為I，橫向霍爾電勢差為UH，求此導(dǎo)體中單位體積內(nèi)自由電子的個數(shù)。（2）對于某種確定的導(dǎo)體材料，其單位體積內(nèi)的載流子數(shù)目n和載流子所帶電荷量q均為定值，人們將H=定義為該導(dǎo)體材料的霍爾系數(shù)。利用霍爾系數(shù)H已知的材料可以制成測量磁感應(yīng)強度的探頭，有些探頭的體積很小，其正對橫截面（相當于圖14甲中的ab ba面）的面積可以在0.1cm2以下，因此可以用來較精確的測量空間某一位置的磁感應(yīng)強度。如圖14乙所示為一種

17、利用霍爾效應(yīng)測磁感應(yīng)強度的儀器，其中的探頭裝在探桿的前端，且使探頭的正對橫截面與探桿垂直。這種儀器既可以控制通過探頭的恒定電流的大小I，又可以監(jiān)測出探頭所產(chǎn)生的霍爾電勢差UH，并自動計算出探頭所測位置磁場的磁感應(yīng)強度的大小，且顯示在儀器的顯示窗內(nèi)。在利用上述儀器測量磁感應(yīng)強度的過程中，對探桿的放置方位有何要求；要計算出所測位置磁場的磁感應(yīng)強度，除了要知道H、I、UH外，還需要知道哪個物理量，并用字母表示。推導(dǎo)出用上述這些物理量表示所測位置磁感應(yīng)強度大小的表達式。圖15U/V乙t/s0500.10.20.30.4v0BmO¢MN甲OqabU018（10分）如圖15甲所示，水平加速電場的

18、加速電壓為U0，在它的右側(cè)有由水平正對放置的平行金屬板a、b構(gòu)成的偏轉(zhuǎn)電場，已知偏轉(zhuǎn)電場的板長L=0.10 m，板間距離d=5.0×10-2 m，兩板間接有如圖15乙所示的隨時間變化的電壓U，且a板電勢高于b板電勢。在金屬板右側(cè)存在有界的勻強磁場，磁場的左邊界為與金屬板右側(cè)重合的豎直平面MN，MN右側(cè)的磁場范圍足夠大，磁感應(yīng)強度B=5.0×10-3T，方向與偏轉(zhuǎn)電場正交向里（垂直紙面向里）。質(zhì)量和電荷量都相同的帶正電的粒子從靜止開始經(jīng)過電壓U0=50V的加速電場后，連續(xù)沿兩金屬板間的中線OO方向射入偏轉(zhuǎn)電場中，中線OO與磁場邊界MN垂直。已知帶電粒子的比荷=1.0×

19、;108 C/kg，不計粒子所受的重力和粒子間的相互作用力，忽略偏轉(zhuǎn)電場兩板間電場的邊緣效應(yīng)，在每個粒子通過偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域的極短時間內(nèi)，偏轉(zhuǎn)電場可視作恒定不變。（1）求t=0時刻射入偏轉(zhuǎn)電場的粒子在磁場邊界上的入射點和出射點間的距離；（2）求粒子進入磁場時的最大速度；（3）對于所有進入磁場中的粒子，如果要增大粒子在磁場邊界上的入射點和出射點間的距離，應(yīng)該采取哪些措施？試從理論上推理說明。海淀區(qū)高三年級第一學(xué)期期末練習(xí)物理參考答案 2012.1一本題共10小題，每小題3分，共30分。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。題號12345678910答案BCABDDCDBDACDBC

20、AD圖答-1SErRRxA2V2二、本題共5小題，共15分。11.（6分）1.481.50（3分），0.800.90（3分）（兩問均不要求有效數(shù)字）12（9分）（1）、（4分）（2）如圖答-1所示（3分）（說明：分壓電路正確得1分，電流表內(nèi)接電路正確得2分。）（3）大于（2分）三、本題包括6小題，共55分。解答應(yīng)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。說明：下面各題的解答只給出了一種解法及評分標準，若學(xué)生用其他方法解答，請參考本標準的解答步驟進行評分。13（8分）（1）線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=BL2v（1分）通過線框的

21、電流I=E/R=（1分）（2）線框被拉出磁場所需時間t=L1/v（1分）此過程中線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q=I2Rt=（2分）（3）線框ab邊的電阻Rab=（2分）線框中a、b兩點間電壓的大小U=IRab=（1分）I圖答-2amgNF14（8分）（1）如圖答-2所示（3分）（2）根據(jù)共點力平衡條件可知，磁場對導(dǎo)體棒的安培力的大小F=mgtan（2分）（3）要使磁感應(yīng)強度最小，則要求安培力最小。根據(jù)受力情況可知，最小安培力Fmin=mgsin，方向平行于軌道斜向上（1分）所以最小磁感應(yīng)強度Bmin=（1分）根據(jù)左手定則可判斷出，此時的磁感應(yīng)強度的方向為垂直軌道平面斜向上。（1分）15（9分）（1）小球

22、從B板上的小孔射入恰好到達A板的過程中，在電場力和重力的作用下做勻減速直線運動，設(shè)A、B兩極板間電壓為U，根據(jù)動能定理有 -qU- mgd=0 - mv02 （2分）解得U=200V（1分）（2）設(shè)此時滑動變阻器接入電路中的電阻值為R滑，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中的電流 I=（1分）根據(jù)部分電路歐姆定律可知 U=IR滑（1分）解得 R滑=2.0×103（1分）滑動變阻器消耗的電功率 =20W（1分） （3）電源的效率 （2分）16（10分）（1）0t1時間內(nèi)，線框中的感應(yīng)電動勢 E=n（2分）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，通過電阻R的電流I=（1分）（2）線框產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值

23、 Em=nB1 L1L2（1分）感應(yīng)電動勢的有效值E= nB1 L1L2 （1分）通過電阻R的電流的有效值I=線框轉(zhuǎn)動一周所需的時間t=（1分）此過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量 Q=I2Rt=R（1分）（3）線框從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，平均感應(yīng)電動勢 （1分）平均感應(yīng)電流 （1分）通過電阻R的電荷量 q=（1分）17（10分）（1）設(shè)單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，自由電子定向移動的速率為v，則有 I=nehlv（1分）當形成恒定電流時，自由電子所受電場力與洛侖茲力相等，因此有evB0=eUH/h（2分）解得n= （1分）（2）應(yīng)調(diào)整探桿的放置方位（或調(diào)整探頭的方位），使霍爾電勢差達到最大（或使探桿與磁場方向平行；探頭的正對橫截面與磁場方向垂直；ab ba面與磁場方向垂直）（3分）設(shè)探頭中的載流子所帶電荷量為q，根據(jù)上述分析可知，探