2015-2016年海淀區(qū)高三第一學期期末物理試題及答案

1、海淀區(qū)高三年級第一學期期末練習2016.1一、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 如圖 1 所示，真空中有兩個點電荷分別位于 M 點和 N 點，它們所帶電荷量分別為 q1 和 q2。已知在MN 連線上某點 P 處的電場強度為零，且 MP=3PN 則 的牲 M1. #PF尸書噌仔4* MP N博 1A. q1=3 q2q2D. q 仁q22. 如圖 2 所示，帶箭頭的實線表示某電場的電場線，虛線表

2、示該電場的等勢 其中A、B C 三點的電場強度大小分別為 EA EB EC，電勢分別為。關于這三點的電場強度大小和電勢高低的關系，下列說法中正確的是物理B .q1=9q2A. EA=EBB. EA ECC.D.3. 如圖 3 所示，在空間直角坐標系 Oxyz 中存在有沿 x 軸正方向的勻強磁 場，在直角坐標系中選取如圖所示的 abc-a b c棱柱形空間。通過面積 S1（abb a所圍的面積）、S2 （acc a所圍的面積）和 S3 （cbb c所圍的面 積）的磁通量分別為 1、2 和3,貝 UA.仁2B .12C.13D .324.在如圖 4 所示電路中，電源內(nèi)阻不可忽略。開關 S 閉合后，

3、在滑動變阻器 R2 的滑 動端由 a 向 b 緩慢滑動的過程中，A.電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小B電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大C.電容器 C 所帶電荷量減小 D.電容器 C 所帶電荷量增大5.如圖 5 所示，理想變壓器原線圈兩端的輸入電壓為220V,副線圈兩端接有兩只標有“ 12V, 24V”字樣的燈泡，當開關 S1 和 S2 都閉合時，兩燈泡均正常發(fā) 光。下列說法中正確的是A.該變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比應為 55: 3C.將開關 S1 斷開，則通過該變壓器原線圈的電流將變小D.將開關 S1 斷開，則該變壓器原線圈的輸入功率將變小6圖 6 是用電流傳感器（電流傳感器相當于電流表，

4、其電阻可以忽略不計） 研究自感現(xiàn)象的實驗電路，電源的電動勢為E,內(nèi)阻為 r，自感線圈 L 的自感系數(shù)足夠大，其直流電阻值大于燈泡 D 的阻值，在 t=0 時刻閉合開關 S,經(jīng)過一段時間 后，在 t=t1 時刻斷開開關 S。在圖 7 所示的圖象中，可能正確表示電流傳感器記錄的電流隨時間變化情況的是7.如圖 8 甲所示，帶缺口的剛性金屬圓環(huán)在紙面內(nèi)固定放置，在圓環(huán)的缺口 兩端引出兩根導線，分別與兩塊垂直于紙面正對固定放置的平行金屬板P、Q 連接。圓環(huán)內(nèi)有垂直于紙面變化的磁場，變化規(guī)律如圖 8 乙所示（規(guī)定磁場方向垂直 于紙面向里為正方向）。圖 9 中可能正確表示 P、Q 兩極板間電場強度 E （規(guī)

5、定電 場方向由P 板指向 Q 板為正方向）隨時間 t 變化情況的是8. 如圖 10 所示，水平放置的兩個正對的帶電金屬板 MN PQ 間存在相互垂直 的勻強電場和勻強磁場，電場強度為 E,磁感應強度為 B。在 a 點由靜止釋放一帶 正電的微粒，釋放后微粒沿曲線 acb 運動，到達 b 點時速度為零，c 點是曲線上離 MN 板最遠的點。已知微粒的質(zhì)量為 m 電荷量為 q,重力加速度為 g,不計微粒所 受空氣阻力，則下列說法中正確的是A.微粒在 a 點時加速度方向豎直向下 B.微粒在 c 點時電勢能最大C.微粒運動過程中的最大速率為mg + qED.微粒到達 b 點后將沿原路徑返回 a 點9. 如

6、圖 11 甲所示，在某電場中建立 x 坐標軸，A、B 為 x 軸上的兩點，xA、 xB分別為 A、B 兩點在 x 軸上的坐標值。一電子僅在電場力作用下沿 x 軸運動，該 電子的電勢能 Ep 隨其坐標 x 變化的關系如圖 11 乙所示，貝 U 下列說法中正確的是A. 該電場一定不是孤立點電荷形成的電場B. A 點的電場強度小于 B 點的電場強度C. 電子由 A 點運動到 B 點的過程中電場力對其所做的功 W=EpAEpBD. 電子在 A 點的動能小于在 B 點的動能10.半導體內(nèi)導電的粒子一“載流子”有兩種：自由電子和空穴（空穴可視為能自由移動帶正電的粒子），以自由電子導電為主的半導體叫N 型半

7、導體，以空穴導電為主的半導體叫 P 型半導體。圖 12 為檢驗半導體材料的類型和對材料性能 進行測試的原理圖，圖中一塊長為 a、寬為 b、厚為 c 的半導體樣品板放在沿 y 軸 正方向的勻強磁場中，磁感應強度大小為 B。當有大小為 I、沿 x 軸正方向的恒定 電流通過樣品板時，會在與 z 軸垂直的兩個側面之間產(chǎn)生霍爾電勢差 UH 霍爾電 勢差大小滿足關系，其中 k 為材料的霍爾系數(shù)。若每個載流子所帶電量的絕對值為 e,下列說法中正 確的是A.如果上表面電勢高,則該半導體為P 型半導體B如果上表面電勢高，則該半導體為 N 型半導體C.霍爾系數(shù)較大的材料，其內(nèi)部單位體積內(nèi)的載流子數(shù)目較多D.樣品板

8、在單位體積內(nèi)參與導電的載流子數(shù)目為IBceU!二、本題共 2 小題，共 15 分。11.（ 10 分）在描繪一個標有“ 6.3V0.3A ”小燈泡的伏安特性曲線的實驗 中，要求燈泡兩端的電壓由零逐漸增加到 6.3V，并便于操作。已選用的器材有：學生電源（電動勢為 9V,內(nèi)阻約 1Q）;電流表（量程為 00.6A，內(nèi)阻約 0.2Q;量程為03A,內(nèi)阻約0.04Q） ;電壓表 （量程為 03V,內(nèi)阻約3kQ; 015V,內(nèi)阻約15kQ） ;開關一個、導線若干。（1）實驗中還需要選擇一個滑動變阻器，現(xiàn)有以下兩個滑動變阻器，則應選 其中的（選填選項前的字母）圖14A.滑動變阻器（最大阻值 10Q，最大

9、允許電流 1A）B.滑動變阻器（最大阻值 1500Q，最大允許電流 0.3A）（2）實驗電路圖應選用圖 13 中的（選填“甲”或“乙”）（3）請根據(jù)（2）中所選的電路圖，補充完成圖 14 中實物電路的連線（4）接閉合關，改變滑動變阻器滑動端的位置，并記錄對應的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù) U。某次測量中電流表選擇 00.6A 量程，電壓表選擇 015V 量程, 電流表、電壓表示數(shù)如圖 15 所示，可知該狀態(tài)下小燈泡電阻的測量值1Q（計算結果保留兩位有效數(shù)字）。（5）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，畫出的小燈泡 I-U 圖線如圖 16 所示。由此可知，當小 燈泡兩端的電壓增加時，小燈泡的電阻值將（選填“變大”或“變小

10、”）。12.（5 分）某科技小組的同學通過查找資料動手制作了一個電池。甲6（1）甲同學選用圖 17 所示的電路圖測量該電池的電動勢和內(nèi)阻。在他測量與計算無誤的情況下，他所得到的電源電動勢 E 的測量值比真實值偏小。E 的測量值比真實值偏小的原因可能是（選填選項前的字母）造成的A.電壓表的分流HisB.電流表的分壓（2）乙同學選用圖 18 所示的電路圖測量該電池的電動勢和內(nèi)阻，其中定值 電阻的阻值為 R0,根據(jù)實驗電路圖連接好電路閉合開關，逐次改變電阻箱接入電 路中電阻的阻值 R,讀出與 R 對應的電壓表的示數(shù) U,并作記錄。根據(jù)多組實驗數(shù) 據(jù)繪出如圖 19 所示的U R圖象，若已知圖線的斜率為

11、 k，縱軸截距為 b,則這個實驗中所測電池電動勢的測 量值E=，內(nèi)阻的測量值 r =。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。13.( 8 分)如圖 20 所示，P、Q 兩平行金屬板間存在著平行于紙面的勻強電 場和垂直紙面向外的勻強磁場，兩板間的距離為 d，電勢差為 U;金屬板下方存在 一有水平邊界、方向垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度為B。電荷量為 q 的帶正電的粒子，以速度 v 垂直于電場和磁場勻速通過 P、Q 兩金屬板間，并沿垂直磁 場方向進入金屬板下方的磁場，做

12、半徑為 R 的勻速圓周運動。不計兩極板電場的邊 緣效應及粒子所受的重力。求：(1) P、Q 兩金屬板間勻強電場場強 E 的大小；(2) P、Q 兩金屬板間勻強磁場磁感應強度 B0 的大小；(3) 粒子的質(zhì)量 m14.(8 分)如圖 21 所示，真空中有平行正對金屬板 A、B,它們分別接在輸 出電壓恒為 U=91V 的電源兩端，金屬板長 L= 10cm 兩金屬板間的距離 d=3.2 cm， A、B兩板間的電場可以視為勻強電場?，F(xiàn)使一電子從兩金屬板左側中間以 v0=2.0 x107m/s的速度垂直于電場方向進入電場，然后從兩金屬板右側射出。已 知電子的質(zhì)量 m=0.91x10-30kg，電荷量 e

13、=1.6x10-19C，兩極板電場的邊緣效應 及電子所受的重力均可忽略不計。求：(計算結果保留兩位有效數(shù)字)(1) 電子在電場中運動的加速度 a 的大?。?2)電子射出電場時在沿電場線方向上的側移量y;(3) 從電子進入電場到離開電場的過程中，其動量增量的大小。15.(9 分)如圖 22 所示，交流發(fā)電機的矩形金屬線圈 abed 的邊長ab=cd=50cm be=ad=30em 匝數(shù) n=100,線圈的總電阻 r=10Q,線圈位于磁感應強 度B=0.050T 的勻強磁場中，線圈平面與磁場方向平行。線圈的兩個末端分別與兩 個彼此絕緣的銅環(huán) E、F (集流環(huán))焊接在一起，并通過電刷與阻值R=90Q

14、的定值電阻連接。 現(xiàn)使線圈繞過 be 和 ad 邊中點、 且垂直于磁場的轉軸 0 疔以角速度3=400rad/s勻速轉動。電路中其他電阻以及線圈的自感系數(shù)均可忽略不計。求：ti. ? .d(1)線圈中感應電流的最大值;(2)線圈轉動過程中電阻 R 的發(fā)熱功率;(3)從線圈經(jīng)過圖示位置開始計時，經(jīng)過14周期時間通過電阻 R 的電荷量16.( 10 分)在科學研究中，可以通過施加適當?shù)碾妶龊痛艌鰜韺崿F(xiàn)對帶電 粒子運動的控制。如圖 23 所示，某時刻在 xOy 平面內(nèi)的第象限中施加沿 y 軸負方向、電場強度為 E 的勻強電場，在第I、W象限中施加垂直于 xOy 坐標平面 向里、磁感應強度為 B 的勻

15、強磁場。一質(zhì)量為 m 電荷量為 q 的帶正電的粒子從 M 點以速度 vO 沿垂直于 y 軸方向射入該勻強電場中，粒子僅在電場力作用下運動到 坐標原點 O 且沿 OP 方向進入第W象限。 在粒子到達坐標原點 O時撤去勻強電場 (不計撤去電場對磁場及帶電粒子運動的影響)，粒子經(jīng)過原點O 進入勻強磁場中，并僅在磁場力作用下，運動一段時間從 y 軸上的 N 點射出磁場。已知 OP 與 x 軸正方向夾角a=60，帶電粒子所受重力及空氣阻力均可忽略不計，求：-V.1y * *Nit*BMKK*E1OK*圖23(1) M O 兩點間的電勢差U;(2) 坐標原點 O 與 N 點之間的距離 d;(3) 粒子從

16、M 點運動到 N 點的總時間 t。17.( 10 分)如圖 24 所示，PQ 和 MN 是固定于水平面內(nèi)間距 L=1.0m 的平行 金屬軌道，軌道足夠長，其電阻可忽略不計。兩相同的金屬棒ab、cd 放在軌道上，運動過程中始終與軌道垂直，且接觸良好，它們與軌道形成閉合回路。已知每 根金屬棒的質(zhì)量 m=0.20kg，每根金屬棒位于兩軌道之間部分的電阻值R=1.0Q;金屬棒與軌道間的動摩擦因數(shù)卩=0.20，且與軌道間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦 力。整個裝置處在豎直向上、磁感應強度B=0.40T 的勻強磁場中。取重力加速度g=10m/s2。（1）在 t=0 時刻，用垂直于金屬棒的水平力 F 向右拉金屬

17、棒 cd，使其從靜 止開始沿軌道以 a=5.0m/s2 的加速度做勻加速直線運動，求金屬棒 cd 運動多長時 間金屬棒ab 開始運動；（2）若用一個適當?shù)乃酵饬?F向右拉金屬棒 cd,使其達到速度 v1=20m/s 沿軌道勻速運動時，金屬棒 ab 也恰好以恒定速度沿軌道運動。求：1金屬棒 ab 沿軌道運動的速度大??；2水平外力 F的功率。18.（ 10 分） 如圖 25 甲為科技小組的同學們設計的一種靜電除塵裝置示意 圖，其主要結構有一長為 L、寬為 b、高為 d的矩形通道，其前、后板使用絕緣材 料，上、下板使用金屬材料。圖 25 乙是該主要結構的截面圖，上、下兩板與輸出 電壓可調(diào)的高壓直流

18、電源（內(nèi)電阻可忽略不計）相連。質(zhì)量為 m 電荷量大小為 q 的 分布均勻的帶負電的塵埃無初速度地進入 A、B 兩極板間的加速電場。已知 A、B 兩 極板間加速電壓為 U0,塵埃加速后全都獲得相同的水平速度，此時單位體積內(nèi)的 塵埃數(shù)為 n。塵埃被加速后進入矩形通道，當塵埃碰到下極板后其所帶電荷被中 和，同時塵埃被收集。通過調(diào)整高壓直流電源的輸出電壓 U 可以改變收集效率n（被收集塵埃的數(shù)量與進入矩形通道塵埃的數(shù)量的比值）。塵埃所受的重力、空氣 阻力及塵埃之間的相互作用均可忽略不計。在該裝置處于穩(wěn)定工作狀態(tài)時：（1）求在較短的一段時間 t 內(nèi)，A、B 兩極板間加速電場對塵埃所做的功;（2）若所有進

19、入通道的塵埃都被收集，求通過高壓直流電源的電流;（3）請推導出收集效率n隨電壓直流電源輸出電壓 U 變化的函數(shù)關系式。海淀區(qū)高三年級第一學期期末練習參考答案及評分標準物理2016.1一、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符合題意的，有的小題有多個選項是符合題意的。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。題號12345678910答案BBDACBCACDBDAACAD11.（ 10 分）、本題共 2 小題，共 15 分甲乙圖25（1）A（ 2 分）；（2）乙（2 分）；（3）如答圖 1 所示（2 分）

20、；量程選擇 015V 同樣得分（4）18 （2 分）；（5）變大（2 分）12.（ 5 分）（1） A （2 分）（2）b（2 分）;b（1 分）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。說明：計算題提供的參考解答，不一定都是惟一正確的。對于那些與此解答 不同的正確解答，同樣得分。13.（8 分）（1）根據(jù)勻強強度和電勢差的關系有：E=u_1.（2 分）（2）因為粒子勻速通過 P、Q 兩金屬板間,則有:g叭訶二葺（2 分）解得:.（1 分）（3）粒子進入下方的勻強磁場做勻速

21、圓周運動，洛倫茲力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律有：（2 分）可得：.（1 分）14. （8 分）（1）設金屬板A B間的電場強度為 E,則d根據(jù)牛頓第二定律有：規(guī)-砌. （2 分）解得：a=5.0 x1014m/s2. （ 1 分）（2）電子以速度 v0 進入金屬板 A、B 間，在垂直于電場方向做勻速直線運 動，沿電場方向做初速度為零的勻加速直線運動。電子在電場中運動的時間為 t=L%.（1 分）電子射出電場時在沿電場線方向的側移量（1 分）解得：y=0.63cm.1y = ai2.（1 分）（3）設電子從進入電場到離開電場時間 t=L_內(nèi)，其動量的改變量的大小為根據(jù)動量定理有:eUt &am

22、p;宀. （1 分）解得：=2.3x10-24kgm/s. （ 1 分）15.（9 分）（1）線圈產(chǎn)生感應電動勢的最大值 Em=nbabxbc= 300V（1 分）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，線圈中感應電流的最大值（1 分）解得：lm=3.0A （1 分）（2）通過電阻 R 的電流的有效值 1=72.（1 分）線圈轉動過程中電阻 R 的熱功率P=I2R. （ 1 分）解得:P=405W（1 分）（3）根據(jù)法拉第電磁感應定律有：En-. （1 分）根據(jù)閉合電路歐姆定律有：FEJ一 _ :- |1 _J_ _! _L1J一亠_,1 一_I/? + r （J? + r）Ar（1 分）解得： = /A/

23、 = Z5xlO-31 分）16.（ 10 分）（1）設粒子經(jīng)過 O 點的速度為 V,則 COSa=（1 分）對于電子經(jīng)過電場的過程，根據(jù)動能定理有: （1 分）解得：u =2 孕.（1 分）(2)設粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為R,運動軌跡如答圖 2 所示洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律有:qvB =（1 分）解得：(1 分)（1 分）根據(jù)幾何關系可知,O 與 N 之間的距離V答 G（3）設粒子在電場中從 M 點運動至 0 點所用時為 t1 ,根據(jù)牛頓第二定律可知：粒子在電場中的加速度a=m.（1 分）粒子通過 0 點時豎直方向速度 vy=屁，根據(jù)運動學公式有：vy=at1 解得：t 仁.（1 分）設粒子在磁場中從 0 點運動至 N 點用時為 t2，粒子在磁場中運動的周期2n-a -f .（ 1 分）解得：粒子從 M 點運動到 N 點的總時間 t= t1+ t2=qE+Snm.（1 分）17.（ 10 分）（1）設金屬棒 cd 運動 t 時間金屬棒 ab 開始運動，根據(jù)運動學公式可知：此時金屬棒 cd 的速度v-al金屬棒 cd 產(chǎn)生的電動勢- BLv，通過金屬棒的電流tE. BLatii - =-12R 2R（1 分）金屬棒 ab 所受安培力金屬棒 ab 開始運動時刻,（1 分）解得：t=1.0s （2）設金屬棒 cd 以速度v1