2022年北京市海淀区高三上学期期末练习物理试题.pdf

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1、海淀区高三年级第一学期期末练习物理 2015.1一、本题共10 小题，每小题3 分，共 30 分。1在真空中有两个固定的点电荷，它们之间的静电力大小为F。现保持它们之间的距离不变，而使它们的电荷量都变为原来的2倍，则它们之间的静电力大小为A14F B12F C2 F D4F2关于电场强度和磁感应强度，下列说法中正确的是A电场强度的定义式E =Fq适用于任何静电场B电场中某点电场强度的方向与在该点的带正电的检验电荷所受电场力的方向相同C磁感应强度公式B=FIL说明磁感应强度B与放入磁场中的通电导线所受安培力F成正比， 与通电导线中的电流I和导线长度L的乘积成反比D磁感应强度公式B=FIL说明磁感

2、应强度的方向与放入磁场中的通电直导线所受安培力的方向相同3在如图 1 所示电路中，电压表、电流表均为理想电表，电源内阻不可忽略。开关 S闭合后，在滑动变阻器R1的滑片P向右端滑动的过程中A电压表的示数减小 B电压表的示数增大C电流表的示数减小 D电流表的示数增大4如图 2 所示为研究影响平行板电容器电容大小因素的实验装置。设两极板的正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为，平行板电容器的电容为C。实验中极板所带电荷量可视为不变，则下列关于实验的分析正确的是A保持d不变，减小S，则C变小，变大；B保持d不变，减小S，则C变大，变大C保持S不变，增大d，则C变小，变大D保持S不变，增大d，

3、则C变大，变大5如图 3 所示，a、b、c是一条电场线上的三点，一个带正电的粒子仅在电场力的作用下沿这条电场线由a运动到c的过程中，其动能增加。已知a、b间距离等于b、c间距离，用a、b、c分别表示a、b、c三点的电势，用Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的场强大小。根据上述条件所做出的下列判断中一定正确的是AEa = Eb = Ec B EaEbEc Cab=bc D abc 6如图 4 甲所示，一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中，且线圈平面与磁场垂直。设垂直纸面向里为磁感应强度B的正方向，磁感应强度B随时间而变化的情况如图4 乙所示，图甲中线圈上的箭头的方向为感应电流 i的正方向。

4、 则在图 5 中给出的线圈中感应电流i随时间而变化的图象可能的是R2 E A 图 1 R3 V R1 S P 图 3 a b c B t 0 4 3 2 1 图 4 B i 甲乙图 5 A B C D i t 0 1 2 3 4 i t 0 1 2 3 4 i t 0 1 2 3 4 i t 0 1 2 3 4 图 2 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 7如图 6 甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为556，其原线圈两端接入如

5、图6 乙所示的正弦交流电，副线圈通过电流表与负载电阻R相连。若交流电压表和交流电流表都是理想电表，则下列说法中正确的是A变压器输入电压的最大值是220V B若电流表的示数为0.50A，变压器的输入功率是12W C原线圈输入的正弦交变电流的频率是50Hz D电压表的示数是242 V 8如图 7 所示， Al和 A2是两个规格完全相同的灯泡，Al与自感线圈L串联后接到电路中， A2与可变电阻串联后接到电路中。先闭合开关S，缓慢调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，再调节电阻R1，使两个灯泡都正常发光，然后断开开关S。对于这个电路，下列说法中正确的是A再闭合开关S时， A2先亮， Al后亮B再闭合开关S

6、时， Al 和 A2同时亮C再闭合开关S，待电路稳定后，重新断开开关S，A2立刻熄灭 , ， A1过一会儿熄灭D再闭合开关S，待电路稳定后，重新断开开关S，Al和 A2都要过一会儿才熄灭9如图 8 所示，在光滑绝缘水平面上，两个带等量正电的点电荷分别固定在A、B两点，O为AB连线的中点，MN为AB的垂直平分线。在MN之间的C点由静止释放一个带负电的小球（可视为质点），若不计空气阻力，则A小球从C点沿直线MN向N端运动，先做匀加速运动，后做匀减速运动B小球从C点运动至距离该点最远位置的过程中，其所经过各点的先电势先降低后升高C小球从C点运动至距离该点最远位置的过程中，其电势能先减小后增大D若在两

7、个小球运动过程中，两个点电荷所带电荷量同时等量地缓慢增大，则小球往复运动过程中的振幅将不断增大10回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展。回旋加速器的原理如图9 所示， D1和 D2是两个正对的中空半圆金属盒，它们的半径均为R，且分别接在电压一定的交流电源两端，可在两金属盒之间的狭缝处形成变化的加速电场，两金属盒处于与盒面垂直、磁感应强度为B的匀强磁场中。A点处的粒子源能不断产生带电粒子，它们在两盒之间被电场加速后在金属盒内的磁场中做匀速圆周运动。调节交流电源的频率，使得每当带电粒子运动到两金属盒之间的狭缝边缘时恰好改变加速电场的方向，从

8、而保证带电粒子能在两金属盒之间狭缝处总被加速，且最终都能沿位于D2盒边缘的C口射出。该回旋加速器可将原来静止的粒子（氦的原子核） 加速到最大速率v，使它获得的最大动能为Ek。若带电粒子在A点的初速度、所受重力、通过狭缝的时间及C口的口径大小均可忽略不计，且不考虑相对论效应，则用该回旋加速器A能使原来静止的质子获得的最大速率为21v B能使原来静止的质子获得的动能为41Ek C加速质子的交流电场频率与加速粒子的交流电场频率之比为1：1 D加速质子的总次数与加速粒子总次数之比为2：1 u 图 6 123u/V0-2202t/10-2s乙220 2R甲VA图 7 RR1 LA1 A2 ESO C a

9、aA B M N 图 8 v 图 9 狭缝N S D2 D1 接交变电源C A 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 11 页 - - - - - - - - - - A VV图 10 二、本题共2 小题， 共 15 分。11 （6 分）指针式多用电表是电路测量的常用工具。现用多用电表测量一个定值电阻的阻值（阻值约为一百多欧姆） 。（1）将红、 黑表笔分别插入“ +”、 “- ”插孔， 接下来必要的操作步骤和正确的顺序是。 （请将必要步骤前的序号按正确的顺序写出）将选择开关旋转“ 1

10、0”的位置；将选择开关旋转“ 100”的位置；用两支表笔的金属部分分别接触电阻的两条引线；根据指针所指刻度和选择开关的位置，读出电阻的阻值；将两支表笔直接接触，调整“欧姆调零旋钮”使指针指向“0”。（2）若正确测量时指针所指刻度如图10 所示，则这个电阻阻值的测量值是。（3）在使用多用电表测量电阻时，若双手捏住红、 黑表笔金属部分，则测量结果将。 （选填“偏大”或“偏小”）12 （9 分）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，小灯泡的额定电压为 2.5V，额定功率为0.5W，此外还有以下器材可供选择： A 直流电源3V（内阻不计） B 直流电流表0300mA （内阻约为5） C 直流电流表03

11、A（内阻约为0.1 ） D 直流电压表03V（内阻约为3k） E 滑动变阻器100， 0.5A F滑动变阻器10， 2A G 导线和开关实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量。（ 1 ） 实 验 中 电 流 表 应 选 用， 滑 动 变 阻 器 应 选用； （均填写仪器前的字母）（2）在图 11 所示的虚线框中画出符合要求的实验电路图（虚线框中已将所需的滑动变阻器画出，请补齐电路的其他部分，要求滑片P向b端滑动时，灯泡变亮） ；（3）根据实验数据，画出的小灯泡I-U图线如图 12 所示。由此可知，当电压为0.5V 时，小灯泡的灯丝电阻是；（4）根据实验测量结果可以绘制小灯泡的电功

12、率P随其两端电压U或电压的平方U2变化的图象，在图13 中所给出的甲、乙、丙、丁图象中可能正确的是。 （选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）三、本题包括6 小题，共55 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。U/V 0.20 1.0 0.5 1.5 2.0 0 0.05 0.10 0.15 图 12 0.25 I/A 2.5 图 13 P UP UO P O U2 U2 O P 甲乙丙丁O a b 图 11 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 -

13、- - - - - - - - -第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 13 （8 分）如图 14 所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O，用一根长度为l=0.20m 的绝缘轻线把质量为m=0.10kg 、带有正电荷的金属小球悬挂在O点，小球静止在B点时轻线与竖直方向的夹角为=37。现将小球拉至位置A，使轻线水平张紧后由静止释放。g取 10m/s2，sin37 =0.60，cos37=0.80。求：（1）小球所受电场力的大小；（2）小球通过最低点C时的速度大小；（3）小球通过最低点C时轻线对小球的拉力大小。14 （8 分）如图 15 所示，两根足够长的直金属导轨

14、MN 、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为L。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，且接触良好，整套装置处于匀强磁场中。金属杆ab中通有大小为I的电流。已知重力加速度为g。（1）若匀强磁场方向垂直斜面向下，且不计金属杆ab和导轨之间的摩擦，金属杆ab静止在轨道上，求磁感应强度的大小；（2）若金属杆ab静止在轨道上面，且对轨道的压力恰好为零。试说明磁感应强度大小和方向应满足什么条件；（3）若匀强磁场方向垂直斜面向下，金属杆ab与导轨之间的动摩擦因数为，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。欲使金属杆ab静止，则磁感应强度的最大值是多大。O l E C A B 图 14 图

15、 15PNbaQM精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 15 （9 分）如图16 所示为一交流发电机的原理示意图，其中矩形线圈abcd的边长ab=cd=50cm ，bc=ad=20cm ，匝数n=100，线圈的总电阻r=0.20，线圈在磁感强度B=0.050T 的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO匀速转动，角速度100rad/s 。线圈两端通过电刷E、F与阻值R=4.8 的定值电阻连接。计算时 取 3。（1）从线圈经过中性面开始计时，写

16、出线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式；（2）求此发电机在上述工作状态下的输出功率；（3）求从线圈经过中性面开始计时，经过41周期时间通过电阻R的电荷量。16 （10 分）汤姆孙用来测定电子的比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图17 所示，真空管内的阴极K发出的电子经加速电压加速后，穿过A 中心的小孔沿中心线O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P 间的区域， 极板间距为d。当P和P 极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成了一个亮点；当P和P 极板间加上偏转电压U后，亮点偏离到O 点；此时，在P和P间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，调节磁场

17、的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到O点。不计电子的初速度、所受重力和电子间的相互作用。（1）求电子经加速电场加速后的速度大小；（2）若加速电压值为U0，求电子的比荷；（3）若不知道加速电压值，但已知P和P 极板水平方向的长度为L1，它们的右端到荧光屏中心O点的水平距离为L2， O 与O点的竖直距离为h， （O 与O点水平距离可忽略不计），求电子的比荷。图 16 N A a b c d O O F E R S 图 17 K O1 OOL1 L2 PPdAAh精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - -

18、- -第 5 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 17. （10 分）电视机中显像管（抽成真空玻璃管）的成像原理主要是靠电子枪产生高速电子束，并在变化的磁场作用下发生偏转，打在荧光屏不同位置上发出荧光而形成像。显像管的原理示意图（俯视图）如图 18 甲所示，在电子枪右侧的偏转线圈可以产生使电子束沿纸面发生偏转的磁场，偏转的磁场可简化为由通电螺线管产生的与纸面垂直的磁场，该磁场分布的区域为圆形（如图18 乙所示），其磁感应强度B=NI，式中为磁常量，N为螺线管线圈的匝数，I为线圈中电流的大小。由于电子的速度极大，同一电子穿过磁场过程中可认为磁场没有变化，是稳定的匀强磁场。已

19、知电子质量为m，电荷量为e，电子枪加速电压为U，磁常量为，螺线管线圈的匝数N，偏转磁场区域的半径为r，其圆心为O点。当没有磁场时，电子束通过O点，打在荧光屏正中的M点，O点到荧光屏中心的距离OM=L。若电子被加速前的初速度和所受的重力、电子间的相互作用力以及地磁场对电子束的影响均可 忽略不计，不考虑相对论效应及磁场变化所激发的电场对电子束的作用。（1）求电子束经偏转磁场后打到荧光屏上P点时的速率；（2）若电子束经偏转磁场后速度的偏转角=60，求此种情况下电子穿过磁场时，螺线管线圈中电流I0的大小；（3）当线圈中通入如图18 丙所示的电流，其最大值为第（2）问中电流的0.5 倍。求电子束打在荧光

20、屏上发光所形成“亮线”的长度。图 18 I 丙t0 0.5I0 -0.5I0 t2t 3t 4t5tU + O M P 电子束电子枪乙偏转线圈甲精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 18 （10 分）如图 19 所示，PQ和MN是固定于水平面内的平行光滑金属轨道，轨道足够长，其电阻可忽略不计。金属棒ab、cd放在轨道上，始终与轨道垂直，且接触良好。金属棒ab、cd的质量均为m，长度均 为L。两金属棒的长度恰好等于轨道的间距，它们与轨道

21、形成闭合回路。金属棒ab的电阻为2R，金属棒cd的电阻为R。整个装置处在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。（1）若保持金属棒ab不动，使金属棒cd在与其垂直的水平恒力F作用下，沿轨道以速度v做匀速运动。试推导论证：在t时间内，F对金属棒cd所做的功W等于电路获得的电能E电；（2）若先保持金属棒ab不动，使金属棒cd在与其垂直的水平力F（大小未知）作用下，由静止开始向右以加速度a做匀加速直线运动，水平力F作用t0时间撤去此力，同时释放金属棒ab。求两金属棒在撤去F后的运动过程中，金属棒ab中产生的热量；它们之间的距离改变量的最大值x。FPQMNabcdB图 19 精品资料 - - - 欢迎下

22、载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 海淀区高三年级第一学期期末练习参考答案及评分标准物理 2015.1 一、题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案D AB BD AC D C BC AD C D 二、本题共2 小题，共 15 分。11 （6 分） （1）5（ 2 分） ； （2）130（2 分） ； （3）偏小（ 2 分）12 （9 分） （1）B；F（2 分） （2）如答图 1所示（ 3 分） ；（3）5.0 （2 分）说明： 5 同样得分；（4

23、）甲、丙（ 2 分） ；三、本题包括6 小题，共 55 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。说明： 计算题提供的参考解答，不一定都是惟一正确的。对于那些与此解答不同的正确解答，同样得分。13 （8分）（1）小球受重力mg、电场力F和拉力T，其静止时受力如答图2 所示。根据共点力平衡条件有：F = mgtan37=0.75N （2 分）（2）设小球到达最低点时的速度为v，小球从水平位置运动到最低点的过程中，根据动能定理有：mglFl=21mv2 （2 分）解得：v=)37tan1 (2gl= 1.0m/s

24、 （1 分）（3）设小球通过最低点C时细线对小球的拉力大小为T。根据牛顿第二定律有：Tmg=lvm2（2 分）解得：T=1.5N（1 分）14 （ 8 分）（1）设磁感应强度为B1。根据安培定则可知安培力沿导轨平面向上，金属杆ab受力如答图 3。根据平衡条件对金属杆ab有：sin1mgILB（1 分）解得：ILmgBsin1（1分）（2）金属杆ab对导轨压力为零，则金属杆ab只受重力和安培力。根据平衡条件对金属杆ab有：mgILB2（1 分）解得：ILmgB2（1 分）根据安培定则可知磁场方向垂直金属杆ab水平向右。（ 1 分）（3）根据安培定则可知安培力沿导轨平面向上，当金属杆ab受到的静摩

25、擦力沿斜面向下，且为最大值时，磁感应强度值达到最大，设为B3。金属杆ab受力如答图4。 （1 分）根据平衡条件对金属杆ab有：3sincosB ILmgmg（1 分）解得：3sincosmgmgBIL（1 分）ARV ES答图 1 mg 答图 3 N F37mg 答图 2 T Fmg 答图 4 N Ff精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 15 （ 9 分）（1）线圈产生感应电动势的最大值Em=nBabbc（1 分）解得：Em= 15

26、0V （1 分）感应电动势随时间变化的表达式e=Emsint=150sin300t（V） （或 150sin100 t） （1 分）（2）线圈中感应电动势的有效值2752mEEV（或 106V） （1 分）电流的有效值2152.08.4275rREIA交流发电机的输出功率即为电阻R的热功率P=I2R=2.16103W （2 分）（3）根据法拉第电磁感应定律有：tSBntnE（1 分）trRSnBrREI)(根据欧姆定律有：（1 分）解得：C10.0tIq（1 分）16 （ 10 分）（1）设电子经过加速电场加速后速度大小为v。电子在电场、磁场共存的P和P 区域内做匀速直线运动，因此有：dUee

27、vB（2 分）解得：BdUv（1 分）（2）对于电子经过加速电场过程，根据动能定理有2021mveU（2 分）解得：02222UdBUme（1 分）（3）设电子在P和P 区域内只有偏转电场时，运动的加速度为a，时间为t，离开偏转电场时的侧移量为y，偏转的角度为。根据运动学公式有：221aty（1 分）根据牛顿第二定律有：mdeUa（ 1 分）电子在P和P区域内运动时间：vLt1联立解得：mUdBeLmdveULy22221221（1 分）由于21122tanLLhLyvvxy，所以hLLLy2112联立解得：dBLLLUhme2121)2(2（1 分）17 （ 10 分）v v r B O 答

28、图 5 O1 R 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 11 页 - - - - - - - - - - （1）设经过电子枪加速电场加速后，电子的速度大小为v。根据动能定理有：212eUmv（2 分）解得：2eUvm（1 分）（2）设电子在磁场中做圆运动的半径为R，运动轨迹如答图5 所示。根据几何关系有：tan2rR（1 分）洛伦兹力提 供向心力，根据牛顿第二定律有：2mvevBR（1 分）由题知0BNI解得：063meUIr eN（1 分）（3）设线圈中电流为0.5I0时，偏转角为

29、1，此时电子在屏幕上落点距M点最远。此时磁感应强度100.52BBNI，轨迹圆半径1122 3mvRRreB（1 分）1113tan262 3rR（1 分）电子在屏幕上落点距M点最远距离LLy1134tan1（1 分）亮线长度8 3211YyL（1 分）18 （10 分）（1） 金属棒cd做匀速直线运动，受平衡力F=F安=BIL在t时间内，外力F对金属棒cd做功W=Fv t = F安v t=BILv t=tRvLB3222（1 分）金属棒cd的感应电动势E=BLv 电路获得的电能 E电=Eq=EI t=BILvt =tRvLB3222即F对金属棒cd所做的功 等于电路获得的电能E电（ 1 分）

30、（2）撤去F时，cd棒的速度大小为v1=at0（1 分）当ab、cd的速度相等时，回路中的电流为零，两棒开始做匀速直线运动。因为ab、cd棒受到的安培力等大反向，所以系统的动量守恒。设它们达到相同的速度为v2，则：mv1=2mv2（1 分）根据能量守恒定律，回路中产生的焦耳热总量为：Q=222122121mvmv（2 分）金属棒ab产生的焦耳热：Q1=Q32=20261tma（1 分）精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 解法 1：

31、设从撤去F到ab、cd棒的刚好达到相同速度的过程中的某时刻，ab、cd的速度差为 ?v，则此时回路中产生的感应电动势Ei=txBLt=BL?v此时回路中的感应电流Ii=RvBLRE3总（1 分）此时ab棒所受安培力Fi=BIiL=RvLB322对ab棒根据动量定理有：Fi?t=m?v2 对从撤去F到ab、cd棒刚好达到相同速度的过程求和则有：niitRvLB1223=mv2，即xRLBtvRLBnii3322122=mv2（1 分）又因v2=v1/2=at0/2 所以解得最大距离改变量x=22023LBRmat（1 分）解法 2：对ab棒由动量定理得niiitLBI1=mv （1 分）解得q=BLmv=BLmat20设两金属棒间的距离改变了x，由法拉第电磁感应定律平均感应电动势txBLE回路的平均电流为tRxBLI3（1 分）通过金属棒的电荷量q=tI=RxBL3=BLmat20解得：x=22023LBRmat（1 分）精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共 11 页 - - - - - - - - - -