北京市海淀区度高三物理第一学期期末试题.docx
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北京市海淀区度高三物理第一学期期末试题
北京市海淀区2008—2009学年度高三物理第一学期期末试题
说明：
本试卷共8页，共100分。
考试时间120分钟
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—时间图像。
原、副线圈匝
数比n1：
n2=10：
1，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220V
B．变压器输出端所接电压表的示数为22
V
C．变压器输出端交变电流的频率为50Hz
D．变压器的输出功率为220
W
3．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A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，
可以扶手柄控制板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从图示位置稍向上平移，静电计指针张角变小
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，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θ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，滑行到某以高度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重量大小为2mv0
B．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
C．上滑到最高点的过程中电阻R上产生的焦耳热等于
D．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E0/B0=2v0
C．第一个粒子由A运动到C所经历的时间
D．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。
将带等量负电荷的相同小球
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
放置并有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11所示。
图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（I/2）。
读出电阻箱R2的值。
即为电流表G
的内阻RH。
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C的刻度盘可知此电流表的满偏电流
Ig=300μA，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kΩ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，0.3A”字样
滑动变阻器R1
最大阻值10Ω，额定电流1.0A
电压表V
量程0-5V，内阻5kΩ
滑动变阻器R2
最大阻值1Ω，额定电流0.5A
电流表A1
量程0-100mA，内阻4Ω
直流电源E
电动势约为6V，内阻约为0.5Ω
电流表A2
量程0-500mA，内阻0.4Ω
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，把实验一起连接
成完整的实验电路。
（3）利用实验中得到实验数据在t—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轨道间距t=0.50m。
导轨上
端接有电阻R=0.80Ω，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=0.20Ω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=2.5m/s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。
已知中立即速度g=10m/s2，不计空气阻力。
（1）求金属杆刚进入磁场时通过电阻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
间距离为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，由于与喷嘴摩擦面带负电。
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p，已测量出油滴的直径为D（油滴可看做球体，球体体积
），
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=0.10m的闭合导体圆环，圆环单位长度的电阻R0=1.0×10—2Ω·m—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0~0.3s和0.3s~0.5s时间内圆环中感应电动势的大小；
（2）分别求在0~0.3s和0.3s~0.5s时间内圆环中感应电动势的大小，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，至少画出两个
周期）；
（3）求0~10s内圆环中产生的焦耳热。
18．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2
L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场的磁感应强度不变。
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．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=40.0V/m，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=100m/s沿+x
方向做匀速直线运动，速度方向与电场、磁场垂直，取g=10m/s2。
（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为一利用风海流法典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ρ，
海水所受摩擦力与流速成正比，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。
20090113
参考答案
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。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
CD
AC
D
AB
C
BD
AD
BC
ABC
BC
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
A············（2分）
（2）M、N两端电压为路端电压，则UMN=IR=0.4V··························（2分）
（3）每秒钟重力势能转化为电能E=I2（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B=
·····························································（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
·············································（1分）
解得
···············································（2分）
16．（8分）解
（1）油滴速度为v1时所受阻力f1=kv1
油滴向下匀速运动时，重力与阻力平衡，有f1=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
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
·································（2分）
17．（8分）解：
（1）在0~0.3s时间内感应电动势
·············（1分）
在0.3~0.5s时间内感应电动势
··············（1分）
（2）在0~0.3s时间内
····（1分）
在0.3~0.5s时间内
·······（1分）
i—t图象如答图2所示·····················（1分）
（3）在0~0.3s内，圆环中产生的热量Q1=I12·2πrR0t1=1.88×10—3J··········（1分）
在0.3~0.5s内，圆环中产生的热量Q2=I22·2πrR0t1=2.83×10—3J·············（1分）
在0~10s内圆环中产生的热量Q=20（Q1+Q2）=9.42×10—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时的速度大小，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，在荧光屏上打在Q点，PQ=
L。
电子运
动轨迹如答图3所示，设此时的偏转角度为θ，
由几何关系可知，
tanθ=
L/L，θ=60°·············（1分）
根据几何关系，电子束在磁场中运动路径所对圆
心角α=θ，而tan
···········（1分）
由牛顿第二定律和洛仑兹力公式得evB0=mv2/R
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）点擦汗那个里与场强方向相同，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=2.0×10—5C·················（2分）
（3）撤去磁场后，带电质点在沿x轴方向上做匀速直线运动，经过实践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
在t=0.20s内，沿此方向的位移
位移s在y轴方向的分量y=scos37°=9.6cm·····························（1分）
在x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
，贿赂中的电流
·················（1分）
磁场对管道内海水的作用力F磁=Bid
解得
·················································（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=（
）v2t···（2分）
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