北京市海淀区2005-度第一学期期末高三物理试卷

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。把你认为正确答案的代表字母填写在题后的括号内。

1. 某电场的分布如图所示，带箭头的实线为电场线，虚线为等势面。A、B、C三点的

电场强度分别为EA、EB、EC，电势分别为A、B、C，关于这三点的电场强度和电势的关系，以下判断中正确的是（ ）

A.EAEB，BC

B.EAEB，ABC.EAEB，ABD.EAEC，BC

2. 如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“6V 12W”字样，电动机线圈的电阻RM=0.50Ω。若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是（ ） A. 电动机的输入功率为12W B. 电动机的输出功率为12W C. 电动机的热功率为2.0W

D. 整个电路消耗的电功率为22W

3. 如图所示，理想变压器的初级线圈接交流电源，次级线圈接阻值为R的负载电阻。若与初级线圈连接的电压表V1的示数为U1，与次级线圈连接的电压表V2的示数为U2，且U2A. 该变压器输入电流与输出电流之比为U1：U2 B. 该变压器输入功率与输出功率之比为U2：U1

U2 R2U2 D.通过初级线圈的电流I1

U1R C. 通过负载电阻R的电流I2

4. 两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，电流的方向如图所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线

横截面连线的垂直平分线上。则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是（ ） A. a点 B. b点 C. c点 D. d点

5. 如图所示是一火警报警电路的示意图。其中R3为用半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而增大。值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器。当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（ ） A. I变大，U变小 B. I变小，U变大 C. I变小，U变小 D. I变大，U变大

6. 如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有a、b两点，已知a、b两点在同一竖直平面但在不同的电场线上。一个带电小球在重力和电场力作用下由a点运动到b点，在这一运动过程中，以下判断中正确的是（ ） A. 该带电小球的动能可能不变

B. 该带电小球运动的轨迹一定是直线 C. 该带电小球做的一定是匀变速运动 D. 该带电小球在a点的速度可能为零

7. 如图所示，一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO’匀速转动，沿着OO’观察，线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长为l，电阻为R，转动的角速度为ω。则当线圈转至图示位置时（ ） A. 线圈中感应电流的方向为abcda

nBl2 B.线圈中的感应电流为

R C. 穿过线圈的磁通量为0

D. 穿过线圈磁通量的变化率为0

8. 如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻r不能忽略。R1和R2是两个定值电阻，L是一个自感系数较大的线圈。开关S原来是断开的。从闭合开关S到电路中电流达到稳定为止的时间内，通过R1的电流I1和通过R2的电流I2的变化情况是（ ） A. I1开始较大而后逐渐变小 B. I1开始很小而后逐渐变大 C. I2开始很小而后逐渐变大 D. I2开始较大而后逐渐变小

9. 如图所示，在绝缘的水平面上方存在着匀强电场，水平面上的带电金属块在水平拉力F作用下沿水平面移动。已知金属块在移动的过程中，外力F做功32J，金属块克服电场力做功8.0J，金属块克服摩擦力做功16J，则在此过程中金属块的（ ） A. 动能增加8.0J B. 电势能增加24J C. 机械能减少24J D. 机械能增加48J

10. 如图甲所示，在闭合铁芯上绕着两个线圈M和P，线圈P与电流表构成闭合回路。若在t1至t2这段时间内，观察到通过电流表的电流方向自上向下（即为由c经电流表至d），则可以判断出线圈M两端的电势差uab随时间t的变化情况可能是如图乙所示中的（ ）

图甲

图乙

二. 本题共3小题，共14分。按照要求作图或将正确答案填在题中的横线上。

11. 某同学在进行电阻测量时，需要将一块满偏电流为50μA、阻值为800Ω的小量程电流表G改装成量程为3V的电压表，则需要选择一个阻值为___________Ω的电阻与这一电流表___________（选填“串”、“并”）联。

12. 在用电压表和电流表测电源的电动势和内电阻的实验中，采用如图所示的电路。闭合开关后，当滑动变阻器R的滑动触头处于某一位置时，电流表和电压表的读数分别为I1和U1；改变滑动变阻器的滑动触头位置后，电流表和电压表的读数分别为I2和U2。

（1）若忽略电流表和电压表的电阻对实验的影响，则由测量得到的数据计算电源的电动势E的表达式为E=______________，计算电源内电阻r的表达式为r=_________。

（2）若考虑到电流表和电压表自身电阻对测量结果的影响，所得到的电源电动势E的测量值与真实值相比较，是偏大还是偏小？答：________________。

13. 有一个纯电阻用电器，其电阻约为20Ω，试设计一个能较精确地测量该用电器电阻的电路，要求使该用电器两端的电压变化范围尽可能地大。可选用的器材有： 电源：电动势为8V，内电阻为1.0Ω； 电流表：量程0.6A，内阻RA为0.50Ω； 电压表：量程10V，内阻RV为10kΩ； 滑动变阻器：最大电阻值为5.0Ω； 开关一个、导线若干。

（1）在下边的方框内画出实验电路图。

（2）用该电路可以使用电器两端的电压变化范围约为____________V。

（3）若实验中在用电器正常工作的状态下电流表的示数为I，电压表的示数为U，考虑到电表内阻引起的系统误差，则用测量量及电表内阻计算用电器电阻值的表达式为_______________。

三. 本题包括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）如图所示，在虚线MN的上方存在磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向内，质子和α粒子以相同的速度v0由MN上的O点以垂直MN且垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，再分别从MN上A、B两点离开磁场。已知质子的质量为m，电荷为e，α

粒子的质量为4m，电荷为2e。忽略带电粒子的重力及质子和α粒子间的相互作用。求： （1）A、B两点间的距离。

（2）α粒子在磁场中运动的时间。

15. （7分）两根平行光滑金属导轨MN和PQ水平放置，其间距为0.60m，磁感应强度为0.50T的匀强磁场垂直轨道平面向下，两导轨之间连接的电阻R5.0，在导轨上有一

.的金属棒ab，金属棒与导轨垂直，如图所示。在ab棒上施加水平拉力F使其电阻为10以10m/s的水平速度向右匀速运动。设金属导轨足够长。求： （1）金属棒ab两端的电压。 （2）拉力F的大小。

（3）电阻R上消耗的电功率。

16. （8分）如图所示，在倾角θ=37°的绝缘斜面所在空间存在竖直向上的匀强电场，场强E=4.0×103N/C，在斜面底端有一与斜面垂直的绝缘弹性挡板。质量m=0.20kg的带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下，滑到斜面底端与挡板相碰后以碰前的速率返回。已知斜

－

面的高度h=0.24m，滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.30，滑块带电荷q=－5.0×104C。取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80。求： （1）滑块从斜面最高点滑到斜面底端时的速度大小。 （2）滑块被挡板弹回能够沿斜面上升的最大高度。

（3）滑块从开始运动到停下来的整个过程中产生的热量Q。（计算结果保留2位有效数字）

17. （8分）如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数n=100匝，电阻r=1.0Ω，所围成矩形的面积S=0.040m2，小灯泡的电阻R=9.0Ω，磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为：

enBmS22cost，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期。不TT计灯丝电阻随温度的变化，求：

（1）线圈中产生感应电动势的最大值。 （2）小灯泡消耗的电功率。

（3）在磁感应强度变化的0~T的时间内，通过小灯泡的电荷量。 4

图甲

图乙

18. （8分）在水平面上平行放置着两根长度均为L的金属导轨MN和PQ，导轨间距为d，导轨和电路的连接如图所示。在导轨的MP端放置着一根金属棒，与导轨垂直且接触良好。空间中存在竖直向上方向的匀强磁场，磁感应强度为B。将开关S1闭合，S2断开，电压表和电流表的示数分别为U1和I1，金属棒仍处于静止状态；再将开关S2闭合，电压表和电流表的示数分别为U2和I2，金属棒在导轨上由静止开始运动，运动过程中金属棒始终与导轨垂直。设金属棒的质量为m，金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ。忽略导轨的电阻以及金属棒运动过程中产生的感应电动势，重力加速度为g。求： （1）金属棒到达NQ端时的速度大小。

（2）金属棒在导轨上运动的过程中，电流在金属棒中产生的热量。

19. （9分）如图甲所示，长为l、相距为d的两块正对的平行金属板AB和CD与一电源相连（图中未画出电源），B、D为两板的右端点。两板间电压的变化如图乙所示。在金属板B、D端的右侧有一与金属板垂直的荧光屏MN，荧光屏距B、D端的距离为l。质量为m、电荷量为e的电子以相同的初速度v0从极板左边中央沿平行极板的直线OO’连续不断地射入。已知所有的电子均能够从金属板间射出，且每个电子在电场中运动的时间与电压变化的周期相等。忽略极板边缘处电场的影响，不计电子的重力以及电子之间的相互作用。求：

（1）t=0和t=T/2时刻进入两板间的电子到达金属板B、D端界面时偏离OO’的距离之比。

（2）两板间电压U0的最大值。

（3）电子在荧光屏上分布的最大范围。

20. （9分）如图所示，在空间存在这样一个磁场区域，以MN为界，上部分的匀强磁场的磁感应强度为B1，下部分的匀强磁场的磁感应强度为B2，B1=2B2=2B0，方向均垂直纸面向内，且磁场区域足够大。在距离界线为h的P点有一带负电荷的离子处于静止状态，某时刻该离子分解成为带电荷的粒子A和不带电的粒子B，粒子A质量为m、带电荷q，以平行于界线MN的速度向右运动，经过界线MN时的速度方向与界线成60°角，进入下部分磁场。当粒子B沿与界线平行的直线到达位置Q点时，恰好又与粒子A相遇。不计粒子的重力。求：

（1）P、Q两点间距离。 （2）粒子B的质量。

【试题答案】

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。

1. B 2. AC 3. CD 4. AB 6. CD 7. BC 8. AC 9. A

二. 本题共3小题，共14分。按照要求作图或把答案填在题中的横线上。

5. D 10. CD

.10；（2分）串。（1分） 11. 592 12. （1）

4I1U2I2U1UU2；（2分）1；（2分）

I1I2I2I1 （2）偏小。（1分）

13. （1）如答图1；（2分）

图1

（2）0~6.4；（2分） （3）RURV（2分）

IRVU°

三. 本题包括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，有数值计算的题的答案必须明确写出数值和单位。 14. （7分）

解：（1）质子进入磁场做半径为R1的匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力，根据牛顿第二定律：

vmv0 ev0Bm0，R1

R1Be2 （2分）

质子离开磁场时到达A点，O、A间的距离：d12R1

2mv0 Be（1分）

同理，粒子在磁场中做圆周运动的半径为R2达B点，O、B间的距离d22R2 dd2d12mv0，粒子离开磁场时到Be4mv0，则A、B两点间的距离： Be（2分）

2mv0 Be

2R24m v0BeT2m 则粒子在磁场中运动的时间为：t （2分） 2Be （2）粒子在匀强磁场中运动周期为：T

15. （7分）

解：（1）根据电磁感应定律，金属棒ab上产生的感应电动势为： EBLv30.V （1分） 根据闭合电路欧姆定律，通过R的电流：I 金属棒两端的电压：UEIr2.5V

E050.A rR

（1分）

（1分）

（2）由于ab杆做匀速运动，拉力和磁场对电流的安培力大小相等，即： FBIL015.N （2分）

（3）根据焦耳定律，电阻R上消耗的电功率：P=I2R=1.25W。 （2分）

16. （8分）

解：（1）滑块沿斜面滑下的过程中，受到的滑动摩擦力： f(mgqE)cos37°

设到达斜面底端时的速度为v1，根据动能定律：

h12mv1

sin37°2 解得：v12.4m/s （1分）

(mgqE)hf （2分）

（2）滑块第一次与挡板碰撞后沿斜面返回上升的高度最大，设此高度为h1，根据动能定理：

h112mv1

sin37°2 代入数据解得：h1010 .m

mgqEh1f

（2分） （1分）

（3）滑块最终将静止在斜面底端，因此重力势能和电势能的减少等于克服摩擦力做的功，即等于产生的热能，Q=(mg+qE)h=0.96J。 （2分）

17. （8分）

解：（1）因为线圈中产生的感应电流变化的周期与磁场变化的周期相同，所以由图象

－

可知，线圈中产生交变电流的周期为：T=3.14×102s。

所以线圈中感应电动势的最大值为：Em=2πnBmS/T=8.0V （2分） （2）根据欧姆定律，电路中电流的最大值为：Im 通过小灯泡电流的有效值为：I

Em0.80A Rr

（1分）

Im2 （2分） 小灯泡消耗的电功率为：PI2R288.W

1（3）在磁感应强度变化的0~周期内，线圈中感应电动势的平均值：

4BEnS

tEnSB （1分） 通过灯泡的平均电流：IRr(Rr)tnSB通过灯泡的电荷量：QIt4.0103C （2分）

Rr0.402A

18. （8分）

解：（1）当通过金属棒的电流为I2时，金属棒在导轨上做匀加速运动，设加速度为a，根据牛顿第二定律： Bd2 （1分） Imgma 设金属棒到达NQ端时的速度为v，根据运动学公式，v22aL 由以上两式解得：v

（1分）

2(BdI2mg)L

m （2分）

（2）当金属棒静止不动时，金属棒的电阻rU1，设金属棒在导轨上运动I12的时间为t，电流在金属棒中产生的热量为Q，根据焦耳定律，QI2rt

（2分）

根据运动学公式，L 解得：QI2

19. （9分）

解：（1）t=0时刻进入两板间的电子先沿OO'方向做匀速运动,即有v02U1I1vt，将（1）的结果代入 22Lm （2分）

BdI2mgTl,22而后在电场力作用下做类平抛运动，在垂直于OO’方向做匀加速运动，设到达B、D端界面时偏离OO’的距离为y1，则：

eU0l21eU0T y1 22md28mdv02 （2分）

t=T/2时刻进入两板间的电子先在T/2时间内做抛物线运动到达金属板的中央，而后做

匀速直线运动到达金属板B、D端界面。设电子到达金属板的中央时偏离OO’的距离为y2，将此时电子的速度分解为沿OO’方向的分量v0与沿电场方向的分量vE，并设此时刻电子的速度方向与OO’的夹角为θ，电子沿直线到达金属板B、D端界面时偏离OO’的距离为y’2，则有：

vEeU0Ty'2y21eU0T y2 ，tanl2md2v0mdv0223eU0l2 解得：y'2 （1分） 28mdv0 因此，y1：y2'1：3

（1分）

（2）在t=(2n+1)T/2（n=0，1，2……）时刻进入两板间的电子在离开金属板时偏离OO’的距离最大，因此为使所有进入金属板间的电子都能够飞出金属板，应满足的条件

24d2mv0d为：y'2，解得板间电压的最大值U0

23el22 （2分）

（3）设t=nT(n=0，1，2……)时刻进入两板间的电子到达荧光屏上的位置与O’点的距

离为Y1；t=(2n+1)T/2(n=0，1，2……)时刻进入两板间的电子到达荧光屏上的位置与O’点的

距离为Y2，电子到达荧光屏上分布在△Y=Y2－Y1范围内。当满足

d的条件时,Y为最大。根据题中金属板和荧光屏之间的几何关系,得到： 2Yy'2Y1y12 tan （1分）

lld 因此电子在荧光屏上分布的最大范围为：YY2Y1y'2y1（2分）

3y'2

20. （9分）

解：（1）粒子A在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力，设粒子A的速度为v0，在MN上方运动半径为R1，运动周期为T1，根据牛顿第二定律和圆周运动公式：

v qv0B1m0

R1mv0mv02R1m 解得：R1 ，T1qB12qB0v0qB0 R22 （2分）

同理，粒子A在MN下方运动半径R2和周期T2分别为：

mv0mv02m 2R1；T2qB2qB0qB0 粒子A由P点运动到MN边界时与MN的夹角为60°，如答图2所示，则有：R1－

h=R1cos60°。

得到：R12h，R24h。

图2

PQ间的距离为：d2R2sin60°2R1sin60°23h （2）粒子A从P点到Q点所用时间为： t

（3分）

221m22m5m T1T2633qB03qB03qB0 （1分）

（1分）

设粒子B的质量为M，从P点到Q点速度为v：vd63hqB0 t5mmv0，得到：mv04qB0h 2qB0 根据动量守恒定律：mv0Mv0

由R12h 解得：M 年级 高三 学科 物理 版本 期数 103m 9 （2分）

内容标题 北京市海淀区2005-2006学年度第一学期期末高三物理试卷 分类索引号 G.622.475 主题词 分类索引描述 统考试题与题解 北京市海淀区学2005-2006学年度第一学期期末高三物栏目名称 高考题库 理试卷 审稿老师 一校 胡丹 二校 陈丽娜 审核 韩素果 编稿老师 录入