北京市海淀區(qū)2015——2016高三第一學(xué)期期末考試物理試卷(完美格式)

1、2016海淀期末一、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M、N連線上某點P處的電場強度為零，且MP=3PN，則圖3ycbaaO(c)bxzBAq1=3 q2 Bq1=9 q2 Cq1=q2 Dq1=q2圖2BACEPMq1q2N圖12如圖2所示，帶箭頭的實線表示某電場的電場線，虛線表示該電場的等勢面。其中A、B、C三點的電場強度大小

2、分別為EA、EB、EC，電勢分別為。關(guān)于這三點的電場強度大小和電勢高低的關(guān)系，下列說法中正確的是AEA=EB BEAEC C D3如圖3所示，在空間直角坐標(biāo)系Oxyz中存在有沿x軸正方向的勻強磁場，在直角坐標(biāo)系中選取如圖所示的abc-abc棱柱形空間。通過面積S1（abba所圍的面積）、S2（acca所圍的面積）和S3（cbbc所圍的面積）的磁通量分別為1、2和3，則A1=2 B12 C13 D324在如圖4所示電路中，電源內(nèi)阻不可忽略。開關(guān)S閉合后，在滑動變阻器R2的滑動端由a向b緩慢滑動的過程中，R1CSR2R3圖4abAVrEA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

3、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(biāo)有“12V，24W”字樣的燈泡，當(dāng)開關(guān)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(yīng)為55：3B該變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比應(yīng)為3：55C將開關(guān)S1斷開，則通過該變壓器原線圈的電流將變小D將開關(guān)S1斷開，則該變壓器原線圈的輸入功率將變小乙9甲PQOBtTT/2圖8圖5220VS1S2L1L2圖7AOitt1BOitt1COitt1DOitt16圖6是用電流傳感器（電流傳感器相當(dāng)于電流表，其電阻可以忽略不計）研究自感現(xiàn)象的

4、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(guān)S，經(jīng)過一段時間后，在t=t1時刻斷開開關(guān)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(dǎo)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)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BOEtTT/2DOEtTT/2AOE

5、tTT/2COEtTT/2圖9圖10MNPQabc8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(yīng)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D微粒到達b點后將沿原路徑返回a點Bx甲xA乙EpOxxAxBEpAEpB圖11AxB9如圖11甲所示，在某電場中建立x坐標(biāo)軸，A、B為x軸上的

6、兩點，xA、xB分別為A、B兩點在x軸上的坐標(biāo)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(biāo)x變化的關(guān)系如圖11乙所示，則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BA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點的動能圖12BIyxabcz上表面下表面10半導(dǎo)體內(nèi)導(dǎo)電的粒子“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(dǎo)電為主的半導(dǎo)體叫N型半導(dǎo)體，以空穴導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體叫P型半導(dǎo)體。圖12為檢驗半導(dǎo)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

7、、寬為b、厚為c的半導(dǎo)體樣品板放在沿y軸正方向的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B。當(dāng)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(cè)面之間產(chǎn)生霍爾電勢差UH，霍爾電勢差大小滿足關(guān)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(dǎo)體為P型半導(dǎo)體B如果上表面電勢高，則該半導(dǎo)體為N型半導(dǎo)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樣品板在單位體積內(nèi)參與導(dǎo)電的載流子數(shù)目為二、本題共2小題，共15分。11（10分）在描繪一個標(biāo)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

8、.3V，并便于操作。已選用的器材有：學(xué)生電源（電動勢為9V，內(nèi)阻約1）；開關(guān)一個、導(dǎo)線若干；電流表（量程為00.6A，內(nèi)阻約0.2；量程為03A，內(nèi)阻約0.04）；電壓表（量程為03V，內(nèi)阻約3k；015V，內(nèi)阻約15k）；圖14（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(yīng)選其中的 （選填選項前的字母）。A滑動變阻器（最大阻值10，最大允許電流1A)B滑動變阻器（最大阻值1500，最大允許電流0.3A)（2）實驗電路圖應(yīng)選用圖13中的 （選填“甲”或“乙”）。甲ES圖13乙ESVAVA（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。圖16IUO（4）接閉

9、合關(guān)，改變滑動變阻器滑動端的位置，并記錄對應(yīng)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 （計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。圖15（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(dāng)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”）。12（5分）某科技小組的同學(xué)通過查找資料動手制作了一個電池。（1）甲同學(xué)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

10、（選填選項前的字母）造成的。A.電壓表的分流 B.電流表的分壓0圖19b1/U1/R圖18RRVR0SrEA圖17V（2）乙同學(xué)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(guān)，逐次改變電阻箱接入電路中電阻的阻值R，讀出與R對應(yīng)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所示的圖象，若已知圖線的斜率為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(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。

11、圖20RPQ+_vB13（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(yīng)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，做半徑為R的勻速圓周運動。不計兩極板電場的邊緣效應(yīng)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??；（2）P、Q兩金屬板間勻強磁場磁感應(yīng)強度B0的大小；（3）粒子的質(zhì)量m。ldU+圖21AB14（8分）如圖21所示，真空中有平行正對金屬板A、B，它們

12、分別接在輸出電壓恒為U=91V的電源兩端，金屬板長L10cm、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。現(xiàn)使一電子從兩金屬板左側(cè)中間以v0=2.0×107m/s的速度垂直于電場方向進入電場，然后從兩金屬板右側(cè)射出。已知電子的質(zhì)量m=0.91×10-30kg，電荷量e=1.6×10-19C，兩極板電場的邊緣效應(yīng)及電子所受的重力均可忽略不計。求：(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)（1）電子在電場中運動的加速度a的大小；（2）電子射出電場時在沿電場線方向上的側(cè)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。BROO圖22dabcE

13、F15（9分）如圖22所示，交流發(fā)電機的矩形金屬線圈abcd的邊長ab=cd=50cm，bc=ad=30cm，匝數(shù)n=100，線圈的總電阻r=10，線圈位于磁感應(yīng)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=90的定值電阻連接?，F(xiàn)使線圈繞過bc和ad邊中點、且垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸OO以角速度400rad/s勻速轉(zhuǎn)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： （1）線圈中感應(yīng)電流的最大值； （2）線圈轉(zhuǎn)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)過周期時間通過電阻R的電荷量。

14、圖23xEOBMv0NyP16（10分）在科學(xué)研究中，可以通過施加適當(dāng)?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、象限中施加垂直于xOy坐標(biāo)平面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場。一質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電的粒子從M點以速度v0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(biāo)原點O且沿OP方向進入第象限。在粒子到達坐標(biāo)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

15、=60°，帶電粒子所受重力及空氣阻力均可忽略不計，求：（1）M、O兩點間的電勢差U；（2）坐標(biāo)原點O與N點之間的距離d；（3）粒子從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=1.0；金屬棒與軌道間的動摩擦因數(shù)=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(yīng)強度B=0.40T的勻強磁

16、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(dāng)?shù)乃酵饬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：FPQMNabcdB圖24金屬棒ab沿軌道運動的速度大?。凰酵饬的功率。18（10分）如圖25甲為科技小組的同學(xué)們設(shè)計的一種靜電除塵裝置示意圖，其主要結(jié)構(gòu)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

17、要結(jié)構(gòu)的截面圖，上、下兩板與輸出電壓可調(diào)的高壓直流電源(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(dāng)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（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

18、）若所有進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(dǎo)出收集效率隨電壓直流電源輸出電壓U變化的函數(shù)關(guān)系式。LdbAB甲乙dUL圖25ABA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BBDACBCACDBDAAC AD答圖1二、本題共2小題，共15分。11 （1）A（2分）；（2） 乙（2分）；（3）如答圖1所示（2分）；量程選擇015V同樣得分（4）18（2分）；（5）變大（2分）12（1）A（2分）（

19、2）（2分）；（1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：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(guān)系有：E=（2分）（2）因粒子勻速通過P、Q兩金屬板間，則有：（2分）解得：（1分）（3）粒子進入下方的勻強磁場做勻速圓周運動，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(shè)金屬板A、B間的電場強度為E，則根據(jù)牛頓第二定律有： （2分）解得：a=5.0&#

20、215;1014m/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，電子在電場中運動的時間為 t=（1分）沿電場方向做初速度為零的勻加速直線運動。電子射出電場時在沿電場線方向的側(cè)移量（1分） 解得：y=0.63cm（1分）（3）設(shè)電子從進入電場到離開電場時間t=內(nèi)，其動量的改變量的大小為根據(jù)動量定理有：（1分）解得：=2.3×10-24kg·m/s（1分）15（9分）（1）線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值Em=nBab×bc= 300V（1分）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，線圈中感應(yīng)電流的最大值（1分）解得：Im=3.0A（1分）（2）通過

21、電阻R的電流的有效值 I=（1分）線圈轉(zhuǎn)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(yīng)定律有：（1分）根據(jù)閉合電路歐姆定律有：（1分） 解得：C（1分）16（10分）（1）設(shè)粒子經(jīng)過O點的速度為v， 則cos=（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：（1分）（2）設(shè)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：（1分）解得：（1分）d答圖2v0vR根據(jù)幾何關(guān)系可知，O與N之間的距離（1分）（3）設(shè)粒子在電場中從M點運動至O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=（1分）粒子通過O點時豎直方向速度vy=，根據(jù)運動學(xué)公式有：vy=at1 解得：t1=（1分）設(shè)粒子在磁場中從O點運動至N點用時為t2，粒子在磁場中運動的周期（1分） 解得：粒子從M點運動到N點的總時間t= t1+ t2=+（1分）17（10分）（1）設(shè)金屬棒cd運動t時間金屬棒ab開始運動，根據(jù)運動學(xué)公式可知：此時金屬棒cd的速度金屬棒cd產(chǎn)生的電動勢，通過金屬棒的電流（1分）金屬棒ab所受安培力（1分）金屬棒ab開始運動