北京海淀區(qū)2017年高三上學期期末物理試題(word版帶答案)

1、海淀區(qū)高三年級第一學期末練習 物 理 2017.1說明：本試卷共8頁，共100分?？荚嚂r長90分鐘?？忌鷦毡貙⒋鸢笇懺诖痤}紙上，在試卷上作答無效?？荚嚱Y束后，將本試卷和答題紙一并交回。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。把你認為正確答案填涂在答題紙上。1真空中兩相同的帶等量異號電荷的金屬小球A和B (均可看做點電荷)，分別固定在兩處，它們之間的距離遠遠大于小球的直徑，兩球間靜電力大小為 F?，F(xiàn)用一個不帶電的同樣的絕緣金屬小球C與A接觸，然后移開C，此

2、時A、B球間的靜電力大小為A2F BF C D圖12用絕緣柱支撐著貼有小金屬箔的導體A和B，使它們彼此接觸，起初它們不帶電，貼在它們下部的并列平行雙金屬箔是閉合的。 現(xiàn)將帶正電荷的物體C移近導體A，發(fā)現(xiàn)金屬箔都張開一定的角度，如圖1所示，則A導體B下部的金屬箔感應出負電荷B導體B下部的金屬箔感應出正電荷C導體 A和B下部的金屬箔都感應出負電荷D導體 A感應出負電荷，導體B感應出等量的正電荷圖2MNABO3如圖2所示，M、N為兩個帶有等量異號電荷的點電荷，O點是它們之間連線的中點，A、B是M、N連線中垂線上的兩點，A點距O點較近。用EO、EA、EB和O、A、B分別表示O、A、B三點的電場強度的大

3、小和電勢，下列說法中正確的是 AEO等于0BEA一定大于EBCA一定大于BD將一電子從O點沿中垂線移動到A點，電場力一定不做功甲前自級輸入后向級輸出C圖3乙前自級輸入后向級輸出L4在電子技術中，從某一裝置輸出的交流信號常常既含有高頻成份，又含有低頻成份。為了在后面一級裝置中得到高頻成份或低頻成份，我們可以在前面一級裝置和后面一級裝置之間設計如圖3所示的電路。關于這種電路，下列說法中正確的是A要使“向后級輸出”端得到的主要是高頻信號，應該選擇圖3甲所示電路B要使“向后級輸出”端得到的主要是高頻信號，應該選擇圖3乙所示電路C要使“向后級輸出”端得到的主要是低頻信號，應該選擇圖3甲所示電路D要使“向

4、后級輸出”端得到的主要是低頻信號，應該選擇圖3乙所示電路圖4RuA5如圖4所示，一理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為2200匝和110匝，將原線圈接在輸出電壓u=220sin100t（V）的交流電源兩端。副線圈上只接有一個電阻R，與原線圈串聯(lián)的理想交流電流表的示數(shù)為0.20A。下列說法中正確的是A變壓器副線圈中電流的有效值為0.01AB電阻R兩端電壓的有效值為11VC電阻R的電功率為44 WD穿過變壓器鐵芯的磁通量變化率的最大值為Wb/s圖5地理北極地理南極赤道6來自太陽和其他星體的宇宙射線中含有大量高能帶電粒子，若這些粒子都直接到達地面，將會對地球上的生命帶來危害。但由于地磁場（如圖5所示）的

5、存在改變了宇宙射線中帶電粒子的運動方向，使得很多高能帶電粒子不能到達地面。若不考慮地磁偏角的影響，關于上述高能帶電粒子在地磁場的作用下運動情況的判斷，下列說法中正確的是A若帶電粒子帶正電，且沿地球赤道平面射向地心，則由于地磁場的作用將向東偏轉B若帶電粒子帶正電，且沿地球赤道平面射向地心，則由于地磁場的作用將向北偏轉C若帶電粒子帶負電，且沿垂直地球赤道平面射向地心，則由于地磁場的作用將向南偏轉D若帶電粒子沿垂直地球赤道平面射向地心，它可能在地磁場中做勻速圓周運動7如圖6所示，左側閉合電路中的電流大小為I1，ab為一段長直導線；右側平行金屬導軌的左端連接有與ab平行的長直導線cd，在遠離cd導線的

6、右側空間存在與導軌平面垂直的勻強磁場，在磁場區(qū)域放置垂直導軌且與導軌接觸良好的導體棒MN，當導體棒沿導軌勻速運動時，可以在cd上產(chǎn)生大小為I2的感應電流。已知I1> I2，不計勻強磁場對導線ab和cd的作用，用f1和f2分別表示導線cd 對ab的安培力大小和ab對cd的安培力大小，下列說法中正確的是圖6BabcdMNERSA若MN向左運動，ab與cd兩導線相互吸引，f1=f2B若MN向右運動，ab與cd兩導線相互吸引，f1=f2C若MN向左運動，ab與cd兩導線相互吸引，f1>f2D若MN向右運動，ab與cd兩導線相互吸引，f1>f28如圖7所示，等間距的平行實線表示電場線，

7、虛線表示一個帶負電的粒子在該電場中運動的軌跡，a、b為運動軌跡上的兩點。若不計粒子所受重力和空氣阻力的影響，下列說法中正確的是圖7baA場強方向一定是沿圖中實線向右B該粒子運動過程中速度一定不斷增大C該粒子一定是由a向b運動D該粒子在a點的電勢能一定大于在b點的電勢能圖8LR0ErSR9如圖8所示電路為演示自感現(xiàn)象的電路圖，其中R0為定值電阻，電源電動勢為E、內(nèi)阻為r，小燈泡的燈絲電阻為R（可視為不變），電感線圈的自感系數(shù)為L、電阻為RL。電路接通并達到穩(wěn)定狀態(tài)后，斷開開關S，可以看到燈泡先是“閃亮”（比開關斷開前更亮）一下，然后才逐漸熄滅，但實驗發(fā)現(xiàn)“閃亮”現(xiàn)象并不明顯。為了觀察到斷開開關S

8、時燈泡比開關斷開前有更明顯的“閃亮”現(xiàn)象，下列措施中一定可行的是A撤去電感線圈中的鐵芯，使L減小B更換電感線圈中的鐵芯，使L增大C更換電感線圈，保持L不變，使RL增大D更換電感線圈，保持L不變，使RL減小E1鐵芯ABCS1R1E2S2R21234霍爾元件圖910將一塊長方體形狀的半導體材料樣品的表面垂直磁場方向置于磁場中，當此半導體材料中通有與磁場方向垂直的電流時，在半導體材料與電流和磁場方向垂直的兩個側面會出現(xiàn)一定的電壓，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應，產(chǎn)生的電壓稱為霍爾電壓，相應的將具有這樣性質的半導體材料樣品就稱為霍爾元件。如圖9所示，利用電磁鐵產(chǎn)生磁場，毫安表檢測輸入霍爾元件的電流，毫伏表檢測霍

9、爾元件輸出的霍爾電壓。已知圖中的霍爾元件是P型半導體，與金屬導體不同，它內(nèi)部形成電流的“載流子”是空穴（空穴可視為能自由移動帶正電的粒子）。圖中的1、2、3、4是霍爾元件上的四個接線端。當開關S1、S2閉合后，電流表A和電表B、C都有明顯示數(shù)，下列說法中正確的是A電表B為毫伏表，電表C為毫安表B接線端2的電勢高于接線端4的電勢C若調整電路，使通過電磁鐵和霍爾元件的電流與原電流方向相反，但大小不變，則毫伏表的示數(shù)將保持不變D若適當減小R1、增大R2，則毫伏表示數(shù)一定增大二、本題共2小題，共15分。S1S2RREr圖10G11（6分）利用如圖10所示的電路測量一個滿偏電流為300A，內(nèi)阻rg約為1

10、00的電流表的內(nèi)阻值，有如下的主要實驗器材可供選擇：A滑動變阻器（阻值范圍020）B滑動變阻器（阻值范圍01750）C滑動變阻器（阻值范圍030k）D電源（電動勢1.5V，內(nèi)阻0.5）E電源（電動勢8V，內(nèi)阻2）F電源（電動勢12V，內(nèi)阻3）（1）為了使測量盡量精確，在上述可供選擇的器材中，滑動變阻器R應選用 ，電源E應選用 。（選填器材前面的字母序號）（2）實驗時要進行的主要步驟有：A斷開S2，閉合S1B調節(jié)R的阻值，使電流表指針偏轉到滿刻度C閉合S2D調節(jié)R的阻值，使電流表指針偏轉到滿刻度的三分之二E記下此時R的阻值為190E乙VASRLVASERL甲圖11則待測電流表的內(nèi)阻rg的測量值為

11、 ，該測量值 比此電流表內(nèi)阻的真實值。（選填“大于”、“小于”或“等于”） 12（9分）某研究性學習小組的同學們設計了描繪小燈泡的伏安特性曲線的實驗，待測小燈泡的額定電壓為3.8V。要求測量結果盡量精確，并繪制出小燈泡兩端電壓在03.8V范圍內(nèi)完整的伏安特性曲線。圖12I/AU/V01.00.20.30.12.03.04.0（1）若實驗室的電壓表、電流表和滑動變阻器都滿足實驗要求，則在如圖11所示的兩種實驗方案中，應選擇 圖所示電路進行實驗。（選填“甲”或“乙”）（2）若實驗中只提供了量程為3V，內(nèi)阻為3000的電壓表V1，為了繪制完整的伏安特性曲線，需要將電壓表V1改裝成量程為4V的電壓表V

12、2，則應將電壓表V1 （選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）一個阻值為 的定值電阻，才能實現(xiàn)改裝的要求。（3）小組的同學們正確描繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖12所示，根據(jù)這個特性曲線，同學們對小燈泡的實際功率與其兩端的電壓的關系，或與通過其電流的關系，猜想出了如圖13所示的關系圖像，其中可能正確的是 。（選填選項下面的字母序號）圖13U2POAI2POBU2POCI2POD（4）某同學將該小燈泡接在一個電動勢為3.0V、內(nèi)阻為5.0的電源上，組成一個閉合電路，則此時該小燈泡實際功率約為 W。（保留2位有效數(shù)字）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

13、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。圖14CLBODA13.（8分）如圖14所示，在水平向右的勻強電場中，水平軌道AB連接著一圓形軌道，圓形軌道固定在豎直平面內(nèi)，其最低點B與水平軌道平滑連接?，F(xiàn)有一質量為m、電荷量為q的帶正電荷的小球（可視為質點），從離圓形軌道最低點B相距為L處的C點由靜止開始在電場力作用下沿水平軌道運動。已知小球所受電場力與其所受的重力大小相等，重力加速度為g，水平軌道和圓形軌道均絕緣，小球在運動過程中所帶電荷量q保持不變，不計一切摩擦和空氣阻力。求：（1）勻強電場的電場強度E的大??；（2）小球由C點運動到B點所用的時間t；（3）小球運動到與圓形軌道圓心

14、O等高的D點時的速度大小vD；圖15PNbaQMREr14（8分）如圖15所示，兩根傾斜直金屬導軌MN、PQ平行放置，它們所構成的軌道平面與水平面之間的夾角=37º，兩軌道之間的距離L=0.50m。一根質量m=0.20kg的均勻直金屬桿ab放在兩導軌上，并與導軌垂直，且接觸良好，整套裝置處于與ab棒垂直的勻強磁場中。在導軌的上端接有電動勢E=36V、內(nèi)阻r=1.6的直流電源和電阻箱R。已知導軌與金屬桿的電阻均可忽略不計，sin37º=0.60，cos37º=0.80，重力加速度g=10m/s2。（1）若金屬桿ab和導軌之間的摩擦可忽略不計，當電阻箱接入電路中的電阻

15、R1=2.0時，金屬桿ab靜止在軌道上。如果磁場方向豎直向下，求滿足條件的磁感應強度的大??；如果磁場的方向可以隨意調整，求滿足條件的磁感應強度的最小值及方向；（2）如果金屬桿ab和導軌之間的摩擦不可忽略，整套裝置處于垂直于軌道平面斜向下、磁感應強度大小B=0.40T的勻強磁場中，當電阻箱接入電路中的電阻值R2=3.4時，金屬桿ab仍保持靜止，求此時金屬桿ab受到的摩擦力f大小及方向。 BRO1O2CD圖16L2L115（9分）如圖16所示，位于豎直平面內(nèi)的矩形金屬線圈，邊長L1=0.40m、L2=0.25m，其匝數(shù)n=100匝，總電阻r=1.0，線圈的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)C、D（集

16、流環(huán)）焊接在一起，并通過電刷和R=3.0的定值電阻相連接。線圈所在空間存在水平向右的勻強磁場，磁感應強度B=1.0T，在外力驅動下線圈繞豎直固定中心軸O1O2勻速轉動，角速度=2.0rad/s。求：（1）電阻R兩端電壓的最大值；（2）從線圈通過中性面（即線圈平面與磁場方向垂直的位置）開始計時，經(jīng)過周期通過電阻R的電荷量；（3）在線圈轉動一周的過程中，整個電路產(chǎn)生的焦耳熱。16（10分）示波器中的示波管對電子的偏轉是電偏轉，電視機中的顯像管對電子的偏轉是磁偏轉。小明同學對這兩種偏轉進行了定量的研究并做了對比，已知電子的質量為m、電荷量為e，在研究的過程中空氣阻力和電子所受重力均可忽略不計。LOO

17、2PQ乙甲圖17Mv0bNv0O1O2O1（1）如圖17甲所示，水平放置的偏轉極板的長度為l，板間距為d，極板間的偏轉電壓為U，在兩極板間形成勻強電場。極板右端到豎直熒光屏MN的距離為b，熒光屏MN與兩極板間的中心線O1O1垂直。電子以水平初速度v0從兩極板左端沿兩極板間的中心線射入，忽略極板間勻強電場的邊緣效應，求電子打到熒光屏上時沿垂直于極板板面方向偏移的距離；（2）如圖17乙所示，圓心為O2、半徑為r的水平圓形區(qū)域中有垂直紙面向里、磁感應強度為B的勻強磁場，與磁場區(qū)域右側邊緣的最短距離為L的O2處有一豎直放置的熒光屏PQ，熒光屏PQ與O2O2連線垂直。今有一電子以水平初速度v0從左側沿O

18、2O2方向射入磁場，飛出磁場區(qū)域時其運動方向的偏轉角度為（未知）。請求出的表達式；（3）對比第（1）、（2）問中這兩種偏轉，請從運動情況、受力情況、能量變化情況等角度簡要說明這兩種偏轉的不同點是什么？（至少說出兩點）17（10分）如圖18所示，兩根相距為L的光滑金屬導軌CD、EF固定在水平面內(nèi)，并處在方向豎直向下的勻強磁場中，導軌足夠長且電阻不計。在導軌的左端接入一阻值為R的定值電阻，將質量為m、電阻可忽略不計的金屬棒MN垂直放置在導軌上。t=0時刻，MN棒與DE的距離為d，MN棒運動過程中始終與導軌垂直且接觸良好，不計空氣阻力。DECFvBMNLd圖18R（1）金屬棒MN以恒定速度v向右運動

19、過程中若從t=0時刻起，所加的勻強磁場的磁感應強度B從B0開始逐漸減小時，恰好使回路中不產(chǎn)生感應電流，試從磁通量的角度分析磁感應強度B的大小隨時間t的變化規(guī)律；若所加勻強磁場的磁感應強度為B且保持不變，試從磁通量變化、電動勢的定義、自由電子的受力和運動、或功能關系等角度入手，選用兩種方法推導MN棒中產(chǎn)生的感應電動勢E的大??；（2）為使回路DENM中產(chǎn)生正弦（或余弦）交變電流，請你展開“智慧的翅膀”，提出一種可行的設計方案，自設必要的物理量及符號，寫出感應電動勢瞬時值的表達式。圖19BMNhcdefOBPU18（10分）某種粒子加速器的設計方案如圖19所示，M、N為兩塊垂直于紙面旋轉放置的圓形正

20、對平行金屬板，兩金屬板中心均有小孔（孔的直徑大小可忽略不計），板間距離為h。兩板間接一直流電源，每當粒子進入M板的小孔時，控制兩板的電勢差為U，粒子得到加速，當粒子離開N板時，兩板的電勢差立刻變?yōu)榱?。兩金屬板外部存在著上、下兩個范圍足夠大且有理想平面邊界的勻強磁場，上方磁場的下邊界cd與金屬板M在同一水平面上，下方磁場的上邊界ef與金屬板N在同一水平面上，兩磁場平行邊界間的距離也為h，磁場方向垂直紙面向里，磁感應強度為B。在兩平行金屬板右側形成與金屬板間距離一樣為h的無電場、無磁場的狹縫區(qū)域。一質量為m、電荷量為q的帶正電粒子從M板小孔處無初速度釋放，粒子在MN板間被加速，粒子離開N板后進入下

21、方磁場中運動。若空氣阻力、粒子所受的重力以及粒子在運動過程中產(chǎn)生的電磁輻射均可忽略不計，不考慮相對論效應、兩金屬板間電場的邊緣效應以及電場變化對于外部磁場和粒子運動的影響。（1）為使帶電粒子經(jīng)過電場加速后不打到金屬板上，請說明圓形金屬板的半徑R應滿足什么條件； （2）在ef邊界上的P點放置一個目標靶，P點到N板小孔O的距離為s時，粒子恰好可以擊中目標靶。對于擊中目標靶的粒子，求：其進入電場的次數(shù)n；其在電場中運動的總時間與在磁場中運動的總時間之比。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 2017.1一、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

22、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DBDBDBCBCDABADD BC二、本題共2小題，共15分。11（6分）（1）C，E （各1分） （2）95，小于（各2分）12（9分）（1）甲 （2分） （2）串聯(lián)（1分） 1000（2分） （3）AB（2分，有選錯的不得分） （4）0. 360.42（2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，不一定都是唯

23、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）對小球，由題意可得：Eq=mg（1分）解得：E=mg/q （1分）（2）對小球，設從C到B的加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律可得：Eq=ma （1分）由運動學公式可得： （1分） 聯(lián)立可解得： （1分）（3）設圓形軌道半徑為R，對小球從C到D的過程，根據(jù)動能定理有：qE(L+R)-mgR=mvD2-0 （2分）mg答圖1NF安 聯(lián)立，可得：vD2= （1分） 14（8分）（1）設通過金屬桿ab的電流為I1，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知： I1=E/(R1+r) （1分）設磁感應強度為B1，由安培定則可知金屬桿ab受安培力沿水平方向

24、，金屬桿ab受力如答圖1。對金屬桿ab，根據(jù)共點力平衡條件有：B1I1L=mgtan（1分）mg答圖2NF解得： =0.30T （1分）根據(jù)共點力平衡條件可知，最小的安培力方向應沿導軌平面向上，金屬桿ab受力如答圖2所示。設磁感應強度的最小值為B2，對金屬桿ab，根據(jù)共點力平衡條件有：B2I1L=mgsin （1分）解得： =0.24T （1分）根據(jù)左手定則可判斷出，此時磁場的方向應垂直于軌道平面斜向下。（1分）（2）設通過金屬桿ab的電流為I2，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知： I2=E/(R2+r) 假設金屬桿ab受到的摩擦力方向沿軌道平面向下，根據(jù)共點力平衡條件有: BI2L=mgsin+f

25、解得： f=0.24N （1分）結果為正，說明假設成立，摩擦力方向沿軌道平面向下。（1分） 15（9分）（1）線圈中感應電動勢的最大值Em= nBS，其中S= L1L2Em= nBS=nBL1L2=20V（1分）線圈中感應電流的最大值Im= =5.0A （1分）電阻R兩端電壓的最大值Um=ImR=15V（1分）（2）設從線圈平面通過中性面時開始，經(jīng)過周期的時間Dt=此過程中線圈中的平均感應電動勢E = n = n（1分）通過電阻R的平均電流，通過電阻R的電荷量（2分）（3）線圈中感應電流的有效值I= =A （1分）線圈轉動一周的過程中，電流通過整個回路產(chǎn)生的焦耳熱：Q熱=I 2(R+r)T =

26、 50pJ »157J （2分） 16（10分）（1）設電子在偏轉電場運動的加速度為a，時間為t，離開偏轉電場時的偏移距離為y，根據(jù)運動學公式有：根據(jù)牛頓第二定律有：（1分）電子在電場中的運動時間：聯(lián)立解得：（1分）電子飛出偏轉電場時，其速度的反向延長線通過偏轉電場的中心，設電子打在屏上距O1的最大距離為，則由幾何關系可知：（1分）將y代入解得 （1分）（2）由牛頓第二定律和洛倫茲力公式得 （1分）答圖3Ov0v0r解得由如答圖3所示的幾何關系得，粒子在磁場中一段圓弧軌跡所對應的圓心角與偏轉角相等，均為則：（1分）（3）不同點有：電子運動類型不同：在電場中電子是勻變速曲線運動，在磁場

27、中電子是勻速圓周運動電子受力情況不同：在電場中電子受到的電場力是恒力，在磁場中電子受到的洛倫茲力是大小不變、方向不斷變化的變力電子速度變化情況不同：在電場中電子速度的大小和方向都發(fā)生變化，在磁場中電子速度的大小不改變，僅方向發(fā)生變化電子運動方向的偏轉角范圍不同：在電場中電子運動方向的偏轉角度一定小于90º，在磁場中電子運動方向的偏轉角度可能大于90º電子受力做功不同：在電場中電子所受的電場力做正功，在磁場中電子所受的洛倫茲力不做功電子能量變化情況不同：在電場中電場力做正功，電子動能增加，在磁場中洛倫茲力不做功，電子動能不變（答對一條給2分，最多給4分）17（10分）（1）由

28、產(chǎn)生感應電流的條件可知，回路中不產(chǎn)生感應電流，則穿過回路的磁通量不變，（1分）根據(jù)磁通量不變，應有 B0Ld = BL(d+vt) （2分）解得 B=（1分）方法一：由法拉第電磁感應定律推導經(jīng)過時間t閉合回路的磁通量變化為=BLvt（1分）根據(jù)法拉第電磁感應定律=BLv（2分）方法二：利用電動勢的定義推導電動勢定義為非靜電力把單位電荷量的正電荷在電源內(nèi)從負極移送到正極所做的功，對應著其他形式的能轉化為電勢能的大小。這里的非靜電力為洛倫茲力（沿MN棒上的分力），洛倫茲力（沿MN棒上的分力）做正功，即：W非=（Bev）L （1分）（2分）方法三：由導體棒中自由電子受力平衡推導導體棒內(nèi)的自由電子隨導體棒向右勻速運動的速度為v，受到的洛倫茲力大小為f=evB，方向向下，電子在棒下端聚焦，棒下端帶負電，棒的上端由于缺少電子而帶正電，MN間產(chǎn)生電壓，且電壓隨著自由電子向下移動而逐漸升高。（1分）設MN間產(chǎn)生電壓為U，則MN中的電場強度導體棒中的自由電子將受到向上的電場力F=E0e=eU/L（1分）當F=f時，自由電子在沿導體棒MN的