北京市海淀区高三年级第一学期期末练习测试物理

北京市海淀区高三年级第一学期期末练习测试物 理 2013.1说明：本试卷共8页，共100分。

考试时间90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，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。

将正确答案的序号填涂在机读卡上。

1．两个放在绝缘架上的相同金属球，相距为d ，球的半径比d 小得多，分别带有q 和3q 的电荷量，相互斥力为3F 。

现将这两个金属球接触再分开，然后放回原处。

则它们的相互作用力将变为（ ）A ．0 B. F C. 3F D. 4F2．如图1所示，某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一峰值不变的正弦交变电压，副线圈接一可变电阻R 。

在其他条件不变的情况下，为使变压器输入功率增大，下面的措施正确的是（ ） A ．仅增加原线圈匝数n 1 B ．仅增加副线圈匝数n 2 C ．仅减小电阻R 的阻值 D ．仅增大电阻R 的阻值3．将R 1=10Ω、R 2=20Ω的电阻串联接在正弦交流电路中，通过电阻R 2的电流i 随时间t 变化的情况如图2所示。

则（ ） A ．通过R 1的电流有效值是1.2A B ．R 1两端的电压有效值是6V C ．通过R 2的电流有效值是1.22A D ．R 2两端的电压有效值是62V4．如图3所示，两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器，极板N 与静电计相连，极板M 与静电计的外壳均接地。

用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U 。

在两板相距一定距离d 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，保持带电量Q 不变，下面的操作中将使静电计指针张角变小的是（ ）A ．仅将M 板向下平移B ．仅将M 板向左平移C ．仅在M 、N 之间插入云母板（介电常数大于1）D ．仅在M 、N 之间插入金属板，且不和M 、N 接触图1图2-2s图35．如图4所示，一簇电场线关于y 轴对称分布，O 点是坐标原点，M 、N 、P 、Q 是以O 为圆心的一个圆周上的四个点，其中M 、N 在y 轴上，Q 点在x 轴上，则（ ） A ．M 点电势比P 点电势高B ．OM 间的电势差等于NO 间的电势差C ．一正电荷在O 点的电势能小于在Q 点的电势能D ．将一负电荷从M 点移到P 点，电场力做正功6．氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化。

在图5所示电路中，不同的一氧化碳浓度对应传感器不同的电阻值，电压表的示数与一氧化碳的浓度一一对应，观察电压表示数就能判断一氧化碳是否超标。

有一种氧化锡传感器，其电阻的倒数与一氧化碳浓度成正比，那么，电压表示数U 与一氧化碳浓度ρ之间的对应关系正确的是（ ） A ．U 越大，表示ρ越大，ρ与U 成正比 B ．U 越大，表示ρ越小，ρ与U 成反比 C ．U 越大，表示ρ越大，但ρ与U 无关 D ．U 越大，表示ρ越小，但ρ与U 无关7．如图6所示，电路中的A 、B 是两个完全相同的灯泡，L 是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，C 是电容很大的电容器。

当开关S 断开与闭合时，A 、B 灯泡发光情况是（ ） A ．S 刚闭合后，A 灯亮一下又逐渐变暗，B 灯逐渐变亮 B ．S 刚闭合后，B 灯亮一下又逐渐变暗，A 灯逐渐变亮 C ．S 闭合足够长时间后，A 灯泡和B 灯泡都一样亮D ．S 闭合足够长时间后再断开， B 灯立即熄灭，A 灯逐渐熄灭8．如图7所示，在0≤x ≤2L 的区域内存在着匀强磁场，磁场方向垂直于xy 坐标系平面（纸面）向里，具有一定电阻的矩形线框abcd 位于xy 坐标系平面内，线框的ab 边与y 轴重合，bc 边长为L 。

设线框从t=0时刻起在外力作用下由静止开始沿x 轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流i （取逆时针方向的电流为正）随时间t 的函数图象可能是图8中的（ ）图4图5图6A 0BC 0D图8图79．霍尔式位移传感器的测量原理如图9所示，有一个沿z 轴方向的磁场，磁感应强度B=B 0+kz （B 0、k 均为常数）。

将传感器固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流I 不变（方向如图9所示），当物体沿z 轴方向移动时，由于位置不同，霍尔元件在y 轴方向的上、下表面的电势差U 也不同。

则（ ）A ．磁感应强度B 越大，上、下表面的电势差U 越大 B ．k 越大，传感器灵敏度（zU ∆∆）越高C ．若图中霍尔元件是电子导电，则下板电势高D ．电流I 取值越大，上、下表面的电势差U 越小 10．狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的单极子，其周围磁感线呈均匀辐射状分布，距离它r 处的磁感应强度大小为B =2rk （k为常数）。

磁单极子S 的磁场分布如图10甲所示，与如图10乙所示负点电荷Q 的电场分布相似。

假设磁单极子S 和负点电荷Q 均固定，有一带电小球分别在S 和Q 附近做匀速圆周运动，则关于小球做匀速圆周运动的判断正确的是（ ）A ．若小球带正电，其运动轨迹平面可在S 正上方，如图甲所示B ．若小球带正电，其运动轨迹平面可在Q 正下方，如图乙所示C ．若小球带负电，其运动轨迹平面可在S 正上方，如图甲所示D ．若小球带负电，其运动轨迹平面可在Q 正下方，如图乙所示二、本题共2小题，共15分。

把答案填在题中的横线上。

11．（7分）用图11甲所示电路测量一个蓄电池的电动势和内电阻。

蓄电池的内电阻很小。

除蓄电池、开关、导线外，可供使用的器材还有： A ．电压表（量程3V ） B ．电流表（量程0.6A ） C ．电流表（量程3A ）D ．定值电阻R 0（阻值3Ω，额定功率4W ）E ．滑动变阻器R （阻值范围0~5Ω，额定电流为2A ）（1）电流表应选 ；（选填器材前的字母序号）（2）根据实验数据做出U-I 图象，如图11乙所示，蓄电池的电动势E = V ，内电阻r= Ω。

图9甲乙图10甲图110.10 0.40 乙0.200.300.5012．（8分）某同学用电压表和电流表测量R x 的电阻，已知电压表内阻约3kΩ，电流表内阻约1Ω。

（1）某同学用如图12甲所示电路测量电阻R x ，R x 的测量值比真实值 （选填“偏大”或“偏小”）；若被测电阻R x 的阻值约为10Ω，应采用图 （选填“甲”或“乙”）所示电路，误差会比较小。

（2）无论是用图12甲还是图132所示电路测量，都不可避免地会产生由电表内阻引起的系统误差。

某学习小组设计了以下方案，以避免电表内阻引起的系统误差。

该方案利用图12丙所示的电路进行测量，主要实验步骤如下：第一步：将开关S 2接2，闭合开关S 1，调节滑动变阻器R p1和R p2，使电表读数接近满量程，但不超过量程，记录此时电压表和电流表的示数U 1、I 1；①请你写出第二步操作步骤，并说明需要记录的数据； 。

②用测得数据计算被测电阻阻值的计算式是 x R 。

③简要说明此实验方案为什么能避免由电表内阻引起的实验误差。

。

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。

13．（8分）如图13所示，在水平向右场强为E 的匀强电场中，有一质量为m 、电荷量为q 的点电荷从A 点由静止释放，在电场力的作用下经时间t 运动到B 点。

求： （1）点电荷从A 点运动到B 点过场中，电场力对点电荷做的功； （2）A 、B 两点间的电势差。

14．（8分）如图14所示，空间同时存在水平向右的匀强电场和方向垂直纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场。

质量为m ，电量为q 的液滴，以某一速度沿与水平方向成θ角斜向上进入正交的匀强电场和匀强磁场叠加区域，在时间t 内液滴从M 点匀速运动到N 点。

重力加速度为g 。

（1）判定液滴带的是正电还是负电，并画出液滴受力示意图； （2）求匀强电场的场强E 的大小；（3）求液滴从M 点运动到N 点的过程中电势能的变化量。

图13E qA乙甲丙图12 图1415．（9分）如图15所示，MN、PQ为足够长的平行金属导轨，间距L=0.50m，导轨平面与水平面间夹角θ=37︒，N、Q间连接一个电阻R=5.0Ω，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度B=1.0T。

将一根质量m=0.050kg的金属棒放在导轨的ab位置，金属棒及导轨的电阻不计。

现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好。

已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.50，当金属棒滑行至cd处时，其速度大小开始保持不变，位置cd与ab之间的距离s=2.0m。

已知g=10m/s2，sin37︒=0.60，cos37︒=0.80。

求：（1）金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小；（2）金属棒达到cd处的速度大小；（3）金属棒从位置ab运动到cd的过程中，电阻R图1516．（10分）图16是用直流电动机为保温室中的电热器宫殿的电路图。

直流发电机的电动势为250V，内阻为0.5Ω，输电线电阻R1=R2=1Ω。

保温室中装有50只完全相同的电热器用来调节室温，每只电热器的额定电压为200V，额定功率为1000W，其他电阻不计，也不计电热器电阻随温度的变化。

求：Array（1）为使电热器能正常工作，需要接入电热器的个数；（2（3）保温室内的电热器可能消耗的最大电功率。

图1617．（10分）如图17所示，水平地面上方有一高度为H 、界面分别为PQ 、MN 的匀强磁场，磁感应强度为B 。

矩形导线框abcd 在磁场上方某一高度处，导线框ab 边长为l 1，bd 边长为l 2，导线框的质量为m ，电阻为R 。

磁场方向垂直于线框平面，磁场高度H >l 2。

线框从某高处由静止落下，当线框的cd 边刚进入磁场时，线框的加速度方向向下、大小为53g ；当线框的cd 边刚离开磁场时，线框的加速度方向向上、大小为5g 。

运动过程中，线框平面位于竖直平面内，上、下两边始终平行PQ 。

空气阻力不计，重力加速度为g 。

求： （1）线框的cd 边刚进入磁场时通过线框导线中的电流； （2）线框的ab 刚进入磁场时线框的速度大小；（3）线框abcd 从全部在磁场中开始到全部穿出磁场的过程中，通过线框导线某一横截面的电荷量。

18．（10分）图18甲所示，平行金属板PQ 、MN 水平固定在地面上方的空间，金属板长l=20cm ， 两板间距d=10cm ，两板间电压U MP =100V 。

在距金属板M 端左下方某位置有一粒子源A ， 从粒子源竖直向上连续发射速度相同的带电粒子，射出的带电粒子在空间通过一垂直于纸 面向里的磁感应强度B =0.20T 的圆形匀强磁场区域（图中未画出）后，恰好从带电金属板 PQ 的左下边缘水平进入两金属板间，带电粒子在电场力作用下恰好从金属板MN 的右边缘 飞出。