1、北京市海淀区 2013 届高三第一学期期末考试物理试题2013.1本试卷共 8 页，100 分。考试时长 90 分钟。考生务必将答案答在答题纸上，在试卷上作答无效。考试结束后.将本试卷和答题纸一并交回。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.分别放在两个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。现用绝缘工具将这两个金属球接触后再分
2、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 n1B.仅增加副线圈匝数 n2C.仅减小电阻 R 的阻值D.仅增大电阻 R 的阻值3.将定值电阻 R1=10、R 2=20 串联接在正弦交流电路中，通过电阻 R2的电流 i 随时间 t 变化的情况如图所示。则 ( )A.通过 R1的电流有效值是 1.2AB.R1两端的电压有效值是 6VC.通过
3、 R2的电流有效值是 1.2 A2D.R2两端的电压有效值是 6 V4.如图 3 所示，两块相互靠近彼此绝缘的平行金属板组成平行板电容器，极板与静电计金属球相连，极板 M 和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。在两板相距为 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，保持电容器的带电量 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5.如图 4 所示，电场中的一簇电场线关于 y 轴对
4、称分布，0 点是坐标原点，M、N、P、Q 是以 0 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 0 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浓度是否超标。已知氧化锡传感器的电阻的倒数与一氧化碳浓度成正比，那
5、么，电压表示数 U 与一氧化碳浓度 之间的对应关系正确的是 ( )A.U 越大，表示 越大， 与 U 成正比B.U 越大，表示 越小， 与 U 成反比c.U 越大，表示 越大，但 与 U 无关D.U 越大，表示 越小，但 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 灯泡一样亮D.S 闭合足够
6、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 0x2L 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 变化的函数图象可能是图中的 ( )9.霍尔式位移传感器的测量原理如图 9 所示，有一个沿 z 轴方向均匀变化的匀强磁场，磁感应强度 B=B0+kz(B0、k 均为常数)。将霍尔元件固定在物体上，保持通过霍尔
7、元件的电流 I 不变(方向如图 9 所示)，当物体沿 z 轴正方向平移时，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( )越高zDC.若图中霍尔元件是电子导电，则下板电势高D.电流，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磁单极子，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= (k 为常数)。磁2kr单极 S 的磁场分布如图甲所示，它与如图乙所示负点电荷 Q 的电场分布相似。假设磁单极子 S 和负点电荷 Q 均
8、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。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
9、 R0(阻值 3， 额定功率 4W)E.滑动变阻器 R(阻值范围 05，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，如图乙所示，蓄电池的电动势 E=_ V，内电阻 r=_。12.(8 分)某同学用电压表和电流表测量 Rx的电阻，已知电压表内阻约 3k，电流表内阻约 1。(1)某同学用如图甲所示电路测量电阻 Rx，R x的测量值比真实值_(选填“偏大”或“偏小”)；若被测电阻 Rx的阻值约为 10，应采用图_(选填“甲”或“乙”)所示由路误差会比较小。(2)无论是用图甲还是图乙所示电路测量，都不可避免地会产生由电表内阻引起的系统误差。某学
10、习小组设计了以下方案，以避免电表内阻引起的系统误差。该方案利用图丙所示的电路进行测量，主要实验步骤如下：第一步：将单刀双掷开关 S2接 2，闭合开关 S1，调节滑动变阻器 Rp1和Rp2，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U1、I 1 请你写出第二步操作步骤，并说明需要记录的数据；_ 用测得数据计算被测电阻阻值的计算式是 Rx=_。 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)
11、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 的占由荷从 A 点由静止释放，仅在由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 点过程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，电荷量为 q 的液滴，以某一速度沿与水平方向成 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
12、)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。15.(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 =37 0，N、Q 间连接一个电阻 R=5.0，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 =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
13、的距离 s=2.0m。已知 g=10m/s2，sin37 0=0.60，cos37 0=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)金属棒由位置 ab 运动到 cd 的过程中，电阻 R 产生的热量。16.(10 分)下图是用直流发电机为保温室中电热器供电的电路图，直流发电机的电动势为 250V，内阻为 0.50，输电线电阻 R1=R2=1.0。保温室中装有若干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，也不考虑电热器电阻随温度的变化。求：(1)为使电热器能正常工作，应接入多少个电
14、热器；(2)在电热器正常工作状态下，直流发电机对保温室供热的效率；(3)保温室内的电热器可能消耗的最大电功率。17.(10 分)如图所示，水平地面上方有一高度为 H、上、下水平界面分别为 PQ、MN 的匀强磁场，磁感应强度为 B。矩形导线框 ab 边长为l1，bc 边长为 l2，导线框的质量为 m，电阻为R。磁场方向垂直于线框平面向里，磁场高度 H l2。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 ；当线框的 cd 边刚离开磁35g场时，线框的加速度方向向上、大小为 。在运动过程中，线框平面位于竖直平面内，上、下两边总平行于 PQ。空气阻力不计，重力加
15、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 边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，通过线框导线横截面的电荷量。18.(10 分)图 18 甲所示，平行金属板 PQ、MN 水平地固定在地面上方的空间，金属板长 l=20cm，两板间距 d=10cm，两板间的电压 UMP=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 的圆形区域匀强磁场(图中未画出)后，恰好从金属板 PQ
16、左端的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。已知带电粒子的比荷 =2.0106C/kg，粒子重力不计，计算结果保留两位有效数字。qm求：(1)带电粒子射人电场时的速度大小；(2)圆形匀强磁场区域的最小半径；(3)若两金属板间改加如图乙所示的电压，在哪些时刻进入两金属板间的带电粒子不碰到极板而能够飞出两板间。海淀区高三年级第一学期期末练习物理参考答案及评分标准 2013.1一、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
17、错或不答的得 0 分。题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答案 D BC B CD D C A D AB ABC二、本题共 2 小题，共 15 分。11（7 分）（1）B，3 分 （ 2）1.952.0 范围均可，2 分 0.60.75 范围均可 2 分12（8 分）（1）偏小，2 分 甲 2 分（2）将开关 S2 接 1，闭合开关 S1，保持滑动变阻器 Rp1 和 Rp2 滑片位置不变，记录此时电压表和电流表的示数 U2、 I2；2 分R x= ；1 分21I当单刀双掷开关 S2 接 2，闭合开关 S1 时有， = Rx +RA+Rp2；当单刀双掷开关 S2 接1IU1，闭合开关
18、S1 时有， = RA+Rp2，所以有，R x= ，该实验中电流表的内阻所产2IU21I生的影响两次实验数据相减后被消除，电压表内阻对实验结果没有影响。1 分说明：没有推导过程，只要说出“电流表的内阻所产生的影响两次实验数据相减后被消除，电压表内阻对实验结果没有影响”就给 1 分。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）（1）设电荷受到的电场力为 F，运动的加速度为 a，在 t 时间内运动的距离为 s，电场力对电荷做的功为 W，则F=Eq1 分F=maa= Eq
19、/m1 分s= 21atW=FsW= 3 分mtqE2说明：由动量定理， ，qEtmv由动能定理，电场力做功 ，解得 同样给分。21Wmv2Eqtm（2）设 A、 B 两点间的电势差为 UAB，则UAB=W/q1 分UAB= 2 分来源: http:/ 分）（1） 液滴带正电 1 分液滴受力示意图如图所示1 分（2）设匀强电场的电场强度为 E，由图可知Eq=mgtan 1 分1 分qmgEtan（3）设液滴运动的速度为 v，由图可知mg=qvBcosv= 1 分cosqBg设 MN 之间的距离为 d，则d=vt= 1 分csmt液滴从 M 点运动到 N，电场力做正功，电势能减少，设电势能减少量
20、为 EE=Eqdcos1 分E= mgtan coscosqBgtE= 1 分tman215（9 分）（1）设金属杆的加速度大小为 a，则mgsin mgcos=ma2 分a=2.0m/s21 分（2）设金属棒达到 cd 位置时速度大小为 v、电流为 I，金属棒受力平衡，有mgsin=BIL+mgcos1 分1 分RBLvI解得 v=2.0m/s1 分（3）设金属棒从 ab 运动到 cd 的过程中，电阻 R 上产生的热量为 Q，由能量守恒，有F 电f 洛mg 14 题答案图2 分Qmgsvmgs co21in解得 Q=0.10J1 分16 （10 分）（1）设接通 n 个电热器时，实际使用的电
21、热器都能正常工作，此时干路的电流为 I，有A=20A1 分5.201RrUEI额电热器的额定电流 1 分A0.52额额额 UPIn= =4（个）1 分.额I（2）设正常工作时干路电流为 I，直流电动机对保温室供热的效率为 ：=80%3 分50EIU额（3）设电热器消耗的总电功率最大时的电流为 I1：P 热总 =I12R 热总 1 分I1= 1 分热 总r2P 热总 = R 热总221(）热 总REP 热总 = )4-21221rr（）（ 热 总 热 总当 R 热总 =r+R1+R2 时，电热器消耗的总电功率有最大值 1 分Pm= =6250W1 分)(421rE17（10 分）来源: http
22、:/ cd 边刚进入磁场时线框导线中的电流为 I1，依据题意、根据牛顿第二定律有mg- B I1l1= 1 分53mgI1= 1 分2l（2）设线框 ab 边刚进入磁场时线框的速度大小为 v1，线框的 cd 边刚离开磁场时速度大小为 v2，线框的 cd 边刚离磁场时线框导线中的电流为 I2，依据题意、牛顿第二定律有B I2l1-mg= 5mgI2= 1 分16lI2= 1 分来源: http:/ http:/ HTTP:/WX.JTYJY.COM/Rvv2= 1 分156lBmg)(22lHv1= 1 分gv1= 1 分25lB)(50362412lHglBmR（3）设线框 abcd 穿出磁场的过程中所用时间为 ，平均电动势为 E，通过导线的平均电t流为 I，通过导线某一横截面的电荷量为 q，则E= = 1 分tl21I= 1 分REBq= I = 1 分tl2118（10 分）（1）设带电粒子从 PQ 左边缘进入电场的速度为 v，由 MN 板右边缘飞出的时间为 t，带电粒子在电场中运动的加速度为 a，则2atd1 分mqUvlt
