2005―2006学年度高三年级第一学期期末练习

物理试卷

YC

一、本卷共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1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

   的关系,以下判断中正确的是                                                                           (    )

       A.E­­A<E­­B, ­­B=­­C                                                               

       B.E­>EB, ­­>­­B

              C.EA>EB, ­­<­­B

       D.EA=EC, ­­B=­­C

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2.图2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

       A.电动机的输入功率为12W

       B.电动机的输出功率为12W

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       C.电动机的热功率为2.0W

       D.整个电路消耗的电功率为22W

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3.如图3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U1,与次级线圈连接的电压表V2的示数为U2

   且U2<U1,则以下判断中正确的是                                                                     (    )

       B.该变压器输入功率与输出功率之比为U2:U1

       C.通过负载电阻R的电流

       D.通过初级线圈的电流

   电流的方向如图4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

   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

   示器为是路中的电流表,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、报警器两端的电太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

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6.如图6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

   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

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7.如图7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,线圈沿逆时针方向针转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B,线圈

       A.线圈中感应电流的方向为abcda

       B.线圈中的感应电流为

       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

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8.如图8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                (    )

       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

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9.如图9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

   过程中,外力F做功32J,金属块克服电场力

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   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     (    )

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       A.动能增加8.0J     B.电势能增加24J

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10.如图10(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

 

 

 

 

 

 

 

 

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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。

 

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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11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

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:                        。

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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:

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    电源:电动势为8V,内电阻为1.0Ω

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    电流表:量程0.6A,内阻RA为0.50Ω;

    电压表:量程10V,内阻RV为10kΩ;

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    滑动变阻器:最大电阻值为5.0Ω;

    开关一个、导线若干。

   (1)在右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

         。

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。

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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。

14.(7分)如图12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:

(2)α粒子在磁场中运动的时间。

 

 

 

 

 

 

 

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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=5.0Ω,在导轨上有一电阻为1.0Ω的金属棒ab,金属棒与导轨垂直,如图13所示。在ab棒上施加水平拉力F使其以10m/s的水平速度向右匀速运动。设金属导轨足够长。求:

(2)拉力F的大小。

(3)电阻R上消耗的电功率。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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16.(8分)如图14所示,在倾角θ=37°的绝缘面所在空间存在着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=-5.0×10-4C。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。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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17.(8分)如图15(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按如图15(乙)怕示的规律变化,线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为

   (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)在磁感强度变化的0~的时间内,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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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16所示。在导轨的MP端放置着一根金属棒,与导舅垂直且接触良好。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。

 

 

 

 

 

 

 

 

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19.(9分)如图17(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17(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。

   (3)电子在荧光屏上分布的最大范围。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   (1)P、Q两点间距离。

   (2)粒子B的质量。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                             

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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.B  2.AC  3.CD  4.AB  5.D  6.CD  7.BC  8.AC  9.A  10.CD

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。

12.(1);(2分)  ;(2分)(2)偏小。(1分)

13.(1)如答图1;(2分)  (2)0~6.4;(2分)

   (3)。(2分)

三、本大题包括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,洛仑滋力提供向心力,根据牛顿第二定律,…………………………(2分)

       质子离开磁场时到达A点,O、A间的距离.………………(1分)

       同理,α粒子在磁场中做圆周运动的半径为,α粒子离开磁场时到达B点,

       O、B间的距离,则A、B两点间的距离.…(2分)

   (2)α粒子在匀强磁场中运动周期为,

       则α粒子在磁场中运动的时间为…………………………(2分)

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

       ……………………………………(1分)

       根据闭合电路欧姆定律,通过R的电流……………………(1分)

       金属棒两端的电压U=E-Ir=2.5V.………………………………………………(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

        …………………………………………………………(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,

       设到达斜面底端时的速度为,根据动能定理

       ,…………………………(2分)

       解得………………………………………………(1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,根据动能定理, ,…………………………(2分)

       代入数据解得……………………………………(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和减少等于克服摩擦力做的功,

          即等于产生的热能,……………………(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=3.14×10-2s.

       所以线圈中感应电动势的最大值为……………………(2分)

   (2)根据欧姆定律,电路中电流的最大值为

       通过小灯泡电流的有效值为,…………………………(1分)

       小灯泡消耗的电功率为P=I2R=2.88W………………………………………………(2分)

   (3)在磁感应强度变化的1~1/4周期内,线圈中感应电动势的平均值

       通过灯泡的平均电流……………………………………(1分)

       通过灯泡的电荷量………………………………(2分)

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,………………………………(1分)

       设金属棒到达NQ端时的速率为,根据运动学公式,,……………(1分)

       由以上两式解得:……………………………………(2分)

   (2)当金属棒静止不动时,金属棒的电阻,设金属棒在导轨上运动的时间为t,

       电流在金属棒中产生的热量为Q,根据焦耳定律,Q=I,…………………(2分)

       根据运动学公式,,将(1)的结果代入,争得

………(2分)

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,

       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.………………(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′方向的分量与沿电场方向的分量,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,则有;

解得……………………………………………………(1分)

因此,。…………………………………………………(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,应满足的条件为,解得板间电太的最大值。…………………………………………(2分)

(3)设)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,电子到达荧光屏上分布在范围内. 当满足的条件时,△Y为最大。根据题中金属板和荧光屏之间的几何关系,得到

……………………………………………………(1分)

因此电子在荧光屏上分布的最大范畴为………(2分)

20.(9分)

解:(1)粒子A在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛仑滋力提供向心力,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,

解得  ………………………………(2分)

同理,粒子A在MN下方运动半径R2和周期T2分别为:

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。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PQ间的距离为d=2R2sin60°-2R1sin60°=2h。………………………………(3分)

   (2)粒子A从P点到Q点所用时间为

        ,………………………………(1分)

    设粒子B的质量为M,从P点到Q点速度为v

,……………………………………………………(1分)

根据动量守恒定律…………(2分)

 


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