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1、1 海淀区高三年级第一学期期末练习海淀区高三年级第一学期期末练习 物物 理理 2019.1 说明：本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案写在答题纸上，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。把 正确的答案填涂在答题纸上。 1某区域的电场线分布如图 1 所示，电场中有 A、B 两点。设 A、B 两点的电场强度大小分别为 EA、EB， 电势分别为A、B，
2、则下列判断正确的是 AEAEB CA B 2如图 2 所示，在水平地面上固定一对与水平面夹角为 的光滑平行金属轨道，顶端接有电源。直导体棒 ab 垂直两轨道放置，且与两轨道接触良好，整套装置处于匀强磁场中。图 3 为沿 ab 方向观察的侧视 图，下面四幅图中所加磁场能使导体棒 ab 静止在轨道上的是 3如图 4 所示，将带铁芯的线圈 A 通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈 B 的两端连接到灵敏电流计 上，把线圈 A 放进线圈 B 的里面。下面几种情况灵敏电流计指针可能有偏转的是 A闭合开关瞬间 B开关闭合且电路稳定后 C开关闭合，拔出线圈 A 的过程中 图 4 2 D开关闭合，将滑动变阻器
3、的滑片 P 向左滑动的过程中 4如图 5 所示，一个理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2=51，原线圈的两端 a、b 接正弦交流电源，电 压表 V1的示数为 110V，负载电阻 R=22。若电压表和电流表都是理想电表，则下列说法中正确的是 A电压表 V2的示数为 22V B电流表 A 的示数为 1.0A C电流表 A 的示数为 5.0A D变压器的输入功率为 22W 5如图 6 所示，圆心为 O、半径为 r 的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子质 量为 m，电荷量为-q，从 A 点以一定的速度垂直磁场方向沿半径射入磁场中，并从 C 点射出，图中实线 AC 所示弧线为其运动
4、轨迹。已知AOC=120，磁感应强度为 B，不计粒子所受的重力。关于该粒子在 磁场中的运动，下列说法中正确的是 A运动半径为 r B运动半径为r 3 C运动时间为 D运动时间为 qB m 3 2 qB m 3 6如图 7 所示电路，电源内阻不可忽略。开关 S 闭合后，在滑动变阻器 R0的滑片 P 向上缓慢滑动的过程中 A小灯泡L变亮 B电压表的示数增大 C电流表的示数增大 D电容器C的电荷量减小 7图 8 为某手机电池的铭牌，第一行标有“3.8V 3000mAh(11.4Wh) ” 。对该铭牌参数的分析，下列说法中 正确的是 A铭牌中的 Wh 是能量的单位 3 B铭牌中的 mAh 是功率的单位
5、 C该电池放电时能输出的总能量约为 11.4J D该电池放电时能输出的总电荷量约为 1.08104C 8.不带电的金属导体 MNPQ 的内部电荷包括自由电子和金属离子（即金属原子失去自由电子后的剩余部分） ， 图 9 所示为导体内部电荷的简化示意图，其中“”表示自由电子， “”表示金属离子。把导体放到电场强 - 度为 E0的匀强电场中，由于库仑力的作用，导体内部的电荷将重新分布。图 10 是同学们画出的四幅图， 其中 A、B 两图描述了导体刚放入电场未达到静电平衡状态时，自由电子和金属离子的定向运动情况（图 中箭头代表它们定向运动的方向） ；C、D 两图描述了导体达到静电平衡后，自由电子和金属
6、离子的分布情 况。则图 10 的四幅图中，可能正确的是 9如图 11 所示，R1和 R2是同种材料、厚度相同、上下表面为正方形的金属导体，但 R1的尺寸比 R2的尺 寸大。将两导体同时放置在同一匀强磁场 B 中，磁场方向垂直于两导体正方形表面，在两导体上加相同 的电压，形成图 11 所示方向的电流；电子由于定向移动，会在垂直于电流方向受到洛伦兹力作用，从而 产生霍尔电压，当电流和霍尔电压达到稳定时，下列说法中正确的是 AR1中的电流大于 R2中的电流 BR1中的电流等于 R2中的电流 CR1中产生的霍尔电压小于 R2中产生的霍尔电压 图 1 0 4 DR1中产生的霍尔电压等于 R2中产生的霍尔
7、电压 10两个点电荷 Q1和 Q2固定在 x 轴上，其中 Q2所在位置为坐标原点。将一电子放在 x 正半轴上，该电子 的电势能随位置变化的曲线如图 12 所示，其中 x0是电势能为零的点的坐标，x1是电势能为极值的点的 坐标。由图像可知 AQ2一定带负电 B两个点电荷可能为同种电荷 C两个点电荷在 x0处的合场强为零 DQ1带电量的绝对值必大于 Q2带电量的绝对值 二、本题共 2 小题，共 15 分。 11将满偏电流 Ig=300A、内阻未知的电流表 G 改装成电压表。利用如图 13 所示的电路测量电流表 G 的 内阻。先闭合开关 S1，断开开关 S2，调节 R，使电流表指针偏转到满刻度（此时
8、接入电路的 R 值远大 于电流表 G 的内阻） ；再闭合开关 S2，保持 R 不变，调节 R，使电流表指针偏转到满刻度的一半，读 出此时 R的阻值为 200.0。 利用上述测量结果，把该电流表改装成量程为 3V 的电压表，应该 （填写“串联”或者 “并联” ）一个阻值为 的电阻。 12.实验课中同学们要完成“测量一节干电池的电动势和内阻”的任务，被测电池的电动势约为 1.5V，内阻 约为 1.0。某小组计划利用图 14 的电路进行测量，已知实验室除待测电池、开关、导线外，还有下列 器材可供选用： 电流表 A1：量程 00.6A，内阻约 0.125 电流表 A2：量程 03A，内阻约 0.025
9、 电压表 V：量程 03V，内阻约 3k 滑动变阻器 R：020，额定电流 2A （1）为了使测量结果尽量准确，电流表应选用_（填写仪器的字母代号） 。 （2）请根据图 14 所示的电路图，在图 15 中完成实物的连接。 5 （3）图 16 是该组同学根据所获得的 6 组实验数据，在坐标纸上绘制的反映路端电压随电流变化的 UI 图 线，请据此图线判断被测干电池的电动势 E =_V，内阻 r =_。 （结果保留到小数点 后两位） （4）若仅考虑电表内阻的影响，图 16 中描绘的点迹与“电池两端电压的真实值”和“流过电池的电流真实 值”所对应点迹存在一定的偏差，请根据实验中该同学测得的数据，以及电
10、表的参数估算这一偏差的 数量级约为_。 A. 10-2 A B. 10-4 A C. 10-2V D. 10-4 V （5）为了研究电表内阻对测量结果的影响，我们用 U 和 I 的函数关系来分析这一个问题。若字母 RV、RA 分别表示电压表和电流表的内阻，U、I 分别表示电压表和电流表的示数，E、r 分别表示电池的电动 势和内阻的真实值。考虑到电表内阻的影响，请选择相关的字母写出反映 U 和 I 实际关系的函数表达 式 U=_。 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。 1
11、3 （8 分）如图 17 所示，在光滑水平面上有一边长为 L 的单匝正方形闭合导体线框 abcd，处于磁感应强度 为 B 的有界匀强磁场中，其 ab 边与磁场的右边界重合。线框由同种粗细均匀的导线制成，它的总电阻 为 R。现将线框以恒定速度 v 水平向右匀速拉出磁场。此过程中保持线框平面与磁场方向垂直，拉力在 线框平面内且与 ab 边垂直，bc 边始终与磁场的右边界保持垂直。求在线框被拉出磁场的过程中 图 15 6 （1）线框内的电流大小； （2）cd 两端的电压； （3）线框中产生的热量。 14 （8 分）如图 18 所示，水平光滑绝缘轨道 MN 处于水平向右的匀强电场中，一个质量为 m、电
12、荷量为+q 的滑块（可视为质点） ，从轨道上的 A 点由静止释放，滑块在静电力作用下向右做匀加速直线运动，当 到达 B 点时速度为 v。设滑块在运动过程中，电荷量始终保持不变。 （1）求滑块从 A 点运动到 B 点的过程中，静电力所做的功 W； （2）求电势差 UAB； （3）若规定 A 点电势为 A，求滑块运动到 B 点时的电势能 EPB。 15 （8 分）如图 19 所示，闭合的矩形导体线圈 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方向观察，线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为 B，线圈匝数为 n，ab 边的 边长为 l1，ad 边的边长为 l2
13、，线圈总电阻为 R，转动的角速度为。图中线圈平面与磁场方向平行。 （1）从线圈经过图示位置开始计时，写出线圈内的电流随时间变化的函数关系式； 7 （2）求线圈电阻的发热功率； （3）从线圈经过图示位置开始计时，求经过四分之一周期时间通过线圈导线某截面的电荷量。 16 （9 分）如图 20 所示，一对平行金属极板 a、b 水平正对放置，极板长度为 L，板间距为 d，极板间电压 为 U，且板间存在垂直纸面磁感应强度为 B 的匀强磁场（图中未画出） 。一带电粒子以一定的水平速度 从两极板的左端正中央沿垂直于电场、磁场的方向射入极板间，恰好做匀速直线运动，打到距离金属极 板右端 L 处的荧光屏 MN
14、上的 O 点。若撤去磁场，粒子仍能从极板间射出，且打到荧光屏 MN 上的 P 点。已知 P 点与 O 点间的距离为 h，不计粒子的重力及空气阻力。 （1）请判断匀强磁场的方向； （2）求带电粒子刚进入极板左侧时的速度大小 v； （3）求粒子的比荷（） 。 m q 8 17.（10 分）如图 21 为质谱仪工作原理图，离子从电离室 A 中的小孔 S1逸出(初速度不计)，经电压为 U 的 加速电场加速后，通过小孔 S2和 S3，从磁场上边界垂直于磁场方向进入磁感应强度为 B 匀强磁场中，运 动半个圆周后打在接收底版 D 上并被吸收。对于同一种元素，若有几种同位素时，就会在 D 上的不同位 置出现按
15、质量大小分布的谱线，经过分析谱线的条数、强度(单位时间内打在底版 D 上某处的粒子动能) 就可以分析该种元素的同位素组成。 （1）求比荷为的粒子进入磁场的速度大小； m q （2）若测得某种元素的三种同位素 a、b、c 打在底版 D 上的位置距离小孔 S3的距离分别为 L1、L2、L3，强度分别为 P1、P2、P3，求： 三种同位素 a、b、c 的粒子质量之比 m1 : m2 : m3； 三种同位素 a、b、c 在该种元素物质组成中所占的质量之比 M1 : M2 : M3。 9 18. （12 分）麦克斯韦的电磁场理论告诉我们：变化的磁场产生感生电场，该感生电场是涡旋电场； 变化的电场也可以产
16、生感生磁场，该感生磁场是涡旋磁场。 （1）如图 22 所示，在半径为 r 的虚线边界内有一垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小随 时间的变化关系为 B=kt（k0 且为常量）。将一半径也为 r 的细金属圆环（图中未画出）与虚线边 界同心放置。 求金属圆环内产生的感生电动势 的大小。 变化的磁场产生的涡旋电场存在于磁场内外的广阔空间中，在与磁场垂直的平面内其电场线是一系 列同心圆，如图 23 中的实线所示，圆心与磁场区域的中心重合。在同一圆周上，涡旋电场的电场 强度大小处处相等。使得金属圆环内产生感生电动势的非静电力是涡旋电场对自由电荷的作用 力，这个力称为涡旋电场力，其与电场强度的关系和静电力与电场强度的关系相同。请推导金属 圆环位置的涡旋电场的场强大小
