北京市朝陽區(qū)2014～2013學年度高三年級第一學期期末統(tǒng)一考試
物 理 試 卷 2013．1
（考試時間90分鐘 滿分100分）
一、本題共13小題，每小題3分，共39分。在每小題給出的四個選項中，只有一個選項是符合題目要求的。
1．18世紀中期，人們既沒有量度帶電體所帶電荷量多少的方法，也沒有測量電荷之間非常小的相互作用力的工具。一位法國的科學家發(fā)明了扭秤，巧妙而準確地測量出了物體間的靜電力，這位科學家是
A．法拉第 B．庫侖 C．奧斯特 D．安培
2．彈簧振子在光滑的水平面上做簡諧運動，在振子向著平衡位置運動的過程中
A．振子所受的回復力逐漸增大 B．振子離開平衡位置的位移逐漸增大
C．振子的速度逐漸增大 D．振子的加速度逐漸增大
3．一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，其振幅為A，波長為λ，周期為T。t=0時刻的波形如圖所示，在該時刻某質點的坐標為(λ，0)，則t= 時刻，該質點的坐標為
A．（ ，0）
B．（λ，-A）
C．（λ，A）
D．（ ，-A）
4．一列簡諧波在均勻介質中傳播。甲圖表示t=0時刻的波形圖，乙圖表示甲圖中b質點從t=0開始計時的振動圖像，則
A．該波沿x軸負方向傳播
B．質點振動的頻率是4HZ
C．該波傳播的速度是8m/s
D．a質點和c質點在振動過程中任意時刻的位移都相同
甲 乙
5．如圖所示是正點電荷周圍的一條電場線，電場線上A、B兩點的電場強度分別為EA、EB，電勢分別為φA、φB。下列判斷中正確的是
A．EA> EB, φA>φB B．EA< EB, φA<φB
C．EA> EB, φA<φB D．EA= EB, φA=φB
6．如圖所示，電源內阻不可忽略，電路中接有一小燈泡和一電動機。小燈泡L上標有“6V 12W”字樣，電動機的線圈電阻RM＝0.50Ω。若燈泡正常發(fā)光時，電源的輸出電壓為12V，此時
A．整個電路消耗的電功率為24W
B．電動機的熱功率為12W
C．電動機的輸出功率為12W
D．電動機的輸入功率為12W
7．如圖所示，充電的平行板電容器兩板間形成勻強電場，以A點為坐標原點，AB方向為位移x的正方向，能正確反映電勢φ隨位移x變化的圖像是
8．物理關系式不僅反映了物理量數(shù)量的關系，也確定了單位間的關系。如關系式F=ma既反映了力、質量和加速度之間的關系，也確定了N（力）與kg（千克）和ms-2（米每二次方秒）的乘積等效。物理量單位：m（米）、s（秒）、N（牛）、W（瓦）、C（庫）、A（安）、T（特），由它們組合成的單位與力的單位N（牛）等效的是w
A． B．
C． D．
9．如圖所示，a、b、c為紙面內等邊三角形的三個頂點，在a、b兩頂點處，各有一條長直導線垂直穿過紙面，導線中通有大小相等的恒定電流，方向垂直于紙面向里，則c點的磁感應強度B的方向為
A．與ab邊平行，豎直向上
B．與ab邊平行，豎直向下
C．與ab邊垂直，水平向右
D．與ab邊垂直，水平向左
10．某同學設計了一個電磁沖擊鉆，其原理示意圖如圖所示，若發(fā)現(xiàn)鉆頭M突然向右運動，則可能是
A．開關S由斷開到閉合的瞬間
B．開關S由閉合到斷開的瞬間
C．保持開關S閉合，變阻器滑片P加速向右滑動
D．保持開關S閉合，變阻器滑片P勻速向右滑動
11．如圖所示的電路中，電源電動勢為E，內電阻為r，L為小燈泡（其燈絲電阻可以視為不變），R1和R2為定值電阻，R3為光敏電阻，其阻值的大小隨照射光強度的增強而減小。閉合開關S后，將照射光強度增強，則
A．電路的路端電壓將增大
B．燈泡L將變暗
C．R2兩端的電壓將增大
D．R1兩端的電壓將增大
12．如圖所示，一個靜止的質量為m、電荷量為q的粒子（重力忽略不計），經加速電壓U加速后，垂直進入磁感應強度為B的勻強磁場中，粒子打到P點，OP=x，能正確反映x與U之間關系的是
A．x與U成正比
B．x與U成反比
C．x與 成正比
D．x與 成反比
13．如圖所示，一剛性矩形銅制線圈從高處自由下落，進入一水平的勻強磁場區(qū)域，然后穿出磁場區(qū)域，
A．若線圈進入磁場過程是勻速運動，則離開磁場過程一定是勻速運動
B．若線圈進入磁場過程是加速運動，則離開磁場過程一定是加速運動
C．若線圈進入磁場過程是減速運動，則離開磁場過程一定是加速運動
D．若線圈進入磁場過程是減速運動，則離開磁場過程一定是減速運動
二、本題共3小題，共20分。把答案填在答題紙相應的位置。
14．（4分）如圖所示是電子射線管的示意圖。接通電源后，電子射線由陰極沿x軸正方向射出，在熒光屏上會看到一條亮線。要使熒光屏上的亮線向上（z軸正方向）偏轉，在下列措施中可采用的是 （填選項代號）。
A．加一沿y軸正方向的磁場
B．加一沿y軸負方向的磁場
C．加一沿z軸正方向的磁場
D．加一沿z軸負方向的磁場
15．（6分）在一次“用單擺測定重力加速度”的實驗中，圖甲中的O點是擺線的懸點，a、b兩點分別是擺球的上沿和下沿，則該單擺的擺長l=___________m。乙圖為測量周期用的秒表，長針轉一周的時間為30s，表盤上部的小圓共30個小格，每小格30s。該單擺全振動n=50次時，表盤指針的位置如圖乙所示，所用時間t=________s。用以上直接測量的物理量的符號表示重力加速度的計算式g=__________（不必代入具體數(shù)值）。
16．（10分）某實驗小組利用如圖1所示的電路做“測量電池的電動勢和內電阻”的實驗。
（1）請你根據(jù)電路圖，在圖2所示的實物圖上連線。
（2）該小組利用測量出來的幾組電壓和電流值畫出了U?I圖線如圖3。根據(jù)圖線求出電源的電動勢E=__________，電源的內電阻r=___________。
（3）另一實驗小組也做了“測量電池的電動勢和內電阻”的實驗，他們在實驗室里找到了以下器材：
A．一節(jié)待測的干電池
B．電流表A1（滿偏電流3mA，內阻RA1=10Ω）
C．電流表A2（0～0.6A，內阻RA2=0.1Ω）
D．滑動變阻器R1（0～20Ω，10A）
E．定值電阻R0（1190Ω）
F．開關和導線若干
某同學發(fā)現(xiàn)上述器材中雖然沒有電壓表，但提供了兩塊電流表，于是他設計了如圖4所示的電路，并進行實驗。該同學測出幾組電流表A1、A2的數(shù)據(jù)I1、I2，利用測出的數(shù)據(jù)畫出I1－I2圖像，則由圖像可得被測干電池的電動勢E=________V，內電阻r=________Ω。
三、本題共5小題，共41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。把答案填在答題紙相應的位置。
17．（6分）用兩根長度均為L的絕緣細線各系一個小球，并懸掛于同一點。已知兩小球質量均為m，當它們帶上等量同種電荷時，兩細線與豎直方向的夾角均為θ，如圖所示。若已知靜電力常量為k，重力加速度為g。求：
（1）小球所受拉力的大��；
（2）小球所帶的電荷量。
18．（7分）某同學自制一電流表，其原理如圖所示。質量為m的均勻細金屬桿MN與一豎直懸掛的絕緣輕彈簧相連，彈簧的勁度系數(shù)為k，在矩形區(qū)域abcd內有勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向外。MN的右端連接一絕緣輕指針，可指示出標尺上的刻度。MN的長度大于ab，當MN中沒有電流通過且處于靜止時，MN與矩形區(qū)域的ab邊重合，且指針指在標尺的零刻度；當MN中有電流時，指針示數(shù)可表示電流強度。MN始終在紙面內且保持水平，重力加速度為g。
（1）當電流表的示數(shù)為零時，求彈簧的伸長量；
（2）為使電流表正常工作，判斷金屬桿MN中電流的方向；
（3）若磁場邊界ab的長度為L1，bc的長度為L2，此電流表的量程是多少？
19．（8分）如圖所示，在水平面內固定著足夠長且光滑的平行金屬軌道，軌道間距L=0.40m，軌道左側連接一定值電阻R=0.80Ω。將一金屬直導線ab垂直放置在軌道上形成閉合回路，導線ab的質量m=0.10kg、電阻r=0.20Ω，回路中其余電阻不計。整個電路處在磁感應強度B=0.50T的勻強磁場中，B的方向與軌道平面垂直。導線ab在水平向右的拉力F作用下，沿力的方向以加速度a=2.0m/s2由靜止開始做勻加速直線運動，求：
（1）5s末的感應電動勢大�。�
（2）5s末通過R電流的大小和方向；
（3）5s末，作用在ab金屬桿上的水平拉力F的大小。
20.（10分）如圖所示，一個質量m=2.0×10-11kg、電荷量q=1.0×10-5C的帶電粒子（重力忽略不計），從靜止開始經U1=100V電場加速后，沿兩平行金屬板間中線水平進入電壓U2=100V的偏轉電場，帶電粒子從偏轉電場射出后，進入垂直紙面向里的勻強磁場，磁場的左右邊界均與偏轉電場的金屬板垂直。已知偏轉電場金屬板長L=20cm、兩板間距 ，勻強磁場的寬度D=10cm。求：
（1）帶電粒子進入偏轉電場時的速度v0；
（2）帶電粒子射出偏轉電場時速度v的大小和方向；
（3）為了使帶電粒子不從磁場右邊界射出，勻強磁場磁感應強度的最小值B。
21．（10分）如圖所示，LMN是豎直平面內固定的光滑絕緣軌道，MN水平且足夠長，LM下端與MN相切。質量為m的的帶正電小球B靜止在水平軌道上，質量為2m的帶正電小球A從LM上距水平軌道高為h處由靜止釋放，在A球進入水平軌道之前，由于A、B兩球相距較遠，相互作用力可認為是零，A球進入水平軌道后，A、B兩球間相互作用視為靜電作用。帶電小球均可視為質點。已知A、B兩球始終沒有接觸。重力加速度為g。求：
（1）A、B兩球相距最近時，A球的速度v；
（2）A、B兩球相距最近時，A、B兩球系統(tǒng)的電勢能EP；
（3）A、B兩球最終的速度vA、vB的大小。
北京市朝陽區(qū)2014～2013學年度高三年級第一學期期末練習
物理試卷參考答案 2013．1
一、本題共13小題，每小題3分，共39分。
題號12345678910111213
答案BCBC ADCBBADCD
二、本題共3小題，共20分。
14．B （4分）
15．0.9160（0.9159～0.9161） t=96.3s （每空2分）
16．（1） （2分）
（2）U0 （每空2分）
（3）1.5 0.6 （每空2分）
三、本題共5小題，共41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。
17．（6分）
解答：
（1）對小球進行受力分析，如圖所示。
設繩子對小球的拉力為T， （3分）
（2）設小球在水平方向受到庫侖力的大小為F，
又因為： （3分）
18．（7分）
解答：
（１）設當電流表示數(shù)為零時，彈簧的伸長量為 ，則有
　　　　　 （2分）
（２）根據(jù)左手定則，金屬桿中的電流方向為：M N （2分）
（3）設電流表滿偏時通過MN的電流為Im，則有：
（3分）
19．（8分）
解：（1）由于導體棒ab做勻加速直線運動，設它在第5s末速度為v，所以
根據(jù)法拉第電磁感應定律： （2分）
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律：
方向 （3分）
（3）因為金屬直導線ab做勻加速直線運動，故
其中：
（3分）
20．（10分）
解答：
（1）帶電粒子在加速電場中，由動能定理：
解得： （2分）
（2）帶電粒子在偏轉電場中做水平方向的勻速直線運動，和豎直方向的勻加速直線運動。
飛出電場時，速度偏轉角的正切值為：
帶電粒子射出偏轉電場時速度的大�。� （4分）
（3）帶電粒子不從磁場右邊界射出，則其最大半徑的運動軌跡如圖所示，設帶電粒子在磁場中運動的最大半徑為r，由幾何關系有：
洛倫茲力提供向心力：
聯(lián)立可得： 代入數(shù)據(jù)： （4分）
21．（10分）
解答：
（1）對A球下滑的過程，根據(jù)動能定理
當A球進入水平軌道后，A、B兩球組成的系統(tǒng)動量守恒，當A、B相距最近時，兩球速度相等。所以有： （3分）
（2）根據(jù)能的轉化和守恒定律：
（3分）


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