2005―2006學(xué)年度高三年級(jí)第一學(xué)期期末練習(xí)
物理試卷
YC
一、本卷共10小題,每小題3分,共30分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的,有的小題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的。全部選對(duì)的得3分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分。把你認(rèn)為正確答案的代表字母填寫在題后的括號(hào)內(nèi)。
1.某電場(chǎng)的分布如圖1所示,帶箭頭的實(shí)線為電場(chǎng)線,虛線為等勢(shì)面。A、B、C三點(diǎn)的電
的關(guān)系,以下判斷中正確的是 ( )
A.EA<EB, B=C
B.EA>EB, A>B
C.EA>EB, A<B
D.EA=EC, B=C
2.圖2所示的電路中,輸入電壓U恒為12V,燈泡L上標(biāo)有“6V 12W”字樣,電動(dòng)機(jī)線
A.電動(dòng)機(jī)的輸入功率為12W
B.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為12W
C.電動(dòng)機(jī)的熱功率為2.0W
D.整個(gè)電路消耗的電功率為22W
3.如圖3所示,理想變壓器的初級(jí)線圈接交流電源,次級(jí)線圈接阻值為R的負(fù)載電阻。
若與初級(jí)線圈連接的電壓表V1的示數(shù)U1,與次級(jí)線圈連接的電壓表V2的示數(shù)為U2,
且U2<U1,則以下判斷中正確的是 ( )
B.該變壓器輸入功率與輸出功率之比為U2:U1
C.通過負(fù)載電阻R的電流
D.通過初級(jí)線圈的電流
電流的方向如圖4所示,在與導(dǎo)線垂直的平面上有
a、b、c、d四點(diǎn),其中a、b在導(dǎo)線橫截面連線的延
長(zhǎng)線上,c、d在導(dǎo)線橫截面連線的垂直平分線上。
則導(dǎo)體中的電流在這四點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度
可能為零的是( )
A.a(chǎn)點(diǎn) B.b點(diǎn) C.c點(diǎn) D.d點(diǎn)
半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器,這種半導(dǎo)體熱敏
材料的電阻率隨溫度的升高而增大。值班室的顯
示器為是路中的電流表,電源兩極之間接一報(bào)警
器。當(dāng)傳感器R3所在處出現(xiàn)火情時(shí),顯示器的電
流I、報(bào)警器兩端的電太U的變化情況是 ( )
A.I變大,U變小 B.I變小,U變大
C.I變小,U變小 D.I變大,U變大
6.如圖6所示,在沿水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有a、b兩點(diǎn),已知a、b兩點(diǎn)在同一豎直平面但
在
過程中,以下判斷中正確的是 ( )
A.該帶電小球的動(dòng)能可能不變
B.該帶電小球運(yùn)動(dòng)的軌跡一定是直線
C.該帶電小球做的一定是勻變速運(yùn)動(dòng)
D.該帶電小球在a點(diǎn)的速度可能為零
7.如圖7所示,一正方形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的對(duì)稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)
動(dòng),沿著OO′觀察,線圈沿逆時(shí)針方向針轉(zhuǎn)動(dòng)。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,線圈
A.線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda
B.線圈中的感應(yīng)電流為
C.穿過線圈的磁通量為0
D.穿過線圈磁通量的變化率為0
8.如圖8所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻r不能忽略。R1和R2是兩個(gè)定值電阻,L
是一個(gè)自感系數(shù)較大的線圈。開關(guān)S原來是斷開的。從閉合開關(guān)S到電路中電流達(dá)到穩(wěn)
定為止的時(shí)間內(nèi),通過R1的電流I1和通過R2的電流I2的變化情況是 ( )
B.I1開始很小而后逐漸變大
C.I2開始很小而后逐漸變大
D.I2開始較大而后逐漸變小
9.如圖9所示,在絕緣的水平面上方存在著勻
強(qiáng)電場(chǎng),水平面上的帶電金屬塊在水平拉力F
過程中,外力F做功32J,金屬塊克服電場(chǎng)力
做功8.0J,金屬塊克服摩擦力做功16J,則在
此過程中金屬塊的 ( )
A.動(dòng)能增加8.0J B.電勢(shì)能增加24J
10.如圖10(甲)所示,在閉合鐵芯上繞著兩個(gè)線
圈M和P,線圈P與電流表構(gòu)成閉合回路。若
在t1至t2這段時(shí)間內(nèi),觀察到通過電流表的電流
方向自上向下(即為由c經(jīng)電流表至d),則可以
判斷出線圈M兩端的電勢(shì)差uab隨時(shí)間t的變化
二、本題共3小題,共14分。按照要求作圖或?qū)⒄_答案填在題中的橫線上。
11.某同學(xué)在進(jìn)行電阻測(cè)量時(shí),需要將一塊滿偏電流為50μA、阻值為800Ω的小量程電流表G改裝成量程為3V的電壓表,則需要選擇一個(gè)阻值為 Ω的電阻與這一電流表 (選填“串”、“并”)聯(lián)。
12.在用電壓表和電流表測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中,采用如圖11所示的電路。閉合開關(guān)后,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)觸頭處于某一位置時(shí),電流表和電壓表的讀數(shù)分別為I1和U1;改變滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭位置后,電流表和電壓表的讀數(shù)分別為I2和U2。
則由測(cè)量得到的數(shù)據(jù)計(jì)算電源的電動(dòng)勢(shì)E的
表達(dá)式為E= ,計(jì)算電源內(nèi)阻r的
表達(dá)式為r= 。
(2)若考慮到電流表和電壓表自身電阻對(duì)測(cè)量結(jié)
果的影響,所得到的電源電動(dòng)勢(shì)E的測(cè)量值與
真實(shí)值相比較,是偏大還是偏小?
答: 。
13.有一個(gè)純電阻用電器,其電阻約為20Ω,試設(shè)計(jì)一個(gè)能較精確地測(cè)量該用電器電阻的電路,要求使該用電器兩端的電壓變化范圍盡可能地大?蛇x用的器材有:
電源:電動(dòng)勢(shì)為8V,內(nèi)電阻為1.0Ω
電流表:量程0.6A,內(nèi)阻RA為0.50Ω;
電壓表:量程10V,內(nèi)阻RV為10kΩ;
滑動(dòng)變阻器:最大電阻值為5.0Ω;
開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干。
(1)在右邊的方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。
(2)用該電路可以使用電器兩端的電壓變化范圍約為 V。
(3)若實(shí)驗(yàn)中在用電器正常工作的狀態(tài)下電流表的示數(shù)為I,電壓表的示數(shù)U,考慮到電表內(nèi)阻引起的系統(tǒng)誤差,則用測(cè)量量及電表內(nèi)阻計(jì)算用電器電阻值的表達(dá)式
為 。
只寫出最后答案的不能得分,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。
三、本題包括7小題,共56分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。
14.(7分)如圖12所示,在虛線MN的上方存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直紙面向內(nèi),質(zhì)子和α粒子以相同的速度v0由MN上的O點(diǎn)以垂直MN且垂直于磁場(chǎng)的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,再分別從MN上A、B兩點(diǎn)離開磁場(chǎng)。已知質(zhì)子的質(zhì)量為m,電荷為e,α粒子的質(zhì)量為4m,電荷為2e。忽略帶電粒子的重力及質(zhì)子和α粒子間的相互作用。求:
(2)α粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
15.(7分)兩根平行光滑金屬導(dǎo)軌MN和PQ水平放置,其間距為0.60m,磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直軌道平面向下,兩導(dǎo)軌之間連接的電阻R=5.0Ω,在導(dǎo)軌上有一電阻為1.0Ω的金屬棒ab,金屬棒與導(dǎo)軌垂直,如圖13所示。在ab棒上施加水平拉力F使其以10m/s的水平速度向右勻速運(yùn)動(dòng)。設(shè)金屬導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)。求:
(2)拉力F的大小。
(3)電阻R上消耗的電功率。
16.(8分)如圖14所示,在傾角θ=37°的絕緣面所在空間存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)E=4.0×103N/C,在斜面底端有一與斜面垂直的絕緣彈性擋板。質(zhì)量m=0.20kg 的帶電滑塊從斜面頂端由靜止開始滑下,滑到斜面底端與擋板相碰后以碰前的速率返回。已知斜面的高度h=0.24m,滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.30,滑塊帶電荷q=-5.0×10-4C。取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.60, cos37°=0.80.求:
(1)滑塊從斜面最高點(diǎn)滑到斜面底端時(shí)的速度大小。
(2)滑塊被擋板彈回能夠沿斜面上升的最大高度。
17.(8分)如圖15(甲)所示,一固定的矩形導(dǎo)體線圈水平放置,線圈的兩端接一只小燈泡,在線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場(chǎng)。已知線圈的匝數(shù)n=100匝,電阻r=1.0Ω,所圍成矩形的面積S=0.040m2,小燈泡的電阻R=9.0Ω,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨按如圖15(乙)怕示的規(guī)律變化,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為
(1)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值。
(2)小燈泡消耗的電功率。
(3)在磁感強(qiáng)度變化的0~的時(shí)間內(nèi),
18.(8分)在水平面上平行放置著兩根長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌MN和PQ,導(dǎo)軌間距為d,導(dǎo)軌和電路的連接如圖16所示。在導(dǎo)軌的MP端放置著一根金屬棒,與導(dǎo)舅垂直且接觸良好?臻g中存在豎直向上方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。將開關(guān)S1閉合,S2斷開,電壓表和電流表的示數(shù)分別為U1和I1,金屬棒仍處于靜止?fàn)顟B(tài);再將開關(guān)S2閉合,電壓表和電流表的示數(shù)分別為U2和I2,金屬棒在導(dǎo)軌上由靜止開始運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直。設(shè)金屬棒的質(zhì)量為m,金屬棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。忽略導(dǎo)軌的電阻以及金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),重力加速度為g。求:
(1)金屬棒到達(dá)NQ端時(shí)的速度大小。
(2)金屬棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的過程中,電流在金屬棒中產(chǎn)生的熱量。
19.(9分)如圖17(甲)所示,長(zhǎng)為l、相距為d的兩塊正對(duì)的平行金屬板AB和CD與一電源相連(圖中未畫出電源),B、D為兩板的右端點(diǎn)。兩板間電壓的變化如圖17(乙)所示。在金屬板B、D端的右側(cè)有一與金屬板垂直的熒光屏MN,熒光屏距B、D端的距離為l。質(zhì)量為m、電荷量為 e的電子以相同的初速度v0從極板左邊中央沿平行極板的直線OO′連續(xù)不斷地射入。已知所有的電子均能夠從金屬板間射出,且每個(gè)電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與電壓變化的周期相等。忽略極板邊緣處電場(chǎng)的影響,不計(jì)電子的重力以及電子之間的相互作用。求:
(1)t=0和t=T/2時(shí)刻進(jìn)入兩板間的電子到達(dá)金屬板B、D端界面時(shí)偏離OO′的距離之比。
(3)電子在熒光屏上分布的最大范圍。
(1)P、Q兩點(diǎn)間距離。
(2)粒子B的質(zhì)量。
一、本題共10小題,每小題3分,共30分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的,有的小題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的。全部選對(duì)的得3分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分。把你認(rèn)為正確答案的代表字母填寫在題后的括號(hào)內(nèi)。
1.B 2.AC 3.CD 4.AB 5.D 6.CD 7.BC 8.AC 9.A 10.CD
二、本題共3小題,共14分。按照要求作圖或把答案填在題中的橫線上。
12.(1);(2分) ;(2分)(2)偏小。(1分)
13.(1)如答圖1;(2分) (2)0~6.4;(2分)
(3)。(2分)
三、本大題包括7小題,共56分。解答應(yīng)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(jì)算的題的答案必須明確寫出數(shù)值和單位。
14.(7分)
解:(1)質(zhì)子進(jìn)入磁場(chǎng)做半徑為R1的勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛侖滋力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律,…………………………(2分)
質(zhì)子離開磁場(chǎng)時(shí)到達(dá)A點(diǎn),O、A間的距離.………………(1分)
同理,α粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為,α粒子離開磁場(chǎng)時(shí)到達(dá)B點(diǎn),
O、B間的距離,則A、B兩點(diǎn)間的距離.…(2分)
(2)α粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期為,
則α粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為…………………………(2分)
15.(7分)解:(1)根據(jù)電磁感應(yīng)定律,金屬棒ab上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
……………………………………(1分)
根據(jù)閉合電路歐姆定律,通過R的電流……………………(1分)
金屬棒兩端的電壓U=E-Ir=2.5V.………………………………………………(1分)
(2)由于ab桿做勻速運(yùn)動(dòng),拉力和磁場(chǎng)對(duì)電流的安培力大小相等,即
…………………………………………………………(2分)
(3)根據(jù)焦耳定律,電阻R上消耗的電功率P=I2R=1.25W.…………………(2分)
16.(8分)解:(1)滑塊沿斜面滑下的過程中,受到的滑動(dòng)摩擦力,
設(shè)到達(dá)斜面底端時(shí)的速度為,根據(jù)動(dòng)能定理
,…………………………(2分)
解得………………………………………………(1分)
(2)滑塊第一次與擋板碰撞后沿斜面返回上升的高度最大,設(shè)此高度為,根據(jù)動(dòng)能定理, ,…………………………(2分)
代入數(shù)據(jù)解得……………………………………(1分)
(3)滑塊最終將靜止在斜面底端,因此重力勢(shì)能和電勢(shì)能和減少等于克服摩擦力做的功,
即等于產(chǎn)生的熱能,……………………(2分)
17.(8分)解:(1)因?yàn)榫圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流變化的周期與磁場(chǎng)變化的周期相同,所以由圖象可知,線圈中產(chǎn)生交變電流的周期為T=3.14×10-2s.
所以線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為……………………(2分)
(2)根據(jù)歐姆定律,電路中電流的最大值為
通過小燈泡電流的有效值為,…………………………(1分)
小燈泡消耗的電功率為P=I2R=2.88W………………………………………………(2分)
(3)在磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的1~1/4周期內(nèi),線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值
通過燈泡的平均電流……………………………………(1分)
通過燈泡的電荷量………………………………(2分)
18.(8分)解:(1)當(dāng)通過金屬棒的電流為I2時(shí),金屬棒在導(dǎo)軌上做勻加速運(yùn)動(dòng),設(shè)加速度為a,根據(jù)牛頓第二定律,………………………………(1分)
設(shè)金屬棒到達(dá)NQ端時(shí)的速率為,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,,……………(1分)
由以上兩式解得:……………………………………(2分)
(2)當(dāng)金屬棒靜止不動(dòng)時(shí),金屬棒的電阻,設(shè)金屬棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,
電流在金屬棒中產(chǎn)生的熱量為Q,根據(jù)焦耳定律,Q=I,…………………(2分)
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,,將(1)的結(jié)果代入,爭(zhēng)得
………(2分)
19.(9分)解:(1)t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的電子先沿OO′方向做勻速運(yùn)動(dòng),即有,
而后在電場(chǎng)力作用下做類平拋運(yùn)動(dòng),在垂直于OO′方向做勻加速運(yùn)動(dòng),設(shè)到達(dá)B、D
端界面時(shí)偏離OO′的距離為y1,則.………………(2分)
t=T/2時(shí)刻進(jìn)入兩板間的電子先在T/2時(shí)間內(nèi)做拋物線運(yùn)動(dòng)到達(dá)金屬板的中央,而后做勻速直線運(yùn)動(dòng)到達(dá)金屬板B、D端界面。設(shè)電子到達(dá)金屬板的中央時(shí)偏離OO′的距離為y2,將此時(shí)電子的速度分解為沿OO′方向的分量與沿電場(chǎng)方向的分量,并設(shè)此時(shí)刻電子的速度方向與OO′的夾角為θ,電子沿直線到達(dá)金屬板B、D端界面時(shí)偏離OO′的距離為,則有;
解得……………………………………………………(1分)
因此,!1分)
(2)在t=(2n+1) T/2(n=0, 1,2……)時(shí)刻進(jìn)入兩板間的電子在離開金屬板時(shí)偏離OO′的距離最大,因此為使所有進(jìn)入金屬板間的電子都能夠飛出金屬板,應(yīng)滿足的條件為,解得板間電太的最大值!2分)
(3)設(shè))時(shí)刻進(jìn)入兩板間的電子到達(dá)熒光屏上的位置與O′點(diǎn)的距離為Y1;t=(2n+1)T/2(n=0,1,2……)時(shí)刻進(jìn)入兩板間的電子到達(dá)熒光屏上的位置與O′點(diǎn)的距離為,電子到達(dá)熒光屏上分布在范圍內(nèi). 當(dāng)滿足的條件時(shí),△Y為最大。根據(jù)題中金屬板和熒光屏之間的幾何關(guān)系,得到
……………………………………………………(1分)
因此電子在熒光屏上分布的最大范疇為………(2分)
20.(9分)
解:(1)粒子A在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛侖滋力提供向心力,設(shè)粒子A的速度為v0,在MN上方運(yùn)動(dòng)半徑為R1,運(yùn)動(dòng)周期為T1,根據(jù)牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)公式,
解得 ………………………………(2分)
同理,粒子A在MN下方運(yùn)動(dòng)半徑R2和周期T2分別為:
。
粒子A由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到MN邊界時(shí)與MN的夾角為60°,如答圖2所示,則有
R1-h(huán)=R1cos60° 得到:R1=2h,R2=4h。
PQ間的距離為d=2R2sin60°-2R1sin60°=2h!3分)
(2)粒子A從P點(diǎn)到Q點(diǎn)所用時(shí)間為
,………………………………(1分)
設(shè)粒子B的質(zhì)量為M,從P點(diǎn)到Q點(diǎn)速度為v
,……………………………………………………(1分)
由
根據(jù)動(dòng)量守恒定律…………(2分)
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