15年1月海淀区期末反馈试卷及答案

海淀区高三年级第一学期期末练习反馈题
物 理 2015.1
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，有选错或不答的得0分。

把你认为正确的答案填涂在答题纸上。

1．在真空中有两个固定的点电荷，它们之间的静电力大小为F 。

下列做法可能实现使这两个点电荷间的静电力大小变为4F 的是
A ．保持它们之间的距离不变，而使它们的电荷量都变为原来的2倍
B ．保持它们的电荷量不变，而使它们之间的距离变为原来的2倍
C ．使它们之间的距离变为原来的2倍，同时使它们的电荷量都变为原来的2倍
D ．使它们之间的距离变为原来的12 倍，同时使它们的电荷量都变为原来的12
倍 2．关于电场强度和磁感应强度，下列说法中正确的是
A ．电场强度的定义式E =F q
仅适用于点电荷形成的静电场 B ．电场中某点电场强度的方向与在该点的检验电荷所受电场力的方向相同
C ．磁场中某点的磁感应强度B 与放入磁场中磁体或通电导线在磁场中受力情况的有关
D ．磁感应强度的方向与放入磁场中可自由旋转的小磁针静止时N 极所指的方向相同
3．在如图1所示电路中，电压表、电流表均为理想电表，忽略电源的内阻。

开关S 闭合后，在滑动变阻器R 1的滑片P 向右端滑动的过程中 A ．电压表的示数减小 B ．电压表的示数增大
C ．电流表的示数减小
D ．电流表的示数增大 4．如图2所示为研究影响平行板电容器电容大小因素的实验装置。

实验中极板所带电荷量可视为不变，则下列关于实验的分析正
确的是
A ．只将左极板从图示位置稍向左平移，静电计指针张角变大
B ．只在两极板间插入云母板，静电计指针张角变大
C ．只将左板从图示位置稍向上平移，静电计指针张角减小
D ．只将左板从图示位置沿垂直纸面向外的方向稍微平移，静电计指针张角变大
5．如图3所示，a 、b 、c 是一条电场线上的三点，一个带负电的粒子仅在电场力的作用下沿这条电场线由a 运动到c 的过程中，其电势能增加。

已知a 、b 间距离等于b 、c 间距离，用φa 、φb 、φc 分别表示a 、b 、c 三点的电势，用E a 、E b 、E c 分别表示a 、b 、c 三点的场强大小，用E k a 、E k b 、E k c 分别表示该粒子在a 、b 、c 三点所具有的动能。

根据上述条件所做出的下列判断中一定正确的是 A ．E a = E b = E c B ．E k a ＞E k b ＞E k c C ．φa –φb =φb –φc D ．φa ＞φb ＞φc
图1
图3 a
b c 图2
图6
0 6．如图4甲所示，一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场
中，且线圈平面与磁场垂直。

设垂直纸面向里为磁感应强度B的正
方向，图4甲中线圈上箭头的方向为感应电流i的正方向。

已知线
圈中感应电流i随时间而变化的图象如图4乙所示。

则在图5中给
出的磁感应强度B随时间而变化的图象可能的是
7．某小型水电站的电能输送示意图如图
6所示，发电机通过升压变压器T1和降压变压
器T2向用户供电。

已知输电线的总电阻为R，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1，降压变压器副线圈两端交变电压u＝
t V，降压变压器的副线圈与阻值R0=11Ω
的电阻组成闭合回路。

若将变压器视为理想变压器，
则下列说法中正确的是
A．通过R0电流的有效值是20A
B．降压变压器T2原、副线圈的电压比为4：1
C．升压变压器T1的输出电压等于降压变压器
T2的输入电压
D．升压变压器T1的输出功率大于降压变压器
T2的输入功率
8．如图7所示，A l和A2是两个规格完全相同的灯泡。

L是自感系数
很大的线圈，其自身的直流电阻与小灯泡正常工作时电阻相同。

对于这
个电路，下列说法中可能正确的是
A．闭合开关S时，A2先亮，A l后亮
B．闭合开关S时，A l 和A2同时亮
C．闭合开关S，待电路稳定后，重新断开开关S，A2立刻熄灭，A1
过一会儿熄灭
D．闭合开关S，待电路稳定后，重新断开开关S，A l和A2都立刻熄灭
9．如图8所示，在光滑绝缘水平面上，两个带等量正电的点电荷
分别固定在A、B两点，O为AB连线的中点，MN为AB的垂直平分
线。

在MN之间的C点由静止释放一个带负电的小球（设不改变原来
的电场分布，可视为质点），在以后的一段时间内，小球在MN连线上
做往复运动。

若
A．小球带电荷量缓慢减小，则它往复运动过程中振幅不断减小
B．小球带电荷量缓慢减小，则它往复运动过程中每次经过O点
时的速率不断减小
C．两点电荷带电量同时等量地缓慢增大，则小球往复运动过程中周期不断减小
D．两点电荷带电量同时等量地缓慢增大，则小球往复运动过程中振幅不断减小
图7
图8
图5
甲乙
图4
10．回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展。

回旋加速器的原理如图9所示，D 1和D 2是两个正对的中空半圆金属盒，它们的半径均为R ，且分别接在电压一定的交流电源两端，可在两金属盒之间的狭缝处形成变化的加速电场，两金属盒处于与盒面垂直、磁感应强度为B 的匀强
磁场中。

A 点处的粒子源能不断产生带电粒子，它们在两盒之间被电场加速后在金属盒内的磁场中做匀速圆周运动。

调节交流电源的频率，使得每当带电粒子运动到两金属盒之间的狭缝边缘时恰好改
变加速电场的方向，从而保证带电粒子能在两金属盒之间狭缝处总
被加速，且最终能沿位于D 2盒边缘的C 口射出。

若带电粒子在A 点的初速度、所受重力、通过狭缝的时间及C 口的口径大小均可忽略不计，且不考虑相对论效应，则带电粒子在回旋加速器中运动时
A ．随轨道半径增大，盒中相邻轨道半径之差减小
B ．磁感应强度B 一定，加速电压越大，带电粒子获得的最大动能越大
C ．加速电压一定，改变磁感应强度B 的大小，不影响带电粒子获得的最大动能的大小
D ．加速带电粒子的总时间与加速电压大小有关
14.（09年江苏）1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。

回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D 形金属盒半径为R ，两盒
间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。

磁感应
强度为B 的匀强磁场与盒面垂直。

A 处粒子源产生的粒子，
质量为m 、电荷量为+q ，在加速器中被加速，加速电压为U 。

加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。

（1）求粒子第2次和第1次经过两D 形盒间狭缝后轨
道半径之比；
（2）求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t ；
（3）实际使用中，磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制。

若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为B m 、f m ，试讨论粒子能获得的最大动能E ㎞。

二、本题共2小题，共15分。

11．（6分）多用电表是实验室和生产实际中常用的测量仪器。

使用多用电表测某段导体的电阻。

（1）如果用有×1、×10、×100三个倍率的多用电表欧姆挡粗略测量该小灯泡（3.8V , 0.3A ）的电阻，电阻挡用×10挡测量时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很大，为了较准确地进行测量，应换到_____挡。

如果换挡后立即用表笔连接待测小灯泡进行读数，那么缺少的步骤 。

（2）在操作以及读数正确的情况下，所测得的电阻值应 。

（选填选项前面的字母）
A ．比13Ω小多了
B ．近似等于13Ω
C ．大于13Ω
D ．已知条件不足，不能作出判断
v 图
9 狭缝 N S D 2 D 1
接
交 源 C A
C
图10
12．（9分）在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，实验室提供了小灯泡（3.8V , 0.3A）、电流表（0～0.5A，内阻约为
0.4Ω）、电压表（0～15V，内阻约为20 kΩ）以及滑动变阻器（5Ω , 2A）等实验器材。

（1）如果既要满足小灯泡两端电压从零开始连续变化，又要测量误差较小，应从图10
（2）利用实验数据画出了如图11所示的小灯泡的伏安特性曲线。

根据此图给出的信息可知，随着小灯泡两端电压的升高，小灯泡的
电阻。

（选填“变大”、“变小”或“不变”）
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）如图12所示，在沿水平方向的匀强电场
中有一半径R=0.20m的竖直圆轨道，O为圆轨道的中心。

一个质量m=0.10kg、带有正电荷的金属圆环套在竖直圆
轨道上，从A位置无初速释放，之后金属圆环在轨道上A、
M(图中未画出)间做往复运动，它经过B点时其动能达到
最大，OB与竖直方向的夹角θ=37°。

已知sin37°=0.60，
cos37°=0.80，g取10m/s2，求：
（1）小球所受电场力的大小；
（2）小球通过B点时的动能；
（3）小球从A位置运动到轨道最低点C的过程中，其机械能的改变量。

14．（8分）如图13所示，两根足够长的直金属导
轨MN、PQ平行放置在倾角为θ=30︒的绝缘斜面上，两
导轨间距为L=20cm。

一根质量为m=10g的均匀直金属
杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，且接触良好，整
套装置处于匀强磁场中。

已知电源电动势E=12V，内阻
r=1.0Ω，电阻R=11Ω。

g取10m/s2，忽略金属导轨和金
属杆ab的电阻。

求：
（1）通过金属杆ab的电流；
（2）若匀强磁场方向垂直斜面向下，且不计金属杆ab和导轨之间的摩擦，金属杆ab 静止在轨道上，求磁感应强度的大小；
（3）如果金属杆ab与导轨之间有摩擦，且动摩擦因数μ=0.20。

若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，欲使杆ab静止，所加匀强磁场方向垂直斜面向下，则磁感应强度B的大小应满足什么条件。

图11
图13
图12
15．（9分）如图14所示为一交流发电机的原理示意图，其中矩形线圈abcd 的边长ab =cd =50cm ，bc =ad =20cm ，匝数n =100，线圈的总电阻r =0.20Ω，线圈在磁感强度B =0.050T 的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO ˊ匀速
转动，线圈两端通过电刷E 、F 与阻值R =4.8Ω的定值电阻连接，当线圈以角速度ω匀速转动时，发电机的输出功率为2.16×103W ，计
算中π取3。

（1）推导发电机线圈产生感应电动势的最大值的表达式E m =nBS ω（其中S 表示线圈的面积）；
（2）求线圈转动的角速度ω；
（3）线圈以ω角速度转动100圈过程中发电机产生的电能。

16．（10分）1897年汤姆生通过对阴极射线的研究，发现了电子，从而使人们认识到原子是可分的。

汤姆生当年用来测定电子比荷（电荷量e 与质量m 之比）的实验装置如图所示，真空玻璃管内C 、D 为平行板电容器的两极，圆形阴影区域内可由管外电磁铁产生一垂直纸面的匀强磁场，圆形区域的圆心位于C 、D 中心线的中点，直径与C 、D 的长度相等。

已知极板C 、D 的长度为L 1，C 、D 间的距离为d ，极板右端到荧光屏的距离为L 2。

由K 发出的电子，经A 与K 之间的高电压加速后，形成一束很细的电子流，电子流沿C 、D 中心线进入板间区域。

若C 、D 间无电压，则电子将打在荧光屏上的O 点；若在C 、D 间加上电压U ，则电子将打在荧光屏上的P 点，P 点到O 点的距离为h ；若再在圆形区域内加一方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B 的匀强磁场，则电子又打在荧光屏上的O 点。

不计重力影响。

（1）求电子打在荧光屏O 点时速度的大小。

（2）推导出电子比荷的表达式。

（3）利用这个装置，还可以采取什么方法测量电子的比荷？
图14
17.（10分）电视机中显像管（抽成真空玻璃管）的成像原理主要是靠电子枪产生高速电子束，并在变化的磁场作用下发生偏转，打在荧光屏不同位置上发出荧光而形成像。

显像管的原理示意图（俯视图）如图16甲所示，在电子枪右侧的偏转线圈可以产生使电子束沿纸面发生偏转的磁场，偏转的磁场可简化为由通电螺线管产生的与纸面垂直的磁场，该磁场分布的区域为半径为r 的圆形（如图16乙所示）。

荧光屏到磁场区中心O 的距离为L 。

当不加磁场时，电子束将通过O 点垂直打到屏幕的中心M 点。

当磁场的磁感应强度随时间按图16丙所示的规律变化时，在荧光屏上得到一条长为23L 的亮线。

由于电子通过磁场区的时间很短，可以认为在每个电子通过磁场区的过程中磁感应强度不变。

已知电子的电荷量为e ，质量为m ，不计电子之间的相互作用及所受的重力。

求：
（1）电子打到荧光屏上时动能；
（2）磁场磁感应强度的最大值B 0。

18．（10分）如图19所示，PQ 和MN 是固定于水平面内的平行光滑金属轨道，轨道足够长，其电阻可忽略不计。

金属棒ab 、cd 放在轨道上，
始终与轨道垂直，且接触良好。

金属棒ab 、cd 的质量均为m ，长度均为L 。

两金属棒的长度恰好等于轨道的间距，它们与轨道形成闭合回路。

金属棒ab 的电阻为2R ，金属棒cd 的电阻为R 。

整个装置处在竖直向上、磁感应强度为B 的匀强磁场中。

（1）若保持金属棒ab 不动，使金属棒cd 在与其垂直的水平恒力F 作用下，沿轨道以速度v 做匀速运动。

已知电源电动势等于电源提供的电能与通过电源的电荷量的比值，即E =q
E 电。

试从能量的角度推导论证：金属棒cd 的感应电动势E=BLv ； （2）导体内部自由电子的定向运动形成电流，当电流不变时，宏观上可以认为导体内的自由电子的定向运动是匀速率的。

设电子的电荷量为e ，求金属棒cd 中自由电子沿导线长度方向受到的平均阻力f ；
（3）若先保持金属棒ab 不动，使金属棒cd 在与其垂直的水平力F′（大小未知）作用下，由静止开始向右以加速度a 做匀加速直线运动，水平力F′作用t 0时间撤去此力，同时释放金属棒ab 。

求：，
①外力F′经过时间t 0对金属棒cd 施加的冲量大小；
②两金属棒在撤去F′后的运动过程中，通过金属棒cd 的电荷量q 。

丙
B -B
偏转线圈 甲
图19
海淀区高三年级第一学期期末练习参考答案及评分标准
物 理
2015.1
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符合题意的，有的小题有多个选项是符合题意的。

全部选对的得3分，选不全的得
9．解析：若小球通过O 点后电荷量缓慢减小，则所受电场力的合力将变小，小球克服电场力做功，通过更远的距离，因此选项A 错误。

设想小球从C 向ON 运动的过程中，小球的带电荷量缓慢减小，电场力做功将变少，其动能增量将减少，所以通过O 点时的速率将减小，故选项B 正确。

若点电荷A 、
B 的带电量同时等量地缓慢增大，则小球往复运动过程中从
C 到O 的过程中，所受的电场力增大，加速度变大，在位移相同的情况下，运动时间缩短，即往复运动的周期将减小，即选项C 正确。

同上所述，研究小球从O 到N
的过程，由于电场力增大，相同的动能，会导致克服电场力做功过程通过的路程变小，即振幅在减小，所以选项D 正确。

09年江苏14答案：（1）21:r r （2）2
2BR t U π=（3）2222km m E mf R π=
【解析】 (1)设粒子第1次经过狭缝后的半径为r 1,速度为v 1
qu=12mv 12，qv 1B=m 211v r ，解得 1r =同理，粒子第2次经过狭缝后的半径 2r =
则 21:r r （2）设粒子到出口处被加速了n 圈22
122
2nqU mv v qvB m R m T qB
t nT π=
===解得 22BR t U π= （3）加速电场的频率应等于粒子在磁场中做圆周运动的频率，即2qB f m π=
当磁场感应强度为B m 时，加速电场的频率应为2m Bm qB f m
π=
粒子的动能212
K E mv =当Bm f ≤m f 时，粒子的最大动能由B m 决定 2m m m v qv B m R =解得2222m km q B R E m
= 当Bm f ≥m f 时，粒子的最大动能由f m 决定2m m v f R π=
解得 2222km m E mf R π=
二、本题共2小题，共15分。

11．（1）×1；调零（或欧姆调零）（2）A
12．（1）B （2分）（2）变大（3分）
13．（1）0.75N （2）0.10J （3）0.15J
14．（1）1A （2）0.25T （3）0.16T≤B ≤0.33T
15. （1）略（2）300rad/s （3）4500J
16.（1）Bd U v =
（2）)
2(22112L L dL B Uh m e +=
（3）说出任何一种合理方法均可，例如
a ．测量出A 与K 之间的电压U′；再在两极板间加上电压U ，电子将打在荧光屏上的P 点；测出O P 的长度便能计算电子的比荷；
b ．测量出A 与K 之间的电压U′；只在圆形区域内加一方向垂直于纸面的磁感应强度为B 的匀强磁场，电子将打在荧光屏上的P′点；测出OP′的长度便能计算电子的比荷；
c ．在两极板间加上电压U ，在圆形区域内加一方向垂直于纸面的磁感应强度为B 的匀强磁场，使电子打在荧光屏上的O 点；再撤去两极板间加上电压，电子将打在荧光屏上的P′点；测出OP′的长度便能计算电子的比荷；
d ．只在两极板间加上电压U ，电子将打在荧光屏上的P 点；只在圆形区域内加一方向垂直于纸面的磁感应强度为B 的匀强磁场，电子将打在荧光屏上的P′点；测出OP 、OP′的长度便能计算电子的比荷。

17.（1）eU （2）B 0=
er
m eU 36 18.（1）略（2）f =3evB （3）①I =020226mat t R
a L B +②q =BL mat 20。