北京市朝阳区2013—2014学年高三上物理期末考试试卷及答案

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北京市朝阳区2013—2014学年高三上物理期末考试试卷及答案
一、本题共13小题，每小题3分，共39分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。把答案用2B铅笔填涂在答题卡上。
1．下列物理量属于矢量的是来源进步网www.szjjedu.com
    A．磁感应强度   B．电势差  C．电动势   D． 电流
2．把长0.10m的直导线放入匀强磁场中，保持导线和磁场方向垂直。已知磁场的磁感应强度B的大小为5.0×10-3T，当导线中通过的电流为3.0A时，该直导线受到安培力的大小是来源进步网www.szjjedu.com
A．3.0×10-3N   B．2.5×10-3N   C．2.0×10-3N   D．1.5×10-3N
3．关于简谐横波的图像，下列说法中正确的是
    A．坐标原点一定是波源的位置来源进步网www.szjjedu.com
    B．横坐标x表示各个质点距波源的距离
    C．图像中的波形曲线表示质点的运动轨迹
    D．纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移
4．如图所示，一轻弹簧上端固定在天花板上，下端挂一个重为300N的钩码，静止时弹簧伸长了3cm。现将钩码竖直向下拉2cm，然后无初速度释放，使钩码沿竖直方向振动，则钩码所受的最大回复力F及其振动的振幅A分别为来源进步网www.szjjedu.com
    A．F=200N，A=2cm   B．F=200N，A=3cm
    C．F=300N，A=3cm   D．F=500N，A=5cm
5．一列简谐横波沿x轴传播，图甲是x=0处质点的振动图像，图乙是该波t=0.15s时的波形图。则
    A．该波的周期是2s     B．该波的波长是0.2m
    C．该波沿x轴负方向传播    D．该波的波速是10m/s来源进步网www.szjjedu.com
6．如图所示为等量异号点电荷周围电场线的分布图，图中M点是两点电荷连线的中点，N点和M点到正电荷的距离相等。若M、N两点电场强度的大小分别为EM和EN，电势分别为φM和φN，则来源进步网www.szjjedu.com
    A．EM >EN，φM >φN   B．EM >EN，φM <φN
    C．EM =EN，φM >φN   D．EM =EN，φM <φN
7．如图所示，一金属圆环水平固定放置，现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线无初速度释放，在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环
A．始终相互吸引来源进步网www.szjjedu.com
B．始终相互排斥
C．先相互吸引，后相互排斥
D．先相互排斥，后相互吸引
8．图中a、b、c为三根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于等边三角形的三个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。则在三角形中心O点处的磁感应强度
A．方向向左   B．方向向右来源进步网www.szjjedu.com
C．方向向下   D．大小为零
9．如图所示，虚线框MNPQ内为一矩形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。a、b、c是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从PQ边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹。若不计粒子所受重力，则
    A．粒子a带负电，粒子b、c带正电
    B．射入磁场时，粒子b的动能最大来源进步网www.szjjedu.com
    C．粒子b的运动轨迹是抛物线
    D．射入磁场时c的动量最大
10．如图所示的电路中，a、b是两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，E为电源，S为开关。下列说法正确的是
    A．闭合开关，a先亮，b后亮；断开开关，a、b同时熄灭
    B．闭合开关，b先亮，a后亮；断开开关，a先熄灭，b后熄灭
    C．闭合开关，b先亮，a后亮；断开开关，a、b同时熄灭
    D．闭合开关，a、b同时亮；断开开关，b先熄灭，a后熄灭
11．如图所示，虚线框abcd内为一正方形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面。实线框a′b′c′d′是一个矩形导体线框，a′b′边与ab边平行，且a′b′=2b′c′。若将导线框沿垂直于ab的方向匀速地拉离磁场区域，外力做的功为W1；若将导线框沿垂直于ad的方向以相同的速率匀速地拉离磁场区域，外力做的功为W2。则
    A．W1=W2  B．W1=2W2  C．2W1=W2  D．4W1=W2
12．如图所示，电压表由灵敏电流计○G与电阻R串联而成。某同学在使用中发现一块电压表的读数总比真实值偏小一些，若要调准，可采用的措施是
    A．在电阻R上并联一个比其小得多的电阻来源进步网www.szjjedu.com
    B．在电阻R上并联一个比其大得多的电阻
    C．在电阻R上串联一个比其小得多的电阻
    D．在电阻R上串联一个比其大得多的电阻
13．静电场方向平行于x轴，其电势φ随x的分布可简化为如图所示的折线。一带负电的粒子在电场中以x=0为中心、沿x轴方向在区间［-A，A］内做周期性运动，A<d。x0是x轴上的一点，x0<A。若图中φ0、d和A为已知量，且已知该粒子的比荷为 。利用这些数据，不能计算的出物理量是
    A．x=x0处的电场强度来源进步网www.szjjedu.com
B．粒子经过x=x0时加速度的大小
    C．粒子经过x=x0时的动能与电势能之和
D．粒子经过x=x0时速度的大小来源进步网www.szjjedu.com
二、本题共3小题，共21分。把答案填在答题卡相应的位置。
14．（6分）来源进步网www.szjjedu.com
某同学用刻度尺测金属丝的长度l，用螺旋测微器测金属丝的直径d，其示数分别如图甲和图乙所示，则金属丝长度l=________cm，金属丝直径d=________mm。他还用多用电表按正确的操作程序测出了它的阻值，测量时选用“×1”欧姆挡，示数如图丙所示，则金属丝的电阻R=_________Ω。

图甲
               图乙                                                           图丙
15．（7分）用如图甲所示的电路，测定待测电阻Rx的阻值（阻值约为3Ω）。除电源（电动势为1.5V）、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
       a．电流表（量程0.6A）来源进步网www.szjjedu.com
       b．电流表（量程3A）
       c．电压表（量程3V）
       d．电压表（量程15V）
       e．滑动变阻器（最大阻值10Ω）
       f．滑动变阻器（最大阻值100Ω）
   （1）实验中，应选择的器材有_______________（填入所选器材前面的字母）；
   （2）根据图甲，用笔画线代替导线将图乙的实验器材连接成实验电路；
   （3）引起实验系统误差的主要原因是_____________________。来源进步网www.szjjedu.com
16．（8分）
根据闭合电路欧姆定律，用图甲所示的电路可以测定电池的电动势和内电阻。R为一变阻箱，改变R的阻值，可读出电压表○V相应的示数U。对测得的实验数据进行处理，就可以实现测量目的。根据实验数据在 坐标系中描出坐标点，如图乙所示。已知R0=100Ω，请完成以下数据分析和处理。来源进步网www.szjjedu.com
   （1）图乙中电阻为________Ω的数据点应剔除；
   （2）在坐标纸上画出 关系图线；来源进步网www.szjjedu.com
   （3）图线的斜率是_________（V-1Ω-1），由此可得电池电动势E=_________V。（结果保留两位有效数字）来源进步网www.szjjedu.com
三、本题共5小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。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。把答案填在答题卡相应的位置。
17．（6分）来源进步网www.szjjedu.com
    如图所示，两根光滑的金属导轨MN、M′N′平行固定于同一水平面内，导轨间距为l=0.50m，电阻不计。M、M′间接有阻值R=1.6Ω的电阻。金属棒ab垂直于导轨放置。导轨处于磁感应强度B=0.20T、方向竖直向下的匀强磁场中。金属棒ab在外力作用下向右匀速运动，速度v=10m/s，运动过程中金属棒ab与导轨保持良好接触。已知金属棒ab接入电路部分的阻值r=0.40Ω。求：来源进步网www.szjjedu.com
   （1）金属棒ab中电流I的大小和方向；
   （2）1min内电阻R上产生的热量Q。
18．（6分）
    如图所示，质量为m、电荷量为+q的滑块，静止在绝缘水平面上。某时刻，在MN的左侧加一个场强为E的匀强电场，滑块在电场力的作用下开始向右运动。已知滑块与MN之间的距离为d，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。求：
   （1）滑块在电场中运动时加速度a的大小；来源进步网www.szjjedu.com
   （2）滑块停止时与MN间的距离x。
19．（8分）
    如图甲所示，一个电阻值为R的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。线圈的半径为r。在线圈中存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，图中B0和t0已知。导线电阻不计。求：0至t0时间内，来源进步网www.szjjedu.com
   （1）通过电阻R1电流I的大小和方向；
   （2）通过电阻R1的电荷量q；
   （3）电阻R1上产生的热量Q。来源进步网www.szjjedu.com
20．（10分）如图所示，LMN是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道，MN水平且足够长，LM下端与MN相切。在虚线OP的左侧，有一竖直向下的匀强电场E1，在虚线OP的右侧，有一水平向右的匀强电场E2和垂直纸面向里的匀强磁场B。C、D是质量均为m的小物块（可视为质点），其中C所带的电荷量为+q，D不带电。现将物块D静止放置在水平轨道的MO段，将物块C从LM上某一位置由静止释放，物块C沿轨道下滑进入水平轨道，速度为v，然后与D相碰，粘合在一起继续向右运动。求：来源进步网www.szjjedu.com
   （1）物块C从LM上释放时距水平轨道的高度h；
   （2）物块C与D碰后瞬间的共同速度v共；来源进步网www.szjjedu.com
   （3）物块C与D离开水平轨道时与OP的距离x。
21．（10分）
    如图甲所示，B为电源，电动势E=75V，内阻不计。R1为固定电阻，R2为光敏电阻。C为平行板电容器，虚线OO′到两极板距离相等，极板长l=6.0×10-2m，两极板的间距d=1.0×10-2m。P为一圆盘，由形状相同、透光率不同的两个半圆形透光片a和b构成，它绕AA′轴按图中箭头方向匀速转动。当细光束通过不同的透光片照射光敏电阻R2时，R2的阻值不同。有一细电子束沿OO′以速度v0=2.0×107m/s连续不断地射入平行板电容器C，电子发生偏转。平行板电容器右端有一接收屏S，电子打到屏上的位置与OO′的距离记为y。当光束刚开始通过透光片a照射R2时取t=0，随着圆盘转动，y随时间t变化的关系如图乙所示。忽略细光束的宽度，忽略电容器的充、放电时间以及电子所受的重力。假设照在R2上的光强发生改变时R2阻值立即有相应的改变。来源进步网www.szjjedu.com
     
                       图甲                                             图乙
   （1）求圆盘P匀速转动的角速度ω；
（2）已知电子的电荷量e=1.6×10-19C，电子的质量m=9×10-31kg。当细光束通过透光片a照射光敏电阻R2时，R2的阻值为1000Ω，当细光束通过透光片b照射光敏电阻R2时，R2的阻值小于1000Ω。
Ⅰ．定值电阻R1的阻值；来源进步网www.szjjedu.com
Ⅱ．光束通过透光片b照射R2时，R2的阻值应满足什么条件？
参考答案
一、本题共13小题，每小题3分，共39分。来源进步网www.szjjedu.com
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
答案 A D D A C B D B B C B B C
二、本题共3小题，共21分。来源进步网www.szjjedu.com
14．39.60              （2分）
    0.278              （2分）
    9               （2分）
15．（1）a、c、e             （2分）
   （2）答案见下图            （3分）

   （3）由于电压表分流，电流表示数大于通过Rx电流的真实值  （2分）来源进步网www.szjjedu.com
16．（1）100              （2分）
   （2）答案见下图            （2分）
来源进步网www.szjjedu.com
   （3）4.8×10-3至5.2×10-3          （2分）
        1.9~2.1             （2分）
三、本题共5小题，共41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。来源进步网www.szjjedu.com
17．（6分）来源进步网www.szjjedu.com
解：（1）设金属棒ab切割磁感线产生的感应电动势为E，根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律：来源进步网www.szjjedu.com
解得           （2分）
根据右手定则：电流方向       （2分）
（2）设1min电阻R上产生的热量为Q，根据焦耳定律：
=24J        （2分）
18．（6分）
解：（1）根据牛顿第二定律来源进步网www.szjjedu.com       
  又因为 
所以          （3分）
（2）小物块在整个运动过程中，根据动能定理
所以          （3分）
19．（8分）
解：（1）根据法拉第电磁感应定律有来源进步网www.szjjedu.com来源进步网www.szjjedu.com
所以         （2分）
根据楞次定律：通过R1的电流方向为     （2分）
（2）设通过R1的电量为q，则有
                 （2分）
（3）根据焦耳定律
    （2分）
20．（10分）
解：（1）对物块C，根据动能定理有来源进步网www.szjjedu.com
    
  可得          （3分）
   （2）对物块C、D，碰撞前后动量守恒，则有
    
  可得            （3分）
   （3）C与D刚要离开水平轨道时对轨道的压力为零，设此时它们的速度为v′，则有
            ①
  根据动能定理来源进步网www.szjjedu.com
         ②
  联立①②可得
            （4分）
21．（10分）
解：（1）由题意可知，圆盘转动的周期T=4s，则其角速度
     rad/s        （2分）
   （2）A．电容器的电压
        ①
   设电子在电容器中运动的时间为t，则在沿极板方向有
          ②
   在垂直于极板方向来源进步网www.szjjedu.com
         ③
            联立①②③，代入 m及其他数据可得
     Ω         （4分）
         B．设R2的阻值为R0时，电子刚好射不出电容器，此时 m，电容器两极板间的电压为U0。
  同上有：   ④
         ⑤
       ⑥
  联立④⑤⑥，代入数据可得
     Ω来源进步网www.szjjedu.com
  所以R2的阻值应满足的条件是R2≤100Ω  （4分）