北京海淀高三物理期末试题

高考网联系电话：8261889962164116有困难，上论坛！bj.eduu.com-1-北京市海淀区2012届高三上学期期末考试试题物理2012.1说明：本试卷共8页，共100分。考试时间90分钟。题号[来源:Z&xx&k.Com][来源:Z§xx§k.Com]一[来源:学科网ZXXK]二[来源:学_科_网][来源:学,科,网]三[来源:学科网ZXXK]总分[来源:学科网][来源:学科网ZXXK][来源:学。科。网Z。X。X。K]131415161718分数一、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。把你认为正确答案的代表字母填写在题后的括号内。1．下列说法中正确的是（）A．在静电场中电场强度为零的位置，电势也一定为零B．放在静电场中某点的检验电荷所带的电荷量q发生变化时，该检验电荷所受电场力F与其电荷量q的比值保持不变C．在空间某位置放入一小段检验电流元，若这一小段检验电流元不受磁场力作用，则该位置的磁感应强度大小一定为零D．磁场中某点磁感应强度的方向，由放在该点的一小段检验电流元所受磁场力方向决定2．一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压u=311sin314tV的交流电源上（其内电阻可忽略不计），均正常工作。用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0A，通过洗衣机电动机的电流是0.50A，则下列说法中正确的是（）A．电饭煲的电阻为44Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为B．电饭煲消耗的电功率为1555W，洗衣机电动机消耗的电功率为C．1min内电饭煲消耗的电能为6.6×104J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103D．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍3．如图1所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁，从离地面高h处，由静止开始下落，最后落在水平地面上。磁铁下落过程中始终保持竖直方向，并从圆环中心穿过圆环，而不与圆环接触。若不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法中正确的是（）A．在磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针（从上向下看圆环）B．磁铁在整个下落过程中，所受线圈对它的作用力先竖直向上后竖直向下C．磁铁在整个下落过程中，它的机械能不变D．磁铁落地时的速率一定等于gh24．如图2甲所示，一个理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2=6：1，副线圈两端接三条支路，每条支路上都接有一只灯泡，电路中L为电感线圈、C为电容器、R为定值电阻。图1hNS导体圆环图2uRLCⅠⅡⅢ123u/V0-362t/10-2s乙362甲高考网联系电话：8261889962164116有困难，上论坛！bj.eduu.com-2-当原线圈两端接有如图2乙所示的交流电时，三只灯泡都能发光。如果加在原线圈两端的交流电的最大值保持不变，而将其频率变为原来的2倍，则对于交流电的频率改变之后与改变前相比，下列说法中正确的是（）A．副线圈两端的电压有效值均为216VB．副线圈两端的电压有效值均为6VC．灯泡Ⅰ变亮D．灯泡Ⅲ变亮5．在如图3所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，○A、○V为理想电流表和电压表。在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中,下列说法中正确的是（）A．电压表示数变小B．电流表示数变小C．电容器C所带电荷量增多D．a点的电势降低6．如图4所示，实线为某孤立点电荷产生的电场的几条电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力的作用，下列说法中正确的是（）A．该电场是由负点电荷所激发的电场B．电场中a点的电势比b点的电势高C．带电粒子在a点的加速度比在b点的加速度大D．带电粒子在a点的动能比在b点的动能大7．A、B两个可视为质点的小球带有同种电荷，在外力作用下静止于光滑的绝缘水平面上。A的质量为m，B的质量为2m，它们相距为d。现撤去外力将它们同时释放，在它们之间的距离增大到2d时，A的加速度为a，速度为v，则（）A．此时B的加速度大小为2aB．此时B的加速度大小为a2C．此过程中系统的电势能减少582mvD．此过程中系统的电势能减少342mv8.如图5所示的甲、乙两个电路，电感线圈的自感系数足够大，且直流电阻不可忽略，闭合开关S，待电路达到稳定后，灯泡均能发光。现将开关S断开，这两个电路中灯泡亮度的变化情况可能是（）A．甲电路中灯泡将渐渐变暗B．甲电路中灯泡将先变得更亮，然后渐渐变暗C．乙电路中灯泡将渐渐变暗D．乙电路中灯泡将先变得更亮，然后渐渐变暗9.某同学设计了一个探究电容器所带电荷量与电容器两极间电压关系的实验，实验电路如图6甲所示，其中P为电流传感器，V为电阻很大的电压表。实验时，先将开关S1闭合，单刀双掷开关S2掷向a，调节滑动变阻器的滑动头到某位置使电容器C充电，图5LRES甲LRES乙图6tiO乙CPS2abER乙S1V甲①②ba图4图3ErR1R3R2CPabAV高考网联系电话：8261889962164116有困难，上论坛！bj.eduu.com-3-当电路达到稳定后记录理想电压表的示数。再迅速将开关S2掷向b，使电容器放电。电流传感器P将电容器充、放电过程中的电流数据传送给计算机，在计算机上可显示出电流i随时间t变化的图象如图6乙所示。然后改变滑动变阻器滑动头的位置，重复上述步骤，记录多组电流随时间变化的图象和电压表的示数。对于这个实验过程和由图象及数据所得出的结果，下列说法中正确的是（）A．流过电流传感器P的充电电流和放电电流方向相同B．图6乙中的第①段（充电阶段）电流曲线与横轴所围图形的面积表示电容器充电结束时所带的电荷量C．电容器充电结束时所带电荷量随电容器充电结束时两极间电压变化的关系图象应为一条过原点的倾斜直线D．电容器充电结束时所带电荷量与滑动变阻器滑动头的位置无关10．如图7所示，在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，沿水平面固定一个V字型金属框架CAD，已知∠A=θ，导体棒EF在框架上从A点开始在外力作用下，沿垂直EF方向以速度v匀速向右平移，使导体棒和框架始终构成等腰三角形回路。已知框架和导体棒的材料和横截面积均相同，其单位长度的电阻均为R，框架和导体棒均足够长，导体棒运动中始终与磁场方向垂直，且与框架接触良好。关于回路中的电流I和消耗的电功率P随时间t变化关系的下列四个图象中可能正确的是（）二、本题共2小题，共15分。把答案填在题中的横线上，或按要求作图。11．（6分）某同学在测一节干电池的电动势和内电阻的实验中，测得若干组电池两端电压值和对应的通过干电池的电流值，并利用这些数据画出了如图9所示的U-I图象。则由此U-I图象可知，该干电池的电动势的测量值为V，内电阻的测量值为Ω。（本题结果保留到小数点后2位）12．（9分）用电流表和电压表测一个电阻值约为25kΩ、额定功率为201W的电阻Rx的阻值，备用器材有：①量程0~100μA，内阻约为500Ω的电流表A1②量程0~500μA，内阻约为300Ω的电流表A2③量程0~1V，内阻约为10kΩ的电压表V1I/AU/V图91.0000.1000.2000.3000.4000.5000.6001.101.201.301.401.50图7CFBEDAθv图8AtOIBtOIDtOPCtOPI/AU/V图91.0000.1000.2000.3000.4000.5000.6001.101.201.301.401.50高考网联系电话：8261889962164116有困难，上论坛！bj.eduu.com-4-④量程0~15V，内阻约为100kΩ的电压表V2⑤量程0~50V，内阻约为500kΩ的电压表V3⑥直流稳压电源两端的输出电压为16V⑦滑动变阻器，阻值范围0~500Ω，允许最大电流lA⑧待测电阻Rx，开关和导线若干（1）为了测量准确，电压表应选，电流表应选。（填写仪器前的序号）（2）在下图方框内画出实验电路图。（3）若测量值为R测，真实值为R真，那么在操作、读数、计算均正确无误的情况下，R测_______R真（选填“大于”、“等于”或“小于”）。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10所示，在光滑水平面上有一长为L1、宽为L2的单匝矩形闭合导体线框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。现将用垂直于线框ab边的水平拉力，将线框以速度v向右沿水平方向匀速拉出磁场，此过程中保持线框平面与磁感线垂直，且ab边与磁场边界平行。求线框被拉出磁场的过程中：（1）通过线框的电流；（2）线框中产生的焦耳热；（3）线框中a、b两点间的电压大小。14．（8分）如图11甲所示，在水平地面上固定一对与水平面倾角为α的光滑平行导电轨道，轨道间的距离为l，两轨道底端的连线与轨道垂直，顶端接有电源。将一根质量为m的直导体棒ab放在两轨道上，且与两轨道垂直。已知轨道和导体棒的电阻及电源的内电阻均不能忽略，通过导体棒的恒定电流大小为I，方向由a到b，图11乙为图甲沿a→b方向观察的平面图。若重力加速度为g，在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场，使导体棒在轨道上保持静止。（1）请在图11乙所示的平面图中画出导体棒受力的示意图；（2）求出磁场对导体棒的安培力的大小；（3）如果改变导轨所在空间的磁场方向，试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场磁感应强度B的最小值的大小和方向。15．（9分）在如图12所示的电路中，两平行正对金属板A、B水平放置，两板间的距离d=4.0cm。电源电动势E=400V，内电阻r=20Ω，电阻R1=1980Ω。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球（可视为质点）从B板上的小孔以初速度v0=1.0m/s竖直向上射入两板间，小球恰好能到达A板。若小球所带电荷量q=1.0×10-7C，质量m=2.0×10-4kg，不考虑空气阻力，忽略射入小球对电路的影响，取g=10m/s2。求：（1）A、B两金属板间的电压的大小U；图10BvL2L1abcd甲ααabαI图11乙a图12ABmv0ErR1PS高考网联系电话：8261889962164116有困难，上论坛！bj.eduu.com-5-（2）滑动变阻器消耗的电功率P滑；（3）电源的效率η。16．（10分）如图13甲所示，长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴O1O2转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图13乙所示，其中B0、B1和t1均为已知。在0~t1的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动。求：（1）0~t1时间内通过电阻R的电流大小；（2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量；（3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量。17．（10分）1879年美国物理学家霍尔在研究载流导体在磁场中受力情况时，发现了一种新的电磁效应：将导体置于磁场中，并沿垂直磁场方向通入电流，则在导体中垂直于电流和磁场的方向会产生一个横向电势差，这种现象后来被称为霍尔效应，这个横向的电势差称为霍尔电势差。（1）如图14甲所示，某长方体导体abcda′b′c′d′的高度为h、宽度为l，其中的载流子为自由电子，其电荷量为e，处在与abb′a′面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B0