2005―2006学年度高三年级第一学期期末练习
物理试卷
YC
一、本卷共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，选对但不全的得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．某电场的分布如图1所示，带箭头的实线为电场线，虚线为等势面。A、B、C三点的电
的关系，以下判断中正确的是 （ ）
A．EA<EB, B=C
B．EA>EB, A>B
C．EA>EB, A<B
D．EA=EC, B=C
2．图2所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“6V 12W”字样，电动机线
A．电动机的输入功率为12W
B．电动机的输出功率为12W
C．电动机的热功率为2.0W
D．整个电路消耗的电功率为22W
3．如图3所示，理想变压器的初级线圈接交流电源，次级线圈接阻值为R的负载电阻。
若与初级线圈连接的电压表V1的示数U1，与次级线圈连接的电压表V2的示数为U2，
且U2<U1，则以下判断中正确的是 （ ）
B．该变压器输入功率与输出功率之比为U2：U1
C．通过负载电阻R的电流
D．通过初级线圈的电流
电流的方向如图4所示，在与导线垂直的平面上有
a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延
长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上。
则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度
可能为零的是（ ）
A．a点 B．b点 C．c点 D．d点
半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏
材料的电阻率随温度的升高而增大。值班室的显
示器为是路中的电流表，电源两极之间接一报警
器。当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电
流I、报警器两端的电太U的变化情况是 （ ）
A．I变大，U变小 B．I变小，U变大
C．I变小，U变小 D．I变大，U变大
6．如图6所示，在沿水平方向的匀强电场中有a、b两点，已知a、b两点在同一竖直平面但
在
过程中，以下判断中正确的是 （ ）
A．该带电小球的动能可能不变
B．该带电小球运动的轨迹一定是直线
C．该带电小球做的一定是匀变速运动
D．该带电小球在a点的速度可能为零
7．如图7所示，一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转
动，沿着OO′观察，线圈沿逆时针方向针转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈
A．线圈中感应电流的方向为abcda
B．线圈中的感应电流为
C．穿过线圈的磁通量为0
D．穿过线圈磁通量的变化率为0
8．如图8所示的电路中，电源电动势为E，内阻r不能忽略。R1和R2是两个定值电阻，L
是一个自感系数较大的线圈。开关S原来是断开的。从闭合开关S到电路中电流达到稳
定为止的时间内，通过R1的电流I1和通过R2的电流I2的变化情况是 （ ）
B．I1开始很小而后逐渐变大
C．I2开始很小而后逐渐变大
D．I2开始较大而后逐渐变小
9．如图9所示，在绝缘的水平面上方存在着匀
强电场，水平面上的带电金属块在水平拉力F
过程中，外力F做功32J，金属块克服电场力
做功8.0J，金属块克服摩擦力做功16J，则在
此过程中金属块的 （ ）
A．动能增加8.0J B．电势能增加24J
10．如图10（甲）所示，在闭合铁芯上绕着两个线
圈M和P，线圈P与电流表构成闭合回路。若
在t1至t2这段时间内，观察到通过电流表的电流
方向自上向下（即为由c经电流表至d），则可以
判断出线圈M两端的电势差uab随时间t的变化
二、本题共3小题，共14分。按照要求作图或将正确答案填在题中的横线上。
11．某同学在进行电阻测量时，需要将一块满偏电流为50μA、阻值为800Ω的小量程电流表G改装成量程为3V的电压表，则需要选择一个阻值为 Ω的电阻与这一电流表 （选填“串”、“并”）联。
12．在用电压表和电流表测电源的电动势和内电阻的实验中，采用如图11所示的电路。闭合开关后，当滑动变阻器R的滑动触头处于某一位置时，电流表和电压表的读数分别为I1和U1；改变滑动变阻器的滑动触头位置后，电流表和电压表的读数分别为I2和U2。
则由测量得到的数据计算电源的电动势E的
表达式为E= ，计算电源内阻r的
表达式为r= 。
（2）若考虑到电流表和电压表自身电阻对测量结
果的影响，所得到的电源电动势E的测量值与
真实值相比较，是偏大还是偏小？
答： 。
13．有一个纯电阻用电器，其电阻约为20Ω，试设计一个能较精确地测量该用电器电阻的电路，要求使该用电器两端的电压变化范围尽可能地大。可选用的器材有：
电源：电动势为8V，内电阻为1.0Ω
电流表：量程0.6A，内阻RA为0.50Ω；
电压表：量程10V，内阻RV为10kΩ；
滑动变阻器：最大电阻值为5.0Ω；
开关一个、导线若干。
（1）在右边的方框内画出实验电路图。
（2）用该电路可以使用电器两端的电压变化范围约为 V。
（3）若实验中在用电器正常工作的状态下电流表的示数为I，电压表的示数U，考虑到电表内阻引起的系统误差，则用测量量及电表内阻计算用电器电阻值的表达式
为 。
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。
三、本题包括7小题，共56分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。
14．（7分）如图12所示，在虚线MN的上方存在磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向内，质子和α粒子以相同的速度v0由MN上的O点以垂直MN且垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，再分别从MN上A、B两点离开磁场。已知质子的质量为m，电荷为e，α粒子的质量为4m，电荷为2e。忽略带电粒子的重力及质子和α粒子间的相互作用。求：
（2）α粒子在磁场中运动的时间。
15．（7分）两根平行光滑金属导轨MN和PQ水平放置，其间距为0.60m，磁感应强度为0.50T的匀强磁场垂直轨道平面向下，两导轨之间连接的电阻R=5.0Ω，在导轨上有一电阻为1.0Ω的金属棒ab，金属棒与导轨垂直，如图13所示。在ab棒上施加水平拉力F使其以10m/s的水平速度向右匀速运动。设金属导轨足够长。求：
（2）拉力F的大小。
（3）电阻R上消耗的电功率。
16．（8分）如图14所示，在倾角θ=37°的绝缘面所在空间存在着竖直向上的匀强电场，场强E=4.0×103N/C，在斜面底端有一与斜面垂直的绝缘弹性挡板。质量m=0.20kg 的带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下，滑到斜面底端与挡板相碰后以碰前的速率返回。已知斜面的高度h=0.24m，滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.30，滑块带电荷q=－5.0×10－4C。取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.60, cos37°=0.80.求：
（1）滑块从斜面最高点滑到斜面底端时的速度大小。
（2）滑块被挡板弹回能够沿斜面上升的最大高度。
17．（8分）如图15（甲）所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数n=100匝，电阻r=1.0Ω，所围成矩形的面积S=0.040m2，小灯泡的电阻R=9.0Ω，磁场的磁感应强度随按如图15（乙）怕示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为
（1）线圈中产生感应电动势的最大值。
（2）小灯泡消耗的电功率。
（3）在磁感强度变化的0~的时间内，
18．（8分）在水平面上平行放置着两根长度均为L的金属导轨MN和PQ，导轨间距为d，导轨和电路的连接如图16所示。在导轨的MP端放置着一根金属棒，与导舅垂直且接触良好。空间中存在竖直向上方向的匀强磁场，磁感应强度为B。将开关S1闭合，S2断开，电压表和电流表的示数分别为U1和I1，金属棒仍处于静止状态；再将开关S2闭合，电压表和电流表的示数分别为U2和I2，金属棒在导轨上由静止开始运动，运动过程中金属棒始终与导轨垂直。设金属棒的质量为m，金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ。忽略导轨的电阻以及金属棒运动过程中产生的感应电动势，重力加速度为g。求：
（1）金属棒到达NQ端时的速度大小。
（2）金属棒在导轨上运动的过程中，电流在金属棒中产生的热量。
19．（9分）如图17（甲）所示，长为l、相距为d的两块正对的平行金属板AB和CD与一电源相连（图中未画出电源），B、D为两板的右端点。两板间电压的变化如图17（乙）所示。在金属板B、D端的右侧有一与金属板垂直的荧光屏MN，荧光屏距B、D端的距离为l。质量为m、电荷量为 e的电子以相同的初速度v0从极板左边中央沿平行极板的直线OO′连续不断地射入。已知所有的电子均能够从金属板间射出，且每个电子在电场中运动的时间与电压变化的周期相等。忽略极板边缘处电场的影响，不计电子的重力以及电子之间的相互作用。求：
（1）t=0和t=T/2时刻进入两板间的电子到达金属板B、D端界面时偏离OO′的距离之比。
（3）电子在荧光屏上分布的最大范围。
（1）P、Q两点间距离。
（2）粒子B的质量。
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，选对但不全的得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．B 2．AC 3．CD 4．AB 5．D 6．CD 7．BC 8．AC 9．A 10．CD
二、本题共3小题，共14分。按照要求作图或把答案填在题中的横线上。
12．（1）；（2分） ；（2分）（2）偏小。（1分）
13．（1）如答图1；（2分） （2）0~6.4；（2分）
（3）。（2分）
三、本大题包括7小题，共56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，有数值计算的题的答案必须明确写出数值和单位。
14．（7分）
解：（1）质子进入磁场做半径为R1的匀速圆周运动，洛仑滋力提供向心力，根据牛顿第二定律，…………………………（2分）
质子离开磁场时到达A点，O、A间的距离.………………（1分）
同理，α粒子在磁场中做圆周运动的半径为，α粒子离开磁场时到达B点，
O、B间的距离，则A、B两点间的距离.…（2分）
（2）α粒子在匀强磁场中运动周期为，
则α粒子在磁场中运动的时间为…………………………（2分）
15．（7分）解：（1）根据电磁感应定律，金属棒ab上产生的感应电动势为
……………………………………（1分）
根据闭合电路欧姆定律，通过R的电流……………………（1分）
金属棒两端的电压U=E－Ir=2.5V.………………………………………………（1分）
（2）由于ab杆做匀速运动，拉力和磁场对电流的安培力大小相等，即
…………………………………………………………（2分）
（3）根据焦耳定律，电阻R上消耗的电功率P=I2R=1.25W.…………………（2分）
16．（8分）解：（1）滑块沿斜面滑下的过程中，受到的滑动摩擦力，
设到达斜面底端时的速度为，根据动能定理
，…………………………（2分）
解得………………………………………………（1分）
（2）滑块第一次与挡板碰撞后沿斜面返回上升的高度最大，设此高度为，根据动能定理， ，…………………………（2分）
代入数据解得……………………………………（1分）
（3）滑块最终将静止在斜面底端，因此重力势能和电势能和减少等于克服摩擦力做的功，
即等于产生的热能，……………………（2分）
17．（8分）解：（1）因为线圈中产生的感应电流变化的周期与磁场变化的周期相同，所以由图象可知，线圈中产生交变电流的周期为T=3.14×10－2s.
所以线圈中感应电动势的最大值为……………………（2分）
（2）根据欧姆定律，电路中电流的最大值为
通过小灯泡电流的有效值为，…………………………（1分）
小灯泡消耗的电功率为P=I2R=2.88W………………………………………………（2分）
（3）在磁感应强度变化的1~1/4周期内，线圈中感应电动势的平均值
通过灯泡的平均电流……………………………………（1分）
通过灯泡的电荷量………………………………（2分）
18．（8分）解：（1）当通过金属棒的电流为I2时，金属棒在导轨上做匀加速运动，设加速度为a，根据牛顿第二定律，………………………………（1分）
设金属棒到达NQ端时的速率为，根据运动学公式，，……………（1分）
由以上两式解得：……………………………………（2分）
（2）当金属棒静止不动时，金属棒的电阻，设金属棒在导轨上运动的时间为t，
电流在金属棒中产生的热量为Q，根据焦耳定律，Q=I，…………………（2分）
根据运动学公式，，将（1）的结果代入，争得
………（2分）
19．（9分）解：（1）t=0时刻进入两板间的电子先沿OO′方向做匀速运动，即有，
而后在电场力作用下做类平抛运动，在垂直于OO′方向做匀加速运动，设到达B、D
端界面时偏离OO′的距离为y1，则.………………（2分）
t=T/2时刻进入两板间的电子先在T/2时间内做抛物线运动到达金属板的中央，而后做匀速直线运动到达金属板B、D端界面。设电子到达金属板的中央时偏离OO′的距离为y2，将此时电子的速度分解为沿OO′方向的分量与沿电场方向的分量，并设此时刻电子的速度方向与OO′的夹角为θ，电子沿直线到达金属板B、D端界面时偏离OO′的距离为，则有；
解得……………………………………………………（1分）
因此，。…………………………………………………（1分）
（2）在t=(2n+1) T/2(n=0, 1,2……)时刻进入两板间的电子在离开金属板时偏离OO′的距离最大，因此为使所有进入金属板间的电子都能够飞出金属板，应满足的条件为，解得板间电太的最大值。…………………………………………（2分）
（3）设）时刻进入两板间的电子到达荧光屏上的位置与O′点的距离为Y1；t=(2n+1)T/2(n=0,1,2……)时刻进入两板间的电子到达荧光屏上的位置与O′点的距离为，电子到达荧光屏上分布在范围内. 当满足的条件时，△Y为最大。根据题中金属板和荧光屏之间的几何关系，得到
……………………………………………………（1分）
因此电子在荧光屏上分布的最大范畴为………（2分）
20．（9分）
解：（1）粒子A在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛仑滋力提供向心力，设粒子A的速度为v0，在MN上方运动半径为R1，运动周期为T1，根据牛顿第二定律和圆周运动公式，
解得 ………………………………（2分）
同理，粒子A在MN下方运动半径R2和周期T2分别为：
。
粒子A由P点运动到MN边界时与MN的夹角为60°，如答图2所示，则有
R1－h=R1cos60° 得到：R1=2h，R2=4h。
PQ间的距离为d=2R2sin60°－2R1sin60°=2h。………………………………（3分）
（2）粒子A从P点到Q点所用时间为
，………………………………（1分）
设粒子B的质量为M，从P点到Q点速度为v
，……………………………………………………（1分）
由
根据动量守恒定律…………（2分）