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1、北京市朝阳区20152016学年度第一学期期末高三年级统一考试物理试卷（考试时间90分钟 满分100分）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以下属于磁感应强度单位的是A特斯拉 B韦伯 C法拉 D亨利 ab2如图所示，为某点电荷电场中的一条电场线，其上两点a、b相距为d，电势差为U，a点的场强大小为E，把电荷量为q的试探电荷从a点移到b点，电场力做功为W，该试探电荷在b点所受的电场力大小为F。下列关系式正确的是A BW=qU C DU=Ed3小芳家正在使用的电器有电灯、洗衣机、电冰箱，小芳从家里的总电
2、能表中测得在时间t内消耗的电能为W。设小芳家的供电电压为U，总电流为I，上述电器的总电阻为R，总功率为P。下列关系式正确的是A B C D 4如图所示，在匀强电场中A、B两点分别放入两个带正电的点电荷q1和q2，且q1=q2。已知q1在A点的电势能为EP1，q2在B点的电势能为EP2。下列说法正确的是ABEA只有当零电势点选在A点时才有EP1EP2B只有当零电势点选在B点时才有EP1EP2C只有当零电势点选在无穷远时才有EP1EP2D无论零电势点选在何处总有EP1EP25已知干电池的电动势为1.5V。下列说法正确的是A用电压表直接连接干电池的两极，测量得到的电压就是该电池的电动势B当外电路闭合
3、时，每当1C的电荷量通过干电池，则该电池就能提供1.5J的电能C当外电路闭合时，在1s内有1.5C的电荷量通过该电池D当外电路闭合时，在1s内该电池能提供1.5J的电能6. 在匀强磁场中的某一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直。先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不同。以下图象描述的是导线受力的大小F 与通过导线的电流I 的关系，a、b 两点各代表一组F、I 的数据。其中正确的是 baoFIbaoFIaboFIbaoFIA B C D7如图所示，让大量的一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子从同一位置经过同一加速电场A由静止开始加速，然后在同一偏转电场B里偏转。忽略离子的重力及离子
4、间的相互作用力。下列说法正确的是A它们始终为一股离子束B它们会分离为二股离子束C它们会分离为三股离子束D它们会分离为无数股离子束VE，rPRA22A18在图示的电路中，闭合开关后，当滑动变阻器的滑动触头P从最上端逐渐滑向最下端的过程中，电压表V的读数变化量为U，电流表A2的读数变化量为I2（电表均视为理想电表）。则A电压表V的读数先变小后变大B电流表A1的读数先变大后变小C电流表A2的读数变大 DU与I2的比值为定值Lablcd9如图所示，匀强磁场的上下边界水平，宽度为L，方向垂直纸面向里。质量为m、边长为l（lEN，MN BEMEN，M=NCEM=EN，M=N DEMEN，MN 11铁路上使
5、用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置。如图所示（俯视图），能产生匀强磁场的磁铁被安装在火车首节车厢下面，当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一个电信号，通过和线圈相连的电压传感器被控制中心接收，从而确定火车的位置。若一列火车匀加速驶来，则电压信号U随时间t的变化图象为A BoUtoUtoUtoUt C D12如图所示，是一个多量程多用电表的简化电路图。测电流和测电压时各有两个量程，还有两个挡位用来测电阻。下列说法正确的是ABEE123456SA当开关S调到1、2两个位置上时，多用电表测量的是电流，且调到1位置上时的量程比2位置的大B当开关S调到3、4两个位置上时，多用电表测量的
6、是电阻，且A为黑表笔C当开关S调到5、6两个位置上时，多用电表测量的是电压，且调到5位置上时的量程比6位置的大D当开关S调到任意位置上时，都需要把A、B两表笔短接，对电表进行调零13磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为，式中B是磁感应强度，是磁导率，在空气中为一已知常数。以通电螺线管（带有铁芯）为例，将衔铁吸附在通电螺线管的一端，若将衔铁缓慢拉动一小段距离d，拉力所做的功就等于间隙d中磁场的能量。为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B，某研究性学习小组用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力缓慢将铁片与磁铁拉开一段微小距离L，并测出拉力大小为F
7、，如图所示。由此可以估算出该条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B为SNFPA B C D二、本题共3小题，共20分。把答案填在答题卡相应的位置。甲RxAAVVRx乙14在“伏安法测电阻”的实验中，待测电阻Rx约为200，电压表V的内阻约为2k，电流表A的内阻约为1，测量电路如图甲或图乙所示，电阻测量值由公式计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图甲和图乙电路电阻的测量值分别记为Rx1和Rx2，则_（选填“Rx1”或“Rx2”）更接近待测电阻的真实值；该测量值_（选填“大于”、“等于”或“小于”）待测电阻的真实值。15在“测定电源的电动势和内电阻”的实验中，备有下列器材：A待测的干电
8、池一节B电流表A1（量程03 mA，内阻Rg110）C电流表A2（量程00.6 A，内阻Rg20.1）R1R1A2R0A1ab甲A1R0A2D滑动变阻器R1（020，1.0 A） E电阻箱R0（09999.9） F开关和若干导线（1）某同学发现上述器材中没有电压 表，他想利用其中的一个电流表和电阻箱改装成一块电压表，其量程为 03 V，并设计了图甲所示的 1.2 1.0I2/A00.2 1.3 1.4 1.5I1/mA乙 1.10.10.30.40.5a、b两个参考实验电路（虚线框内为改装电压表的电路），其中合理的是_（选填“a”或“b”）电路；此时R0的阻值应取_。（2）图乙为该同学根据合理
9、电路所绘出的I1-I2图象（I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数）。根据该图线可得被测电池的电动势E_V，内阻r_。16在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，小灯泡的规格为“2.0V，0.5A”。备有下列器材：A电源E（电动势为3.0V，内阻不计）B电压表V1（量程03V，内阻约1k）C电压表V2（量程015V，内阻约4k）D电流表A1（量程03A，内阻约0.1）E电流表A2（量程00.6A，内阻约0.6）F滑动变阻器R1（05，3.0A）G滑动变阻器R2（0200，1.25A）H开关和若干导线为了尽可能准确地描绘出小灯泡的伏安特性曲线，请完成以下内容。（1）实验中电压表应选用，电
10、流表应选用，滑动变阻器应选用 （请填写选项前对应的字母）。（2）图甲是实物电路，请你不要改动已连接的导线，把还需要连接的导线补上。I/AU/V0乙0.40.81.21.60.81.62.43.2甲11（3）某同学完成该实验后，又找了另外两个元件，其中一个是由金属材料制成的，它的电阻随温度的升高而增大，而另一个是由半导体材料制成的，它的电阻随温度的升高而减小。他又选用了合适的电源、电表等相关器材后，对其中的一个元件进行了测试，测得通过其中的电流与加在它两端的电压数据如下表所示：U/V0.400.600.801.001.201.501.60I/A0.200.450.801.251.802.813.
11、20请根据表中数据在图乙中作出该元件的IU图线；该元件可能是由 （选填“金属”或“半导体”）材料制成的。（4）在（3）的基础上，该同学进一步分析，如果让一节电动势为1.5V、内阻为0.5的干电池只对该元件供电，则该元件消耗的功率为 W（结果保留两位有效数字）。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。把答案填在答题卡相应的位置。aBb17（6分）如图所示，足够长的光滑导轨竖直放置，匀强磁场的磁感应强度B2.0T，方向垂直于导轨平面向外，导体棒ab长L0.2 m（与导轨的宽度相同，接触良好
12、），其电阻r1.0 ，导轨电阻不计。当导体棒紧贴导轨匀速下滑时，两只均标有“3V，1.5 W”字样的小灯泡恰好正常发光。求：（1）通过导体棒电流的大小和方向；（2）导体棒匀速运动的速度大小。18（6分）如图所示，为一回旋加速器的示意图，其核心部分为处于匀强磁场中的D形盒，两D形盒之间接交流电源，并留有窄缝，离子在窄缝间的运动时间忽略不计。已知D形盒的半径为R，在D1部分的中央A处放有离子源，离子带正电，质量为m、电荷量为q，初速度不计。若磁感应强度的大小为B，每次加速时的电压为U。忽略离子的重力等因素。求： （1）加在D形盒间交流电源的周期T； （2）离子在第3次通过窄缝后的运动半径r3； （
13、3）离子加速后可获得的最大动能Ekm。19（8分）反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于x轴，其电势随x的分布如图所示。一质量m1.010-20kg，电荷量q1.010-9C的带负电的粒子从（-1，0）点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上往返运动。忽略粒子的重力等因素。求：（1）x轴左侧电场强度E1和右侧电场强度E2的大小之比；/V20O-10.5x/cm（2）该粒子运动的最大动能Ekm；（3）该粒子运动的周期T。20（9分）如图所示，竖直平面MN与纸面垂直，MN右侧的空间存在着垂直纸面向内的匀强磁场和水平向左
14、的匀强电场，MN左侧的水平面光滑，右侧的水平面粗糙。质量为m的物体A静止在MN左侧的水平面上，已知该物体带负电，电荷量的大小为为q。一质量为的不带电的物体B以速度v0冲向物体A并发生弹性碰撞，碰撞前后物体A的电荷量保持不变。求：（1）碰撞后物体A的速度大小vA；ABv0MNEB（2）若A与水平面的动摩擦因数为，重力加速度的大小为g，磁感应强度的大小为，电场强度的大小为。已知物体A从MN开始向右移动的距离为l时，速度增加到最大值。求：a此过程中物体A克服摩擦力所做的功W；b此过程所经历的时间t。21（12分）磁流体发电具有结构简单、启动快捷、环保且无需转动机械等优势。如图所示，是正处于研究阶段的
15、磁流体发电机的简易模型图，其发电通道是一个长方体空腔，长、高、宽分别为l、a、b，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，这两个电极通过开关与阻值为R的某种金属直导体MN连成闭合电路，整个发电通道处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向垂直纸面向里。高温等离子体以不变的速率v水平向右喷入发电通道内，发电机的等效内阻为r，忽略等离子体的重力、相互作用力及其他因素。（1）求该磁流体发电机的电动势大小E；（2）当开关闭合后，整个闭合电路中就会产生恒定的电流。a要使等离子体以不变的速率v通过发电通道，必须有推动等离子体在发电通道内前进的作用力。如果不计其它损耗，这个推力的功率PT就
16、应该等于该发电机的总功率PD，请你证明这个结论；b若以该金属直导体MN为研究对象，由于电场的作用，金属导体中自由电子定向运动的速率增加，但运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速，因此自由电子定向运动的平均速率不随时间变化。设该金属导体的横截面积为s，电阻率为，电子在金属导体中可认为均匀分布，每个电子的电荷量为e。求金属导体中每个电子所受平均阻力的大小f。 l B 等离子体流动方向 a b R MN北京市朝阳区20152016学年度高三年级第一学期期末统一考试物理试卷参考答案 20161一、本题共13小题，每小题3分，共39分。题号12345678910111213答案ABCDBBADCCD
17、AD二、本题共3小题，共20分。14（4分）Rx1 （2分）；大于（2分） 15（6分）（1）b（1分）；990（1分）（2）1.48（1.461.49之间）（2分）；0.84（0.820.87之间）（2分）16（10分）（1）B（1分）；E（1分）；F（1分） （2）如图所示（2分）（3）IU图如图所示（2分）；半导体（1分）I/AU/V0乙0.40.81.21.60.81.62.43.2（4）1.0（0.981.1之间）（2分） 甲11三、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。17（
18、6分）解：（1）每个小灯泡中的电流为则导体棒中的电流为I2I11.0 A方向为ba （3分）（2）ab产生的感应电动势EUIr（311.0）V4 V由EBLv可得：导体棒匀速运动的速度v10 m/s （3分）18（6分）解：（1）加在D形盒间交流电源的周期T等于粒子在磁场中的运行周期。 在磁场中洛伦兹力提供向心力，则有：联立可得：（2分）（2）设第3次通过窄缝后粒子的速度为v3，则有：在磁场中洛伦兹力提供向心力，则有：联立可得：（2分）（3）设粒子的最大速度为vm，对应着粒子的最大运动半径即R，则有：联立可得：（2分）19（8分）解：（1）由图可知：左侧电场强度：V/mV/m 右侧电场强度：V
19、/mV/m 所以：（2分）（2）粒子运动到原点时速度最大，根据动能定理有： 其中x=m联立并代入相关数据可得：J（3分）（3）设粒子在原点左右两侧运动的时间分别为t1、t2，在原点时的速度为vm，由运动学公式有 联立并代入相关数据可得：s（3分）20（9分）解：（1）设A、B碰撞后的速度分别为vA、vB，由于A、B发生弹性碰撞，动量、动能守恒，则有：qENqvmBmgN联立可得：（3分）（2）aA的速度达到最大值vm时合力为零，受力如图所示。竖直方向合力为零，有：水平方向合力为零，有：根据动能定理，有：联立并代入相相关数据可得：（3分）b方法一：在此过程中，设A物体运动的平均速度为，根据动量定
20、理有：依题意有： 联立并代入相关数据可得：（3分）方法二：设任意时刻A物体运动的速度为v，取一段含此时刻的极短时间t，设此段时间内速度的改变量为v，根据动量定理有：而联立并代入相关数据可得：（3分）21（12分）解：（1）当外电路断开时，极板间的电压大小等于电动势。此时，发电通道内电荷量为q的离子受力平衡。有： 可得：（3分）（2）a当电键闭合，由欧姆定律可得：该电流在发电通道内受到的安培力大小为： 要使等离子体做匀速直线运动，所需的推力为: 推力F的功率为： 联立可得： 闭合电路中发电机的总功率为: 联立可得：由可得：可见，推力的功率就等于该发电机的总功率。（5分）b方法一：设金属导体R内电
21、子运动的平均速率为v1，单位体积内的电子数为n， t时间内有N个电子通过电阻的横截面，则：11 t时间内通过横截面的电荷量为： 12 电流为： 111213联立 式可得： 设金属导体中的总电子数为N1，长度为d，由于电子在金属导体内可视为匀速直线运动，所以电场力的功率（电功率）应该等于所有电子克服阻力f做功的功率，即：14 15 16由电阻定律得： 13141516联立 式可得： （4分）方法二：17 设金属导体的长度为d，电阻为R，由电阻定律得： 1819金属导体两端的电压为： 金属导体内的电场可看作匀强电场，设场强大小为E0，则： 20电子在金属导体内匀速直线运动，阻力等于电场力，则： 17181920联立 式可得：（4分）说明：若用其他方法解答正确，给相应分数。12