2004-2005学年北京市海淀区高三（上）期末物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

两个完全相同的绝缘金属小球A、B，A球所带电荷量为+4Q，B球不带电．现将B球与A球接触后，移至与A球距离为 d处（d远远大于小球半径）．已知静电力常量为k，则此时A、B两球之间相互作用库仑力的大小是（ ）
A．
B．
C．
D．

2. 难度：中等

如图所示的电路中，电源电动势为E，电源内阻为r，闭合开关S，待电流达到稳定后，电流表示数为I，电压表示数为U，电容器C所带电荷量为Q．现将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，待电流达到稳定后，则与P移动前相比（ ）

A．U变小
B．I变小
C．Q增大
D．Q减小

3. 难度：中等

如图所示，理想变压器初级线圈的匝数为n₁，次级线圈的匝数为n₂，初级线圈两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220V，负载电阻为R=44Ω时，电流表A₁的示数是0.20A．下列说法正确的是（ ）

A．电流表A₂的示数为1.0A
B．初级和次级线圈的匝数比为5：1
C．若将另一个电阻与原负载R并联，则电流表A₁的示数增大
D．若将另一个电阻与原负载R并联，则电流表A₂的示数减小

4. 难度：中等

如图所示，三个完全相同的绝缘金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上，c球在xoy坐标系原点o上．a和c带正电，b带负电，a所带电荷量比b所带电荷量少．关于c受到a和b的静电力的合力方向，下列判断正确的是（ ）

A．从原点指向第Ⅰ象限
B．从原点指向第Ⅱ象限
C．从原点指向第Ⅲ象限
D．从原点指向第Ⅳ象限

5. 难度：中等

一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的v-t图象如图所示，则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是（ ）
A．
B．
C．
D．

6. 难度：中等

如图所示，在水平放置的平行板电容器之间，有一带电油滴P处于静止状态，若从某时刻起，油滴所带的电荷开始缓慢减小，为维持该油滴仍处于静止状态，可采取下列哪些措施（ ）
A．其他条件不变，使电容器两极板缓慢靠近
B．其他条件不变，使电容器两极板缓慢远离
C．其他条件不变，将变阻器的滑片缓慢向左移动
D．其他条件不变，将变阻器的滑片缓慢向右移动

7. 难度：中等

如图甲所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈B中通以如图乙所示的交变电流，设t=0时电流沿逆时针方向（图中箭头所示）．对于线圈A，在t₁～t₂时间内，下列说法中正确的是（ ）

A．有顺时针方向的电流，且有扩张的趋势
B．有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势
C．有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势
D．有逆时针方向的电流，且有收缩的趋势

8. 难度：中等

如图所示电路为演示自感现象的实验电路．实验时，先闭合开关S，电路达到稳定后设通过线圈L的电流为I₁，通过小灯泡L₂的电流为I₂，小灯泡L₂处于正常发光状态．以下说法正确的是（ ）

A．S闭合后的瞬间，L₂灯缓慢变亮，L₁灯立即亮
B．S闭合后的瞬间，通过线圈L的电流逐渐增大到稳定值
C．S断开后的瞬间，小灯泡L₂中的电流由I₁逐渐减为零，方向与I₂相反
D．S断开后的瞬间，小灯泡L₂中的电流由I₂逐渐减为零，方向不变

9. 难度：中等

如左图所示，一带电粒子以水平速度v （v＜E/B）先后进入方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域，已知电场方向竖直向下，两个区域的宽度相同且紧邻在一起，在带电粒子穿过电场和磁场的过程中，（其所受重力忽略不计），电场和磁场对粒子所做的功为W₁；若把电场和磁场正交重叠，如右图所示，粒子仍以初速度v穿过重叠场区，在带电粒子穿过电场和磁场的过程中，电场和磁场对粒子所做的总功为W₂，比较W₁和W₂，则（ ）
A．一定是W₁＞W₂
B．一定是W₁=W₂
C．一定是W₁＜W₂
D．可能是W₁＜W₂，也可能是W₁＞W₂

10. 难度：中等

如图甲所示，由粗细均匀的电阻丝制成边长为l的正方形线框abcd，线框的总电阻为R．现将线框以水平向右的速度v匀速穿过一宽度为2l、磁感应强度为B的匀强磁场区域，整个过程中ab、cd两边始终保持与磁场边界平行．令线框的cd边刚好与磁场左边界重合时t=0，电流沿abcd流动的方向为正，u=Blv．在图中画出线框中a、b两点间电势差u_ab随线框cd边的位移x变化的图象正确的是（ ）

A．
B．
C．
D．

二、解答题

11. 难度：中等

在用电压表和电流表测电源电动势和内电阻的实验中，根据图1所示的实验电路测量得出如下的一组数据．

U/V	1.36	1.32	1.30	1.28	1.24	1.20
I/A	0.22	0.28	0.34	0.40	0.46	0.50

（1）试在图2的坐标系中做出实验得到的U-I图象．
（2）用绘制的U-I图象得出所测的电源的电动势为______V；电源的内电阻为______Ω．

12. 难度：中等

小灯泡灯丝的电阻会随温度的变化而变化，一研究性学习小组在实验室通过实验研究这一问题，实验室各有的器材是：电压表（0-3V，3kΩ）、电流表（0～0.6A，0.5Ω、电池、开关，滑动变阻器、待测小灯泡（电阻约为几欧）、导线若干．实验时，要求小灯泡两端的电压从零开始逐渐增大．

①他们应选用图甲中______图所示电路进行实验．
②根据实验测得数据描绘出如图乙所示的U--I图象，由图乙分析可知，小灯泡电阻随温度变化的情况是______，
③已知实验中使用的小灯泡标有1.5V字样，请你根据上述实验结果求出小灯泡在1.5V电压下的实际功率是______W．

三、填空题

13. 难度：中等

在用描迹法画出电场中平面上的等势线的实验中，采用的装置如图甲所示．在平整的木板上，由下而上依次铺放白纸、复写纸和导电纸．A、B为两个电极，分别接在路端电压为6V的电源两端．A接电源正极，B接电源负极，在AB两点的连线上，有a、b、c、d、e五个等间距的点．
（1）若用图乙中的灵敏电流表的两个接线柱引出的两个表笔（探针）分别接触图甲中的d、e两点时，指针向右偏（若电流从红表笔流进时，指针向右偏），则电流表的红表笔接触在    点；
（2）若用图乙中的灵敏电流表的两个表笔（探针）分别接触图14甲中的d、f两点，（d、f连线和A、B连线垂直）时，发现电流表指针偏离刻度满中央位置．为使指针仍指在刻度盘中央（即不发生偏转），应将接f的表笔向    （填“左”或“右）移动．

四、解答题

14. 难度：中等

如图所示，用长L=0.50m的绝缘轻质细线，把一个质量m=1.0g带电小球悬挂在带等量异种电荷的平行金属板之间，平行金属板间的距离d=5.0cm，两板间电压U=1.0×10³V．静止时，绝缘线偏离竖直方向θ角，小球偏离竖直距离a=1.0cm．（θ角很小，为计算方便可认为tanθ≈sinθ，取g=10m/s²，需要求出具体数值，不能用θ角表示）求：
（1）两板间电场强度的大小；
（2）小球带的电荷量．

15. 难度：中等

如图所示，在倾角为37°的斜面上，固定一宽L=0.25m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和变阻器．电源电动势E=12V，内阻为r=1.0Ω．一质量m=20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感强度B=0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中（导轨与金属棒的电阻不计）．金属导轨是光滑的，取g=10m/s²，且已知sin37°=0.60，cos37°=0.80，要保持金属棒静止在导轨上时，求：
（1）回路中电流的大小；
（2）滑动变阻器接入电路的阻值．

16. 难度：中等

如图所示为一真空示波管，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电压U₁加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点．已知加速电压为U₁，M、N两板间的电压为U₂，两板间的距离为d，板长为L₁，板右端到荧光屏的距离为L₂，电子的质量为m，电荷量为e．求：
（1）电子穿过A板时的速度大小；
（2）电子从偏转电场射出时的侧移量；
（3）P点到O点的距离．

17. 难度：中等

如图所示为一个小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈的长度ab=0.25m，宽度bc=0.20m，共有n=100匝，总电阻r=1.0Ω，可绕与磁场方向垂直的对称轴OO’转动．线圈处于磁感应强度B=0.40T的匀强磁场中，与线圈两端相连的金属滑环上接一个“3.0V，1.8W”的灯泡，当线圈以角速度ω匀速转动时，小灯泡消耗的功率恰好为1.8W．（不计转动轴与电刷的摩擦）
（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=nBSω（其中S表示线圈的面积）；
（2）求线圈转动的角速度ω；
（3）线圈以上述角速度转动100周过程中发电机产生的电能．

18. 难度：中等

如图所示，长L=0.80m、电阻r=0.30Ω、质量m=0.10kg的金属棒CD垂直放在水平导轨上，导轨由两条平行金属杆组成，已知金属杆表面光滑且电阻不计，导轨间距也是L，金属棒与导轨接触良好．量程为0～3.0A的电流表串接在一条导轨上，在导轨左端接有阻值R=0.50Ω的电阻，量程为0～1.0V的电压表接在电阻R两端，垂直于导轨平面的匀强磁场向下穿过导轨平面．现以向右恒定的外力F=1.6N使金属棒向右运动，当金属棒以最大速度v在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中的一个电表正好满偏，而另一个电表未满偏．
（1）试通过计算判断此满偏的电表是哪个表．
（2）求磁感应强度的大小．
（3）在金属棒ab达到最大速度后，撤去水平拉力F，求此后电阻R消耗的电能．

19. 难度：中等

如图所示，oxyz坐标系的y轴竖直向上，在坐标系所在的空间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向与x轴平行．从y轴上的M点（0，H，0）无初速释放一个质量为m、电荷量为q的带负电的小球，它落在xz平面上的N（l，0，b）点（l＞0，b＞0）．若撤去磁场则小球落在xz平面的P点（l，0，0）．已知重力加速度为g．
（1）已知匀强磁场方向与某个坐标轴平行，请确定其可能的具体方向．
（2）求出电场强度的大小．
（3）求出小球落至N点时的速率．

20. 难度：中等

如图所示，在xOy平面内的第Ⅲ象限中有沿-y方向的匀强电场，场强大小为E．在第I和第II象限有匀强磁场，方向垂直于坐标平面向里．有一个质量为m，电荷量为e的电子，从y轴的P点以初速度v垂直于电场方向进入电场（不计电子所受重力），经电场偏转后，沿着与x轴负方向成45°角进入磁场，并能返回到原出发点P．
（1）并画出电子运动轨迹的示意图；
（2）求P点距坐标原点的距离
（3）电子从P点出发经多长时间再次返回P点．