2012-2013学年北京市朝阳区高三上学期期末考试物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

18世纪中期，人们既没有量度带电体所带电荷量多少的方法，也没有测量电荷之间非常小的相互作用力的工具。一位法国的科学家发明了扭秤，巧妙而准确地测量出了物体间的静电力，这位科学家是(  )

A．法拉第       B．库仑      C．奥斯特         D．安培

2. 难度：中等

弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动，在振子向着平衡位置运动的过程中(    )

A．振子所受的回复力逐渐增大

B．振子离开平衡位置的位移逐渐增大

C．振子的速度逐渐增大

D．振子的加速度逐渐增大

3. 难度：中等

一列简谐横波沿x轴正方向传播，其振幅为A，波长为λ，周期为T.t=0时刻的波形如图所示，在该时刻某质点的坐标为(λ，0)，则t=时刻，该质点的坐标为（    ）

A．（，0）    B．（λ，-A）

C．（λ，A） D．（，-A）

4. 难度：中等

一列简谐波在均匀介质中传播。甲图表示t=0时刻的波形图，乙图表示甲图中b质点从t=0开始计时的振动图像，则（   ）

A．该波沿x轴负方向传播

B．质点振动的频率是4H_Z

C．该波传播的速度是8m/s

D．a质点和c质点在振动过程中任意时刻的位移都相同

5. 难度：中等

如图所示是正点电荷周围的一条电场线，电场线上A、B两点的电场强度分别为E_A、E_B，电势分别为φ_A、φ_B。下列判断中正确的是

A．E_A> E_B, φ_A>φ_B          B．E_A< E_B, φ_A<φ_B

C．E_A> E_B, φ_A<φ_B          D．E_A= E_B, φ_A=φ_B

6. 难度：中等

如图所示，电源内阻不可忽略，电路中接有一小灯泡和一电动机。小灯泡L上标有“6V 12W”字样，电动机的线圈电阻R_M＝0.50Ω。若灯泡正常发光时，电源的输出电压为12V，此时（    ）

A．整个电路消耗的电功率为24W       B．电动机的热功率为12W

C．电动机的输出功率为12W           D．电动机的输入功率为12W

7. 难度：中等

如图所示，充电的平行板电容器两板间形成匀强电场，以A点为坐标原点，AB方向为位移x的正方向，能正确反映电势φ随位移x变化的图像是（    ）

8. 难度：中等

物理关系式不仅反映了物理量数量的关系，也确定了单位间的关系。如关系式F=ma既反映了力、质量和加速度之间的关系，也确定了N（力）与kg（千克）和ms^-2（米每二次方秒）的乘积等效。物理量单位：m（米）、s（秒）、N（牛）、W（瓦）、C（库）、A（安）、T（特），由它们组合成的单位与力的单位N（牛）等效的是（    ）

A．T•m²/s             B．T•A•m                C．W/m                D．C²/m²

9. 难度：中等

如图所示，a、b、c为纸面内等边三角形的三个顶点，在a、b两顶点处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向垂直于纸面向里，则c点的磁感应强度B的方向为（   ）

A．与ab边平行，竖直向上        B．与ab边平行，竖直向下

C．与ab边垂直，水平向右        D．与ab边垂直，水平向左

10. 难度：中等

某同学设计了一个电磁冲击钻，其原理示意图如图所示，若发现钻头M突然向右运动，则可能是（    ）

A．开关S由断开到闭合的瞬间

B．开关S由闭合到断开的瞬间

C．保持开关S闭合，变阻器滑片P加速向右滑动

D．保持开关S闭合，变阻器滑片P匀速向右滑动

11. 难度：中等

如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可以视为不变），R₁和R₂为定值电阻，R₃为光敏电阻，其阻值的大小随照射光强度的增强而减小。闭合开关S后，将照射光强度增强，则（    ）

A．电路的路端电压将增大         B．灯泡L将变暗

C．R₂两端的电压将增大           D．R₁两端的电压将增大

12. 难度：中等

如图所示，一个静止的质量为m、电荷量为q的粒子（重力忽略不计），经加速电压U加速后，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子打到P点，OP=x，能正确反映x与U之间关系的是（   ）

A．x与U成正比        B．x与U成反比

C．x与成正比       D．x与成反比

13. 难度：中等

如图所示，一刚性矩形铜制线圈从高处自由下落，进入一水平的匀强磁场区域，然后穿出磁场区域，则（   ）

A．若线圈进入磁场过程是匀速运动，则离开磁场过程一定是匀速运动

B．若线圈进入磁场过程是加速运动，则离开磁场过程一定是加速运动

C．若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程一定是加速运动

D．若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程一定是减速运动

14. 难度：中等

（4分）如图所示是电子射线管的示意图。接通电源后，电子射线由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线。要使荧光屏上的亮线向上（z轴正方向）偏转，在下列措施中可采用的是      

A．加一沿y轴正方向的磁场    B．加一沿y轴负方向的磁场

C．加一沿z轴正方向的磁场    D．加一沿z轴负方向的磁场

二、实验题

15. 难度：中等

（6分）在一次“用单摆测定重力加速度”的实验中，图甲中的O点是摆线的悬点，a、b两点分别是摆球的上沿和下沿，则该单摆的摆长l=___________m。乙图为测量周期用的秒表，长针转一周的时间为30s，表盘上部的小圆共30个小格，每小格30s。该单摆全振动n=50次时，表盘指针的位置如图乙所示，所用时间t=________s。用以上直接测量的物理量的符号表示重力加速度的计算式g=__________（不必代入具体数值）。

16. 难度：中等

（10分）某实验小组利用如图1所示的电路做“测量电池的电动势和内电阻”的实验。

（1）请你根据电路图，在图2所示的实物图上连线。

（2）该小组利用测量出来的几组电压和电流值画出了U—I图线如图3。根据图线求出电源的电动势E=__________，电源的内电阻r=___________。

（3）另一实验小组也做了“测量电池的电动势和内电阻”的实验，他们在实验室里找到了以下器材：

A．一节待测的干电池

B．电流表A₁（满偏电流3mA，内阻R_A1=10Ω）

C．电流表A₂（0～0.6A，内阻R_A2=0.1Ω）

D．滑动变阻器R₁（0～20Ω，10A）

E．定值电阻R₀（1190Ω）

F．开关和导线若干

某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但提供了两块电流表，于是他设计了如图4所示的电路，并进行实验。该同学测出几组电流表A₁、A₂的数据I₁、I₂，利用测出的数据画出I₁－I₂图像，则由图像可得被测干电池的电动势E=________V，内电阻r=________Ω。

  

三、计算题

17. 难度：中等

（6分）用两根长度均为L的绝缘细线各系一个小球，并悬挂于同一点。已知两小球质量均为m，当它们带上等量同种电荷时，两细线与竖直方向的夹角均为θ，如图所示。若已知静电力常量为k，重力加速度为g。求：

（1）小球所受拉力的大小；

（2）小球所带的电荷量。

18. 难度：中等

（7分）某同学自制一电流表，其原理如图所示。质量为m的均匀细金属杆MN与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧的劲度系数为k，在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。MN的右端连接一绝缘轻指针，可指示出标尺上的刻度。MN的长度大于ab，当MN中没有电流通过且处于静止时，MN与矩形区域的ab边重合，且指针指在标尺的零刻度；当MN中有电流时，指针示数可表示电流强度。MN始终在纸面内且保持水平，重力加速度为g。

（1）当电流表的示数为零时，求弹簧的伸长量；

（2）为使电流表正常工作，判断金属杆MN中电流的方向；

（3）若磁场边界ab的长度为L₁，bc的长度为L₂，此电流表的量程是多少？

19. 难度：中等

（8分）如图所示，在水平面内固定着足够长且光滑的平行金属轨道，轨道间距L=0.40m，轨道左侧连接一定值电阻R=0.80Ω。将一金属直导线ab垂直放置在轨道上形成闭合回路，导线ab的质量m=0.10kg、电阻r=0.20Ω，回路中其余电阻不计。整个电路处在磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，B的方向与轨道平面垂直。导线ab在水平向右的拉力F作用下，沿力的方向以加速度a=2.0m/s²由静止开始做匀加速直线运动，求：

（1）5s末的感应电动势大小；

（2）5s末通过R电流的大小和方向；

（3）5s末，作用在ab金属杆上的水平拉力F的大小。

20. 难度：中等

（10分）如图所示，一个质量m=2.0×10^-11kg、电荷量q=1.0×10^-5C的带电粒子（重力忽略不计），从静止开始经U₁=100V电场加速后，沿两平行金属板间中线水平进入电压U₂=100V的偏转电场，带电粒子从偏转电场射出后，进入垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的左右边界均与偏转电场的金属板垂直。已知偏转电场金属板长L=20cm、两板间距，匀强磁场的宽度D=10cm。求：

（1）带电粒子进入偏转电场时的速度v₀；

（2）带电粒子射出偏转电场时速度v的大小和方向；

（3）为了使带电粒子不从磁场右边界射出，匀强磁场磁感应强度的最小值B。

21. 难度：中等

（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。质量为m的的带正电小球B静止在水平轨道上，质量为2m的带正电小球A从LM上距水平轨道高为h处由静止释放，在A球进入水平轨道之前，由于A、B两球相距较远，相互作用力可认为是零，A球进入水平轨道后，A、B两球间相互作用视为静电作用。带电小球均可视为质点。已知A、B两球始终没有接触。重力加速度为g。求：

（1）A、B两球相距最近时，A球的速度v；

（2）A、B两球相距最近时，A、B两球系统的电势能E_P；

（3）A、B两球最终的速度v_A、v_B的大小。