海淀区2015高三物理期末试题

海淀区高三年级第一学期期末练习参考答案及评分标准物理2015.1一、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符合题意的，有的小题有多个选项是符合题意的。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。题号12345678910答案DABBDACDCBCADCD二、本题共2小题，共15分。11．（6分）（1）①○5③④（2分）；（2）130（2分）；（3）偏小（2分）12．（9分）（1）B；F（2分）（2）如答图1所示（3分）；（3）5.0（2分）说明：5同样得分；（4）甲、丙（2分）；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。说明：计算题提供的参考解答，不一定都是惟一正确的。对于那些与此解答不同的正确解答，同样得分。13．（8分）（1）小球受重力mg、电场力F和拉力T，其静止时受力如答图2所示。根据共点力平衡条件有：F=mgtan37=0.75N（2分）（2）设小球到达最低点时的速度为v，小球从水平位置运动到最低点的过程中，根据动能定理有：mgl–Fl=21mv2（2分）解得：v=)37tan1(2gl=1.0m/s（1分）（3）设小球通过最低点C时细线对小球的拉力大小为T′。根据牛顿第二定律有：T′－mg=lvm2（2分）解得：T′=1.5N（1分）14．（8分）（1）设磁感应强度为B1。根据安培定则可知安培力沿导轨平面向上，金属杆ab受力如答图3。根据平衡条件对金属杆ab有：sin1mgILB（1分）解得：ILmgBsin1（1分）ARVES答图1θmg答图3NF37mg答图2TF（2）金属杆ab对导轨压力为零，则金属杆ab只受重力和安培力。根据平衡条件对金属杆ab有：mgILB2（1分）解得：ILmgB2（1分）根据安培定则可知磁场方向垂直金属杆ab水平向右。（1分）（3）根据安培定则可知安培力沿导轨平面向上，当金属杆ab受到的静摩擦力沿斜面向下，且为最大值时，磁感应强度值达到最大，设为B3。金属杆ab受力如答图4。（1分）根据平衡条件对金属杆ab有：3sincosBILmgmg（1分）解得：3sincosmgmgBIL（1分）15．（9分）（1）线圈产生感应电动势的最大值Em=nBωab×bc（1分）解得：Em=150V（1分）感应电动势随时间变化的表达式e=Emsinωt=150sin300t（V）（或150sin100πt）（1分）（2）线圈中感应电动势的有效值2752mEEV（或106V）（1分）电流的有效值2152.08.4275rREIA交流发电机的输出功率即为电阻R的热功率P=I2R=2.16×103W（2分）（3）根据法拉第电磁感应定律有：tSBntnE（1分）trRSnBrREI)(根据欧姆定律有：（1分）解得：C10.0tIq（1分）16．（10分）（1）设电子经过加速电场加速后速度大小为v。电子在电场、磁场共存的P和P'区域内做匀速直线运动，因此有：dUeevB（2分）解得：BdUv（1分）（2）对于电子经过加速电场过程，根据动能定理有2021mveU（2分）解得：02222UdBUme（1分）（3）设电子在P和P'区域内只有偏转电场时，运动的加速度为a，时间为t，离开偏转电场时的侧移量为y，偏转的角度为θ。根据运动学公式有：221aty（1分）θmg答图4NFf根据牛顿第二定律有：mdeUa（1分）电子在P和P′区域内运动时间：vLt1联立解得：mUdBeLmdveULy22221221（1分）由于21122tanLLhLyvvxy，所以hLLLy2112联立解得：dBLLLUhme2121)2(2（1分）17．（10分）（1）设经过电子枪加速电场加速后，电子的速度大小为v。根据动能定理有：212eUmv（2分）解得：2eUvm（1分）（2）设电子在磁场中做圆运动的半径为R，运动轨迹如答图5所示。根据几何关系有：tan2rR（1分）洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有：2mvevBR（1分）由题知0BNI解得：063meUIreN（1分）（3）设线圈中电流为0.5I0时，偏转角为1，此时电子在屏幕上落点距M点最远。此时磁感应强度100.52BBNI，轨迹圆半径11223mvRRreB（1分）1113tan2623rR（1分）电子在屏幕上落点距M点最远距离LLy1134tan1（1分）vvrBOθ答图5O1R亮线长度83211YyL（1分）18．（10分）（1）金属棒cd做匀速直线运动，受平衡力F=F安=BIL在t时间内，外力F对金属棒cd做功W=Fvt=F安vt=BILvt=tRvLB3222（1分）金属棒cd的感应电动势E=BLv电路获得的电能E电=Eq=EIt=BILvt=tRvLB3222即F对金属棒cd所做的功等于电路获得的电能E电（1分）（2）①撤去F′时，cd棒的速度大小为v1=at0（1分）当ab、cd的速度相等时，回路中的电流为零，两棒开始做匀速直线运动。因为ab、cd棒受到的安培力等大反向，所以系统的动量守恒。设它们达到相同的速度为v2，则：mv1=2mv2（1分）根据能量守恒定律，回路中产生的焦耳热总量为：Q=222122121mvmv（2分）金属棒ab产生的焦耳热：Q1=Q32=20261tma（1分）②解法1：设从撤去F′到ab、cd棒的刚好达到相同速度的过程中的某时刻，ab、cd的速度差为∆v，则此时回路中产生的感应电动势Ei=txBLt=BL∆v此时回路中的感应电流Ii=RvBLRE3总（1分）此时ab棒所受安培力Fi=BIiL=RvLB322对ab棒根据动量定理有：Fi∆t=m∆v2对从撤去F′到ab、cd棒刚好达到相同速度的过程求和则有：niitRvLB1223=mv2，即xRLBtvRLBnii3322122=mv2（1分）又因v2=v1/2=at0/2所以解得最大距离改变量x=22023LBRmat（1分）解法2：对ab棒由动量定理得niiitLBI1=mv'（1分）解得q=BLmv'=BLmat20设两金属棒间的距离改变了x，由法拉第电磁感应定律平均感应电动势txBLE回路的平均电流为tRxBLI3（1分）通过金属棒的电荷量q=tI=RxBL3=BLmat20解得：x=22023LBRmat（1分）新课标第一网系列资料