1、2013届北京市朝阳区高三上学期期末考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 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 答案： B 试题分析：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，这位科学家是库仑， 所以 B正确 考点：本题考查物理学史。 （ 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
2、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 答案： B 试题分析：若加一沿 y轴正方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿 z轴负方向，亮线向下偏转，故 A错误若加一沿 y轴负方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿 z轴正方向，亮线向上偏转，故 B正确若加一沿 z轴正方向的磁场，电子不受磁场力作用，亮线不偏转，故 C错误若加一沿 z轴负方向的磁场，电子不受磁场力作用，亮线不偏转，故 D错误 考点：本题考查洛伦兹力。 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
3、（ ） 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 答案： D 试题分析：线圈从高处自由下落，以一定的速度进入磁场，会受到重力和安培力线圈全部进入磁场后只受重力，在磁场内部会做一段加速运动所以线圈出磁场时的速度要大于进磁场的速度若线圈进入磁场过程是匀速运动，说明重力等于安培力，离开磁场时安培力大与重力，就会做减速运动故 A错误若线圈进入磁场过程是加速运动，说明重力大于安培力，离开磁场时安培力
4、变大，安培力与重力大小关系无法确定，故 B错误若线圈进入磁场过程是减速运动，说明重力小于安培力，离开磁场时安培力变大，安培力仍然大于重力，所以也是减速运动故 C错误； D正确 考点：本题考查导体切割磁感线、牛顿运动定律。 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 答案： C 试题分析：带电粒子在电场中加速运动，根据动能定理得： ，解得：，进入磁场后做匀速圆周运动，根
5、据洛伦兹力提供向心力，则有：解得： 。粒子运动半个圆打到 P点，所以即 x与 成正比 考点：本题考查动能定理、带电粒子在电磁场中的运动。 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 答案： D 试题分析：光敏电阻光照增强，故光敏电阻的阻值减小，电路中的总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可得，电路中电流增大，所以电源内阻的电压增大，所以路
6、端电压减小，所以 A错误； 因电路端电压减小，同时 R1两端的电压增大，故并联电路部分电压减小，则流过 R2的电流减小，而总电流增大，所以通过灯泡 L的电流增大，所以 L变亮，故 B错误；流过 R2的电流减小，所以 R2两端的电压将减小，故 C错误；电路中电流增大，所以 R1两端的电压增大，故 D正确； 考点：本题考查闭合电路的欧姆定律。 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 答案：
7、 A 试题分析：开关 S由断开到闭合的瞬间，穿过 M的磁通量变大，为阻碍磁通量变大，钻头向右运动，故 A正确；开关 S由闭合到断开的瞬间，穿过 M的磁通量减小，为阻碍磁通量的减小，钻头向左运动，不符合题意，故 B错误；保持开关 S闭合，变阻器滑片 P加速向右滑动，穿过 M的磁通量减小，为阻碍磁通量减小，钻头向左运动，不符 合题意，故 C错误；保持开关 S闭合，变阻器滑片 P 匀速向右滑动，穿过 M 的磁通量减小，为阻碍磁通量减小，钻头向左运动，不符合题意，故 D错误； 考点：本题考查产生感应电流的条件、楞次定律。 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
8、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 答案： B 试题分析：解：根据右手螺旋定则， a电流产生的磁场垂直于 ac， b电流产生的磁场垂直于 bc，如图， 根据平行四边形定则，则合场强的方向竖直向下，与 ab 边平行故 B正确， A、C、 D错误 考点：本题考查右手定则、磁场的叠加。 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
9、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 答案： B 试题分析：由公式： F=BIL， F的单位： N， B单位： T， I单位： A， L的单位是： m，可知： 1N=1T A m，故 A错误， B正确； W是功率单位， m是长度单位， W/m不可能表示 N，故 C错误；根据库伦定律 知， k是有单位的，可知， C2/m2不能表示 N，故 D错误 考点：本题考
10、查力学单位制。 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 随位移 x变化的图像是（ ） 答案： C 试题分析：方法一：沿电场线的方向电势逐渐降低， A、 B错误；在匀强电场中电势与场强的关系为 U=Ed，呈线性关系，故 C正确； D错误 方法二：设距离 A点为 x的位置的电势为 ，则 （ 为 AB连线与电场线的夹角），即 ，图线如 C图所示。 考点：本题考查电势、匀强电场中电势差与场强的关系。 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 RM 0.50。
11、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 答案： D 试题分析：已知电路电流，由于不知电源电动势，无法求出整个电路消耗的电功率，故 A错误；因灯泡正常发光，所以电流中电流 ，故电动机热功率 ，所 B错误；根据题意知电动机电压为，电动机的输出功率 ，故 C错误；输出功率为 ，所以 D正确。 考点：本题考查非纯电阻电路中电功、电热的计算。 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 EA、 EB，电势分别为 A、 B。下列判断中正确
12、的是 A EA EB, AB B EA EB, AB D EA= EB, A=B 答案： A 试题分析：正点电荷周围的电场线是向外扩散状，所以左边的电场线比右边的电场线密集，所以 EA EB，沿着电场线方向电势是降低，所以 A B 考点：本题考查电场线、电场强度与电势。 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 4HZ 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 答案： C 试题分析：由乙图知， t=0时刻，质点 b向上运动，在甲图
13、上，由波形的平移可知，该波沿 x轴正方向传播故 A 错误由乙图知，质点的振动周期为 T=0.5s，则频率为 f=2Hz，故 B错误由甲图知，波长 =4m，则波速为 ，故 C正确 a质点和 c质点的平衡位置相距半个波长，振动情况总是相反，所以在振动过程中任意时刻的位移都相反，故 D错误 考点：本题考查波动图像、振动图像。 一列简谐横波沿 x轴正方向传播，其振幅为 A，波长为 ，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 (， 0)，则 t= 时刻，该质点的坐标为（ ） A（ ， 0） B（ ， -A） C（ ， A） D（ ， -A） 答案： B 试题分析：根据上下坡法，由图知
14、，坐标为 (， 0)的质点 0时刻沿 y轴负方向振动，所以 时到达波谷，所以坐标为（ ， -A），故 B正确； A、 C、 D错误。 考点：本题考查机械波。 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 答案： C 试题分析：振子向平衡位置运动的过程中位移逐渐减小，回复力与位移成正比，故回复力也逐渐减小，所以 A错误； B错误；在振子向着平衡位置运动的过程中回复力做正功，故速度逐渐增大，所以 C正确；回复力逐渐减小，故加速度逐渐减小，所以 D错误。 考点：本
15、题考查弹簧振子的简谐运动。 实验题 （ 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 UI 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 RA1=10） C电流表 A2（ 0 0.6A，内阻 RA2=0.1） D滑动变阻器 R1（ 0 20， 10A） E定值电阻 R
16、0（ 1190） 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=_。 答案： (1)如图所示 （ 2） U0 （ 3） 1.5 0.6 试题分析：解（ 1）根据电路图连接实物电路图，如图所示（ 2）由图 3所示可知，电源电动势为 U0，电源内阻 （ 3）由图 5所示可知， I1=1.25mA， I2=0.5A，电源电动势 E=I1（ RA1+R0） =1.2510-3（ 10
17、+1190） =1.5V；电源内阻 . 考点：本题考查测量电源的电动势和内阻。 （ 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）。 答案： .9160（ 0.9159 0.9161） t=96.3s 试题分析：解：摆长为悬挂点到球心的距离，故 ；秒表
18、大盘可以看出是 30s的 3倍多，小盘读数 6.3s，故总时间为：t=30s3+6.3s=96.3s；单摆周期公式 ，根据实验有 ；故重力加速度为： . 考点：本题考查用单摆测定重力加速度 . 计算题 （ 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 ，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。 答案：（ 1） （ 2） 试题分析：（ 1）对小球进行受力分析，如图所示。 设绳子对小球的拉力为 T， （ 2）设小球在水平方向受到
19、库仑力的大小为 F， 又因为： 所以 考点：本题考查库仑定律、物体的平衡。 （ 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；
20、（ 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？ 答案：（ 1） （ 2） M N （ 3） 试题分析：（ 1）设当电流表示数为零时，弹簧的伸长 量为 ，则有 （ 2分） （ 2）根据左手定则，金属杆中的电流方向为： M N （ 2分） （ 3）设电流表满偏时通过 MN 的电流为 Im，则有： （ 3分） 考点：本题考查左手定则、物体的平衡。 （ 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=0.80。将一金属直导线 ab垂直放置
21、在轨道上形成闭合回路，导线 ab的质量 m=0.10kg、电阻 r=0.20，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。 答案：（ 1） 2V （ 2） 2.0A （ 3） 0.6N 试题分析：（ 1）由于导体棒 ab做匀加速直线运动，设它在第 5s末速度为 v，所以 根据法拉第电磁感应定律：
22、（ 2分） （ 2）根据闭合电路欧姆定律： 方向 （ 3分） （ 3）因为金属直导线 ab做匀加速直线运动，故 其中： （ 3分） 考点：本题考查法拉第电磁感应定律、牛顿第二定律等，意在考查学生的综合分析能力。 （ 10分）如图所示，一个质量 m=2.010-11kg、电荷量 q=1.010-5C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
23、： （ 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。 答案：（ 1） （ 2） （ 3）试题分析：（ 1）带电粒子在加速电场中，由动能定理： 解得： （ 2分） （ 2）带电粒子在偏转电场中做水平方向的匀速直线运动，和竖直方向的匀加速直线运动。 飞出电场时，速度偏转角的正切值为： 带电粒子射出偏转电场时速度的大小： （ 4分） （ 3）带电粒子不从磁场右边界射出，则其最大半径的运动轨迹如图 所示，设带电粒子在磁场中运动的最大半径为 r，由几何关系有： 洛伦兹力提供向心力
24、： 联立可得： 代入数据： （ 4分） 考点：本题考查带电粒子在电磁场中的运动，意在考查学生的综合分析能力。 （ 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
25、度 v； （ 2） A、 B两球相距最近时， A、 B两球系统的电势能 EP； （ 3） A、 B两球最终的速度 vA、 vB的大小。 答案：（ 1） （ 2） （ 3）试题分析：（ 1）对 A球下滑的过程，根据动能定理：当 A球进入水平轨道后， A、 B两球组成的系统动量守恒，当 A、 B相距最近时，两球速度相等。所以有： （ 3分） （ 2）根据能的转化和守恒定律： （ 3分） （ 3）当 A、 B相距最 近之后，由于静电斥力的相互作用，它们将会相互远离，当它们相距足够远时，它们之间的相互作用力可视为零，电势能也视为零，它们就达到最终的速度，该过程中， A、 B两球组成的系统动量守恒、能量也守恒。 ； 得： （ 4分） 考点：本题考查动量守恒、能量守恒，意在考查学生的综合能力。
