北京市朝阳区2017～2018学年度第一学期期末质量检测
高三年级物理试卷 2018．1
（考试时间90分钟 满分100分）
第一部分（选择题 共39分）
本部分共13小题，每小题3分，共39分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。把答案用2B铅笔填涂在答题卡上。
1．真空中有两个静止的点电荷，它们之间静电力的大小为F。如果保持这两个点电荷之间的距离不变，而将它们的电荷量都变为原来的，那么它们之间静电力的大小变为
A． B． C．4F D．16F
2．如图所示，把一根柔软的金属弹簧悬挂起来，弹簧静止时，它的下端刚好跟槽中的水银接触。通电后，关于弹簧，下列说法中正确的是
A．弹簧始终不动
B．弹簧不断上下振动
C．弹簧向上收缩后，保持静止
D．弹簧向下伸长后，保持静止
3．电阻R1、R2与交流电源按照图1方式连接，R1=10Ω，R2=20Ω。闭合开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图2所示。则
图1 图2
A．通过R1的电流有效值是1.0A B．通过R2的电流最大值是A
C．R1两端的电压有效值是5V D．R2两端的电压最大值是V
4．如图所示，电路中的变压器为理想变压器，R为滑动变阻器，U1为加在原线圈两端的交流电压，I1为原线圈中的电流，U2为副线
圈两端的交流电压，I2为副线圈中的电流，P2为滑动变阻器上消耗的电功率。若U1保持不变，改变滑动变阻器滑片的位置，下列说法中正确的是
A．P2保持不变 B．U2保持不变
C．I1保持不变 D．I2保持不变
5．如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一带电粒子从坐标原点O处以速度v沿y轴正方向进入磁场，最后从P（a，0）射出磁场。不计粒子重力，该带电粒子的电性和比荷是
A．正电荷，
B．负电荷，
C．正电荷，
D．负电荷，
N
M
Q
6．如图所示，Q为真空中固定的点电荷，虚线表示该点电荷周围的等势面。一个带正电的粒子经过该电场，它的运动轨迹如图中实线所示，M和N是轨迹上的两点。不计带电粒子受到的重力，下列说法中正确的是
A．此粒子在M点的加速度大于在N点的加速度
B．此粒子在M点的电势能大于在N点的电势能
C．此粒子在M点的动能小于在N点的动能
D．电场中M点的电势低于N点的电势
7．如图1所示，闭合线圈放在匀强磁场中，t=0时磁场方向垂直线圈平面向里，磁感应强度B随时间t的变化关系如图2所示。在0～2s内，线圈中感应电流
A．逐渐增大，方向为逆时针
B．逐渐减小，方向为顺时针
C．大小不变，方向为顺时针
D．大小不变，方向为先顺时针后逆时针
8．在如图所示的电路中，闭合开关后，当滑动变阻器R1的滑片P向a端移动时
A．A1、A2的示数都减小
B．A1、A2的示数都增大
C．A1的示数增大，A2的示数减小
D．A1的示数减小，A2的示数增大
9．如图所示的电路中，a、b是两个完全相同的灯泡，L为自感线圈（直流电阻不计），E为电源，S为开关。下列说法中正确的是
A．闭合开关，a、b同时亮
B．闭合开关，a先亮，b后亮
C．断开开关，a、b过一会儿同时熄灭
D．断开开关，b先熄灭，a闪亮后熄灭
10．如图所示，空间中存在一匀强磁场区域，磁场方向与竖直面（纸面）垂直，MM'和NN'是匀强磁场区域的水平边界，纸面内磁场上方有一个正方形导线框abcd，ab边与MM'和NN'平行，边长小于MM'和NN'的间距。若线框自由下落，在ab边从MM'运动到NN'的过程中，关于线框的运动，下列说法中正确的是
A．一定始终做减速运动 B．一定始终做加速运动
C．可能先减速后加速 D．可能先加速后减速
11．如图所示，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面向里。三个带负电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为ma、mb、mc。已知在该区域内，a在纸面内向左做匀速直线运动，b在纸面内做匀速圆周运动，c在纸面内向右做匀速直线运动。下列关系式中正确的是
A． B．
C． D．
12．某同学利用一块表头和三个定值电阻设计了如图所示的电表，该电表有1、2两个量程。关于该电表，下列说法中正确的是
A．测电压时，量程1一定小于量程2，与R1、R2和R3的阻值无关
B．测电流时，量程1一定大于量程2，与R1、R2和R3的阻值无关
C．测电压时，量程1与量程2间的大小关系与R1、R2和R3的阻值有关
D．测电流时，量程1与量程2间的大小关系与R1、R2和R3的阻值有关
13．如图所示，两光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为d，其左端接阻值为R的定值电阻，整个装置处在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，一质量为m的导体棒MN垂直于导轨放置，且接触良好。现给导体棒MN一水平向右的初速度v1，经过时间t，导体棒MN向右运动的距离为x，速度变为v2。不计金属导轨和导体棒MN的电阻。甲、乙两位同学根据以上条件，分别求解在时间t内通过电阻R的焦耳热Q，具体过程如下：
甲同学：
在这段时间内，导体棒MN切割磁感线的感应电动势
所以
乙同学：
在导体棒向右运动的过程中，导体棒损失的动能最终转化为电阻R的焦耳热，则有
A．两位同学的解法都正确
B．两位同学的解法都错误
C．甲同学的解法正确，乙同学的解法错误
D．甲同学的解法错误，乙同学的解法正确
第二部分（非选择题 共61分）
本部分共8小题，共61分。把答案填在答题卡相应的位置。
14．（2分）
用示波器观察某交流信号时，显示屏上显示如图所示的波形。若要使该波形移动到显示屏的中央，只需调节______。
A．X增益旋钮
B．Y增益旋钮
C．水平位移旋钮
D．竖直位移旋钮
15．（6分）
在“用多用电表测电阻、电流和电压”的实验中。
（1）在用多用电表测电流或电阻的过程中，下列说法中正确的是________。（多选）
A．在测量电阻时，更换倍率后必须重新进行欧姆调零
B．在测量未知电阻时，必须先选择倍率最大挡进行试测
C．在测量未知电流时，必须先选择电流最大量程进行试测
（2）测量时，多用电表的指针指在如图所示位置。若选择开关处于“10V”挡，其读数为______V；若选择开关处于“×10”挡，其读数为______Ω。
16．（12分）
在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为_____mm。
图1
（2）用伏安法测金属丝的电阻Rx（约为5Ω）。现有电池组（电动势3V，内阻约1Ω）、滑动变阻器R（0～20Ω，额定电流2A）、开关、导线若干，以及下列电表：
A．电流表（0～3A，内阻约0.025Ω）
B．电流表（0～0.6A，内阻约0.125Ω）
C．电压表（0～3V，内阻约3kΩ）
D．电压表（0～15V，内阻约15kΩ）
为减小测量误差，该实验中，电流表应选用_____，电压表应选用_____。（选填器材前的字母）
（3）图2是测量Rx的实验器材的电路图，请根据图2，补充完成图3中实物间的连线。
图2 图3
（4）以U为纵坐标，I为横坐标，利用实验数据做出如图4所示的U-I图像。由图线得到金属丝的阻值Rx=________Ω（保留两位有效数字）。
图4
（5）实验中，在不损坏电表的前提下，随着滑动变阻器滑片移动距离x的增加，电池组的总功率P也会发生变化。图5的各示意图中正确反映P-x关系的是______。
A B C D
图5
17．（7分）
如图所示，长为l的轻质绝缘细绳上端固定，下端连接一个电荷量为- q的小球（可视为质点），小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角为θ。已知小球的质量为m，重力加速度为g。求：
（1）电场强场E的大小；
（2）将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小。
18．（7分）
如图所示，两平行金属板间的电势差为U，金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场。电荷量为+q、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并垂直磁场边界从O点进入磁场，经历半个圆周打在P点。忽略重力的影响，求：
P
（1）粒子从电场射出时速度v的大小；
（2）O、P两点间的距离l。
19．（7分）
如图所示，两光滑平行金属导轨固定在倾角为θ的同一斜面内，间距为l，其下端有内阻为r的电源，整个装置处在垂直导轨平面向下，磁感应强度为B的匀强磁场中，一质量为m、电阻为R的导体棒ab垂直导轨放置在导轨上，接触良好，且保持静止状态。不计导轨电阻。已知重力加速度为g。求：
（1）导体棒所受安培力F的大小和方向；
（2）电源的电动势E。
20．（10分）
如果场源是多个点电荷，电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电
场强度的矢量和，电场中某点的电势为各个点电荷单独在该点产生电势的代数和。
若规定无限远处的电势为零，真空中点电荷周围某点的电势φ可表示为，其中k为静电力常量，Q为点电荷的电荷量，r为该点到点电荷的距离。
（1）如图1所示，M、N是真空中两个电荷量均为+Q的固定点电荷，M、N间的距离为d，OC是MN连线中垂线，°。已知静电力常量为k，规定无限远处的电势为零。求：
a．C点的电场强度；
b．C点的电势。
（2）如图2所示，一个半径为R、电荷量为+Q的均匀带电细圆环固定在真空中，环面水平。一质量为m、电荷量- q的带电液滴，从环心O正上方D点由静止开始下落。已知D、O间的距离为，静电力常量为k，重力加速度为g。求液滴到达O点时速度v的大小。
图1 图2
21．（10分）
图1
电磁缓速器是应用于车辆上以提高运行安全性的辅助制动装置，其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓车辆的速度。电磁阻尼作用可以借助如下模型讨论：如图所示，将形状相同的两根平行且足够长的铝条固定在光滑斜面上，斜面与水平方向夹角为θ。一条形磁铁滑入两铝条间，恰好以速度v0匀速下滑，穿过时磁铁两端面与两铝条的间距始终保持恒定，其引起电磁感应的效果与磁铁不动、铝条相对磁铁运动相同。磁铁端面是底边为2d，高为d的长方形，由于磁铁距离铝条很近，磁铁端面正对两铝条区域的磁场均可视为匀强磁场，磁感应强度为B，铝条的高度大于d，宽度为b，电阻率为ρ。为研究问题方便，铝条中只考虑与磁铁正对部分的电阻和磁场，其他部分电阻和磁场可忽略不计，假设磁铁进入铝条间以后，减少的机械能完全转化为铝条的内能，重力加速度为g。
（1）求一侧铝条中与磁铁正对部分的感应电动势E；
（2）求条形磁铁的质量m；
（3）在其他条件不变的情况下，仅将两铝条更换为宽度（）为的铝条，磁铁仍以速度v0进入铝条间，请在图2中定性画出磁铁速度v随时间t变化关系的图线（规定沿斜面向下为正方向）。
图2
北京市朝阳区2017～2018学年度第一学期期末质量检测
高三年级物理参考答案 2018．1
第一部分（选择题 共39分）
本部分共13小题，每小题3分，共39分。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
答案
A
B
C
B
D
D
C
A
C
C
A
B
D
第二部分（非选择题 共61分）
本部分共8小题，共61分。把答案填在答题卡相应的位置。
14．D…………………………………………………………………………………………（2分）
15．（1）AC …………………………………………………………………………………（2分）
（2）5.0 …………………………………………………………………………………（2分）
……………………………………………………………………………（2分）
16．（1）0.400………………………………………………………………………………（2分）
（2）B……………………………………………………………………………………（2分）
C……………………………………………………………………………………（2分）
（3）如下图所示…………………………………………………………………………（2分）
（4）4.4～4.6……………………………………………………………………………（2分）
（5）B……………………………………………………………………………………（2分）
17．（7分）
解：（1）小球的受力情况如图所示。因为小球静止，则有
所以 ……………………………………（3分）
（2）将电场撤去后，小球向下摆动，取最低点的重力势能为零，根据机械能守恒定律有
所以 …………………………………………………（4分）
18．（7分）
解：（1）根据动能定理有
所以 ……………………………………………………………（3分）
（2）根据牛顿第二定律有
则
所以 …………………………………………………（4分）
19．（7分）
解：（1）由题意可知，导体棒所受安培力F的方向沿斜面向上。导体棒的受力情况如图所示，根据牛顿第二定律有
所以 ……………………………………（4分）
（2）因为
所以 ………………………………………………（3分）
20．（10分）
解：（1）a．由几何关系可知，C、M间的距离
M在C点产生的电场强度
，方向与x轴正方向成30°
由叠加原理和对称性可知，C点的场强
，方向为由O指向C …………………（3分）
b．若规定无限远电势为零，M和N在C点产生的电势
由叠加原理可知，C点的电势
………………………………………………（3分）
（2）把圆环分成若干等份，每一份都足够小，可视为点电荷。设每一份的电荷量为。研究其中任意一份，它与D点的距离，它在D产生的电势
由对称性和叠加原理可知，圆环在D点的电势
同理可求得，圆环在O点的电势
所以D、O两点间的电势差
在液滴从D到O的过程中，根据动能定理有
所以 …………………………………………………（4
分）
21．（10分）
解：（1）一侧铝条中与磁铁正对部分的感应电动势
…………………………………………………………（2分）
（2）根据电阻定律，一侧铝条与磁铁正对部分的电阻
根据欧姆定律有，铝条正对部分中的电流
一侧铝条受到的安培力
根据牛顿第三定律有，一侧铝条对磁铁的作用力，此力阻碍磁铁的运动，方向沿斜面向上。取磁铁为研究对象，根据牛顿第二定律
所以 ……………………………………………………（5分）
（3）磁铁速度v随时间t变化关系的图线如图所示……………………………（3分）
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