北京市朝阳区2014～2015学年第一学期高三年级期末考试物理试题及答案

16．（8分）

某同学用如图15所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压可为6V的交流电或直流电。重锤从高处由静止开始下落，重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量分析，即可验证机械能守恒定律。 （1）他进行了下面几个操作步骤：

A．按照图示的装置安装器材；

B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上； C．用天平测出重锤的质量； D．先接通电源，后释放纸带；

E．在纸带上选取计数点，并测量计数点间的距离；

F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。 其中没有必要进行的步骤是_________，操作不当的步骤是_________。

（2）实验中，他挑出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图16所示。其中O点为起

始点，A、B、C、D、E、F为六个计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.02s。根据这些数据，当打点计时器打B点时重锤的速度vB=_________m/s。（保留三位有效数字）

图15

图16

v2（3）他根据纸带算出各点的速度v，测量出下落距离h，并以为纵轴、以h为横轴画

2出图像。考虑阻力的影响，图像应是图17中的_______。

A B C D

图17

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三、本题共5小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。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。把答案填在答题卡相应的位置。 17．（6分）

在如图18所示的电路中，电源的电动势E=6.0V，内电阻r=1.0Ω，外电路的电阻R=2.0Ω。闭合开关S后，求： （1）电路中的电流I； （2）电源的输出功率P。

18．（7分）

如图19所示，Y和Y′是真空中一对水平放置的平行金属板，板间距离为d，板长为L，两板间电势差为U，板间电场可视为匀强电场。现有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子，以水平初速度v0射入板间。已知该粒子能射出金属板，不计粒子重力。求： （1）带电粒子射出金属板时速度v的大小；

（2）在带电粒子通过平行金属板的过程中，电场力所做的功W。

19．（7分）

如图20所示，MN和PQ是同一水平面内的平行光滑金属导轨，相距L=0.50m。CD和EF是置于导轨上的两根金属棒，它们的质量均为m=0.10kg，电阻均为r=1.0Ω，其余电阻可忽略不计。整个装置处在磁感应强度B=1.0T、方向竖直向下的匀强磁场中。某时刻，金属棒CD突然获得一个瞬时冲量，以v=4.0m/s的速度开始向右运动，求： （1）金属棒EF所能达到的最大速度vm； （2）在整个过程中，金属棒EF产生的热量Q。

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图20 图19

图18

20．（9分）

如图21所示，在x≤l、y≥0范围内有一匀强磁场，方向垂直纸面向里；在x≤l、y≤0范围内有一电场强度为E的匀强电场，方向沿y轴负方向。质量为m、电荷量为-q的粒子从y轴上的M点由静止释放，粒子运动到O点时的速度为v。不计粒子重力。 （1）求O、M两点间的距离d；

（2）a．如果经过一段时间，粒子能通过x轴上的N点，O、N

两点间的距离为b（b

b．如果粒子运动到O点的同时，撤去电场。要使粒子能

再次通过x轴，磁感应强度B应满足什么条件？

21．（12分）

如图22所示，两根电阻不计的平行光滑金属导轨MN、PQ固定于水平面内，导轨间距d=0.40m，一端与阻值R=0.15Ω的电阻相连。导轨间x≥0一侧存在一个方向与导轨平面垂直的磁场，磁感应强度沿x方向均匀减小，可表示为B?0.50(4?x)(T)。一根质量m=0.80kg、电阻r=0.05Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直。棒在外力作用下从x=0处以初速度v0=0.50m/s沿导轨向右运动。已知运动过程中电阻上消耗的功率不变。

图21

（1）求金属棒在x=0处时回路中的电流； （2）求金属棒在x=2.0m处速度的大小； （3）金属棒从x=0运动到x=2.0m的过程中：

图22 图23

a．在图23中画出金属棒所受安培力FA随x变化的关系图线； b．求外力所做的功。

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北京市朝阳区2014～2015学年高三年级第一学期期末统一考试

物理学科试卷参考答案

一、本题共13小题，每小题3分，共39分。

题号 答案

1 C 2 A 3 B 4 C 5 A 6 D 7 D 8 B 9 D 2015．1

11 D 12 B 13 C 10 C 二、本题共3小题，共20分。 14．（1）0.600??????????????????????????????（2分） （2）A????????????????????????????????（2分） 15．（1）②T???????????????????????????????（1分） 右???????????????????????????????（1分） ③×100 ?????????????????????????????（2分） 需要??????????????????????????????（2分） （2）B????????????????????????????????（2分） 16．（1）C????????????????????????????????（2分） B????????????????????????????????（2分） （2）1.84???????????????????????????????（2分） （3）B????????????????????????????????（2分）

三、本题共5小题，共41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。 17．（6分） 解：（1）根据闭合电路欧姆定律

E ?2.0A?????????????????????（3分）

R?r （2）电源的输出功率

I?P?I2R?8.0W?????????????????????? （3分）

18．（7分） 解：（1）金属板间匀强电场的场强

U d在平行于金属板的方向，带电粒子以速度v0做匀速直线运动

Lt? v0

E?在垂直于金属板的方向，带电粒子做初速度为零的匀加速运动。根据牛顿第二定律，粒子的加速度

qEqU ?mmd所以粒子射出金属板时，在垂直金属板方向的分速度

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