物 理 试 卷 2013．1
（考试时间90分钟 满分100分）
一、本题共13小题，每小题3分，共39分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。
1．18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．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
3．一列简谐横波沿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）
4．一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
甲 乙
5．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φA、φB。下列判断中正确的是
A．EA> EB, φA>φB B．EA< EB, φA<φB
C．EA> EB, φA<φB D．EA= EB, φA=φB
6．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＝0.50Ω。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．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．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w
A． B．
C． D．
9．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．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．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．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．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，
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
二、本题共3小题，共20分。把答案填在答题纸相应的位置。
14．（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 （填选项代号）。
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
15．（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．（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RA1=10Ω）
C．电流表A2（0～0.6A，内阻RA2=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、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。把答案填在答题纸相应的位置。
17．（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．（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．（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.（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．（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EP；
（3）A、B两球最终的速度vA、vB的大小。
北京市朝阳区2014～2013学年度高三年级第一学期期末练习
物理试卷参考答案 2013．1
一、本题共13小题，每小题3分，共39分。
题号12345678910111213
答案BCBC ADCBBADCD
二、本题共3小题，共20分。
14．B （4分）
15．0.9160（0.9159～0.9161） t=96.3s （每空2分）
16．（1） （2分）
（2）U0 （每空2分）
（3）1.5 0.6 （每空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）
解答：
（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， （3分）
（2）设小球在水平方向受到库仑力的大小为F，
又因为： （3分）
18．（7分）
解答：
（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）
19．（8分）
解：（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： （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）
20．（10分）
解答：
（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：
联立可得： 代入数据： （4分）
21．（10分）
解答：
（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）
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