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。

二、本题共2小题，共15分。

11．（6分）（1）（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=mv2 （2分） 解得：v== 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=（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：（1分）

解得：（1分）

（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： （1分）解得：（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：（1分）

解得：（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V（或106V）（1分）

电流的有效值A

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：（1分）

（1分）解得：（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：（2分）

解得：（1分）

（2）对于电子经过加速电场过程，根据动能定理有（2分）解得：（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：（1分）

根据牛顿第二定律有：（1分） 电子在P和P′区域内运动时间：

联立解得：（1分）

由于，所以 联立解得：（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： （2分）解得： （1分）

（2）设电子在磁场中做圆运动的半径为，运动轨迹如答图5所示。

根据几何关系有：（1分）

洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有：（1分）

由题知 解得： （1分）

（3）设线圈中电流为0.5I0时，偏转角为，此时电子在屏幕上落点距M点最远。

此时磁感应强度， 轨迹圆半径 （1分）

（1分）电子在屏幕上落点距M点最远距离（1分）

亮线长度 （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=Fvt = F安vt=BILvt=（1分）

金属棒cd的感应电动势E=BLv 电路获得的电能 E电=Eq=EIt=BILvt =

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=（2分）

金属棒ab产生的焦耳热：Q1==（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==BL∆v

此时回路中的感应电流Ii=（1分） 此时ab棒所受安培力Fi=BIiL=

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： =mv2，即=mv2（1分）

又因v2=v1/2=at0/2 所以解得最大距离改变量x=（1分）

解法2：对ab棒由动量定理得 =mv'（1分） 解得q==

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 回路的平均电流为（1分）

通过金属棒的电荷量q=== 解得：x=（1分）