2012-2013学年黑龙江省哈尔滨三中高三（上）期末物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

如图所示，直流电动机线圈的电阻为R，电源内阻为r，当该电动机正常工作时，电源路端电压为U，通过电动机的电流为I，则（ ）
A．电动机内部发热功率为I²R
B．电动机的机械功率为IU
C．电源电动势为I（R+r）
D．电源的输出功率为IU+I²R

2. 难度：中等

APC为粗细均匀的同种导体制成的一段导线，AP=3L、PC=4L，∠APC为90°．将APC置于磁感应强度为B的匀强磁场且磁场与APC所在平面垂直．当在APC中通以方向由A到C大小为I的恒定电流时，该导线受到的磁场力的大小和方向为（ ）

A．5BIL，方向垂直于AC连线指向右上方
B．7BIL，方向垂直于AC连线指向右上方
C．5BIL，方向垂直于AC连线指向左下方
D．7BIL，方向垂直于AC连线指向左下方

3. 难度：中等

匀强电场的电场强度随时间周期性变化规律如图所示，在t=0时刻电场中有一带电粒子由静止释放，若带电粒子只受电场力作用，关于带电粒子的运动情况下列说法正确的是（ ）

A．带电粒子将在电场中一直向一个方向运动
B．0～3s内，电场力做功为零
C．若将带电粒子在1s末由静止释放，粒子将向一个方向运动
D．若将带电粒子在2s末时由静止释放，粒子将做往复运动且在5s末回到出发点

4. 难度：中等

两电荷量分别为q₁和q₂的点电荷固定在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中C为ND段电势最低的点，则下列说法正确的是（ ）

A．q₁、q₂为等量异种电荷
B．C点的电场强度大小为零
C．NC两点间场强方向沿x轴负方向
D．将一正点电荷从N点移到D点，电场力先做负功后做正功

5. 难度：中等

磁流体发电机可以把气体的内能直接转化为电能，是一种有着广泛发展前景的低碳环保发电机．其发电原理如图所示，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，整体上呈电中性）向右喷射入磁感应强度为B垂直纸面向里的匀强磁场中，磁场区域有两块面积为S、相距为d的平行金属板（M、N）与外电阻、开关相连构成电路．设离子的速度均为v，则列说法中正确的是（ ）

A．金属板M带负电
B．开关断开时，两板间电压稳定时为U=Bdv
C．开关闭合时，流过R的电流方向是从A至B
D．可以用增大气流速度v的方法提高AB间的电压

6. 难度：中等

如图所示的电路中，R₁、R₂是定值电阻，R₃是滑动变阻器，电源的内阻不能忽略，电流表A和电压表V均为理想电表．闭合开关S，当滑动变阻器的触头P从左向右滑动的过程，下列说法中正确的是（ ）

A．电压表V的示数增大
B．电压表V的示数减小
C．电阻R₁的电功率增大
D．电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值为定值

7. 难度：中等

如图所示，空间中存在垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，有一绝缘且足够长的直杆垂直于磁场放置，直杆与水平面的倾角为θ．一带电荷量为-q、质量为m的小球套在直杆上，从A点由静止沿杆下滑，小球与杆之间的动摩擦因数为μ．小球在以后的运动过程中电荷量始终保持不变，下列说法错误的是（ ）

A．小球下滑的加速度先增大后减小
B．小球下滑的最大加速度为a_m=gsinθ
C．小球下滑的最大速度为
D．小球下滑的最大速度为

8. 难度：中等

体积相同带异种电荷的两个小球A、B，质量分别为m₁、m₂，带电量q₁、q₂（且始终保持不变）．将A、B用绝缘细绳悬挂在同一水平天花板上．因静电力作用而使A、B两球靠近、悬线长度L₁＜L₂，L₁、L₂分别与竖直方向成30°、15°角，且α＜90°．如图所示，则下列说法正确的是（ ）

A．|q₁|一定小于|q₂|
B．m₁一定小于m₂
C．若保持A球固定不动而将L₂剪断，则B球机械能一直减小
D．若保持B球固定不动而将L₁剪断，则A球机械能一直减小

二、解答题

9. 难度：中等

用伏安法较准确的测量一个阻值约为50Ω的定值电阻，器材规格如下：
A．电池组（6V，内阻很小）；
B．电流表（0-50mA，内阻约20Ω）；
C．电压表（0-3V，内阻约5kΩ）；
D．滑动变阻器（0-10Ω，1A）；
E．电键一个，导线若干
根据器材的规格和实验的要求，请将如图所示实物连接组成实验电路．

10. 难度：中等

在利用电流表和电阻箱测定电源电动势和内电阻的实验中，电流表的内阻很小可视为理想电表，电路如图1所示，连接好电路并进行如下操作：闭合开关S，调节电阻箱的阻值，并记录下每次电阻箱的阻值R及对应的电流表A示数I；

（1）若实验中，某同学仅测量获得两组数据：当电流表读数为I₁时，电阻箱读数为R₁；当电流表读数为I₂时，电阻箱读数为R₂．利用所测的I₁，I₂，R₁，R₂可求出：E=______，r=______．
（2）若另一同学测得10组I、R的数据，并作出图象．则根据图象2可求出：电源电动势E=______V，内电阻r=______Ω．
（3）已知某电阻元件R₁的图象如图所示，若用实验的电源给此元件供电，此元件的热功率为______W．

11. 难度：中等

如图所示，AB为一对平行板，板间存在匀强电场，板长L=16cm，两板间距离d=16cm，两板间电势差U_AB=+1200V．带电粒子的电荷量为q=+1.0×10^-10C、质量m=1.0×10^-20kg，该粒子沿电场中心线CD以初速度υ=4×10⁶m/s垂直电场线射入电场．AB板右侧MN、PQ区域存在水平向右的匀强电场，MN与PQ间的电势差为1200V（粒子的重力不计）
（1）求粒子从AB间匀强电场射出时速度的方向及大小．
（2）求粒子射出PQ时的动能．

12. 难度：中等

如图所示，在半径为R的圆周上的六个等分点分别为C、D、E、F、G、H，其中以D、E、G、H为圆心、R/4为半径的圆形区域有垂直纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场，在圆周两侧关于O对称的位置有两单边界匀强磁场．其边界与HG所在直线垂直．一个质量为m电荷量为+q的离子（不计重力），由A点（A为HG的中点）沿AH飞进小圆形磁场，之后沿HC方向飞出．离子在几个磁场中飞进飞出做周期性运动，经历一个周期再次沿AH方向通过A点．

（1）求离子速度v的大小？
（2）为使离子在两侧磁场区做圆周运动的半径为R/2，磁感应强度B₁的大小？两磁场边界的距离d为多少？
（3）在（2）问的条件下，离子完成一次周期性运动的时间T是多少？

13. 难度：中等

[物理--选修3-3]
（1）对一定质量的理想气体，下列说法正确的是______．
A．气体的体积是所有气体分子的体积之和
B．气体温度越高，气体分子的热运动就越剧烈
C．气体对容器的压强是由大量气体分子对容器不断碰撞而产生的
D．当气体膨胀时，气体的内能一定减少
（2）某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中，在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了，而手表没有受到任何撞击，该手表出厂时给出的参数为：27℃时表内气体压强为1.0×10⁵Pa（常温下的大气压强值），当内、外压强差超过6.0×l0⁴Pa时表盘玻璃将爆裂．当时登山运动员携带的温度计的读数是-21℃．表内气体体积的变化可忽略不计，且可视为理想气体．
（1）通过计算判断手表的表盘玻璃是向外爆裂还是向内爆裂？
（2）当时外界的大气压强为多少？

14. 难度：中等

[3-4]

（1）如图1所示为两列分别沿绳传播的（虚线表示甲波，实线表示乙波）简谐横波在某时刻的波形图，则下列说法正确的是______．
A．这两列波可以发生干涉现象，x=0.1m处的质点振动是始终减弱的
B．这两列波可以发生干涉现象，x=0.2m处的质点振动是始终减弱的
C．甲波的速度大小v₁等于乙波的速度大小v₂
D．由图示时刻开始，再经甲波周期的1/4，M将位于波峰
（2）半径为R的玻璃半圆柱体，横截面如图2所示，圆心为O．两条平行单色红光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，光线1的入射点A为圆柱面的顶点，光线2的入射点为B，∠AOB=60°．已知该玻璃对红光的折射率n=．
①求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d．
②若入射的是单色蓝光，则两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d’距离将比上面求得的结果大还是小，请定性说明？

15. 难度：中等

[3-5]

（1）如图1所示，物体A静止在光滑的水平面上，A的左边固定有轻质弹簧，物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞，A、B始终沿同一直线运动．则以下说法中正确的是______
A．弹簧再次恢复至原长时，A的速度有最大值
B．A和B的速度相等时，B的速度最小
C．弹簧压缩至最短时，A、B组成的系统动能减少最多
D．B的速度最小时，A、B组成的系统动能减少最多
（2）如图2所示AOB是光滑水平轨道，BC是半径为R的光滑的1/4固定圆弧轨道，两轨道恰好相切．质量为M的小木块静止在O点，一个质量为m的子弹以某一初速度水平向右快速射入小木块内，并留在其中和小木块一起运动，且恰能到达圆弧轨道的最高点C（木块和子弹均可以看成质点）．已知R=0.4m，m=1kg，M=10kg．（g=10m/s²、本题结果保留2位有效数字）
①子弹射入木块前的速度v；
②若每当小木块上升到圆弧并返回到O点或静止于O点时，立即有相同的子弹射入小木块，并留在其中．则当第3颗子弹射入小木块后，木块速度多大．