海淀区高三年级第一学期期末练习。
物理参***2012.1
一．本题共10小题，每小题3分，共30分。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5小题，共15分。
11.（6分）1.48~1.50………3分），0.80~0.90………3分）（两问均不要求有效数字）
12．（9分）（1）④、4分）
2）如图答-1所示………3分）
说明：分压电路正确得1分，电流表内接电路正确得2分。）
3）大于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：下面各题的解答只给出了一种解法及评分标准，若学生用其他方法解答，请参考本标准的解答步骤进行评分。
13．（8分）
1）线框产生的感应电动势e=bl2v1分）
通过线框的电流i=e/r1分）
2）线框被拉出磁场所需时间t=l1/v1分）
此过程中线框中产生的焦耳热q=i2rt2分）
3）线框ab边的电阻rab2分）
线框中a、b两点间电压的大小u=irab1分）
14．（8分）
1）如图答-2所示………3分）
2）根据共点力平衡条件可知，磁场对导体棒的安培力的大小。
f=mgtanα……2分）
3）要使磁感应强度最小，则要求安培力最小。根据受力情况可知，最小安培力。
fmin=mgsinα，方向平行于轨道斜向上………1分）
所以最小磁感应强度bmin==…1分）
根据左手定则可判断出，此时的磁感应强度的方向为垂直轨道平面斜向上。…（1分）
15．（9分）
1）小球从b板上的小孔射入恰好到达a板的过程中，在电场力和重力的作用下做匀减速直线运动，设a、b两极板间电压为u，根据动能定理有。
-qu- mgd=0 - mv022分）
解得u=200v1分）
2）设此时滑动变阻器接入电路中的电阻值为r滑，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流 i1分）
根据部分电路欧姆定律可知 u=ir滑1分）
解得 r滑=2.0×1031分）
滑动变阻器消耗的电功率 =20w1分）
（3）电源的效率。
2分）16．（10分）
1）0~t1时间内，线框中的感应电动势 e=n………2分）
根据闭合电路欧姆定律可知，通过电阻r的电流。
i1分）2）线框产生感应电动势的最大值 em=nb1 l1l21分）
感应电动势的有效值e= nb1 l1l21分）
通过电阻r的电流的有效值i=
线框转动一周所需的时间t1分）
此过程中，电阻r产生的热量 q=i2rt=πr1分）
3）线框从图甲所示位置转过90°的过程中，平均感应电动势1分）
平均感应电流1分）
通过电阻r的电荷量 q1分）
17．（10分）
1）设单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动的速率为v，则有 i=nehlv1分）
当形成恒定电流时，自由电子所受电场力与洛仑兹力相等，因此有。
evb0=euh/h2分）
解得n1分）
2）①应调整探杆的放置方位（或调整探头的方位），使霍尔电势差达到最大（或使探杆与磁场方向平行；探头的正对横截面与磁场方向垂直；ab b′a′面与磁场方向垂直3分）
设探头中的载流子所带电荷量为q，根据上述分析可知，探头处于磁感应强度为b的磁场中，当通有恒定电流i，产生最大稳定霍尔电压uh时，有 qvb=quh/h………1分）
又因 i=nqhlv和h=
联立可解得 b1分）
所以，还需要知道探头沿磁场方向的宽度l1分）
18．（10分）
1）设经过加速电场加速后，粒子的速度为v0，根据动能定理有。
解得v0==1.0×105m/s1分）
由于t=0时刻偏转电场的场强为零，所以此时射入偏转电场的粒子将匀速穿过电场而以v0的速度垂直磁场边界进入磁场中，在磁场中的运动轨迹为半圆。
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r，由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得
qv0b=m1分）
解得 r1分）
所以粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离d=2r =0.40m………1分）
2）设粒子以最大偏转量离开偏转电场，即轨迹经过金属板右侧边缘处，进入磁场时a、b板的电压为um，则粒子进入偏转电场后，加速度a=
水平方向 l=v0t
竖直方向 y==
解得 um==25 v<50v1分）
所以，电压um=25v时对应粒子进入磁场的速度最大，设最大速度大小为vm，方向与oo′的夹角为，则对于粒子通过加速电场和偏转电场的过程，根据动能定理有 qu0+q=mvm2
解得 vm==×105m/s=1.1×105m/s1分）
tan==，即=arctan1分）
或cos==，即=arccos）
说明：计算结果带有根号，结果正确的同样得分）
3）设任意时刻进入磁场的粒子，其进入磁场时速度方向与oo′的夹角为α，则其速度大小。
粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径
由如图答-3所示的几何关系可知，粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离。
1分）所以要增大粒子在磁场边界上的入射点和出射点间的距离x，应该减小匀强磁场的磁感应强度b，或增大加速电压u02分）
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