17．（10分）如图17所示，水平地面上方有一高度为H、界面分别为PQ、MN的匀强磁场，磁感应强度为B。矩形导线框abcd在磁场上方某一高度处，导线框ab边长为l1，bd边长为l2，导线框的质量为m，电阻为R。磁场方向垂直于线框平面，磁场高度H>l2。线框从某高处由静止落下，当线框的cd边刚进入磁场时，线框的加速度方向向下、大小为
a c l1 b l2 d
Q 3g；5P 当线框的cd边刚离开磁场时，线框的加速度方向向上、大小为
H g。运动过程中，线框平面位于竖直平面内，上、下两边5M 始终平行PQ。空气阻力不计，重力加速度为g。求： N
图17
（1）线框的cd边刚进入磁场时通过线框导线中的电流； （2）线框的ab刚进入磁场时线框的速度大小； （3）线框abcd从全部在磁场中开始到全部穿出磁场的过程中，通过线框导线某一横截面的电荷量。
18．（10分）图18甲所示，平行金属板PQ、MN水平固定在地面上方的空间，金属板长l=20cm， 两板间距d=10cm，两板间电压UMP=100V。在距金属板M端左下方某位置有一粒子源A， 从粒子源竖直向上连续发射速度相同的带电粒子，射出的带电粒子在空间通过一垂直于纸 面向里的磁感应强度B=0.20T的圆形匀强磁场区域（图中未画出）后，恰好从带电金属板 PQ的左下边缘水平进入两金属板间，带电粒子在电场力作用下恰好从金属板MN的右边缘 飞出。已知带电粒子的比荷
q=2.0×106C/kg。（重力不计，计算结果保留两位有效数字）求： m（1）带电粒子射入电场时的速度大小； （2）圆形匀强磁场区域的最小半径；
（3）若两金属板间加上如图乙所示的电压，在哪些时刻进入两金属板间的带电粒子不碰到极板而能够飞出两板间。
v A
M N
P Q
200 0 -200 乙
图18
1.0 2.0 3.0 4.0 t/×10-5s
UMP/V 甲
6
海淀区高三年级第一学期期末练习
物理参考答案及评分标准 2013.1
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正确的，有的小题有多个选项是正确的。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。 题号 答案 1 D 2 BC 3 B 4 CD 5 D 6 C 7 A 8 D 9 AB 10 ABC 二、本题共2小题，共15分。 11．（7分）（1）B，3分 （2）1.95~2.0范围均可，2分 0.6~0.75Ω范围均可 2分 12．（8分）（1）偏小，2分 甲 2分
（2）①将开关S2接1，闭合开关S1，保持滑动变阻器Rp1和Rp2滑片位置不变，记录此时电压表和电流表的示数U2、I2；????2分 ②Rx=
U1U2；????1分 ?I1I2U1= Rx +RA+Rp2；当单刀双掷开关S2接1，I1③当单刀双掷开关S2接2，闭合开关S1时有，
闭合开关S1时有，
U2UU= RA+Rp2，所以有，Rx=1?2，该实验中电流表的内阻所产生的I2I1I2影响两次实验数据相减后被消除，电压表内阻对实验结果没有影响。????1分
说明：没有推导过程，只要说出“电流表的内阻所产生的影响两次实验数据相减后被消除，电压表内阻对实验结果没有影响”就给1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。 13．（8分）
（1）设电荷受到的电场力为F，运动的加速度为a，在t时间内运动的距离为s，电场力对电荷做的功为W，则
F=Eq????????????1分 F=ma
a= Eq/m????????????1分
s=
12at 2W=Fs
E2q2t2 W=????????????3分
2m说明：由动量定理，qEt?mv，
12E2q2t2由动能定理，电场力做功W?mv，解得 W?同样给分。
22m
7
（2）设A、B两点间的电势差为UAB，则 UAB=W/q????????????1分
E2qt2UAB=????????????2分
2m14．（8分）
（1） 液滴带正电 ????????????1分
液滴受力示意图如图所示???????1分 （2）设匀强电场的电场强度为E，由图可知
Eq=mgtan? ????????????1分
f洛 F电 θ θ mg 14题答案图
E?mgtan? ????????????1分 q（3）设液滴运动的速度为v，由图可知 mg=qvBcos? v=
mg????????????1分
qBcos? 设MN之间的距离为d，则 d=vt=
mgt????????????1分
qBcos? 液滴从M点运动到N，电场力做正功，电势能减少，设电势能减少量为?E ?E=Eqdcosθ????????????1分
?E= mgtan?mgtcosθ
qBcos?m2g2ttan??E= ????????????1分
qB15．（9分）
（1）设金属杆的加速度大小为a，则
mgsin?－?mgcos?=ma??????????????2分
a=2.0m/s2??????????????1分
（2）设金属棒达到cd位置时速度大小为v、电流为I，金属棒受力平衡，有 mgsin?=BIL+?mgcos???????????????1分 I?BLv??????????????1分 R 解得 v=2.0m/s??????????????1分
（3）设金属棒从ab运动到cd的过程中，电阻R上产生的热量为Q，由能量守恒，有
mgs?sin??12mv??mgs?cos??Q?????2分 2 解得 Q=0.10J??????????????1分
8
16．（10分）
（1）设接通n个电热器时，实际使用的电热器都能正常工作，此时干路的电流为I，有
I?E?U额250?200A=20A??????????1分 ?r?R1?R22.5电热器的额定电流 I额?P额U额?1000A?5.0A??????????1分 200n=
II额?20=4（个）??????????1分 5.0（2）设正常工作时干路电流为I，直流电动机对保温室供热的效率为?：
??U额I200?=80%??????????3分 EI250（3）设电热器消耗的总电功率最大时的电流为I1： P热总=I12R热总??????????1分
I1=
E??????????1分
r?R1?R2?R热总E2R热总 ）r?R1?R2?R热总P热总=(E2P热总= 2（r?R1?R2-R热总）?（4r?R1?R2)R热总当R热总=r+R1+R2时，电热器消耗的总电功率有最大值?????1分
E2Pm==6250W?????1分
4(r?R1?R2)17．（10分）
（1）设线框的cd边刚进入磁场时线框导线中的电流为I1，依据题意、根据牛顿第二定律有
mg- B I1l1= I1=
3mg????????????1分 52mg????????????1分 5Bl1（2）设线框ab边刚进入磁场时线框的速度大小为v1，线框的cd边刚离开磁场时速度大小
为v2，线框的cd边刚离磁场时线框导线中的电流为I2，依据题意、牛顿第二定律有 B I2l1-mg=
mg 5 9
I2=
6mg????????????1分 5Bl1Bl1v2????????????1分 RI2= v2=
6Rmg????????????1分 225Bl12 v2?v12?2g(H?l2)
2 v1=v2?2g(H?l2)????????????1分
v1=
15B2l1236R2m2g2?50B4l14g(H?l2)????????????1分
（3）设线框abcd穿出磁场的过程中所用时间为?t，平均电动势为E，通过导线的平均电流为I?，通过导线某一横截面的电荷量为q，则
??Bl1l2=????????????1分 ?t?tEBl1l2?I?= ????????????1分 RR?tBllq= I??t=12????????????1分
RE=
18．（10分）
（1）设带电粒子从PQ左边缘进入电场的速度为v，由MN板右边缘飞出的时间为t，带电粒子在电场中运动的加速度为a，则
12at 2qU a? ????????????1分
dml t?
v d?
qU2l 则 v?????????????1分 22dm解得 v=2.0×104m/s????????????1分 （2）粒子进入电场时，速度方向改变了解90°，可见粒子在磁场中转了四分之一圆周。设圆形匀强磁场区域的最小半径为r，粒子运动的轨道半径为R，则
v2qvB=m ????1分
RmvR??0.05m????1分
qBP r o R A 18题答案图1
10
M Q
N