北京四中届高三物理上学期统练试题三Word文件下载.docx
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2D.2
3
6.如图,一个枕形导体AB原来不带电。
将它放在一个负点电荷的电场中,点电荷的电量为Q,与AB中心O点的距离为R。
由于静电感应,在导体A、B两端分别出现感应电荷。
当达到静电平衡时()
A.导体A端电势高于B端电势
B.导体A端电势低于B端电势
C.导体中心O点的场强为0
D.导体中心O点的场强大小为
7.如图所示,铜质导电板置于匀强磁场中,通电时铜板中电流方向向上。
由于磁场的作用,则()
A.板左侧聚集较多电子,使b点电势高于a点电势
B.板左侧聚集较多电子,使a点电势高于b点电势
C.板右侧聚集较多电子,使a点电势高于b点电势
D.板右侧聚集较多电子,使b点电势高于a点电势
8.如图甲所示,一闭合金属圆环处在垂直圆环平面的匀强磁场中。
若磁感应强度B随时间t按如图乙所示的规律变化,设图中磁感应强度垂直纸面向里为正方向,环中感应电流沿顺时针方向为正方向,则环中电流随时间变化的图象是()
9.如图所示,A、B两块平行带电金属板,充电后始终与电源相连。
A板带正电,B板带负电并与地连接,有一带电微粒悬浮在两板间P点处静止不动。
现将B板上移到虚线处,则下列说法中正确的是()
A.平行板电容器的电容变小
B.平行板AB间的电场强度不变
C.P点的电势将变大
D.微粒在P点的电势能将变大
10.一飞机在北半球的上空以速度v水平飞行,飞机机身长为a,机翼两端点的距离为b。
该空间地磁场的磁感应强度的水平分量为B1,竖直分量为B2。
设驾驶员左侧机翼的端点为C,右侧机翼的端点为D,则CD两点间的电势差U为()
A.U=B1vb,且C点电势低于D点电势
B.U=B1vb,且C点电势高于D点电势
C.U=B2vb,且C点电势低于D点电势
D.U=B2vb,且C点电势高于D点电势
二、多项选择题(本题共8小题。
每小题给出的四个选项中,有一个或多个选项正确。
全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11.如图所示的电路中,输入电压U恒为12V,灯泡L上标有“6V12W”字样,电动机线圈的电阻RM=0.50Ω。
若灯泡恰能正常发光,下列说法中正确的是()
A.电动机的输入功率为12W
B.电动机的输出功率为12W
C.电动机的热功率为2.0W
D.整个电路消耗的电功率22W
12.用如图所示的实验装置研究电磁感应现象。
当有电流从电流表的正极流入时,指针向右偏转。
下列说法哪些是正确的()
A.当把磁铁N极向下插入线圈时,电流表指针向左偏转
B.保持磁铁在线圈中静止,电流表指针不发生偏转
C.磁铁插入线圈后,将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动,电流表指针向左偏转
D.当把磁铁N极从线圈中拔出时,电流表指针向右偏转
13.在如图所示的电路中,电源电动势为E、内电阻为r,C为电容器,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。
开关闭合后,灯泡L能正常发光。
当滑动变阻器的滑片向右移动时,下列判断正确的是()
A.灯泡L将变暗B.灯泡L将变亮
C.电容器C的电荷量将减小D.电容器C的电荷量将增大
14.如图所示,实线为方向未知的三条电场线,1、2、3虚线分别为三条等势线,已知MN
=NQ,带电量相等的a、b两带电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出。
仅在电场力作用下
,两粒子的运动轨迹如图所示,则()
A.a一定带正电,b一定带负电
B.a加速度减小,b加速度增大
C.MN两点电势差|UMN|等于NQ两点电势差|UNQ|
D.a粒子到达等势线3的动能变化量比b粒子到达等势线1的动能变化量小
15.甲是一个带正电的小物块,乙是一个不带电的绝缘物块,甲、乙叠放在一起静置于粗糙的水平地板上,地板上方空间有水平方向的匀强磁场,如图所示。
现用水平恒力沿垂直磁场方向拉乙物块,使甲、乙无相对滑动地一起水平向左加速运动,在加速运动阶段()
A.乙物块与地之间的摩擦力不断增大
B.甲、乙两物块间的摩擦力不断增大
C.甲、乙两物块间的摩擦力大小不变
D.甲、乙两物块间的摩擦力不断减小
16.
在如图所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,电流表A、电压表V1、V2、V3均为理想电表,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。
闭合开关S,当R2的滑动触头P由下端向上滑动的过程中()
A.电压表V1、V2的示数增大,电压表V3的示数不变
B.电流表A示数变大,电压表V3的示数变小
C.电压表V2示数与电流表A示数的比值不变
D.电压表V3示数变化量的绝对值与电流表A示数变化量的绝对值的比值不变
17.环形对撞机是研究高能粒子的重要装置,其工作原理的示意图如图所示。
正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后,沿圆环切线方向射入对撞机的真空环状空腔内,空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小为B,两种带电粒子将被局限在环状空腔内,沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动,从而再相遇去迎面相撞。
为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动,下列说法中正确的是()
A.对于给定的加速电压,带电粒子的比荷q/m越大,磁感应强度B越大
B.对于给定的加速电压,带电粒子的比荷q/m越大,磁感应强度B越小
C.对于给定的带电粒子,加速电压U越大,粒子运动的周期越小
D.对于给定的带电粒子,不管加速电压U多大,粒子运动的周期都不变
18.物理图象能简明、形象地反映某物理量随另一物理量变化的规律,故图象法在物理中有广泛的应用。
如v-t图象切线的斜率反映的是物体的加速度,所围的“面积”反映的是物体运动的位移。
如右图所示,是一静电场中电势j随x的分布图像。
已知该静电场的场强方向平行于x轴,图中φ0和d为已知量。
以下判断正确的是()
A.在0<
x<
d区域,分布着沿x正方向的电场,电场强度逐渐减小
B.在-d<
0区域,分布着沿x负方向的电场,电场强度恒定为
C.一个带负电的粒子(电量为-q)从x=0位置出发,初动能为
,只在x轴上运动,则其能达到x轴正方向最远位置为x=
D.一个带负电的粒子(电量为-q,质量为m)在电场中从x=0位置出发,初动能为qφ0,在x轴上运动,此粒子运动的周期为T=
二.简答题(本大题共5小题,共58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。
19.如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37º
,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。
金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源。
现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止。
导体棒与金属导轨垂直、且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s2。
已知sin37º
=0.60,cos37º
=0.80,求:
(1)通过导体棒的电流;
(2)导体棒受到的安培力大小;
(3)导体棒受到的摩擦力。
20.如图所示,在绝缘光滑水平面上,有一个边长为L的单匝正方形线框abcd,在外力的作用下以恒定的速率v进入磁感应强度为B的有界匀强磁场区域。
在被拉入的过程中线框平面与磁场方向垂直,线框的ab边平行于磁场的边界,外力方向在线框平面内且与ab边垂直。
已知线框的四个边的电阻值相等,均为R。
求:
(1)在ab边刚进入磁场区域时,线框内的电流大小。
(2)在ab边刚进入磁场区域时,ab两端的电压。
(3)在线框被拉入磁场的整个过程中,线框产生的热量。
21.如图所示,在电子枪右侧依次存在加速电场,两水平放置的平行金属板和竖直放置的荧光屏。
加速电场的电压为U1。
两平行金属板的板长、板间距离均为d。
荧光屏距两平行金属板右侧距离也为d。
电子枪发射的质量为m、电荷量为–e的电子,从两平行金属板的中央穿过,打在荧光屏的中点O。
不计电子在进入加速电场前的速度及电子重力。
(1)求电子进入两金属板间时的速度大小v0;
(2)若两金属板间只存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,求电子到达荧光屏的位置与O点距离的最大值ym和此时磁感应强度B的大小;
(3)若两金属板间只存在竖直方向的匀强电场,两板间的偏转电压为U2,电子会打在荧光屏上某点,该点距O点距离为
,求此时U1与U2的比值;
若使电子打在荧光屏上某点,该点距O点距离为d,只改变一个条件的情况下,请你提供一种方案,并说明理由。
22.回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,如图所示。
它的核心部分是两个D形金属盒,两盒相距很近(缝隙的宽度远小于盒半径),分别和高频交流电源相连接,使带电粒子每通过缝隙时恰好在最大电压下被加速。
两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒面,带电粒子在磁场中做圆周运动,粒子通过两盒的缝隙时反复被加速,直到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。
若D形盒半径为R,所加磁场的磁感应强度为B。
设两D形盒之间所加的交流电压的最大值为U,被加速的粒子为α粒子,其质量为m、电量为q。
α粒子从D形盒中央开始被加速(初动能可以忽略),经若干次加速后,α粒子从D形盒边缘被引出。
(1)α粒子被加速后获得的最大动能Ek;
(2)α粒子在第n次加速后进入一个D形盒中的回旋半径与紧接着第n+1次加速后进入另一个D形盒后的回旋半径之比;
(3)α粒子在回旋加速器中运动的时间;
(4)若使用此回旋加速器加速氘核,要想使氘核获得与α粒子相同的动能,请你通过分析,提出一个简单可行的办法。
23.如图所示,地面上方竖直界面N左侧空间存在着水平的、垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=2.0T。
与N平行的竖直界面M左侧存在竖直向下的匀强电场,电场强度E1=100N/C。
在界面M与N之间还同时存在着水平向左的匀强电场,电场强度E2=200N/C。
在紧靠界面M处有一个固定在水平地面上的竖直绝缘支架,支架上表面光滑,支架上放有质量m2=1.8×
10-4kg的带正电的小物体b(可视为质点),电荷量q2=1.0×
10-5C。
一个质量为m1=1.8×
10-4kg,电荷量为q1=3.0×
10-5C的带负电小物体(可视为质点)a以水平速度v0射入场区,沿直线运动并与小物体b相碰,a、b两个小物体碰后粘合在一起成小物体c,进入界面M右侧的场区,并从场区右边界N射出,落到地面上的Q点(图中未画出)。
已知支架顶端距地面的高度h=1.0m,M和N两个界面的距离L=0.10m,g取10m/s2。
(1)小球a水平运动的速率。
(2)物体c刚进入M右侧的场区时的加速度。
(3)物体c落到Q点时的动能。
物理试题答题纸
班级学号姓名
一、选择题(填答题卡)
二.计算题(本题共5小题,58分。
有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
19.
本题扣分:
20.
21.
22.
23.
参考答案
1
2
4
5
6
7
8
9
D
C
A
10
11
12
13
14
15
16
17
18
AC
ABD
AD
BD
BC
CD
19.解:
(1)导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路,根据闭合电路欧姆定律有:
I=
=1.5A…………2分
(2)导体棒受到的安培力:
F安=BIL=0.30N…………2分
(3)导体棒所受重力沿斜面向下的分力F1=mgsin37º
=0.24N
由于F1小于安培力,故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f
根据共点力平衡条件mgsin37º
+f=F安…………1分
解得:
f=0.06N…………1分
20.解:
(1)ab边切割磁感线产生的感应电动势为E=BLv……………………(1分)
所以通过线框的电流为I=
=
…………………………………(2分)
(2)ab边两端的电压为路端电压Uab=I·
3R………………………(1分)
所以Uab=3BLv/4…………………………………………………….(2分)
(3)线框被拉入磁场的整个过程所用时间t=L/v…………………………(1分)
线框中电流产生的热量Q=I2·
4R·
t=
………………………….(2分)
21.解析:
(1)设电子经电场加速后进入偏转场区的速度大小为v0,由动能定理得
①………………………….(2分)
②………………………….(1分)
(2)偏转场区中只有匀强磁场时,电子进入磁场区受洛仑兹力作用做匀速圆周运动,经磁场偏转后,沿直线运动到荧光屏。
磁场的磁感应强度越大,偏转越大,电子偏转的临界状态是恰好从上板的右端射出,做直线运动到达荧光屏。
它的位置与O点距离即为最大值
,如图所示。
电子做圆周运动,有
③
由图可得
④
⑤
可得
⑥………………………….(4分)
由③式和
得
⑦………………….(2分)
(3)偏转区内只有匀强电场时,电子进入偏转区做匀加速曲线运动,如图所示。
离开偏转电场时沿电场方向的位移
速度方向偏转角设为
,
打到荧光屏的位置距O点的距离
⑧………………….(2分)
………………………….(2分)
由
可知,改变加速电压U1或偏转电压U2的大小,即可改变电子打到荧光屏的的位置:
方案一:
保持U1的大小不变,将偏转电压U2加倍即可。
方案二:
保持U2的大小不变,将加速电压U1减半即可。
……………….(2分)
22.
(1)α粒子在D形盒内做圆周运动,轨道半径达到最大时被引出,具有最大动能。
设此时的速度为v,有
(1)
可得
α粒子的最大动能Ek=
(4分)
(2)α粒子被加速一次所获得的能量为qU,α粒子被第n次和n+1次加速后的动能分别为
(2)
(3)
(3)设α粒子被电场加速的总次数为a,则
Ek=
(4)
可得a
(5)
α粒子在加速器中运动的时间是α粒子在D形盒中旋转a个半圆周的总时间t。
(6)
(7)
解得
(5分)
(4)加速器加速带电粒子的能量为Ek=
,由α粒子换成氘核,有
,则
,即磁感应强度需增大为原来的
倍;
高频交流电源的周期
,由α粒子换为氘核时,交流电源的周期应为原来的
倍。
23.解
(1)a向b运动过程中受向下的重力,向上的电场力和向下的洛仑兹力。
小球a的直线运动必为匀速直线运动,a受力平衡,因此有
q1E1-q1v0B-m1g=0(1分)
解得v0=20m/s(1分)
(2)二球相碰动量守恒
(1分)
物体c所受洛仑兹力
,方向向下
物体c在M有场区受电场力F2=(q1-q2)E2=4×
10-3N,方向向右
物体c受到的重力G=(m1+m2)g=3.6×
10-3N,方向向下
物体c受到的合力F合=
物体c的加速度a=
m/s2(4分)
设合力的方向与水平方向的夹角为θ,则tanθ=
=1,解得θ=45º
加速度指向右下方与水平方向成45º
角。
(3)物体c通过界面M后的飞行过程中电场力和重力都对它做正功。
设物体c落到Q点时的速率为
,由动能定理
(m1+m2)gh+(q1-q2)E2L=
(2分)
解得
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