黑龙江省顶级名校2020届高三上学期期中考试物理试题

黑龙江顶级名校2020届高三上学期期中考试

物理试题

一、选择题（本题共13小题，每小题4分，共52分。在每小题给出的四个选项中，第1-9题只有一个选项正确，第10-13题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

1．以下说法正确的是（     ）

A． 根据E=F/q可知，在电场中某点的场强E与试探电荷电量q成反比，与其所受到的力F成正比

B． 根据E=kQ/r2可知，空间某位置的场强E与产生该电场的点电荷Q的电荷量成正比

C． 根据E=U/d可知，在电场中某点的场强E与两点间的距离d成反比，与这两点间的电压U成正比

D． 电场中某点场强的方向与点电荷在该点受力方向相同

2、如图所示，一带铁芯线圈置于竖直悬挂的闭合铝框右侧，与线圈相连的导线abcd内有水平向里变化的磁场。下列哪种变化磁场可使铝框向左偏离(    )

   A． B．C． D．

3.如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是(    )

A．O点处的磁感应强度为零

B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反

C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同

D．a、c两点处磁感应强度的方向不同

4.如图甲所示，在光滑绝缘的水平面上固定两个等量的正点电荷，M、O、N为两点电荷连线上的点，其中O为连线中点，且MO＝ON.在M点由静止释放一个电荷量为的正试探电荷，结果该试探电荷在MN间做来回往复运动，在一个周期内的图象如图乙所示，则下列说法正确的是(    )

A．M和N两点的电场强度和电势完全相同

B．试探电荷在O点所受电场力最大，运动的速度也最大

C．试探电荷在时刻到达O点，时刻到达N点

D．试探电荷从M经O到N的过程中，电势能先减小后增大

5.回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交变电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，磁场方向如图所示。若用此回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为，高频交变电流频率为。则下列说法正确的是(    )

A．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小有关

B．高频电源只能使用方形交变电源，不能使用正弦式交变电源

C．不改变和，该回旋加速器也能用于加速氦核

D．若此加速器能把质子加速到最大速度为，当外加磁场一定，把高频交变电源频率改为，则可把氦核加速到最大速度为

6.如图所示为汽车启动电路原理图，汽车电动机启动时车灯会瞬间变暗。在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表的示数为；电动机启动时电流表的示数为，若电源的电动势为，内阻为，设电流表的内阻不计、车灯的电阻不变，则在打开车灯、电动机启动时，电动机的输入电功率为（    ）

A．   B．   C．   D．

7.如图，在匀强电场中，A、B、C、D、E、F位于边长为＝2cm的正六边形的顶点上，匀强电场的方向平行于正六边形所在的平面．已知A、B、D、E的电势分别为-2V、0V、6V、4V。则下列说法正确的是(    )

A． C点的电势＝

B．A、F间的电势差＝

C．C、F间的电势差＝

D．该匀强电场的场强大小＝

8.如图所示，电路中电源电动势为，内阻为，为电容器，为小灯泡，为定值电阻，闭合电键，小灯泡能正常发光．现将滑动变阻器滑片向右滑动一段距离，滑动前后理想电压表、示数变化量的绝对值分别为、，理想电流表示数变化量的绝对值为，则（    ）

A.电源的输出功率一定增大

B.灯泡亮度逐渐变暗

C. 与均保持不变

D.当电路稳定后，断开电键，小灯泡立刻熄灭

9.如图，竖直平面内存在半径为R的圆形匀强磁场区域，以圆心O为坐标原点建立图示直角坐标系，现有，，三种粒子，以速度从a点与x轴正方向成30°斜向下射入磁场，以速度从b点沿轴负方向射入磁场，以速度从O点沿y轴正方向射入磁场，已知运动半径刚好为R，经过一段时间后三个粒子分别射出磁场，若运动过程中粒子不会发生碰撞，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，则三个粒子从圆形边界射出点构成的图形的面积为（    ）

A． B． C． D．

10.如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器，速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为和。平板上有可让粒子通过的狭缝和记录粒子位置的胶片，平板下方有强度为的匀强磁场，下列表述正确的是（    ）

A．质谱仪是分析同位素的重要工具

B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外

C．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，粒子的比荷越小

D．能通过狭缝的带电粒子的速率等于

11.空间存在着平行于x轴方向的静电场，A、M、O、N、B为x轴上的点，OA＜OB，OM＝ON，AB间的电势随x的分布为如图所示的折线，一个带电粒子在电场中仅在电场力作用下从M点由静止开始沿x轴向右运动，则下列判断中正确的是 (    )

A．粒子一定带正电

B．粒子从M向O运动过程所受电场力均匀增大

C．粒子一定能通过N点

D．AO间的电场强度大于OB间的电场强度

12.如图所示，在一个直角三角形区域ABC内，存在方向垂直于纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场，AC边长为，∠C=90°，∠A=53°。一质量为、电荷量为的粒子从AB边上距A点为的D点垂直于磁场边界AB射入匀强磁场，要使粒子从BC边射出磁场区域（sin53°=0.8，cos53°=0.6），则（    ）
A．粒子速率应大于                              
B．粒子速率应小于
C．粒子速率应小于
D．粒子在磁场中最短的运动时间为

13.如图所示，长均为的两正对平行金属板MN、PQ水平放置，板间距离为，板间有正交的竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为的带电粒子从MP的中点O垂直于电场和磁场方向以射入，恰沿直线从NQ的中点A射出；若撤去电场，则粒子从M点射出（粒子重力不计）。以下说法正确的是（    ）

A．该粒子带正电

B．若撤去电场，则该粒子运动时间为原来的倍

C．若撤去磁场，则该粒子在运动过程中电势能增加

D．若撤去磁场，则粒子射出时的速度大小为

二、实验题（本题共2小题，第14题6分，第15题8分，共14分）

14.某同学要测量一段未知材料电阻丝的电阻率。已知电阻丝长度为，电阻约为，可提供的实验仪器有：

A．电流表，内阻，满偏电流=

B．电流表，内阻约为，量程

C．游标卡尺

D．变阻箱（，）

E．滑动变阻器（，）

F．电池组（，）

G．一个开关和导线若干

他进行了以下操作：

①用游标卡尺测量这段电阻丝的直径，如图所示，则该次测量的电阻丝直径=       ；

②把电流表与电阻箱串联当作电压表用。这块“电压表”最大能测量的电压，则电阻箱的阻值应调为       ；

③设计实验电路图。虚线框中只是他设计的实验电路图的一部分，请帮他将电路图补画完整。

④实验电路连接。该同学完成了部分连接，请帮他补充完整。

⑤测量并计算电阻率。闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到某确定位置，电流表的示数为，电流表的示数为。则电阻率的表达式为：=         。（使用及数字表示）

15.某同学用如图甲所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势和内电阻，为电阻箱。实验室提供的器材如下：电压表(量程，内阻约)，电阻箱(阻值范围)；开关、导线若干。
（1）请根据图甲的电路图，用笔划线代表导线，在图乙中将器材连接成实验电路；

（2）实验时，改变并记录电阻箱的阻值，记录对应电压表的示数，得到如下表所示的若干组、的数据。根据图丙所示，表中第4组对应的电阻值读数是       ；

（3）请推导与的函数关系式（用题中给的字母表示）       ，根据实验数据绘出如图丁所示的图线，由图线得出电池组的电动势=       ，内电阻=       。（保留三位有效数字）

三、计算题（本题共3小题，第16题10分，第17题12分，第18题12分，总计34分）

16.如图，固定不动的两平行金属导轨位于同一水平面上，相距，左端与一电阻相连；整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为，方向竖直向下。一长度为质量为的导体棒置于导轨上，在水平外力作用下沿导轨以速度匀速向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好。已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度大小为，导轨和导体棒的电阻均可忽略。求：
（1）电阻消耗的功率；
（2）水平外力的大小。

17.如图所示，在=的竖直匀强电场中，有一光滑的半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN在N点平滑相接，半圆形轨道平面与电场线平行，其半径=，N为半圆形轨道最低点，P为QN圆弧的中点，一带负电荷的小滑块质量为，带电荷量为=，与水平轨道间的动摩擦因数，位于N点右侧=的M处，要使小滑块恰能运动到圆轨道的最髙点Q，取，求：

（1）滑块应以多大的初速度向左运动？

（2）滑块通过P点时受到轨道的压力。

（3）若撤去竖直电场，其它条件不变，滑块以（1）中的速度从M点开始运动，滑块是否还能通过最高点？通过计算说明理由。

18.如图所示，在坐标系的第一象限内虚线OC的上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，第四象限内存在磁感应强度大小未知、方向垂直纸面向里的匀强磁场，第三象限内存在沿轴负方向的匀强电场，在轴负半轴上有一接收屏GD，GD＝2OD＝．现有一带电粒子(不计重力)从y轴上的A点，以初速度水平向右垂直射入匀强磁场，恰好垂直OC射出，并从x轴上的P点(未画出)进入第四象限内的匀强磁场，粒子经磁场偏转后又垂直y轴进入匀强电场并被接收屏接收，已知OC与x轴的夹角为37°，OA＝，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
（1）粒子的电性及比荷

（2）第四象限内匀强磁场的磁感应强度的大小；

（3）第三象限内匀强电场的电场强度的大小范围。

高三期中物理试题答案

一、   选择题（每题4分）

二、   实验题

 ③如下左图 （1分）      ④如下右图（1分）     ⑤  （2分）

（1）（1分）

（2）13.7  （1分）
（3）（2分） ，2.86（2分），5.80~6.20（2分）

三、计算题

16、（1）导体切割磁感线运动产生的电动势为                                                             2分  

根据欧姆定律，闭合回路中的感应电流为                                                                             1分

电阻R消耗的功率为，                                                      2分

联立可得                                                                                             1分

（2）对导体棒受力分析，受到向左的安培力和向左的摩擦力，向右的外力，三力平衡，故有，                                         2分

，                                                2分

故                                                                                                1分

17、(1)设小滑块到达Q点时速度为v，则mg+qE
滑块从开始运动至到达Q点过程中，由动能定理得

联立两式并代入数据解得：v0=7 m/s
(2)设滑块到达P点时速度为v'，则从开始运动到P点过程：

又在P点时：
代入数据，解得FN=0.6 N

18、（1）由题意可知，粒子带负电荷         

由题意可知                  （1分）

由得                                  （1分）

                             （1分）

（2）作出粒子的运动轨迹如图所示，易知          （1分）

  所以粒子在第四象限内的轨迹半径为              （1分）

由得                        （1分）

（3）粒子进入电场后，加速度大小为：     

    OQ间的距离为：                    （1分）

电场E最小时，粒子运动到G点，时间为：

综上所述，电场强度E的大小范围是：≤E≤  （1分）