2019-2020年高三上学期第四次考试物理试题 含答案.doc

2019-2020年高三上学期第四次考试物理试题 含答案一、选择题（共10小题，1-6小题为单选，7-10为多选，共40分）1.一带电粒子在电场中，只受电场力作用下不可能做的运动是（ ）A.匀速圆周运动 B.匀减速直线运动C.匀变速曲线运动 D.匀速直线运动2.如图所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab = Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知 （ ）A.三个等势面中，c的电势最高B.带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大C.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时大D.带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小3.如图所示，a、b、c、d是某匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，abcd10cm，adbc20cm，电场线与矩形所在平面平行。已知a点电势为20V，b点电势为24V，则()A.电场强度大小一定为E40V/mB.cd间电势差一定为4VC.电场强度的方向一定由b指向aD.c点电势可能比d点低4.如图所示为两电源的UI图象，则下列说法正确的是()A.电源的电动势和内阻均比电源小B.当外接相同的电阻时，两电源的输出功率可能相等C.当外接同样的电阻时，两电源的效率可能相等D.不论外接多大的相同电阻，电源的输出功率总比电源的输出功率大5.如图所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点(重力不计)，则从开始射入到打到上板的过程中()A.它们运动的时间tQtPB.它们运动的加速度aQIc时，将造成超导体失超，从超导态（电阻为零）转变为正常态（一个纯电阻）.以此来限制电力系统的故障电流，已知超导部件的正常态电阻R1=3 ，超导临界电流Ic=1.2 A，限流电阻R2=6 ，小电珠L上标有“6 V，6 W”的字样，电源电动势E=8 V，内阻r=2 ，原来电路正常工作，现L突然发生短路，则（ ） A.短路前通过R1的电流为 AB.短路后超导部件将由超导状态转化为正常态C.短路后通过R1的电流为 AD.短路后通过R1的电流为2 A9.A、B、C三个金属板平行放置，O1、O2、O3连线与金属板垂直，O2为B板中心小孔，O1紧靠A板，A、B两板与电动势为E1的电源相连，B、C两板与电动势为E2的电源相连，如图所示一带电粒子由O1位置无初速释放，仅在电场力作用下，经小孔O2进入BC板间，到达P点时速度减为零若O2PPQ，且Q点位于B、C中点左侧若要求粒子到达Q点时速度减为零，可以采用的方法有()A.仅将粒子的电荷量翻倍B.仅将E1翻倍C.仅将E2翻倍D.仅将C板向右移动，使B、C间距翻倍10.如图所示，粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电 场，其中某一区域的电场线于x轴上的电势与坐标x的关系用图中曲线表示，图中斜线为该曲线过点（0.15,3）的切线。现有一质量为0.20kg，电荷量为+2.0108C的滑块P（可视为质量），从x=0.10m处有静止释放，其与水平面的动摩擦因数为0.02.取重力加速度g为10m/s2.则下列说法正确的是（ ）A.滑块的加速度逐渐减小B.x =0.15m处的场强大小为2.0106N/CC.滑块的最大速度约为0.1m/sD.滑块最终在0.3m处停下二、实验题（共2小题，每空2分，共16分）11.某探究学习小组的同学要验证“牛顿第二定律”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘实验首先保持轨道水平，通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力，再进行后面的操作，并在实验中获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量m0，挡光板的宽度d，光电门1和2的中心距离s. (1)该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于车的质量？_(填“需要”或“不需要”)(2)实验需用游标卡尺测量挡光板的宽度d，如图所示，d_ mm. (3)某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2(小车通过光电门2后，砝码盘才落地)，已知重力加速度为g，则该实验要验证的表达式是_12.橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内，伸长量x与弹力F成正比，即Fkx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关，理论与实践都表明kYS/L，其中Y是一个由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量。（1）在国际单位中，杨氏模量Y的单位应该是 A.N B.m C.N/m D.N/m2（2）有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用如图甲所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值。首先利用毫米刻度尺测得橡皮筋的长度L=20.00cm，利用测量工具a测得橡皮筋未受到拉力时的直径D=4.000mm，那么测量工具a应该是 拉力F/N5.010.015.020.025.0伸长量x/cm1.603.204.806.408.00（3）用如图甲所示的装置就可以测出这种橡皮筋的Y值，上面的表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录，请在图乙中作出Fx图象.由图像可求得该橡皮的劲度系数k= N/m（保留两位有效数字）（4）这种橡皮筋的杨氏模量Y= （保留一位有效数字）三、计算题（共5小题，共54分）13.(8分)如图甲所示为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a1 m，b0.2 m，c0.1 m，当里面注满某电解液，且P、Q加上电压后，其UI图线如图乙所示，该电解液每个载流子的电量q=11017c，单位体积自由载流子数n=21025/m3，当U10 V时，求：（1）电解液的电阻率（2）自由载流子定向移动的平均速率.14.(10分)如图所示，在方向水平的匀强电场中，绝缘细线的一端连着一个质量为m的带点小球，另一端悬挂于O点.将小球拿到A点(此时细线与电场方向平行)无初速度释放,已知小球摆到B点时速度为零,此时细线与竖直方向的夹角为=30，已知重力加速度为g，求：(1)小球的平衡位置(2)小球经过平衡位置时细线对小球的拉力15.(10分)如图所示，三维坐标系O-xOy的z轴方向竖直向上，所在空间存在y轴正方向的匀强电场，一质量为m、电荷量为+q的小球从z轴上的A点以速度v0水平抛出，A点坐标为（0，0，l），已知重力加速度为g，场强，求小球到达xOy平面时的速度及位置坐标。16.(12分)在如图所示的电路中，两平行正对金属板A、B水平放置，两板间的距离d4.0 cm.电源电动势E400 V，内阻r20 ，电阻R11 980 .闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球(可视为质点)从B板上的小孔以初速度v01.0 m/s竖直向上射入两板间，小球恰好能到达A板若小球所带电荷量q1.0107 C，质量m2.0104 kg，不考虑空气阻力，忽略射入小球对电路的影响，取g10 m/s2.求：(1)A、B两金属板间电压的大小U；(2)滑动变阻器消耗的电功率P滑；(3)电源的效率.17.(14分)相距很近的平行板电容器，在两板中心各开有一个小孔，如图甲所示，靠近A板的小孔处有一电子枪，能够持续均匀地发射出电子，电子的初速度为v0 ，质量为m，电量为-e，在AB 两板之间加上图乙所示的交变电压，其中0 k 1，；紧靠B 板的偏转电场电压也等于U0 ，板长为L，两板间距为d，距偏转极板右端L/2处垂直放置很大的荧光屏PQ。不计电子的重力和它们之间的相互作用，电子在电容器中的运动时间相对T可以忽略不计。（1）在0T 时间内，荧光屏上有两个位置会发光，试求这两个发光点之间的距离。（结果用L、d 表示，第2 小题亦然）（2）只调整偏转电场极板的间距（仍以虚线为对称轴），要使荧光屏上只出现一个光点，极板间距应满足什么要求？（3）撤去偏转电场及荧光屏，当k 取恰当的数值，使在0T 时间内通过电容器B 板的所有电子，能在某一时刻形成均匀分布的一段电子束，求k 值。高三物理第四次考试参考答案12345678910DBBDCBACBCBDBC11.(1)不需要 (2)5.50 (3) 12.（1）D（2）螺旋测微器（或千分尺）（3）如图；3.1102（4）5106N/m213.（1）由图象可知，当U=10V时,I=510-3A电解液的电阻由可得=20（2）由得14.(1)小球由A运动到B根据动能定理,解得设小球的平衡位置为C,悬线与竖直方向间的夹角为,由受力分析得(2)由A到C,根据动能定理,有在C点,根据牛顿第二定律,有. 解得：15.在z方向上，小球受重力作用，到达xOy时，由，得，所需时间在x方向上，小球速度大小保持v0不变，既有在y方向上，小球受电场力作用，到达xOy时，由，且得，又由，可知在y方向上的位移则到达xOy平面时的速度大小位置坐标为（，l）16.(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qUmgd0mv 解得U200 V(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I 根据部分电路欧姆定律可知UIR滑 解得R滑2.0103 滑动变阻器消耗的电功率P滑20 W(3)电源的效率100%99.5%.17. 在0kT 时间内，设穿出B板后速度变为v1，由动能定理，将代入后解得：。在偏转电场中，电子运动时间t1=L/v1，侧移量 解得根据偏转电场中的推论“似是中点来”其打在荧光屏上的坐标在kTT 时间内，穿出B板后速度变为v2，同理可得，。荧光屏上两个发光点之间的距离（2）考虑到临界条件，当极板间距为d时，电子刚从偏转极板边缘飞出，则有d=at2，a=F/m，F=eU0/d，t=L/v， 整理得，d2=.对应速度v1时， 对应速度v2时，只调整偏转电场极板的间距（仍以虚线为对称轴），只要荧光屏上只出现一个光电，极板间距应满足(3)要求在某一时刻形成均匀分布的一段电子束，前后两段电子束的长度必须相等（且刚好重叠）。第一束长度,第二束长度当l1= l2时，即解得k= 0.59。