2019-2020年高三年级第一学期期末练习 物理.doc

2019-2020年高三年级第一学期期末练习 物理一、本卷共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，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。把你认为正确答案的代表字母填写在题后的括号内。1某电场的分布如图1所示，带箭头的实线为电场线，虚线为等势面。A、B、C三点的电 场强度分别为EA、EB、EC，电势分别为A、B、C，关于这三点的电场强度和电势 的关系，以下判断中正确的是（ ）AEAEB, ABCEAEB, ABDEA=EC, B=C2图2所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“6V 12W”字样，电动机线 圈的电阻RM=0.50。若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是（ ）A电动机的输入功率为12WB电动机的输出功率为12WC电动机的热功率为2.0WD整个电路消耗的电功率为22W3如图3所示，理想变压器的初级线圈接交流电源，次级线圈接阻值为R的负载电阻。 若与初级线圈连接的电压表V1的示数U1，与次级线圈连接的电压表V2的示数为U2， 且U2U1，则以下判断中正确的是（ ）A该变压器输入电流与输出电流之比为U1：U2B该变压器输入功率与输出功率之比为U2：U1C通过负载电阻R的电流D通过初级线圈的电流4两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2， 电流的方向如图4所示，在与导线垂直的平面上有 a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延 长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上。 则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度 可能为零的是（ ）Aa点Bb点Cc点Dd点5图5是一火警报警电路的示意图。其中R3为用 半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏 材料的电阻率随温度的升高而增大。值班室的显 示器为是路中的电流表，电源两极之间接一报警 器。当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电 流I、报警器两端的电太U的变化情况是（ ）AI变大，U变小BI变小，U变大CI变小，U变小DI变大，U变大6如图6所示，在沿水平方向的匀强电场中有a、b两点，已知a、b两点在同一竖直平面但 在不同的电场线上。一个带电小球在重力和电场力作用下由a点运动到b点，在这一运动 过程中，以下判断中正确的是（ ）A该带电小球的动能可能不变B该带电小球运动的轨迹一定是直线C该带电小球做的一定是匀变速运动D该带电小球在a点的速度可能为零7如图7所示，一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转 动，沿着OO观察，线圈沿逆时针方向针转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈 匝数为n，边长为l，电阻力R，转动的角速度为。则当线圈转至图示位置时（ ）A线圈中感应电流的方向为abcdaB线圈中的感应电流为C穿过线圈的磁通量为0D穿过线圈磁通量的变化率为08如图8所示的电路中，电源电动势为E，内阻r不能忽略。R1和R2是两个定值电阻，L 是一个自感系数较大的线圈。开关S原来是断开的。从闭合开关S到电路中电流达到稳 定为止的时间内，通过R1的电流I1和通过R2的电流I2的变化情况是（ ）AI1开始较大而后逐渐变小BI1开始很小而后逐渐变大CI2开始很小而后逐渐变大DI2开始较大而后逐渐变小9如图9所示，在绝缘的水平面上方存在着匀 强电场，水平面上的带电金属块在水平拉力F 作用下沿水平面移动。已知金属块在移动的 过程中，外力F做功32J，金属块克服电场力 做功8.0J，金属块克服摩擦力做功16J，则在 此过程中金属块的（ ）A动能增加8.0JB电势能增加24JC机械能减少24JD机械能增加48J10如图10（甲）所示，在闭合铁芯上绕着两个线圈M和P，线圈P与电流表构成闭合回路。若在t1至t2这段时间内，观察到通过电流表的电流方向自上向下（即为由c经电流表至d），则可以判断出线圈M两端的电势差uab随时间t的变化情况可能是图10（乙）中的二、本题共3小题，共14分。按照要求作图或将正确答案填在题中的横线上。11某同学在进行电阻测量时，需要将一块满偏电流为50A、阻值为800的小量程电流表G改装成量程为3V的电压表，则需要选择一个阻值为 的电阻与这一电流表 （选填“串”、“并”）联。12在用电压表和电流表测电源的电动势和内电阻的实验中，采用如图11所示的电路。闭合开关后，当滑动变阻器R的滑动触头处于某一位置时，电流表和电压表的读数分别为I1和U1；改变滑动变阻器的滑动触头位置后，电流表和电压表的读数分别为I2和U2。 （1）若忽略电流表和电压表的电阻对实验的影响，则由测量得到的数据计算电源的电动势E的表达式为E= ，计算电源内阻r的表达式为r= 。 （2）若考虑到电流表和电压表自身电阻对测量结果的影响，所得到的电源电动势E的测量值与真实值相比较，是偏大还是偏小？答： 。13有一个纯电阻用电器，其电阻约为20，试设计一个能较精确地测量该用电器电阻的电路，要求使该用电器两端的电压变化范围尽可能地大。可选用的器材有： 电源：电动势为8V，内电阻为1.0 电流表：量程0.6A，内阻RA为0.50； 电压表：量程10V，内阻RV为10k； 滑动变阻器：最大电阻值为5.0； 开关一个、导线若干。 （1）在右边的方框内画出实验电路图。 （2）用该电路可以使用电器两端的电压变化范围约为 V。 （3）若实验中在用电器正常工作的状态下电流表的示数为I，电压表的示数U，考虑到电表内阻引起的系统误差，则用测量量及电表内阻计算用电器电阻值的表达式为 。三、本题包括7小题，共56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。14（7分）如图12所示，在虚线MN的上方存在磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向内，质子和粒子以相同的速度v0由MN上的O点以垂直MN且垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，再分别从MN上A、B两点离开磁场。已知质子的质量为m，电荷为e，粒子的质量为4m，电荷为2e。忽略带电粒子的重力及质子和粒子间的相互作用。求： （1）A、B两点间的距离。（2）粒子在磁场中运动的时间。15（7分）两根平行光滑金属导轨MN和PQ水平放置，其间距为0.60m，磁感应强度为0.50T的匀强磁场垂直轨道平面向下，两导轨之间连接的电阻R=5.0，在导轨上有一电阻为1.0的金属棒ab，金属棒与导轨垂直，如图13所示。在ab棒上施加水平拉力F使其以10m/s的水平速度向右匀速运动。设金属导轨足够长。求：（1）金属棒ab两端的电压。（2）拉力F的大小。（3）电阻R上消耗的电功率。16（8分）如图14所示，在倾角=37的绝缘面所在空间存在着竖直向上的匀强电场，场强E=4.0103N/C，在斜面底端有一与斜面垂直的绝缘弹性挡板。质量m=0.20kg 的带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下，滑到斜面底端与挡板相碰后以碰前的速率返回。已知斜面的高度h=0.24m，滑块与斜面间的动摩擦因数=0.30，滑块带电荷q=5.0104C。取重力加速度g=10m/s2，sin37=0.60, cos37=0.80.求： （1）滑块从斜面最高点滑到斜面底端时的速度大小。 （2）滑块被挡板弹回能够沿斜面上升的最大高度。 （3）滑块从开始运动到停下来的整个过程中产生的热量Q。（计算结果保留2位有效数字）17（8分）如图15（甲）所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数n=100匝，电阻r=1.0，所围成矩形的面积S=0.040m2，小灯泡的电阻R=9.0，磁场的磁感应强度随按如图15（乙）怕示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为 ，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期。不计灯丝电阻随温度的变化，求： （1）线圈中产生感应电动势的最大值。 （2）小灯泡消耗的电功率。 （3）在磁感强度变化的0的时间内，通过小灯泡的电荷量。18（8分）在水平面上平行放置着两根长度均为L的金属导轨MN和PQ，导轨间距为d，导轨和电路的连接如图16所示。在导轨的MP端放置着一根金属棒，与导舅垂直且接触良好。空间中存在竖直向上方向的匀强磁场，磁感应强度为B。将开关S1闭合，S2断开，电压表和电流表的示数分别为U1和I1，金属棒仍处于静止状态；再将开关S2闭合，电压表和电流表的示数分别为U2和I2，金属棒在导轨上由静止开始运动，运动过程中金属棒始终与导轨垂直。设金属棒的质量为m，金属棒与导轨之间的动摩擦因数为。忽略导轨的电阻以及金属棒运动过程中产生的感应电动势，重力加速度为g。求：（1）金属棒到达NQ端时的速度大小。（2）金属棒在导轨上运动的过程中，电流在金属棒中产生的热量。19（9分）如图17（甲）所示，长为l、相距为d的两块正对的平行金属板AB和CD与一电源相连（图中未画出电源），B、D为两板的右端点。两板间电压的变化如图17（乙）所示。在金属板B、D端的右侧有一与金属板垂直的荧光屏MN，荧光屏距B、D端的距离为l。质量为m、电荷量为 e的电子以相同的初速度v0从极板左边中央沿平行极板的直线OO连续不断地射入。已知所有的电子均能够从金属板间射出，且每个电子在电场中运动的时间与电压变化的周期相等。忽略极板边缘处电场的影响，不计电子的重力以及电子之间的相互作用。求： （1）t=0和t=T/2时刻进入两板间的电子到达金属板B、D端界面时偏离OO的距离之比。 （2）两板间电压U0的最大值。 （3）电子在荧光屏上分布的最大范围。20（9分）如图18所示，在空间存在这样一个磁场区域，以MN为界，上部分的均强磁场的磁感应强度为B1，下部分的匀强磁场的磁感应强度为B2，B1=2B2=2B0，方向均垂直纸面向内，且磁场区域足够大。在距离界线为h的P点有一带负电荷的离子处于静止状态，某时刻该离子分解成为带电荷的粒子A和不带电的粒子B，粒子A质量为m、带电荷q，以平行于界线MN的速度向右运动，经过界线MN时的速度方向与界线成60角，进入下部分磁场。当粒子B沿与界线平行的直线到达位置Q点时，恰好又与粒子A相遇。不计粒子的重力。 （1）P、Q两点间距离。 （2）粒子B的质量。 参考答案一、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，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。把你认为正确答案的代表字母填写在题后的括号内。1B 2AC 3CD 4AB 5D 6CD 7BC 8AC 9A 10CD二、本题共3小题，共14分。按照要求作图或把答案填在题中的横线上。115.95104；（2分） 串。（1分）12（1）；（2分） ；（2分）（2）偏小。（1分）13（1）如答图1；（2分） （2）06.4；（2分） （3）。（2分）三、本大题包括7小题，共56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，有数值计算的题的答案必须明确写出数值和单位。14（7分）解：（1）质子进入磁场做半径为R1的匀速圆周运动，洛仑滋力提供向心力，根据牛顿第二定律，（2分）质子离开磁场时到达A点，O、A间的距离.（1分）同理，粒子在磁场中做圆周运动的半径为，粒子离开磁场时到达B点，O、B间的距离，则A、B两点间的距离.（2分） （2）粒子在匀强磁场中运动周期为，则粒子在磁场中运动的时间为（2分）15（7分）解：（1）根据电磁感应定律，金属棒ab上产生的感应电动势为（1分）根据闭合电路欧姆定律，通过R的电流（1分）金属棒两端的电压U=EIr=2.5V.（1分） （2）由于ab杆做匀速运动，拉力和磁场对电流的安培力大小相等，即 （2分） （3）根据焦耳定律，电阻R上消耗的电功率P=I2R=1.25W.（2分）16（8分）解：（1）滑块沿斜面滑下的过程中，受到的滑动摩擦力，设到达斜面底端时的速度为，根据动能定理，（2分）解得（1分） （2）滑块第一次与挡板碰撞后沿斜面返回上升的高度最大，设此高度为，根据动能定理， ，（2分）代入数据解得（1分） （3）滑块最终将静止在斜面底端，因此重力势能和电势能和减少等于克服摩擦力做的功， 即等于产生的热能，（2分）17（8分）解：（1）因为线圈中产生的感应电流变化的周期与磁场变化的周期相同，所以由图象可知，线圈中产生交变电流的周期为T=3.14102s.所以线圈中感应电动势的最大值为（2分） （2）根据欧姆定律，电路中电流的最大值为通过小灯泡电流的有效值为，（1分）小灯泡消耗的电功率为P=I2R=2.88W（2分） （3）在磁感应强度变化的11/4周期内，线圈中感应电动势的平均值通过灯泡的平均电流（1分）通过灯泡的电荷量（2分）18（8分）解：（1）当通过金属棒的电流为I2时，金属棒在导轨上做匀加速运动，设加速度为a，根据牛顿第二定律，（1分）设金属棒到达NQ端时的速率为，根据运动学公式，（1分）由以上两式解得：（2分） （2）当金属棒静止不动时，金属棒的电阻，设金属棒在导轨上运动的时间为t， 电流在金属棒中产生的热量为Q，根据焦耳定律，Q=I，（2分） 根据运动学公式，将（1）的结果代入，争得（2分）19（9分）解：（1）t=0时刻进入两板间的电子先沿OO方向做匀速运动，即有，而后在电场力作用下做类平抛运动，在垂直于OO方向做匀加速运动，设到达B、D端界面时偏离OO的距离为y1，则.（2分）t=T/2时刻进入两板间的电子先在T/2时间内做抛物线运动到达金属板的中央，而后做匀速直线运动到达金属板B、D端界面。设电子到达金属板的中央时偏离OO的距离为y2，将此时电子的速度分解为沿OO方向的分量与沿电场方向的分量，并设此时刻电子的速度方向与OO的夹角为，电子沿直线到达金属板B、D端界面时偏离OO的距离为，则有；解得（1分）因此，。（1分）（2）在t=(2n+1) T/2(n=0, 1,2)时刻进入两板间的电子在离开金属板时偏离OO的距离最大，因此为使所有进入金属板间的电子都能够飞出金属板，应满足的条件为，解得板间电太的最大值。（2分）（3）设）时刻进入两板间的电子到达荧光屏上的位置与O点的距离为Y1；t=(2n+1)T/2(n=0,1,2)时刻进入两板间的电子到达荧光屏上的位置与O点的距离为，电子到达荧光屏上分布在范围内. 当满足的条件时，Y为最大。根据题中金属板和荧光屏之间的几何关系，得到（1分）因此电子在荧光屏上分布的最大范畴为（2分）20（9分）解：（1）粒子A在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛仑滋力提供向心力，设粒子A的速度为v0，在MN上方运动半径为R1，运动周期为T1，根据牛顿第二定律和圆周运动公式，解得 （2分）同理，粒子A在MN下方运动半径R2和周期T2分别为：。粒子A由P点运动到MN边界时与MN的夹角为60，如答图2所示，则有R1h=R1cos60 得到：R1=2h，R2=4h。PQ间的距离为d=2R2sin602R1sin60=2h。（3分） （2）粒子A从P点到Q点所用时间为 ，（1分） 设粒子B的质量为M，从P点到Q点速度为v ，（1分）由根据动量守恒定律（2分）