2019-2020年高三理科实验班周考物理试题 Word版含答案.doc

2019-2020年高三理科实验班周考物理试题 Word版含答案一、选择题（4分*12=48分）1如图所示的两个斜面，倾角分别为37和53，在顶点两个小球A、B以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出，小球都落在斜面上，若不计空气阻力，则A、B两个小球平抛运动时间之比为（ ）A.1:1 B.4:3 C.16:9 D.9:162如图，手持一根长为的轻绳的一端在水平桌面上做半径为r、角速度为的匀速圆周运动，绳始终保持与该圆周相切，绳的另一端系一质量为m的小木块，木块也在桌面上做匀速圆周运动，不计空气阻力，则（ ）A.木块只受重力、桌面的支持力和绳子拉力的作用B.绳的拉力大小为C.手对木块不做功 D.手拉木块做功的功率等于3（多选）如图，质量相同的两物体a、b，用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻质定滑轮两侧，a在水平桌面的上方，b在水平粗糙桌面上。初始时用力压住b使a、b静止，撤去此压力后，a开始运动，在a下降的过程中，b始终未离开桌面。在此过程中 （ ）Aa的动能小于b的动能 B两物体机械能的变化量相等Ca的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量D绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为零4如图所示的xOy坐标系中，x轴上固定一个点电荷Q，y轴上固定一根光滑绝缘细杆（细杆的下端刚好在坐标原点O处），将一个套在杆上重力不计的带电圆环（视为质点）从杆上P处由静止释放，圆环从O处离开细杆后恰好绕点电荷Q做圆周运动下列说法正确的是A圆环沿细杆从P运动到O的过程中，加速度一直增大B圆环沿细杆从P运动到O的过程中， 速度先增大后减小C增大圆环所带的电荷量，其他条件不变，圆环离开细杆后仍然能绕点电荷做圆周运动D将圆环从杆上P的上方由静止释放，其他条件不变，圆环离开细杆后仍然能绕点电荷做圆周运动5对于真空中电荷量为q的静止点电荷而言，当选取离点电荷无穷远处的电势为零时，离点电荷距离为r处的电势为=kq/r（k为静电力常量），如图所示，两电荷量大小均为Q的异种点电荷相距为d，现将一质子（电荷量为e）从两电荷连线上的A点沿以负电荷为圆心、半径为R的半圆形轨迹ABC移到C点，在质子从A到C的过程中，系统电势能的变化情况为（ ）A减少 B增加 C减少 D增加6如图所示，一个带电粒子从粒子源飘入（初速度很小，可忽略不计)电压为U1的加速电场，经加速后从小孔S沿平行金属板A、B的中心线射入A、B板长为L，相距为d，电压为U2.则带电粒子能从A、B板间飞出应该满足的条件是（)A. B. C. D. 7如图甲所示，一电子以v0的初速度沿平行金属板的轴线射入金属板空间从电子射入的时刻开始在金属板间加如图乙所示的交变电压，假设电子能穿过平行金属板则下列说法正确的是（）A电子只可能从轴线到上极板之间的空间射出（不包括轴线）B电子只可能从轴线到下极板之间的空间射出（不包括轴线）C电子可能从轴线到上极板之间的空间射出，也可能沿轴线方向射出D电子射出后动能一定增大 8如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3均为定值电阻，与均为理想电表；开始时开关S闭合，均有读数，某时刻发现和读数均变大，则电路中可能出现的故障是AR1断路 BR2断路 CR1短路 DR3短路9（多选）如图所示电路中，电源内电阻为r，R1、R3、R4均为定值电阻，电表均为理想电表闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片向左滑动，电流表和电压表示数变化量的大小分别为I、U，下列结论正确的是()A电流表示数变大，电压表示数变小B电阻被电流表短路C. D.10（多选）劳伦斯和利文斯设计的回旋加速器工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U.若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响，则下列说法正确的是（）A质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U无关B质子离开回旋加速器时的最大动能与交流电频率f成正比C质子被加速后的最大速度不可能超过2RfD质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为111有一带电量为+q，质量为m的带电粒子，沿如图所示的方向，从A点沿着与边界夹角30、并且垂直磁场的方向，进入到磁感应强度为B的匀强磁场中，已知磁场的上部没有边界，若离子的速度为v，则该粒子离开磁场时，距离A点的距离（ ）A. B. C. D. 12（多选）在一个边界为等边三角形的区域内，存在一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，在磁场边界上的P点处有一个粒子源，发出比荷相同的三个粒子a、b、c（不计重力）沿同一方向进入磁场，三个粒子通过磁场的轨迹如图所示，用ta、tb、tc分别表示a、b、c通过磁场的时间；用ra、rb、rc分别表示a、b、c在磁场中的运动半径，则下列判断正确的是（ ） A. ta=tbtc B. tctbta C. rcrbra D. rbrarc二、填空题（6分*3=18分）13如图所示，真空中存在空间范围足够大的、方向水平向右的匀强电场，在电场中，一个质量为m、带电量为q的粒子从O点出发，初速度的大小为v0，在重力和电场力的共同作用下恰能沿与场强的反方向成角做匀减速直线运动，则：匀强电场的场强的大小为_；粒子运动的最高点与出发点之间的电势差_14如图所示，带正电的甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的A点，其带电量为Q；质量为m，带正电的乙球在水平面上的B点由静止释放，其带电量为q；A、B两点间的距离为释放后的乙球除受到甲球的静电力作用外，还受到一个大小为 （k为静电力常数）、方向指向甲球的恒力（非电场力）作用，两球均可视为点电荷则：乙球在释放瞬间的加速度大小_；乙球的速度最大时两球间的距离_15有一电流表A，量程为1 mA，内阻r1约为100 ，要求测量其内阻可选用器材有：电阻箱R1，最大阻值为99 999.9 ；滑动变阻器甲，最大阻值为10 k；滑动变阻器乙，最大阻值为2 k；电源E，电动势约为6 V，内阻不计；开关2个，导线若干采用的测量电路图如图所示，实验步骤如下：断开S1和S2，将R调到最大； 合上S1，调节R使A表满偏；保持R不变，合上S2，调节R1使A表半偏，此时可以认为A表的内阻r1R1.在上述可供选择的器材中，可变电阻R应该选择_ _(选填“甲”或“乙”)；认为内阻r1R1，此结果与r1的真实值相比_ _(选填“偏大”、“偏小”或“相等”)三、计算题16（13分）如图所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值静止的带电粒子带电荷量为q，质量为m(不计重力)，从点P经电场加速后，从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界上的一绝缘板，它与N板的夹角为45，孔Q到板的下端C的距离为L，当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，求：(1)两板间电压的最大值Um；(2)CD板上可能被粒子打中区域的长度s；(3)粒子在磁场中运动的最长时间tm.17（13分）半径为R的圆形匀强磁场区域，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，在y=R的虚线上方足够大的范围内，有方向水平向左的匀强电场，电场强度为E，从O点向不同方向发射速率相同的质子，质子的运动轨迹均在纸面内，且质子在磁场中的偏转半径也为R，已知质子的电荷量为q，质量为m， 不计重力、粒子间的相互作用力及阻力，求：质子射入磁场时速度的大小；沿x轴正方向射入磁场的质子，到达y轴所需的时间；与x轴正方向成300角（如图所示）射入的质子，达到y轴的位置坐标.18（18分）“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成，其原理可简化如下：如图甲所示，辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面，圆心为O，外圆弧面AB的半径为L，电势为1，内圆弧面CD的半径为L/2，电势为2。足够长的收集板MN平行边界ACDB，O到MN板的距离OP为L。假设太空中漂浮着质量为m，电量为q的带正电粒子，它们能均匀地吸附到AB圆弧面上，并被加速电场从静止开始加速，不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子引力的影响。（1）求粒子到达O点时速度的大小：（2）如图乙所示，在边界ACDB和收集板MN之间加一个半圆形匀强磁场，圆心为O，半径为L磁场方向垂直纸面向内，则发现从AB圆弧面收集到的粒子有2/3能打到MN板上（不考虑过边界ACDB的粒子再次返回），求所加磁感应强度的大小；（3）随着所加磁场大小的变化，试定量分析收集板MN上的收集效率与磁感应强度B的关系。物理答案123456789101112DDADCACCBADACAAC13（1）（2）mv02cos22q14（1）（2）x2l0 15甲，偏小16（1）（2）(2)L（3）【解析】试题分析：(1)M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，所以圆心在C点，如图所示，CHQCL(1分)，故半径L，又因为qv1Bm(2分)且qUm，所以Um (2分)(2)设粒子在磁场中运动的轨迹与CD板相切于K点，此轨迹的半径为r2，设圆心为A，在AKC中：sin 45，解得r2(1)L，即KCr2(1)L(3分)所以CD板上可能被粒子打中的区域的长度sHK，即sr1r2(2)L(2分)(3)打在QE间的粒子在磁场中运动的时间最长，均为半个周期，所以tm17; （）【解析】试题分析：（1）质子射入磁场后做匀速圆周运动，有 解得 （2）质子沿x轴正向射入磁场，经圆弧后以速度垂直于电场方向进入电场.在磁场中运动的时间 进入电场后做类平抛运动，沿电场方向运动R后到达y轴因此有 解得 所求时间 （3）质子磁场中转过1200角后从P点垂直于电场线进入电场，如图所示. P点距y轴的距离 在电场中 得质子到达轴所需时间为 在方向质子做匀速直线运动，有 质子到达y轴的位置坐标为（）.考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；类平抛运动的规律.18（1） （2）（3）磁感应强度增大，收集效率变小【解析】试题分析：（1）带电粒子在电场中加速时，电场力做功，得：qU（2分）U=1-2（1分）所以：（1分）（2）从AB圆弧面收集到的粒子有2/3能打到MN板上，则刚好不能打到MN上的粒子从磁场中出来后速度的方向与MN平行，则入射的方向与AB之间的夹角是60，在磁场中运动的轨迹如图甲，轨迹圆心角=600。（1分）根据几何关系，粒子圆周运动的半径：r=L（1分）由洛伦兹力提供向心力得：qvB（1分）联合解得：（1分）（3）磁感应强度增大，则粒子在磁场中运动的轨道半径减小，由几何关系知，收集效率变小（1分）设粒子在磁声中运动圆弧对应的圆心角为，如图乙由几何关系可知，（1分）收集板MN上的收集效率（1分）当时，收集效率（1分）考点：本题考查了带电粒子在电场中的加速和磁场中的偏转物理答卷12345678910111213、_ _14、_ _15、_ _16、17、18、带电粒子在复合场中的运动1、（12分）如图所示，竖直平面坐标系xOy的第一象限，有垂直xOy面向外的水平匀强磁场和竖直向上的匀强电场，大小分别为B和E；第四象限有垂直xOy面向里的水平匀强电场，大小也为E；第三象限内有一绝缘光滑竖直放置的半径为R的半圆轨道，轨道最高点与坐标原点O相切，最低点与绝缘光滑水平面相切于N。一质量为m的带电小球从y轴上（y0）的P点沿x轴正方向进入第一象限后做圆周运动，恰好通过坐标原点O，且水平切入半圆轨道并沿轨道内侧运动，过N点水平进入第四象限，并在电场中运动（已知重力加速度为g）（1）判断小球的带电性质并求出其所带电荷量；（2）P点距坐标原点O至少多高；（3）若该小球以满足（2）中OP最小值的位置和对应速度进入第一象限，通过N点开始计时，经时间t2小球距坐标原点O的距离s为多远？2、（12分）如图所示，在竖直平面建立直角坐标系xOy，y轴左侧存在一个竖直向下的宽度为d的匀强电场，右侧存在一个宽度也为d的垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，现有一个质量为m，带电荷量为+q的微粒(不计重力)，从电场左边界PQ以某一速度垂直进入电场，经电场偏转后恰好从坐标原点以与x轴正方向成=30夹角进入磁场：（1）假设微粒经磁场偏转后以垂直MN边界射出磁场，求：电场强度E为多少？（2）假设微粒经磁场偏转后恰好不会从MN边界射出磁场，且当粒子重新回到电场中时，此时整个x0的区域充满了大小没有改变但方向逆时针旋转了30角的匀强电场。求微粒从坐标原点射入磁场到从电场射出再次将射入磁场的时间？ 3（14分）如图所示，在空间中取直角坐标系Oxy，在第一象限内平行于y轴的虚线MN与y轴距离为d，从y轴到MN之间的区域充满一个沿y轴正方向的匀强电场，场强大小为E。初速度可以忽略的电子经过另一个电势差为U的电场加速后，从y轴上的A点以平行于x轴的方向射入第一象限区域，A点坐标为（0，h）。已知电子的电量为e，质量为m，加速电场的电势差U，电子的重力忽略不计，求：（1）电子从A点进入电场到离开该电场区域所经历的时间t和离开电场区域时的速度v；（2）电子经过x轴时离坐标原点O的距离l。答案1、（1）正电（2） （3试题分析：（1）小球进入第一象限正交的电场和磁场 后，在垂直磁场的平面内做圆周运动，说明重力与电场力平衡，qEmg得q小球带正电 （2）小球在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，设匀速圆周运动的速度为v、轨道半径为r.有：qvB小球恰能通过半圆轨道的最高点并沿轨道运动，有：mg由得：rPO的最小距离为：y2r.（3）小球由O运动到N的过程中机械能守恒：mg2Rmv2由得：vN根据运动的独立性可知，小球从N点进入电场区域后，在x轴方向以速度vN做匀速直线运动，沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，则沿x轴方向有：xvNt沿电场方向有：zat2agt时刻小球距O点：s.考点：考查了机械能守恒，圆周运动，牛顿第二定律2、（1）；（2）试题分析：（1）微粒从O点进入磁场后做匀速圆周运动，令速度为v1，半径为R1，则 由几何知识： 解得：粒子垂直PQ边界进入电场后做类平抛运动，运动时间为t1，沿x轴方向做匀速运动有： 沿y轴方向做初速度为零的匀加速运动，加速度为： 联立各式解得： ，粒子从O点进入磁场后做匀速圆周运动，令速度为v2，半径为R2， R2=2d 解得：（11）在磁场中运动的周期：(12)圆弧所对应的圆心角为：粒子在磁场中运动的时间t2：(13)粒子从磁场返回电场后做类平抛运动，运动时间为t3,沿x方向做匀速直线运动：（14）沿y方向做加速度仍为a的匀加速运动：（15）由几何知识可得：（16）联立各式解得：故总时间为：考点：带电粒子在匀强电场及匀强磁场中的运动。3、（1）由 eUmv02（1分） 得电子进入偏转电场区域的初速度v0（1分）设电子从MN离开，则电子从A点进入到离开匀强电场区域的时间t d （1分）；yat2（2分）因为加速电场的电势差U， 说明yh，说明以上假设正确（1分）所以vyat d （1分） 离开时的速度v（2分）（2）设电子离开电场后经过时间t到达x轴，在x轴方向上的位移为x，则xv0t（1分），yhyhtvyt （1分）则 ldx dv0t dv0（） dhh（1分）代入解得l（2分）