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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