河北省张家口市2021届高三上学期12月阶段测试物理试题 Word版含答案

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河北省张家口市2021届高三上学期12月阶段测试物理试题 Word版含答案

张家口市 2021 届高三上学期 12 月阶段测试物理 注意事项:1.本试卷分为Ⅰ卷(选择题),Ⅱ卷(非选择题)。 2.本试卷共 100 分,考试时间 90 分钟。 3.请将各题答案填在答题卡上。 第Ⅰ卷(选择题 共 40 分) 一、选择题:本题共 8 小题,每小题 3 分,共 24 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。 1.关于静电的利用和防止,下列说法错误的是 A.静电复印机利用了静电吸附的原理 B.静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相反的电荷,可以使油漆与金属表面结合的更牢固 C.油罐车尾有一条铁链拖在地上,是为了避免产生电火花引起爆炸 D.加油站的加油员工作时最好穿绝缘性能良好的化纤衣物,防止引燃汽油 2.关于电源,下列理解正确的是 A.电源电动势就是电源两极间电压 B.电源接入电路工作时,电源内部电流从正极流向负极 C.同样的电池,小电流、间断性放电比大电流、持续放电的容量大 D.一节干电池电动势为 1.5V,这表示将 1C 的电子由负极移送到正极过程中,非静电力做了 1.5J 的功 3.如图所示,固定的点电荷+Q 下方有一足够大的接地金属板,在点电荷+Q 的正下方金属板的上表面外侧、 内侧各取一点 A、B,可认为 A、B 两点到点电荷+Q 的距离均为 d,静电力常量为 k,关于此静电感应现象 判断正确的是 A.金属板的下表面一定带正电 B.A 点场强大小等于 2 kQ d C.金属板上感应电荷在 B 点场强大小等于 0 D.金属板上感应电荷在 B 点场强大小等于是 2 kQ d 4.金属铂的电阻对温度的高低非常敏感,可用于制作电阻温度计。现有甲、乙两个U I 图像,其中一个 为描述金属铂的图像,下列判断正确的是 A.图甲应为铂的U I 图像,且电压为 1U 时,电阻为 1 1 U I B.图甲应为铂的U I 图像,且电压为 1U 时,电阻为 1 2 1 U U I  C.图乙应为铂的U I 图像,且电压为 1U 时,电阻为 1 1 U I D.图乙应为铂的U I 图像,且电压为 1U 时,电阻为 1 1 2 U I I 5.如图所示,把一板间距为 d 的平行板电容器接在电压为 U 的电源上,闭合开关 K,此时板间场强为 1E 。 现在两板中央插入厚度为 2 d 的金属板,电路稳定后,板间场强为 2E ,断开开关 K,抽出金属板,此时板间 场强为 3E 。则 1 2 3: :E E E 为 A.1:1:1 B.1:2:2 C.1:2:1 D.1:1:2 6.先后让一个氕核  1 1H 和一个氘核 2 1H 从同一位置以相同的初动能通过同一对平行板形成的偏转电场, 进入时速度方向与板平行,则氕核与氘核离开时速度偏角的正切值之比 1 2tan : tan  为 A.1:1 B.2:1 C.1:2 D.1:4 7.把带电量为 53.2 0 C1q   的正点电荷由电场中的 A 点移到 B 点,电场力做功 59.6 10 JABW   ,由 B 点移到 C 点,电场力做功 41.6 10 JBCW    ,若规定 A 点电势为 0,则 A.B 点电势为-3V B.C 点电势为-2V C.A、C 间电势差 8VACU  D.把带电量为 53.2 0 C1q   的点电荷放在 C 点,该电荷的电势能为 56.4 10 J 8.如图所示电路,闭合开关 S,当滑动变阻器的滑动触头 P 由 a 滑向 b 的过程中,下列说法正确的是 A. 0R 的功率一直减小 B.电源内阻 r 的热功率一直变小 C.电压表示数先变大后变小,电流表示数先变小后变大 D.电压表示数先变大后变小,电流表示数一直变小 二、选择题:本题共 4 小题,每小题 4 分,共 16 分。每小题有两个或两个以上的选项符合题意,全部选对 得 4 分,选对但不全对得 2 分,有选错的得 0 分。 9.如图所示,a、b 是两个带有同种电荷的小球,用绝缘细线悬挂于同一点,两球静止时,它们距水平地面 的高度相等,绳与竖直方向的夹角分别为 、 ,且 30a  、 60   ,若同时剪断两根细线,空气阻力 不计,两球带电量不变,则下列叙述正确的是 A.两球质量 : 3:1a bm m  B.剪断细线后,两球组成的系统机械能守恒 C.剪断细线后,两球组成的系统水平方向动量守恒 D.落地时 a 球速率大于 b 球速率 D.落地时 a 球速率大于 b 球速率 10.如图所示是多用电表最简结构图,表头 G 内阻 30gR   ,满偏电流 1mABI  , 1R 、 2R 是定值电阻, 2 2994R   ,选择开关置于 1 时是量程为 5mA 的电流表,置于 2 时是欧姆表,置于 3 时是电压表。a、b 是表外的两个表笔,关于此多用电表说法正确的是 A. 1R 的阻值为 7.5Ω B.接 3 时电压表量程为 15V C.a 表笔应该是黑表笔 D.若表内电源电动势 E 减小,会使电阻测量值偏小 11.把点电荷 1q 和 2q 分别放在坐标原点 O 和 2mx  处,已知 1q 带正电,两电荷连线上各点电势 随 x 变 化关系如图所示,其中,在 2q 右侧范围内 3mx  处电势最高,则下列说法正确的是 A. 2q 带正电荷 B. 1q 、 2q 带电量之比为 9:1 C.图中电势为 0 的点,场强也一定为 0 D.把一正电荷由 3mx  处移到 4mx  处过程中该电荷的电势能会减少 12.如图所示电路,电源内阻为 r,两相同灯泡 1L 、 2L 电阻均为 R,D 为理想二极管(具有单向导电性), 电表均为理想电表。闭合 S 后,一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动。现把滑动变阻器滑片向上 滑动,电压表 1V 、 2V 示数变化量绝对值分别为 1U△ 、 2U△ ,电流表示数变化量为 I△ ,则 A.两灯泡逐渐变亮 B.油滴将向下运动 C. 2U R rI  △ △ D. 2 1U U△ △ 第Ⅱ卷(非选择题 共 60 分) 三、非选择题:本题共 4 小题,共 60 分。 13.(16 分)实验室提供下列器材: A.电源电动势 E,内阻 r B.电阻箱(0-999Ω) C.电流表(0-0.6A,0-3A,内阻较小) D.电压表(0-3V,0-15V,内阻较大) E.一段电阻率较大、粗细均匀的电阻丝(镍铬合金丝)ab,滑片 P 与电阻丝始终接触良好 F.螺旋测微器 G.开关,导线若干 请完成下列实验: 为测定电源电动势 E 和内阻 r,用电阻丝 ab 替代滑动变阻器,设计了如图 1 所示的实验。其中电阻箱 0 2R   。 实验时,闭合开关 S,调节滑片 P 到某一位置,测出 aP 的长度 x 和对应的电压 U、电流 I 的值,改变滑片 P 的位置,得到多组 x 及对应的 U、I 值,记录到表格中: (1)根据实验记录的数据,用描点法在坐标纸上分别作出U I 图象, U xI  图象(图 2 和图 3),依据图象 可知: ①电源电动势 E=__________V.内阳 r=__________Ω。(结果保留两位有效数字) ②如图 4 所示,用螺旋测微器测得电阻丝的直径 d=__________mm。 ③电阻丝的横截而积 S=_______________mm2,则电阻丝的电阻率   ___________ m ,电流表内阻为 ____________Ω(计算结果均取两位有效数字)。 (2)利用上述器材,设计了一种测量电压表 0-3V 量程内阻的实验方案,电路如图 5 所示,实验时,使电阻 箱 0R 阻值为 0,闭合开关 S,调节滑片 P,使电压表读数为 2.00V,保持滑片 P 不动,调节电阻箱阻值,使 电压表读数为 1.00V,此时电阻箱面板如图 6 所示,则电压表的内阻的测量值 VR ____________Ω,此测 量值比 VR 的真实值____________(“偏大”或“偏小”)。 14.(8 分)某直线加速器可简化为如下模型:从电子源发出的初速度为 0 的电子分别经过两级加速之后打到 荧光屏上,两级加速电场极板接线柱 A、B、C、D 与电压为 U 的电源相连,两级加速装置的长度相等,电 子质量为 m,电荷量为 e, 不计电子重力。 求: (1)电子在两级加速电场中加速的时间之比 1 2 t t 。 (2)电子打到荧光屏上的速度 v。 15.(10 分)真空中,一电子绕固定点电荷+Q 做半径为 r 的匀速圆周运动,设电子等效环形电流为 1I ,如图 甲所示;带电量均为+Q 的点电荷相距 r,在它们连线的中垂线上取一点 A,A 点到两电荷的距离也为 r,电 子在 A 点获得一垂直纸面的初速度后可绕两电荷连线的中点 O 做匀速圆周运动,设电子等效环形电流为 2I , 如图乙所示,求 1I 与 2I 的比值。 16.(12 分)如图所示电路,电源电动势 20VE  ,内阻 4r   , 1 2R   ,直流电动机内阻 0 1R   ,现 进行以下操作: (1)把 1S 拨到 1,闭合 2S ,调节滑动变阻器 2R 使电源的输出功率最大,求此时 2R 的阻值和电源的最大输出 功率 P。 (2)断开 2S ,把 1S 拨到 2,再闭合 2S ,调节 2R 使电源的输出功率仍为(1)向中的 P,这时电动机输出的机 械功率为 3.75W,求此时 2R 的值。 17.(14 分)两个完全相同的金属小球 A 、 B ,质量均为 0.1kgm  ,其中 A 不带电, B 的电荷量为 62 10 Cq    ,一轻质柔软绝缘细线一端固定在 O 点,一端拴在小球 A 上,O 到小球 A 球心的距离 1mL  。 现把小球 A 从图示位置由静止释放,此时细线拉直并与水平方向夹角 30a  ,当小球 A 运动到最低点时 恰好与放在 O 点正下方绝缘支架上的 B 球发生弹性正碰,碰后 B 球以某一速度水平飞出,进入水平面 MN 下方竖直向下的匀强电场中,设 B 球在绝缘支架上飞出点为 d,并从 e 点进入电场,到达 f 点时速度方向恰 好水平,d、e、f 三点在同一条直线上,且 3de ef 。忽略碰撞前后 A、B 两球间静电力作用, 210m / sg  , 求: (1)A 球撞 B 球前瞬问的速度 VA。 (2)碰后瞬问 B 球的速度 Vg。 (3)匀强电场的场强 E。 12020-2021 学年第一学期阶段测试卷 理高三物理参考答案 1.D 2.C【解析】电池的容量与放电状态有关,小电流、间断性放电比大电流、持续放电容量大。故 C 正确。 1.5V 电动势表示将 1C 正电荷由负极移送到正极过程中,非静电力做功 1.5J。故 D 错。 3.D【解析】大地为远端,所以金属板下表面无电荷,A 错;金属板达到静电平衡时,导体内合场强为 0, 所以感应电荷在 B 点的场强与+Q 在 B 点场强 2 KQ d 等大反向,即 C 错 D 对。根据镜像原理,感应电荷在 A 点场强大小为 2 kQ d ,与点电荷的场强叠加后,合场强为 2 kQ d ,B 错。 4.C【解析】金属铂的电阻率随温度升高而增大,即随电压和电流的增大而增大。由欧姆定律 UR I  可知, 选项 C 对。 5.B【解析】闭合 K,不插入金属板时板间场强 1 UE d  ;插入金属板后,相当于两个板间距为 4 d 的电容 器串联,每个电容器上电压为 2 U , 22 4 U UE d d   (相当于电压不变,板间距减半),可得 2 12E E ;由 4 sC kd   ,可知电容加倍,变为 2C ;带电量也加倍,变为 2Q ,断开 K 后, 2Q 不变,抽出金属板,电 容变为 C,板间电压 2 2QU UC    ,则 3 1 2 2UE Ed   。综上,选 B。 6.A【解析】 2 0 0 tan yv Uql v dmv    ,两粒子初动能相同,即 2 0mv 相同,其它量也相同。故偏角的正切值相 同。 7 . A 【 解 析 】 由 AB ABW U q 可 得 3VAB A BU     , 得 3VB   , A 对 ; BC BCW U q 得 5VBCU    B C  , 2VC  ,B 错; AC AU  , 2VC   ,C 错;由 56.4 10 JPE cq     。 D 错。 8.C【解析】当滑动变阻器的滑动触头 P 由 a 滑向 b 的过程中,滑动变阻器的阻值先变大后变小,电路总 电阻先变大后变小,电流 I 先变小后变大,由 2P I R 可得, 0R 的功率、内阻 r 的功率都先变小后变大; 内电压先变小后变大,外电压先变大后变小。综上,选 C。 9.AC【解析】设 a、b 球间库仑斥力为 F,对 a、b 球受力分析,可得 tan30 tan60a bF m g m g   ,有 3:1a bm m  ,A 对;剪断细线后,两球组成的系统有库仑力做功,机械能不守恒,B 错;剪断细线后, 两球组成的系统水平方向合外力为 0,水平方向动量守恒,C 对;落地时,竖直速度相同,水平方向速率 1:3a bv v  ,故落地时 b 的速率大于 a 的速率,D 错。 10.AB【解析】接 1 时,有  g g 1gI R I I R  ,得 1 7.5R   ,A 对;接 3 时, 2 15Vg gU I R IR   , B 对;a 对应表内电源负极,为红表笔,C 错;由 g EI R  内 , x EI R R  内 。可得: 1 1 x g I R I E   。当 E 减 小时 I 减小,读数偏大,D 错。 11.BD【解析】φ-x 图像的斜率表示场强, 3x  m 处电势最高,斜率为 0,即 E 0 ,因为 1q 带正电,E 0 的点在 2q 外侧, 2q 必带负电,A 错; 1q 、 2q 到 3x  m 的距离比为 3:1,由 2 kqE r  可得: 1 2: 9:1q q  , B 对;电势为 0 的点斜率不为 0,场强不为 0,C 错; 3x  m 到 4x  m 场强向右,移动正电荷时电场力做 正功,电势能减少,D 对。 12.ACD【解析】滑片向上滑动,其阻值减小,总电阻减小,回路中电流变大,两灯变亮,A 对;把 1L 电 阻 R 看作电源内阻一部分, 2U 就是 R r 两端电压的增加量,也是电容器两板间电压减少量,故 2U R rl    ,C 对; 1U rI   ,所以 2 1U U   ,D 对;电容器板间电压降低,应放电,但二极管的单 向导电性使电荷不能放出,Q 不变,由 QC U  , UE d  可知 E 不变,油滴静止不动,B 错。 13.(16 分)每空 2 分 (1)①3.0 2.0 ②0.564(0.562----0.565 均可) ③0.25 61.0 10 0.80 (2)3047 偏大 【解析】(1)由U E Ir - 可得 U-I 图像的纵轴截距为 E,斜率的绝对值为 0r R ;即 2.0r   。 由  AU I R R  , xR S  可得 A U x RI S   。所以 U I —x 图像纵轴截距为 0.80AR   ,斜率 4k S   , 则 61.0 10 mkS     。 (2)半偏法测电压表内阻,电阻箱读数为表内阻,读数 3047Ω。电压表串联电阻箱后分得电压大于 2.00V, 即电阻箱两端电压大于 1.00V,电阻箱阻值大于电压表内阻,所以测量值比真实值偏大。 14.【解析】(1)电子做匀加速直线运动,由于两级加速装置长度相等,由 UE L  可知,其电场速度 E 相等,由 eE ma , 可知加速度 a 相等, 2 2 1 2L at  2 1 2 12 2L a t t  解得: 1 2 1 2 1 t t   (2)由动能定理得: 212 2eU mv 得: 2 eUv m  15.(10 分)解: 图甲:点电荷对电子的引力为: 1 2 kQeF r  由牛顿第二定律: 2 1 2 1 4 mrF T  电子等效环形电流: 1 1 eI T  得: 1 2 e kQeI r mr 图乙:两点电荷对电子的引力: 2 2 22 cos30 3kQe kQeF r r    做圆周运动半径 3cos30 2r r r    由牛顿第二定律: 2 2 2 2 4 mrF T   电子等效环形电流: 2 2 eI T  得: 2 2 e kQeI r mr 所以 1 2 2 2 I I  16.(12 分)解: (1) 1S 拨到 1 时, 1R 和 2R 串联,当电源内外阻相等时,电源输出功率最大。 即 2 1 2R r R    电源输出功率 2 25W4 EP r   (2) 1S 拨到 2 时, 2R 与电动机串联,设电路电流为 I,电动机两端电压为 U, 对电源: 2EI I r P  得: 2.5AI  对电动机: 2 0UI I R P  机 得 4VU  此时 2R 阻值为 2 2.4E U IrR I     17.(14 分)解:(1)A 球由静止释放后做自由落体运动,下落 h 高度后细线刚好拉直: 2 sinh L  由机械能守恒定律有: 21 2mgh mv 得 2 5m / sv  , 细线拉直后,沿线方向速度减为 0,垂直细线方向速度为: 1 cos 15m / sv v   此后 A 球做圆周运动,由机械能守恒:   2 2 1 1 1sin m m2 2 Amg L L v v   得 5m / sAv  (2)A 与 B 发生弹性碰撞,设 A 球碰后速度为 Av 由动量守恒定律和能量守恒定律可得 A A Bmv mv mv  2 2 21 1 1 2 2 2A A Bmv mv mv  解得: 5m / sBv  (3)A 与 B 碰后电荷量平分,B 球带电量为 2 q ;B 球飞出后做平抛运动,进入电场后的运动为类平抛运动的 逆运动,设运动时 间分别为 1t 和 2t ,下落高度分别为 1y 和 2y , 由 3de ef 可知: 1 2: 3:1t t  ; 1 2: 3:1y y  . 由平抛规律有: 2 1 1 1 2y gt 2 2 2 1 2y at 解得 3ga  ,由牛顿第二定律: 1 2 qE mg a m   ,解得 64 10 V / mE  
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