广西钦州市高新区2017届高三上学期12月份考试物理试题

广西钦州市高新区2017届高三上学期12月份考试物理试题

广西钦州市高新区2016-2017学年高三年级上学期12月份考试 物 理 试 题解析版 ‎(时间：90分钟　满分：100分)‎ 一、选择题(第14～17题，只有一项符合题目要求，第18～21题有多项符合题目要求)‎ ‎14.如图所示，在某电场中画出了三条电场线，C点是A、B连线的中点．已知A点的电势为φA＝30 V，B点的电势为φB＝－20 V，则下列说法正确的是(　　)‎ A．C点的电势φC＝5 V B．C点的电势φC＞5 V C．C点的电势φC＜5 V D．负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能 荷在电势高的地方电势能较小，所以D错误．‎ 答案：　C ‎15．将一正电荷从无限远处移入电场中M点，静电力做功W1＝6×10－9 J，若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无限远处，静电力做功W2＝7×10－9 J，则M、N两点的电势φM、φN，有如下关系(　　)‎ A．φM<φN<0　　　　　　　 B．φN>φM>0‎ C．φN<φM<0 D．φM>φN>0‎ 解析：　对正电荷φ∞－φM＝；对负电荷φN－φ∞＝.即φ∞－φN＝.而W2>W1，φ∞＝0，且和均大于0，则φN<φM<0，正确答案选C.‎ 答案：　C ‎16.如图所示为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线．两电子分别从a、b两点运动到c点，设电场力对两电子做的功分别为Wa和Wb，a、b两点的电场强度大小分别为Ea和Eb，则(　　)‎ A．Wa＝Wb，Ea＞Eb B．Wa≠Wb，Ea＞Eb C．Wa＝Wb，Ea＜Eb D．Wa≠Wb，Ea＜Eb 解析：　因a、b两点在同一等势线上，故Uac＝Ubc，Wa＝eUac，Wb＝eUbc，故Wa＝Wb.由题图可知a点处电场线比b点处电场线密，故Ea＞Eb.选项A正确．‎ 答案：　A ‎17．空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示，a、b、c、d为电场中的4个点，则(　　)‎ A．P、Q两点处的电荷等量同种 B．a点和b点的电场强度相同 C．c点的电势低于d点的电势 D．负电荷从a到c，电势能减少 解析：　由题中所给的等势面分布图是对称的及电场线与等势面垂直可得，P、Q两点应为等量的异种电荷，A错；a、b两点的电场强度大小相等，但方向不同，故B错；因P处为正电荷，因此c点的电势高于d点的电势，C错；因P处为正电荷，故Q处为负电荷，负电荷从靠负电荷Q较近的a点移到靠正电荷P较近的c点时，电场力做正功，电势能减小，D对．‎ 答案：　D ‎18.如图所示，匀强电场中某电场线上的两点A、B相距0.2 m，正电荷q＝106 C，从A移到B，电场力做功为2×106 J，则(　　)‎ A．该电场的场强为10 V/m B．该电场的场强方向由A指向B C．A、B间的电势差为10 V D．B点的电势比A点的高 解析：　电荷q由A移到B，W电＝qEd，代入数据得2×106＝106×E×0.2，解得E＝10 V/m，A正确．A到B电场力对正电荷做正功，电场力方向由A指向B，所以场强方向由A指向B，B正确．U＝Ed＝10×0.2 V＝2 V，C错．沿电场线方向电势降低，A点电势高于B点电势，D错．‎ 答案：　AB ‎19.如图所示为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点．在这一运动过程中克服重力做的功为2.0 J，电场力做的功为1.5 J．则下列说法正确的是(　　)‎ A．粒子带负电 B．粒子在A点的电势能比在B点少1.5 J C．粒子在A点的动能比在B点多0.5 J D．粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J 解析：　从粒子的运动轨迹可以看出，粒子所受的电场力方向与场强方向相同，粒子带正电，A错误；粒子从A点运动到B点，电场力做功1.5 J，说明电势能减少1.5 J，B错误；对粒子应用动能定理得：W电＋W重＝EkB－EkA，代入数据解得EkB－EkA＝1.5 J－2.0 J＝－0.5 J，C正确；粒子机械能的变化量等于除重力外其他力做的功，电场力做功1.5 J，则粒子的机械能增加1.5 J，D正确．‎ 答案：　CD ‎20.为了测定一个水平向右的匀强电场的场强大小，小明所在的物理兴趣小组做了如下实验：用长为L的绝缘轻质细线，上端固定于O点，下端拴一质量为m、带电荷量为＋q的小球(可视为质点)，如图所示，开始时，将线与小球拉成水平，然后释放，小球由静止开始向下摆动，摆到B点时速度恰好为零，然后又从B点向A点摆动，如此往复．小明用测量工具测量与水平方向所成的角度θ，刚好为60°.不计空气阻力，下列说法中正确的是(　　)‎ A．在B点时小球受到的合力为0‎ B．电场强度E的大小为 C．小球从A运动到B，重力势能减小mgL D．小球在下摆的过程中，小球的机械能和电势能之和先减小后增大 解析：　小球摆到B点时速度恰好为零，故若小球在B点没有加速度，则小球将静止在B点，不会再从B点返回到A点，所以小球在B点时所受合外力不为零，选项A错误；小球从A点运动到B点的过程，由动能定理，有mgLsin 60°－qEL(1－cos 60°)＝0，解得E＝，选项B正确；小球从A点运动到B点重力势能减少了mgLsin 60°，选项C正确；小球下摆的过程中，小球的机械能和电势能相互转化，由能量守恒定律可知，机械能与电势能之和保持不变，选项D错误．‎ 答案：　BC ‎21.如图所示，两平行光滑的金属导轨MN、PQ固定在水平面上，相距为L ‎，处于竖直向下的磁场中，整个磁场由n个宽度皆为x0的条形匀强磁场区域1、2、3、…、n组成，从左向右依次排列，磁感应强度大小分别为B、2B、3B、…、nB，两导轨左端MP间接入电阻R，金属棒ab垂直放在水平导轨上，且与导轨接触良好，不计导轨和金属棒的电阻．若在不同的磁场区对金属棒施加不同的拉力，使棒ab以恒定速度v向右匀速运动．取金属棒图示位置(即磁场1区左侧)为x＝0，则通过棒ab的电流i、对棒施加的拉力F随位移x变化的图象是(　　)‎ 解析：　金属棒切割磁感线产生的感应电动势E＝BLv，电路中感应电流I＝＝，所以通过棒的电流i与n成正比，选项A正确；棒所受的安培力F安＝BIL＝，因为棒匀速运动，对棒施加的外力F与F安等大反向，即F与n2成正比，选项D正确．‎ 答案：　AD 二、非选择题 ‎22.如图所示，匀强磁场B＝0.1 T，金属棒AB长0.4 m，与框架宽度相同，电阻为 Ω，框架电阻不计，电阻R1＝2 Ω，R2＝1 Ω，当金属棒以5 m/s的速度匀速向左运动时，求：‎ ‎(1)流过金属棒的感应电流多大？‎ ‎(2)若图中电容器C为0.3 μF，则充电荷量是多少？‎ 解析：　(1)由E＝BLv得 E＝0.1×0.4×5 V＝0.2 V R＝＝ Ω＝ Ω I＝＝ A＝0.2 A.‎ ‎(2)路端电压U＝IR＝0.2× V＝ V Q＝CU2＝CU＝0.3×10－6× C＝4×10－8 C.‎ 答案：　(1)0.2 A　(2)4×10－8 C ‎23．如图甲所示，将一间距为L＝1 m的U形光滑导轨(不计电阻)固定倾角为θ＝30°，轨道的上端与一阻值为R＝1 Ω的电阻相连接，整个空间存在垂直轨道平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小B未知，将一长度也为L＝1 m、阻值为r＝0.5 Ω、质量为m＝0.4 kg的导体棒PQ垂直导轨放置(导体棒两端均与导轨接触)．再将一电流传感器按照如图甲所示的方式接入电路，其采集到的电流数据能通过计算机进行处理，得到如图乙所示的I－t图象．假设导轨足够长，导体棒在运动过程中始终与导轨垂直．已知重力加速度g＝10 m/s2.‎ ‎(1)求0.5 s时定值电阻的发热功率；‎ ‎(2)求该磁场的磁感应强度大小B；‎ ‎(3)估算0～1.2 s的时间内通过传感器的电荷量以及定值电阻上所产生的热量．‎ 解析：　(1)由I－t图象可知当t＝0.5 s时，I0＝1.10 A，P＝IR＝1.21 W.‎ ‎(2)由I－t图象知，当导体棒PQ达到稳定状态时电路中的电流为I1＝1.60 A 导体棒PQ受力平衡：mgsin θ＝BI1L 解得B＝＝1.25 T.‎ ‎(3)1.2 s内通过传感器的电荷量为I－t图线与t轴包围的面积，由图知，总格数为130格，q＝130×0.1×0.1 C＝1.30 C 由图象可知，1.2 s末导体棒PQ中的电流I2＝1.50 A 由于I2＝＝ 求得v＝＝1.8 m/s 又q＝·Δt＝·Δt＝·＝＝ x＝＝1.56 m 由能量守恒得mgxsin θ＝mv2＋Q 可得Q＝mgxsin θ－mv2＝2.47 J 所以电阻R上产生的热量QR＝Q＝1.65 J.‎ 答案：　1.21 W　(2)1.25 T．　(3)1.65 J ‎24．如图甲所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m＝0.2 kg、带电荷量为q＝＋2.0×10－6 C的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数μ＝0.1.从t＝0时刻开始，空间上加一个如图乙所示的电场．(取水平向右的方向为正方向，g取10 m/s2‎ ‎)求：‎ ‎　‎ ‎(1)4秒内小物块的位移大小；‎ ‎(2)4秒内电场力对小物块所做的功．‎ 解析：　(1)0～2 s内小物块加速度 a1＝＝2 m/s2‎ 位移x1＝a1t＝4 m ‎2 s末的速度为v2＝a1t1＝4 m/s ‎2 s～4 s内小物块加速度 a2＝＝－2 m/s2‎ 位移：x2＝v2t2＋a2t＝4 m ‎4秒内的位移x＝x1＋x2＝8 m.‎ ‎(2)v4＝v2＋a2t2＝0，即4 s末小物块处于静止状态 设电场力对小物块所做的功为W，由动能定理有：‎ W－μmgx＝0‎ 解得W＝1.6 J 答案：　(1)8 m　(2)1.6 J ‎25.如图所示，真空室中速度v0＝1.6×107 m/s的电子束，连续地沿两水平金属板中心线OO′射入，已知极板长l＝4 cm，板间距离d＝1 cm，板右端距离荧光屏PQ为L＝18 cm.电子电荷量q＝－1.6×10－19 C，质量m＝0.91×10－30 kg.若在电极ab上加u＝220sin 100πt ‎ V的交变电压，在荧光屏的竖直坐标轴y上能观测到多长的线段？(设极板间的电场是均匀的，两板外无电场，荧光屏足够大)‎ 解析：　电子在真空室中运动轨迹如图所示．‎ 电子经过偏转电场的时间为 t＝＝ s ‎＝2.5×10－9 s 而交变电压的周期T＝＝ s＝0.02 s，远远大于t，故可以认为进入偏转电场的电子均在当时所加电压形成的匀强电场中运动．‎ 纵向最大位移＝at2，a＝＝ 所以电子能够打在荧光屏上的最大偏转电压 Um＝＝＝91 V 当Um＝91 V时，E＝，＝at2‎ 因为vy＝t＝4×106 m/s tan θ＝＝0.25‎ 偏转量Y＝tan θ＝5 cm，‎ 所以y轴上能观测到的线段长度为 ‎2Y＝10 cm.‎ 答案：　10 cm