【物理】黑龙江省海林市朝鲜族中学2020届高三上学期期末考试试题（解析版）

【物理】黑龙江省海林市朝鲜族中学2020届高三上学期期末考试试题（解析版）

黑龙江省海林市朝鲜族中学2020届高三上学期 期末考试试题 一、选择题（每小题4分，共52分．1、6、8、9、13小题为多选题，其他为单选题）‎ ‎1.如图所示，平行板电容器与电动势为的直流电源连接，下极板接地．一带电油滴位于容器中的点且恰好处于静止状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则：（ ）‎ A. 带电油滴带负电荷 B. 带电油滴将沿竖直方向向上运动不变 C. 点的电势将降低 D. 电容器的带电荷量将增大 ‎【答案】AC ‎【详解】A．电容器上极板带正电，则油滴带负电，选项A正确；‎ B．将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，根据得知板间场强减小，油滴所受的电场力减小，则油滴将向下运动。故B错误；‎ C．场强E减小，而P点与下极板间距离不变，则由公式U=Ed分析可知，P点与下极板间电势差将减小，而P点的电势高于下极板的电势，则知P点的电势将降低。故C正确；‎ D．电容器两极板距离变大，根据 可知电容C减小，两板电压一定，根据Q=CU可知，电容器带电荷量将减小，选项D错误。‎ 故选AC。‎ ‎2.密立根油滴实验是利用作用在油滴上的电场力和重力平衡而测量电荷的，其电场由两块带电平行板产生．实验中，半径为、带电量的油滴保持静止时，两块极板的电势差为．当电势差变为时，半径为的油滴保持静止，则该油滴所带的电荷量为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【详解】半径为r、电荷量为2e的油滴保持静止时，两块极板的电势差为U。 根据平衡条件列出平衡等式 Eq=mg 当电势差增加到4U时（两平行板间距不变），半径为2r的油滴保持静止 解得：‎ q′=4e A．，与结论不相符，选项A错误；‎ B．，与结论相符，选项B正确；‎ C．，与结论不相符，选项C错误；‎ D．，与结论不相符，选项D错误；‎ 故选B。‎ ‎3.光滑绝缘水平面上，一点电荷固定 在点，有一质量为的带负电的试探电荷以初速度由点向点运动，至点时速度刚好为零，是的中点．则下列说法正确的是：（ ）‎ A. 试探电荷的加速度越来越小 ‎ B. 、、三点电势的关系为 C. 间与间电势差相等 ‎ D. 试探电荷由至的过程中电势能不断增加 ‎【答案】D ‎【详解】A．试探电荷离点电荷越来越近时，电场力逐渐变大，则加速度越来越大，选项A错误；‎ B．带负电的试探电荷受点电荷的斥力作用，可知点电荷带负电，则A、B、C三点电势的关系为，选项B错误；‎ C．根据U=Ed，因离负点电荷越近场强越大，可知AC间电势差小于BC间电势差，选项C错误； ‎ D．试探电荷由A至B的过程中电场力做负功，则电势能不断增加，选项D正确；‎ 故选D。‎ ‎4.两个小灯泡的标识分别是、‎ ‎，把它们分别接在同一直流电源上（电源内阻不可忽略），消耗的功率恰好为，则消耗的功率为：（ ）‎ A. 一定小于 B. 一定等于 C. 一定大于 D. 条件不足，不能确定 ‎【答案】A ‎【详解】L1的电阻为 L2的电阻为 因L1消耗的功率恰好为6W，当接灯L2时外电阻减小，路端电压减小，则L2的电压小于6V，其功率一定小于9W。 A．一定小于9W，与结论相符，选项A正确； ‎ B．一定等于9W，与结论不相符，选项B错误； ‎ C．一定大于9W，与结论不相符，选项C错误； ‎ D．条件不足，不能确定，与结论不相符，选项D错误；‎ 故选A。‎ ‎5.一辆电瓶车，质量为，由内阻不计的蓄电池组向直流电动机提供的电压，当电瓶车在水平地面上以的速度匀速行驶时，通过电动机的电流为，设车所受的阻力是车重的倍（），则此电动机的内阻是：（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【详解】车匀速运动，故：‎ F=f=0.02mg 所以汽车的机械功率为：‎ P机=Fv=0.02mgv=0.02×500×10×0.8=80W 电机总功率为：‎ P=UI=24×5W=120W 电机热功率为：‎ P出=P内=I2r=25r 电机输出功率等于汽车的机械功率为：‎ P机=80W 根据能量守恒定律为：‎ P=P内+P出 即：‎ ‎120=25r+80‎ 解得：‎ r=1.6Ω A．，与结论不相符，选项A错误；‎ B．，与结论不相符，选项B错误；‎ C．，与结论相符，选项C正确；‎ D．，与结论不相符，选项D错误；故选C。‎ ‎6.如果用E表示电场区域的电场强度大小，用B表示磁场区域的磁感应强度大小．现将一点电荷放入电场区域，发现点电荷受电场力为零；将一小段通电直导线放入磁场区域，发现通电直导线受安培力为零，则以下判断可能正确的是 (　　)‎ A. E＝0 B. E≠0‎ C. B＝0 D. B≠0‎ ‎【答案】ACD ‎【详解】点电荷在电场中必受电场力，除非E＝0，选项A正确，B错误．一小段通电直导线放入磁场中，若I与B平行，也不会受安培力，选项CD都可以．‎ ‎7.如图所示电路中，当变阻器滑动片向下移动时：（ ）‎ A. 电压表示数变小，电流表示数变大 B. 电压表示数变大，电流表示数变小 C. 电压表示数变小，电流表示数变小 D. 电压表示数变大，电流表示数变大 ‎【答案】B ‎【详解】当变阻器R3的滑动片向下移动时，R3阻值变大，总电阻变大，总电流减小，路端电压变大，即电压表读数变大；R1两端电压变小，则并联支路的电压变大，R2的电流变大，则R3电流减小，即安培表读数减小；‎ A．电压表示数变小，电流表示数变大，与结论不相符，选项A错误；‎ B．电压表示数变大，电流表示数变小，与结论相符，选项B正确；‎ C．电压表示数变小，电流表示数变小，与结论不相符，选项C错误；‎ D．电压表示数变大，电流表示数变大，与结论不相符，选项D错误；‎ 故选B.‎ ‎8.在某一空间同时存在相互正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场方向竖直向上，磁场方向如图所示，两个带电液滴在此复合场中恰好能沿竖直平面内做匀速圆周运动，则：（ ）‎ A. 它们的运动周期一定相等 B. 它们圆周运动的转动方向可能相反 C. 若它们的速度大小相等，轨道半径就一定相等 D. 若它们的动能相等，轨道半径就一定相等 ‎【答案】AC ‎【详解】A．因又 mg=qE 则 因此它们的运动周期一定相等，故A正确；  B．粒子受电场力向上，E向上，则带正电，电场力与重力相平衡，而洛仑兹力提供向心力，受力方向指向圆心，由左手定则知粒子都沿逆时针方向做匀速圆周运动。故B错误； C．因电场力等于重力，因mg=Eq，则粒子的运动半径为 当速度大小相等时，轨道半径相等故C正确；‎ D．因电场力等于重力，因mg=Eq，则粒子的运动半径为 所以当动能相等时，同时只有质量一定时，轨道半径才相等。故D错误；‎ 故选AC。‎ ‎9.如图所示的空间存在水平向右的匀强电场E和垂直纸面向外的匀强磁场B，质量为m，带电荷量为+q的小环套在粗糙且足够长的竖直绝缘杆上，由静止开始（　　）‎ A. 小球的加速度不断减小，直至为零 B. 小球的加速度先增大后减小，直至为零 C. 小球的速度先增大后减小，直至某一值 D. 小球的动能不断增大,直至某一最大值 ‎【答案】BD ‎【详解】小球下滑过程中，受到重力、摩擦力（有时有）、弹力（有时有）、向右的电场力、向左的洛伦兹力，开始阶段，洛伦兹力小于电场力时，小环向下做加速运动时，速度增大，洛伦兹力增大，小球所受的杆的弹力向左，大小为 ‎ ‎ N随着v的增大而减小，滑动摩擦力f=μN也减小，小球所受的合力 f减小，F合增大，加速度a增大；当洛伦兹力等于电场力时，合力等于重力，加速度最大；小球继续向下做加速运动，洛伦兹力大于电场力，小球所受的杆的弹力向左，大小为 v增大，N增大，f增大，F合减小，a减小，mg=f时，a=0，故加速度先增大后减小，直到为零；小球的速度先增大，后不变；杆对小球的弹力先减小后反向增大，最后不变；洛伦兹力先增大后不变。‎ 故BD正确。‎ 故选BD。‎ ‎10.把矩形闭合线圈放在匀强磁场里，线圈平面与磁感线平行，如图所示．下列能使线圈中产生感应电流的运动是：（ ）‎ A. 让线圈沿磁感线方向加速运动 B. 让线圈垂直纸面方向匀速运动 C. 让线圈以边为轴作匀速转动 D. 让线圈以边为轴作匀速转动 ‎【答案】C ‎【详解】A．让线圈沿磁感线方向加速运动时，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，选项A错误；‎ B．让线圈垂直纸面方向匀速运动，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，选项B错误；‎ C．让线圈以边为轴作匀速转动，穿过线圈的磁通量变化，会产生感应电流，选项C正确；‎ D．让线圈以边为轴作匀速转动，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，选项D错误；‎ 故选C。‎ ‎11.在赤道平面上空沿东西方向水平放置一根直导线，如果让它保持水平位置自由下落，那么直导线自由下落过程中导线两端的电势差将：（ ）‎ A. 一直为零 B. 不为零，且恒定不变 C. 逐渐增大 D. 以上说法都不对 ‎【答案】C ‎【详解】地磁场在赤道上方是水平方向，当东西方向的直导线自由下落，做自由落体运动，速度v不断增大，导线切割磁感线产生的感应电动势：E=BLv增大； A．一直为零，与结论不相符，选项A错误；‎ B．不为零，且恒定不变，与结论不相符，选项B错误；‎ C．逐渐增大，与结论相符，选项C正确；‎ D．以上说法都不对，与结论不相符，选项D错误；‎ 故选C。‎ ‎12.、为光滑的水平平行金属导轨，、为跨在导轨上的两根金属杆，匀强磁场垂直穿过、所在的平面，如图所示，则：（ ）‎ A. 若固定，使向右滑动，则回路中电流方向为 B. 若向左、向右同时运动，则回路中电流为零 C. 若、以相同的速度一起向右滑动，则回路中电流方向为 D. 若、都向右运动，且两杆速度，则回路中电流方向为 ‎【答案】D ‎【详解】A．若固定ab，使cd向右滑动，由右手定则可判断出应产生顺时针的电流，故A错误。‎ B．若ab向左，cd向右，ab、cd所围的线圈面积增大，磁通量增大，由楞次定律得知，abdc中有顺时针的电流，故B错误。‎ C．若ab、cd同向且速度大小相同，ab、cd所围的线圈面积不变，磁通量不变，故不产生感应电流，故C错误。‎ D．若ab、cd向右运动，但vcd＞vab，则abdc所围面积发生增大，磁通量也发生增大，故由楞次定律可判断出产生由c→d→b→a的电流，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎13.如图所示，竖直平面内有平行放置的光滑导轨，导轨间距为，电阻不计，导轨间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小为，方向如图所示，有两根质量均为，电阻均为的导体棒和与导轨接触良好，当用竖直向上的力使棒向上做匀速运动时，棒刚好能静止不动，则下列说法正确的是（）：（ ）‎ A. 棒运动速度是 B. 力的大小为 C. 在内，力做的功为 D. 在内，棒上产生的电热为 ‎【答案】AD ‎【详解】A．cd静止不动，cd棒受到的安培力等于它的重力 ‎ ‎ 解得：‎ 故A正确。‎ B．导体棒ab，使之匀速上升，棒ab受到向下的重力G和向下的安培力F，则ab棒受到的拉力 F拉=F+G=2mg=2N 故B错误。‎ C．在1s内拉力做的功 W=F拉vt=2×5×1J=10 J 故C错误 D．在1s内，电路消耗的电能 则cd棒产生的电热为2.5J，故D正确。 故选AD。‎ 二、实验题（每小题4分，共16分）‎ ‎14.为了测定电流表的内阻，采用如下图所示的电路．其中是待测电流表，量程为，内阻约为；是标准电流表，量程是；是电阻箱，阻值范围；是滑动变阻器；是保护电阻；是电池组，电动势为，内阻不计；是单刀单掷开关，是单刀双掷开关．‎ ‎⑴ 根据电路图甲，请在图乙中画出连线，将器材连接成实验电路．‎ ‎⑵ 连接好电路，将开关扳到接点处，接通开关，调整滑动变阻器使电流表的读数是；然后将开关扳到接点处，保持不变，调节电阻箱，使的读数仍为．若此时电阻箱各旋纽的位置如图丙所示，电阻箱的阻值是________，则待测电流表的内阻________．‎ ‎⑶ 上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器的滑动端位置，都要保证两只电流表的安全．在下面提供的四个电阻中，保护电阻应选用：________（填写阻值相应的字母）‎ A． B． C． D．‎ ‎⑷ 下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用．既要满足上述实验要求，又要调整方便，滑动变阻器应选________（填写阻值相应的字母）‎ A． B． C． D．‎ ‎【答案】 (1). (2). 86.3 86.3 (3). B (4). C ‎【详解】（1）[1]．连接实物图时注意：正负极不能接反了，导线要接在接线柱上，答案如下图所示： （2）[1][2]．电阻箱的读数为：R=8×10+6×1+0.1×3=86.3Ω 由于两次测量电流表A2的示数相同，而且其它电阻阻值不变，故电流A1的阻值和电阻箱示数相等． 故答案为：R1=86.3Ω，Rg=86.3Ω． （3）[4]．为了保证安全，当滑动变阻器R2的阻值调为零时，电路中的电流也不能超过200μA，根据这点可以求出保护电阻的阻值（由于两电流表内阻较小可省略）：‎ 保护电阻为20kΩ即可，若大于20kΩ会导致电流表示数太小，实验误差增大，故ACD错误，B正确． （4）[5]．根据电流表示数为150μA可知回路中的电阻为：‎ R3=20kΩ，A、B选项中电阻太小不能满足要求，故AB错误，D中电阻太大调节不方便，故D错误，C正确．‎ 三、计算题（15小题10分、16小题10分、17小题12分，共32分）‎ ‎15.两个半径均为的圆形平板电极，平行正对放置，相距为，极板间的电势差为，板间电场可以认为是均匀的．一个粒子（质量为、带电量为）从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达负极板时恰好落在极板中心．忽略重力和空气阻力的影响，试求：‎ ‎⑴ 极板间的电场强度和粒子在极板间运动时的加速度 ‎⑵ 粒子的初速度 ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【详解】（1）板间的电场强度大小为：‎ α粒子在极板间运动时的加速度为：‎ ‎（2）由 ， 得：‎ ‎∴ ‎ ‎16.如图所示，电阻R1=4Ω，R2=6Ω，电源内阻r=0.6Ω，如果电路消耗的总功率为40W，电源输出功率为37.6W，则电源电动势和R3的阻值分别为多大？‎ ‎【答案】20V ‎ ‎【解析】电源内阻消耗的功率为，得： 由得： 外电路总电阻为，由闭合电路欧姆定律 得：．‎ 点睛：对于电源的功率要区分三种功率及其关系：电源的总功率，输出功率，内电路消耗的功率，三者关系是．‎ ‎17.如图所示，竖直平面xOy内存在水平向右的匀强电场，场强大小E=10N/c，在y≥0的区域内还存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B=0.5T一带电量q=‎ ‎ +0.2C、质量m=0.4kg的小球由长l=0.4m的细线悬挂于P点小球可视为质点，现将小球拉至水平位置A无初速释放，小球运动到悬点P正下方的坐标原点O时，悬线突然断裂，此后小球又恰好能通过O点正下方的N点，（g=10m/s2），求：‎ ‎（1）小球运动到O点时的速度大小；‎ ‎（2）悬线断裂前瞬间拉力的大小；‎ ‎（3）ON间的距离．‎ ‎【答案】(1）2m/s （2) 8.2N （3)3.2m ‎【解析】‎ 试题分析：由A到O的过程，只有重力和电场力做功，根据动能定理即可求得O点的速度；小球由A到O的过程做圆周运动，在最低点，绳的拉力、洛伦兹力和重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律即可求得拉力大小；悬线断裂后，沿电场方向小球做匀减速直线运动，沿重力方向做自由落体运动，小球又恰好能通过O点正下方的N点，说明小球到达N点时，沿电场方向的速度为vo，从而可求的由O到N的时间，继而求出ON间的距离．‎ ‎（1）小球从A运到O的过程中，根据动能定理： ‎ 代入数据解得小球在O点速度为： ‎ ‎（2）小球运到O点绳子断裂前瞬间，对小球应用牛顿第二定律： ‎ 洛伦兹力为： ‎ 联立代入数据解得： ‎ ‎（3）绳断后，小球做匀变速曲线运动，可分解为水平方向匀变速和竖直方向自由落体运动．‎ 所以，小球水平方向加速度大小为： ‎ 小球从O点运动至N点所用时间： ‎ 竖直方向ON间距离： ‎ 点睛：本题主要考查了物体在复合场中的运动，分清楚小球的运动过程，并正确的做出受力分析是解决本题的关键，另外还要会根据物体受力情况判断出物体的运动情况，再结合动能定理即可轻松解决问题．‎