北京四中高三上学期统练三物理试题及答案

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1、物理试卷（试卷满分120分，考试时间共100分钟）一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分。每小题只有一个选项正确。）1一根长0.2m、通有2.0A电流的通电直导线，放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，受到的安培力大小不可能是( )A0 B0.1N C0.2N D0.4N 2关于电场强度和电势，下列说法正确的是( )A由公式E=F/q可知E与F成正比，与q成反比B由公式U=Ed可知，在匀强电场中，任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比。C电场强度为零处，电势不一定为零D无论是正电荷还是负电荷，当它在电场中移动时，若电场力做正功，它一定是从电势高处移到电势低处，并且它的电势能一定减少OP3

2、在两个固定、等量正点电荷连线上的P点，由静止释放一负点电荷，如图。在负电荷从P点向O点的运动过程中，说法正确的是( )A加速度一定越来越小，但是速度越来越大B加速度一定先增大后减小，速度先加速后减速C动能一定越来越大，电势能越来越小D因为中垂面是等势面，所以电场力不做功4A、B是电场中的一条直线形的电场线，将一个带负电的点电荷从A点由静止释放，它在沿电场线从A向B运动过程中的速度图象如图所示。判断电场线的方向，并比较A、B两点的场强E，下列说法中正确的是( )vtoABA方向由A指向B，EA EB B方向由A指向B，EA EB C方向由B指向A，EA EB OXBMNv1v26005如图所示，

3、OX与MN是匀强磁场中的两条平行直线，速率不同的同种带电粒子沿OX方向同时射入磁场，从MN边界穿出时，其中一个速度v1与MN垂直，另一个的速度v2与MN与60角，则两粒子穿越磁场所需时间的比为( )A12B21 C32D23 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( ) ABRQOA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Iab7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

4、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Bt0t0图甲图乙2t03t04t0-B0B8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( )it0t0B2t03t04t02t0I0-2I0it0t0A2t03t04t0I0-I0it0t0C2t03t04t0I0-I0it0t0D2t03t0

5、4t02I0-I09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( )ABPA平行板电容器的电容变小 B平行板AB间的电场强度不变 CP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( )AU =B1vb，且C点电势低于D点电势 BU =B1vb，且C点电势高于

6、D点电势CU =B2vb，且C点电势低于D点电势 DU=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。）MRMLU11如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“6V 12W”字样，电动机线圈的电阻RM0.50。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12WB电动机的输出功率为12WC电动机的热功率为2.0WD整个电路消耗的电功率22WNS12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(

7、 )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CR0RL13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MNNQ，带电量相等的a、b两带电粒子从

8、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( )Aa一定带正电，b一定带负电Ba加速度减小，b加速度增大CMN两点电势差|UMN|等于NQ两点电势差|UNQ|Da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( )乙甲FBA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

9、不变D甲、乙两物块间的摩擦力不断减小16AV1V2V3SR1R2PE，r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

10、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

11、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0和d为已知量。以下判断正确的是( )A在0xd区域，分布着沿x正方向的电场，电场强度逐渐减小B在dx0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q0，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

12、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。）abErB19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=37，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=0.50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=2.5，金属导轨电阻不计，g取10m/s2。已知sin37=0.60，cos37=0.80，求： (1)通过导体棒的

13、电流；(2)导体棒受到的安培力大小；(3)导体棒受到的摩擦力。Bvabcd20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。电子枪U1电子束S1BOdddMN21如图所示，在电子枪右侧依次存在加速电场，两水平放置

14、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

15、，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，被加速的粒子为粒子，其质量为m、电量为q。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，粒子从D形盒边缘被引出。

16、求：(1)粒子被加速后获得的最大动能Ek；(2)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)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，要想使氘核获得与粒子相同的动能，请你通过分析，提出一个简单可行的办法。v0MNLhab23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=2.0 T。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

17、竖直绝缘支架，支架上表面光滑，支架上放有质量m2=1.810-4kg的带正电的小物体b（可视为质点），电荷量q2=1.010-5 C。一个质量为m1=1.810-4 kg，电荷量为q1=3.010-5 C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=1.0 m，M和N两个界面的距离L=0.10 m， g取10m/s2。求：(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

18、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。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本题扣分：20本题扣分：21本题扣分：22本题扣分：23本题扣分：参考答案123456789DCCDCCADD101112131415161718DACABDADBDADBDBCCD19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=1.5A2分（2）导体棒受到的安培力：F安=BIL=0.30N2分（3）导体棒所受重力沿斜面向下的分力F1= mg s

19、in37=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 mg sin37+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 =I3R (1分)所以Uab = 3BLv4(2分) (3)线框被拉入磁场的整个过程所用时间t=Lv (1分)线框中电流产生的热量Q = I24Rt = (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 (2分) (1分)Rd/2ymdMOd(2) 偏转场区中

20、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 由图可得 可得 (4分)由式和 得 (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。dydYMvyv0O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 (2分)可得 (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

21、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）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 粒子的最大动能Ek= （4分）（2）粒子被加速一次所获得的能量为qU，粒子被第n次和n+1次加速后的动能分别为 （2） （3）可得 （4分）（3）设粒子被电场加速的总次数为a，则Ek= （4） 可得 a （5）粒子在加速器中运动的时间是粒子在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

22、电源的周期，由粒子换为氘核时，交流电源的周期应为原来的倍。 (2分)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 解得 (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=410-3N，方向向右物体c受到的重力G=(m1+m2)g=3.610-3N，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,则tan=1，解得=45，加速度指向右下方与水平方向成45角。 (1分)（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 (1分)- 25 -