山东省鄄城县第一中学2023-2024学年高三上学期1月月考物理试题（含解析）
文档属性
| 名称 | 山东省鄄城县第一中学2023-2024学年高三上学期1月月考物理试题（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-01-18 09:21:16 | ||
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文档简介
高三物理试题
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间80分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：必修第一、二、三册，选择性必修第一册，选择性必修第二册第1-2章。
一、选择题（本题共12小题，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，每小题3分；第9~12题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得2.5分，有选错的得0分）
1．如图所示，水平光滑的地面有一个匀速运动的小车，轻质弹簧的一端固定在小车左挡板上，另一端固定在物块上。物块和小车相对静止，小车上表面粗糙，弹簧处于伸长状态。下列说法正确的是（ ）
A．小车所受合外力向右
B．小车一定受向右的摩擦力
C．物块一定受小车向右的摩擦力
D．物块和小车整个系统所受合外力的冲量向右
2．一列简谐横波在时的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点，图（b）是质点Q的振动图象。关于该简谐波，下列说法正确的是（ ）
A．波速为9 cm/s
B．沿x轴正方向传播
C．质点Q在时沿y轴正方向振动
D．在时质点P移动到O点
3．如图所示，质量为m的物块放在光滑的水平桌面上，系在物块上的轻质绳子绕过光滑的定滑轮，滑轮右侧绳子水平，人拉着绳子的下端以速度水平向左做匀速运动，在拉紧的绳子与水平方向的夹角由53°变成37°的过程中（sin53°=0.8、cos53°=0.6），人对物体做的功为（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，透明介质的截面为长方形，某种颜色的光线从边1射入介质，经边2反射后射到边3上，入射光线与边1的夹角为，折射光线与边2的夹角为，反射光线与边3的夹角为，该光线对该介质发生全反射的临界角为C，已知、，则为（ ）
A．75° B．60° C．45° D．30°
5．“双星”是宇宙中普遍存在的一种天体系统，这种系统之所以稳定的原因之一是系统的总动量守恒且总动量为0，如图所示，A、B两颗恒星构成双星系统，绕共同的圆心O互相环绕做匀速圆周运动，距离不变，角速度相等，已知A的动量大小为p，A、B的总质量为M，A、B轨道半径之比为k，则B的动能为（ ）
A． B． C． D．
6．如图所示，在x轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷，在y轴上C点有点电荷，且，，下列判断正确的是（ ）
A．O点电场强度为零
B．D点电场强度方向沿方向
C．若将点电荷从O移向C，电势能增大
D．若将点电荷从O移向C，电势能增大
7．如图所示，倾角为θ的绝缘斜面上等间距的分布着A、B、C、D四点，间距为l，其中AB、CD段粗糙，BC段光滑，A点右侧有垂直纸面向里的匀强磁场。质量为m的带负电物块从斜面顶端由静止释放，已知物块通过AB段与通过CD段的时间相等。下列说法正确的有（ ）
A．物块通过AB段时做匀减速运动 B．物块经过A、C两点时的速度相等
C．物块通过BC段比通过CD段的时间长 D．物块通过CD段的过程中机械能减少了
8．如图甲所示，粗糙且足够长的平行金属导轨AB、CD固定在同一绝缘水平面上，A、C端连接一阻值R=0.8Ω的电阻，导轨电阻忽略不计，整个装置处于竖直向上的勾强磁场中（磁场未画出），磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示，导轨间距d=2m。现有一质量为m=0.8kg、阻值r=0.2Ω的金属棒EF垂直于导轨放在两导轨上，金属棒距R距离为L=2.5m，金属棒与导勃接触良好。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数=0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．金属棒相对于导轨静止时，回路中产生的感应电动热为2.5V
B．金属棒相对于导轨静止时，回路中产生的感应电流为1A
C．4s后金属棒开始运动
D．在0~2.5s时间内通过R的电荷量q为5C
9．1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形合D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是
A．离子由加速器的中心附近进入加速器
B．离子由加速器的边缘进入加速器
C．离子从磁场中获得能量
D．离子从电场中获得能量
10．如图甲所示，正方形线圈abcd内有垂直于线圈的匀强磁场，已知线圈匝数n=10，边长ab=1m，线圈总电阻r=1Ω，线圈内磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示。设图示的磁场方向与感应电流方向为正方向，则下列有关线圈的电动势e，感应电流i，焦耳热Q以及ab边的安培力F（取向下为正方向）随时间t的变化图象正确的是（ ）
A． B．
C． D．
11．两带电的平行板A、B水平放置，上极板A的中央有一小孔．如图甲所示，一带电油滴从小孔的正上方的O点处自由下落，穿过上极板A中央的小孔后，刚好不与下极板B相碰，在此过程中，油滴的速度v随时间t变化的关系如图乙所示．重力加速度为g，不计空气阻力，可知（ ）
A．在时，油滴刚好穿过A板的小孔
B．在时，油滴刚好返回到O点
C．油滴受到的重力与电场力之比为2∶3
D．O点到下极板B的距离为
12．如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角（0<θ<90°），其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中（ ）
A．运动的平均速度大小为 B．下滑位移大小为
C．产生的焦耳热为 D．受到的最大安培力大小为
二、实验题（本题共2小题，共15分）
13．某同学用如图甲所示装置做“探究加速度与力关系”实验。小车的质量为M，当地重力加速度为g。
（1）按实验要求进行正确操作，某次实验得到的纸带如图乙所示，图中A、B、C为三个相邻的计数点，若相邻计数点间的时间间隔为T，A、B间的距离为、A、C间的距离为，则小车的加速度为a＝。
（2）改变挂盘中砝码的质量重复实验，得到多组挂盘中砝码的质量m及对应的小车加速度a，若挂盘的质量为，以为纵轴为横轴作出图像，若图像是一条倾斜直线，则图像在纵轴上的截距为，图像的斜率为，则表明小车的加速度与合外力成正比。
14．某实验小组要测量一电源的电动势和内阻。实验室提供的器材有：
A．待测电源（电动势约为3V，内阻几欧）
B．电压表V1（量程1V，内阻r1=300Ω）
C．电压表V2（量程3V，内阻r2约3000Ω）
D．定值电阻R1（阻值为2Ω）
E.滑动变阻器R2（阻值变化范围为0~15Ω）
F.电键一个，导线若干
（1）实验小组成员根据实验室提供的器材，设计了如图甲所示的电路，其中a、b均为电压表，则a是电压表（填“V1”或“V2”），b是另一个电压表，根据电路图将图乙中实物连完整。
（2）连接好实验电路后，闭合电键前，将图乙中的滑动变阻器滑片移到最（填“左”或“右”）端，闭合电键后，调节滑动变阻器的滑片；记录每次调节后电压表V1、V2的示数U1、U2，根据测得的多组U1、U2数据，以U1为横坐标，U2为纵坐标作出U2-U1图像，作出的图像斜率绝对值为k，图像与纵轴的截距为b，则电源的电动势E=，内阻r=。（均用已知和测得的量表示）
（3）本实验（填“存在”或“不存在”）因电压表分流引起的系统误差。
三、计算题（本题共3小题，共41分。作答时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）
15．如图所示，坐标空间中有场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场，Y轴为两种场的分界面，图中虚线为磁场区域的右边界，现有一质量为m，电荷量为的带电粒子从电场中坐标位置（，0）处，以初速度v0沿x轴正方向开始运动，且已知（重力不计），试求：
（1）带电粒子进入磁场的速度和方向
（2）使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中，磁场的宽度d应满足的条件。
16．如图所示，光滑水平面上一个轻弹簧左端固定，弹簧右侧有一质量为m1=0.5kg的小物块A，质量为m2=0.5kg的长木板B右端放置一质量为M=1.5kg的金属块C（可视为质点），B、C间动摩擦因数为μ=0.2，A、B、C均静止，现用力缓慢向左推动物块A，使弹簧压缩到某一位置P，弹簧的弹性势能Ep=4J，撤去力后，A向右运动与B发生弹性碰撞，碰撞时间极短，最终C恰好没有从木板B上滑离，g=10m/s2。求：
(1)A刚脱离弹簧时的速度大小是多少？
(2)A与B碰后，木板B的速度大小是多少？
(3)木板的长度是多少？
17．如图所示，把导轨ac、df与沿着它们垂直的连线be对折成直角，然后把bc、ef固定在绝缘的水平面上，ab、de竖直放置；磁感应强度大小为B=5T的匀强磁场与竖直导轨的夹角为37°且与be垂直，质量为m1、阻值为0的导体棒1（垂直竖直导轨）沿着足够长的竖直导轨由静止开始下滑，当速度达到最大值时，质量为m2=0.65kg、阻值为r=20Ω的导体棒2（垂直水平导轨放置），受到水平导轨的静摩擦恰好达到最大值。已知ab、de的间距、bc、ef的间距均为L=1m，导轨的竖直部分光滑，水平部分与导体棒2之间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计导轨电阻，重力加速度g取10m/s2，，，求：
（1）导体棒1的质量m1；
（2）导轨的水平部分与导体棒2之间的动摩擦因数μ；
（3）导体棒1受到的弹力与导体棒2所受的弹力的矢量之和的大小。
试卷第2页，共4页
1．C
【详解】A．小车做匀速直线运动，可知小车所受合外力为零，故A错误；
BC．弹簧处于伸长状态，可知弹簧对物块的弹力水平向左，根据受力平衡可知，小车对物块的摩擦力水平向右，则物块给小车的摩擦力水平向左，故B错误，C正确；
D．物块和小车一起做匀速直线运动，整体受到的合外力为零，则物块和小车整个系统所受合外力的冲量为零，故D错误。
故选C。
2．C
【详解】A．由图可知波长为，周期为T=2 s，所以波速为
A错误；
B．根据“上下坡”法以及Q的振动图像可以判断出波x轴负方向传播，B错误；
C．由振动图像可知质点Q在时沿y轴正方向振动，C正确；
D．振动的介质不会随波向前移动，D错误。
故选C。
3．B
【详解】把绳子下端的速度分别沿着垂直绳子方向和沿着绳子的方向分解，物块在各个时刻的速度等于对应时刻沿着绳子方向的分速度，由功能关系可得人做的功等于物块的动能的增加量，则有
故选B。
4．C
【详解】由几何关系可得
由题意可得
综合解得
由折射率定义可得
综合解得
故选C。
5．B
【详解】设A、B的质量分别为、，轨道半径分别为、，相互间的万有引力充当向心力，则有
根据题意
综合解得
A、B组成的系统总动量守恒且总动量为0，则B的动量大小与A的动量大小相等，即A的动量大小为p，则B的动能为
故选B。
6．C
【详解】A．根据对称性及矢量运算法则可知，A、B两点处的电荷在O点产生的合场强为零，除此之外，C点处的电荷在O点产生的场强不为零，且电场强度的方向指向轴的正方向，由此可知，O点电场强度不为零，故A错误；
B．由几何关系及矢量运算法则可知，A、B两点处的电荷在D点产生的合场强大小等于其中任意一电荷在D点产生的场强大小，合场强方向由D指向O，而C点处的电荷在D点产生的场强方向由O指向D，但由于离D点的距离等于A、B电荷离D点的距离，因此C点处的电荷在D点产生的场强等于A、B电荷在D点产生的合场强，则可知三个电荷在D点产生的合场强为零，故B错误；
CD．若将点电荷从O移向C，则由点电荷的分布可知，三个电荷都对点电荷做负功，若将点电荷从O移向C，三个电荷都对点电荷做正功，由此可知将点电荷从O移向C，电势能增大，若将点电荷从O移向C，电势能减小，故C正确，D错误。
故选C。
7．B
【详解】A．根据通过AB段和通过CD段的时间相等，在BC段是做匀加速直线运动，所以在AB和CD段不可能做匀速运动，速度变化，所受的洛伦兹力就会发生改变从而导致摩擦力的改变，所以在AB段和CD段不可能做匀减速运动，故A错误；
B．由时间相等和位移相等，推出AB段的运动和CD段的运动应该是一个完全一样的过程，所以，故B正确；
C．由于AB段的运动和CD段的运动完全一致，可得出，，位移也相同，但是CD段是在做一个加速度减小的减速运动的，所以CD段所用的时间更多，故C错误；
D．对AC段由动能定理得
所以AB段摩擦力做功
又AB段和CD段运动完全一样，所以CD段摩擦力做功也为，即机械能减少了，故D错误。
故选B。
8．D
【详解】A．根据法拉第电磁感应定律，可得回路中产生的感应电动势为
故A错误；
B．由闭合电路欧姆定律可得感应电流为
故B错误；
C．安培力大小为，由平衡条件得
解得
由图像知金属棒经过时间开始运动，故C错误；
D．在0~2.5s时间内通过R的电荷量为
故D正确。
故选D。
9．AD
【详解】据回旋加速器的工作原理知，粒子由回旋加速器的中心附近进入加速器，且在电场中加速，通过磁场回旋，所以从电场中获得能量，故选AD．
【点睛】回旋加速器的工作原理是利用电场加速，磁场偏转，且二者的周期相同，被加速离子由加速器的中心附近进入加速器，而从边缘离开加速器；洛伦兹力并不做功，而电场力对带电离子做功，即可加速正电荷也可加速负电荷．
10．CD
【详解】A．0~1s内产生的感应电动势为
e1==2V
方向为逆时针，同理1~5s内产生的感应电动势为
e2==1V
方向为顺时针，A错误；
B．对应0~1s内的感应电流大小为
方向为逆时针（负值），同理1~5s内的感应电流大小为
i2=1A
方向为顺时针（正值），B错误；
C．ab边受到的安培力大小为
F=nBiL
可知0~1s内
0≤F≤4N
方向向下，1~3s内
0≤F≤2N
方向向上，3~5s内
0≤F≤2N
方向向下，C正确；
D．线圈产生的焦耳热为
Q=eit
0~1s内
Q1=4J
1~5s内
Q2=4J
D正确。
故选CD。
11．AC
【详解】AB．根据题意再结合甲乙两图分析可知，油滴先从O点开始做自由落体运动，在时，油滴刚好穿过A板的小孔，在时，油滴在电场中速度减为零，刚好到达B板（未与之相碰），故A正确，B错误；
C．速度-时间图像的斜率表示物体的加速度，设油滴进入电场时的速度为，由图乙可知，油滴做自由落体运动时，由牛顿第二定律有
油滴进入电厂后，由牛顿第二定律有
联立以上两式可得
故C正确；
D．时间段内油滴做自由落体运动，则时刻的速度为
而速度-时间图线与时间轴围成的面积表示位移，则可知O点到下极板B的距离为
故D错误。
故选AC。
12．BD
【详解】A．根据
金属棒ab开始做加速度逐渐减小的变加速运动，不是匀变速直线运动，平均速度不等于，而是大于，A错误；
B．由电量计算公式
，，
联立得
可得，下滑的位移大小为
B正确；
C．产生的焦耳热
而这里的电流I比棒的速度大小为v时的电流
小，故这一过程产生的焦耳热小于，C错误。
D．金属棒ab棒加速运动，或先做加速运动，后做匀速运动，速度为v时产生的感应电流最大，受到的安培力最大，最大安培力大小为
D正确。
故选BD。
13．
【详解】（1）[1]利用逐差法可知
根据图乙数据代入解得
（2）[2][3]如果小车的加速度与合外力成正比，则
同样，对于砝码和砝码盘有
解得
因此作图像，如果图像是一条倾斜直线，图像在纵轴上的截距为，图像的斜率为，则表明小车的加速度与合外力成正比。
14． V1 左 b 不存在
【详解】（1）[1][2]由图甲可知，电压表a与并联，改装成电流表，因此用内阻已知的电压表V，改装后的量程为，实物连接如图所示。
（2）[3][4][5]连接好实验电路后，闭合电键前，将图乙中的滑动变阻器滑片移到最左端，使滑动变阻器接入电路的电阻最大；根据闭合电路欧姆定律
得到
结合题意有
得到
（3）[6]由于实验数据处理时，考虑了电表的内阻，因此不存在因电压表分流引起的系统误差。
15．（1），；（2）
【详解】（1）粒子做类平抛运动，进入磁场需要时间
电场力方向（竖直向上）运动的加速度
进入磁场时速度
vg=a t
则有
所以进入磁场时速度为
方向为
即可得
（2）粒子进入磁场后在洛仑兹力作用下做圆周运动，如图所示
由图可知：解得θ=45°
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力有
可得
若要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中，磁场的宽度d应满足
d≤R（1+cosθ）
可得
联立可得
16．(1)4m/s；(2)4m/s；(3)1m
【详解】(1)推力F通过压缩弹簧做功，由功能关系可知
Ep=WF
当弹簧完全推开物块A时
代入数据解得
v=4m/s
(2)A、B发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，由动量守恒定律得
m1v=m1vA+m2vB
由机械能守恒定律得
代入数据解得
vB=4m/s，vA=0m/s
(3)金属块C与小车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得
m2vB=(m2+M)u
由能量守恒定律得
代入数据解得
L=1m
17．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）把磁感应强度B分别沿水平方向、竖直方向分解，B在水平方向和竖直方向的分量分别为
当导体棒1达到最大速度时，由法拉第电磁感应定律可得
由欧姆定律得
对导体棒1受力分析，导体棒1在竖直向上的方向上受到的安培力为
由二力平衡
解得
，
（2）对导体棒2受力分析如图所示
竖直方向，由二力平衡
最大静摩擦力等于滑动摩擦力
水平方向，由二力平衡
解得
（3）导体棒1在水平方向上受到的安培力为
水平方向，由二力平衡可得导体棒1受到的弹力
，
导体棒1受到的弹力与导体棒2所受的弹力的矢量之和为
解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间80分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：必修第一、二、三册，选择性必修第一册，选择性必修第二册第1-2章。
一、选择题（本题共12小题，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，每小题3分；第9~12题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得2.5分，有选错的得0分）
1．如图所示，水平光滑的地面有一个匀速运动的小车，轻质弹簧的一端固定在小车左挡板上，另一端固定在物块上。物块和小车相对静止，小车上表面粗糙，弹簧处于伸长状态。下列说法正确的是（ ）
A．小车所受合外力向右
B．小车一定受向右的摩擦力
C．物块一定受小车向右的摩擦力
D．物块和小车整个系统所受合外力的冲量向右
2．一列简谐横波在时的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点，图（b）是质点Q的振动图象。关于该简谐波，下列说法正确的是（ ）
A．波速为9 cm/s
B．沿x轴正方向传播
C．质点Q在时沿y轴正方向振动
D．在时质点P移动到O点
3．如图所示，质量为m的物块放在光滑的水平桌面上，系在物块上的轻质绳子绕过光滑的定滑轮，滑轮右侧绳子水平，人拉着绳子的下端以速度水平向左做匀速运动，在拉紧的绳子与水平方向的夹角由53°变成37°的过程中（sin53°=0.8、cos53°=0.6），人对物体做的功为（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，透明介质的截面为长方形，某种颜色的光线从边1射入介质，经边2反射后射到边3上，入射光线与边1的夹角为，折射光线与边2的夹角为，反射光线与边3的夹角为，该光线对该介质发生全反射的临界角为C，已知、，则为（ ）
A．75° B．60° C．45° D．30°
5．“双星”是宇宙中普遍存在的一种天体系统，这种系统之所以稳定的原因之一是系统的总动量守恒且总动量为0，如图所示，A、B两颗恒星构成双星系统，绕共同的圆心O互相环绕做匀速圆周运动，距离不变，角速度相等，已知A的动量大小为p，A、B的总质量为M，A、B轨道半径之比为k，则B的动能为（ ）
A． B． C． D．
6．如图所示，在x轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷，在y轴上C点有点电荷，且，，下列判断正确的是（ ）
A．O点电场强度为零
B．D点电场强度方向沿方向
C．若将点电荷从O移向C，电势能增大
D．若将点电荷从O移向C，电势能增大
7．如图所示，倾角为θ的绝缘斜面上等间距的分布着A、B、C、D四点，间距为l，其中AB、CD段粗糙，BC段光滑，A点右侧有垂直纸面向里的匀强磁场。质量为m的带负电物块从斜面顶端由静止释放，已知物块通过AB段与通过CD段的时间相等。下列说法正确的有（ ）
A．物块通过AB段时做匀减速运动 B．物块经过A、C两点时的速度相等
C．物块通过BC段比通过CD段的时间长 D．物块通过CD段的过程中机械能减少了
8．如图甲所示，粗糙且足够长的平行金属导轨AB、CD固定在同一绝缘水平面上，A、C端连接一阻值R=0.8Ω的电阻，导轨电阻忽略不计，整个装置处于竖直向上的勾强磁场中（磁场未画出），磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示，导轨间距d=2m。现有一质量为m=0.8kg、阻值r=0.2Ω的金属棒EF垂直于导轨放在两导轨上，金属棒距R距离为L=2.5m，金属棒与导勃接触良好。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数=0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．金属棒相对于导轨静止时，回路中产生的感应电动热为2.5V
B．金属棒相对于导轨静止时，回路中产生的感应电流为1A
C．4s后金属棒开始运动
D．在0~2.5s时间内通过R的电荷量q为5C
9．1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形合D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是
A．离子由加速器的中心附近进入加速器
B．离子由加速器的边缘进入加速器
C．离子从磁场中获得能量
D．离子从电场中获得能量
10．如图甲所示，正方形线圈abcd内有垂直于线圈的匀强磁场，已知线圈匝数n=10，边长ab=1m，线圈总电阻r=1Ω，线圈内磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示。设图示的磁场方向与感应电流方向为正方向，则下列有关线圈的电动势e，感应电流i，焦耳热Q以及ab边的安培力F（取向下为正方向）随时间t的变化图象正确的是（ ）
A． B．
C． D．
11．两带电的平行板A、B水平放置，上极板A的中央有一小孔．如图甲所示，一带电油滴从小孔的正上方的O点处自由下落，穿过上极板A中央的小孔后，刚好不与下极板B相碰，在此过程中，油滴的速度v随时间t变化的关系如图乙所示．重力加速度为g，不计空气阻力，可知（ ）
A．在时，油滴刚好穿过A板的小孔
B．在时，油滴刚好返回到O点
C．油滴受到的重力与电场力之比为2∶3
D．O点到下极板B的距离为
12．如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角（0<θ<90°），其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中（ ）
A．运动的平均速度大小为 B．下滑位移大小为
C．产生的焦耳热为 D．受到的最大安培力大小为
二、实验题（本题共2小题，共15分）
13．某同学用如图甲所示装置做“探究加速度与力关系”实验。小车的质量为M，当地重力加速度为g。
（1）按实验要求进行正确操作，某次实验得到的纸带如图乙所示，图中A、B、C为三个相邻的计数点，若相邻计数点间的时间间隔为T，A、B间的距离为、A、C间的距离为，则小车的加速度为a＝。
（2）改变挂盘中砝码的质量重复实验，得到多组挂盘中砝码的质量m及对应的小车加速度a，若挂盘的质量为，以为纵轴为横轴作出图像，若图像是一条倾斜直线，则图像在纵轴上的截距为，图像的斜率为，则表明小车的加速度与合外力成正比。
14．某实验小组要测量一电源的电动势和内阻。实验室提供的器材有：
A．待测电源（电动势约为3V，内阻几欧）
B．电压表V1（量程1V，内阻r1=300Ω）
C．电压表V2（量程3V，内阻r2约3000Ω）
D．定值电阻R1（阻值为2Ω）
E.滑动变阻器R2（阻值变化范围为0~15Ω）
F.电键一个，导线若干
（1）实验小组成员根据实验室提供的器材，设计了如图甲所示的电路，其中a、b均为电压表，则a是电压表（填“V1”或“V2”），b是另一个电压表，根据电路图将图乙中实物连完整。
（2）连接好实验电路后，闭合电键前，将图乙中的滑动变阻器滑片移到最（填“左”或“右”）端，闭合电键后，调节滑动变阻器的滑片；记录每次调节后电压表V1、V2的示数U1、U2，根据测得的多组U1、U2数据，以U1为横坐标，U2为纵坐标作出U2-U1图像，作出的图像斜率绝对值为k，图像与纵轴的截距为b，则电源的电动势E=，内阻r=。（均用已知和测得的量表示）
（3）本实验（填“存在”或“不存在”）因电压表分流引起的系统误差。
三、计算题（本题共3小题，共41分。作答时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）
15．如图所示，坐标空间中有场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场，Y轴为两种场的分界面，图中虚线为磁场区域的右边界，现有一质量为m，电荷量为的带电粒子从电场中坐标位置（，0）处，以初速度v0沿x轴正方向开始运动，且已知（重力不计），试求：
（1）带电粒子进入磁场的速度和方向
（2）使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中，磁场的宽度d应满足的条件。
16．如图所示，光滑水平面上一个轻弹簧左端固定，弹簧右侧有一质量为m1=0.5kg的小物块A，质量为m2=0.5kg的长木板B右端放置一质量为M=1.5kg的金属块C（可视为质点），B、C间动摩擦因数为μ=0.2，A、B、C均静止，现用力缓慢向左推动物块A，使弹簧压缩到某一位置P，弹簧的弹性势能Ep=4J，撤去力后，A向右运动与B发生弹性碰撞，碰撞时间极短，最终C恰好没有从木板B上滑离，g=10m/s2。求：
(1)A刚脱离弹簧时的速度大小是多少？
(2)A与B碰后，木板B的速度大小是多少？
(3)木板的长度是多少？
17．如图所示，把导轨ac、df与沿着它们垂直的连线be对折成直角，然后把bc、ef固定在绝缘的水平面上，ab、de竖直放置；磁感应强度大小为B=5T的匀强磁场与竖直导轨的夹角为37°且与be垂直，质量为m1、阻值为0的导体棒1（垂直竖直导轨）沿着足够长的竖直导轨由静止开始下滑，当速度达到最大值时，质量为m2=0.65kg、阻值为r=20Ω的导体棒2（垂直水平导轨放置），受到水平导轨的静摩擦恰好达到最大值。已知ab、de的间距、bc、ef的间距均为L=1m，导轨的竖直部分光滑，水平部分与导体棒2之间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计导轨电阻，重力加速度g取10m/s2，，，求：
（1）导体棒1的质量m1；
（2）导轨的水平部分与导体棒2之间的动摩擦因数μ；
（3）导体棒1受到的弹力与导体棒2所受的弹力的矢量之和的大小。
试卷第2页，共4页
1．C
【详解】A．小车做匀速直线运动，可知小车所受合外力为零，故A错误；
BC．弹簧处于伸长状态，可知弹簧对物块的弹力水平向左，根据受力平衡可知，小车对物块的摩擦力水平向右，则物块给小车的摩擦力水平向左，故B错误，C正确；
D．物块和小车一起做匀速直线运动，整体受到的合外力为零，则物块和小车整个系统所受合外力的冲量为零，故D错误。
故选C。
2．C
【详解】A．由图可知波长为，周期为T=2 s，所以波速为
A错误；
B．根据“上下坡”法以及Q的振动图像可以判断出波x轴负方向传播，B错误；
C．由振动图像可知质点Q在时沿y轴正方向振动，C正确；
D．振动的介质不会随波向前移动，D错误。
故选C。
3．B
【详解】把绳子下端的速度分别沿着垂直绳子方向和沿着绳子的方向分解，物块在各个时刻的速度等于对应时刻沿着绳子方向的分速度，由功能关系可得人做的功等于物块的动能的增加量，则有
故选B。
4．C
【详解】由几何关系可得
由题意可得
综合解得
由折射率定义可得
综合解得
故选C。
5．B
【详解】设A、B的质量分别为、，轨道半径分别为、，相互间的万有引力充当向心力，则有
根据题意
综合解得
A、B组成的系统总动量守恒且总动量为0，则B的动量大小与A的动量大小相等，即A的动量大小为p，则B的动能为
故选B。
6．C
【详解】A．根据对称性及矢量运算法则可知，A、B两点处的电荷在O点产生的合场强为零，除此之外，C点处的电荷在O点产生的场强不为零，且电场强度的方向指向轴的正方向，由此可知，O点电场强度不为零，故A错误；
B．由几何关系及矢量运算法则可知，A、B两点处的电荷在D点产生的合场强大小等于其中任意一电荷在D点产生的场强大小，合场强方向由D指向O，而C点处的电荷在D点产生的场强方向由O指向D，但由于离D点的距离等于A、B电荷离D点的距离，因此C点处的电荷在D点产生的场强等于A、B电荷在D点产生的合场强，则可知三个电荷在D点产生的合场强为零，故B错误；
CD．若将点电荷从O移向C，则由点电荷的分布可知，三个电荷都对点电荷做负功，若将点电荷从O移向C，三个电荷都对点电荷做正功，由此可知将点电荷从O移向C，电势能增大，若将点电荷从O移向C，电势能减小，故C正确，D错误。
故选C。
7．B
【详解】A．根据通过AB段和通过CD段的时间相等，在BC段是做匀加速直线运动，所以在AB和CD段不可能做匀速运动，速度变化，所受的洛伦兹力就会发生改变从而导致摩擦力的改变，所以在AB段和CD段不可能做匀减速运动，故A错误；
B．由时间相等和位移相等，推出AB段的运动和CD段的运动应该是一个完全一样的过程，所以，故B正确；
C．由于AB段的运动和CD段的运动完全一致，可得出，，位移也相同，但是CD段是在做一个加速度减小的减速运动的，所以CD段所用的时间更多，故C错误；
D．对AC段由动能定理得
所以AB段摩擦力做功
又AB段和CD段运动完全一样，所以CD段摩擦力做功也为，即机械能减少了，故D错误。
故选B。
8．D
【详解】A．根据法拉第电磁感应定律，可得回路中产生的感应电动势为
故A错误；
B．由闭合电路欧姆定律可得感应电流为
故B错误；
C．安培力大小为，由平衡条件得
解得
由图像知金属棒经过时间开始运动，故C错误；
D．在0~2.5s时间内通过R的电荷量为
故D正确。
故选D。
9．AD
【详解】据回旋加速器的工作原理知，粒子由回旋加速器的中心附近进入加速器，且在电场中加速，通过磁场回旋，所以从电场中获得能量，故选AD．
【点睛】回旋加速器的工作原理是利用电场加速，磁场偏转，且二者的周期相同，被加速离子由加速器的中心附近进入加速器，而从边缘离开加速器；洛伦兹力并不做功，而电场力对带电离子做功，即可加速正电荷也可加速负电荷．
10．CD
【详解】A．0~1s内产生的感应电动势为
e1==2V
方向为逆时针，同理1~5s内产生的感应电动势为
e2==1V
方向为顺时针，A错误；
B．对应0~1s内的感应电流大小为
方向为逆时针（负值），同理1~5s内的感应电流大小为
i2=1A
方向为顺时针（正值），B错误；
C．ab边受到的安培力大小为
F=nBiL
可知0~1s内
0≤F≤4N
方向向下，1~3s内
0≤F≤2N
方向向上，3~5s内
0≤F≤2N
方向向下，C正确；
D．线圈产生的焦耳热为
Q=eit
0~1s内
Q1=4J
1~5s内
Q2=4J
D正确。
故选CD。
11．AC
【详解】AB．根据题意再结合甲乙两图分析可知，油滴先从O点开始做自由落体运动，在时，油滴刚好穿过A板的小孔，在时，油滴在电场中速度减为零，刚好到达B板（未与之相碰），故A正确，B错误；
C．速度-时间图像的斜率表示物体的加速度，设油滴进入电场时的速度为，由图乙可知，油滴做自由落体运动时，由牛顿第二定律有
油滴进入电厂后，由牛顿第二定律有
联立以上两式可得
故C正确；
D．时间段内油滴做自由落体运动，则时刻的速度为
而速度-时间图线与时间轴围成的面积表示位移，则可知O点到下极板B的距离为
故D错误。
故选AC。
12．BD
【详解】A．根据
金属棒ab开始做加速度逐渐减小的变加速运动，不是匀变速直线运动，平均速度不等于，而是大于，A错误；
B．由电量计算公式
，，
联立得
可得，下滑的位移大小为
B正确；
C．产生的焦耳热
而这里的电流I比棒的速度大小为v时的电流
小，故这一过程产生的焦耳热小于，C错误。
D．金属棒ab棒加速运动，或先做加速运动，后做匀速运动，速度为v时产生的感应电流最大，受到的安培力最大，最大安培力大小为
D正确。
故选BD。
13．
【详解】（1）[1]利用逐差法可知
根据图乙数据代入解得
（2）[2][3]如果小车的加速度与合外力成正比，则
同样，对于砝码和砝码盘有
解得
因此作图像，如果图像是一条倾斜直线，图像在纵轴上的截距为，图像的斜率为，则表明小车的加速度与合外力成正比。
14． V1 左 b 不存在
【详解】（1）[1][2]由图甲可知，电压表a与并联，改装成电流表，因此用内阻已知的电压表V，改装后的量程为，实物连接如图所示。
（2）[3][4][5]连接好实验电路后，闭合电键前，将图乙中的滑动变阻器滑片移到最左端，使滑动变阻器接入电路的电阻最大；根据闭合电路欧姆定律
得到
结合题意有
得到
（3）[6]由于实验数据处理时，考虑了电表的内阻，因此不存在因电压表分流引起的系统误差。
15．（1），；（2）
【详解】（1）粒子做类平抛运动，进入磁场需要时间
电场力方向（竖直向上）运动的加速度
进入磁场时速度
vg=a t
则有
所以进入磁场时速度为
方向为
即可得
（2）粒子进入磁场后在洛仑兹力作用下做圆周运动，如图所示
由图可知：解得θ=45°
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力有
可得
若要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中，磁场的宽度d应满足
d≤R（1+cosθ）
可得
联立可得
16．(1)4m/s；(2)4m/s；(3)1m
【详解】(1)推力F通过压缩弹簧做功，由功能关系可知
Ep=WF
当弹簧完全推开物块A时
代入数据解得
v=4m/s
(2)A、B发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，由动量守恒定律得
m1v=m1vA+m2vB
由机械能守恒定律得
代入数据解得
vB=4m/s，vA=0m/s
(3)金属块C与小车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得
m2vB=(m2+M)u
由能量守恒定律得
代入数据解得
L=1m
17．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）把磁感应强度B分别沿水平方向、竖直方向分解，B在水平方向和竖直方向的分量分别为
当导体棒1达到最大速度时，由法拉第电磁感应定律可得
由欧姆定律得
对导体棒1受力分析，导体棒1在竖直向上的方向上受到的安培力为
由二力平衡
解得
，
（2）对导体棒2受力分析如图所示
竖直方向，由二力平衡
最大静摩擦力等于滑动摩擦力
水平方向，由二力平衡
解得
（3）导体棒1在水平方向上受到的安培力为
水平方向，由二力平衡可得导体棒1受到的弹力
，
导体棒1受到的弹力与导体棒2所受的弹力的矢量之和为
解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
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