黑龙江省顶级名校2020届高三上学期期中考试 物理试题

黑龙江顶级名校2020届高三上学期期中考试物理试题一、选择题（本题共13小题，每小题4分，共52分。

在每小题给出的四个选项中，第1-9题只有一个选项正确，第10-13题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1．以下说法正确的是（）A．根据E=F/q可知，在电场中某点的场强E与试探电荷电量q成反比，与其所受到的力F 成正比B．根据E=kQ/r2可知，空间某位置的场强E与产生该电场的点电荷Q的电荷量成正比C．根据E=U/d可知，在电场中某点的场强E与两点间的距离d成反比，与这两点间的电压U成正比D．电场中某点场强的方向与点电荷在该点受力方向相同2、如图所示，一带铁芯线圈置于竖直悬挂的闭合铝框右侧，与线圈相连的导线abcd内有水平向里变化的磁场。

下列哪种变化磁场可使铝框向左偏离( )A．B．C．D．3.如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。

a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。

关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是( )A．O点处的磁感应强度为零B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D．a、c两点处磁感应强度的方向不同4.如图甲所示，在光滑绝缘的水平面上固定两个等量的正点电荷，M、O、N为两点电荷连线上的点，其中O为连线中点，且MO＝ON.在M点由静止释放一个电荷量为q的正试探电荷，v t图象如图乙所示，则下列说结果该试探电荷在MN间做来回往复运动，在一个周期内的法正确的是( )A．M和N两点的电场强度和电势完全相同B ．试探电荷在O 点所受电场力最大，运动的速度也最大C ．试探电荷在2t 时刻到达O 点，4t 时刻到达N 点D ．试探电荷从M 经O 到N 的过程中，电势能先减小后增大5.回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交变电源两极相连接的两个D 形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，磁场方向如图所示。

若用此回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B ，高频交变电流频率为f 。

则下列说法正确的是( ) A ．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小有关 B ．高频电源只能使用方形交变电源，不能使用正弦式交变电源 C ．不改变B 和f ，该回旋加速器也能用于加速氦核D ．若此加速器能把质子加速到最大速度为v ，当外加磁场一定，把高频交变电源频率改为/2f ，则可把氦核加速到最大速度为/2v6.如图所示为汽车启动电路原理图，汽车电动机启动时车灯会瞬间变暗。

在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表的示数为10A ；电动机启动时电流表的示数为58A ，若电源的电动势为12.5V ，内阻为0.05Ω，设电流表的内阻不计、车灯的电阻不变，则在打开车灯、电动机启动时，电动机的输入电功率为（ ）A ．681.8wB ．556.8wC ．480wD ．43.2w7.如图，在匀强电场中，A 、B 、C 、D 、E 、F 位于边长为L ＝2cm 的正六边形的顶点上，匀强电场的方向平行于正六边形所在的平面．已知A 、B 、D 、E 的电势分别为-2V 、0V 、6V 、4V 。

则下列说法正确的是( ) A ．C 点的电势c ϕ＝2V B ．A 、F 间的电势差AF U ＝2V C ．C 、F 间的电势差CF U ＝2VD ．该匀强电场的场强大小E ＝200V /m8.如图所示，电路中电源电动势为E ，内阻为r ，C 为电容器，L 为小灯泡，R 为定值电阻，闭合电键，小灯泡能正常发光．现将滑动变阻器滑片向右滑动一段距离，滑动前后理想电压表1V 、2V 示数变化量的绝对值分别为1U ∆、2U ∆，理想电流表A 示数变化量的绝对值为I ∆，则（ ） A.电源的输出功率一定增大 B.灯泡亮度逐渐变暗 C.1U I ∆∆与2U I∆∆均保持不变 D.当电路稳定后，断开电键，小灯泡立刻熄灭9.如图，竖直平面内存在半径为R 的圆形匀强磁场区域，以圆心O 为坐标原点建立图示直角坐标系，现有11H ，21H ，31H 三种粒子，11H 以速度0V 从a 点与x 轴正方向成30°斜向下射入磁场，21H 以速度01V 2从b 点沿y 轴负方向射入磁场，31H 以速度01V 3从O 点沿y 轴正方向射入磁场，已知11H运动半径1V 2V刚好为R ，经过一段时间后三个粒子分别射出磁场，若运动过程中粒子不会发生碰撞，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，则三个粒子从圆形边界射出点构成的图形的面积为（ ）A ．24R B ．24R C ．24R D ．24R 10.如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器，速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B 和E 。

平板S 上有可让粒子通过的狭缝P 和记录粒子位置的胶片12A A ，平板S 下方有强度为0B 的匀强磁场，下列表述正确的是（ ）A ．质谱仪是分析同位素的重要工具B ．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C ．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P ，粒子的比荷qm越小 D ．能通过狭缝P 的带电粒子的速率等于E B11.空间存在着平行于x 轴方向的静电场，A 、M 、O 、N 、B 为x 轴上的点，OA ＜OB ，OM ＝ON ，AB 间的电势ϕ随x 的分布为如图所示的折线，一个带电粒子在电场中仅在电场力作用下从M 点由静止开始沿x 轴向右运动，则下列判断中正确的是 ( ) A ．粒子一定带正电B ．粒子从M 向O 运动过程所受电场力均匀增大C ．粒子一定能通过N 点D ．AO 间的电场强度大于OB 间的电场强度12.如图所示，在一个直角三角形区域ABC 内，存在方向垂直于纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场，AC 边长为3L ，∠C =90°，∠A =53°。

一质量为m 、电荷量为q +的粒子从AB 边上距A 点为L 的D 点垂直于磁场边界AB 射入匀强磁场，要使粒子从BC 边射出磁场区域（sin53°=0.8，cos53°=0.6），则（ ）A ．粒子速率应大于32BqLm B ．粒子速率应小于23BqLmC ．粒子速率应小于4BqLmD ．粒子在磁场中最短的运动时间为6mBqπ13.如图所示，长均为d 的两正对平行金属板MN 、PQ 水平放置，板间距离为2d ，板间有正交的竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m 的带电粒子从MP 的中点O 垂直于电场和磁场方向以0V 射入，恰沿直线从NQ 的中点A 射出；若撤去电场，则粒子从M 点射出（粒子重力不计）。

以下说法正确的是（ ） A ．该粒子带正电B ．若撤去电场，则该粒子运动时间为原来的4π倍C ．若撤去磁场，则该粒子在运动过程中电势能增加20mVD 0二、实验题（本题共2小题，第14题6分，第15题8分，共14分）14.某同学要测量一段未知材料电阻丝的电阻率。

已知电阻丝长度为L ，电阻约为5Ω，可提供的实验仪器有：A ．电流表G ，内阻=120Ωg R ，满偏电流g I =3mA B ．电流表A ，内阻约为0.2Ω，量程0~0.6A C ．游标卡尺D ．变阻箱0R （0~9999Ω，0.5A ）E ．滑动变阻器w R （10Ω，1A ）F ．电池组（3V ，0.05Ω）G ．一个开关和导线若干 他进行了以下操作：①用游标卡尺测量这段电阻丝的直径，如图所示，则该次测量的电阻丝直径d = mm ； ②把电流表G 与电阻箱串联当作电压表用。

这块“电压表”最大能测量3V 的电压，则电阻箱的阻值应调为 Ω；③设计实验电路图。

虚线框中只是他设计的实验电路图的一部分，请帮他将电路图补画完整。

④实验电路连接。

该同学完成了部分连接，请帮他补充完整。

⑤测量并计算电阻率。

闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到某确定位置，电流表G的示数为1I，电流表A的示数为2I。

则电阻率的表达式为：ρ= 。

（使用πd L g R0R1I2I及数字表示）15.某同学用如图甲所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内电阻r，R 为电阻箱。

实验室提供的器材如下：电压表(量程0~3V，内阻约3KΩ)，电阻箱(阻值范围0~99.9Ω)；开关、导线若干。

（1）请根据图甲的电路图，用笔划线代表导线，在图乙中将器材连接成实验电路；（2）实验时，改变并记录电阻箱R的阻值，记录对应电压表的示数U，得到如下表所示的若干组R、U的数据。

根据图丙所示，表中第4组对应的电阻值读数是Ω；（3）请推导1U与1R的函数关系式（用题中给的字母表示），根据实验数据绘出如图丁所示的11U R-图线，由图线得出电池组的电动势E= V，内电阻r= Ω。

（保留三位有效数字）三、计算题（本题共3小题，第16题10分，第17题12分，第18题12分，总计34分） 16.如图，固定不动的两平行金属导轨位于同一水平面上，相距L ，左端与一电阻R 相连；整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，方向竖直向下。

一长度为L 质量为m 的导体棒置于导轨上，在水平外力作用下沿导轨以速度v 匀速向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好。

已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g ，导轨和导体棒的电阻均可忽略。

求： （1）电阻R 消耗的功率；（2）水平外力的大小。

17.如图所示，在E =31.010V /m ⨯的竖直匀强电场中，有一光滑的半圆形绝缘轨道QPN 与一水平绝缘轨道MN 在N 点平滑相接，半圆形轨道平面与电场线平行，其半径R =40cm ，N 为半圆形轨道最低点，P 为QN 圆弧的中点，一带负电荷的小滑块质量为10m g =，带电荷量为q =4110c -⨯，与水平轨道间的动摩擦因数0.15μ=，位于N 点右侧S =1.5m 的M 处，要使小滑块恰能运动到圆轨道的最髙点Q ，取2g 10m /s =，求：（1）滑块应以多大的初速度0V 向左运动？ （2）滑块通过P 点时受到轨道的压力。

（3）若撤去竖直电场，其它条件不变，滑块以（1）中的速度从M 点开始运动，滑块是否还能通过最高点？通过计算说明理由。

18.如图所示，在坐标系0x y 的第一象限内虚线OC 的上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为0B ，第四象限内存在磁感应强度大小未知、方向垂直纸面向里的匀强磁场，第三象限内存在沿y 轴负方向的匀强电场，在x 轴负半轴上有一接收屏GD ，GD ＝2OD ＝2d ．现有一带电粒子(不计重力)从y 轴上的A 点，以初速度0v 水平向右垂直射入匀强磁场，恰好垂直OC 射出，并从x 轴上的P 点(未画出)进入第四象限内的匀强磁场，粒子经磁场偏转后又垂直y 轴进入匀强电场并被接收屏接收，已知OC 与x 轴的夹角为37°，OA ＝25d，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求： （1）粒子的电性及比荷（2）第四象限内匀强磁场的磁感应强度B 的大小； （3）第三象限内匀强电场的电场强度E 的大小范围。