2017届天津市第一中学高三上学期月考(三)物理试题及答

天津市第一中学2017届高三上学期月考（三）物理试题 第Ⅰ卷 一、单项选择题（每小题6分，共30分。每小题中只有一个选项是正确的） 1．下列有关物理史和物理知识的说法正确的是（ ） A.单摆在整个运动过程中一定有一个位置合外力为零 B.简谐波中质点的振动方向总是垂直于波的传播方向 C.法拉第最先引入“场”的概念，并最早发现了电流的磁效应现象 D.回路中磁通量为零的时刻其磁通变化率可以不为零 2．如图，一根用绝缘材料制成的轻弹簧，劲度系数为k，一端固定，另一端与质量为m、带电荷量为＋q的小球相连，静止在光滑绝缘水平面上的A点．当施加水平向右的匀强电场E后，小球从静止开始在A、B之间做简谐运动，在弹性限度内下列关于小球运动情况说法中正确的是( ) A．小球在A、B的速度为零而加速度相同 B．小球简谐振动的振幅为 kqE2

C．从A到B的过程中，小球和弹簧系统的机械能不断增大 D．将小球由A的左侧一点由静止释放，小球简谐振动的周期增大 3．如图，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中，O为M、N连线中点，连线上a、b两点关于O点对称．导线均通有大小相等、方向向上的电流．已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度rIkB，式中k是常数、I是导 线中电流、r为点到导线的距离．一带正电的小球以初速度v0

从a点出发沿连线运动到b点．关于上述过程，下列说法正确

的是（ ） ①小球先做加速运动后做减速运动 ②小球一直做匀速直线运动 ③小球对桌面的压力先减小后增大 ④小球对桌面的压力一直在增大 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 4．阿尔法磁谱仪用于探测宇宙中的反物质和暗物质（即由“反粒子”构成的物质），如氚核（H31）的反粒子为（H31）。该磁谱仪核心部分截面区域是半径为r的圆形磁场，磁场方向垂直纸面向外，如图所示，P为入射窗口，各粒子从P射入速度相同，均沿直径方向，Pabcde为圆周上等分点，如反质子射入后打在e点，则氚核粒子射入将打在( ) A．a B．b C．d D．e

5.图a所示，一根水平张紧弹性长绳上有等间距的Q’、P’、O、P、Q质点，相邻两质

点间距离为lm，t＝0时O质点从平衡位置开始沿y轴方向振动，并产生分别向左、向右传播的波，O质点振动图像如b所示，当O点第一次达到正方向最大位移时刻P点刚开始振动，则 ( ) A．P’、P两点距离为半个波长，因此它们是反相点 B．当波在绳中传播时，绳中所有质点沿x轴移动的速度 大小相等且保持不变 C．当Q’点振动第一次达到负向最大位移时，O质点已经走过25cm路程 D．波在绳中传播时波速为1m/s，当O质点振动加快时，波的传播速度变大 二、多项选择题（每小题6分，共18分。每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分） 6.如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R，导体棒MN放在导轨上且接触良好，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示（图示磁感应强度方向为正），MN始终保持静止，则0-t2时间（ ） A．电容器C的电荷量大小始终没变 B．电容器C的a板先带正电后带负电 C．MN所受安培力的大小始终没变 D．MN所受安培力的方向先向右后向左 7. 在如图所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内(不计重力)，电子可能沿水平方向向右做直线运动的是( ) 8. 如图，质量分别为mA和mB的两小球带有同种电荷，电荷量分别为qA和qB，用绝缘细线悬挂在天花板上较远的两点。平衡时，两小球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别为1与2（1＞2）。两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动，最大速度分别为vA和vB，最大动能分别为EkA和EkB。则（ ） A．mA一定小于mB B．qA一定大于qB

C．vA一定大于vB D．EkA一定大于EkB

第II卷（本卷共72分） 9．（18分）(1)如图所示，在匀强磁场中，与磁感应强度B成30°角放置一矩形线圈，

共100匝，线圈长lab=10cm、宽lbc=8cm，线圈电阻r=1.0Ω，与它相连的电路中，电阻R1=4.0Ω，R2=5.0Ω，磁感应强度变化如图乙所示，开关闭合

后t=1.5s时R2中电流的大小为_______A，此时左侧边ab所受的安培力大小_______N。 （2）一个质量为m=0.001kg、带电量为q=3101C的带正电小球和一个质量也为m 不带电的小球相距L=0.2m，放在绝缘光滑水平面上，当加上如图的E=3101N/C的水平向 左的匀强电场和B=0.5T的水平向外的匀强磁场后，带电小球开始运动，与不带电小球相碰后粘在一起，则两球碰后的速度为________m/s，两球碰后到两球离开水平面，还要前进_________m。 （3）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，测得单摆摆角小于10°时，完成n次全振动时间为t，用毫米刻度尺测得摆线长为l，用螺旋测微器测得摆球直径为d. ①测得重力加速度的表达式为g＝_________ . ②实验时某同学测得的g值偏大，其原因可能是_________ . A.实验室的海拔太高 B.摆球太重 C.测出n次全振动时间为t，误作为(n＋1)次全振动时间进行计算 D.用摆线长与摆球直径之和作为摆长来计算 ③用的摆球密度不均匀，无法确定重心位置.他第一次量得悬线长为1l (不计半径)，测得周期为T1；第二次量得悬线长为2l，测得周期为T2.根据上述数据，g表达式为___________ 10．（ 16分）如图甲所示，光滑绝缘水平面上，磁感应强度B=2T的匀强磁场以虚线MN为左边界，MN的左侧有一质量m=0.1kg，bc边长L1=0.2m，电阻R=2Ω的矩形线圈abcd。t=0时，用一恒定拉力F拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速运动，经过时间1 s，线圈的bc边到达磁场边界MN，此时立即将拉力F改为变 力，又经过1s，线圈恰好完全进入磁场。整个运动过程中，线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示．求： （1）求线圈bc边刚进入磁场时的速度v1；(2)写出第2 s内变力F随时间t变化的关系式; （3）若从开始运动到线圈完全进入磁场，线圈中产生的

热量为0.0875J，求此过程拉力所做的功。 11．(18分）如图所示，匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的且宽度相等均为d，电场左边界与y轴重合，电场方向在纸平面内竖直向下，而磁场方向垂直纸面向里，一带正电粒子从坐标原点O点以速度0v沿垂直电场方向射入电场，在电场中的偏转位移为2d，从B（图中未画出）点由电场射入磁场，当粒子从C点穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致，（带电粒子重力不计）求： （1）电场强度E和磁感应强度B的比值E/B; （2）粒子在电、磁场中运动的总时间及C点坐标； 12. （20分）在地面上方某处的真空室里存在着水平向左的匀强电场，以水平向右和竖直向上为x轴、y轴正方向建立如图所示的平面直角坐标系。一质量为m、电荷量为+q的微粒从点P（33l，0）由静止释放后沿直线PQ运动。当微粒到达点Q（0，-l）的瞬间，撤去电场同时加上一个垂直于

y x P

Q O 纸面向外的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度的大小32mgBql，该磁场有理想的下边界，其他方向范围无限大。已

知重力加速度为g。求： （1）匀强电场的场强E的大小； （2）撤去电场加上磁场的瞬间，微粒所受合外力的大小和方向； （3）欲使微粒不从磁场下边界穿出，该磁场下边界的y轴坐标值应满足什么条件? 10．（1）由图乙可知，线圈刚进入磁场时的感应电流I1=0.1A， 由EBLv及EIR得

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0.5/IRvmsBL

(2)由图乙知,在第2s时间内,线圈中的电流随时间均匀增加,线圈中的速度随时间均匀增加,线圈所受安培力随时间均匀增加,且大小F安=BIL1=(0.08t-0.04) N t=2 s时线圈的速度v2=21IRBL=1.5 m/s

线圈在第2 s时间内的加速度a2=21vvt=1 m/s2 由牛顿定律得F=F安+ma2=(0.08t+0.06) N. （3）ad边进入磁场前瞬间感应电流 I2=0.3A，

2ts时线圈的速度2211.5/IRvmsBL 由能量守恒可知 22

1WQ+mv2

W=0.20J

11．（1）粒子在电场中偏转：在垂直电场方向0vv，平行电场

分量//v 0//(1122dvtvtvdt分）（分） //0

qEqEdvtmmv

得 20mvEqd 02vv

粒子在磁场中做匀速圆周运动，故穿出磁场速度02vv 在磁场中运动如右图 运动方向改变45°，运动半径R、 2sin45dRd

（1分） 又2mvqvBR（1分）

0022mvmvmvBqRqdqd



（1分）

得0EvB（2分） （2）粒子在磁场中运动时间 004'28444TmmdtTmvqBvqqd

0dtv（2分）

运动总时间t总＝t＋t’＝004ddvv（2分） （3）dYdXCC2212 12．（1）由于微粒沿PQ方向运动，可知微粒所受的合力沿PQ方向可得 cotmgqE

因为 α = 60° 解得 mgqE33 （2）微粒在电场中的运动可视为两个分运动的合成：水平方向在电场力作用下的

Eq mg α

y x o P

Q v1

v2

α r