山东省德州市2019-2020学年高三上学期12月月考物理试卷

一、单选题

1. 难度：简单

如图所示的情况中，a、b两点的电场强度和电势均相同的是（    ）

A.甲图：离点电荷等距的a、b两点

B.乙图：两个等量异种点电荷连线的中垂线上，与连线中点等距的a、b两点

C.丙图：两个等量同种点电荷连线上，与连线中点等距的 a、b 两点

D.丁图：带电平行金属板两板间分别靠近两板的 a、b 两点

2. 难度：中等

在一个匀强电场中有a、b两点，相距为d，电场强度为E，把一个电量为q的正电荷由a点移到b点时，克服电场力做功为W，下列说法正确的是

A.该电荷在a点电势能一定比b点大

B.a点电势一定比b点电势低

C.a、b两点电势差大小一定为U=Ed

D.a、b两点电势差U_ab=

3. 难度：简单

一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场．粒子的一段径迹如图所示．径迹上的每一小段都可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电量不变)．从图中情况可以确定(    )

A.粒子从a到b，带正电 B.粒子从a到b，带负电

C.粒子从b到a，带正电 D.粒子从b到a，带负电

4. 难度：中等

电荷量为4×10^－6C的小球绝缘固定在A点，质量为0.2kg、电荷量为－5×10^－6C的小球用绝缘细线悬挂，静止于B点．A、B间距离为30cm，AB连线与竖直方向夹角为60°．静电力常量为9.0×10⁹N•m²/C²，小球可视为点电荷．下列图示正确的是（  ）

A.

B.

C.

D.

5. 难度：中等

两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中C为ND段电势最低的点，则下列说法正确的是(　　)

A.q1、q2为等量异种电荷

B.N、C两点间场强方向沿x轴负方向

C.N、D两点间的电场强度大小沿x轴正方向先减小后增大

D.将一正点电荷从N点移到D点，电势能先增大后减小

6. 难度：中等

MN板两侧都是磁感应强度为B的匀强磁场，方向如图所示，带电粒子从a位置以垂直磁场方向的速度开始运动，依次通过小孔b、c、d，已知ab＝bc＝cd，粒子从a运动到d的时间为t，则粒子的比荷为(　　)

A.  B.  C.  D.

7. 难度：中等

如图所示,平行金属板中带电质点P原处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,R₁的阻值和电源内阻r相等。当滑动变阻器R₄的滑片向b端移动时　(　　)

 

A.电压表读数增大 B.电流表读数减小

C.电源的输出功率逐渐增大 D.质点P将向上运动

8. 难度：中等

如图所示，带电粒子以初速度以v₀从a点进入匀强磁场，运动过程中经过b点，Oa=Ob，若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，带电粒子仍以速度以v₀从a点进入电场，仍能通过b点，则电场强度E和磁感应强度B的比值为

A.v₀ B.1/ v₀ C.2 v₀ D.v₀/2

二、多选题

9. 难度：中等

如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有半径为L的光滑半圆形导体框，OC为一能绕O在框架上滑动的导体棒，Oa之间连一电阻R，导体框架电阻不计,导体棒的电阻为r，若要使OC能以角速度ω逆时针匀速转动，则（   　）

A.通过电阻R的电流方向右

B.导体棒O端电势低于C端的电势

C.外力做功的功率为

D.回路中OC 两点间电势差大小为

10. 难度：简单

带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a点以初速度v₀进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图所示，则从a到b过程中，下列说法正确的是(　　)

A.粒子带正电荷 B.粒子先加速后减速

C.粒子加速度一直增大 D.粒子的机械能先减小后增大

11. 难度：中等

如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成.若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外.一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点.不计粒子重力.下列说法正确的是：

A.极板M比极板N电势低

B.加速电场的电压U＝ER

C.直径PQ＝2B

D.若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子有相同的比荷

12. 难度：困难

如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为，导轨平面与水平面的夹角=30°，导轨电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上。长为的金属棒垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为、电阻为r＝R。两金属导轨的上端连接一个灯泡，灯泡的电阻R_L＝R，重力加速度为g。现闭合开关S，给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小为F＝mg的恒力，使金属棒由静止开始运动，当金属棒达到最大速度时，灯泡恰能达到它的额定功率。下列说法正确的是（     ）

A.灯泡的额定功率 

B.金属棒能达到的最大速度

C.金属棒达到最大速度的一半时的加速度

D.若金属棒上滑距离为L时速度恰达到最大，金属棒由静止开始上滑4L的过程中，金属棒上产生的电热

三、单选题

13. 难度：简单

一同学在某次实验中测量一物体长度，记录结果为1.247cm，则该同学所使用的测量工具（      ）

A.可能为最小刻度为毫米的刻尺 B.可能为20分度的游标卡尺

C.一定不是50分度的游标卡尺 D.可能为螺旋测微器

四、实验题

14. 难度：中等

某同学要用电阻箱和电压表测量某水果电池组的电动势和内阻，考虑到水果电池组的内阻较大，为了提高实验的精确度，需要测量电压表的内阻。实验器材中恰好有一块零刻度在中央的双电压表，该同学便充分利用这块电压表，设计了如图所示的实验电路，既能实现对该电压表的内阻的测量，又能利用该表完成水果电池组电动势和内阻的测量，他用到的实验器材有：

待测水果电池组（电动势约，内阻约）、双向电压表（量程为，内阻约为）、电阻箱（）、滑动变阻器（），一个单刀双掷开关及若干导线。

（1）该同学按如图所示电路图连线后，首先测出了电压表的内阻。请完善测量电压表内阻的实验步骤：

①将的滑动触头滑至最左端，将拨向1位置，将电阻箱阻值调为0；

②调节的滑动触头，使电压表示数达到满偏；

③保持______不变，调节，使电压表的示数达到______；

④读出电阻箱的阻值，记为，则电压表的内阻______。

（2）若测得电压表内阻为，可分析此测量值应______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。

（3）接下来测量水果电池组的电动势和内阻，实验步骤如下：

①将开关拨至______（选填“1”或“2”）位置，将的滑动触片移到最______端，不再移动；

②调节电阻箱的阻值，使电压表的示数达到一个合适值，记录下电压表的示数和电阻箱的阻值；

③重复步骤②，记录多组电压表的示数及对应的电阻箱的阻值。

（4）若将电阻箱与电压表并联后的阻值记录为，作出图象，则可消除系统误差，如图所示，其中纵截距为，斜率为，则电动势的表达式为______，内阻的表达式为______。

五、解答题

15. 难度：简单

如图所示，一束电荷量为e的电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ=60°，求电子的质量和穿越磁场的时间．

16. 难度：中等

如图一带电荷量为＋q、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中时，小物块恰好静止。重力加速度用g表示，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求：

(1)电场强度的大小E；

(2)将电场强度减小为原来的时，物块加速度的大小a；

(3)电场强度变化后物块下滑距离L时的动能E_k。

17. 难度：困难

如图所示，两平行金属板水平放置，间距为d，两极板接在电压可调的电源上。两板之间存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。金属板右侧有一边界宽度为d的无限长匀强磁场区域，磁感应强度的大小为B、方向垂直纸面向里，磁场边界与水平方向的夹角为60°。平行金属板中间有一粒子发射源，可以沿水平方向发射出电性不同的两种带电粒子，改变电源电压，当电源电压为U时，粒子恰好能沿直线飞出平行金属板，粒子离开平行金属板后进入有界磁场后分成两束，经磁场偏转后恰好同时从两边界离开磁场，而且从磁场右边界离开的粒子的运动方向恰好与磁场边界垂直，粒子之间的相互作用不计，粒子的重力不计，试求：

(1)带电粒子从发射源发出时的速度；

(2)两种粒子的比荷和分别是多少；

(3)带正电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径。

18. 难度：中等

如图所示，两根水平放置的平行金属导轨，其末端连接等宽的四分之一圆弧导轨，圆弧半径r=0.41m，导轨的间距为L=0.5m，导轨的电阻与摩擦均不计．在导轨的顶端接有阻值为R₁=1.5Ω的电阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=2.0T．现有一根长度稍大于L、电阻R₂=0.5Ω、质量m=1.0kg的金属棒.金属棒在水平拉力F作用下，从图中位置ef由静止开始匀加速运动，在t=0时刻，F₀=1.5N，经2.0s运动到cd时撤去拉力，棒刚好能冲到最高点ab，(重力加速度g=10m/s₂)．求：

（1）金属棒做匀加速直线运动的加速度；

（2）金属棒运动到cd时电压表的读数；

（3）金属棒从cd 运动到ab过程中电阻R₁上产生的焦耳热.