2019年河北省张家口市高三上学期12月阶段检测物理试卷

一、单选题

1. 难度：简单

关于物理学史，下列说法中正确的是（    ）

A.卡文迪许在前人工作的基础上，通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的规律

B.法拉第提出了电场、磁场的概念，直观地描绘了场的图象

C.电场是为了便于研究物体的运动而引入的理想模型

D.历史上第一个发现电流周围有磁场，从而将电现象和磁现象联系在一起的科学家是赫兹

2. 难度：中等

如图所示，质量为m、带电荷量为的小金属块A以初速度从光滑绝缘水平高台上飞出。已知在足够高的高台边缘右面空间中存在水平向左的匀强电场，场强大小，则（    ）

A.金属块不一定会与高台边缘相碰

B.金属块一定会与高台边缘相碰，相碰前金属块在做匀变速直线运动

C.金属块运动过程中距高台边缘的最大水平距离为

D.金属块运动过程中距高台边缘最远时的速度为

3. 难度：中等

如图所示，质量为m、电荷量为q的带电微粒以速度v从O点进入一个电磁场混合区域。其中电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向外，v与水平方向成角，且与磁场方向垂直。已知该微粒恰好能沿直线运动到A，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（    ）

A.该微粒可能带正电 B.微粒从O到A的运动可能是匀变速运动

C.该磁场的磁感应强度大小为 D.该电场的场强为

4. 难度：简单

如图所示，水平面上有一均匀带电圆环，带电量为，其圆心为O点。有一带电量为、质量为m的小球恰能静止在O点上方的P点，间距为L。P与圆环上任一点的连线与间的夹角为，重力加速度为g，以下说法错误的是（    ）

A.P点场强方向竖直向上 B.P点场强大小为

C.P点场强大小为 D.P点场强大小为

5. 难度：简单

在如图所示的电路中，电源内阻不能忽略，当移动滑动变阻器滑片时，电流表示数变大，则（    ）

A.滑片一定向左移动 B.电源的输出功率一定增大

C.当滑片滑到最左端时，电阻消耗的功率最大 D.电源的效率一定减小

6. 难度：简单

如图所示，在倾角为的光滑斜面上有一根长为L、重力为G、通有电流I的导体棒。若空间中有一方向竖直向上的匀强磁场，使导体棒保持静止，则磁感应强度大小为（    ）

A. B. C. D.

7. 难度：简单

如图所示为早期回旋加速器的结构示意图，和是两个中空半径为R的半圆金属盒，它们之间接高频交流电其频率为f，匀强磁场的磁感应强度为B，A处的粒子源产生的粒子在两盒之间被电场加速，两个半圆盒处于垂直于盒面的匀强磁场中。粒子进入半圆金属盒内做匀速圆周运动若忽略粒子在电场中的加速时间且不考虑相对论效应，则下列说法正确的是（    ）

A.粒子在磁场中回转一周运动的周期越来越大

B.粒子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小有关

C.不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速氘核

D.粒子加速次数越多，粒子获得的最大动能一定越大

二、多选题

8. 难度：简单

如图，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m的金属棒在一水平恒力F作用下由静止向右运动，则（    ）

A.随着运动速度的增大，其加速度减小

B.外力F对做的功等于电路中产生的电能

C.当做匀速运动时，外力F做功的功率大于电路中的电功率

D.无论做何运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能

9. 难度：中等

在如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动过程中，下列说法正确的是

A. 电压表V₁示数在变大，电压表V₂示数在变小

B. 电流表A的示数减小，电压表V₃示数在变小

C. 电容器的电荷量增大，电阻R₁消耗的电功率变大

D. 电源内阻损耗的功率变大，电源消耗的总功率变大

10. 难度：简单

电动自行车是一种应用广泛的交通工具，其速度控制是通过转动右把手实现的，这种转动把手称“霍尔转把”，属于传感器非接触控制。转把内部有水久磁铁和霍尔器件等，截面如图甲。开启电源时，在霍尔器件的上下面之间加一定的电压，形成电流，如图乙。转把转动永久磁铁也跟着转动，霍尔器件能输出控制车速的电势差，已知电势差与车速关系如图丙，图像关于y轴对称，以下关于“霍尔转把”叙述错误的是（    ）

A.为提高控制的灵敏度，永久磁铁的上下端分别为N、S极

B.按图甲顺时针转动把手，车速变快

C.图乙中霍尔器件只能从前后表面输出控制车速的电势差

D.若霍尔器件的上下面之间所加电压正负极性对调，则会影响车速控制

11. 难度：困难

如图所示是一个半径为 R 的竖直圆形磁场区域，磁感应强度大小为 B，磁感应强度方向垂直纸面向内．有一个粒子源在圆上的 A 点不停地发射出速率相同的带正电的粒子，带电粒子的 质量均为 m，运动的半径为 r，在磁场中的轨迹所对应的圆心角为．下列说法正确的是

A.若 r=2R，则粒子在磁场中运动的最长时间为

B.若r=2R，粒子沿着与半径方向成    45°    角斜向下射入磁场，则有成立

C.若 r=R，粒子沿着磁场的半径方向射入，则粒子在磁场中的运动时间为

D.若 r=R，粒子沿着与半径方向成 60°角斜向下射入磁场，则圆心角为 150°

12. 难度：中等

如图所示，真空中的匀强电场与水平方向成15°角，直线垂直匀强电场E，现有一质量为m、电荷量为的小球在A点以初速度大小方向水平向右抛出，经时间t小球下落到C点（图中未画出）时速度大小仍为，则小球由A点运动到C点的过程中，下列说法正确的是（    ）

A.电场力对小球做功为零 B.小球的电势能增加

C.小球的机械能减小量为 D.C一定位于直线的右侧

三、实验题

13. 难度：简单

如图（a）所示，深度的套筒竖直倒置，轻质弹簧的上端固定在套筒内，弹簧处于原长时，其下端位于筒内。用测力计钩住弹簧的下端用力竖直向下拉，记录测力计的示数和露出筒外的弹簧的长度，k和为测量弹簧的劲度系数和原长，现在坐标纸上作出图象，如图（b）所示。则弹簧的劲度系数_______，弹簧的原长_______，测得原长比实际长度________（偏大，偏小，相等）。

14. 难度：中等

实验室有一阻值约为，长为的由特殊材料制成的均匀金属圆柱，为了测量这种特殊材料的电阻率，实验室能够提供的实验器材有：

电源E（12V，内阻约）

电压表V（，内阻约为）

电流表A（，内阻约为）

滑动变阻器

待测金属圆柱体；

（1）用螺旋测微器测量圆柱直径，其示数如图所示，则该圆柱直径的测量值______。

（2）为了获得多组数据，尽量精确测量其电阻值，请在下面的实物图中完成实验电路________。电路正确连接后，开关闭合前滑片置于最________端（填“左”或“右”）。

（3）通过调节滑片位置，得到多组U、I数据，描点画图得到如图示图像，由图象可得电阻值为_______，由以上数据可得待测材料的电阻率________。（结果保留三位有效数字）

四、解答题

15. 难度：中等

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θ=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=0.50Ω的直流电源．现把一个质量m=0.040kg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=2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s²．已知sin 37°=0.60，cos 37°=0.80，求：

（1）导体棒受到的安培力大小；

（2）导体棒受到的摩擦力。

16. 难度：中等

如图所示，在的竖直匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道与一水平绝缘轨道在N点平滑相接，半圆形轨道平面与电场线平行，其半径，N为半圆形轨通最低点，P为圆弧的中点，一带负电的小滑块质量，与水平轨道间的动摩擦因数，位于N点右侧1.5m的M处，g取，求：

（1）小滑块从M点到Q点重力和电场力分别做的功；

（2）要使小滑块恰能运动到半圆形轨道的最高点Q，则小滑块应以多大的初速度向左运动？

（3）在第（2）问的情况下，小滑块通过P点时对轨道的压力是多大？

17. 难度：困难

如图所示，在坐标系的第二象限内有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为，在第三象限内有磁感应强度的匀强磁场Ⅰ，在第四象限内有磁感应强度的匀强磁场Ⅱ，磁场Ⅰ，Ⅱ的方向均垂直于纸面向里。质量为m、电荷量为的粒子从点处以初速度沿垂直于y轴的方向进入第二象限的匀强电场，然后先后穿过x轴和y轴进人磁场Ⅰ和磁场Ⅱ，不计粒子的重力和空气阻力。求：

（1）粒子由电场进入磁场Ⅰ时在x轴上的位置坐标；

（2）粒子从出发到第2次经过y轴所需要的时间t；

（3）粒子从磁场Ⅰ进入磁场Ⅱ经过y轴的位置坐标和粒子从磁场Ⅱ进入磁场Ⅰ经过y轴的位置坐标．

18. 难度：中等

如图，为水下打捞的原理筒图．将待打捞重物用绳子系挂在一开口向下的圆柱形浮筒上，再向浮筒内充入一定量的气体．已知重物的质量为m₀，体积为V₀．开始时，浮筒内液面到水面的距离为h₁，浮筒内气体体积为V₁，在钢索拉力作用下，浮筒缓慢上升．已知大气压强为p₀，水的密度为ρ，当地重力加速度为g．不计浮筒质量、筒壁厚度及水温的变化，浮筒内气体可视为质量一定的理想气体．

(I)在浮筒内液面与水面相平前，打捞中钢索的拉力会逐渐减小甚至为零，请对此进行解释；

(Ⅱ)当浮筒内液面到水面的距离减小为h₂时，拉力恰好为零．求h₂以及此时筒内气体的体积V₂．

19. 难度：中等

如图所示，为某种透明介质的截面图，是半径为R的四分之一圆弧，是一个正方形，为足够大的水平屏幕并紧始介质的底面，由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O，该介质对红光和紫光的折射率分别为，，设光在真空中的速度为c，求：

（1）红光在介质中的传播速度。

（2）若时，光在屏幕上出现了两个亮斑，则这两个亮斑之间的距离为多少。