山东省德州市中学2014届高三1月月考 物理

一、选择题

1.如图所示的实验装置为库仑扭秤,细银丝的下端悬挂一根绝缘棒,棒的一端是一个带电的金属小球A,另一端有一个不带电的球B,B与A所受的重力平衡.当把 另一个带电的金属球C插于容器并使它靠近A时,A和C之间的作用力使悬丝扭转, 通过悬丝扭转的角度可以比较出力的大小,便可找到力F与距离r和电荷量q的关系.这一实验中用到了下列哪些方法

A.微小量放大法 B. 极限法 C.控制变量法 D.逐差法

2. 图中K、L、M为静电场中的3个相距很近的等势面（K、M之间无电荷）。一带电粒子射入此静电场中后，沿abcde轨迹运动。已知电势(K＜(L＜(M，且粒子在ab段做减速运动。下列说法中正确的是

A．粒子带负电

B．粒子在bc段也做减速运动

C．粒子在a点的速率大于在e点的速率

D．粒子从c点到d点的过程中电场力做负功

3. 如图电路中，电流表A和电压表V均可视为理想电表．现闭合开关S后，将滑动变阻器滑片P向左移动，正确的是

A. 电流表A的示数变小，电压表V的示数变大

B. 小灯泡L变亮

C. 电容器C上电荷量减小

D. 电源的总功率变小,效率变大

4.如图所示为阿尔法磁谱仪的内部结构示意图，它曾由航天飞机携带升空，安装在阿尔法空间站中，用来探测宇宙射线。现假设一束由两种不同粒子组成的宇宙射线，恰好沿直线OO’通过正交的电场和磁场区域后进入匀强磁场B2，形成两条径迹，则下列说法中正确的是

A．粒子1进入磁场B2的速度小于粒子2的速度

B．粒子1进入磁场B2的速度等于粒子2的速度

C．粒子1的比荷大于粒子2的比荷

D．粒子1的比荷小于粒子2的比荷

5.质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速度率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是

A．M带负电，N带正电

B.M的速度率小于N的速率

C.洛伦磁力对M、N做正功

D.M的运行时间大于N的运行时间

6．如图所示，竖直放置的两个平行金属板间有匀强电场，在两板之间等高处有两个质量相同的带电小球（不计两带电小球之间的电场影响），P小球从紧靠左极板处由静止开始释放，Q小球从两极板正中央由静止开始释放，两小球沿直线运动都打到右极板上的同一点，则从开始释放到打到右极板的过程中

A．它们的运动时间的关系为

B．它们的电荷量之比为

C．它们的动能增量之比为

D．它们的电势能减少量之比为

7．如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比
，输电线的等效电阻为R= 2
，灯泡的电阻为8
；原线圈输人如图乙所示的正弦交流电，则

A．交流电的频率为0．02 Hz

B．副线圈两端电压的有效值为2．7V

C．电流表的示数为0．027A

D．电流表的示数为2．7A

8．一带正电的检验电荷，仅在电场力作用下沿x轴从
向
运动，其速度
随位置
变化的图象如图所示．
和
处，图线切线的斜率绝对值相等且最大．则在
轴上

A．
和
两处，电场强度相同

B．
和
两处，电场强度最大

C．
=0处电势最高[来源:学科网]

D．从
运动到
过程中，电荷的电势能逐渐增大

9．如图所示，MN右侧一正三角形匀强磁场区域，上边界与MN垂直．现有一与磁场边界完全相同的三角形导体框，垂直于
MN匀速向右运动．导体框穿过磁场过程中感应电流随时间变化的图象可能是 （取逆时针电流为正）

10.下列说法正确的是

A.点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体

B.点电荷就是元电荷

C.根据库仑定律的表达式
可知，当
时，

D.感应起电说明电荷可以从物体的一部分转移到另一部分

11.如图所示，AB是真空中点电荷电场中的一条电场线。一个带正电的粒子只受电场力的作用，以速度
经过A点沿直线向B点运动，
的方向为由A指向B；一段时间后，该粒子以跟
方向相反的速度
经过B点，则下列判断正确的是

A.A点的电势一定低于B点的电势

B.A点的电场强度一定大于B点的电场强度

C.该带电粒子在A点的电势能一定小于它在B点的电势能

D.该带电粒子在A点的动能与电势能之和小于它在B点的动能与电势能
之和

12.如右图所示，A、B为两个带等量正电的点电荷，O为A、B连线的中点。以O为坐标原点、垂直AB向右为正方向建立
轴。下列四幅图分别反映了在
轴上各点的电势
和电场强度E随坐标
的变化关系，其中可能正确的是

13.如图所示，为一种自动跳闸刀开关，O是转动轴，A是绝缘手柄，C是闸刀卡口，M、N接电源线。闸刀处于垂直纸面向里、磁感应强度B=1 T的匀强磁场中，CO间距离为10cm。当CO段受磁场力为0.2N时，闸刀开关会自动跳开。则闸刀开关自动跳开时，CO中电流的大小和方向为

A.电流大小为1 A B.电流大小为2 A

C.电流方向C→O D.电流方向O→C

14.在如图所示的U—I图像中，直线a为某电
源的路端电压与干路电流的关系图像，直线b为某电阻R的伏安特性曲线。用该电源和电阻R连接成闭合电路，由图像可知

A.R的阻值1.5

B.电源电动势为3V，内电阻为0.5

C.电源的输出功率为3.0W

D.电阻R的电功率为1.5W

二、本题共3小题，

15．(6分)某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ,步骤如下：

(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲,由图可知其长度为________mm; 用螺旋测微器测量其直径如图乙,由图可知其直径为________mm;用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图丙,则该电阻的阻值约为_______Ω．

[来源:Zxxk.Com]

16．（8分）某研究小组收集了两个电学元件：电阻R0（约为2kΩ
）和手机中的锂电池（电动势E标称值为3.7V，允许最大放电电流为100mA）。实验室备有如下器材：

A．电压表V（量程3V，电阻RV 约为4.0kΩ）

B．电流表A1（量程100mA，电阻RA1 约为5Ω）

C．电流表A2（量程2mA，电阻RA2 约为50Ω）

D．滑动变阻器R1（0～40Ω
，额定电流1A）

E．电阻箱R2（0～999.9Ω）

F．开关S一只、导线若干

⑴为了测定电阻R0的阻值，小明设计了一电路，如图甲所示为其对应的实物图，图中的电流表A应选 (选填“A1”或“A2”)，请将实物连线补充完整。

[来源:学科网]

⑵为测量锂电池的电动势E和内阻r，小红设计了如图乙所示的电路图。根据测量数

据作出
—
图象，如图丙所示。若该图线的斜率为k，纵轴截距为b，则该锂电池的电动势E= ，内阻r= （用k、b和R2表示）。该实验的测量值偏小，造成此系统误差主要原因是 。

17.（9分）在“测定金属的电阻率”的实验中，所用金属电阻丝的电阻约为30
。

（1）用螺旋测微器测量
电阻丝直径，其示数如图甲所示，则该电阻丝直径的测量值为d=__________mm；

（2）为了便于调节电路，并且能较准确的测出电阻丝两端的电压和其中的电流值，实验室提供了如下器材：

电压表V（量程0~3V，内阻约3k
）；

电流表A（量程0~100mA，内阻约5
）；

滑动变阻器R（0~10
）；

电源E（电动势为4.5V，内阻不计）；

开关、若干导线等。

如图乙所示，将电阻丝拉直后两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，刻度尺的中间有一个可沿电阻丝滑动的触头P，触头的另一端为接线柱c；当用手按下触头P时，触头P才与电阻丝接触，接触点的位置刻度可在刻度尺上读出。实验中改变触头P与电阻丝接触点的位置，并移动滑动变阻器的滑片，使电流三
月的示数I保持不变，分别测量出多组接入电路中电阻丝的长度L与对应的电压U；请在图丙中完成实验电路的连接。（要求：能改变电阻丝的测量长度和进行多次测量）

（3）利用测量数据画出U—L图线，如图丁所示，其中
是U—L图线上的一个点的坐标。根据U—L图线，用电阻丝的直径d、电流I和坐标
可计算得出电阻丝的电阻率p=___________（用所给字母表示）。

三、本题共4小题，共42分。解答时请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给分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

18.（12分）如图所示，直
角坐标系
位于竖直平面内，在
的区域内有磁感应强度大小B=4.0
10—4T、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场，其左边界与
轴交于P点；在
的区域内有电场强度大小E=4N/C、方向沿y轴正方向的条形匀强电场，其宽度d=2m。一质量m=6.4
10—27
kg、电荷量
的带电粒子从P点以速度
沿与
轴正方向成
角射入磁场，经电场偏转最终通过
轴上的Q点（图中未标出），不计粒子重力。求：

（1）带电粒子在磁场中运动的时间t。

（2）Q点的横坐标x。

19．（17分）如图（a）所示，在直角坐标系0≤x≤L区域内有沿y轴正方向的匀强电场，右侧有一个以点（3L，0）为圆心，半径为L的圆形区域，圆形区域与x轴的交点分别为M、N。现有一质量为m，带电量为e的电子，从y轴上的A点以速度v0沿x轴正方向射入电场，飞出电场后恰能从M点进入圆形区域，速度方向与x轴夹角30°，此时圆形区域加如图（b）所示周期性变化的磁场（磁场从t=0时刻开始变化，且以垂直于纸面向外为正方向），最后电子运动一段时间后从N点飞出，速度方向与x轴夹角也为30°。求：

（1）电子进入圆形区域时的速度大小；

（2）0≤x≤L区域内匀强电场的场强大小；

（3）写出圆形区域磁场的变化周期T、磁感应强度B0的大小各应满足的表达式。

20.（12分）如图甲所示，在
＞0的空间中存在沿y轴负方向的匀强电场和垂直于
平面向里的匀强磁场，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B；一质量为m、带电量为q（q＞0）的粒子从坐标原点O处，以初速度
沿

轴正方向射入，粒子的运动轨迹见图甲，不计粒子的重力。

（1）求该粒子运动到y=h时的速度大小
。

（2）现只改变入射粒子初速度的大小，发现初速度大小不同的粒子虽然运动轨迹（y—x曲线）不同，但是，沿
轴方向具有相同的空间周期性，如图乙所示；同时，这些粒子在y轴方向的运动具有相同的时间周期性，即都有相同的周期
其
图象如图丙所示。试求粒子在一个周期T内，沿x轴方向前进的距离s。

（3）现只改变入射粒子初速度的大小，发现初速度大小不同的粒子虽然运动轨迹（y-x曲线）不同，但是，对任一个轨迹来说，粒子在y=0处和在y方向的最大位移ym处所受的合外力总是大小相等、方向相反。试求当入射粒子的初速度大小为
时，该粒子在y方向的最大位移ym。

2014届高三阶段性检测

物理 试 题答案

1. AC 5. B 6. AD　7.BC 8. A 9. BD 10.D 11.BD 12.AD 13.BC 14.C

15. (1) 50.15　(2分) (2)4.700　(2分) (3) 220 (2分)

16．⑴ 如图 （2分）

A2 （1分）

⑵
（2分）

（2分）

电压表的分流（1分）

17.（9分）（1）0.182（0.181~0.185）（3分）

（2）如图所示（说明：就下图电路而言，电压表按a、b两点也对）（3分）

（3）
（3分）

[来源:Zxxk.Com]

18.（12分）解：（1）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有：

…………………………………………（1分）

解得：r=2m……………………………………………（1分）

如图所示，过P点做
的垂线交y轴于O1点，由几何关系得：

可见，
，所以，O1为粒子运动轨迹的圆心。

轨迹交y轴于C点，圆心角为
，所以，粒子在磁场中运动的时间为：

………………………………………………………………………………（1分）

其中：
………………………………………………………………………（1分）

解得：
…………………………………………
………………………（1分）

（2）带电粒子离开磁场后，垂直于电场线进入电场，做类平抛运动。

粒子在电场中的加速度为：
………………………………（1分）

在电场中的运动时间为：
………………………………………（1分）

刚离开电场的瞬间，粒子沿y方向的分速度和位移分别为：

………………………………………………………………（1分）

……………………………………………………………………（1分）

粒子射出电场后，做匀速直线运动，设又经时间
到达
轴上Q点，则：

……………………………………（1分）

由几何关系可得，Q点的
坐标为：
…………………………………（1分）

代入数据解得：
……………………………………………………………（1分）

19.（17分）

（1）电子在电场中作类平抛运动，射出电场时，如图1

由速度关系：
（2分）

解得
（1分）

（2）由速度关系得
（2分）

在竖直方向

（2分）

解得
（1分）

（3）在磁场变化的半个周期内粒子的偏转角为600（如图）所以，在磁场变化的半个周期内，粒子在x轴方向上的位移等于R。粒子到达N点而且速度符合要求的空间条件是：

（2分）

电子在磁场作圆周运动的轨道半径
（2分）

得
（2分）

若粒子在磁场变化的半个周期恰好转过
圆周，同时MN间运动时间是磁场变化半周期的整数倍时，可使粒子到达N点并且速度满足题设要求。应满足的时间条件：

（2分）

代入T的表达式得：
（1分）

20（12分）解：（1）由于洛伦兹力不做功，只有电场力做功，由动能定理得：

…………………………………………………………（1）（2分）[来源:Zxxk.Com]

解得：
……………………………………………………………（2）（2分）

（2）由图乙可知，所有粒子在一个周期T内沿
轴方向前进的距离相同，即都等于怡好沿
轴方向做匀速直线运动的粒子在T时间内前进的距离s。设粒子恰好沿
轴方向做匀速直线运动的速度大小为
，则：

…………………………………………………………………………（3）（1分）

又：
…………………………………………………………………………（4）（1分）

……………………………………………………………………………（5）（1分）

联立（3）（4）（5）式解得：
…………………………………………（1分）

（3）设粒子在y方向的最大位移为ym，粒子运动的速度大小为
（方向沿x轴），根据该粒子在y=0处和在y方向的最大位移ym处所受的合外力大小相等、方向相反，可得：

…………………………………………………（6）（1分）

由动能定理得：

……………………………………………………（7）（1分）

联立（6）（7）两式解得：

……………………………………………………………………（2分）