河南省信阳市普通高中2020届高三物理上学期第一次质检试卷（附解析Word版）
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鹤岗市第一中学高三学年第三次月考
物理试卷
一、选择题
1.下列说法中符合实际的是
A. 出租汽车按位移的大小收费
B. 在“空间站”工作的宇航员因受力平衡而在舱中悬浮或静止
C. 重力势能、电势、功、磁通量全部是标量，但有正负
D. 质量、长度、电荷量都是国际单位制中的基本物理量，其单位分别为 kg、m、C
【答案】C
【解析】
【详解】A．出租汽车按路程收费，选项A错误；
B．在“空间站”工作的宇航员做匀速圆周运动，重力完全提供向心力，受力不平衡，选项B错误；
C．重力势能、电势、功、磁通量都是标量，但都有正负，选项C正确；
D．质量、长度是国际单位制中的基本物理量，电荷量不是国际单位制中的基本物理量，选项D错误．
2.“飞针穿玻璃”是一项高难度的绝技表演，曾度引起质疑．为了研究该问题，以下测量能够得出飞针在穿越玻璃的时间内，对玻璃平均冲击力大小的是
A. 测出玻璃厚度和飞针穿越玻璃前后的速度
B. 测出玻璃厚度和飞针穿越玻璃所用的时间
C. 测出飞针质量、玻璃厚度和飞针穿越玻璃所用的时间
D. 测出飞针质量、飞针穿越玻璃所用时间和穿越玻璃前后的速度
【答案】D
【解析】
【详解】在“飞针穿玻璃”的过程中，由动量定理得： ，故因测出飞针质量、飞针穿越玻璃所用时间和穿越玻璃前后的速度，故D正确，ABC错误．
3.电子在电场中仅受电场力作用运动时，由a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示．图中一组平行等距实线是等势线．下列说法正确的是
A. 电子受力水平向右 B. 电子在b点电势能较大
C. 由a到b电场力做正功 D. 电子在b点电势较高
【答案】B
【解析】
【详解】AD．根据电子的运动轨迹和电场线与等势面垂直，可知电子受的电场力竖直向下，由此可知电场线的方向向上，沿电场线的方向，电势降低，所以a点的电势比b点高，故A D错误；
B．由于a点的电势比b点电势高，根据负电荷在电势高处电势能小，所以电子在b点电势能较大，故B正确；
C．从a点到b点的过程中，电场力方向与速度方向夹角为钝角，所以电场力做负功，故C错误。
4.如图所示是电视显像管原理示意图(俯视图)，电流通过偏转线圈，从而产生偏转磁场，电子束经过偏转磁场后运动轨迹发生偏转，不计电子的重力，下列说法正确的是( )
A. 电子经过磁场时速度增大
B. 欲使电子束打在荧光屏上的A点，偏转磁场的方向应垂直纸面向里
C. 欲使电子束打在荧光屏上的位置由A点调整到B点，应调节偏转线圈中的电流使磁场增强
D. 若电子束离开电子枪的速度减小，则原先打在B点的电子束有可能打在A点
【答案】D
【解析】
【详解】A.电子经过磁场发生偏转时，洛伦兹力方向与速度方向垂直，洛伦兹力不做功，所以电子的速度大小不变，A错误；
B.根据左手定则，欲使电子束打在荧光屏上的A点，偏转磁场的方向应垂直纸面向外，B错误；
C.欲使电子束打在荧光屏上的位置由A点调整到B点，应减小电子的偏转程度，则应减小磁感应强度大小，故应调节偏转线圈中的电流使磁场减弱，C错误；
D.若电子束离开电子枪 速度减小，由 可知，半径减小，偏转程度增大，原先打在B点的电子束有可能打在A点，D正确；
5.教师在课堂上做了两个小实验，让小明同学印象深刻．第一个实验叫做“旋转的液体”，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，把它们分别与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水，如果把玻璃皿放在磁场中，液体就会旋转起来，如图甲所示．第二个实验叫做“振动的弹簧”，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后，发现弹簧不断上下振动，如图乙所示．下列关于这两个趣味实验的说法正确的是（ ）
A. 图甲中，如果改变磁场的方向，液体的旋转方向不变
B. 图甲中，如果改变电源的正负极，液体的旋转方向不变
C. 图乙中，如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动
D. 图乙中，如果将水银换成酒精，依然可以观察到弹簧不断上下振动
【答案】C
【解析】
图甲中，仅仅调换N、S极位置或仅仅调换电源的正负极位置，安培力方向肯定改变，液体的旋转方向要改变，故AB均错误；图乙中，当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程，可以观察到弹簧不断上下振动；如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动；但是如果将水银换成酒精，酒精不导电，则弹簧将不再上下振动，故选项C正确，D错误；故选C.
6.已知地球两极处的重力加速度大小约为9.8m/s2,贴近地球表面飞行卫星的运行周期约为1.5小时，试结合生活常识，估算一质量为60kg的人站在地球赤道上随地球自转所需要的向心力约为
A. 0.2N B. 0.4N C. 2N D. 4N
【答案】C
【解析】
【详解】在两极： ；对贴近地球表面飞行的卫星： ，解得 ；则站在地球赤道上随地球自转的人所受的向心力： ，故选C.
7.如图所示，边长为1，质量为m的等边三角形导线框abc用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通一逆时针方向的电流，图中虚线CD过ab边中点和ac边中点．只在CDFE区域加一垂直于导线框向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导线框处于静止状态时，细线中的拉力为F1；只在ABDC区域中加与上述相同的磁场，导线框处于静止状态时，细线中的拉力为F2．则导线框中的电流大小为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
当磁场在虚线下方时，通电导线的等效长度为 ，电流方向向右，当磁场在虚线上方时，通电导线的等效长度为 ，电流方向变为向左，据此根据平衡条件列式求解．
【详解】当磁场在虚线下方时，通电导线的等效长度为 ，电流方向向右，受到的安培力方向竖直向上，根据平衡可知： ，当磁场在虚线上方时，通电导线的等效长度为 ，受到的安培力方向竖直向下，故 ，联立可得
故A正确；BCD错误；
故选A
8.如图所示，一不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于O点，右端跨过位于O＇点的光滑定滑轮悬挂一质量为1kg的物体，OO＇段水平，长度为1.6m．绳上套一可沿绳自由滑动的轻环，现在在轻环上悬挂一钩码(图中未画出)，平衡后，物体上升0.4m．则钩码的质量为
A. 1 2kg
B. 1.6kg
C. kg
D. kg
【答案】A
【解析】
【详解】重新平衡后，绳子形状如下图：
设钩码的质量为M，由几何关系知：绳子与竖直方向夹角为θ=53°，则根据平衡可求得：2mgcos53°=Mg；解得：M=1.2kg，故A正确，BCD错误．
9.如图所示，质量分别为m1、m2的两个小球A、B，带有等量异种电荷，通过绝缘轻弹簧相连接，置于绝缘光滑的水平面上．突然加一水平向右的匀强电场后，两球A、B将由静止开始运动，对两小球A、B和弹簧组成的系统，在以后的运动过程中，以下说法正确的是（设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用，且弹簧不超过弹性限度）
A. 系统的合外力冲量为零 B. 系统机械能守恒
C. 系统机械能不断增加 D. 系统动量守恒
【答案】AD
【解析】
【详解】AD．加上电场后，两球所带电荷量相等而电性相反，两球所受的电场力大小相等、方向相反，则系统所受电场力的合力为零，系统的动量守恒，由动量定理可知，合外力冲量为零，故AD正确；
BC．加上电场后，电场力对两球分别做正功，两球的动能先增加，当电场力和弹簧弹力平衡时，动能最大，然后弹力大于电场力，两球的动能减小，直到动能均为0，弹簧最长为止，此过程系统机械能一直增加；接着两球反向加速，再减速，弹簧缩短到原长，弹簧缩短的过程中，
河南省新乡市2020届高三物理上学期第一次模拟试卷（附解析Word版）
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电场力对两球分别做负功，系统机械能一直减小，故BC错误。
10.如图所示，纸面内间距均为L的A、B、C三点位于平行于纸面的匀强电场中．电荷量为q=1.0×10-5C的负电荷由A点移动到C点克服电场力做功为 ，该电荷由C点移动到B点电场力做功为W2=2.0×10-5J．若B点电势为零，以下说法正确的是
A. A点的电势为2V B. A点的电势为-2V
C. 匀强电场的方向为由C点指向A点 D. 匀强电场的方向为垂直于AC指向B点
【答案】BC
【解析】
【分析】
根据试探电荷的电荷量和电场力做功，根据公式 ，分别求出A与C间、C与B间电势差，结合B点电势为零，再确定A、B两点的电势．找到等势线，根据电场线和等势面的关系分析场强的方向．
【详解】对于C、B间电势差为： ，若B点电势为零，UCB=φC-φB，则C点电势φC=2V．而A与C间的电势差为： ，因UAC=φA-φC，则A点电势φA=-2V，故A错误，B正确；因φC=2V，φA=-2V，可知，AC连线的中点M电势为0，M与B点的连线即为等势线，且电场线垂直于等势线，三角形ABC为等边三角形，BM⊥AC，根据沿着电场线方向，电势降低，则有匀强电场的方向由C到A，故C正确，D错误．所以BC正确，AD错误．
【点睛】本题主要考查对电势差公式的应用能力， 各量均需代入符号．注意电势有正负，而电压没有正负可言．
11.如图所示，在磁感应强度大小为B,范围足够大的水平匀强磁场内，固定着倾角为θ的绝缘斜面，一个质量为m 、电荷量为-q的带电小物块以初速度v0沿斜面向上运动，小物块与斜面间的动摩擦因数为μ．设滑动时小物块所带电荷量不变，在小物块上滑过程中,其速度—时间图象和加速度—时间图象可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【分析】
根据题中“匀强磁场内…带电小物块…沿斜面向上运动”可知，本题考察带电粒子在复合场中的运动．根据带电粒子在复合场中运动的分析方法，运用洛伦兹力、牛顿第二定律等知识分析推断．
【详解】对沿斜面向上运动的小物块受力分析，由牛顿第二定律可得： 、 ，联立解得： ，方向沿斜面向下．所以物体沿斜面向上做加速度减小的减速运动，速度越小，加速度越小，速度减小的越慢，加速度减小的越慢；在小物块上滑过程中，加速度减不到零．
AB：速度时间图象的切线斜率表示加速度，则A项错误，B项正确．
CD：物体加速度减小，且加速度减小的越来越慢，在小物块上滑过程中，加速度减不到零．故C项正确，D项错误．
12.如图甲所示，一块质量为mA=2kg的木板A静止在水平地面上，一个质量为mB=1kg的滑块B静止在木板的左端，对B施加一向右的水平恒力F，一段时间后B从A右端滑出，A继续在地面上运动一段距离后停止，此过程中A的速度随时间变化的图像如图乙所示．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g=10m/s2．则下列说法正确的是
A. 滑块与木板之间 动摩擦因数为0.6
B. 木板与地面之间的动摩擦因数为0.1
C. F的大小可能为9N
D. F的大小与板长L有关
【答案】BD
【解析】
【分析】
根据木板A的v-t图像求解滑块在木板上滑动时和离开木板时木板的加速度，根据牛顿第二定律列式求解两个动摩擦因数；若木块在木板上滑动时，木块的加速度应该大于木板的加速度，由此求解F的范围；根据木块和木板的位移关系求解F与L的关系.
【详解】滑块在木板上滑动时木板的加速度为 ，对木板根据牛顿第二定律： ；滑块从木板上滑出时木板的加速度为 ，对木板根据牛顿第二定律： ；联立解得：μ1=0.7，μ2 =0.1，选项A错误，B正确；对木块B： ，其中的aA>2m/s2，则F>9N，则F的大小不可能为9N，选项C错误；根据 ，式中t=1s ，联立解得：F=2L+9，即F的大小与板长L有关，选项D正确；故选BD.
【点睛】此题时牛顿第二定律的综合应用问题，首先要搞清两物体的运动情况，通过v-t图像获取运动信息，结合牛顿第二定律求解.
二、实验题
13.某电阻阻值约为400Ω，为了更精确地测定该电阻的阻值，小明欲采用伏安法．现有如下实验器材：①量程为3 V，内阻约为3 kΩ的电压表；②量程为10 mA，内阻约为0.1 Ω的电流表；③阻值为0～20 Ω的滑动变阻器；④内阻可忽略，输出电压为3 V的电源；⑤开关和导线若干．
如图中P点应该________，Q点应该________．（均在下列选项中选择）
A 接a B.接b C.接c D.不接
【答案】 (1). C (2). A
【解析】
【详解】[1]因为
所以电流表采用内接法，故P点应该接c；
[2]滑动变阻器的阻值较小，远小于待测电阻，因此采用分压式接法，故Q点应该接a。
14.物理兴趣小组的同学想要测定一粒旧纽扣电池的电动势和内阻．
（1）他们先用多用电表粗略测量了该电池 电动势，如图甲所示，则测量值为____；
（2）用如图乙的电路测定该电池的电动势和内阻，测量和计算数据如下表：
（表中各物理量单位均为国际单位制单位）
R 200 400 600 800 1 000
U 0.50 0.82 1.05 1.22 1.33
0.00250 0.00205 0.00175 0.00153 0.00133
0.00125 0.00168 0.00184 0.00186 0.00177
三位同学根据数据用Excel作出了如图丙所示三幅不同的图象，这些图象的纵坐标均为U，横坐标分别为R、 和 中的某个，其中___（填“A”“B”或“C”）图体现了物理量间的线性关系，该图横坐标的物理量为____（填“R”“ ”或“ ”），根据该图象求得该纽扣电池的内阻为_________．（计算结果取1位有效数字）
【答案】 (1). 2.6V (2). A (3). (4). 7×102Ω（或0.7kΩ）
【解析】
【详解】(1)[1]由图甲所选可知，多用电表选择电压10V挡，由图示表盘可知，其分度值为0.2V，示数为：2.6V；
(2)[2][3]由图丙所示图线可知，A图象是一条直线，A图体现了物理量间的线性关系；由图乙所示电路图可知，电源电动势
整理得
U与 是线性关系，图A的横坐标为 ；
[4]由图A所示图线可知，电池的内阻
三、解答题
15.如图甲所示，质量m＝1kg的物块在平行斜面向上的拉力F作用下从静止开始沿斜面向上运动，t＝0.5s时撤去拉力，利用速度传感器得到其速度随时间的变化关系图象（v－t图象）如图乙所示，g取10m/s2，求：
（1）2s内物块的位移大小x；
（2）沿斜面向上运动两个阶段加速度大小a1、a2和拉力大小F．
【答案】（1）0.5 m（2）4 m/s2；－4 m/s2；8N
【解析】
【详解】(1)物块上升的位移：
x1＝ ×2×1m＝1m
物块下滑的距离：
x2＝ ×1×1 m＝0.5m
位移
x＝x1－x2＝1m－0.5m＝0.5m
(2)由题图乙知，各阶段加速度的大小
a1＝ m/s2＝4m/s2
a2＝ m/s2＝－4m/s2
设斜面倾角为θ，斜面对物块的摩擦力为Ff，根据牛顿第二定律，0～0.5s内
F－Ff－mgsinθ＝ma1
0.5～1s内
－Ff－mgsinθ＝ma2
联立解得：
F＝8N
16.如图所示，在竖直平面内固定的圆形绝缘轨道的圆心在O点，半径为r，内壁光滑，A、B两点分别是圆弧的最低点和最高点．该区间存在方向水平向右的匀强电场，一质量为m、带负电的小球在轨道内侧做完整的圆周运动（电荷量不变），经C点时速度最大，O、C连线与竖直方向夹角θ=60°，重力加速度为g.
(1)求小球所受到的电场力大小；
(2)小球在A点速度多大时，小球经B点时对轨道的压力最小？
【答案】（1） （2）
【解析】
【分析】
(1)抓住带电小球运动至C点的速度最大这一突破口，根据竖直平面内圆周运动的最大速度出现在物理“最低点”，即合外力沿半径指向圆心，而电场力和重力的合力则背离圆心的方向．作出受力示意图，求解电场力的大小．(2)D点竖直平面内圆周运动的物理“最高点”，恰好能完整的做圆周运动，在“最高点”有最小速度，在“最高点”对轨道压力为0，由牛顿第二定律求解.
【详解】(1)已知带电小球在光滑的竖直圆轨道内做完整的圆周运动，经C点时速度最大，因此，C点是竖直平面内圆周运动的物理“最低点”，也就是小球在C点电场力和重力的合力则背离圆心的方向，如图:
则有
因此电场力为：
(2)D点竖直平面内圆周运动的物理“最高点”，恰好能完整的做圆周运动，在“最高点”有最小速度，即:
解得:
由A点运动到D点的过程,由动能定理：
解得：
【点睛】本题抓住小球经D点时速度最小，相当于竖直平面的最高点，根据指向圆心的合力提供圆周运动向心力为解题关键.
17.如图所示，在y轴右侧平面内存在方向向里的匀强磁场，磁感应强度大小B=0.5T，坐标原点O有一放射源，可以向y轴右侧平面沿各个方向放射比荷为 Kg/C的正离子，这些离子速率分别在从0到最大值vm=2×106 m/s的范围内，不计离子之间的相互作用
（1）求离子打到y轴上的范围；
（2）若在某时刻沿 方向放射各种速率的离子，求经过 时这些离子所在位置构成的曲线方程；
（3）若从某时刻开始向y轴右侧各个方向放射各种速率的离子，求经过 s时已进入磁场的离子可能出现的区域面积；
【答案】（1）范围为0到2m（2） （3）
【解析】
试题分析：离子进入磁场中由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，由牛顿第二定律求出最大的半径，由几何知识分析得到，离子打到y轴上离O点最远距离等于直径；求出离子运动的周期，根据时间与周期的关系，确定出这些离子轨迹所对应的圆心角，运用参数方程求解这些离子所在位置构成的曲线方程；根据几何知识作出离子可能到达的位置，求出面积．
（1）离子进入磁场中做圆周运动的最大半径为R
由牛顿第二定律得：
解得：
由几何关系知，离子打到 轴上的范围为0到2m
（2）离子在磁场中运动的周期为T，
则
t时刻时，这些离子轨迹所对应的圆心角为θ
则
这些离子构成的曲线如图1所示，并令某一离子在此时刻的坐标为（ ， ）
（3）将第（2）问中图2中的OA段从沿 轴方向顺时针方向旋转，在 轴上找一点C，以R为半径作圆弧，相交于B，则两圆弧及 轴所围成的面积即为在 向 轴右侧各个方向不断放射各种速度的离子在 时已进入磁场的离子所在区域．
由几何关系可求得此面积为：
则：
【点睛】本题考查运用数学知识分析和解决物理问题的能力，采用参数方程的方法求解轨迹方程，根据几何知识确定出离子可能出现的区域，难度较大．
河南省实验中学2020届高三物理12月月考试卷（附解析Word版）
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