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山东师大附中高三第四次模拟考试（2018-12-24）
物理试题（满分110分）
第Ⅰ卷（选择题 共48分）
本卷共12小题，每小题4分，共48分。1-8单项选择题，9-12多项选择题，漏选得2分，错选0分。
1.一个质点沿x轴由静止开始做匀加速直线运动，其位移时间图像如图所示，则下列说法正确的是( )
A．该质点的加速度大小为2 m/s2
B．该质点在t＝1 s时的速度大小为2 m/s
C．该质点在t＝1到t＝2 s时间内的平均速度大小为6 m/s
D．该质点运动4m需要的时间为1.5s
2.如图所示，在水平光滑桌面上放有m1和m2两个小物块，它们中间有细线连接。已知m1＝3 kg，m2＝2 kg，连接它们的细线最大能承受6 N的拉力。现用水平外力F向左拉m1，为保持细线不断，则F的最大值为( )
A．8 N B．10 N C．12 N D．15 N
3.质量为m的人造卫星在地面上未发射时的重力为G0，它在离地面的距离等于地球半径R的圆形轨道上运行时的动能为( )
A． B． C． D．
4.如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3均为定值电阻，电压表与电流表均为理想电表；开始时开关S闭合，电压表、电流表均有读数，某时刻发现电压表和电流表读数均变大，则电路中可能出现的故障是( )
A．R1断路 B．R2断路
C．R1短路 D．R3短路
5.如图所示，一带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中刚好做匀速圆周运动，其轨道半径为R，已知该电场的电场强度为E，方向竖直向下；该磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，不计空气阻力，设重力加速度为g，则( )
A．液滴带正电 B．液滴沿顺时针方向运动
C．液滴比荷＝ D．液滴运动速度大小v＝
6. 用如图所示电路测量电源的电动势和内阻，数据处理时以为纵坐标，为横坐标得到直线的斜率为K，纵轴截距为b，则
A．， B．，
C．， D．，
7. 如图所示，两根垂直纸面平行放置的直导线M和N，通有大小相等方向相反的电流I，在纸面上有一点P，P与M、N构成等边三角形，此时P点磁感应强度为B。若导线M中的电流反向（大小不变），则P点的磁感应强度
A．大小为B，方向竖直向上
B．大小为B，方向竖直向下
C．大小为B，方向水平向右
D．大小为B，方向水平向左
8.如图所示，长为L的均匀链条放在光滑水平桌面上，且使长度的垂在桌边，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为( )
A． B．
C． D．4
9. a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点。电场线与矩形所在平面平行。ab边长1m，ad边长4m，a、b、d三点的电势分布如图所示，下列说法正确的是( )
A．电场强度的大小为 V/m
B．c点处的电势为12 V
C．电子在a点的电势能比在c点的高12 eV
D．电子从d点运动到c点，电场力做功为4 eV
10. 如图所示，＋Q和－Q是两个等量异种点电荷，以点电荷＋Q为圆心作圆，A、B为圆上两点，O点为两电荷连线的中点，C点与B点关于O点对称，下列说法正确的是( )
A．A点和B点的电场强度大小相等，方向不同
B．B点和C点的电场强度大小相等，方向相同
C．把电子从A点移动到B点，电场力对其做负功
D．质子在A点的电势能小于在B点的电势能
11. 如图是一个回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。现分别加速氘核(12H)和氦核(24He)，下列说法中正确的是( )
A．它们的最大速度相同
B．它们的最大动能相同
C．两次所接高频电源的频率相同
D．仅增大高频电源的电压可增大粒子的最大动能
12.如图所示，以直角三角形AOC 为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B，∠A=60°，AO= a。在O 点放置一个粒子源，可以向各个方向发射某种带负电粒子，粒子的比荷为，发射速度大小都为v0，且满足，发射方向由图中的角度θ表示。对于粒子进入磁场后的运动（不计重力作用），下列说法正确的是
v0
θ
C
O
A
A.粒子在磁场中运动最短时间为
B．粒子在磁场中运动最长时间为
C．在AC 边界上只有区域有粒子射出
D．在三角形AOC边界上，有粒子射出的边界线总长为2a
第Ⅱ卷（非选择题 共62分）
二．实验题（共15分）
13．（5分）（1）读出下列仪器的读数
_________mm __________A(3A量程) _________________cm
(2)如图所示为多用电表的刻度盘．若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，表针指示如图所示，则：
所测电阻的阻值为________ Ω；如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104 Ω的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是________(选填“×10”、“×100”或“×1 k”)．
14．（10分）某同学通过实验描绘一个标有“3 V,0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线，现有电源(电动势6 V，内阻不计)、开关和导线若干，其他可供选用的器材如下：
A. 电流表A0(0～500 μA，内阻r=1 000 Ω)
B．电流表A1(0～250 mA，内阻约为5 Ω)
C．电流表A2(0～0.6 A，内阻约为0.2 Ω)
D．滑动变阻器(0～10 Ω，额定电流1.0 A)
E．滑动变阻器(0～50 Ω，额定电流0.2 A)
F. 定值电阻R=5000Ω
(1)为了测定小灯泡上的电压，可以将电流表A0串联定值电阻R,将其改装成一个量程为__________V的电压表。
(2)为减小测量误差并便于操作，实验中电流表应选用________，滑动变阻器应选用________。(选填器材前的字母)
(3)如图是实验器材的实物图，图中已连接了部分导线，请补充完成图中实物间的连线。
(4) 若电流表A0的示数为I0，电流表A的示数为I，则灯泡电阻的表达式为Rx=__________。(用题中给的字母表示)
三．计算题（共4小题，47分）
15．（6分）如图所示，一根长度为L、质量为m的导体棒放在水平导轨上，导体棒与导轨垂直，导体棒中通以大小为I的电流。匀强磁场的磁感应强度为B，B的方向垂直于导体棒与竖直方向成θ角，导体棒刚好保持静止。求导体棒与导轨间的摩擦因数。（已知重力加速度为）
16．（10分）如图所示，两平行金属板E、F之间电压为U，两足够长的平行边界MN、PQ区域内，有垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为＋q的粒子(不计重力)，由E板中央处静止释放，经F板上的小孔射出后，垂直进入磁场，且进入磁场时与边界MN成60°角，磁场MN和PQ边界距离为d。求：
(1)粒子离开电场时的速度；
(2)若粒子最终从磁场边界MN离开磁场，求磁感应强度的范围。
17．（10分）如图所示，小车的质量M＝2.0 kg，带有光滑的圆弧轨道AB和粗糙的水平轨道BC，且两轨道相切于B点。一小物块(可视为质点)质量为m＝0.5 kg，与轨道BC间的动摩擦因数μ＝0.10，BC部分的长度L＝0.80 m，重力加速度g取10 m/s2。
(1)若小车固定在水平面上，将小物块从AB轨道的D点静止释放，小物块恰好可运动到C点。试求D点与BC轨道的高度差；
(2)若将小车置于光滑水平面上，小物块仍从AB轨道的D点静止释放，试求小物块滑到B点时的速度大小。
18.（21分）如图所示，在xoy平面内第Ⅱ象限有沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为N/C。y轴右侧有一个边界为圆形的匀强磁场区域，圆心O′位于x轴上，半径为r=0.02m，磁场最左边与y轴相切于O点，磁场方向垂直纸面向里。第Ⅰ象限内与x轴相距为m处，有一平行于x轴长为=0.04m的屏PQ，其左端P离y轴的距离为0.04m。一比荷为C/kg带正电的粒子，从电场中的M点以初速度m/s垂直于电场方向向右射出，粒子恰能通过y轴上的N点。已知M点到y轴的距离为s=0.01m，N点到O点的距离为 m，不计粒子的重力。求：
（1）粒子通过N点时的速度大小与方向；
（2）要使粒子打在屏上，则圆形磁场区域内磁感应强度应满足的条件；
（3）若磁场的磁感应强度为T，且圆形磁场区域可上下移动，则粒子在磁场中运动的最长时间。
山东师大附中高三第四次模拟考试（2018-12-24）
物理试题答案
第Ⅰ卷 1-5 C D C B B 6-8 A B C 9.AD 10.BC 11.AC 12.BD
第Ⅱ卷 13.（1）2.150mm 2.20A 5.090cm
（2） ×1 k
14.(1)3V (2)B D (3)如图
(4)
15.解析：
（1） （2） 所以
16.解析：(1)设粒子离开电场时的速度为，由动能定理有：
q解得：。
(2)由洛伦兹力提供向心力有
最终粒子从边界MN离开磁场，需满足条件：刚好轨迹于PQ相切，如图所示， ，解得：
磁感应强度的最小值为，磁感应强度的范围是。
17.解析：(1)设D点与BC轨道的高度差为h，根据动能定理有，解得： m。
(2)设小物块滑到B点时的速度为，小车的速度为，
对系统，水平方向动量守恒有：；
根据功能关系有：；由以上各式，解得：＝m/s。
答案：(1) m (2) m/s
18.解析：（1）设粒子通过N点时的速度为v，速度与竖直方向的夹角为θ，粒子进入电场后做类平抛运动有：
又由牛顿第二定律有：
代入数据解得 m/s
（2）由分析知粒子通过N点后将沿半径方向进入圆形磁场区域。
粒子垂直进入磁场做匀速圆周运动有：
粒子刚好打在P点时，磁感应强度最强设为，此时粒子的轨迹半径为
由几何关系有：
代入数据解得
粒子刚好打在Q点时，磁感应强度最弱设为，此时粒子的轨迹半径为
由几何关系有：
代入数据解得
综合得粒子要打在屏上磁感应强度满足：
（3）粒子的轨迹半径为 m
设粒子在磁场中做圆周运动的圆心角为α，弦长为，由几何关系有：
要使粒子在磁场中运动的时间最长，则 解得
设粒子在磁场中运动的周期为T有：s
粒子在磁场中运动的最长时间为： s
答案：（1） m/s （2）（3）
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