厦门外国语学校2018届高三
第一学期第三次质量检测物理试卷（2018.1.3）
一、选择题：（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
1、如图所示，涉及物理学史上的四个重大发现，其中说法正确的是（ ）
A. 库仑利用图甲实验测出了引力常量
B. 奥斯特利用图乙实验，发现了电流周围存在磁场
C. 牛顿根据图丙理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因
D. 楞次利用图丁实验，总结出了楞次定律
2、如图所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器-电流天平，某同学在实验室里，用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度，若他测得CD段导线长度4×10-2m，天平（等臂）平衡时钩码重力4×10-5N，通过导线的电流I=0.5A由此，测得通电螺线管中的磁感应强度B为A. 2.0×10-3T 方向水平向右 B. 5.0×10-3T 方向水平向右
C. 2.0×10-3T 方向水平向左 D. 5.0×10-3T 方向水平向左
3、两矩形线圈分别在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t的变化关系分别如图中甲、乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 两交变电流的频率之比f甲：f乙=1：2
B. 两交变电流的电动势有效值之比E甲：E乙=3：1
C. t=1s时，两线圈中的磁通量的变化率均为零
D. t=1s时，两线圈均处在与中性面垂直的位置上
4、如图所示，线圈匝数为n，横截面积为S，线圈电阻为r，处于一个均匀增强的磁场中，磁感应强度随时间的变化率为k，磁场方向水平向右且与线圈平面垂直，电容器的电容为C，两个电阻的阻值分别为r和2r．由此可知，下列说法正确的是（ ）
A. 电容器所带电荷量为
B. 电容器所带电荷量为
C. 电容器下极板带正电
D. 电容器上极板带正电
5、如图所示，矩形区域MPQN长MN=d，宽MP=d，一质量为m（不计重力）、电荷量为q的带正电粒子从M点以初速度v0水平向右射出，若区域内只存在竖直向下的电场或只存在垂直纸面向外的匀强磁场，粒子均能击中Q点，则电场强度E的大小与磁感应强度B的大小的比值为（ ）
A. B. C. D.
6、理想变压器原线圈两端输入的交变电压如图甲所示，变压器原、副线圈的匝数比为11：2，如图乙所示，定值电阻R0=10Ω，滑动变阻器R的阻值变化范围为0～20Ω，下列说法中正确的是（ ）
A. 变压器输出电压的频率为100Hz
B. 电压表的示数为56.5V
C. 当滑动的变阻器阻值减小时，变压器输入功率变大
D. 当滑动变阻器阻值调为零时，变压器的输出功率为16W
7、如图所示，长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导电极，两极板间距为d，极板面积为S，两个电极与可变电阻R相连，在垂直前后侧面的方向上，有一匀强磁场，磁感应强度大小为B．发电导管内有电阻率为ρ的高温电离气体，气体以速度v向右流动，由于运动的电离气体，受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势不计气体流动的阻力（ ）
A. 通过电阻R的电流方向为b→a
B. 若只增大极板间距d，发电导管的内电阻一定减小
C. 若只增大气体速度v，发电导管产生的电动势一定增大
D. 若只增大电阻R的阻值，则电阻R消耗的电功率一定增大
8、如图所示，水平固定一截面为正方形绝缘方管的长度为L，空间存在场强为E、方向水平向右的匀强电场和磁感应强度为B．方向竖直向下的匀强磁场，将质量为m、带电量为+q的小球从左侧管口无初速度释放，已知小球与管道各接触面间动摩擦因数均为μ，小球运动到右侧管口处时速度为v，该过程（ ）
A. 洛伦兹力对小球做功为qvBL
B. 电场力对小球做功为qEL
C. 系统因摩擦而产生的热量为μmgL
D. 系统因摩擦而产生的热量为qEL-mv2
9、在如图所示的两平行虚线之间存在着垂直纸面向里、宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场，正方形线框abcd的边长L（L＜d）、质量为m、电阻为R，将线框从距离磁场的上边界为h高处由静止释放后，线框的ab边刚进入磁场时的速度为v0，ab边刚离开磁场时的速度也为v0，在线框开始进入到ab边刚离开磁场的过程中（ ）
A. 感应电流所做的功为mgd
B. 感应电流所做的功为2mgd
C. 线框的最小动能为mg（h-d+L）
D. 线框的最小动能为
10、如图1所示，在竖直方向分布均匀的磁场中水平放置一个金属圆环，圆环所围面积为0.1m2，圆环电阻为0.2Ω．在第1s内感应电流I沿顺时针方向．磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示（其中在4～5s的时间段呈直线）．则（ ）
A. 在0～5s时间段，感应电流先减小再增大
B. 在0～2s时间段感应电流沿顺时针，在2～5s时间段感应电流沿逆时针
C. 在0～5s时间段，线圈最大发热功率为5.0×10-4W
D. 在0～2s时间段，通过圆环横截面的电量为5.0×10-1C
11、如图所示，在xoy平面的第Ⅰ象限内存在垂直xoy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，两个相同的带电粒子以相同的速度v0先后从y轴上坐标（0，3L）的A点和B点（坐标未知）垂直于y轴射入磁场，在x轴上坐标（L，0）的C点相遇，不计粒子重力及其相互作用．根据题设条件可以确定（ ）
A. 带电粒子在磁场中运动的半径
B. B点的位置坐标
C. 两个带电粒子在磁场中运动的时间
D. 带电粒子的质量
12、在绝缘的水平桌面上有MN、PQ两根平行的光滑金属导轨，导轨间的距离为l．金属棒ab和cd垂直放在导轨上，两棒正中间用一根长l的绝缘细线相连，棒ab右侧有一直角三角形匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，三角形的两条直角边长均为l，整个装置的俯视图如图所示，从图示位置在棒ab上加水平拉力，使金属棒ab和cd向右匀速穿过磁场区，则金属棒ab中感应电流i和绝缘细线上的张力大小F随时间t变化的图象可能正确的是（规定金属棒ab中电流方向由a到b为正）（ ）
二、 实验题：（本题共2小题，共12分。请把答案填在答题卡的相应位置上）
13.用DIS测量干电池的电动势和内电阻的实验电路如图甲所示，已知干电池允许的最大供电电流为0.5 A.
(1)实验时应选用下列哪种滑动变阻器________．
A．1 000 Ω，0.1 A B．50 Ω，2.0 A
C．10 Ω，2.0 A D．50 Ω，0.1 A
(2)根据实验得到的图象如图乙所示，可求得干电池的内阻为r＝________ Ω.
14.使用多用电表测量电阻时，多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联，两个表笔分别位于此串联电路的两端．现需要测量多用电表内电池的电动势，给定的器材有：
待测多用电表，
量程为60 mA的电流表，
电阻箱，
导线若干．
实验时，将多用电表调至×1 Ω挡，调好零点；电阻箱置于适当数值．仪器连线如图所示(a和b是多用电表的两个表笔)；完成下列填空：
(1) 若适当调节电阻箱后，上图
中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图 (a)、(b)、(c)所示，则多用电表的读数为________ Ω，电流表的读数为______mA；
(2)将上图中多用电表的两表笔短接，此时流过多用电表的电流为________mA(保留三位有效数字)．
(3)计算得到多用电表内电池的电动势为________V(保留三位有效数字)．
三、计算题：（本题共4小题，共40分。解答应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得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
15、(8分)如图所示，两虚线之间的空间内存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E、方向与水平线成60°；磁场的方向垂直纸面向里，有一个带正电小球从电磁复合场上方高度为h处自由落下，并沿直线通过复合电磁场，重力加速度为g．求：
（1）带电小球刚进入复合场时速度多大；
（2）磁场的磁感应强度及带电小球的比荷．
16、(8分)轻质绝缘细线吊着一质量为m=0.05kg，边长为L=1m的正方形线框，线框电阻为r=1Ω，线框的下半部分空间中有方向垂直纸面向里的匀强磁场（如图甲所示），磁感应强度大小随时间的变化如图乙所示，从t=0开始经过时间t0，细线开始松弛，g=10m/s2．求：
（1）细线松弛前，线框中的感应电流大小与方向；
（2）t0的值．
17、(10分)如图所示，两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为L，导轨上面横放着两根导体棒ab和cd，构成矩形回路，两根导体棒的质量皆为m，电阻
皆为R，回路中其余部分的电阻可不计．在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B．设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行，开始时，棒cd静止，棒ab有指向棒cd的初速度v0，若两导体棒在运动中始终不接触，求：
（1）棒ab刚开始运动时，棒cd的加速度多大；
（2）当ab棒的速度变为初速度的时，cd棒的速度是多大 (两金属棒所受的安培力可视为两金属棒间的相互作用力) ；
（3）在（2）问的情况下，cd棒的加速度大小和方向。
18、(14分)如图甲所示，在坐标系xOy平面内，y轴的左侧，有一个速度选择器，其中的电场强度为E，磁感应强度为B0，粒子源不断地释放出沿x轴正方向运动，质量均为m、电量均为+q、速度大小不同的粒子，在y轴的右侧有一匀强磁场、磁感应强度大小恒为B，方向垂直于xOy平面，且随时间做周期性变化（不计其产生的电场对粒子的影响），规定垂直xOy平面向里的磁场方向为正，如图乙所示，在离y轴足够远的地方有一个与y轴平行的荧光屏，假设带电粒子在y轴右侧运动的时间达到磁场的一个变化周期之后，失去电量变成中性粒子（粒子的重力可以忽略不计）．
（1）从O点射入周期性变化磁场的粒子速度多大；
（2）如果磁场的变化周期恒定为T＝，要使不同时刻从原点O进入变化磁场的粒子运动时间等于磁场的一个变化周期，则荧光屏离开y轴的距离至少多大；
（3）如果磁场的变化周期T可以改变，试求从t=0时刻经过原点O的粒子打在荧光屏上的位置离x轴的距离与磁场变化周期T的关系．
2018届上学期第三次质检考试参考答案（2018.1.3）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
B
A
C
D
B
C
C
B
D
A
C
B
C
A
B
C
A
C
13 (1)C（2分） (2)2.0（3分）
14 (1)14.0 53.0 （2分） (2)102 （2分）(3)1.54（3分）
15(8分)解：（1）小球自由下落高度h的过程中机械能守恒，有
解得：
(2)小球在电场、磁场、重力场中所受的力如图所示，水平方向，根据力的平衡条件，有：
qv1B=qE•cos 60° 得：
竖直方向，根据力的平衡条件，有：
qE•sin 60°=mg
得：
16(8分)解：（1）由图乙得：
由法拉第电磁感应定律得：=
由楞次定律得，线框的感应电流方向为逆时针方向
（2）分析线圈受力可知，当细线松弛时有：
由图象知： 解得：
17(10分)解：（1）感应电动势：
由牛顿第二定律：解得：
（2）设ab棒的速度变为时，cd棒的速度为v'，
则由动量守恒可知解得
(3)此时回路中的电动势为
此时回路中的电流为 此时cd棒所受的安培力为
由牛顿第二定律可得，cd棒的加速度方向是水平向右．
18(14分)解：（1）洛伦兹力与电场力平衡，有：qvB0=qE 所以：
（2）粒子进入磁场后洛伦兹力提供向心力，则：
粒子运动的周期为：=由于磁场的变化周期恒定为T=
所以粒子在磁场中运动半个周期后偏转的角度为90°，任一时刻进入磁场的粒子在磁场中运动的轨迹如图甲，
要使不同时刻从原点O进入变化磁场的粒子运动时间等于磁场的一个变化周期，荧光屏离开y轴的距离至少为：
x=2rsinα+2rsin（90°-α）=2r（sinα+cosα）=
所以当α=45°时，x最大，最大值为：
（3）由于两次磁场的大小相等方向相反，由运动的对称性可知其运动的轨迹如图乙，经过一个磁场的变化周期后速度的方向与x轴再次平行，切距离x轴的距离为：
y=2r（1-cosα）
式中的α是粒子在变化的半个周期内偏转的角度，它与周期T的关系为：
=所以：
则在经过一个周期后粒子到x轴的距离：y=
由于只在y轴的右侧有磁场，所以带电粒子在磁场中转过的角度不超过150°，如图丙所示，即磁场的周期变化有一个最大值：
所以正确：T＜Tm=
所以粒子到x轴的距离：y=（T＜）
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