辽宁师大附中2020届高三上学期期中考试物理（Word版带答案）.doc

辽宁师大附中 高三物理 第 1 页 共 9 页 辽宁师大附中 2020 届高三年级第二次考试 物理试题 考试时间： 90 分钟 第Ⅰ卷 选择题（共 48 分） 一、选择题(本题包括 12 个小题，每小题 4 分，共 48 分。1—8 小题为单选，9—12 小题 为多选，全部选对的得 4 分，选不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分。) 1．如图，abc 是竖直面内的光滑固定轨道，ab 水平，长度为 2R; bc 是半径为 R 的四分之 一圆弧，与 ab 相切于 b 点．一质量为 m 的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的 作用，自 a 点处从静止开始向右运动．重力加速度大小为 g.小球从 a 点开始运动到其轨 迹最高点，机械能的增量为(　　) A. 2mgR B. 4mgR C. 5mgR D. 6mgR 2.在一斜面顶端，将甲、乙两个小球分别以 v 和 v/3 的速度沿同一方向水平抛出，两球都 落在该斜面上．甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的(　　) A. 2 倍 B. 3 倍 C. 4 倍 D. 6 倍 3.如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静 电计金属外壳和电容器下极板都接地．在两极板间有一个固定在 P 点的点电荷，以 E 表示两板间的电场强度，Ep 表示点电荷在 P 点 的电势能，θ 表示静电计指针的偏角．若保持下极板不动，将上 极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则(　　) A．θ 增大，E 增大 B．θ 增大，Ep 不变 C．θ 减小，Ep 不变 D．θ 减小，E 增大 4.阻值相等的四个电阻、电容器 C 及电池 E(内阻可忽略)连接成如图所示电路．开关 S 断 开且电流稳定时，C 所带的电荷量为 Q1；闭合开关 S，电流再次稳定后，C 所带的电荷 量为 Q2. Q1 与 Q2 的比值为(　　)辽宁师大附中 高三物理 第 2 页 共 9 页 A. 3 5　　 B. 1 2　　　 C. 2 5　　 D. 2 3 5.平面 OM 和平面 ON 之间的夹角为 30°，其横截面(纸面)如 图所示，平面 OM 上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为 B， 方向垂直于纸面向外．一带电粒子的质量为 m，电荷量为 q(q>0)．粒子沿纸面以大小为 v 的速度从 OM 的某点向左上 方射入磁场，速度与 OM 成 30°角．已知该粒子在磁场中的运动轨迹与 ON 只有一个交点， 并从 OM 上另一点射出磁场．不计重力．粒子离开磁场的出射点到两平面交线 O 的距离 为(　　) A. mv 2qB　　 B. 3mv qB 　　 C. 2mv qB 　　 D. 4mv qB 6．如图所示，a、b 两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为 10 匝，边长 la＝ 3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线 圈之间的相互影响，则(　　) A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流 B．a、b 线圈中感应电动势之比为 3∶1 C．a、b 线圈中感应电流之比为 3∶1 D．a、b 线圈中电功率之比为 3∶1 7．如图，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的极板水平；两 微粒 a、b 所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器 的上、下极板附近，与极板距离相等．现同时释放 a、b，它们由静止开 始运动．在随后的某时刻 t，a、b 经过电容器两极板间上半区域的同一水平面．a、b 间的 相互作用和重力可忽略．下列说法正确的是(　　) A. a 的质量比 b 的大 B. 在 t 时刻，a 的动能比 b 的大 C. 在 t 时刻，a 和 b 的电势能相等 D. 在 t 时刻，a 和 b 的动量相等 8．如图所示，足够长的传送带以恒定速率顺时针运行，将一个物体轻轻放在传送带底端，辽宁师大附中 高三物理 第 3 页 共 9 页 第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运 动到达传送带顶端．下列说法正确的是(　　) A．第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功 B．第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加 C．第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加 D．物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程物体与传送带间的摩擦生热 9.如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源 连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接 成回路．将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针 处于静止状态．下列说法正确的是(　　) A. 开关闭合后的瞬间，小磁针的 N 极朝垂直纸面向里的方向转动 B. 开关闭合并保持一段时间后，小磁针的 N 极指向垂直纸面向里的方向 C. 开关闭合并保持一段时间后，小磁针的 N 极指向垂直纸面向外的方向 D. 开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的 N 极朝垂直纸面向外的方向 转动 10.如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线 L1、L2，L1 中的电 流方向向左，L2 中的电流方向向上；L1 的正上方有 a、b 两点，它们 相对于 L2 对称．整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度 大小为 B0，方向垂直于纸面向外．已知 a、b 两点的磁感应强度大小分别为1 3B0 和 1 2B0， 方向也垂直于纸面向外．则(　　) A. 流经 L1 的电流在 b 点产生的磁感应强度大小为 7 12B0 B. 流经 L1 的电流在 a 点产生的磁感应强度大小为 1 12B0 C. 流经 L2 的电流在 b 点产生的磁感应强度大小为 7 12B0 D. 流经 L2 的电流在 a 点产生的磁感应强度大小为 1 12B0 11.一匀强电场的方向平行于 xOy 平面，平面内 a、b、c 三点的位置如图所示，三点的电辽宁师大附中 高三物理 第 4 页 共 9 页 势分别为 10 V、17 V、26 V．下列说法正确的是(　　) A．坐标原点处的电势为 1 V B．电子在 a 点的电势能比在 b 点的低 7 eV C．电场强度沿 cO 方向 D．电子从 b 点运动到 c 点，电场力做功为 9 eV 12.如图所示的电路中，电源的电动势 E 和内阻 r 一定，A、B 为平行 板电容器的两块正对金属板，R1 为光敏电阻，电阻随光强的增大而 减小．当 R2 的滑动触头 P 在 a 端时，闭合开关 S，此时电流表 A 和 电压表 V 的示数分别为 I 和 U.以下说法正确的是(　　) A．若仅将 R2 的滑动触头 P 向 b 端移动，则 I 不变，U 不变 B．若仅增大 A、B 板间距离，则电容器所带电荷量不变 C．若仅用更强的光照射 R1，则 I 增大，U 减小，电容器所带电荷量减小 D．若仅用更强的光照射 R1，则 U 变化量的绝对值与 I 变化量的绝对值的比值不变 第 Ⅱ 卷 非选择题（共 52 分） 二、填空题（本题包括 1 小题，共 14 分） 13．图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图．图中 E 是电池；R1、R2、R3、R4 和 R5 是固定电阻，R6 是可变电阻；表头 G 的满偏电流为 250 μA，内阻为 480 Ω.虚线方 框内为换挡开关，A 端和 B 端分别与两表笔相连．该多用电表有 5 个挡位，5 个挡位为： 直流电压 1 V 挡和 5 V 挡，直流电流 1 mA 挡和 2.5 mA 挡，欧姆×100 Ω 挡． (1)图(a)中的 B 端与________(填“红”或“黑”)色表笔相连接． (2)关于 R6 的使用，下列说法正确的是________(填正确答案标号)． A．在使用多用电表之前，调整 R6 使电表指针指在表盘左端电流“0”位置 B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整 R6 使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置 C．使用电流挡时，调整 R6 使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置辽宁师大附中 高三物理 第 5 页 共 9 页 (3)根据题给条件可得 R1＋R2＝______________Ω，R4＝____________Ω. (4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示．若此时 B 端是与“1”相连的，则多用 电表读数为______；若此时 B 端是与“3”相连的，则读数为________；若此时 B 端是与 “5”相连的，则读数为__________． 三、计算题（本题包括 2 小题，共 38 分） 14.（20 分） 如图，在竖直平面内，一半径为 R 的光滑圆弧轨道 ABC 和水平轨道 PA 在 A 点相切，BC 为圆弧轨道的直径，O 为圆心，OA 和 OB 之间的夹角为α，sin α＝3 5.一 质量为 m 的小球沿水平轨道向右运动，经 A 点沿圆弧轨道通过 C 点，落至水平轨道；在 整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用．已知小 球在 C 点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零．重力加速度大 小为 g.求 (1)水平恒力的大小和小球到达 C 点时速度的大小； (2)小球到达 A 点时动量的大小； (3)小球从 C 点落至水平轨道所用的时间． 15.（18 分） 如图，在 y＞0 的区域存在方向沿 y 轴负方向的匀强电场，场强大小为 E； 在 y＜0 的区域存在方向垂直于 xOy 平面向外的匀强磁场．一个氕核 11H 和一个氘核 21H 先后从 y 轴上 y＝h 点以相同的动能射出，速度方向沿 x 轴正方向．已知 11H 进入磁场时， 速度方向与 x 轴正方向的夹角为 60°，并从坐标原点 O 处第一次射出磁场.11H 的质量为 m， 电荷量为 q.不计重力．求辽宁师大附中 高三物理 第 6 页 共 9 页 (1)11H 第一次进入磁场的位置到原点 O 的距离； (2)磁场的磁感应强度大小； (3)21H 第一次离开磁场的位置到原点 O 的距离． 辽宁师大附中 2020 届高三年级第二次考试 物理答案 一、选择题 1.C 2.B 3.C 4.A 5.D 6.C 7.A 8. C 9.AD 10.AD 11.AD 12.ACD 二、填空题（共 14 分） 13. (1)红　(2)B　(3)160　880 (4)1.47 mA　1100 Ω　2.95 V 三、计算题（38 分） 14. 解析：(1)设水平恒力的大小为F0，小球到达 C 点时所受合力的大小为 F.由力的 合成法则有 F0 mg＝tan α① F2＝(mg)2＋F20② 设小球到达 C 点时的速度大小为 v，由牛顿第二定律得 F＝m v2 R ③ 由①②③式和题给数据得辽宁师大附中 高三物理 第 7 页 共 9 页 F0＝ 3 4mg④ v＝ 5gR 2 .⑤ (2)设小球到达 A 点的速度大小为 v1，作 CD⊥PA，交 PA 于 D 点，由几何关系得 DA＝Rsin α⑥ CD＝R(1＋cos α)⑦ 由动能定理有 －mg·CD－F0·DA＝ 1 2mv2－ 1 2mv21⑧ 由④⑤⑥⑦⑧式和题给数据得，小球在 A 点的动量大小为 p＝mv1＝ m 23gR 2 .⑨ (3)小球离开 C 点后在竖直方向上做初速度不为零的匀加速运动，加速度大小为 g.设 小球在竖直方向的初速度为 v⊥，从 C 点落至水平轨道上所用时间为 t.由运动学公式有 v⊥t＋ 1 2gt2＝CD⑩ v⊥＝vsin α⑪ 由⑤⑦⑩⑪式和题给数据得 t＝ 3 5 5R g .⑫ 15.解析：(1)11H 在电场中做类平抛运动，在磁场中做圆周运动，运动轨迹如图所 示．设 11H 在电场中的加速度大小为 a1，初速度大小为 v1，它在电场中的运动时间为 t1， 第一次进入磁场的位置到原点 O 的距离为 s1.由运动学公式有辽宁师大附中 高三物理 第 8 页 共 9 页 s1＝v1t1① h＝ 1 2a1t21② 由题给条件，11H 进入磁场时速度的方向与 x 轴正方向夹角 θ1＝60°.11H 进入磁场时 速度的 y 分量的大小为 a1t1＝v1tan θ1③ 联立以上各式得 s1＝ 2 3 3 h.④ (2)11H 在电场中运动时，由牛顿第二定律有 qE＝ma1⑤ 设 11H 进入磁场时速度的大小为 v′1，由速度合成法则有 v′1＝ v＋（a1t1）2⑥ 设磁感应强度大小为 B，11H 在磁场中运动的圆轨道半径为 R1，由洛伦兹力公式和牛 顿第二定律有 qv′1B＝ mv′ R1 ⑦ 由几何关系得 s1＝2R1sin θ1⑧ 联立以上各式得 B＝ 6mE qh .⑨ (3)设 21H 在电场中沿 x 轴正方向射出的速度大小为 v2，在电场中的加速度大小为 a2， 由题给条件得辽宁师大附中 高三物理 第 9 页 共 9 页 1 2(2m)v22＝ 1 2mv21⑩ 由牛顿第二定律得 qE＝2ma2⑪ 设 21H 第一次射入磁场时的速度大小为 v′2，速度的方向与 x 轴正方向夹角为 θ2， 入射点到原点的距离为 s2，在电场中运动的时间为 t2.由运动学公式有 s2＝v2t2⑫ h＝ 1 2a2t22⑬ v′2＝ v＋（a2t2）2⑭ sin θ2＝ a2t2 v′2⑮ 联立以上各式得 s2＝s1，θ2＝θ1，v′2＝ 2 2 v′1⑯ 设 21H 在磁场中做圆周运动的半径为 R2，由⑦⑯式及粒子在匀强磁场中做圆周运动的 半径公式得 R2＝ （2m）v′2 qB ＝ 2R1⑰ 所以出射点在原点左侧．设 21H 进入磁场的入射点到第一次离开磁场的出射点的距离 为 s′2，由几何关系有 s′2＝2R2sin θ2⑱ 联立④⑧⑯⑰⑱式得，21H 第一次离开磁场时的位置到原点 O 的距离为 s′2－s2＝ 2 3 3 ( 2－1)h.⑲