高中2020級第三學(xué)期末教學(xué)質(zhì)量測試物理一、必考選擇題1.一平行電容器兩極板之間充滿云母介質(zhì)，接在恒壓直流電源上，若將云母介質(zhì)移出，則電容器（）A.極板上的電荷量變大，極板間的電場強(qiáng)度變大B.極板上的電荷量變小，極板間的電場強(qiáng)度變大C.極板上的電荷量變大，極板間的電場強(qiáng)度不變D.極板上的電荷量變小，極板間的電場強(qiáng)度不變【答案】D【解析】電容器接在恒壓直流電源上，則電容器兩端的電勢差不變，將云母介質(zhì)移出后，介電常數(shù)減小，根據(jù)電容的決定式知，介電常數(shù)減小，電容減小，由于電壓不變，又根據(jù)可知，電荷量減小，由于電容器的電壓不變，板間的距離不變，再根據(jù)公式可知，極板間的電場強(qiáng)度不變，ABC錯誤，D正確。故選D?？键c(diǎn)：電容器的動態(tài)分析。2.已知靜電場中、兩點(diǎn)的電勢、，且，、兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度為、，同一負(fù)試探電荷放在、兩點(diǎn)具有的電勢能分別為、，則下列關(guān)系正確的是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】AB.由公式，可知負(fù)電荷在電勢越高的地方電勢能越小，所以有，故A錯誤，B正確；CD.因?yàn)椴恢离妶鼍€的分布，所以無法判斷、點(diǎn)的電場強(qiáng)度，故CD錯誤。故選B。3.如圖所示電路中，電源電動勢，內(nèi)阻，電阻阻值，小型直流電動機(jī)的內(nèi)阻，閉合開關(guān)，電動機(jī)轉(zhuǎn)動，理想電流表的示數(shù)為。則（）A.電動機(jī)兩端的電壓為 B.電動機(jī)的輸出功率為C.電動機(jī)的發(fā)熱功率為 D.電源輸出的電功率為【答案】B【解析】A．電動機(jī)兩端的電壓為；B．電動機(jī)的輸出功率為，B正確；C．電動機(jī)發(fā)熱功率為，C錯誤；D．電源輸出的電功率為，D錯誤。故選B。4.如圖所示，帶電量相同而質(zhì)量不同的兩粒子以相同的初速度從點(diǎn)垂直于磁感線和磁場邊界向上射入勻強(qiáng)磁場，在洛倫茲力作用下分別從、兩點(diǎn)射出磁場，，不計(jì)粒子間的作用力和重力，則從點(diǎn)與從點(diǎn)射出磁場的粒子（）A.質(zhì)量之比為 B.質(zhì)量之比為C.在磁場中經(jīng)歷的時間之比為 D.在磁場中經(jīng)歷的時間之比為【答案】D【解析】AB．由題意，兩粒子運(yùn)動半徑為，根據(jù)，得，電量相同，則兩粒子質(zhì)量之比為，AB錯誤；CD．根據(jù)，在磁場中經(jīng)歷的時間之比為，C錯誤D正確。故選D。5.如圖所示，在位置放置電荷量為的正點(diǎn)電荷，在位置放置電荷量為的負(fù)點(diǎn)電荷，在距點(diǎn)距離為的某點(diǎn)處放置正點(diǎn)電荷，使得點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向指向坐標(biāo)原點(diǎn)。則的位置及電荷量分別為（）A.， B.，C.， D.，【答案】D【解析】根據(jù)電場的疊加原理可知兩個點(diǎn)電荷在點(diǎn)產(chǎn)生的合場強(qiáng)為，方向?yàn)樾毕蜃笊希裹c(diǎn)的電場強(qiáng)度方向指向坐標(biāo)原點(diǎn)，正點(diǎn)電荷的場強(qiáng)需有軸負(fù)方向的分量，若正電荷在，點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向不可能指向坐標(biāo)原點(diǎn)，則正電荷在，根據(jù)電場的疊加原理可得，正點(diǎn)電荷電荷量為，故選D。6.如圖所示，邊長為的正方形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為、方向垂直于紙面（所在平面）向外。邊中點(diǎn)有粒子發(fā)射源，可沿垂直于邊的方向向磁場內(nèi)發(fā)射速度不同，但質(zhì)量和電量相同的帶電粒子。粒子重力不計(jì)。則從、兩點(diǎn)射出的粒子的速率之差為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】根據(jù)洛倫茲力提供向心力，可得，粒子從點(diǎn)射出，根據(jù)幾何關(guān)系有，粒子從點(diǎn)射出，根據(jù)幾何關(guān)系有，解得，，從、兩點(diǎn)射出的粒子的速率之差為，故選C。7.如圖所示，在光滑水平絕緣桌面上，和是兩條固定的平行長直導(dǎo)線，通過的電流大小分別為、，矩形線框位于兩條導(dǎo)線的正中間，通有順時針方向的電流。下列關(guān)于通電矩形線框在、產(chǎn)生的磁場作用下運(yùn)動狀態(tài)的描述，說法正確的是（）A若，、電流方向均向左，則矩形框?qū)⒖拷鼘?dǎo)線B.若，、電流方向均向左，則矩形框?qū)⒖拷鼘?dǎo)線C.若，、電流方向均向右，則矩形框?qū)⒖拷鼘?dǎo)線D.若，電流方向向右，電流方向向左，則矩形框保持靜止【答案】BCD【解析】AB．同向電流相互吸引，反向電流相互排斥。若，、電流方向均向左，則導(dǎo)線對線框的合力為排斥力，導(dǎo)線對線框的合力為吸引力，則則矩形框?qū)⒖拷鼘?dǎo)線，A錯誤，B正確；C．同理，若，、電流方向均向右，則導(dǎo)線對線框的合力為吸引力，導(dǎo)線對線框的合力為排斥力，則矩形框?qū)⒖拷鼘?dǎo)線，C正確；D．若，電流方向向右，電流方向向左，則導(dǎo)線對線框的排斥力與導(dǎo)線對線框的排斥力相等，則矩形框保持靜止，D正確。故選BCD。8.如圖所示區(qū)域同時存在勻強(qiáng)磁場和（圖中只畫出了），方向平行于紙面向右，磁感應(yīng)強(qiáng)度為。長的直導(dǎo)線中通有的恒定電流，平行于紙面與成角時，受到的安培力為零，導(dǎo)線垂直紙面時，受到的安培力大小為2N。則勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可能為（）A. B. C. D.【答案】BD【解析】導(dǎo)線平行于紙面時，受安培力為零，說明合磁場方向與電流平行，可分同向和方向兩種情況分析。導(dǎo)線垂直紙面時，安培力與導(dǎo)線垂直，設(shè)電流垂直紙面向里，則；第一種情況：合磁場與電流同向。導(dǎo)線垂直紙面時，受力情況如圖，導(dǎo)線受安培力大小為，則，得；第二種情況：合磁場與電流反向，導(dǎo)線垂直紙面時，受力情況如圖，由于，根據(jù)余弦定理，由，得，故選BD。9.如圖所示，圓心為的圓處于勻強(qiáng)電場中，電場方向與圓平面平行，和為該圓直徑，水平，與夾角為。將電荷量為的粒子從點(diǎn)移動到點(diǎn)，電場力做功；若將該粒子從點(diǎn)移動到點(diǎn)，電場力做功也為，不考慮粒子的重力。下列說法正確的是（）A.點(diǎn)電勢等于點(diǎn)電勢B.勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)方向與平行C.將該粒子從點(diǎn)移動到點(diǎn)，電場力做功為D.若只受電場力，從點(diǎn)沿射入圓形電場區(qū)域的帶電粒子能通過點(diǎn)【答案】AC【解析】AB．由題意，從點(diǎn)移動到點(diǎn)和從點(diǎn)移動到點(diǎn)，沿電場線方向的距離相同，則電場方向如圖，電場線沿和夾角的角平分線，電場線與等勢面垂直，即點(diǎn)電勢等于點(diǎn)電勢，點(diǎn)電勢等于點(diǎn)電勢，A正確，B錯誤；C．由AB選項(xiàng)，將該粒子從點(diǎn)移動到點(diǎn)，電場力做功為，C正確；D．帶電粒子從點(diǎn)沿射入圓形電場區(qū)域，粒子做類平拋運(yùn)動，不可能到達(dá)沿電場線方向的點(diǎn)，D錯誤。故選AC。二、必考非選擇題10.組裝一個歐姆表。器材有：一只電流表（滿偏電流，內(nèi)阻約），一只滑動變阻器，一節(jié)干電池（電動勢）。（1）測量電流表內(nèi)阻。測量電路如圖甲所示，電壓表量程，電阻箱總阻值，閉合開關(guān)后，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，電流表滿偏時，電壓表的讀數(shù)為，電阻箱的讀數(shù)為，則電流表的內(nèi)阻_______。（2）設(shè)計(jì)如圖乙所示的歐姆表電路，完成組裝和調(diào)試后，電流表表盤上的刻度對應(yīng)的電阻值為_______?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）[1]根據(jù)部分電路的歐姆定律，電流表的內(nèi)阻為；（2）[2]歐姆表電路表頭總內(nèi)阻為，當(dāng)時，根據(jù)閉合電路的歐姆定律有，電流表表盤上的刻度對應(yīng)的電阻值為。11.某實(shí)驗(yàn)小組需測定電池的電動勢和內(nèi)阻，器材有：一節(jié)待測電池、一個單刀雙擲開關(guān)、一個定值電阻（阻值為）、一個電流表（內(nèi)阻為）、一根均勻電阻絲（電阻絲總阻值大于，并配有可在電阻絲上移動的金屬夾）、導(dǎo)線若干。由于缺少刻度尺，無法測量電阻絲長度，但發(fā)現(xiàn)桌上有一個圓形時鐘表盤。某同學(xué)提出將電阻絲繞在該表盤上，利用圓心角來表示接入電路的電阻絲長度。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）將器材如圖（）連接：（2）開關(guān)閉合前，金屬夾應(yīng)夾在電阻絲的___________端（填“”或“”）；（3）改變金屬夾的位置，閉合開關(guān)，記錄每次接入電路的電阻絲對應(yīng)的圓心角和電流表示數(shù)，得到多組數(shù)據(jù)；（4）整理數(shù)據(jù)并在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)繪圖，所得圖像如圖（）所示，圖線斜率為，與縱軸截距為，設(shè)單位角度對應(yīng)電阻絲的阻值為，該電池電動勢和內(nèi)阻可表示為___________，___________（用、、、、表示）（5）為進(jìn)一步確定結(jié)果，還需要測量單位角度對應(yīng)電阻絲的阻值。利用現(xiàn)有器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，在圖（）方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖__________（電阻絲用滑動變阻器符號表示）；（6）利用測出的，可得該電池的電動勢和內(nèi)阻?！敬鸢浮浚?）；（4），；（5）【解析】（2）[1]開關(guān)閉合前，為了保護(hù)電路中的元件，應(yīng)將電阻絲的最大阻值接入電路，根據(jù)電阻定律可知電阻絲接入越長，接入電阻越大，金屬夾應(yīng)夾在電阻絲的端。（4）[2]設(shè)圓心角為時，電阻絲接入電路中的電阻為，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，整理得，結(jié)合圖象的斜率和截距滿足，，解得電源電動勢和內(nèi)阻為，；（5）[3]實(shí)驗(yàn)器材中有定值電阻和單刀雙擲開關(guān)，考慮使用等效法測量電阻絲電阻，如圖；原理的簡單說明：①將開關(guān)置于位置，讀出電流表示數(shù)；②將開關(guān)置于電阻絲處，調(diào)節(jié)電阻絲的角度，直到電流表示數(shù)為，讀出此時角度；③此時，即可求得的數(shù)值。12.電場分選是在高壓電場中利用入選物料之間的電性差異進(jìn)行分選的方法。如圖所示，是一種電場分選示意圖，多類粒子組成的混合物從漏斗漏出后經(jīng)過起電區(qū)（圖中未畫出）使粒子帶電，然后沿分選電場的中線進(jìn)入分選電場，由于物料的電性差異，不同類的粒子落在地面的不同區(qū)域。起電區(qū)高度很小，粒子起電后進(jìn)入分選電場時的速度可認(rèn)為是零。分選電場兩極板的長度均為，兩極板間的距離是，兩極板的下端距地面的距離均為，重力加速度為。某類粒子的質(zhì)量為，起電后電荷量為，調(diào)整兩極板間電壓為，使這類粒子剛好打不到極板上。不計(jì)空氣阻力和粒子間的相互作用力。求：（1）兩極板間電壓；（2）這類粒子落地時的動能?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）粒子在豎直方向做自由落體運(yùn)動，水平方向做勻加速運(yùn)動，，聯(lián)立得；（2）整個過程中，由動能定理，得。13.利用偏轉(zhuǎn)電場和偏轉(zhuǎn)磁場都可以實(shí)現(xiàn)對含有帶電離子和中性粒子的混合粒子束的剝離?；旌狭Ｗ邮械膸щ婋x子包含動能為、、的三種正離子，所有離子電荷量均為q，質(zhì)量均為m。如圖甲所示，水平平行極板間電壓為，間距為，極板間電場是偏轉(zhuǎn)電場，混合粒子束平行于極板射入偏轉(zhuǎn)電場后，帶電離子被極板吞噬，中性粒子沿初速度方向運(yùn)動。如圖乙所示，豎直放置的吞噬板長度為，所在豎直線右邊是偏轉(zhuǎn)磁場，混合粒子束寬度為，從緊貼端射進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場，速度垂直于，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后，帶電離子被吞噬板吞噬，中性粒子沿初速度方向運(yùn)動。不計(jì)混合粒子重力。（1）動能為的離子是從初速度為零開始在電勢差為的兩點(diǎn)間加速獲得動能，求；（2）求離子在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動的最長時間和偏轉(zhuǎn)電場極板的最短長度；（3）求偏轉(zhuǎn)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的的取值范圍?！敬鸢浮浚?）；（2），；（3）【解析】（1）根據(jù)動能定理有，兩點(diǎn)間的電勢差為；（2）所有打在極板上的離子中，運(yùn)動的時間最長的離子偏轉(zhuǎn)距離為，離子在水平平行極板間做類平拋運(yùn)動，有，加速度為，離子在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動的最長時間為，要使所有離子都能被極板吞噬，上極板左邊緣進(jìn)入的動能為的離子要恰好打到下極板的右邊緣。此過程離子水平飛行的距離即為極板最短長度，根據(jù)，，偏轉(zhuǎn)電場極板的最短長度為；（3）粒子束中從上邊緣進(jìn)入磁場且動能為的離子到達(dá)吞噬板上邊緣時，半徑最小，磁感應(yīng)強(qiáng)度最大，根據(jù)洛倫茲力提供向心力，且，，可得磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值為，粒子束中從下邊緣進(jìn)入磁場且動能為的離子到達(dá)吞噬板下邊緣時，半徑最大，磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，此時，，，可得磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為，綜上所述，磁感應(yīng)強(qiáng)度的取值范圍為。三、選考題14.下列有關(guān)機(jī)械振動和機(jī)械波的說法正確的是（）A.做簡諧運(yùn)動的彈簧振子，若某兩個時刻位移相同，則這兩個時刻的速度也一定相同B.單擺在周期性外力作用下做受迫振動，其振動周期與單擺的擺長有關(guān)C.火車鳴笛向我們駛來時，我們聽到的笛聲頻率將比聲源發(fā)聲的頻率低D.在平靜水面激起的水波波長與障礙物尺寸差不多或較大，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象【答案】D【解析】A．做簡諧運(yùn)動的彈簧振子，若某兩個時刻位移相同，則這兩個時刻的速度大小相等，方向可能相同可能相反，故A錯誤；B．單擺在周期性外力作用下做受迫振動，其振動周期由驅(qū)動力的周期決定，與單擺的擺長無關(guān)，故B錯誤；C．火車鳴笛向我們駛來時，根據(jù)多普勒效應(yīng)，我們聽到笛聲頻率將比聲源發(fā)聲的頻率高，故C錯誤；D．在平靜水面激起的水波波長與障礙物尺寸差不多或較大，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，故D正確。故選D。15.一列簡諧橫波某時刻的波形如圖所示，比較介質(zhì)中的三個質(zhì)點(diǎn)、、，則（）A.圖示時刻，的速度最大B.圖示時刻，的加速度最大C.若波沿軸正方向傳播，圖示時刻，的加速度大小正在增大D.若波沿軸負(fù)方向傳播，比先回到平衡位置【答案】C【解析】A．圖示時刻，在平衡位置，的速度最大，故A錯誤；B．圖示時刻，離平衡位置最遠(yuǎn)，的加速度最大，故B錯誤；C．若波沿軸正方向傳播，根據(jù)上下坡法，圖示時刻，向下振動，的加速度大小正在增大，故C正確；D．若波沿軸負(fù)方向傳播，根據(jù)上下坡法，圖示時刻，向下振動，需回到平衡位置，向上振動，回到平衡位置所需的時間小于，則比后回到平衡位置，故D錯誤。故選C。16.如圖所示，半徑為的圓盤邊緣有一釘子，在水平光線下，圓盤的轉(zhuǎn)軸和釘子在右側(cè)墻壁上形成影子和，以為原點(diǎn)在豎直方向上建立坐標(biāo)系。時從圖示位置沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動圓盤，角速度為，則做簡諧運(yùn)動的表達(dá)式為（）A.B.C.D.【答案】B【解析】由圖可知，影子做簡諧運(yùn)動的振幅為，以向上為正方向，設(shè)的振動方程為，由圖可知，當(dāng)時，的位移為，代入振動方程解得，則做簡諧運(yùn)動的表達(dá)式為，故B正確，ACD錯誤。故選B。17.如圖所示，輕質(zhì)彈簧下端掛一小物塊，讓物塊沿豎直方向做簡諧運(yùn)動，運(yùn)動過程中相對平衡位置的位移、運(yùn)動的速度隨時間變化的關(guān)系和物塊受到的合力、動能隨相對平衡位置的位移變化的關(guān)系圖像可能正確的是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】AB．物塊沿豎直方向做簡諧運(yùn)動，運(yùn)動的速度和相對平衡位置的位移隨時間變化的關(guān)系圖像都應(yīng)該是正弦函數(shù)的波形，故A