1、高三物理 1/4福建省厦门第一中学 20212022 学年度高三上 12 月月考物理试卷 2021.12（本试卷满分 100 分，考试时间 75 分钟）命题教师程俊，审核教师 杨学切第卷一、单项选择题（第 14 小题在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求，每小题 4 分，共 16 分）1如图为一种新型的电磁船的俯视图，MN、PQ 为固定在船上的竖直平行金属板，直流电源接在 M、P 之间，船上装有产生强磁场的装置，可在两平行金属板间海水中的虚线框内产生强磁场。闭合开关 S 后，电流通过海水从 N 流向 Q，若船受到海水的反冲向左运动，虚线框中的磁场方向应该A竖直向下B竖直向上C水平向左D
2、水平向右2如图所示，水平放置的充电平行金属板相距为 d，其间形成匀强电场，一带正电的油滴从下极板左边缘射入，并沿直线从上极板右边缘射出，油滴质量为 m，带电荷量为 q，现仅将上极板上移少许，其他条件保持不变，重力加速度为 g，则下列分析正确的是A上移后油滴的运动轨迹是曲线B上移后电场强度大小小于 mgq，方向竖直向上C上移后油滴穿越两板之间的电场时电势能减少了mgdD上移后下极板和上极板之间的电势差为 mgdq3甲、乙两段导体由同种材料制成，长度相同，粗细均匀但横截面积不同，将其串联后接入电路，其上电压之比为 3：2，则其内部的自由电子定向移动的速率之比为A2：3B3：2C9：4D4：94中国
3、的特高压直流输电网已达到世界先进水平，向家坝上海特高压直流输电工程，是世界上同类工程中容量最大、距离最远、技术最先进的。图甲所示为输电塔，图乙为其局部放大图，两根在同一水平面内且相互平行的长直导线 A 和 B 分别通有方向相同的电流 I1和 I2，且 I1I2。a、b、c 三点连线与两根导线等高并垂直，b 点位于两根导线间的中点，a、c 两点与 b 点距离相等。不考虑地磁场的影响。下列说法中正确的是A.d 点在 b 点的正上方，bd 间距等于 bc 间距，则 d 点处的磁感应强度方向竖直向下B.e 点在 b 点的正下方，be 间距等于 bc 间距，则 e 点处的磁感应强度方向竖直向上C.若电流
4、 I2反向，导线 B 和 A 之间的安培力是引力D.若电流 I1和 I2同时反向，则 a、b、c 三点处的磁感应强度方向反向二、多项选择题（第 58 小题有多项符合题目要求，全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分，共 24 分）5在如图所示的电路中，电源内阻和定值电阻的阻值均为 r，滑动变阻器的最大阻值为 2r。闭合开关，将滑动变阻器的滑片 P 由 a 端向 b 端滑动的过程中，下列选项正确的是A电压表的示数变大B电流表的示数变大C电源的效率变大D滑动变阻器消耗功率变小高三物理 2/46 下图为某种锂电池充电过程中电池电压、充电电流随时间变化的图像。根据图像，可以做出
5、的正确推断是A.该锂电池的电动势约为4.2VB.该锂电池的充电电压可能大于4.2VC.充电的1.03.0小时内，电池充入的电荷量为2000mAhD.若该锂电池的容量为1400mAh，则整个充电过程中，锂电池增加的电能不超过5.88Wh7 手机无线充电技术越来越普及，图甲是某款手机无线充电装置，其工作原理如图乙所示，其中送电线圈和受电线圈的匝数比12N:N5:1，线圈中所接电阻的阻值为 R。当ab 间接上 220V 的正弦交变电流后，受电线圈中产生交变电流实现给手机快速充电，这时手机两端的电压为 5V，充电电流为 3A。若把装置线圈视同为理想变压器，则下列说法正确的是A若充电器线圈中通以恒定电流
6、，则手机线圈中将产生恒定电流B流过送电线圈与受电线圈的电流之比为 1：5C快速充电时，受电线圈所接电阻的阻值为 R=13D若送电线圈中电流均匀增加，则受电线圈中电流也一定均匀增加8 如图，空间有一垂直纸面向外、磁感应强度大小为 2T 的匀强磁场，一质量为 0.3kg 且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板右端无初速度放上一质量为 0.4kg、电荷量 q=+0.2C 的滑块，滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为 0.45，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。t=0s 时对滑块施加方向水平向左，大小为 2.1N 的恒力。g 取 10 m/s2，则A.木板先做加速度为 3m/s2的匀加速运
7、动，再做加速度减小的变加速运动，最后匀速直线运动B.木板和滑块一直做加速度为 3m/s2的匀加速运动C.当木块的速度等于 10m/s 时与木板恰好分离D.t=1s 时滑块和木板开始发生相对滑动第卷三、非选择题（共 60 分）9(4 分)如图所示，一款微型机器人的内部有一个直流电动机，其额定电压为 U，额定电流为 I，线圈电阻为 R，将它接在内阻为 r 的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则电动机的输出功率为_，电源的效率为_.01.02.03.04.01.02.03.04.05.02004006001000充电电流（mA）电池电压（V）时间（小时）00800电池电压充电电流高三物理 3/
8、410(4 分)图甲为某电源的 U-I 图线，图乙为某小灯泡的 U-I 图线，则电源的内阻为_，把电源、此小灯泡和 2 的定值电阻串联组成闭合回路，则小灯泡的功率约为_W(结果均保留两位小数)11（6 分）某同学通过多用表测量量程为 3V的电压表的内阻。（1）用多用电表的欧姆挡“100”挡直接测量电压表的内阻，电压表、多用电表的示数分别如图甲、乙所示，则电压表的示数为_V、内阻为_。（2）在上一问用多用电表测量完电阻后，需要继续测量一个阻值约为 13 的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，以下有些操作步骤是必需的，请选择正确的操作并按正确顺序写出序号_；将红表笔和黑表笔接触把选择开关旋转
9、到“1”位置把选择开关旋转到“10”位置调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点12（6 分）某物理学习小组做测定某金属丝的电阻率实验。(1)已知金属丝长度为L，利用螺旋测微器测金属丝直径d，如图甲所示，则 d _mm。(2)学习小组的 A 同学先用多用电表测得该金属丝的电阻大约为50，实验室提供了如下器材：电源 E：电动势约为 5.0V，内阻可忽略不计电压表1V：量程为 05V，内阻 1r 约为 10k电压表2V：量程为 03V，内阻 21000r电流表 A：量程00.6A，内阻 3r 约为 1定值电阻0R：阻值为 150滑动变阻器1R：最大阻值为 500滑动变阻器2R：最大阻值为 10开关 S
10、一个，导线若干为了测量金属丝的电阻xR，A 同学选择了电压表1V、电流表 A、滑动变阻器1R、电源、开关、导线若干，连接成如图乙所示的电路根据伏安法测电阻的知识分析一下，A 同学应该将电压表右侧接线端 P 接点_（填“a”或“b”），从系统误差角度分析，xR 的测量值xR 测与其真实值xR 真 真比较，xR 测_（填“”“=”或“”）xR 真。(3)B 同学发现(2)中的电流表量程太大，实验中读数误差会比较大，又重新选择了实验器材，测量中要求两只电表的读数都不小于其量程的12，并尽可能测量多组数据，请你在虚线框内画出改进后的测量金属丝电阻的实验原理图，并在图中标注所选器材的符号。甲甲1.01.
11、500.5/AI高三物理 4/413（10 分）绝缘粗糙的水平面上相距为 6L 的 A、B 两处分别固定电荷量不等的正电荷，两电荷的位置坐标如图甲所示，已知 A 处电荷的电荷量为Q，图乙是 A、B 连线之间的电势 与位置 x 之间的关系图像，图中 xL 处对应图线的最低点，x2L 处的纵坐标 20，x2L 处的纵坐标 67 0，若在 x2L 处的 C 点由静止释放一个质量为 m、电荷量为q 的带电物块（可视为质点），物块随即向右运动（假设此带电物块不影响原电场分布），求：（1）固定在 B 处的电荷的电荷量 QB；（2）小物块与水平面间的动摩擦因数 为多大，才能使小物块恰好到达 x2L 处？14
12、（12 分）如图甲所示，在水平面上固定有长2mL、宽0.5md 的光滑金属“U”形导轨，在导轨右侧1ms范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。在0t 时刻，质量0.2kgm、电阻0.5R 的导体棒 ab 以01m/sv 的初速度从导轨的左端开始向右运动，导轨的电阻忽略不计，取重力加速度大小210m/sg。求：（1）导体棒刚进入磁场时的加速度大小和方向；（2）导体棒在磁场内运动的距离；（3）导体棒在运动过程中产生的焦耳热。15（18 分）如图甲所示，某装置由离子源、间距为 d 的中间有小孔的两平行金属板 M、N 和边长为L 的立方体构成，其后端面 P 为喷口。
13、以金属板 N 的中心 O 为坐标原点，垂直立方体侧面和金属板建立 x、y 和 z 坐标轴。M、N 板之间存在场强为 E、方向沿 z 轴正方向的匀强电场；立方体内存在磁场，其磁感应强度沿 z 方向的分量始终为零，沿 x 和 y 方向的分量xB 和yB 随时间周期性变化规律如图乙所示，图中0B 可调。氙离子（2Xe ）束从离子源小孔 S 射出，沿 z 方向匀速运动到 M 板，经电场加速进入磁场区域，最后从端面 P 射出，离子经电场加速后在金属板 N 中心点 O 处速度大小为 v0。已知单个离子的质量为 m、电荷量为2e，设离子在磁场中的运动时间远小于磁场变化周期 T，不考虑在磁场突变时运动的离子，
14、忽略离子间的相互作用和离子的重力，且射出的离子总质量远小于推进器的质量。（1）求离子从小孔 S 射出时的速度 v 的大小；（2）调节0B 的值，使得0 2T 从中心点 O 处射出的离子均能从喷口后端面 P 射出，求0B 的最大值；（3）单位时间从端面 P 射出的离子数为 n，且003 220mvBeL。求图乙中 0t 时刻离子束受到沿 z 轴方向的分力大小。2Ts高三物理 5/4高三 12 月月考物理答案1.A 2.C3.B4.D5.BD6.AD7.BC8.AC9.2R UUIr10.1.00 0.2111.（1）2.00 2200（2）12.（1）0.520（2）a （3）13.【答案】（1
15、）4Q；（2）027qmgL【解析】（1）由题图乙得 xL 处为图线的最低点，切线斜率为零，即合场强为 0，则有22ABABQQkkrr代入数据得44ABQQQ（2）从 x2L 到 x2L 的过程中，物块先做加速运动再做减速运动，由动能定理得1100qUmgs即0062(4)007qmgL解得027qmgL 14.（1）22.5m/s；（2）0.4m；（3）0.6J解：(1)由题意知，导体棒自开始运动到刚进入磁场经过的时间为 10Lltv解得，11st 由 Bt 图像可知，导体棒进入磁场后磁感应强度不再变化，故由 BIdma可知，刚进磁场时导体棒的加速度大小BIdam其中EIR0EBdv联立解
16、得22.5m/sa(2)当导体棒在磁场中运动时，对棒由动量定理可知200BIdtmv2qIt联立可解得，导体棒在磁场中运动时，通过棒的电荷量0mvqBd22EB d xqtRR可解得，导体棒在磁场中运动的距离0.4mx。高三物理 6/4(3)导体棒未进入磁场的过程中，回路中的感应电动势10.5VB ldEt故该过程中导体棒产生的焦耳热21110.5JEQtR导体棒进入磁场后，动能全部转化成焦耳热，由功能关系可知22010.1J2Qmv故回路产生的总焦耳热120.6JQQQ15（1）离子从小孔 S 射出运动到金属板 N 中心点 O 处，根据动能定理有22011222eEdmvmv解得离子从小孔 S 射出时相对推进器的速度大小024mveEdv（2）当磁场仅有沿 x 方向的分量取最大值时，离子从喷口 P 的下边缘中点射出，根据几何关系有222112LRLR根据洛伦兹力提供向心力有201002mvev BR联立解得0025mvBeL；（3）粒子在立方体中运动轨迹剖面图如图所示由题意根据洛伦兹力提供向心力有3200022mve vBR且满足003 220mvBeL所以可得335RL所以可得cos45 离子从端面 P 射出时，沿 z 轴方向根据动量定理有00cosF tn tmv作用力大小045Fnmv