1、天津一中学校 20202021 学年度高三年级三月考物理学科试卷本试卷分为第 I 卷（选择题）、第 II 卷（非选择题）两部分，共 100 分，考试用时60 分钟。考生务必将答案涂写规定的位置上，答在试卷上的无效。祝各位考生考试顺利!第 I 卷一、单项选择题1 如图所示，竖直放置的条形磁铁中央有一闭合金属弹性圆环，条形磁铁中心线与弹性圆环轴线重合现将弹性圆环均匀向外扩大，下列说法正确的是()A穿过弹性圆环的磁通量增大B弹性圆环中无感应电流C从上往下看，弹性圆环中有顺时针方向的感应电流D弹性圆环受到的安培力方向沿半径向外2水平线上方存在区域足够大、方向如图所示的匀强磁场，在水平线上的 O 点有一
2、粒子发射源，能连续地向水平线的上方发射粒子，已知粒子源发射的粒子带正电、重力可忽略，粒子的速度大小用 v表示、粒子速度方向与水平线的夹角用(为锐角)表示。经过一段时间，粒子到达水平线上的 A 点(图中未画出)。关于粒子在匀强磁场中的运动，下列说法正确的是()A如果粒子的发射速度不变，增大入射角，则 OA 减小B如果粒子的发射速度不变，增大入射角，则粒子由 O 到 A 的时间缩短C如果粒子的入射角不变，增大发射速度，则粒子在磁场中的运动周期减小D如果粒子的入射角不变，增大发射速度，则粒子由 O 到 A 的时间缩短3电子在电场中仅在电场力作用下运动时，由 a 点运动到 b 点的轨迹如图中虚线所示，
3、图中一组平行等距实线可能是电场线，也可能是等势线，下列说法正确的是（）A如果图中实线是电场线，则电场方向向右B如果图中实线是等势线，则电子在 b 点电势能较大C不论图中实线是电场线还是等势线，电子在 a 点的动能都比 b 点小D不论图中实线是电场线还是等势线，电子在 a 点的电势能都比 b 点小4 在真空中某区域有一电场，电场中有一点 O，经过 O 点的一条直线上有 P、M、N 三点，到 O 点的距离分别为 r0、r1、r2，直线上各点的电势分布如图所示，r 表示该直线上某点到 O 点的距离。下列说法中正确的是()AO、P 两点间的场强沿 O、P 方向的分量一定为零BM 点的电势低于 N 点的
4、电势CM 点的电场强度大小小于 N 点的电场强度大小D在将正电荷沿该直线从 M 移到 N 的过程中，电场力做负功5如图甲所示是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，其核心部分是两个 D 形金属盒。在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连。带电粒子在磁场中运动的动能 Ek 随时间 t 的变化规律如图乙所示，忽略带电粒子在电场中的加速时间及自身的重力，则下列判断正确的是()A在 Ek-t 图中应有 t4t3t3t2t2t1B加速电压越大，粒子最后获得的动能就越大C粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大D要想粒子获得的最大动能增大，可增加 D 形盒的面积6 如图所示为几种仪器
5、的原理示意图，图甲为磁流体发电机，图乙为质谱仪，图丙为多级直线加速器，图丁是霍尔元件，下列说法正确的是（）A图甲中，将一束等离子体喷入磁场，A、B 板间产生电势差，A 板电势高B图乙中，11H、21H、31H 三种粒子经加速电场射入磁场，11H 在磁场中的偏转半径最大C图丙中，加速电压越大，粒子获得的能量越高，比回旋加速器更有优势D图丁中，磁感应强度增大时，a、b 两表面间的电压 U 增大7如图所示是一速度选择器，当粒子速度满足 v0=时，粒子沿图中虚线水平射出；若某一粒子以速度 v 射入该速度选择器后，运动轨迹为图中实线，则关于该粒子的说法正确的是()A.粒子射入的速度一定是 vB.粒子射入
6、的速度可能是 vC.粒子射出时的速度一定大于射入速度D.粒子射出时的速度一定小于射入速度8如图所示，两光滑且平行的固定水平杆位于同一竖直平面内，两静止小球 m1、m2 分别穿在两杆上，两球间拴接一竖直轻弹簧，弹簧处于原长状态。现给小球 m2 一个水平向右的初速度 v0，两杆足够长，则在此后的运动过程中（）A1m、2m 组成的系统动量不守恒B1m、2m 组成的系统机械能守恒C弹簧最长时，其弹性势能为 22 0122m vmmD1m 的最大速度是20122m vmm二、多项选择题9 张三同学骑车从东往西行驶于天津和平区南京路上，如图所示，考虑到北半球地球磁场的情况，下列说法正确的是()A自行车左车
7、把的电势比右车把的电势高B自行车左车把的电势比右车把的电势低C图中辐条 AB 此时 A 端比 B 端的电势高D图中辐条 AB 此时 A 端比 B 端的电势低10如图所示，a、b、c、d 是正方形的四个顶点，O 是正方形对角线的交点。ad 边和bc 边中点处放有等量异种点电荷 Q、Q，关于图中各点电势和电场强度的关系，下列说法正确的是（）Aa、O、c 三点的电势关系为aOcBa、b、c、d 四个顶点处的电场强度大小相等C在两点电荷连线上，O 点处的电场强度最大Da、b、c、d、O 五个点中，O 点处的电场强度最小11 如图所示，在空间存在平行于 xOy 平面的匀强电场，一簇质子(重力及质子间作用
8、力均不计)从 P 点出发，可以到达以原点 O 为圆心、R10 cm 为半径的圆上任意位置，其中质子到达 B 点时动能增加量最大，最大动能增量为 49eV。图中 B 点为圆周与 y 轴负半轴的交点，A 点是圆与 x 轴正半轴的交点，已知OAP37，则下列说法正确的是()A该匀强电场的电场强度方向一定沿 y 轴负方向B该匀强电场的电场强度大小为 2.5V/mC匀强电场中 P、A 两点间的电势差为 24 VD质子从 P 点到 A 点过程中电势能减小 25 eV12水平冰面上有一固定的竖直挡板，一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上，他把一质量为 4.0 kg 的静止物块以大小为 5.0 m/s 的速度沿与
9、挡板垂直的方向推向挡板，运动员获得退行速度；物块与挡板弹性碰撞，速度反向，追上运动员时，运动员又把物块推向挡板，使其再一次以大小为 5.0 m/s 的速度与挡板弹性碰撞。总共经过 8 次这样推物块后，运动员退行速度的大小大于 5.0 m/s，反弹的物块不能再追上运动员。不计冰面的摩擦力，该运动员的质量可能为()A48 kgB53 kgC58 kgD63 kg第 II 卷三、填空实验题13如图甲是利用电流传感器系统研究电容器充电情况的电路图。将电容器 C 接入电路检查无误后进行了如下操作：将 S 拨至 1，并接通足够长的时间；将 S 拨至 2；观察并保存计算机屏幕上的 I-t 图，得到图线（图乙
10、）；换上电容器 C2 重复前面的操作，得到图线（图乙）；(1)操作的作用是_；(2)两个电容器相比较，C1 的电容_（填“较大”“较小”或“相等”）；(3)由 I-t 图线可以分析出，两个电容器都放电 2s 时，C1 的电压_（填“大于”“小于”或“等于”）C2 的电压。14 气垫导轨是一种现代化的力学实验仪器。它利用小型气源将压缩空气送入导轨内腔，空气再由导轨表面上的小孔中喷出，在导轨表面与滑行器内表面之间形成很薄的气垫层。滑行器就浮在气垫层上，与导轨平面脱离接触，因而能在轨面上做近似无阻力的直线运动，极大地减小了以往在力学实验中由于摩擦力引起的误差。某实验小组现在利用气垫导轨装置结合频闪照
11、相的方法进行“探究碰撞中的不变量”这一实验。(1)实验要求研究两滑块碰撞时动能损失很小和很大等各种情况，若要求碰撞动能损失最小则应选图中的_。（填“甲”或“乙”）（甲图两滑块分别装有弹性圈，乙图两滑块分别装有撞针和橡皮泥）(2)利用闪光照相的方法连续 4 次拍摄得到的闪光照片如图所示。已知相邻两次闪光的时间间隔为 T，在这 4 次闪光的过程中，A、B 两滑块均在 080cm 的范围内，且第 1 次闪光时，滑块 A 恰好位于 x=55cm 处，B 恰好过 x=70cm 处。若 A、B 两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短，均可忽略不计，则可知碰撞发生在第 1 次闪光后的_时刻（用字母 T 表示）
12、，A、B 两滑块质量比 mA：mB=_。四、计算题15如图所示，足够长的金属导轨固定在水平面上，金属导轨宽度 L1.0 m，导轨上放有垂直导轨的金属杆 P，金属杆质量为 m1.0 kg，空间存在磁感应强度 B1.0T、竖直向下的匀强磁场。连接在导轨左端的电阻 R1.0，金属杆的电阻 r1.0，其余部分电阻不计。某时刻给金属杆一个水平向右的恒力 F，金属杆 P 由静止开始运动，图乙是金属杆 P 运动过程的 vt 图象，导轨与金属杆间的动摩擦因数0.4。g 取 10 m/s2。求：(1)水平恒力 F 的大小；(2)第一个 2s 内的位移；(3)前 4 s 内电阻 R 上产生的热量。16在光滑的水平
13、面上，有一质量 M2kg 的平板车，其右端固定一挡板，挡板上固定一根轻质弹簧，在平板车左端 P 处有一可以视为质点的小滑块，其质量 m2kg。平板车表面上 Q 处的左侧粗糙，右侧光滑，且PQ 间的距离 L2m，如图所示。某时刻平板车以速度 v11m/s 向左滑行，同时小滑块以速度 v25m/s 向右滑行。一段时间后，小滑块与平板车达到相对静止，此时小滑块与Q 点相距 14 L。（g 取 10m/s2）（1）求当二者处于相对静止时的速度大小和方向；（2）求小滑块与平板车的粗糙面之间的动摩擦因数 ；（3）若在二者共同运动方向的前方有一竖直障碍物（图中未画出），平板车与它碰后以原速率反弹，碰撞时间极
14、短，且碰后立即撤去该障碍物，求小滑块最终停在平板车上的位置。17示波管中有两个偏转电极，其中一个电极 XX上可以接入仪器自身产生的锯齿形电压，叫扫描电压。如图甲所示，XX极板长 L0.23 m，板间距 d0.2 m，在金属板右端竖直边界 MN 的右侧有一区域足够大的匀强磁场，磁感应强度 B5103 T，方向垂直纸面向里现将 X板接地，X 极板上电势随时间变化的规律如图乙所示有带正电的粒子流以速度 v01105 m/s，沿水平中线 OO连续射入电场中，粒子的比荷为qm1108 C/kg，重力忽略不计，在每个粒子通过电场的极短时间内，电场可视为匀强电场(设两板外无电场，结果可用根式表示)求：(1)
15、带电粒子射出电场时的最大速度；(2)粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间之比；(3)从 O点射入磁场和距 O点下方d40.05 m 处射入磁场的两个粒子，在 MN 上射出磁场时的出射点之间的距离参考答案：1 C2 B3B4A5D6D7B8D9 AD10AB11 AC12BC13【答案】给电容器充电较大大于14【答案】甲0.5T2:315(1)F12 N(2)x16.0 m(3)QR52 J【详解】(1)由图乙可知金属杆 P 先做加速度减小的加速运动，2 s 后做匀速直线运动当 t2 s 时，v4 m/s，此时感应电动势 EBLv感应电流 IrER，安培力 FBIL22B L vRr根据牛顿运动
16、定律有 FFmg0解得 F12 N(2)通过金属杆 P 的电荷量qIt ERrtE tq1BLxRr（F-mg）t-BILt=mv得 x16.0 m(3)前 4 s 内由能量守恒定律得（F-mg）(x1x2)-Q 总12 mv2其中 QR12 Q 总解 得 QR 52J16（1）由于小滑块与平板车组成的整个系统动量守恒，设共同速度为 v，取向右为正方向，故21()mvMvmM v得到2m/sv 方向沿水平方向向右（2）本题有两种可能：（）如果小滑块尚未越过 Q 点就与平板车达到相对静止，则根据能量守恒定律有222121111()()()4222mg LLMvmvMm v联立解得6.0（）如果小
17、滑块越过 Q 点与弹簧相互作用后，再返回与平板车达到相对静止，有222121111(+)()()4222mg LLMvmvMm v联立解得36.0（3）平板车与滑块一起以速度2m/sv 向右运动，与障碍物碰后速度平板车速度为2m/s，滑块的速度仍为 2m/s。碰后系统动量守恒()0mvMv故碰后它们最终同时停下来。设碰后小滑块与平板车在粗糙面上滑过的相对路程为 s，则21()2mgsMm v（）当6.0时，联立解得2 m3s 故小滑块最终停在平板车上 Q 点左侧离 Q 点的距离为1211m2m=m0.167m346s（）当0.36 时，联立解得10 m9s 故小滑块最终停在平板车上 Q 点左侧
18、离 Q 点距离为210111m2m=m0.611m9418s 17解析：(1)若两极板间电势差为最大值 U200 V 时，带电粒子进入电场，由 EUd，FEq，aFm，Lv0t，y12at2 求得偏转的距离 yqUL22dmv200.6 md2，即此时带电粒子将打在极板上而不会射出电场，所以从两极板右边缘射出的粒子速度最大由d2qUL22dmv20得，带电粒子刚好从极板右边缘射出时，板间电势差为 U1003V，根据动能定理有qU212mv2m12mv20，求得带电粒子射出电场时的最大速度为 vm233105m/s.(2)由左手定则知粒子在磁场中逆时针做匀速圆周运动从 X 极板右边缘进入磁场的带
19、电粒子，进入磁场时，速度方向与 OO的夹角为，则 cosv0vm32，30它在磁场中运动周期为 T，由 Bvmqmv2mR、T2Rvm得 T2mqB.它在磁场中运动的时间为最短，tmin120360T.同理可知，从 X极板右边缘进入磁场的带电粒子，在磁场中运动的时间最长，tmax240360T，则tmaxtmin21.(3)从 O点射入磁场的带电粒子，在电场中匀速进入磁场后由 Bv0qmv20r1，x12r1 求得它射出磁场时的出射点离入射点 O的距离 x10.4 m从距 O点下方d4处射入磁场的带电粒子，进入磁场时速度大小为 v2，方向与 OO的夹角为.由 cos v0v2、Bv2qmv22r2、x22r2cos，求得该粒子射出磁场时的出射点与其入射点间的距离 x22mv0qBx1所以，这两个粒子在 MN 上射出磁场时的出射点之间的距离xx1d4x2d40.05 m.答案：(1)233105 m/s(2)21(3)0.05 m说明：分值计划选择 4 分*12=48 分填空实验=12 分计算题 12 分14 分14 分
