定州中学2016-2017学年第一学期高三第一次月考物理试题

一． 选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分）

1．如图甲所示，Q1、Q2为两个固定的点电荷，其中Q1带负电，a、b、c三点在它们连线的延长线上．现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始向远处运动经过b、c两点（粒子只受电场力作用），粒子经过a、b、c三点时的速度分别为va、vb、vc，其速度-时间图象如图乙所示．以下说法中正确的是（ ）

A．Q2一定带正电

B．Q2的电量一定小于
的电量

C．b点的电场强度最大

D．粒子由a点运动到c点运动过程中，粒子的电势能先增大后减小

2．如图3所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知 （ ）

A．带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小

B．带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大

C．带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大

D．带电粒子在R点时的加速度大小小于在Q点时的加速度大小

3．如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为1m的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为10V、20V、30V，则下列说法正确的是（ ）

A．B、E一定处在同一等势面上

B．匀强电场的场强大小为10V/m

C．正点电荷从E点移到F点，则电场力做负功

D．电子从F点移到D点，电荷的电势能减少20eV

4．如图所示，一面积为S，电阻为R的N匝矩形线圈处于一个交变的磁场中，磁感应强度的变化规律为B=B0sinωt．下列说法正确的是（ ）

A．线框中会产生交变电流

B．在t=
时刻，线框中感应电流达到最大值

C．从t=0到t=
这一过程中通过导体横截面积的电荷量为

D．若只增大变化磁场的频率，则线框中感应电流的频率也将增加，但电流的有效值不变

5．甲、乙两车以相同的速率V0在水平地面上相向做匀速直线运动，某时刻乙车先以大小为a的加速度做匀减速运动，当速率减小到0时，甲车也以大小为a的加速度做匀减速运动．为了避免碰车，在乙车开始做匀减速运动时，甲、乙两车的距离至少应为（ ）

A．
B．
C．3
D．2

6．下列科学家中，发现了万有引力定律的是（ ）

A．开普勒 B．牛顿 C．卡文迪许 D．爱因斯坦

7．在一光滑水平面内建立平面直角坐标系，一物体从t=0时刻起，由坐标原点O（0，0）开始运动，其沿x轴和y轴方向运动的速度—时间图像如图甲、乙所示，下列说法中正确的是（ ）

A．前2 s内物体沿x轴做匀加速直线运动

B．后2 s内物体继续做匀加速直线运动，但加速度沿y轴方向

C．4 s末物体坐标为（4 m，4 m）

D．4 s末物体坐标为（6 m，2 m）

8．图为静电除尘器除尘机原理示意图；尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，下列表述正确的是（ ）

A．到达集尘极的尘埃带正电荷

B．电场方向由集尘极指向放电极

C．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同

D．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大

9．如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平，a、b是两个完全相同的带正电小球（视为点电荷），b固定在M点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q（图中未画出）时速度为零。则小球a（ ）

A．从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小

B．从N到P的过程中，速率先增大后减小

C．从P到Q的过程中，动能减少量小于电势能增加量

D．从N到Q的过程中，电势能一直增加

10．如图所示，x轴在水平地面上，y轴竖直向上，在y轴上的P点分别沿x轴正方向和y轴正方向以相同大小的初速度抛出两个质量相等的小球a和b，不计空气阻力，若b上升的最大高度等于P点离地的高度，则从抛出到落地，有（ ）

A．a的运动时间是b的运动时间的
倍

B．a的位移大小是b的位移大小的
倍

C．a、b落地时的速度相同，因此动能一定相同

D．a、b落地时的速度不同，但动能相同

二、实验题（共2小题，共20分）

11．如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力加速度．

（1）所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需（填字母代号）中的器材．

A．直流电源、天平及砝码 B．直流电源、毫米刻度尺

C．交流电源、天平及砝码 D．交流电源、毫米刻度尺

（2）通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度．为使图线的斜率等于重力加速度，除作v-t图象外，还可作 图象，其纵轴表示的是 ，横轴表示的是 ．

12．实验室备有以下实验器材：

一个已校准的电流表A（量程lmA，内阻约几百欧）

一个标准电压表V（量程3V）

一个电源E（电动势约为4 V）

一个电阻箱R1（阻值范围：0～9999 Ω）

一个滑动变阻器R2（阻值范围：0～20 Ω）

一个单刀单掷开关S、另有导线若干

（Ⅰ）现要先测出电流表A的内阻，然后将其改装成量程也为3V的电压表，最后利用上述标准电压表对改装成的电压表V进行校对，则标准电压表与改装的电压表 。（串联或并联）

（Ⅱ）若要求只设计一个电路，既可以较精确地测量A表的内阻，又能对改装后的电压表进行校对。

①请在虚线框中画出你设计的实验电路图．

②若在测A表内阻的实验中，调节电阻箱R1，使其接入电路中的电阻为R时，读出A表和V表的示数分别为I和U，则电流表内阻的大小表达式为________。（用I、U和R表示）

③将A表改装成量程为3V的电压表后，在进行校对时，发现改装后的电压表的示数总比标准电压表的示数小，这可能是因为电流表A的内阻测量值比实际值________（填“大”或“小”），应适当调节电阻箱使其接入的电阻值________（填“增大”或“减小”）。

三、计算题（共4小题，共40分）

13．正负电子对撞机是使正负电子以相同速率对撞（撞前速度在同一直线上的碰撞）并进行高能物理研究的实验装置（如图甲），该装置一般由高能加速器（同步加速器或直线加速器）、环形储存室（把高能加速器在不同时间加速出来的电子束进行积累的环形真空室）和对撞测量区（对撞时发生的新粒子、新现象进行测量）三个部分组成．为了使正负电子在测量区内不同位置进行对撞，在对撞测量区内设置两个方向相反的匀强磁场区域．对撞区域设计的简化原理如图乙所示：MN和PQ为足够长的竖直边界，水平边界EF将整个区域分成上下两部分，Ⅰ区域的磁场方向垂直纸面向内，Ⅱ区域的磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小均为B．现有一对正负电子以相同速率分别从注入口C和注入口D同时水平射入，在对撞测量区发生对撞．已知两注入口到EF的距离均为d，边界MN和PQ的间距为L，正电子的质量为m，电量为+e，负电子的质量为m，电量为-e．

（1）试判断从注入口C入射的是正电子还是负电子；

（2）若L=4
d，要使正负电子经过水平边界EF一次后对撞，求正负电子注入时的初速度大小；

（3）若只从注入口C射入电子，间距L=13（2-
）d，要使电子从PQ边界飞出，求电子射入的最小速率，及以此速度入射到从PQ边界飞出所需的时间．

14．如图所示，将一定质量的气体密封在烧瓶内，烧瓶通过细玻璃管与注射器和装有水银的U形管连接，最初竖直放置的U形管两臂中的水银柱等高，烧瓶中气体体积为400ml，现用注射器缓慢向烧瓶中注水，稳定后两臂中水银面的高度差为25cm，已知大气压强为75cmHg柱，不计玻璃管中气体的体积，环境温度不变，求：

（1）共向玻璃管中注入了多大体积的水？

（2）试分析此过程中气体吸热还是放热，气体的内能如何变化．

15．如图甲所示，有一块木板静止在足够长的粗糙水平面上，木板质量为M=4kg，长为L=1．4m；木块右端放的一小滑块，小滑块质量为m=1kg，可视为质点．现用水平恒力F作用在木板M右端，恒力F取不同数值时，小滑块和木板的加速度分别对应不同数值，两者的a﹣F图象如图乙所示，取g=10m/s2．求：

（1）小滑块与木板之间的滑动摩擦因数，以及木板与地面的滑动摩擦因数．

（2）若水平恒力F=27．8N，且始终作用在木板M上，当小滑块m从木板上滑落时，经历的时间为多长．

16．如图所示，轻弹簧的一端固定，另一端与滑块B相连，B静止在水平面上的O点，此时弹簧处于原长．另一质量与B相同的滑块A从P点以初速度v0向B滑行，经过时间t时，与B相碰．碰撞时间极短，碰后A、B粘在一起运动．滑块均可视为质点，与平面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g．求：

（1）碰后瞬间，A、B共同的速度大小；

（2）若A、B压缩弹簧后恰能返回到O点并停止，求弹簧的最大压缩量；

（3）整个过程中滑块B对滑块A做的功．

参考答案

1．ABD

2．A

3．AD

4．AB

5．D

6．B

8．BD

9．BD

10．D

11．①D②由公式
，如绘出
图象，故纵轴表示
，横轴表示的是h

12．（I）并联（II）①电路图如图；②
③小；减小

解：（I）利用标准电压表对改装成的电压表V进行校对时，标准电压表与改装的电压表应该并联；（II）①电路图如图；

②由欧姆定律可知，电流表内阻的大小表达式为RA=
； ③电压表的示数偏小，则所串联的电阻阻值
太大，则电流表内阻测量值偏小．要纠正则应减小电阻箱的阻值。

13．（1）负（2）
（3）

解：（1）负电子（因为电子要向下偏转）

（2）粒子运动轨迹如图所示，根据几何关系有：

解得：

根据洛伦兹力提供向心力，有：
解得：

（3）要使电子从PQ边界飞出，设电子束的最小速率为v，运动的轨道半径为r，画出运动的轨迹如图所示

由几何关系得：
即：

由圆周运动：
代入得：

根据题意，设电子在Ⅰ区磁场的区域中运动对应的圆心角为θ，经过3次重复，最后运动的轨迹对应的圆心角为α，设电子在磁场中运动的周期为T，在磁场中运动的时间为t，则：
，

联立得：

14．（1）100ml；（2）气体放热，气体的内能不变．

解：（1）初状态：P1=75cmHg，V1=400ml

注入水后，P2=100cmHg

由玻意耳定律得：P1V1=P2V2

代入数据，解得：V2=300ml

注入水的体积：△V=V1﹣V2=100ml

（2）气体的内能是由温度和物质的量的多少决定的，一定质量的气体，温度不变，那么它的内能也不变；根据题意气体的体积减小，说明外界对气体做功，又由热力学第一定律得出：气体对外放热．

考点：玻意耳定律；热力学第一定律

15．（1）0．4， 0．1．（2）2s．

解：（1）由图乙可知，当恒力F≥25N时，小滑块与木板将出现相对滑动，以小滑块为研究对象，根据牛顿第二定律得，μ1mg=ma1

代入数据解得μ1=0．4．

以木板为研究对象，根据牛顿第二定律有：F﹣μ1mg﹣μ2（m+M）g=Ma2，

则

结合图象可得，

解得μ2=0．1．

（2）设m在M上滑动的事件为t，当水平恒力F=27．8N时，

由（1）知滑块的加速度为，

而滑块在时间t内的位移为
，

由（1）可知木板的加速度为，

代入数据解得a2=4．7m/s2，

而木板在时间t内的位移为

由题可知，s1﹣s2=L，

代入数据联立解得t=2s．

考点：牛顿第二定律的综合应用

16．（1）碰后瞬间，A、B共同的速度大小为
（v0﹣μgt）；

（2）若A、B压缩弹簧后恰能返回到O点并停止，求弹簧的最大压缩量为
（v0﹣μgt）2；

（3）整个过程中滑块B对滑块A做的功为﹣
m（v0﹣μgt）2

解：（1）设A、B质量均为m，A刚接触B时的速度为v1，碰后瞬间共同的速度为v2，

从P到O过程，由动量定理得：﹣μmgt=mv1﹣mv0

以A、B为研究对象，碰撞瞬间系统动量守恒，乙向左为正方向，

由动量守恒定律得：mv1=2mv2，解得：v2=
（v0﹣μgt）；

（2）碰后A、B由O点向左运动，又返回到O点，设弹簧的最大压缩量为x，

由能量守恒定律得：μ（2mg）2x=
（2m）v
，解得：x=
（v0﹣μgt）2

（3）对滑块A，由动能定理得：W=
mv22﹣
mv12=﹣
m（v0﹣μgt）2；

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