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高三年级物理试题
考试范围：电场+电路（不含电路实验）
命题人：张惠波 一审：薛梅 二审：张雪岭
说明：1．本试卷共6页、满分100分。
2．请将所有答案填写在答题卡上，答在试卷上无效。
一、选择题（共10小题，共46分。1-7题为单选题，每小题4分，8-10题为多选题，选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分。）
1．飞机在空中飞行时，其表面因不断与空气摩擦而带电。某次飞行中，飞机内带电荷量增加约．此过程中形成的电流约为（ ）
A． B． C． D．
2.2017年3月西安地铁被爆出使用陕西奥凯生产的不合格铜制电缆，存在严重安全隐患，据了解该公司生产的劣质导线的主要问题是其铜丝直径只有国家标准的一半，关于相同材料制造的不合格电缆与合格电缆，下列说法正确的是（ ）
A．若长度相同情况下，则不合格电缆的电阻为合格电缆的
B．若长度相同情况下，则不合格电缆的电阻为合格电缆的2倍
C．相同工作电流情况下，该不合格电缆发热功率是合格电缆的2倍
D．相同工作电流情况下，该不合格电缆发热功率是合格电缆的4倍
3．如图，曲线是电子进入点电荷Q形成的电场中的运动轨迹，它先后经过A、B两点，受到的电场力如图中箭头所示。
已知电子只受电场力。下列说法正确的是（ ）
A．点电荷Q带负电 B．A、B两点处于电场中同一等势面上
C．电子从A点到B点，速度先减小后增加 D．电子在A点的电势能小于在B点的电势能
4．“嫦娥四号”展开的太阳能电池板在有光照时，可以将光能转化为电能。太阳能电池板作为电源，其路端电压与干路电流的关系如图中的曲线所示，太阳能电池板的负载其图线为图中倾斜直线，则下列说法正确的是（ ）
A．负载的阻值为
B．太阳能电池板的电动势为
C．外电路的阻值为时电源效率约为64%
D．太阳能电池板的内阻恒定不变
5．潜水员在水中呼出的气泡，从水下几米深处快速上升到水面，这一过程中气体与外界未实现热交换。将气泡内的气体视为理想气体，则在这一过程中，下列说法不正确的是（ ）
A．分子的平均动能保持不变
B．单位时间内与气泡壁碰撞的分子数减少
C．气泡内分子的密度减小
D．气体对外做功，压强减小
6．如图所示电路，电源内阻为r，两相同灯泡电阻均为R，D为理想二极管（具有单向导电性），电表均为理想电表。闭合S后，一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动。现把滑动变阻器滑片向上滑动，电压表示数变化量绝对值分别为，电流表示数变化量为，则下列说法中错误的是（ ）
A．两灯泡逐渐变亮 B．油滴将向下运动
C． D．
7．如图所示，匀强电场中有一个与电场线平行的平面，平面中有一个直角三角形，其中，若在B处有一个放射源，能沿平面向各方向射出动能为的电子，电子经过A、C两点时的动能分别为和。不考虑电子间的相互作用，则该电场的电场强度大小为（ ）
A． B． C． D．
8．如图所示，带电荷量之比为的带电粒子A、B以相等的速度v．从同一点出发，沿着跟电场强度垂直的方向射入平行板电容器中，分别打在C、D点，若，忽略粒子重力的影响，则下列说法正确的是（ ）
A．A和B在电场中运动的时间之比为1∶4 B．A和B运动的加速度大小之比为4∶1
C．A和B的位移大小之比为1∶2 D．A和B的质量之比为1∶12
9．反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于x轴，其电势随x的分布如图所示。一质量：，电荷量的带负电的粒子从点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上往返运动，则下列说法正确的是（ ）
A．x轴原点左侧电场强度和右侧电场强度的大小之比
B．粒子沿x轴正方向从运动到0和从0运动到运动过程中所受电场力的冲量相同
C．该粒子运动的周期
D．该粒子运动过程中的最大动能为
10．如图所示，劲度系数为k的轻弹簧左端固定，右端连一带负电的物块，物块的质量为m，带电量为q，可在光滑水平面上左右移动，水平面上方还有水平向右的匀强电场，电场强度大小为E开始时物块在向右的大小为的外力F作用下静止在M点，现将力F撤去，规定物块在M点时的电势能为零，对之后的过程，以下说法正确的是（ ）
A．弹簧和物块组成的系统机械能和电势能之和不变
B．弹簧处于原长时，物块的速度最大
C．弹簧最短时的加速度大小为
D．物块的最小电势能为
二、填空题（共2小题，每空2分，共14分）
11．如图所示，某实验小组用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球碰撞前后的动量关系。图中的O点为小球批出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使1球多次从斜轨上某位置S由静止释放，找到其平均落地点的位置P。然后，把半径相同的2球静置于水平轨道的末端，再将1球从斜轨上位置S静止释放，与2球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述1球与2球相碰的过程，分别找到碰后1球和2球落点的平均位置M和N。用刻度尺测量出水平射程。测得1球的质量为，2球的质量为．
（1）关于本实验，必须满足的条件是________。
A．斜槽轨道必须光滑以减少实验误差 B．斜槽轨道末端的切线必须水平
C．入射球和被碰球的质量必须相等 D．入射球每次必须从轨道的同一位置由静止释放
（2）当满足表达式________时，即说明两球碰撞中动量守恒。（用题中所给字母表示）
（3）若仅改变小球1和小球2的材质，两球碰撞时不仅得到（2）的结论，即碰撞遵守动量守恒定律，而且满足机械能守恒定律，则根据上述信息可以推断________。
A．不可能超过2 B．可能超过3
C．与大小关系不确定 D．与大小关系确定，且
12．用图所示电路观察电容器的充、放电现象，现提供如下实验器材：电源E（电动势，内阻不计）、电容器C（标称电容）、电阻箱、微安表G（量程，内阻为、单刀双掷开关S和导线若干。
（1）将开关S拨至位置1，电容器上极板带________电（选填“正”或“负”）；
（2）充电完毕，将开关S拨至位置2，根据测得数据作出电路中的电流i随时间t变化的图像如图所示，则电阻箱接入电路的阻值为________；
（3）图乙中曲线与坐标轴围成的区域共有148个小格，则电容器电容的测量值为________（结果保留3位有效数字）；
（4）根据图乙可作出电容器所带电荷量q随时间t变化的图像。某小组两次实验中电阻箱接入电路的阻值分别为和，，对应的图像为曲线a和b。则下列图像中可能正确的是________．
A． B．
C． D．
三、计算题（共3小题，其中13题10分，14题14分，15题16分，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分）
13．如图所示的电路中，电源的电动势，内阻忽略不计，电阻的阻值分别为．滑动变阻器的最大阻值，电容器的电容．现将滑动触头P置于中点，合上开关S，经过一段时间电路处于稳定。求：
（1）若断开S，之后通过的电荷量；
（2）若不断开S，当滑动触头P缓慢地移到a点过程中通过导线的电荷量。
14．如图所示，水平面上放有一长为l的绝缘材料做成的滑板，滑板的右端有一固定竖直挡板。一质量为m、电荷量为的小物块放在滑板的左端。已知滑板的质量为，小物块与板面、滑板与水平面间的摩擦均不计，滑板和小物块均处于静止状态。某时刻使整个装置处于场强为E、方向水平向右的匀强电场中，小物块与挡板第一次碰撞后的速率为碰前的．求：
（1）小物块与挡板第一次碰撞前瞬间的速率；
（2）小物块与挡板第二次碰撞前瞬间的速率；
（3）小物体从开始运动到第二次碰撞前，电场力做的功W。
15．在现代科学实验和技术设备中，常常利用电场来改变或控制带电粒子的运动。如图甲所示的装置由加速区、静电分析器和偏转电场三部分组成。在发射源S处静止释放比荷未知的正离子，经过竖直放置的A、B板间的加速电压U．后进入电场均匀辐射方向分布的静电分析器，从C点射入沿半径为R的圆心角为的圆弧做匀速圆周运动，且从D点射出，经从偏转电场的P点射入，水平放置的G、H板间距为d，两板间加上如图乙的变化电压，G为正极板，该变化电压的最大值也为，且周期T远远大于离子在偏转电场中的运动时间，G、H板足够长，离子重力不计，已知．求：
（1）圆弧虚线所在处电场强度E的大小；
（2）若离子源S在T时间内均匀发射N个正离子，则T时间内在G板上收集到的离子数n；
（3）离子打到H板上的长度。
邢台一中2023-2024学年第一学期第二次月考
高三年级物理试题参考答案
1-5：BDCCA 6-7：BA 8．BD 9．AD 10．AD
11．【答案】（1）BD （2） （3）ABD
12．【答案】正 8 987 D
13．【答案】（1）；（2）
【详解】（1）两点的电势差
两点的电势差
则两点的电势差
电容器的电荷量为
断开后电容器的电量通过两个支路放电，一是电阻和的左半边串联支路，另一条是电阻和电阻器的右半边串联支路，根据并联电路的电流关系可知，两支路的电阻之比为3∶2，则电流之比为2∶3，可知通过的电量为
（2）在点时
电容器板带电量
通过导线的电量
14．【答案】（1）；（2）（3）
【详解】（1）对小物块，根据动能定理
解得
（2）小物块与挡板碰撞过程动量守恒，设小物块与挡板碰撞后的速度为，所以
依题意
若，该情况不符合实际应舍去。
若
在小物块第一次与挡板碰撞之后到第二次与挡板碰撞之前，小物块做匀减速直线运动，滑板做匀速直线运动，从第一次碰撞后到第二次碰撞前，小物块和滑板相对于地面的位移相同，固有
解得
（3）设第一次碰撞过程中能量损失为，根据动量守恒
能量守恒定律
解得
第二次 撞前瞬间，滑板速度
根据功能关系
15．【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）周期远远大于离子在偏转电场中的运动时间，任一电压下都可认为离子在电场中做匀变速运动。离子在加速电场中，由动能定理得
离子在辐向电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，由牛顿第二定律得
联立可得
（2）离子偏转电场中做类斜挞运动，设电压为时离子运动轨迹恰好与板相切，则加速度为
竖直方向上的速度
由
联立可得
在每段时间内与成线性关系，打到板上的时间
则内在板上收集到的离子数
（3）当电压为时，由
打到板时水平偏移的最小距离
联立得
当电压为时，
打到板时水平偏移的最大距离
联立得
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