2017届黑龙江省高三上学期期中考试物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

如图所示，直线MN上方有垂直纸面向里的匀强磁场，电子1从磁场边界上的a点垂直MN和磁场方向射入磁场，经t₁时间从b点离开磁场。之后电子2也由a点沿图示方向以相同速率垂直磁场方向射入磁场，经t₂时间从a、b连线的中点c离开磁场，则t₁∶t₂为（       ）

A．2∶3           B．2∶1           C．3∶2             D．3∶1

2. 难度：困难

如图所示，在边长为l的正方形区域内，有与y轴平行的匀强电场和垂直于纸面的匀强磁场。一个带电粒子（不计重力）从原点O沿x轴进入场区，恰好做匀速直线运动，穿过场区的时间为t；若撤去磁场，只保留电场，其它条件不变，该带电粒子穿过场区的时间为；若撤去电场，只保留磁场，其它条件不变，那么该带电粒子穿过场区的时间为（       ）

A．         B．          C．          D．

3. 难度：中等

空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示，a、b、c、d为电场中的4个点，则（      ）

A. P、Q两点处的电荷等量同种

B. a点和b点的电场强度相同

C. 负电荷从a到c，电势能减少

D. c点的电势低于d点的电势

4. 难度：中等

如图所示，由均匀的电阻丝组成的等边三角形导体框，垂直磁场放置，将ab两点接入电源两端，若电阻丝ab段受到的安培力大小为F，则此时三根电阻丝受到的安培力的合力大小为（       ）

A．F           B．1．5F          C．2F           D．3F

5. 难度：中等

在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n＝1 500，横截面积S＝20 cm²，螺线管导线电阻r＝1．0 Ω，R₁＝4．0 Ω，R₂＝5．0 Ω，电容器电容C＝30 μF。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按图乙所示的规律变化。则下列说法中正确的是（       ）

A．螺线管中产生的感应电动势为1．5 V

B．闭合电键，电路中的电流稳定后电容器上极板带正电

C．电路中的电流稳定后，电阻R₁的电功率为5×10^－2 W

D．电键断开，流经电阻R₂的电荷量为1．8×10^－5 C

6. 难度：中等

如图所示为测量某电源电动势和内阻时得到的U－I图线。用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4．8 V。则该电路可能为（       ）

7. 难度：中等

如图所示，极板A发出的电子经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板间，金属板间所加的电压为U，电子最终打在荧光屏P上。关于电子的运动，下列说法中正确的是（       ）

A．滑动触头向右移动时，其它不变，则电子打在荧光屏上的位置上升

B．滑动触头向左移动时，其它不变，则电子打在荧光屏上的位置上升

C．电压U增大时，其它不变，则电子打在荧光屏上时速度大小不变

D．电压U增大时，其它不变，则电子从发出到打在荧光屏上的时间不变

8. 难度：困难

如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中，O为M、N连线中点，连线上a、b两点关于O点对称。导线均通有大小相等、方向向上的电流。已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度，式中k是常数、I是导线中电流、r为点到导线的距离。一带正电的小球以初速度v₀从a点出发沿连线运动到b点。关于上述过程，下列说法正确的是（       ）

A．小球一直做匀速直线运动

B．小球先做加速运动后做减速运动

C．小球对桌面的压力先减小后增大

D．小球对桌面的压力一直在增大

9. 难度：中等

如图所示，在光滑的绝缘水平面上，一绝缘水平细线系一个带电小球，绕O点在匀强磁场中做逆时针方向的匀速圆周运动，磁场方向竖直向下（图示为俯视图）。若小球运动到圆周上的A点时，从细线的连接处脱离，而后仍在磁场中运动。则关于小球的运动情况，下列说法中正确的是（       ）

A．小球可能做逆时针方向的匀速圆周运动，半径不变

B．小球可能做逆时针方向的匀速圆周运动，半径减小

C．小球可能做顺时针方向的匀速圆周运动，半径不变

D．小球可能做顺时针方向的匀速圆周运动，半径增大

10. 难度：中等

如图所示，在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m、电阻为R的金属正方形线框，以速度v垂直磁场方向从实线（Ⅰ）位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的（Ⅱ）位置时，线框的速度为。下列说法正确的是（       ）

A．在位置（Ⅱ）时线框中的电功率为

B．此过程中线框产生的内能为

C．在位置（Ⅱ）时线框的加速度为

D．此过程中通过线框截面的电量为

11. 难度：中等

如图所示，有一范围足够大的水平匀强磁场，磁感应强度为B，一个质量为m、电荷量为＋q的带电小圆环套在一根固定的绝缘竖直长杆上，环与杆间的动摩擦因数为μ。现使圆环以初速度v₀向上运动，经时间t₀圆环回到出发点。不计空气阻力，取竖直向上为正方向，下列描述该过程中圆环的速度v随时间t、摩擦力f随时间t、动能E_k随位移x、机械能E随位移x变化规律的图象中，可能正确的是（       ）

12. 难度：中等

如图所示，空间存在一水平方向的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度大小为B，电场强度大小为，且电场方向与磁场方向垂直。在电磁场的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆，与电场正方向成60º夹角且处于竖直平面内。一质量为m，带电量为＋q的小球套在绝缘杆上。若给小球一沿杆向下的初速度v₀，小球恰好做匀速运动。已知小球电量保持不变，重力加速度为g，则以下说法正确的是（       ）

A．小球的初速度为

B．若小球的初速度为，小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止

C．若小球的初速度为，小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止

D．若小球的初速度为，则运动中克服摩擦力做功为

13. 难度：中等

在如图所示宽度范围内，用场强为E的匀强电场可使初速度为v₀的某种正粒子偏转θ角（v₀⊥E）；在同样宽度范围内，若改用方向垂直于纸面向外的匀强磁场（图中未画出），使该粒子穿过该区域且偏转角仍为θ（不计粒子的重力），问：

（1）匀强磁场的磁感应强度是多大；

（2）粒子穿过电场和磁场的时间之比。

二、计算题

14. 难度：中等

如图所示，直角坐标系xOy平面内，在平行于y轴的虚线MN右侧y＞0的区域内，存在着沿y轴负方向的匀强电场；在y＜0的某区域存在方向垂直于坐标平面的有界匀强磁场（图中未画出）。现有一电荷量为q、质量为m的带正电粒子从虚线MN上的P点，以平行于x轴方向的初速度v₀射入电场，并恰好从原点O处射出，射出时速度方向与x轴夹角为60°。此后粒子先做匀速运动，然后进入磁场，粒子从有界磁场中射出时，恰好位于y轴上Q（0，－l）点，且射出时速度方向沿x轴负方向，不计带电粒子的重力。求：

（1）P、O两点间的电势差；

（2）带电粒子在磁场中运动的时间。

三、简答题

15. 难度：中等

如图所示，绝缘水平面上有宽l＝0．4 m的匀强电场区域，场强E＝6×10⁵ N／C，方向水平向左。不带电的物块B静止在电场边缘的O点；带电量q＝＋5×10^－8C、质量m＝1×10^－2 kg的物块A在距O点x＝2．25 m处以v₀＝5 m／s的水平初速度向右运动，并与B发生碰撞。假设碰撞前后A、B构成的系统没有动能损失，A的质量是B的k（k＞1）倍，A、B与水平面间的动摩擦因数均为μ＝0．2，物块可视为质点，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，且A的电荷量始终不变，g取10 m／s²。

（1）求A到达O点与B碰撞前的速度大小；

（2）求碰撞后瞬间A和B的速度大小；

（3）讨论k在不同取值范围时电场力对A做的功。

四、计算题

16. 难度：困难

相距l＝1．5 m的足够长金属导轨竖直放置，质量为m₁＝1 kg的金属棒ab和质量为m₂＝0．27 kg的金属棒cd均通过棒两端的小环水平地套在金属导轨上，如图（a）所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁场磁感应强度的大小相同。ab棒光滑，cd棒与导轨间动摩擦因数为μ＝0．75，两棒总电阻为1．8 Ω，导轨电阻不计。ab棒在方向竖直向上，大小按图（b）所示规律变化的外力F作用下，从静止开始沿导轨匀加速运动，同时cd棒也由静止释放。重力加速度g取10 m／s²。

（1）求出磁感应强度B的大小和ab棒加速度大小；

（2）已知在2 s内外力F做功40 J，求此过程中两金属棒产生的总焦耳热；

（3）求出cd棒达到最大速度所需的时间。