2017届北京市央民族大学附高三12月考物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

把长0．10m的直导线放入匀强磁场中，保持导线和磁场方向垂直，已知磁场的磁感应强度B的大小为5．0T，当导线中通过的电流为3．0A时，该直导线受到安培力的大小是

A.     B.

C.     D.

2. 难度：中等

如图所示为等量异种电荷周围电场线的分布图，图中M点时两点电荷连线的中点，N点和M点到正电荷的距离相等，若M、N两点电场强度的大小分别为和，电势分别为和，则

A.

B.

C.

D.

3. 难度：中等

如图所示，直线B为电源的U-I图线，直线A为电阻R的U-I图线，用该电源和该电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的效率分别是

A．电源的输出功率为4W

B．电源的输出功率为2W

C．电源的效率为33．3％

D．电源的下列为67％

4. 难度：简单

如图所示，平行线代表电场线，但未标明方向，一个带正电，电量为的微粒在电场中仅受电场力作用，当它从A点运动到B点时动能减少了，已知A点的电势为-10V，则以下判断正确的是

A. 微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示

B. 微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示

C. B点电势为零

D. B点电势为-20V

5. 难度：简单

在如图所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电子可能沿水平方向向右作直线运动的是

6. 难度：中等

如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，当滑动变阻器的触片从右端滑到左端时，发现电压表示数变化的绝对值分别为和，下列说法中正确的是

A．小灯泡变暗，变亮

B．小灯泡变暗，变亮

C．

D．

7. 难度：中等

如图所示，甲为带正电的小物块，乙是一不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的水平匀强磁场，现用水平恒力F沿垂直磁场的方向拉乙物块，使甲、乙一起由静止开始无相对滑动地向左运动，那么，在加速运动阶段，甲对乙的压力N及甲对乙的摩擦力f的大小变化情况为

A．N增大，f增大             B．N增大，f减小

C．N减小，f增大             D．N减小，f减小

8. 难度：中等

如图所示，界面MN与水平面之间有一个正交的匀强磁场B和匀强电场E，在MN上方有一个带正电的小球A由静止开始下落，经电场和磁场到达水平面，设空气阻力不计，下列说法中正确的是

A．在复合场中，小球做匀变速曲线运动

B．在复合场中，小球下落过程中的电势能减小

C．小球从静止开始下落到达水平面时的动能等于其电势能和重力势能的减少量总和

D．若其他条件不变，仅仅增大磁感应强度，小球从原来的位置下落到水平面时的动能不变

9. 难度：中等

如图所示连接平行板金属板的导线的一部分CD与另一连接电池的回路的一部分EF平行，CD、EF均在纸面内，金属板与纸面垂直，板间有垂直于纸面向里的磁场，当一束等离子体射入两金属板中间时，关于CD段导线将受到力的作用，下列说法正确的是

A．等离子体从右方射入，CD受力的方向背离EF

B．等离子体从右方射入，CD受力的方向指向EF

C．等离子体从左方射入，CD受力的方向背离EF

D．等离子体从左方射入，CD受力的方向指向EF

10. 难度：中等

如图所示为某种质谱仪的工作原理示意图，此质谱仪由以下几部分构成：粒子源N：P、Q间的加速电场：静电分析器，即中心线半径为R的四分之一圆形通道，通道内有均匀辐射电场，方向沿径向指向圆心O，且与圆心O等距的各点电场强度大小相等，磁感应强度为B的有界匀强磁场，方向追至纸面向外，胶片M。由粒子源发出的不同带电粒子，经加速电场加速后进入静电分析器，某些粒子能沿中心线通过静电分析器并经小孔S，垂直磁场边界进入磁场，最终打到胶片上的某点，粒子从粒子源发出时的初速度不同，不计粒子所受重力，下列说法正确的是

A．从小孔S进入磁场的粒子速度大小一定相等

B．从小孔S进入磁场的粒子动能一定相等

C．打到胶片上同一点的粒子速度大小一定相等

D．打到胶片上位置距离O点越远的粒子，比荷越小

二、实验题

11. 难度：中等

某同学设计实验测定待测电阻的阻值，（阻值约为3Ω），除电源（电动势为1．5V）、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：

a．电流表（量程0．6A）

b．电流表（量程3A）

c．电压表（量程3V）

d．电压表（量程15V）

e．滑动变阻器（最大阻值10Ω）

f．滑动变阻器（最大阻值100Ω）

（1）实验中，应选择的器材有________、________、________（填入所选器材前面的字母）；

（2）在虚线框内画出所设计的电路图，并用笔画线代替导线将图乙的实验器材连接成实验电路；

（3）引起实验系统误差的主要原因是__________。

12. 难度：中等

根据闭合电路欧姆定律，用图甲所示的电路可以测定电池的电动势和内阻，R为一变阻箱，改变R的阻值，可读出电压表V相应的示数U。对测得的实验数据进行处理，就可以实现测量目的，根据实验数据在坐标系中描出坐标点，如图乙所示，已知，请完成以下数据分析和处理。

（1）在坐标纸上画出关系图线；

（2）图线的斜率是___________，由此可得电磁电动势E=______V。（结果保留两位有效数字）

三、计算题

13. 难度：中等

如图所示，质量为m，电荷量为+q的滑块，静止在绝缘水平面上，某时刻，在MN的左侧加一个长期为E的匀强电场，滑块在电场力的作用下开始向右运动，已知滑块与MN之间的距离为d，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，求：

（1）滑块在电场中运动时加速度a的大小；

（2）滑块停止时MN间的距离x。

14. 难度：中等

如图所示，在虚线MN的上方存在磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向内，质子和粒子以相同的速度由MN上的O点以垂直MN且垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，再分别从MN上，A、B两点离开磁场。已知质子的质量为m，电荷为e，粒子的质量为4m，电荷为2e，忽略带电粒子的重力及质子和粒子间的相互作用，求：

（1）A、B两点间的距离；

（2）粒子在磁场中运动的时间。

四、实验题

15. 难度：中等

如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0．40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0．20T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场，金属导轨的一端接有电动势E=4．5V、内阻r=0．50Ω的直流电源。现把一个质量为m=0．040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止，导体棒与金属导轨垂直，且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻=2．5Ω，金属导轨电阻不计，，已知sin37°=0．6，cos37°=0．8，求：

（1）通过导体棒的电流；

（2）导体棒受到的安培力大小；

（3）导体棒受到的摩擦力的大小、方向。

五、计算题

16. 难度：中等

回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D形金属扁盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以便在盒间的窄缝中形成一匀强电场，高频交流电源的周期与带电粒子在D型盒中的运动周期相同，使粒子每穿过窄缝都得到加速（尽管粒子的速率和半径一次比一次增大，运动周期却始终不变）。两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，磁场的磁感应强度为B，粒子源置于D形盒的中心附近，若粒子源放射出粒子的电量为q，质量为m，最大回旋半径为R，其运动轨迹如图所示，不计粒子的重力和初速度，试求：

（1）两盒所加交流电的频率为多大？

（2）粒子离开回旋加速器时的最大动能为多少？

（3）设两D形盒间电场的电势差为U，计算粒子在整个回旋加速器中运动所用的总时间t为多少？（忽略粒子在盒间窄缝电场中加速所用的时间）。

17. 难度：中等

如图所示，在某空间存在这样一个磁场区域，以MN为界，上部分的匀强磁场的磁感应强度为，下部分的匀强磁场的磁感应强度为，，方向均垂直纸面向内，且磁场区域足够大，在距离界限为h的P点有一带负电的离子处于静止状态，某时刻该离子分解成为带电荷的粒子A和不带电的粒子B，粒子A质量为m、带电荷q，以平行于界线MN的速度向右运动，经过界线MN处的速度方向与界线成60°角（如图所示），进入下部分磁场。当粒子B沿与界线平行的直线到达位置Q点时，恰好又与粒子A相遇。不计各粒子的重力，求：

（1）粒子A在上、下磁场中作匀速圆周运动的半径之比；

（2）P、Q两点间的距离；

（3）粒子B的质量。

18. 难度：困难

如图甲为科技小组的同学们设计的一种静电除尘装置示意图，其主要结构有一长为L，宽为b，高为d的矩形通道，其前、后板使用绝缘材料，上、下板使用金属材料，图乙是该主要结构的截面图，上、下两板与输出电压可调的高压直流电源（内电阻可忽略不计）相连，质量为m、电荷量大小为q的分布均匀的带负电的尘埃无初速度地进入A、B两极板间的加速电场。已知A、B两极板间加速电压为，尘埃加速后全都获得相同的水平速度，此时单位体积内的尘埃数为n。尘埃被加速后进入矩形通道，当尘埃碰到下极板后其所带电荷被中和，同时尘埃被收集，通过调整高压直流电源的输出电压U可以改变收集效率（被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值）。尘埃所受的重力，空气阻力及尘埃之间的相互作用均可忽略不计，在该装置处于稳定工作状态时：

（1）求在较短的一段时间呢，A、B两极板间加速电场对尘埃所做的功；

（2）若所有进入通道的尘埃都被收集，求通过高压直流电源的电流；

（3）请推导出收集效率随电压直流电源输出电压U变化的函数关系式。

19. 难度：困难

如图所示，在正交坐标系Oxyz的空间中，同时存在匀强电场和匀强磁场（x轴正方向水平向右，y轴正方向竖直向上），匀强磁场的方向与Oxy平面平行，且与x轴的夹角为60°。一质量为m、电荷量为+q的带电质点从y轴上的点P（0，h，0）沿平行于z轴正方向以速度射入场区，重力加速度为g

（1）若质点恰好做匀速圆周运动，求电场强度的大小和方向；

（2）若质点恰沿方向做匀速直线运动，求电场强度的最小值及方向；

（3）若电场为（2）问所求的情况，撤去磁场，当带电质点P点射入时，求带电粒子运动到Oxz平面时的位置。