河北省2018届高三下学期期中考试物理试卷

一、多选题

1. 难度：困难

如图所示，固定在竖直面内的光滑绝缘圆环半径为R，圆环上套有质量分别为m和2m的两个带电的小球A、B(均可看作质点)，小球A带正电，小球B带负电，带电荷量均为q，且小球A、B用一长为2R的轻质绝缘细杆相连，竖直面内有竖直向下的匀强电场(未画出)，电场强度大小为E=。现在给小球一个扰动，使小球A从最高点由静止开始沿圆环下滑，已知重力加速度为g，在小球A滑到最低点的过程中，下列说法正确的是    (    )

A. 小球A减少的机械能等于小球B增加的机械能

B. 细杆对小球A和小球B做的总功为0

C. 小球A的最大速度为

D. 细杆对小球B做的功为mgR

2. 难度：困难

质量为m电量为的小滑块(可视为质点)，放在质量为M的绝缘长木板左端，木板放在光滑的水平地面上，滑块与木板之间的动障擦因数为，木板长为L，开始时两者都处于静止状态，所在空间存在范围足够大的一个方向竖直向下的匀强电场E，恒力F作用在m上，如图所示，则（    ）

A. 要使m与M发生相对滑动，只须满足

B. 若力F足够大，使得m与M发生相对滑动，当m相对地面的位移相同时，m越大，长木板末动能越大

C. 若力F足够大，使得m与M发生相对滑动，当M相对地面的位移相同时，E越大，长木板末动能越小

D. 若力F足够大，使得m与M发生相对滑动，E越大，分离时长本板末动能越大

3. 难度：困难

如图所示，处于竖直平面内的正六边形金属框架ABCDEF、可绕过C点且与平面垂直的水平轴自由转动，该金属框架的边长为L，中心记为O，用两根不可伸长、长度均为L的轻质细线将质量为m的金属小球悬挂于框架的A、E两个顶点并处于静止状态，现令框架绕转轴、沿顺时针方向缓慢转过90°角，已知重力加速度为g，在包括初、末状态的整个转动过程中下列说法正确的是(   )

A. 细线OA中拉力最大值为mg

B. 细线OE中拉力最大值为

C. 细线OA中拉力逐渐增大

D. 细线OE中拉力逐渐减小

4. 难度：困难

如图所示，A、B是质量分别为m和2m的小环，一半径为R的光滑半圆形细轨道，其圆心为O，竖直固定在地面上。轨道正上方离地高为h处固定一水平光滑长直细杆.杆与轨道在同一竖直平面内，杆上P点处固定一定滑轮，P点位于O点正上方。A套在杆上，B套在轨道上，一条不可伸长的轻绳通过定滑轮连接两环。两环均可看作质点，且不计滑轮大小与摩擦.现对A环施加一水平向右的力F，使B环从地面由静止开始沿轨道运动。则

A. 若缓慢拉动A环，B环缓慢上升至D点的过程中，F一直减小

B. 若缓慢拉动A环，B环缓慢上升至D点的过程中，外力F所做的功等于B环机械能的增加量

C. 若F为恒力，B环最终将静止在D点

D. 若F为恒力，B环被拉到与A环速度大小相等时，sin∠OPB=

5. 难度：困难

将一总电阻为1Ω，匝数n=4的线圈放在匀强磁场中，已知磁场方向垂直于线圈平面，从某时刻其穿过线圈的磁通量按图示规律变化，则（　　）

A. 在0～8s内与8s～10s内线圈内的电流方向相同

B. 在0～8s内通过线圈导线截面的电荷量为8C

C. 在8s～10s线圈中感应电动势为1V

D. 现象中产生交变电流的有效值为2A

6. 难度：困难

如图所示，光滑的轻滑轮通过支架固定在天花板上，一足够长的细绳跨过滑轮，一端悬挂小球b，另一端与套在水平细杆上的小球a连接。在水平拉力F作用下小球a从图示虚线（最初是竖直的）位置开始缓慢向右移动(细绳中张力大小视为不变)。已知小球b的质量是小球a的2倍，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，小球a与细杆间的动摩擦因数为。则下列说法正确的是（）

A. 当细绳与细杆的夹角为30°时，杆对a球的支持力为零

B. 支架对轻滑轮的作用力大小逐渐增加

C. 支架对a球的摩擦力先减小后增加

D. 若时，拉力F先减小后增加

7. 难度：困难

据有关资料介绍，受控核聚变装置中有极高的温度，因而带电粒子将没有通常意义上的“容器”可装，而是由磁场约束带电粒子运动，使之束缚在某个区域内。如图所示，环状磁场的内半径为，外半径为，被束缚的带电粒子的比荷为k，中空区域内带电粒子具有各个方向的速度，速度大小为v。中空区域中的带电粒子都不会穿出磁场的外边缘而被约束在半径为的区域内，则环状区域内磁场的磁感应强度大小可能是（）

A.     B.

C.     D.

8. 难度：困难

如图所示，光滑“∏”形金属导体框平面与水平面的夹角为θ.两侧对称，间距为L，上端接入阻值为R的电阻。ab以上区域内有垂直于金属框平面磁感应强度为B的匀强磁场。质量为m的金属棒MN与金属框接触良好，由图示位置以一定的初速度沿导轨向上运动，进入磁场区域后又继续上升一段距离但未碰及电阻R。已知金属棒上升、下降经过ab处的速度大小分别为v₁、v₂，不计金属框、金属样电阻及空气的理力。下列说法中正确的是

A. 金属棒上升时间小于下降时间

B. v₂的大小可能大于

C. 上升过程中电阻R产生的焦耳热较下降过程的大

D. 金属棒上升、下降经过ab处的时间间隔为

9. 难度：困难

建筑工人为了方便将陶瓷水管由高处送到低处，设计了如图所示的简易滑轨，两根钢管互相平行斜靠、固定在墙壁上，把陶瓷水管放在上面滑下。实际操作时发现陶瓷水管滑到底端时速度过大，有可能摔坏，为了防止陶瓷水管摔坏，下列措施可行的是

A. 在陶瓷水管内放置砖块

B. 适当减少两钢管间的距离

C. 适当增加两钢管间的距离

D. 用两根更长的钢管，以减小钢管与水平面夹角

10. 难度：困难

如图甲所示，静止在水平面上的等边三角形金属闭合线框，匝数n=10，总电阻，边长L=0.3m，处在两个半径均为r=0.1m的圆形匀强磁场中，线框顶点与右侧圆心重合，线框底边与左侧圆直径重合，磁感应强度垂直水平面向外， 垂直水平面向里， 随时间t的变化如图乙所示，线框一直处于静止状态，计算过程中近似取。下列说法正确的是（    ）

A. t=0时刻穿过线框的磁通量为0.5Wb

B. t=0.2s时刻线框中感应电动势为1.5V

C. 内通过线框横截面的电荷量为0.18C

D. 线框具有向左的运动趋势

11. 难度：困难

如图所示，半径为R的竖直光滑圆轨道与光滑水平面相切，质量均为m的小球A、B与轻杆连接，置于圆轨道上，A与圆心O等高，B位于O的正下方，它们由静止释放，最终在水平面上运动。下列说法正确的是（    ）

A. 下滑过程中A的机械能守恒

B. 当A滑到圆轨道最低点时，轨道对A的支持力大小为2mg

C. 下滑过程中重力对A做功的功率一直增加

D. 整个过程中轻杆对B做的功为

12. 难度：困难

如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，开关S闭合后，平行板电容器中的带电液滴M处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，则（     ）

A. 带电液滴M一定带正电

B. R₄的滑片向上端移动时，电流表示数减小，电压表示数增大

C. 若仅将电容器下极板稍微向上平移，带电液滴M将向上极板运动

D. 若将开关S断开，带电液滴M将向下极板运动

13. 难度：困难

如图所示,在竖直放置的平行金属板AB之间加上恒定电压U,AB两板的中央留有小孔,在B的右侧有平行于极板的匀强电场E,电场范围足够大,感光板MN垂直于电场方向放置,第一次从小孔处从静止释放一个质子,第二次从小孔处从静止释放一个粒子,关于这两个粒子在电场中运动的判断正确的是(   ) 

A. 质子和粒子打到感光板上时的速度之比为2:1

B. 质子和粒子在电场中运动的时间相同

C. 质子和粒子打到感光板上时的动能之比为1:2

D. 质子和粒子在电场中运动的轨迹重叠在一起

14. 难度：困难

如图所示，空间存在水平方向的匀强电场。在竖直平面上建立平面直角坐标系，在坐标平面的第一象限内固定绝缘光滑的半径为R 的四分之一圆周轨道,轨道的两个端点在坐标轴上。一质量为m，带电量为+q的小球从轨道上端由静止开始滚下，已知电场强度，则（   ）

A. 小球在轨道最低点的速度大小为

B. 小球在轨道最低点时对轨道的压力大小为

C. 小球脱离轨道后，当速度竖直向下时所在点的位置坐标为（－R，2R）

D. 小球脱离轨道后，运动轨迹将经过（0，9R）这一点

15. 难度：困难

如图所示，半径为R的半圆形区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，半圆的左边垂直x轴放置一粒子发射装置，在-R≤y≤R的区间内各处均沿x轴正方向同时发射出一个带正电粒子，粒子质量均为m、电荷量均为q、初速度均为v，重力及粒子间的相互作用均忽略不计，所有粒子都能到达y轴，其中最后到达y轴的粒子比最先到达y轴的粒子晚△t时间，

A. 磁场区域半径R应满足

B. 有些粒子可能到达y轴上相同的位置

C. ，其中角度θ的弧度值满足

D.

16. 难度：困难

如图所示，斜面1 、曲面2和斜面3的顶端高度相同，底端位于同一水平面上，斜面1与曲面2的底边长度相同。一物体与三个面间的动摩擦因数相同，在它由静止开始分别沿三个面从顶端下滑到底端的过程中，下列判断正确的是

A. 物体减少的机械能△E₁=△E₂> △E₃    B. 物体减少的机械能△E₂>△E_l>△E₃

C. 物体到达底端时的速度v_l =v₂<v₃    D. 物体到达底端时的速度v₂<v₁<v₃

17. 难度：困难

如图所示，斜面1、曲面2和斜面3的顶端高度相同，底端位于同一水平面上，斜面1与曲面2的水平底边长度相同。一物体与三个面间的动摩擦因数相同，当它由静止开始分别沿三个面从顶端下滑到底端的过程中，若损失的机械能分别为△E₁、△E₂、△E₃，到达底端的速度分别为v₁、v₂、v₃，则下列判断正确的是

A. △E₁=△E₂>△E₃

B. △E₂>△E₁>△E₃

C. v₁=v₂＜v₃

D. v₂< v₁<v₃

二、单选题

18. 难度：困难

如图所示，间距为L的足够长的平行金属导轨固定在斜面上，导轨一端接入阻值为R的定值电阻，t=0时，质量为m的金属棒由静止开始沿导轨下滑，t=T时，金属棒的速度恰好达到最大值vm，整个装置处于垂直斜面向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，已知金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，金属棒及导轨的电阻不计，下列说法正确的是(   )

A. 时，金属棒的速度大小为

B. 0～T的过程中，金属棒机械能的减少量等于R上产生的焦耳热

C. 电阻R在0～内产生的焦耳热小于～T内产生的焦耳热

D. 金属棒0～内机械能的减少量大于～T内机械能的减少量

19. 难度：困难

如图甲所示，轻杆一端与质量为1kg、可视为质点的小球相连，另一端可绕光滑固定轴在竖直平面内自由转动，现使小球在竖直平面内做圆周运动，经最高点开始计时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度v随时间t的变化关系如图乙所示，A、B、C三点分别是图线与纵轴、横轴的交点、图线上第一周期内的最低点，该三点的纵坐标分别是1、0、-5。g取10m/s²，不计空气阻力，下列说法正确的是

A. 轻杆的长度为0.5m

B. 小球经最高点时，杆对它的作用力方向竖直向上

C. B点对应时刻小球的速度为13m/s

D. 曲线AB段与坐标轴所围图形的面积为0.5m

20. 难度：困难

如图所示，带有光滑竖直杆的三角形斜劈固定在水平地面上，放置于斜劈上的光滑小球与套在竖直杆上的小滑块用轻绳连接，开始时轻绳与斜劈平行。现给小滑块施加一个竖直向上的拉力，使小滑块沿杆缓慢上升，整个过程中小球始终未脱离斜劈，则有

A. 小球对斜劈的压力保持不变

B. 轻绳对小球的拉力先减小后增大

C. 竖直杆对小滑块的弹力先增大再减小

D. 对小滑块施加的竖直向上的拉力逐渐增大

三、实验题

21. 难度：困难

某同学要分别测量一小灯泡（3.8V、1.5W）在常温下和正常工作时的电阻，方法如下：

（1）用欧姆表测量小灯泡常温下的电阻，测量示数如图甲，小灯泡常温下的电阻为______Ω。

（2）用图乙所示电路测量小灯泡正常工作时的电阻，图中为滑动变阻器，为电阻箱，电源电动势为E=6V，

①请在答题纸上将实物图连接补充完整_______。

②为检查电路连接是否有断接处，该同学进行了如下操作：将的滑动触头P移至C处，只闭合，发现电压表示数接近6V，若仪器都完好，则没有连接好的区间是__________。

A、ab段        B、cd段           C、eP段

③排除故障后，将拨向接点1，接通，调节__________，使电压表示数达到3.8V；之后拨向接点2，调节_______________，使___________，的读数即为小灯泡正常工作时的电阻。

四、解答题

22. 难度：困难

如图甲所示，光滑平行金属导轨水平放置，间距为1m，其间有竖直向上的匀强磁场，两相同的导体棒垂直导轨放置，导体棒质量均为0.5kg，电阻均为4，导体棒与导轨接触良好。锁定CD棒，在AB棒上加一水平向右的拉力，使AB棒从静止开始做匀加速直线运动，拉力随时间的变化规律如图乙所示，运动9m后撤去拉力，导轨足够长且电阻不计，求：

(1)AB棒匀加速运动的加速度及磁场的磁感应强度大小；

(2)撤去拉力后AB棒运动的最大距离；

(3)若撤去拉力的同时解除对CD棒的锁定，之后CD棒产生的焦耳热。