高三物理综合模拟测试题二
一、本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的。全部选对的得3分，选对但不全的得２分，有选错或不答的得０分。把你认为正确答案的代表字母填写在题后的括号内。
1．两个完全相同的绝缘金属小球A、B， A球所带电荷量为+4Q， B球不带电。现将B球与A球接触后，移至与A球距离为 d处（d远远大于小球半径）。已知静电力常量为k，则此时A、B两球之间相互作用库仑力的大小是
A. 
B.
C.
D. 
2．在图1所示的电路中，电源电动势为E，电源内阻为r，闭合开关S，
待电流达到稳定后，电流表示数为I，电压表示数为U，电容器C所带
电荷量为Q。现将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，
待电流达到稳定后，则与P移动前相比
A．U变小 B．I变小 C．Q增大 D．Q减小
3．如图2所示，理想变压器初级线圈的匝数为
，次级线圈的匝数为
，
初级线圈两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220V，负载电
阻为
时，电流表A1的示数是0.20A。下列说法正确的是
A．电流表A2的示数为1.0A
B．初级和次级线圈的匝数比为5∶1
C．若将另一个电阻与原负载R并联，则电流表A1的示数增大
| |
4．如图3所示，三个完全相同的绝缘金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上，c球在xoy坐标系原点o上。a和c带正电，b带负电，a所带电荷量比b所带电荷量少。关于c受到a和b的静电力的合力方向，下列判断正确的是
A. 从原点指向第Ⅰ象限 B. 从原点指向第Ⅱ象限
C. 从原点指向第Ⅲ象限 D. 从原点指向第Ⅳ象限
5. 一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的速度-时间图像如图4甲所示。则A、B两点所在区域的电场线可能是图4乙中的
 |
6．如图5所示，在水平放置的平行板电容器之间，有一带电油滴P处于静止状态。若从某时刻起，油滴所带的电荷开始缓慢减少，为维持该油滴仍处于静止状态，可采取下列哪些措施
A．其他条件不变，使电容器两极板缓慢靠近
B．其他条件不变，使电容器两极板缓慢远离
C．其他条件不变，将变阻器的滑片缓慢向左移动
D．其他条件不变，将变阻器的滑片缓慢向右移动
7．如图6甲所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈B中通以如图6乙所示的交变电流，设t=0时电流沿逆时针方向（图中箭头所示）。对于线圈A，在t1~t2时间内，下列说法中正确的是
A. 有顺时针方向的电流，且有扩张的趋势
B. 有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势
C. 有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势
D. 有逆时针方向的电流，且有收缩的趋势
8．如图7所示电路为演示自感现象的实验电路。实验时，先闭合开关
S，电路达到稳定后设通过线圈L的电流为I1，通过小灯泡L2的电流为
I2，小灯泡L2处于正常发光状态。以下说法正确的是
A．S闭合后的瞬间，L2灯缓慢变亮，L1灯立即亮
B．S闭合后的瞬间，通过线圈L的电流逐渐增大到稳定值
C．S断开后的瞬间，小灯泡L2中的电流由I1逐渐减为零，方向与I2相反
D．S断开后的瞬间，小灯泡L2中的电流由I2逐渐减为零，方向不变
9．如图8甲所示，一带电粒子以水平初速度v0（v0<
）先后进入方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域，已知电场方向竖直向下，两个区域的宽度相同且紧邻在一起。在带电粒子穿过电场和磁场的过程中（其所受重力忽略不计），电场和磁场对粒子所做的总功为W1；若把电场和磁场正交叠加，如图8乙所示，粒子仍以初速度v0穿过叠加场区，在带电粒子穿过电场和磁场的过程中，电场和磁场对粒子所做的总攻为W2。比较W1和W2，有
A. 一定是W1>W2 B. 一定是W1=W2
C. 一定是W1<W2 D. 可能是W1<W2，也可能是W1>W2
10．如图9甲所示，由粗细均匀的电阻丝制成边长为l的正方形线框abcd，线框的总电阻为R。现将线框以水平向右的速度v匀速穿过一宽度为2l、磁感应强度为B的匀强磁场区域，整个过程中ab、cd两边始终保持与磁场边界平行。令线框的cd边刚好与磁场左边界重合时t=0，电流沿abcd流动的方向为正， u0=Blv。在图9乙中画出线框中a、b两点间电势差uab随线框cd边的位移x变化的图象正确的是
二、本题共3小题，每小题4分，共12分。把答案填在题中的横线上或按要求画图。
11．在用电压表和电流表测电源电动势和内电阻的实验中，根据图10所
示的实验电路测量得出如下的一组数据。
| U/V | 1.36 | 1.32 | 1.30 | 1.28 | 1.24 | 1.20 |
| I/A | 0.22 | 0.28 | 0.34 | 0.40 | 0.46 | 0.50 |
（1）试在图11的坐标系中做出实验得到的U-I图象。
（2）用绘制的U-I图象得出所测的电源的电动势为______V；电源的内电阻为_______Ω。
12．小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大，因而引起功率变化。一研究性学习小组在实验室通过实验研究这一问题，实验室备有的器材是：电压表（0-3V，3kΩ），电流表（0-0.6A，0.1Ω），电池，开关，滑动变阻器，待测小灯泡，导线若干。实验时，要求小灯泡两端电压从0逐渐增大到额定电压以上。
（1）他们应选用图12中哪图所示电路
进行实验。
 | |||
| |||
（2）根据实验测得数据描绘出如
图13所示的U-I图象，小灯泡电压
随电流变化曲线，由此可知，小灯
泡电阻R随温度T的关是 。
（3）已知实验中使用的小灯泡标有
1.5V字样。请你根据上述试验的结果，确定小灯泡在1.5V电压下的实际功率是______W。
|
13．在用描迹法画出电场中平面上的等势线的实验中，采用的装置如图14甲所示。在平整的木板上，由下而上依次铺放白纸、复写纸和导电纸。A、B为两个电极，分别接在路端电压为6V的电源两端。A接电源正极，B接电源负极，在AB两点的连线上，有a、b、c、d、e五个等间距的点。
（1）若用图14乙中的灵敏电流表的两个接线柱引出的两个表笔（探针）分别接触图14甲中的d、e两点时，指针向右偏（若电流从红表笔流进时，指针向右偏），则电流表的红表笔接触在 点；
（2）若用图14乙中的灵敏电流表的两个表笔（探针）分别接触图14甲中的d、f两点，（d、f连线和A、B连线垂直）时，发现电流表指针偏离刻度满中央位置。为使指针仍指在刻度盘中央（即不发生偏转），应将接f的表笔向 （填“左”或“右）移动。
三、本题包括7小题，共58分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
14．（7分）如图15所示，用长L=0.50m的绝缘轻质细线，把一个质量m=1.0g带电小球悬挂在带等量异种电荷的平行金属板之间，平行金属板间的距离d=5.0cm，两板间电压U=1.0×103V。静止时，绝缘线偏离竖直方向θ角，小球偏离竖直距离a=1.0cm。（θ角很小，为计算方便可认为tanθ≈sinθ，取g=10m/s2，需要求出具体数值，不能用θ角表示）求：
（1）两板间电场强度的大小；
（2）小球带的电荷量。
15．（7分）如图16所示，在倾角为37°的斜面上，固定一宽L=0.25m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和变阻器。电源电动势E=12V，内阻为r=1. 0Ω。一质量m=20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感强度B=0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中（导轨与金属棒的电阻不计）。金属导轨是光滑的，取g=10 m/s2，且已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,要保持金属棒静止在导轨上时，求：
（1）回路中电流的大小；
（2）滑动变阻器接入电路的阻值。
16．（8分）在图17所示为一真空示波管，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电压U1加速，从A板中心孔沿中心线kO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为U1，M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L1，板右端到荧光屏的距离为L2，电子的质量为m，电荷量为e。求：
（1）电子穿过A板时的速度大小；
（2）电子从偏转电场射出时的侧移量；
（3）P点到O点的距离。
17.（8分）图18所示为一个小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈的长度ab=0.25m，宽度bc=0.20m，共有n=100匝，总电阻r=1.0W，可绕与磁场方向垂直的对称轴OO’转动。线圈处于磁感应强度B=0.40T的匀强磁场中，与线圈两端相连的金属滑环上接一个“3.0V，1.8W”的灯泡，当线圈以角速度ω匀速转动时，小灯泡消耗的功率恰好为1.8W。（不计转动轴与电刷的摩擦）
（1）推导发电机线圈产生感应电动势的最大值的表达式Em=nBSω（其中S表示线圈的面积）；
（2）求线圈转动的角速度ω；
（3）线圈以上述角速度转动100周过程中发电机产生的电能。
18．（9分）如图19所示，长L=0.80m、电阻r=0.30Ω、质量m=0.10kg的金属棒CD垂直放在水平导轨上，导轨由两条平行金属杆组成，已知金属杆表面光滑且电阻不计，导轨间距也是L，金属棒与导轨接触良好。量程为0~3.0A的电流表串接在一条导轨上，在导轨左端接有阻值R=0.50Ω的电阻，量程为0~1.0V的电压表接在电阻R两端，垂直于导轨平面的匀强磁场向下穿过导轨平面。现以向右恒定的外力F=1.6N使金属棒向右运动，当金属棒以最大速度v在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中的一个电表正好满偏，而另一个电表未满偏。
（1）试通过计算判断此满偏的电表是哪个表。
（2）求磁感应强度的大小。
（3）在金属棒ab达到最大速度后，撤去水平拉力F，求此后电阻R消耗的电能。
19．（9分）如图20所示，oxyz坐标系的y轴竖直向上，在坐标系所在的空间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向与x轴平行。从y轴上的M点（0，H，0）无初速释放一个质量为m、电荷量为q的带负电的小球，它落在xz平面上的N（l,0,b）点（l>0,b>0）。若撤去磁场则小球落在xz平面的P点（l,0,0）。已知重力加速度为ｇ。
（1）已知匀强磁场方向与某个坐标轴平行，请确定其可能的具体方向。
（2）求出电场强度的大小。
（3）求出小球落至N点时的速率。
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20．（１０分）如图21所示，在xoy平面内的第三象限中有沿－ｙ方向的匀强电场，场强大小为E。在第一和第二象限有匀强磁场，方向垂直于直角坐标平面向里。今有一个质量为m、电荷量为e的电子，从y轴的P点以初速度v0垂直于电场方向进入电场（不计电子所受重力）。经电场偏转后，沿着与x轴负方向成45°进入磁场，并能返回到原出发点P。
（1）简要说明电子的运动情况，并画出电子运动轨迹的示意图；
（2）求P点距坐标原点的距离；
（3）电子从P点出发经多长时间再次返回P点？
高三物理综合模拟测试题二
参考答案及评分标准
一、本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的。全部选对的得3分，选对但不全的得２分，有选错或不答的得０分。把你认为正确答案的代表字母填写在题后的括号内。
1．C 2. BC 3. ABC 4. D 5. C 6. AC 7. D 8. BC 9. A 10. B
二、本题共3小题，每小题4分，共12分。把答案填在题中的横线上或按要求画图。
11．（1）如图所示。………（2分）
（2）1.48。（得出1.46V～1.50V均为正确）；0.52（得出0.50Ω～0.60Ω均为正确）………（2分）
12．（1）A…（1分）（2）小灯泡的电阻R随温度T升高而增大…（1分）
（3）0.69…（2分）（0.58—0.70都得分）
13．（1）d（2分） (2)右…（2分）
三、本题包括7小题，共58分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
14．（1）设两板间的电场强度为E，根据匀强电场的场强和电势差的关系得：
E=
=2.0×104V/m……………………（3分）
（2）小球静止时受力平衡
qE=mgtanθ……………………（2分）
解得q=
=1.0×10-8C……………………（2分）
15．（1）金属棒静止在金属轨道上受力平衡，如图1所示
BIL=mgsin37°……………………（2分）
解得：I=
=0.60A……………………（2分）
（2）设变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路欧姆定律
E=I(R+r) ……………………（2分）
解得：R=
= 19Ω……………………（1分）
16．（1）设电子经电压U1加速后的速度为v0，根据动能定理得：
e U1=
………（1分） 解得：
………（1分）
（2）电子以速度v0进入偏转电场后，垂直于电场方向作匀速直线运动，沿电场方向作初速度为零的匀加速直线运动。设偏转电场的电场强度为E，电子在偏转电场运动的时间为t1，电子的加速度为a，离开偏转电场时相对于原运动方向的侧移量为y1，根据牛顿第二定律和运动学公式得：
F=eE, E=
, F=ma, a =
……（1分）
t1=
………………（1分）
y1=
, 解得： y1=
……（1分）
（3）设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为vy，根据运动学公式得
vy=a1t=
电子离开偏转电场后作匀速直线运动，设电子离开偏转电场后打在荧光屏上所用的时间为t2，电子打到荧光屏上的侧移量为y2，如图2所示
t2=
， y2= vyt2 解得：y2=
……………………（2分）
P到O点的距离为 y=y1+y2=
……………………（1分）
17．（1）线圈平面与磁场方向平行时产生感应电动势最大，设ab边的线速度为v，该边产生的感应电动势为E1=BLabv
与此同时，线圈的cd边也在切割磁感线，产生的感应电动势为E2= BLcdv
线圈产生的总感应电动势为：Em=n(E1+E2)因为Lab=Lcd，
所以，Em=n2BLabv………………（1分）
线速度v=ω
Lbc,
所以 Em=nBLab Lb cω，而S= Lab Lb c（S表示线圈的面积）
Em=nBSω…………………（1分）
（2）设小灯泡正常发光时的电流为I，则
I=
=0.60A, 设灯炮正常发光时的电阻为R，
R=
=5.0Ω……………………（1分）
根据闭合电路欧姆定律得：E=I(R+r)=3.6V……………………（1分）
发电机感应电动势最大值为Em=
E, Em=nBSω………（1分）
解得ω=
=1.8 rad/s =2.5 rad/s……………………（1分）
（3）发电机产生的电能为Q=IEt, t=100T=100
……（1分）
解得Q=5.0×102J………………（1分）
18．（1）设电流表满量程，则R两端电压为U=IR=1.5V,
超过电压表的量程，所以，满量程的表不是电流表，………（2分）
说明：若电压表满量程，则R上的电流等于I1=
=2.0A，没超过电流表量程，所以满量程的表应该是电压表。也得2分。
（2）电压表满量程时电路的电流为I1==2.0A
根据安培力公式得F=BIL ……………………（1分）
解得 B=
=1.0T……………………（1分）
（3）当安培力等于外力时金属棒ab达到最大速度，其感应电动势为E
E=I(R+r)=1.6V……………………（1分）
设金属棒的速度为v,则
E=BLv， v=
=2.0m/s，……………………（1分）
此时金属棒的动能为Ek=
，解得Ek=0.20J……………………（1分）
金属棒停止运动时，该动能全部转化为电阻R、r的内能
根据Q=I2(R+r)t可知
………………（1分）
解得QR=0.125J………………（1分）
19．（1）用左手定则判断出：磁场方向为-x方向或-y方向………（2分）
答对一个方向得1分
（2）在未加匀强磁场时，带电小球在电场力和重力作用下落到P点，设运动时间为t，小球下落H高所用时间为t=
……………………（1分）
小球沿x轴发生的位移时间为
……………………（1分）
解得
……………………（1分）
（3）带电小球在匀强磁场和匀强电场共存的区域运动时，洛仑兹力不做功，电场力做功为WE=qEl，重力做功为WG=mgH……………………（1分）
设落到N点速度大小为v,根据动能定理有
……（1分）
解得 
……………………（2分）
20．（1）电子运动轨迹示意图如图所示。进入电场从P到A做匀变速曲线运动（类平抛运动）；进入磁场从A到C再到D，做匀速圆周运动；离开磁场从D回到P做匀速直线运动。……（2分）说明、画图各1分，轨迹圆心O1在y轴上不得作图1分
（2）电子通过A点时速度大小为
v=
=v0……………………（1分）
电子由P运动到A，由动能定理
Eeh=
解得h=
……………………（1分）
（3）设电子从P运动到A用时间为t1
t1=
=
……………………（1分）
设匀强磁场磁感强度为B
电子在匀强磁场中作圆运动从A运动到D，洛仑兹力提供向心力
Bev=
，R=
电子在匀强磁场中运动周期为T=
依题意和电子运动轨迹示意图可知，电子在磁场中运动的时间为t2
t2=
……………………（1分）
电子从D匀速运动到P用时间为t3
t3=
……………………（1分）
总时间为t=t1+t2+t3=
……………………（1分）
由电子轨迹示意图可知，OA=v0t1=
, OD=h=
AD=
, 对直角三角形运用勾股定理有： 2R2=()2
2()2=()2,解得B=
……………………（1分）
所以t=(4+3π)
……………………（1分）