天津市第一中学2019届高三上学期第三次月考物理试卷(带解析)

天津一中 2018—2019—1 学年度高三年级三月考物理学科试卷

一、选择题：（每小题 6 分，共 30 分。每小题中只有一个选项是正确的）

1.在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，下列表述 符合物理学史实的是（ ）

A. 牛顿提出了万有引力定律并准确地测出了引力常量

B. 安培最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场

C. 奥斯特发现了电流的磁效应并总结出了判断电流与磁场方向关系的右手螺旋定则

D. 法拉第发现了电磁感应现象，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生

【答案】D

【解析】

【详解】牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许准确地测出了引力常量，选项A错误；法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场，选项B错误；奥斯特发现了电流的磁效应，安培总结出了判断电流与磁场方向关系的右手螺旋定则，选项C错误；法拉第发现了电磁感应现象，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生，选项D正确。

2.两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线的中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示。一个电荷量为2×l0-6C、质量为lg的小物块从该水平面内的C点静止释放，其运动的v-t图象如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）。则下列说法正确的是：（ ）

A. B为中垂线上电场强度最大的点，其电场强度E=l×l03V／m

B. 由C到A的过程中，物块的电势能先减小后变大

C. 由C到A的过程中，电势逐渐升高

D. AB两点电势差UAB=-5×103V

【答案】AD

【解析】

试题分析: B点处为整条图线切线斜率最大的位置，所以B点的加速度最大，电场力最大。

由图可知：加速度a=2m/s2，由牛顿第二定律 a=得 E== l×l03V／m，所以A对；

由C到A的过程中，速度增大，动能增加，电场力做正功，电势能先减小，所以B错；A、B为两个等量的正点电荷，其连线中垂线上电场强度方向O→A，由C到A的过程中，电势逐渐降低，所以C错；

AB两点电势差UAB=,由动能定理：WAB=-,所以，UAB==-5×103V，所以D对

考点：电场线；牛顿第二定律；电场强度

3.地面附近空间中存在着纸面内水平方向的匀强电场（图中未画出）和垂直于纸面向里 的匀强磁场（如图所示）。一个带电油滴沿着一条与竖直方向成α角的直线 MN 运动。以下说法中不正确的是（ ）

A. 油滴一定做匀速直线运动

B. 油滴一定从 M 到 N 运动

C. 油滴一定受水平向左的电场力

D. 油滴一定受垂直 MN 斜向右上的洛伦兹力

【答案】B

【解析】

【详解】根据做直线运动的条件和受力情况（如图所示）可知，油滴一定受垂直 MN 斜向右上的洛伦兹力，如果油滴带正电，由左手定则判断可知，油滴的速度从M点到N点，此时电场力向左；如果油滴带负电，由左手定则判断可知，油滴的速度从N点到M点，此时电场力向左；故B错误，CD正确。

油滴做直线运动，则所受的电场力、重力以及洛伦兹力都应该是恒定不变的，则油滴做匀速直线运动，选项A正确；此题选择不正确的选项，故选B。

4. 图示为法拉第做过的电磁旋转实验，图中A是可动磁铁，B是同定导线，C是可动导线，D是固定磁铁。图中黑色部分表示汞(磁铁和导线的下半部分都浸没在汞中)，下部接在电源上。请你判断这时白上向下看，A和C转动方向为

A. 顺时针、顺时针 B. 顺时针、逆时针

C. 逆时针、顺时针 D. 逆时针、逆时针

【答案】C

【解析】

在右边，在导线所在处，磁铁的磁感线的切线是斜向下的（与竖直方向夹角较大），而导线与竖直方向夹角较小，因此，磁场可正交分解后，有沿导线向下的磁场分量和垂直导线向上的磁场分量。显然，导线受到与它垂直的磁场分量的作用力方向是垂直纸面向里的（在图示位置，用左手定则），所以导线是顺时针方向旋转的（俯视时）。同理可得a为逆时针方向，C正确。

5.如图所示为一种获得高能粒子的装置，环形区域内存在垂直纸面向外、大小可调节的 均匀磁场。质量为 m、电荷量为＋q 的粒子在环中做半径为 R 的圆周运动，不计粒子重 力。A、B 为两块中心开有小孔的极板，原来电势都为零，每当粒子顺时针飞经 A 板时，A 板电势升高为 U，B 板电势仍保持为零，粒子在两板间电场中得到加速，每当粒子离开 B 板时，A 板电势又降为零，粒子在电场中一次次加速下动 能不断增大，而绕行半径不变，则（ ）

A. 粒子从A板小孔处由静止开始在电场作用下加速，绕行n圈后回到A板时获得的总动能为(n－1)qU

B. 在粒子绕行的整个过程中，A 板电势可以始终保持为＋U

C. 在粒子绕行的整个过程中，每一圈的周期不变

D. 为使粒子始终保持在半径为 R 的圆轨道上运动，磁场必须周期性递增，则粒子绕行第 n 圈时的磁感应强

【答案】D

【解析】

【详解】粒子在电场中加速，根据动能定理，有En=nqU，故A错误；在粒子绕行的整个过程中，若A板电势始终保持为+U，粒子再次经过电场，则速度v与受力方向相反，故将减速，故B错误；粒子始终保持做半径为R的匀速圆周运动，，显然因粒子能量不同，其速度也不同，则周期不可能不变，故C错误；由动能定理知 nqU=mvn2；得到；由牛顿第二定律，则有：，解得感应强度为，故D正确。

6.用均匀导线做成的正方形线圈边长为 20cm，匝数为 200 匝，线圈回路总电阻为 5Ω。线圈的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如甲图所示，当磁场按乙图所示规律发生 变化时，则下列说法正确的是（ ）

A. 线圈中磁通量的变化率为 2 Wb/s

B. 线圈中感应电流 0.4 A，方向为acbda

C. 在 0.3s 时线圈所受的安培力为 3.2 N，方向水平向右

D. 在 0.3s 内线圈回路产生的焦耳热为 0.24J

【答案】BCD

【解析】

【详解】线圈中磁通量的变化率为，选项A错误；磁感应强度增大，由楞次定律可知，感应电流沿acbda方向；由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势为：，则电流，故B正确；在 0.3s 时线圈所受的安培力为

，方向水平向右，选项C正确；在 0.3s

内线圈回路产生的焦耳热为，故D正确。

7.劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示。这台加速器由两个铜质D 形盒构成，其间留有

空隙。若 D 形盒的半径为 R ，所加交变电压的频率为 f ，要加速 质量为 m 、电荷量为＋ q 的粒子，则所加磁场的磁感应强度为______，带电粒子离开加速器时能获得的最大动能为_____。

【答案】 (1). (2).

【解析】

【详解】粒子在加速器中运动的频率等于所加交变电压的频率为 f，则，解得所加磁场的磁感应强度为；当粒子的运动半径等于D型盒的半径R时，粒子的动能最大，此时，且 ，解得

8.如图所示，两木块 a 和 b 在水平地面上相向运动，它们与地面间的动摩擦因数均为μ＝0.2。在零时刻，两木块相距 d＝17m，木块 a 的速度大小为 va＝10m/s，木块 b 的速 度大小为 vb＝2m/s；一段时间后，木块 a

与已停止运动的木块 b 相碰，碰撞时间极短， 碰后两木块粘在一起运动，刚好运动到木块 b 的零时刻位置停止。重力加速度取 g＝10 m/s2。求：

（1）两木块发生碰撞的时刻 t；

（2）两木块在碰撞中损失的动能与碰前瞬间总动能的比 值。

【答案】（1）2s（2）

【解析】

【详解】（1）两物体运动的加速度均为，

则b从开始运动到停止时的位移：，

则碰撞时a的位移应该为xa=17m-1m=16m ；

对滑块a： ，即，

解得t=2s（另一解t=8s舍掉）

（2）碰后两物块一起向右减速到零，其位移为x=xb=1m，加速度仍为a=-2m/s2可知碰后的共同速度 ；

碰前a的速度

碰撞过程动量守恒，则： ，

解得

碰前的动能：

碰后动能：，

则两木块在碰撞中损失的动能与碰前瞬间总动能的比值

9.如图所示，两根足够长光滑平行金属导轨 MN、PQ 固定在倾角 θ＝37°的绝缘斜面上，两导轨间距为 L＝1m，M、P 两点间接有阻值为 R＝3Ω的电阻。整个装置处于磁感应 强度 B＝2T 的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。一根质量为 m＝1kg 的均匀直金属杆 ab 放在两导轨上，并与导轨垂直，ab 在导轨之间的电阻

r＝1Ω，电路中其余电阻不计。 金属杆 ab 由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。不计空气阻 力影响。已知 sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度取 g＝10m/s2。求：

（1）金属杆 ab 沿导轨向下运动时的最大速度 v 以及此时杆中电流方向；

（2）若金属杆由静止释放至达到最大速度的过程中，电阻 R 上产生的焦耳热总共为 QR＝1.5 J，则流过电阻

R 的总电荷量 q 为多少；

（3）金属杆由静止释放至达到最大速度的过程中，经历的时间 t。

【答案】（1）6m/s，电流方向由a到b；（2）C（3）

【解析】

【详解】（1）金属棒速度最大时，满足： ，

解得v=6m/s，电流方向为由a到b；

（2）金属杆由静止释放至达到最大速度的过程中，由动能定理： 其中：

流过电阻 R 的总电荷量 q 为：

联立解得

（3）由动量定理： ，其中安培力的冲量：

联立解得：

10.如图甲所示，在 xOy 竖直平面内存在竖直方向的匀强电场，在第一象限内有一与 x 轴 相切于点（2R，0）、半径为 R 的圆形区域，该区域内存在垂直于 xOy 面的匀强磁场，电 场与磁场随时间变化如图乙、丙所示，设电场强度竖直向下为正方向，磁场垂直纸面向里 为正方向，电场、磁场同步周期性变化（每个周期内正、反向时间相同）。一带正电的小球 A 沿 y 轴方向下落，t＝0 时刻 A 落至点（0，3R），此时，另一带负电的小球 B 从圆形区 域的最高点（2R，2R）处开始在磁场内紧靠磁场边界做匀速圆周运动。当 A 球再下落 R 时，B 球旋转半圈到达点（2R，0）；当 A 球到达原点 O 时，B 球又旋转半圈回到最高 点；然后 A 球开始做匀速运动。两球的质量均为 m，电荷量大小为 q。不计空气阻力及两 小球之间的作用力，重力加速度为 g。求：

（1）匀强电场的场强 E 的大小；

（2）小球 B 做匀速圆周运动的周期 T 及匀强磁场的磁感应强度 B 的大小；

（3）电场、磁场变化第一个周期末 A、B 两球间的距离 S。

【答案】（1）（2）（3）R

【解析】

【详解】(1)小球 B 做匀速圆周运动，则重力和电场力平衡，洛伦兹力提供向心力，则有

Eq＝mg，解得

(2)设小球 B 的运动周期为 T，对小球 A：Eq＋mg＝ma，

解得 a＝2g；

由 R＝a()2，得

对 B 小球：