山西省实验中学2007-2008学年度高三年级第五次月考(物理)

山西省实验中学2007—2008学年度高三年级第五次月考
物理试题
说明：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分150分。

考试时间150分钟。

将答案填写在答卷纸内相应位置。

第Ⅰ卷（选择题共60分）
一、选择题（本题有15个小题，共60分。

在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个
选项正确，有的小题有多个选项正确，全选对的得4分，漏选的得2分，选错不得分。

）1．两个小灯泡的标识分别是L1“6V 6W”，L2“6V 9W”，把它们分别接在同一直流电源上，L1消耗的功率恰好为6W，则L2消耗的功率为（电源内阻不可忽略）（）A．一定小于9W B．一定等于9W
C．一定大于9W D．条件不足，不能确定
2．如图所示电路中，当变阻器R3的滑动头P向b
端移动时（）
A．电压表示数变大，电流表示数变小
B．电压表示数变小，电流表示数变大
C．电压表示数变大，电流表示数变大
D．电压表示数变小，电流表示数变小
3．如图所示，电源电动势E=80V，内阻r=5.6Ω，
各电阻阻值分别这R1=6000Ω，R2=4000Ω，
R3=0.3Ω，R4=6000Ω，R5=0.1Ω，R6=0.2Ω，
R7=8000Ω，估算R7消耗的功率（）
A．0.55W B．0.67W
C．0.78W D．0.81W
4．在如图的电路中，已知电容C=2μF，电源电
动势E=12V，内阻不计，R1：R2：R3：R4
=1：2：6：3，则电容器极板a所带的电荷量
为（）
A．－8×10-6C B．4×10-6C
C．－4×10-6C D．8×10-6C
5．我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道，当环中的电流是10mA 时（设电子的速度中3×107m/s），则在整个环中运行的电子数目为（电子电量e=1.6×10-19C）（）A．5×1011 B．5×1010 C．1×102 D．1×104
6．在如图所示的电路中，A、B两灯原来均正常发光，
现突然发现B灯原来变亮了，设产生这一现象的
原因是因为电路中某一处发生断短故障所造成的，
那么，发生这种故障的可能是（）
9．R1断路
B．R2断路
C．R3断路
D．灯A断路
7．如图所示，直线A 为电源a 的路端电压与电流的
关系图像，直线B 为电源b 的路端电压与电流的 关系图象，直线C 为一个电阻R 的两端电压与电 流的关系图像，将这个电阻R 分别接到a 、b 两 电源上那么 （ ） 9． R 接到a 电源上，电源的效率较高 B ．R 接到b 电源上，电源的输出功率较大
C ．R 接到a 电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低
D ．R 接到b 电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高 8．如图所示是一个孤立的点荷在真空中所形成的电 场中的三条电线，A 、B 是电场中的两个点，C 是 A 、B 连线的中点，已知A 、B 两点的电势大小分 别为U A =50V ，U B =－20V ，则C 的电势为（ ） A ．一定等于35V B ．一定等于15V C ．一定小于15V D ．一定大于15V 9．如图所示，带正电量为q 、质量为m 的小金属块，从绝缘斜面上A 点由静止释放，物块运
动到平面上C 点而停下，平面与斜面材料相同，如果在物体运动的空间再加上一个竖直向 下的匀强电场E ，并使qE 跟mg 大小十分接近，再从点释放物块，则 （ ） A ．它可能不下滑
B ．电场力一定会对物体做功
C ．物体下滑的速度可能不变
D ．物体仍然会运动到C 点而停下
10．真空中两点电荷Q 1、Q 2在如图所示的一条直线上，A 、B 是这条直线上的两点，一个质
量为m ，电量为e 的电子以速度v A 经过A 点向B 点运动，经过一段时间后，电子以速度v B 经过B 点，且v B 与v A 的方向相反，则 （ ） A ．一定是Q 1带正电、Q 2带负电，且A 点的电 势一定高于B 点的电势
B ．根据题所给条件可以确定AB 两点的电势差
C ．电子在A 点的电势能可能等于在B 点的电势能
D ．电子在A 点的速率一定大于在B 点的速率
11．如图所示，在O 点处放置一个正电荷。

在过O 点的竖直平面内的A 点，自由释放一个带
正电的小球，小球的质量为m 、电荷量为q 。

小球落下的轨迹如图中虚线所示，它与以O 为圆心、R 为半径的圆（图中实线所示）相交于B 、C 两点，O 、C 在同一水平线上，∠BOC=30°，A 点距离OC 的竖直高度为h 。

若小球通过B 点的速度为v ，则下列说法中正确的是
（ ）
A ．小球通过C 点的速度大小是gh 2
B ．小球通过
C 的速度大小是gR v +2
C ．小球由A 到C 电场力做功是
mgh mv -2
2
1
D ．小球由A 到C 损失的机械能是2
2
1)2(mv R
h mg -
-
12
．如图所示，空间的虚线框内匀有强电场，AA ′、BB ′、CC ′是该电场的三个等势面，相
邻等势面间的距离为0.5cm ，其中BB ′为零势面。

一个质量为m ，带电荷量为q 的粒子沿AA ′方向以初动能E k 自图中的P 点进入电 场，刚好从C ′点离开电场。

已知PA ′=2cm ，
粒子的重力忽略不计，下列说法中正确的是（ ） A ．该粒子通过零势面时的动能是1.25E k B ．该粒子在P 点的电势能是0.5E k C ．该粒子到达C ′点时的动能是2E k
D ．该粒子到达C ′点时的电势能是0.5
E k
13．如图所示，一质量为m 、带电量为q 的物体处于场强按E=E 0—kt （E 0、k 均为大于零的
常数，取水平向左为正方向）变化的电场中，物体与竖直墙壁间的摩擦因数为μ，当t=0时刻物体静止在竖直墙壁上。

若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且电场空间和墙面均足够大，下列说法正确的是 （ ） A ．物体开始运动后加速度先增加、后保持不变 B ．物体开始运动后加速度不断增
C ．经过时间t=E 0/k ，物体在竖直墙壁上的位移达 最大值
D ．经过时间kq
mg
qE t μμ-=
0，物体运动速度达最大值
14．如图为汽车蓄电池与车灯（电阻不变）、启动
电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05Ω， 电流表内阻不计，只接通S 1时，电流表示数 为10A ，电压表示数为12V ，再接通S 2，启 动电动机工作时，电流表示数变为8A 。

则此 时通过启动电动机的电流是 （ ） A ．2A B ．8A C ．50A D ．58A
15．超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它由超导部件和限流电阻并联组成，原理图
如图所示，当通过超志部件的电流大于其临界电流I C 时，超导部件由超导态（可认为电阻为零）转变为正常态（可认为是一个纯电阻），以此来限制电力系统的故障电流。

超导部件正常态电阻R 1=7.5Ω，临界电流I C =0.6A ，限流电阻R 2=15Ω，灯泡L 上标有“6V ，3W ”，电源电动势E=7V ，内阻r=2Ω，原来灯泡正常工作，若灯泡L 突然发生短路，则 （ ） A ．灯泡L 短路前通过R 1的电流为
A 3
1 B ．灯泡L 短路后超导部件电阻为零 C ．灯泡L 的短路后通过R 1的电流为
A 3
2 D ．灯泡L 短路后通过R 1的电流为1A
第Ⅱ卷（非选择题 共90分）
二、填空题（16题每空2分，17题每空3分，共29分）
16．在用电流场模拟静电场描绘等势线的实验中，
（1）所用的器材除了木板、白纸、复写纸、圆柱形电极、导线、电池、电键外，还必须有、和。

（2）实验室在实验中，要把复写纸、导电纸、白纸铺放在木板上，它们的顺序（自上而下）应是①②
③。

（3）将与灵敏电流计相连的一根探针与图中的基准点B
外接触不动，另一根探针和导电纸上f点接触，发
现电流计指针向右偏转，为了找到B点的等势点，
接f点的探针应向移动。

如图。

（已
知电流从左端流入电表时指针向左偏，从右端流入
电表时指针向右偏。

）
17．一个小灯泡上标有“6V，0.2A”字样，现要描绘该灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用。

A．电压表（0—5V，内阻1.5kΩ）
B．电压表（0—10V，内阻3.0kΩ）
C．电流表（0—0.3A,内阻2.0Ω）
D．电流表（0—0.6A,内阻1.0Ω）
E．滑动变阻器（10Ω，2A）
F．滑动变阻器（100Ω，0.5A）
G．学生电源（直流9V），还有开关、导线等。

在下面方框中画出实验电路图，要求电压从0V开始测量，实验中所用的电压表应选，电流表应选，滑动变阻器应选。

三、计算题（共61分，要有必要的文字说明和解题过程）
18．（12分）把一个电量为q的小球用绝缘的丝线挂在面积很大的竖直平行金属板间的O点，小球质量为2克，线长为6cm，板间的距离为8cm。

当板间加上U=2000V电压时，小球向正极反方向偏转到悬线水平的位置，然后向下运动且绕某一位置来回振动，如图。

求：
（1）小球带电的正负及大小；（2）振动的平衡位置；
（3）小球运动的最大速率。

19．（10分）如图，在一匀强电场中的A 点，有一点荷，并用绝缘体细线与O 点相连，原来
细线刚好被水平拉直，而没有伸长，先让点电荷从A 点由静止开始运动，求点电荷经O
点正下方时速率。

已知电荷的质量m=1×10-4kg ，电量q=+1.0×10-7
C ，细线长度L=10cm ，
电场强度E=1.73×104V/m ，g=10m/s 2。

20．（12分）如图所示，竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R ，下端与光滑绝缘水平面平滑
连接，整个装置处于方向竖直向上的匀强电场E 中。

一质量为m 、带电量为+q 的物块（可视为质点），从水平面上的A 点以初速度v 0水平向左运动，沿半圆形轨道恰好通过最高点C ，场强大小为E （E 小于mg/q ）。

（1）试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功。

（2）证明物块离开轨道落回水平面时的水平距离与场强大小E 无关，且为一常量。

21．（12分）如图所示，在厚铅板A 表面的中心位置一很小的放射源，向各个方向放射出速
率为v 0的β粒子（质量为m ，电量为e ），在金属网B 与A 板间加有竖直向上的匀强电场，电场强度为E ，A 、B 间距离为d ，B 网下方有很大的荧光屏M ，M 、B 相距为L ，当有β粒子打在荧光屏上时就能使荧光屏产生一光斑。

整个装置放在真空中，不计重力的影响。

求：
（1）β粒子在到达荧光屏前具有的动能E K 。

（2）荧光屏上光斑的范围。

22．（15分）如图所示，竖直固定的光滑绝缘体的直圆筒底部放置一场源电荷A ，其电荷量
Q=+4×10-3
C ，场源电荷A 形成的电场中各点的电势表达式为r
kQ
=
Φ，其中k 为静电力常量，r 为空间某点到A 的距离。

有一质量为m=0.1kg 的带正电小球B ，带电量为q ，B 球与A 球的间距为a=0.4m ，此时小球B 处于平衡状态，且小球B 在场源A 形成的电场中具有的电势能的表达式为r
kQq
=
ε，其中r 为q 与Q 之间的距离。

有一质量也为m 的不带电绝缘小球C 从距离B 的上方H=0.8m 处自由下落，落在小球B 上立刻与小球B 粘在一起向下运动，它们到达最低点后又向上运动，它们向上运动到达最高点为P
（g=10m/s 2,k=9×109N ·m 2/C 2
）。

求： （1）小球B 的带电量q 为多少？
（2）小球C 与B 碰撞后的速度为多少？ （3）P 点与小球A 之间的距离为多大？ （4）当小球B 和C 一起向下运动与场源A 距离多远时，其速度最大？速度的最大值多少？
参考答案
一、选择题（每题4分，共60分）
1．A 2．B 3．C 4．D 5．A 6．AC 7．C 8．D 9．BD 10．BC 11．BD 12．BC 13．BC 14．C 15．C 二、填空题（16题每空2分，17题每空3分共29分） 16．（1）导电纸；探针 灵敏电流计 （2）导电纸 复写纸 白纸 （3）左 17．
三、计算题（共70分） 18．（12分）解： （1）C q mgL qU 7
108,0-⨯==-所以，由受力分析得小球带负电。

（4分） （2）︒===45,1/tan αα所以mg Eq ，即平衡位置在与竖直方向成45°位置。

（3）最大位置在平衡位置，由动能定理得：
2
2
1)45cos 1(45sin mv mgL EqL =
︒--︒ 解得：v=0.7m/s （4分） 19．（10分）解：
由已知得：mg Eq 3=
（3分）
所以小球先作与OA 成30°斜向下做匀加速直线运动，由动能定理得：
2
30tan 2
mv EqL mgL =+︒（5分）
所以：v=2.15m/s （2分） 20．（12分）解：
（1）物块恰能过圆弧最高点C 时，圆弧轨道与物块间无弹力作用，物块受到重力和电场
力提代向心力：R
v m Eq mg C
2=- ①（2分）
物块由A 运动到C 的过程中，设克服摩擦力做功为W 0，据动能定理得：
2
22220
2mv mv R mg W R qE C f -=⋅--⋅ ②（2分）
联立①②两式得：R mg qE mv W f )(2
5
220-+= ③（2分） （2）物块离开半圆形轨道后做类平抛运动，设水平位移为S ，
则水平方向S=v 0t ④（2分）
竖直方向2)(212t m
qE g R -=
⑤（2分） 联立①④⑤三式得S=2R ，即物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E 无关，
大小为2R ，（2分）得证。

21．（12分）解： （1）β粒子从离开放射源至运动到荧光屏的过程中只有电场力做功，据动能定得得：
2
,22
20mv eEd E mv E eEd K k +=-=所以（4分）
（2）β粒子达到荧光屏上的范围是一个圆，设此圆的半径为R ，只有初速度方向与所加
电场的方向垂直的β粒子才能打到该圆的边缘上，这些β粒子做类平抛运动。

则有：212
1at d =
据牛顿第二定律得：eE=ma
故粒子从A 板到达B 板所用的时间为：eE
dm
t 21=
（3分） 粒子到达B 板时沿竖直方向的速度为：m
deE
at v y 21=
= 粒子从B 板到达M 板所用的时间为：deE
m
L v L t y 22== （2分） 粒子运动的总时间为：mdeE eEd
L
d t t t 22221+=+=
粒子闪光范围的半径为：mdeE eEd
L d v t v R 22)
2(00+== （3分）
22．（15分）解：
（1）小球B 在碰撞前处于平衡状态，对B 球进行受力分析知2a
kQq
mg
， 代入数据得：q=4.4×10-9
C （3分） （2）小球自C 自由下落H 距离的速度s m gH v /420==
（2分）
小球C 与小球B 发生碰撞时，由动量守恒得：s m v mv mv /2,2110==所以（2分）
（3）C 和B 向下运动到最低点后又向上运动到P 点，运动过程中系统能量守恒，设P 点
与小球A 之间的距离为x ，则
x
kqQ
a x mg a kqQ mv +
-=+⨯)(222121 代入数据得x=0.683m 。

（4分）
（4）当C 和B 向下运动的速度最大时，设此时与A 之间的距离为y ，对C 和B 整体进行受力分析有：
m y mg y kqQ
283.0,22
==代入数据得（2分） 由能量守恒得：
y
kqQ y a mg mv a kqQ mv m t +--⨯=+⨯)(222122122 代入数据得：v m =2.16m/s （2分）。