江西省南昌市高三物理上学期第五次月考试题

2017～2018学年度上学期第五次考试
高三物理试卷
一、本题共12小题，每小题4分，共48分。

其中1～7为单选题。

8～12题为多选题，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。

1．在绕地球做匀速圆周运动的航天器中，物体处于完全失重状态，可以形成一种“重力屏蔽状态”。

在航天器中建立电学实验室，可以有效消除常态下重力的影响。

空腔导体内部可以实现静电屏蔽，在空腔导体内部建立物理实验室，可以有效消除外电场的干扰。

下列说法正确的是
A. 场是一种人为假设，实际是不存在的
B. 航天器中的“重力屏蔽状态”指的是航天器中不存在重力
C. 在外电场作用下处于静电平衡的空腔导体，其内部的总电场强度为0错误！未找到引用源。

D.外电场在空腔导体的内部产生的场强为0，所以外电场被屏蔽
2．如图所示，真空中有两个点电荷Q1=+9.0×10-8 C和Q2=-1.0×10-8C，分别固定在x坐标轴
上，其中Q1位于x=0处，Q2位于x=6 cm处。

则在x轴上
A.场强为0的点有两处
B.在x>6cm区域，电势沿x轴正方向降低
C.质子从x=1cm运动到x=5cm过程，具有的电势能升高
D.在0<x<6cm和x>9cm的区域，场强沿x轴正方向
3．在点电荷-Q的电场中，一金属球处于静电平衡状态，A为球内一点，B为球外表面上一点，则球上感应电荷在A点和B点所激发的附加场强E A′和E B′的方向在下列图中最可能正确的是
A. B. C. D. 4．如图所示，虚线表示某电场的等势面，一带电粒子仅在电场力作用下由A
v、电势能为
点运动到B点的径迹如图中实线所示。

粒子在A点的速度为
A
PA E ；在B 点的速度为B v 、电势能为PB E 。

则下列结论正确的是
A.粒子带正电，A v >B v ，PA E >PB E
B.粒子带负电，A v >B v ，PA E <PB E
C.错误！未找到引用源。

粒子带正电，
A v <
B v ，PA E <PB E D.粒子带负电，A v <B v ，PA E >PB E 5．如图所示,A 、B 两个带电小球的质量均为m ,所带电量分别为+3q 和-q ,两球间用绝缘细线连接,A 球又用绝缘细线悬挂在天花板上,细线长均为L 。

现在两球所在的空间加上一方向向左的匀强电场,电场强度E =q
mg
,A 、B 两球最后会达到新的位置平衡,则在这个过程中,两个小球构成的系统
A.重力势能增加了mgL 2
22- B.重力势能增加了mgL 2
C. 错误！未找到引用源。

电势能减少了mgL 2
23
D.电势能减
少了mgL 2
)22(3-
6．将四个相同的灯泡分别组成如图所示的甲、乙两种电路并接在相同的端压两端。

调节变阻器，使每个灯泡都正常发光。

若两个变阻器R 1、R 2上消耗的功率分别为P 1、P 2，则P 1、P 2的大小关系不可能为
A.P 2=2P 1
B.P 2=3P 1
C.错误！未找到引用源。

P 2=4P 1
D.P 2=8P 1
7．如图所示,空间存在一匀强电场,其方向与水平方向夹角为 30°,A 、B 连线
与电场线垂直,一质量为 m ，电荷量为 q 的带正电小球以初速度 v 0 从 A 点水平向右抛出，经过时间 t 小球最终落在 C 点,速度大小仍为v 0，且 A B =BC ，则下列说法中正确的是
A.电场强度方向沿电场线斜向上
B.电场强度大小为E =q
mg 2
C.错误！未找到引用源。

此过程小球增加的电势能等于224
3
t mg D.小球在运动过程中下落的高度
为
22
3gt 8．有一种电荷控制式喷墨打印机的打印头的结构简图如图所示。

其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室后被带上负电,以一定的初速度垂
直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符。

已知偏移量越小打在纸上的字迹越小，现要放大字迹，下列措施可行的是 A.增大墨汁微粒的比荷
B.增大墨汁微粒进入偏转电场时的初动能
C.错误！未找到引用源。

减小偏转极板的长度
D.增大偏转极板间的电压
9．如图（a ）所示，光滑绝缘水平面上有甲、乙两个点电荷，质量分别为M 1、M 2。

t =0时，甲静止，乙以初速度6m/s 向甲运动。

此后，它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动（整个运动过程中没有接触），它们运动的部分v -t 图象分别如图（b ）中甲、乙两曲线所示．则由图线可知
A. 0～t 2时间内，两电荷间的静电力一直减小
B.t 1时刻两电荷组成的系统电势能最大
C.错误！未找到引用源。

两点电荷电性一定相同，且有M 1=2M 2
D.整个运动过程中，甲、乙间的静电力对乙电荷一直做负功
10．在光滑水平面上，一边长为L 的正方形区域处在电场强度为E 的匀强电场中，电场方向
与正方形的一条边平行。

一质量为m 、电荷量为q 的小球由正方形的某一条边的中点以垂直于该边的水平初速度v 0进入该正方形区域。

当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为 A.0 B.
qEL
mv -2021
C.错误！未找到引用源。

qEL mv 52
2120+ D.
qEL mv 5
3212
0+ 11．水平放置的平行板电容器两板间距离为d ，极板与电源相连，电容器极板中心开有小孔(小孔对
电场的影响可以忽略不计),小孔的正上方2
d
处的P 点有一带电粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器,并恰在下极板处(未与极板接触)返回。

保持开关闭合，将下极板向上平移3
d
，下列
说法正确的是
A.第二次由P 点静止释放，粒子将在极板间距上板
32d
处返回 B.第二次由P 点静止释放，粒子将在极板间距上板5
2d
处返回
C. 错误！未找到引用源。

若换作断开开关，将上极板向上平移
3
d
，第二次由P 点静止释
放,粒子将在距下板d 处返回
D.若换作断开开关，将上极板向下平移
3
d
，第二次由P 点静止释放,粒子将能返回 12．如图所示,质量为m 的带电小物块置于倾角53°的光滑斜面上,当整个装置处于竖直向下的匀强电场中时,小物块恰好静止在高为H 的斜面顶端,现将电场方向突然改为水平向右,而电场强度大小不变, 重力加速度为g ，sin37°=0.6，cos37°=0.8,则小物块从斜面顶端开始
A.历时
g
H
1425着地 B.历时
g
H
2着地 C.错误！未找到引用源。

到着地过程机械能增加4
3mgH
D.到着地过程动能增加mgH 2
二、本题共2小题，共16分.把答案填在题中的横线上或按题目要求作答
13．(6分)在“测定金属的电阻率”的实验中，提供两节内阻较小的干电池，待测金属丝阻值约为30Ω。

使用的电压表有3V （内阻约为300k Ω）和15V （内阻约为5k Ω）两个量程，电流表有0.6A （内阻约为0.1Ω）和3A （内阻约为0.02Ω）两个量程，滑动变阻器有A （0～20Ω）、B （0～1500Ω）两种。

用螺旋测微器测金属丝的直径如图甲所示，则：
（2）为减小电阻的测量误差，应选用乙图所
（3）若已测得该金属丝长度为L ，直径为D ，
14．（10分）有一个额定电压为2.8V ，功率约为0.8W 的小
灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的I -U 图线，有下列器材供选用： A ．电压表（0～3V ，内阻6k Ω） B ．电压表（0～15V ，内阻30k Ω） C ．电流表（0～3A ，内阻0.1Ω） D ．电流表（0～0.6A ，内阻0.5Ω） E ．滑动变阻器（10Ω，2A ）
F．滑动变阻器（200Ω，0.5A）
G．蓄电池（电动势6V，内阻不计）
①用如图所示的电路进行测量，电压表应选用，电流表应选用。

滑动变阻器应选用。

（用序号字母表示）
②通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线图．由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为Ω。

(结果保留两位有效数字)
③若将此灯泡与20Ω的定值电阻串联，接在电动势为6V、
内阻不计的电源上，则灯泡的实际功率为 W。

(结果保留两位有效数字)
三、本大题共4小题，满分46分.解答应写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤.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.
15．(10分)如图所示电路中，电源电动势E=6V，内阻不计。

D为直流电动机，其线圈电阻r=2Ω，限流电阻R=3Ω。

当电动机正常工作时，理想电压表示数为0.6V。

求：
（1）电动机的输出功率；
（2）若电动机被卡住，则其消耗的电功率?
16．(10分)如图所示，有带电平行板电容器竖直放置，两板之间距离d=0.10m，电势差U=2.0×103V。

一个质量为m=0.40g，带正电q=1.0×10-7C的小球用长L=1.0×10-2m的绝缘丝线悬挂于电容器内部的O点，现将小球拉到丝线呈水平伸直的位置A，然后无初速释放，
假如小球运动到O点正下方B处时，线恰被拉断，以后发现小球恰能通过B点正下方
的C处，g取10m/s2，试求：
（1）绝缘丝线所能承受的最大拉力；
（2）小球运动到C点时的动能E KC为多少？
17．(12分)绝缘粗糙的水平面上相距为6L的A、B两处分别固定电荷量不等的正电荷，两电荷的位置坐标如图（甲）所示，已知A处电荷的电量为+Q。

图（乙）是A、B连线之间的电势φ与位置x之间的关系图象，图中x=L点对应图线的最低点， x= -2L处的纵坐标φ=2φ0；
x =2L 处的纵坐标φ=
7
60
ϕ，若在x = -2L 处的C 点由静止释放一个质量为m 、电荷量为+q 的带电物块（可视为质点），物块随即向右运动（假设此带电物块不影响原电场分布）。

求： （1）固定在B 处的电荷的电量Q B ；
（2）小物块与水平面间的动摩擦因数μ应多大，才能使小物块恰好到达x =2L 处； （3）若小物块与水平面间的动摩擦因数2
12mgL kQq
=μ，小物块运动到何处时速度最大。

18．(14分)如图甲所示，一对平行金属板M 、N 长为L ，相距为d ，O 1O 为中轴线。

当两板间加电压U MN =U 0时，两板间为匀强电场，忽略两极板外的电场。

某种带负电的粒子从O 1点以速度v 0沿O 1O 方向射入电场，粒子恰好打在上极板M 的中点，粒子重力忽略不计。

好能全部离开电场而不打在极板上，求U 的值；
沿O 1O方向持续射入电场，最终所有粒子恰好能全部离开电场而不打在极板上，求所有粒子在运动过程偏离中轴线最远距离的最小值与最大值之比。

南昌二中2017～2018学年度上学期第五次考试
高三物理答案
一、本题共12小题，每小题4分，共48分。

其中1～7为单选题。

8～12题为多选题，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。

13. (6分) (1)1.707±0.001 (2) b (3)IL
U
D 42π
14. (10分) (1)A D E (2)10 (3)0.32±0.02
三、本大题共4小题，满分46分.解答应写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤.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.
15. (10分)
解：(1)通过电动机的电流I 与流过限流电阻R 的电流相同 由R
U I =
得：A R U I 2.036.0===
由D U U E +=，得： U D =5.4V
电动机的输出电功率为：W R I I U P D 00.12
=-=出
(2)电动机被卡住相当于一电阻，由)('r R I E += 得：A I 2.1'= 电动机消耗的电功率为：W r I P D 88.2'2
== 16.(10分)
解：（1）电场强度4100.2⨯==
d
U
E V/m 从A 到B 根据动能定理：2
2
1mv qEL mgL =
- 得：1.02=v 由牛顿第二定律：L
v m mg F m 2=- 得：N F m 3
108-⨯=
（2）小球从B 运动到C ，水平方向qE =ma x ，2
g
m qE a x ==
， x BC a v t 2=；
竖直方向a y =g ，g
v t a h BC y BC
22
821== 由动能定理2
2
1mv E mgh KC BC -= 以上各式联立解得J E KC 4104.3-⨯= 17.(12分)
解:(1)由图(乙)得x =L 点为图线的最低点，切线斜率为零，即合场强为0 所以2
2B B
A A r Q k r Q k
= 代入得：Q B =Q A /4=Q/4 (2)物块先做加速运动再做减速运动，到达x =2L 处速度v 1≥0 从x =-2L 到x =2L 过程中，由动能定理得：02
12
111-=-mv mgS qU μ 即：02
1
4)762(2100-=--
mv L mg q μϕϕ 计算得：mgL q 720ϕμ=
(3)小物块运动速度最大时，电场力与摩擦力的合力为零，设该位置离A 点的距离为L A 则：0)
6(22=---mg L L q
Q k L q Q k
A B A A μ 计算得出L A =3L ，即小物块运动到x =0时速度最大 18. (14分)
解：(1)设粒子经过时间t 0打在M 板中点，沿极板方向有：
002
t v L
= 垂直极板方向有：20022t md qU d = 计算得出：2
02
24L
U v d m q = (2)粒子通过两板时间T v L
t ==
，从t =0时刻开始，粒子在两板间运动时，每个电压变化周期的前三分之一时间内方向垂直极板的加速度大小为：
md
qU
a 31=
；在每个电压变化周期的后三分之二时间内方向垂直极板的加速度大小为：md qU
a 232=。

所有粒子刚好能全部离开电场而不打在极板上，可以确定在t =nT (n=0,1,2,3…)或
t =nT +
3
T
(n=0,1,2,3…)
时刻进入电场的粒子恰好分别从极板右侧上、下边缘处飞出。

它们在
电场方向偏转的距离最大，则
T T
a d )3
(2121∙= 可计算得出：40U U =
(3)在所有粒子刚好能全部离开电场而不打在极板上，可以确定在t =nT +6
T
(n=0,1,2,3…) 或t =nT +
3
2T
(n=0,1,2,3…) 时刻进入电场的粒子恰好从中轴线飞出。

它们在运动过程中电场方向偏转的距离最小，则偏离中轴线最小位移为：2
)6(211T
T a y ∙=
可以确定在t =nT (n=0,1,2,3…)或t =nT +3
T
(n=0,1,2,3…)时刻进入电场的粒子恰好分别
从极板右侧上、下边缘处飞出。

它们在运动过程中电场方向偏转的距离最大，则偏离中轴线最大位移为：T T a Y )3
(211∙=
所以粒子在运动中偏离中轴线最小位移与最大位移比值的大小为：4
1
=Y y。