2023-2024學(xué)年北京市大興區(qū)高三年級上冊期末考試物理試卷含答案

2024北京大興高三（上）期末

物理

2024.1

本試卷共8頁，100分?？荚嚂r長90分鐘?？忌鷦?wù)必將答案答在答題卡上，在試卷上作答無效?？荚?/p>

結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。

第一部分

本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。

1.圖1所示，原來不帶電的金屬導(dǎo)體固定在絕緣支架上，在其兩端下面都懸掛著金屬驗電箔。若使帶

負(fù)電的金屬球A靠近導(dǎo)體的M端，看到的現(xiàn)象是"（）叢

A.只有M端驗電箔張開，且加端帶正電A―n―A

B.只有N端驗電箔張開，且N端帶正電IIII

C.M,N兩端的驗電箔都張開，且M、N兩端都帶正電

圖1

D.M、N兩端的驗電箔都張開，且N端帶負(fù)電，M端帶正電

2.兩個分別帶有電荷量為-Q和+5Q的相同金屬小球（均可視為點電荷），固定在相距為r的兩處，它們

之間庫侖力的大小為F,兩小球相互接觸后再放回原處，則兩球之間庫侖力的大小為

3.如圖2所示，理想變壓器的原線圈接在u=220或sinlOOnt（V）的交流電源上，副線圈接有R=11Q的

負(fù)載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為2:1,電流表、電壓表均為理想電表。下列說_

法正確的是,11'

A.原線圈的輸入功率為nowB.電流表的示數(shù)為20.0A1）11II

C.電壓表的示數(shù)約為110VD.副線圈輸出交流電的周期為0.01s圖2

4.甲、乙兩個帶電粒子的電荷量和質(zhì)量分別為Jq,m）、（-q,4m）,它們先后經(jīng)過同一加速電場由靜止開

始加速后，由同一點進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場，兩粒子進(jìn)入時的速度方向均與偏轉(zhuǎn)n口__

電場垂直，如圖3所示。粒子重力不計，則甲、乙兩粒子I

A.進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時速度大小之比為1:2I--、、、、、、

B.在偏轉(zhuǎn)電場中運動的時間相同0°,*

C.離開偏轉(zhuǎn)電場時的動能之比為1:4

D.離開偏轉(zhuǎn)電場時垂直于板面方向偏移的距離之比為1:1

5.研究影響平行板電容器電容大小因素的實驗裝置如圖4所示。下列說法中

正確的是

A.實驗中，只將電容器b板向左平移，靜電計指針的張角變小

B.實驗中，只將電容器b板向上平移，靜電計指針的張角變大

圖4

C.實驗中，只在極板間插入有機玻璃板，靜電計指針的張角變大

D.實驗中，只增加極板帶電荷量，靜電計指針的張角變大，表明電容增大

6.在勻強磁場中，一個矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)

軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖5甲所示。產(chǎn)生的交變電壓隨時間變化的

圖像如圖5乙所示，則

A.t=0.005s時線框的磁通量變化率為零

B.t=0.01s時線框平面與磁場方向垂直

線框產(chǎn)生的交變電壓有效值為

C.311V圖5

D.線框產(chǎn)生的交變電壓頻率為100Hz

7.在垂直紙面的勻強磁場中，有不計重力的甲、乙兩個帶電粒子，在紙面內(nèi)做勻速圓周運動，運動方向

和軌跡如圖6所示。則下列說法中正確的是

A.甲、乙兩粒子所帶電荷是異種電荷

B.該磁場方向一定是垂直紙面向里

C.若甲、乙兩粒子的動量大小相等，則甲粒子所帶電荷量較大

D.若甲、乙兩粒子所帶電荷量及運動的速率均相等，則甲粒子的質(zhì)量較大

8.如圖7甲所示是某電場中的一條電場線，4、B是這條電場線上的兩點,一帶正電的粒子只在靜電力作用

下，沿電場線從A運動到瓦在這過程中，粒子的速度-時間圖像如圖7

乙所示，比較A、8兩點電場強度大小和電勢的高低，下列說法正確的是

A

A.EA=EB，PA>9BB.EA<EB>(PA<(PB

甲

C.EA=EB，9A<9BD.EA>EB，9A<9B

9.如圖8所示，L是自感系數(shù)很大的線圈，但其自身的電阻幾乎為零，Li、L2是兩個相同的燈泡。下列說法

正確的是_/WV\—

L

A.當(dāng)開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合時，Li、L2同時發(fā)光，然后L2變得更亮，Li

逐漸變暗，最終熄滅

B.當(dāng)開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合時，Li先發(fā)光，L2后發(fā)光，Li亮度不變，L2

逐漸變暗，最終熄滅

圖8

C.當(dāng)開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_時，L1立即熄滅，L2突然發(fā)光，再逐漸變暗,最終熄滅

D.當(dāng)開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_時，L2立即熄滅,Li突然發(fā)光，再逐漸變暗，最終熄滅

10.某同學(xué)用圖9所示裝置探究影響感應(yīng)電流方向的因素，將磁體從線圈中向上

勻速抽出時，觀察到靈敏電流計指針向右偏轉(zhuǎn)。關(guān)于該實驗，下列說法中正確的V

是

A.必須保證磁體勻速運動，靈敏電流計指針才會向右偏轉(zhuǎn)

B.若將磁體向上加速抽出，靈敏電流計指針向左偏轉(zhuǎn)圖9

C.將磁體的N、S極對調(diào)，并將其向上抽出，靈敏電流計指針仍向右偏轉(zhuǎn)

D.將磁體的N、S極對調(diào)，并將其向下插入，靈敏電流計指針仍向右偏轉(zhuǎn)

11.如圖10所示，真空中有等量異種點電荷+q、-q分別放置在M、N兩點，在“、N的連線上有對稱點a、

c,M、N連線的中垂線上有對稱點6、d,下列說法正確的是：

A.在M、N連線的中垂線上，。點電勢最高M(jìn)a\

B.正電荷從匕點沿“、N連線的中垂線移到d點的過程中，受到的靜電力先減小Of

后增大

C.正電荷在c點電勢能大于在a點電勢能圖10

D.正電荷在c點電勢能小于在a點電勢能

12.如圖11甲所示，電阻為50、匝數(shù)為100匝的線圈（圖中只畫了2匝）兩端4、3與電阻R相連,

R=95C。線圈內(nèi)有方向垂直于紙面向里的磁場，線圈中的磁通

量在按圖11乙所示規(guī)律變化。則下列說法不正確的是

A.A點的電勢低于2點的電勢

B.在線圈位置上感應(yīng)電場沿逆時針方向

C.0.1s時間內(nèi)通過電阻R的電荷量為0.05C圖11

D.0.1s時間內(nèi)非靜電力所做的功為2.5J

3.如圖12所示，平行板電容器與電源連接,下極板B接地，開關(guān)S閉合，一帶電油滴在電容器中的P點處于

靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是

A.保持開關(guān)閉合，4板豎直上移一小段距離，電容器的電容增大

B.保持開關(guān)閉合，4板豎直上移一小段距離，P點的電勢將升高

C.保持開關(guān)閉合，4板豎直上移一小段距離過程中，電流計中電流方向向右

D.開關(guān)S先閉合后斷開，4板豎直上移一小段距離，帶電油滴向下運動

14.圖13為蘋果自動分揀裝置，可以把質(zhì)量大小不同的蘋果，自動分揀開。該裝置的托盤秤壓在一個以。1

為轉(zhuǎn)動軸的杠桿上，杠桿末端壓在壓力傳感器％上。當(dāng)大蘋果通過托盤秤時，區(qū)所受的壓力較大因而電阻

較小，%兩端獲得較大電壓，該電壓激勵放大電路并保持一段時間，使電磁鐵吸動分揀開關(guān)的銜鐵，打開

下面通道，讓大蘋果進(jìn)入下面通道；當(dāng)小蘋果通過托盤秤時，&兩端的電壓不足以激勵放大電路，分揀開

關(guān)在彈簧向上彈力作用下處于水平狀態(tài)，小蘋果

進(jìn)入上面通道。托盤停在圖示位置時，設(shè)進(jìn)入下一小隼黑

面通道的大蘋果最小質(zhì)量為Mo,若提高分揀標(biāo)

準(zhǔn)，要求進(jìn)入下面通道的大蘋果的最小質(zhì)量M大

于“0,其他條件不變的情況下，下面操作可行

的是

A.只適當(dāng)減小&的阻值

B.只增大電源0的電動勢

C.只增加纏繞電磁鐵線圈的匝數(shù)

D.只將托盤秤壓在杠桿上的位置向左移動一些

第二部分

本部分共6題，共58分。

15.（8分）在“測量金屬絲的電阻率”實驗中，某同學(xué)用電流表和電壓表測量一個金屬絲的電阻。

（1）該同學(xué)先用歐姆表“xl”擋粗測該金屬絲的電阻，示數(shù)如圖14所示，對應(yīng)的讀數(shù)是

圖15

圖14

（2）用螺旋測微器測某金屬絲的直徑，示數(shù)如圖15所示，

則該金屬絲的直徑為_____mm。

（3）測量一段金屬絲電阻時所用器材和部分電路連線如圖

16所示，電流表0~0.6A,內(nèi)阻約0.1。，O-3A,內(nèi)阻約

0.01Q；電壓表O~3V,內(nèi)阻約3kdO-15V,內(nèi)阻約15k。。

圖中的導(dǎo)線。端應(yīng)與（選填電流表“0.6”或

“3”）接線柱連接，b端應(yīng)與（選填電流表

“0.6”或“3”）接線柱連接。開關(guān)閉合前，圖16中滑動變阻器

滑片應(yīng)置于（選填“左”或“右”）端。

（4）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，得到多組U和/數(shù)據(jù)。甲

圖16

同學(xué)由每組U、/數(shù)據(jù)計算電阻，然后求電阻平均值；乙同學(xué)

通過。/圖像求電阻。則兩種求電阻的方法誤差較小的是—（選填“甲同學(xué)”或“乙同學(xué)”）。

（5）設(shè)被測金屬絲電阻為此，金屬絲直徑為d,接入電路部分的長度為/,則計算該金屬絲電阻率的表達(dá)

式是。=（用題目給出的物理量符號表示）。

16.（10分）用圖17所示的電路圖測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。

（1）在下表中選出適當(dāng)?shù)膶嶒炂鞑倪M(jìn)行實驗。

A.電流表Ai：0-0.6A,內(nèi)阻約0.1Q；

B.電流表A2：0-3A,內(nèi)阻約0.表C；

C.電壓表Vi：0-3V,內(nèi)阻約3k。；

D.電壓表V2：0-15V,內(nèi)阻約15k。；

E.滑動變阻器Ri：0-20Q；

F.滑動變阻器&：0-1000Q；

G.待測干電池：電動勢約為1.5V

H.開關(guān)，導(dǎo)線若干

實驗中電流表應(yīng)選用;電壓表應(yīng)選用;滑動變阻器應(yīng)選用

—（填器材前序號字母）。

圖18

（2）用筆畫線完成圖18中實物間的導(dǎo)線連接。

（3）甲同學(xué)在實驗中記錄了6組數(shù)據(jù)如下表所示，其中5組數(shù)據(jù)的對

應(yīng)點已經(jīng)標(biāo)在坐標(biāo)紙上，請標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點，在圖

19中畫出U-/圖線。

根據(jù)所畫圖線，可得出干電池的電動勢石=V。（保留3位

有效數(shù)字）

（4）甲同學(xué)認(rèn)為若不考慮電壓表和電流表內(nèi)阻對實驗的影響，則電壓

圖19

表的讀數(shù)。與對應(yīng)的電流表的讀數(shù)/的比值3就等于干電池的內(nèi)阻；乙同學(xué)認(rèn)為電壓表的讀數(shù)變化量

I

AU與相對應(yīng)的電流表的讀數(shù)變化量△/的比值的絕對值-才等于電源的內(nèi)阻。請判斷哪位同學(xué)的觀點

是正確的，并說明你的判斷依據(jù)o

17.（9分）圖20所示，兩根平行光滑金屬導(dǎo)軌和尸。放置在水平面內(nèi)，其間距乙=0.4m,磁感應(yīng)強度

8=1.0T的勻強磁場垂直軌道平面向下，兩導(dǎo)軌之間連接的電阻R=9.6Q,在導(dǎo)軌上有一金屬棒"，其電阻

r=0.4Q,金屬棒與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，在湖棒上施加水平拉力使其以速度v=1.0m/s向右勻速運動，設(shè)

金屬導(dǎo)軌足夠長.求：

（1）金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；

（2）通過電阻R的電流大小和方向；

（3）金屬棒。兩點間的電勢差；

（4）拉力做功的功率。

XXXX5X

圖20

18.（9分）如圖21所示，表面粗糙的平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置，間距d=0.4m,與水平面夾角0=37。，導(dǎo)軌

上端接有定值電阻Ro=4Q,電源電動勢E=3V,內(nèi)阻-20。導(dǎo)軌中間整個區(qū)域有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻

強磁場，磁感應(yīng)強度B=2.5T。閉合開關(guān)后，將一質(zhì)量"z=0.2kg的導(dǎo)體棒油垂直導(dǎo)軌放置，導(dǎo)體棒接入電

路中的電阻R=4Q,導(dǎo)體棒處于靜止?fàn)顟B(tài)。導(dǎo)軌電阻不計，重力加速

度取g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8?最大靜摩擦力等于滑動摩

（1）導(dǎo)體棒中的電流大??；/

圖2

序號123456

電壓U(V)1.451.401.301.251.201.10

電流/(A)0.060.120.240.260.360.48

（2）導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒的摩擦力大小和方向;

（3）導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)。

19.（10分）2023年是芯片行業(yè)重要的里程碑。中國會成為全球生產(chǎn)芯片的重要國家之一。離子注入是芯

片制造過程中一道重要的工序。圖22所示，是離子注入工作原理的示意圖，A處

的離子無初速的“飄入”加速電場，經(jīng)電場加速后從P點沿半徑方向進(jìn)入半徑為r

的圓形勻強磁場區(qū)域，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)，最后打在豎直放置的硅片上。離子的質(zhì)量為

〃7、電荷量為4，加速電場的電壓為U,不計離子重力。求：

（1）離子進(jìn)入圓形勻強磁場區(qū)域時的速度大小V；

（2）若磁場方向垂直紙面向外，離子從磁場邊緣上某點出磁場時，可以垂直打到

硅片上，求圓形區(qū)域內(nèi)勻強磁場的磁感應(yīng)強度線的大小。

（3）為了追求芯片的精致小巧，需要對硅片材料的大小有嚴(yán)格的控制。如圖23

所示，在距。點為2r處的硅片下端與磁場中心。在同一水平線上，硅片長為/=

出r,要求所有離子都打到硅片上，求磁感應(yīng)強度8的取值范圍。

3

圖23

20.（12分）利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域。

（1）如圖24甲所示，將一個半導(dǎo)體薄片垂直置于磁感應(yīng)強度為B的磁場中，在薄片的兩個側(cè)面服b間

通以電流/時，另外兩側(cè)/間產(chǎn)生電勢差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。其原因是薄片中能夠自由移動的電

荷受洛倫茲力的作用向一側(cè)偏轉(zhuǎn)和積累，于是在c、/間產(chǎn)生霍爾電壓5。己知半導(dǎo)體薄片的厚度為d,半

導(dǎo)體薄片的寬度為L假設(shè)半導(dǎo)體薄片元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是電荷量為e的自由電子，薄片元件內(nèi)單位體積

中的自由電荷數(shù)〃，求

圖24

①薄片元件內(nèi)自由電荷定向移動的速率v；

②比較經(jīng)、0f的高低

③求c、/間產(chǎn)生的霍爾電壓UHo

（2）利用霍爾元件可以進(jìn)行微小位移的測量，如圖24乙所示為利用霍爾元件制作的位移傳感器，將固定

有霍爾元件的物體置于兩塊磁性強弱相同、同極相對放置的磁體縫隙中，建立如圖24丙所示的空間坐標(biāo)

系，保持沿x方向通過霍爾元件的電流/不變，當(dāng)物體沿z軸方向移動時，由于不同位置處磁感應(yīng)強度B

不同，霍爾元件將在y軸方向的上、下表面間產(chǎn)生不同的霍爾電壓如，在c、/之間連接一個電壓表，當(dāng)

霍爾元件處于中間位置時，磁感應(yīng)強度B為0,電壓表的示數(shù)為0,將該點作為位移的零點，在小范圍

內(nèi)，磁感應(yīng)強度8的大小和坐標(biāo)z成正比（比例系數(shù)為左），這樣就可以把電壓表改裝成測量物體微小位

移的儀表（位移傳感器）。

①推導(dǎo)薄片元件c、/之間的電勢差與坐標(biāo)z之間的定量關(guān)系并在圖25中定性畫出電勢差4f與坐標(biāo)z之

間的圖像。

②若竽可以反映該位移傳感器的靈敏度，則要提高該傳感器的靈敏度可采取哪些可行措施。

△z

圖25

參考答案

第一部分（選擇題共42分）

本部分共14,題,每題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。

題號1234567891011121314

答案DCCDBBDACDDACA

第二部分（非選擇題共58分）

本部分共7題，共58分。

15.(8分)

(1)6..............................................................(1分)

(2)0.185(0.184-0.186)................................(1分)

(3)0.6,0.6,左........................(3分)

(4)乙..................................(1分)

(5)2=..................................................(2分)

41

16.(10分)

(1)A,C,E（3分）

(2)如圖18所示（1分）

(3)如圖19所示，1.49V（3分）

說明：補點、畫線各1分。

（4）乙同學(xué)正確,（1分）

甲同學(xué)計算的是外電路電阻；乙同學(xué)，任意取兩個狀態(tài),Ui=E—hr,

△U

AJ7—A7—h-h,可以得出=r（2分）

17(9分)

(1)E=BLv=1.0x0.4xl.0V=0.4V....................................................(2分)

(2)I=—=—A=0.04A................................................................(2分)

R+r10

(3)Uab=IR=—R=0.04X9.6V=0.384V............................................(2分)

R+r

(4)拉力功率等于電路熱功率P=/￡=@^=U^W=0.016W……(3分)

R+r10

18.(9分)

（1）由閉合回路歐姆定律

E

7?+F+RQ

代入數(shù)值解得/=0.3A,...........................（3分）

（2）導(dǎo)體棒受到的安培力P安=g/d=0.3N

導(dǎo)體棒沿斜面方向平衡，則

mgsin37-f+F^

代入數(shù)值解得戶0.9N

方向：平行導(dǎo)軌向上。.........................................（3分）

（3）導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒的支持力

FN=mgcos37

導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為〃，則

f=〃生=/jmgcos37

代入數(shù)值解得〃=|=0.75.....................................（3分）

19.（10分）

（1）離子通過加速電場，由動能定理可知

1

qU=-mvz7

變形得到

'2qU

v=（3分）