2024北京朝陽區(qū)高三（上）期末物理試題及答案

2024北京朝陽高三（上）期末物理2024.1（考試時(shí)間分鐘100分）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(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題目要求的一項(xiàng)。1．下列說法正確的是A．電場線和磁感線均客觀存在B．靜電場只能由靜止的電荷產(chǎn)生，磁場只能由磁體產(chǎn)生C．感生電場是穩(wěn)恒磁場產(chǎn)生的，電磁場是電場和磁場交替產(chǎn)生的D．電場和磁場是客觀存在的，可以根據(jù)它們所表現(xiàn)出來的性質(zhì)進(jìn)行認(rèn)識(shí)和研究2．下列傳感器能夠?qū)⒘W(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的是A．光敏電B．干簧C．電阻應(yīng)變片D．霍爾元3．某無線充電裝置的原理如圖所示，該裝置主要由供電線圈和受電線圈組成，可等效為一個(gè)變壓器，從()受電線圈輸出的交流電經(jīng)過轉(zhuǎn)化裝置變?yōu)橹绷麟娊o電池充電。充電時(shí)，供電端接有1=2202sin100πtVU2=20V的正弦交流電，受電線圈輸出電壓、輸出電流I2=4A，下列說法正確的是A．受電線圈輸出電壓的頻率為100HzB．供電線圈和受電線圈匝數(shù)比為16:1C．充電時(shí)，供電線圈的輸入功率為80WD．若供電端接220V直流電，也能進(jìn)行充電4．如圖所示，一對用絕緣柱支撐的金屬導(dǎo)體A和B，使它們彼此接觸。起初它們不帶電，貼在下部的兩金屬箔是閉合的?，F(xiàn)將一個(gè)帶正電的導(dǎo)體球C靠近導(dǎo)體A，如圖所示。下列說法正確的是A．導(dǎo)體A下面的金屬箔張開，導(dǎo)體B下面的金屬箔仍閉合B．導(dǎo)體A的部分正電荷轉(zhuǎn)移到導(dǎo)體B上，導(dǎo)體A帶負(fù)電C．導(dǎo)體A的電勢升高，導(dǎo)體B的電勢降低D．將導(dǎo)體A、B分開后，再移走，則A帶負(fù)電5．在如圖所示電路中，電源內(nèi)阻不可忽略，且有r>1，導(dǎo)線電阻不計(jì)，電流表為理想電表。開關(guān)S閉合第1頁/共10頁后，在滑動(dòng)變阻器R2的滑動(dòng)端由a向b緩慢滑動(dòng)的過程中，下列說法正確的是A．電流表的示數(shù)一定變大ASR1baCR2B．電源的輸出功率一定變大ErC．變阻器的功率一定先變大后變小D．電容器C的電量一定先變大后變小6．如圖所示，一束電子以垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B且垂直于磁場邊界的速度v射入寬度為d的勻強(qiáng)磁場中，穿出磁場時(shí)速度方向和原來射入方向的夾角為θ。根據(jù)上述信息不能求出．．A．電子的動(dòng)能B．電子的比荷C．電子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間D．電子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑7．有人認(rèn)為在兩個(gè)帶電導(dǎo)體之間可以存在如圖所示的靜電場，它的電場線相互平行，間距不等。關(guān)于此“靜電場”，下列說法正確的是aA．該電場一定存在，是個(gè)特殊的勻強(qiáng)電場B．該電場一定存在，可以通過兩個(gè)勻強(qiáng)電場疊加產(chǎn)生C．根據(jù)圖中a、b兩點(diǎn)電場強(qiáng)度方向相同，大小不同，可判斷該電場不存在bD．通過試探電荷沿不同路徑從圖中a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，電場力做功不同，可判斷該電場不存在8．云室可以顯示帶電粒子的運(yùn)動(dòng)徑跡。如圖所示，某次實(shí)驗(yàn)中云室所在空間存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，鉛板與磁場方向平行，細(xì)黑線表示某帶電粒子穿過鉛板前后的運(yùn)動(dòng)徑跡。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，粒子入射的初速度為v，穿過鉛板前后所帶電荷量不變，軌道半徑分別為r、r。不計(jì)粒子的重力。下列說法012正確的是云室鉛板A．粒子帶負(fù)電B．粒子是從下向上運(yùn)動(dòng)穿過鉛板的C．可以求出粒子穿過鉛板后的速度大小D．可以求出鉛板對粒子做的功徑跡9．如圖所示，在盛有導(dǎo)電液體的水平玻璃皿中心放一個(gè)圓柱形電極接電源的負(fù)極，沿邊緣內(nèi)壁放另一個(gè)圓環(huán)形電極接電源的正極做“旋轉(zhuǎn)液體實(shí)驗(yàn)”，其中蹄形磁鐵兩極間正對部分的磁場可視為勻強(qiáng)磁場，磁鐵上方為S極。電源的電動(dòng)勢E=6V，限流電阻04.8。閉合開關(guān)S后，當(dāng)導(dǎo)電液體旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定=時(shí)理想電壓表的示數(shù)為3.5V，理想電流表示數(shù)為0.5A。則A．從上往下看，液體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)B．液體消耗的電功率為1.75WC．玻璃皿中兩電極間液體的電阻為D．電源的內(nèi)阻為0.5Ω10．如圖所示，豎直面內(nèi)的正方形導(dǎo)線框，以某一初速度垂直進(jìn)入水平向里的有界勻強(qiáng)磁場并最終完全穿出。線框的邊長小于磁場寬度，不計(jì)空氣阻力。下列說法正確的是第2頁/共10頁A．線框進(jìn)磁場的過程中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向B．線框出磁場的過程中可能做勻減速直線運(yùn)動(dòng)C．線框在進(jìn)和出的兩過程中受到安培力的沖量一定相等D．線框在進(jìn)和出的兩過程中產(chǎn)生的焦耳熱一定相等．如圖甲所示，金屬棒MN垂直放置在兩條相互平行的水平光滑長直導(dǎo)軌上，空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場。若t=0時(shí)刻棒獲得一定的初速度，且棒中電流的變化規(guī)律如圖乙所示，取電流沿M指向N為正，Tt=時(shí)刻棒的速度恰好為零。下列說法正確的是4A．在0~T時(shí)間內(nèi)，棒在導(dǎo)軌上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)B．在0~T時(shí)間內(nèi)，棒在導(dǎo)軌上一直向左運(yùn)動(dòng)TC．在~0時(shí)間內(nèi)，棒的加速度先增大后減小2TTD．在~時(shí)間內(nèi)，棒的速度先增大后減小甲乙4412．如圖所示，一平行板電容器間存在勻強(qiáng)電場，電容器的極板水平，兩微粒ab所帶電荷量大小分別為qq，符號(hào)相反，質(zhì)量分別為mm。使它們分別靜止于電容器的上、下極板附近?，F(xiàn)同時(shí)釋放a、b，1212它們由靜止開始運(yùn)動(dòng)并計(jì)時(shí)，在隨后的某時(shí)刻t，a、b經(jīng)過電容器兩極板間上半?yún)^(qū)域的同一水平面，如圖中虛線位置，a、b間的相互作用和重力均忽略。下列說法正確的是aA．若qq，則m<m2121bB．若qq，在t時(shí)刻a和b的電勢能相等12C．若m=m，則q>q2121D．若m=m，在t時(shí)刻a的動(dòng)量大小比b的小1213．如圖所示的電路稱為“電荷泵”電路。D為二極管，具有單向?qū)щ娦?。C為電容器，L為電感線圈。電源的電動(dòng)勢為E。開關(guān)S每閉合、斷開一次，電容器C兩端電壓即提升一次。使開關(guān)S多次閉合、斷開，在電容器C兩端可以獲得遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出E的高壓。關(guān)于此電路，以下說法正確的是A．開關(guān)S斷開后，電感線圈中有往復(fù)的交變電流B．開關(guān)S斷開后，電感線圈兩端的電壓始終等于電容器兩端的電壓C．電容器C的上極板不斷積累負(fù)電荷，下極板不斷積累正電荷D．電感線圈匝數(shù)越多，電容器兩端最終能夠獲得的電壓值越大14．據(jù)2023年8月25日多家媒體報(bào)道，芬蘭科學(xué)家證明，聲音可在真空中傳播。他們首次實(shí)現(xiàn)了讓聲波在兩個(gè)晶體之間極小的真空傳輸。在最新實(shí)驗(yàn)中，研究人員將聲音的振動(dòng)波轉(zhuǎn)化為物體之間電場內(nèi)的漣漪，使聲音在兩個(gè)氧化鋅晶體之間的真空中傳輸。氧化鋅晶體是一種壓電材料，這意味著當(dāng)施加力或熱時(shí)，其會(huì)產(chǎn)生電荷。因此，當(dāng)把聲音施加到其中一個(gè)氧化鋅晶體上時(shí)，這個(gè)晶體會(huì)產(chǎn)生電荷，破壞附近的電場。如果該晶體與另一個(gè)晶體共享電場，那么這種干擾可在真空中從一個(gè)晶體傳播到另一個(gè)晶體。這些干擾反映了聲波的頻率，因此接收晶體可將干擾變回真空另一側(cè)的聲音。但這些干擾不能傳播超過單個(gè)聲波波長第3頁/共10頁的距離，研究人員也表示，這種方法的可靠性并非100%。在大多數(shù)情況下，聲音并沒有在兩個(gè)晶體之間完全傳播，但有時(shí)，聲波的全部能量會(huì)100%“躍過”真空。已知聲音在氧化鋅晶體中的傳播速度數(shù)量級(jí)為103m/s。根據(jù)上述信息，下列判斷正確的是A．聲音通過真空在兩個(gè)晶體之間傳輸時(shí)，會(huì)導(dǎo)致頻率發(fā)生變化B．在兩個(gè)晶體之間的真空中，可通過電磁波傳播聲音能量C．用上述晶體可以使頻率為1GHz（109Hz）的聲波通過10μm的真空D．增加聲音的強(qiáng)度，可以實(shí)現(xiàn)聲音在真空中更遠(yuǎn)的兩個(gè)晶體之間傳播第二部分本部分共6題，共58分。158分）物理實(shí)驗(yàn)一般都涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析等。（1）如圖甲所示，用螺旋測微器測得金屬絲的直徑D=______mm；如圖乙所示，用20分度游標(biāo)卡尺測得金屬絲的長度L=______mm。甲乙（2）某同學(xué)用多用表歐姆“×10”擋粗測金屬絲的電阻，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大，需要進(jìn)行調(diào)整。下列實(shí)驗(yàn)步驟正確的操作順序?yàn)開_________A．將選擇開關(guān)置于“×1”位置B．將選擇開關(guān)置于“OFF”位置C．將兩表筆分別接觸待測電阻兩端，讀出其阻值后隨即斷開D．將兩表筆直接接觸，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指向歐姆零點(diǎn)（3）某同學(xué)利用圖丙所示電路，通過測繪小燈泡的I-U圖像來研究小燈泡的電阻隨電壓變化的規(guī)律。在一次實(shí)驗(yàn)中，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)，電壓表示數(shù)為零。關(guān)于電路的故障，下列說法正確的是。A．可能是小燈泡發(fā)生斷路B．可能是小燈泡發(fā)生短路C．可能是變阻器的滑片處斷路1610分）丙某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)測量某金屬絲（阻值約為幾歐姆）的電阻率。第4頁/共10頁（1）應(yīng)選用______該金屬絲的電阻。（2）若通過測量可知，金屬絲接入電路的長度為L，直徑為D，通過金屬絲的電流為I，金屬絲兩端的電壓為U，由此可計(jì)算得出金屬絲的電阻率ρ=給字母表示）（3）伏安法測量電阻時(shí)，由電壓表或電流表的內(nèi)阻引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差。針對（1）所選的電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測量金屬絲的阻值為R。若已知電壓表的內(nèi)阻為R，電流表的內(nèi)阻為R，則電阻絲的阻值R應(yīng)VAx該為_______。（4）明明同學(xué)課后設(shè)計(jì)了如圖丙所示的部分電路圖，設(shè)想通過調(diào)節(jié)變阻器R1的滑片在某一位置，再調(diào)節(jié)變阻器R，使兩電壓表的示數(shù)均為U，此時(shí)電流表的示數(shù)為I。200丙U0I0請你說明需要滿足哪些條件，利用便可以算出Rx的真實(shí)電阻值。179分）如圖所示是一個(gè)示波管工作原理示意圖。電子經(jīng)電壓U1加速后垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，離開電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)量為h，板長為L。已知電子質(zhì)量為m，電荷量為，初速度不計(jì)。求：（1）電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)速度的大小v；（2）電子在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；（3）電子在通過偏轉(zhuǎn)電場的過程中動(dòng)量變化的大小?p。189分）如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離為L，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面的夾角為θ，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面向上的勻強(qiáng)磁場。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻為r的直流電源。現(xiàn)把一個(gè)長度為L、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰h好不發(fā)生滑動(dòng)。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒的電阻U1為R，金屬導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加L第5頁/共10頁速度大小為。求：（1）導(dǎo)體棒中的電流I；（2）t時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒所受安培力的沖量I沖；（3）導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。1910分）一些電磁裝置有相似相通的結(jié)構(gòu)和原理。（1）如圖1甲所示，磁電式電流表的基本組成部分是磁體和放在磁體兩極之間的線圈。當(dāng)電流通過線圈時(shí)，導(dǎo)線受到安培力的作用，使安裝在軸上的線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，指針與軸固定在一起，指針隨之發(fā)生偏轉(zhuǎn)。磁場沿輻向均勻分布，如圖1乙所示，設(shè)線圈共n匝，垂直于紙面的邊長為l，平行于紙面的邊長為l，線圈垂12直于紙面的邊所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。圖1a．當(dāng)線圈內(nèi)通過的電流為I時(shí)，求線圈垂直于紙面的一條邊上受到的安培力大小FA；b．當(dāng)線圈內(nèi)無電流通過時(shí)，指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。撥動(dòng)電流表指針，當(dāng)指針角速度為ω時(shí)，求穿過線圈Φt的磁通量的變化率。（2）在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，兩根電阻不計(jì)的光滑平行金屬軌道MN、PQ固定在水平面內(nèi)。電阻不計(jì)的金屬導(dǎo)體棒abMN、PQ放在軌道上，與軌道接觸良好。導(dǎo)體棒ab與一個(gè)電阻r連接構(gòu)成閉合回路，在ab棒上連接足夠長的輕繩，繩下端懸掛一質(zhì)量為m的重物，如圖2甲所示，重物穩(wěn)定下落時(shí)的速率為1。現(xiàn)將電阻r換成一內(nèi)阻為r的電源接入電路中，如圖2乙所示，懸掛的重物不變，重物穩(wěn)定上升時(shí)的速率為v2。重力加速度為g2乙中接入電源的電動(dòng)勢E。甲乙圖2第6頁/共10頁20.12分）研究表明靜電場中有如下一些重要的結(jié)論：①均勻帶電球殼（或球體）在球的外部產(chǎn)生的電場，與一個(gè)位于球心、電荷量相等的點(diǎn)電荷在同一點(diǎn)產(chǎn)生的電場相同；②均勻帶電球殼在空腔內(nèi)部的電場強(qiáng)度處處為零；③電場線與等勢面總是垂直的，沿電場線方向電勢越來越低。利用上述結(jié)論，結(jié)合物理思想方法可以探究某些未知電場的問題。（1）如圖1所示，一個(gè)靜止的均勻帶正電球體，其單位體積的電荷量為ρ，半徑為R，靜電·O′力常量為k。a.在圖1中求距球心r處電場強(qiáng)度的大?。ǚ諩、ERROO內(nèi)外b.在圖1球體中挖掉一個(gè)球心為O′的小球體，如圖2所示。已知OO′=d，求空腔體內(nèi)OO′連線上某點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小。圖1圖2（2）一球殼均勻帶有正電荷，O為球心，A、B為直徑上的兩點(diǎn)，OAOB?，F(xiàn)垂直于AB將球殼均分為左右兩部分，C為截面上的一點(diǎn)，移去右半球殼，左半球殼所帶電荷仍均勻分布，如圖3所示。=ABCa.分析判斷O、C兩點(diǎn)電勢關(guān)系；b.分析判斷、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度及電勢的關(guān)系。圖3第7頁/共10頁參考答案第一部分共14題，每題3分，共42分。12345678910CB12D13C14BDCCDAADCB第二部分共6題，共58分。158分）（1）2.150（2）ADCB（3）B12.304分2分2分1610分）（1）甲2分2（2）=2分4ILRR（3）V2分—RRV（4）條件，兩個(gè)電壓表的內(nèi)阻需要相同或者都可看為理想表2R的總阻值與R的阻值之和大于等于R2Ax4分179分）12（1）根據(jù)動(dòng)能定理有eU1=mv2解得2eU1mv=3分（2）根據(jù)L=vt解得m3分=Lt2eU112（3）電子沿電場力方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)=，v′=atat2h2h電子的動(dòng)量變化大小?p=mv′=2meU13分L189分）（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律得ER+r=2分IBLER+r（2）根據(jù)安培力的公式有ABIL==第8頁/共10頁BLEtAtF=，方向沿導(dǎo)軌向上+rR3分沖（3）對導(dǎo)體棒受力分析可知，其所受摩擦力可能沿斜面向上，如圖所示。根據(jù)平衡條件有=NFNθFAFfmgθ+=FFfA解得GBLE+osθμ=tanθ-當(dāng)摩擦力沿斜面向下時(shí)，同理可得BLE+osθμ=-4分1910分）（1）a．安培力大小為=F2分1b．由公式E2nBlv，結(jié)合v=ωl0122得=lnBl210Φ=nE0再根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律tΦ=Bll21ω3分t（2）根據(jù)兩次重物均做勻速運(yùn)動(dòng)可知，甲、乙電路中的電流大小相同，設(shè)為I，甲圖中單位時(shí)間內(nèi)，重物下降減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為電阻r上的焦耳熱mgv1=I2r乙圖中單位時(shí)間內(nèi)，電源做功等于電阻r上的焦耳熱和重物重力勢能增量EI=I2