2023年北京朝陽區(qū)高三年級上冊學期期末物理試題及答案

北京市朝陽區(qū)2022-2023學年度第一學期期末質量檢測

高三物理2023.I

（考試時間90分鐘滿分100分）

第一部分

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

的一項C

1.下列說法正確的兄

A.物體所帶電荷量一定是元電荷e的整數(shù)倍

B.點電荷是?種理想化模型，其所帶電荷量一定很小

C.兩點電荷間的靜電力與它們間的距離成反比

D.絲綢與玻璃棒摩擦后帶正也,是因為玻璃棒給絲綢提供了正電荷

2.如圖所示，是一個正弦式交變電流的波形圖。則"A

A.該交變電流的周期為5s殍、

B.該交變電流的有效值為1（）疙A°oA；^150.26^5*t/s

c.若將該電流通過ion的電阻時,is內產生熱量為500JT0-…-2y

D.若將該電流輸入匝數(shù)比為10:1的降壓變壓器，副線圈輸出電流的最大值為1A

3.我國北斗導航系統(tǒng)所使用的電磁波頻率約1561MHz；家用微波爐加熱食物所使用的電磁

波頻率約2450MHz；家用WiFi所使用的電磁波頻率約5725MHz,則家用WiFi所使用的

電磁波

A.不會產生偏振現(xiàn)象

B.比微波爐所使用的電磁波更不容易產生明顯的衍射現(xiàn)象

C.與北斗導航所使用的電磁波疊加時將會產生干涉現(xiàn)象

D.從?個房間穿越墻壁進入另?個房間時其頻率會變化

4.在一個等邊三角形a能頂點b和c處各放入一個電荷量相等的點電荷時，測得Q處的場強

大小為E,方向與be邊平行，如圖所示。拿走c處的點電荷后，則

A.a處場強大小仍為乙方向由a指向bA_E

B.a處場強大小為方向由b指向a/\

C.a處電勢降低卜/\

D.a、c兩點電勢相等■

高三物理試卷第I頁（共9頁）

5.如圖所示，在水平放置的條形磁鐵的N極附近，一個閉合線圈始終豎直向下加速運動，并

始終保持水平。在位置8時N極附近的磁感線正好與線圈平面平行,4、B之間和8、C之

間的距離相等，且都比較小。下列說法正確的是

A.線圈在位置4時感應電流的方向為順時針（俯視）/_7A

B.線圈在位置C時感應電流的方向為順時針（俯視）/'?…：''B

C.線圈在位置8時穿過線圈的磁通量最大-二一二1c

D.線圈在位置C時的感應電流比在位置4時的大

6.為避免閃電造成損害，高大的建筑物會裝有避雷針。積雨云底層帶上

負電，由「靜電感應使得避雷針的尖端帶上了正電。圖中虛線為避

雷針周圍的等勢而，且相鄰等勢而間的電勢差相等。避雷針尖端正

上方”6兩點的場強大小分別為瓦，、紇，甩勢分別為外、叫。?帶

負電的雨滴豎直下落經過"6兩點。下列說法正確的是:/

A.Ea>/

B?,〉<Pi,

C.t亥雨滴從?下落至b的過程中，電勢能逐漸減少

D.若該避雷針某時刻開始放電,則放電電流從積雨云流向避雷針

7.電磁爐是目前家庭常用的炊具，具有無明火、無污染、高效節(jié)能等優(yōu)點。某同學仿照電磁

爐原理自己制作了，個簡易電磁爐，其結構簡圖如圖所示。在線圈上端放置?盛有冷水

的金屬杯,接通交流電源，一段時間后杯內的水就會沸騰起來。下列說法正確的是

A.家用電磁爐I作時，利用其面板產生的渦流來加熱食物

B.家用電磁爐的鍋用鐵而不用陶瓷材料，主要是因為陶瓷的導熱性能較差

C.簡易電磁爐工作時，利用線圈產生的自感現(xiàn)象來加熱水

D.僅增大簡易電磁爐交流電的頻率，可以縮短水達到沸騰的時間

8.已知光敏電阻在沒有光照射時電阻很大,并且光照越強其阻值越小。利用光敏電阻作為

傳感器設計了如圖所東的電路，電源電動勢￡、內阻r及電阻A的阻值均不變。當光照強

度增強時，則~——廿

A.電燈L變亮B.電流表讀數(shù)減小

C.電阻&的功率增大D.電源的輸柒功率一定增大R*

高三物理試卷第2頁（共9頁）

9.甲、乙兩個帶電粒子的電荷量和質量分別為（-q,m）、（-g,4m），它們先后經過同一加速電

場由靜止開始加速后，由同一點進入同?偏轉電場，兩粒子進入時的速度方向均與偏轉

電場方向垂直，如圖所示。粒子重力不計。則甲、乙兩nnY

粒子

A.進入偏轉電場時的速度大小之比為1:2廣y^^^-一

B.離開偏轉電場時的動能之比為1:I...................

C.在偏轉電場中運動的時間相同廠

D.離開偏轉電場時的速度方向不同

10.如圖所示，電阻不計的光滑平行金屬導軌水平置「方向豎直向下的勻強磁場中,左端接

一定值電阻尺,電阻為r的金屬棒MN置于導軌上，金屬棒與導軌始終垂直且接觸良好。

在片0時金屬棒受到垂直于棒的水平恒力〃的作用由靜止開始運動，金屬棒中的感應

電流為i,所受的安培力大小為心，電阻R兩端的電壓為外,電路的電功率為尸,下列描

述各量隨時間t變化的佟I像正確的是

11.由電磁理論可知,半徑為/?、電流強度為/的單而環(huán)形電流,其中心處的磁感應強度大小

8=其中/，?為已知常量。止切電流計是利用小磁針的偏轉來測量電流的,如圖所

示，在一個豎直放置、半徑為八匝數(shù)為/V的圓形線圈的圓心。處，放?個可以繞豎直軸

在水平面內轉動的小磁針（帶有分度盤該線圈未通電時，小磁針穩(wěn)定后所指方向與

地磁場水平分量的方向一致。調整線圈方位，使其與靜止的小磁針在同一豎直平而內。

給線圈通上待測電流后,小磁針偏轉了a角。已知儀器所在處地磁場磁感應強度的水

平分量的大小為舔。則

A.待測電流在圓心0處產生的磁感應強度大小為80cos以

B線圈I小磁針

B.待測電流在圓心0處產生的磁感應強度大小為41^4

sma1IH

C.待測電流大小為然學

D.待測電流大小為二:

K/Vlana

高三物理試卷第3頁（共9頁）

12.如圖所示，若x軸表示時間軸表示速度,則該圖線下的面積表示位移，直線AB的斜率

表示物體在該時刻的加速度大小，若令x軸和y軸分別表示其它物理量,則可以反映在

某種情況下相應物理量之間的關系。下列說法正確的是"

A.若電場方向平行于x軸,x軸表示位置,y軸表示電勢，

則直線AB的斜率表示對應位置處的電場強度大小?

B.若x軸表示時間小軸表示穿過密繞螺線管的磁通量，則/

直線AB的斜率表東該螺線管產生的電動勢大小

C.若x軸表示流經某電阻的電流,y軸表示該電阻兩端的電壓，則圖線下面積表示電阻

的熱功率

D.若x軸表示時間軸表示通過導體橫截面積的電荷量，則該圖線下面積表示這段時

間內電流所做的功

13.某電子秤的原理簡圖如圖所示。48為一均勻的滑動變阻器，長度為"兩邊分別有

!\、匕兩個滑動頭，輕質彈簧上端與片及秤盤底部相連，下端固定。彈簧原K時片和P2

均指在4端，若匕、匕間出現(xiàn)電壓時，該電壓經過放大，通過信號轉換后在顯示屏上就

能顯示出被稱物體的質量。已知彈簧的勁度系數(shù)為從托盤質量為嗎,，電源電動勢為E,

內阻不計「重力加速度為g。在托盤卜.未放物體時需要先校準與點，即未放被稱物體時

電壓為零.貝IJ

A.校準零點時,不簾要移動滑動頭匕

B.校準零點時，兩滑動頭間的距離為?

k

C.滑動頭？滑至8端時,被稱物體的質量為任

g

D.被稱物體的質量m與兩滑動頭間電壓U的關系為m

14.在現(xiàn)代研究受控熱核反應的實驗中，需要把107~109K的高溫等離了體限制在?定空間

區(qū)域內，這樣的高溫下幾乎所有作為容器的固

體材料都將熔化,磁約束就成了重要的技術。

如圖所示，科學家設計了一種中間弱兩端

強的磁場，該磁場由兩側通有等大同向電流的

線圈產生Q假定帶正電的粒子（不計重力）從

左端附近以斜向紙內的速度進入該磁場，其運螺距

動軌跡為圖示的螺旋線（未全部畫出）。此后,該粒子將被約束在左右兩端之間來回運

動,就像光在兩個鏡子之間來回“反射”一樣，不能逃脫。這種磁場被形象地稱為磁瓶,

磁場區(qū)域的兩端被稱為磁鏡。

根據(jù)上述信息并結合已有的知識，可以推斷該粒子

A.從左端到右端的運動過程中，沿磁瓶軸線方向的速度分量逐漸變小

B.從靠近磁鏡處返回時，在垂直于磁瓶軸線平面內的速度分量為最大值

C.從左端到右端的運動過程中，其動能先增大后減小

D.從左端到右端的運動過程中，其運動軌跡的螺距先變小后變大

高三物理試卷第4頁（共9頁）

第二部分

本部分共6題，共58分。

15.（8分）物理實驗一般都涉及實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數(shù)據(jù)分

析等C

（1）在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中，將多用電表的選擇開關置「“XI”位置，粗測金屬

絲的電阻。下列實驗步驟正確的操作順序為（填寫各實驗步驟前的字母）。

A.將選擇開關置于“XI”位置

B.將選擇開關置于“OFF”位置

c.將兩表筆分別接觸待測電阻兩端，讀;I1其阻值后隨即斷開

D.將兩表筆直接接觸，調節(jié)歐姆調零旋鈕，使指針指向“0”

（2）用伏安法測量約511左右的金屬絲的陽值，實驗室備有下列器材可供選擇：

A.電壓表（量程。?3V,內阻約15k。）

B.電壓表（量程0?15V,內阻約75kQ）

C.甩流表（量程。?3A,內阻約0.2。）

D.電流表（量程0?0.6A,內阻約10）

E.滑動變阻器端（0?20。。6A）

E.滑動變阻器血2（。?20000,0.6A）

G.電池組磯電動勢3V）

II.開關S,導線若干

為了能測得多組實驗數(shù)據(jù)，并盡可能提高測量精度，電壓表應選用

表應選用_滑動變阻器應選用_填寫器材前面的字母）

（3）某興趣小組用電流表內接法和外接法分別測量了UN」、

一段鉛筆芯的多組電流/和電壓〃的數(shù)值，并2.50，?????-

2B.，…二…二…二二…/

分別描繪了圖像，如圖所示。其中，用電流表2.00-j--；——；——；--

-j---:一-{■-■<*■

外接法得到的是用________（填寫“實線”或“虛i.5o--:--

i??XJ

線”）表示的圖像，并由此得到這段鉛筆芯的電阻寺二

值為________0。（保留兩位有效數(shù)字）T…文處…卜.一好…

0.504-^——：——：--------

.必駕…—.…一一

00.10.20.30.40.50.6*Z/A

高三物理試卷第5頁（共9頁）

16.（10分）某同學根據(jù)閉合電路歐姆定律測量電源的電動勢和內阻。

（I）測量電源電動勢￡和內阻r的實驗方案為：設計如圖I所小的電路，調節(jié)滑動變阻器，改

變電源兩端的電壓〃和流過電源的電流/,依據(jù)公式，利用測量數(shù)據(jù)作用“-/

圖像，得出￡和r。

（2）現(xiàn)有圖2所小的實驗器材和若干導線。圖中已將實驗器材進行了部分連接，還應當用?

根導線將電壓表接線柱h與接線柱連接，再用另一根導線將電壓表接線柱g與

接線柱連接。（填寫接線柱對應的字母）

（3）電路接線完畢，在保證電路安全的情況下閉合開關，調節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)電壓表讀數(shù)一

直接近3V而電流表讀數(shù)始終為零。已知導線與接線柱均無故障，且故障只有一處?，F(xiàn)

只改變電壓表接線，再閉合開關、調節(jié)變阻器。下列推斷正確的是。

A.電壓表接在aJ■之間，電壓表、電流表讀數(shù)總為零，表明滑動變阻器短路

B.電壓表接在u、b之間，電壓表讀數(shù)總接近3V、電流表讀數(shù)總為庫，表明電流表斷路

C.電壓表接在c、d之間，電壓表、電流表讀數(shù)總為零，表明開關是完好的

（4）從輸由特性來看，電源通常有恒壓源和恒流源兩種模型。如圖3（a）所東，將電源看作輸

出甩壓恒為4的理想電源（無內阻）與電阻（串聯(lián),若該電源輸;I；的電壓幾乎不隨負

載勺阻值的變化而變化,則被稱為恒壓源（即圖中虛線框部分）；如圖3（b）所示，將電

源看作輸出出流恒為的理想電源（內阻無限大）與電阻（并聯(lián),電源向外電路輸出的

電流幾乎不隨負載勺阻值的變化而變化，則被稱為恒流源（即圖中虛線框部分）。

特定光照條件卜.某種太陽能電池

某種太陽能電池在特定光照條件下，隨著負載勺阻值的變化，其輸出電壓”與輸”電

流/的變化規(guī)律如圖4所小。請描述該電池的輸出特性，并結合恒壓源和恒流源的特點解

釋其原因。

高三物理試卷第6頁（共9頁）

17.(9分)

在水平方向的勻強電場中,用絕緣輕繩懸掛一質量為機、電荷量為q的小球，小球靜止

時輕繩與豎直方向的夾角為45。。重力加速度為g。不計空氣阻力。

(1)求勻強電場的場強大小E；

(2)若剪斷輕繩,求小球此后在電場中運動忖的加速度大小a；

(3)若撤去電場，小球將在豎直平而內擺動，求小球搜到最低點時受到輕繩的拉力大小T。

18.（9分）

回旋加速器在核技術、核醫(yī)學等領域得到了廣泛應用，其原理如圖所示。L)l和〃2是兩

個中空的、半徑為A的半圓金屬盒，接在電壓恒為〃的交流電源上，位丁?心圓心處的質子源

A能產生質子(初速度可忽略，重力不計，不考慮相對論效

應)，質子在兩盒狹縫間的電場中運動時被加速。a、4置

「與盒而垂直的、磁感應強度大小為8的勻強磁場中。已知

質子的質量為，n,帶電量為q。

(1)求質子被回旋加速器加速能達到的最大速率/。

(2)求質子獲得最大速度的過程中在回旋加速器中被加速

的次數(shù)n;并估算質子在回旋加速器中運動的時間t。

(不計質子在電場中的加速時間)

(3)利用靜電偏轉器可將加速后的質子從加速器中引出。

已知質子被引出前在磁場中做圓周運動的半徑為A、圓

心為的圓心。，如圖所小?，靜電偏轉器

由一對圓心在。'、距離很近的弧形電極

SQS?構成厚度不計。兩電極間加有

沿弧形電極半徑方向的電場，使得質子做

圓周運動的半徑增加為R'離開加速器,

求偏轉電場場強￡的大小和方向。

高三物理試卷第7頁(共9頁)

19.(10分)

應用所學知識不僅可以解決“已知”的問題，也可以在質疑中探索“未知”的問題c

某同學利用電磁阻尼現(xiàn)象設計了如圖情境1所小的用于緩沖降落的原理簡圖。一邊長

為人質量為m、總電阻為K的正方形導線框abed豎直下落，進入磁感應強度為B的勻強磁

場時開始做減速運動，線框平面始終在豎直平而內,且線框ad邊始終與磁場的水平邊界而

平行。已知線框be邊剛進入磁場時線框的速率為外重力加速度為g?？諝庾枇Σ挥?。

(1)求線框be邊剛進入磁場時線圈中的電流/;

(2)若線框ad邊剛要進入磁場時線框的速率減為，求線框在進入磁場的過程中所產生的

焦耳熱Q;

(3)小明同學對“導線框全部進入磁場后下落的加速度為重力加速度g”這一觀點，產生了質

疑,并認為此時線框的加速度應當略小于重力加速度g。結合實際，小明把線框換成金

屬正方體，研究其在該磁場中的下落情況，如圖情境2所小。已知該正方體的質量為M、

邊長為La

a.為便于定量分析,小明構建以下模型:假設正方體從靜止開始一直在磁場中運動，平

彳j磁感線的左右兩個而可近似看作平彳「板電容器,電容為忽略正方體電阻，求該

正方體下落的加速度大小。；并描述其運動性質。

b.目前實驗室最強磁場的磁感應強度約為幾十特。若正方體邊長L=0.1m,質量

,2

血=5kg,上述a問模型中電容器電容的數(shù)量級約為l0-Fo結合上述信息，針對“導

線框全部進入磁場后下落的加速度為重力加速度g”這?說法，請闡述你的觀點。

乂…又…又

X'X'Xyx'"X'X

Xxx[.JxX

XXX

XXXXXXXXX

B

XXXXXXXXX

情境1情境2

高三物理試卷第8頁(共9頁)

20.（12分）

能量在轉化的過程中往往與做功密切相關，電容器充阻過程中的功能關系同樣如此。

電容器不僅可以儲存電荷，也是重要的儲能器件。對電容為C的電容器（原來不帶電）

充電，如圖1所小，已知電源的電動勢為E.

（I）圖2中畫出了電容器兩極間的電勢差〃隨電荷量g的變化圖像，在圖中取一阻荷量的微

小變化量A/請類比直線運動中由v-t圖像求位移的方法，說明圖中小陰影矩形的

“面積”所表示的物理含義;并計算電容器電壓為"時電容器儲存的電能與。

（2）請結合電動勢的定義，求電容器充電過程中電源內部非靜電力所做的功也并與充電過

程中電容器增加的電能AE,,相比較，說明兩者“相等”或“不相等”的原因。

（3）電容器的電能是儲存在電場中的，也稱電場能°若定義單位體積內的電場能量為電場能

量密度P。某同學猜想p應當與該處的場強笈場的平方成正比，即psE/已知平行板

電容器的電容為兩極板的正對面積,d為極板間距/為常數(shù)，兩極板間為真

空，板間電場U1.視為勾強電場。不計電容器電場的邊緣效應。

a.請以電容器內儲存的電場能為例論證該同學的猜想是否正確。

!）,電容器充電后與電源斷開并保持電荷量不變,已知此時的電場能量密度為小。現(xiàn)固

定其中一極板，緩慢拉開另一極板（保持兩極板止對），使板間距增加Ad,請分析說

明，在此過程中電場能量密度如何變化;并求出此過程中外力所做的功卯'（用p0、s和

Ad表示）。

（考生務必將答案答在答題卡上,在試卷上作答無效）

高三物理試卷第9頁（共9頁）

北京市朝陽區(qū)2022-2023學年度第一學期期末質量檢測

高三年級物理參考答案2023.1

（考試時間90分鐘滿分100分）

第一部分

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

的一項。

題號1234567

答案ACBDDCD

題號891011121314

答案CBCCADB

第二部分

本部分共6題，共58分。

15.6分）

（1）ADCB（3分）

⑵A；D；E（3分）

⑶虛線；31（2分）

16（10分）

（1）U=E-Ir（2分）

（2）b（或c）；f（或p）（2分）

⑶BC（2分）

（4）該電池的輸出特性：當電流較小時，該電池可視為恒壓源；當電流較大時，該電池

可視為恒流源。

解釋：由于IT圖像斜率的大小為電池的內阻上,外電阻凡=3,當電流較小時，U-1

圖像的斜率很小，即電池內阻很小，而此時外電阻很大，因為R，.》R,所以內電阻

分壓可忽略,輸出電壓近似等于電動勢而保持不變；當電流較大時，U-I圖像的斜率

很大，即電池的內阻很大，而此時外電阻很＜1、由于RL?R,所以電池相當于短路，

S

因此輸出電流幾乎恒為L而保持不變。（4分）

17.9分）

解：（1）對小球受力分析如圖所示，根據(jù)力的平衡條件，有

qE=mg

得￡=螫（3分）

q

⑵小球所受的合力大小F=在mg

根據(jù)牛頓第二定律有F=ma

得（3分）

⑶設小球擺到最低點時的速度為v,根據(jù)機械能守恒定律有

mg（l-1cos45。）=；mJ

小球在最低點時，根據(jù)牛頓運動定律有

m\T

得T=3mg-（3分）

18.。分）

解：（1）設粒子1故圓周運動的半徑為r,洛倫茲力提供向心力，有

qvB=-----

得丫=也

m

粒子的最大速度vm對應最大的運動半徑R,即

小迦（3分）

nt

⑵根據(jù)動能定理有nqU--m\Q

qB-Rz

得n=-------

2mU

設粒子在磁場中的運行周期為T,有r=犯

V

不計質子在兩盒縫隙間加速運動的時間，則質子在磁場中運動的時間約為

T

t=n—

2

nBR1

得t=-------（3分）

2（7

2

（3）洛倫茲力與電場力合力提供向心力,由于速率不變,半徑變大，所以向心力減小,

則電場力沿半徑向外。有qv?B-qE=^-

得E二迎（「士）

mR

場強方向沿半徑向外。（3分）

ia（10分）

解：（D線框氏邊以速率V進入磁場時產生的感應電動勢E=81s

根據(jù)閉合電路歐姆定律有E=IR

得/=—（2分）

R

（2）線框進入磁場過程中，根據(jù)能量守恒定律有

7

得Q=-mvi+mgL（3分）

8

⑶a.正方體以速率v切割磁感線時產生感應電動勢為E^BLv

則正方體左右面所構成電容器的電荷量為0=CE

由于v不斷變大，E和Q也不斷變大，由左表面到右表面的充電電流大小為

i喏T

所受安培阻力大小為F=BiL

根據(jù)牛頓第二定律有Mg-F=Ma

根據(jù)加速度的定義式有a=J

得”—整十

A7+5￡2C

因此正方體做加速度小于g的勻加速直線運動。（3分）

b.將L=Qlm、C=UT12F、B=10T代入a問中的表達電=—埠一，發(fā)現(xiàn)其中的

fi2L2C=10l2kg,遠小于金屬正方體的自身質量M,即aag,可，正方體下落時

所受的安培阻力可忽略不計。同理，導線框下落過程中所受的安培阻力也可以忽略不

計因此“手戔框全部進入磁場后下落的加速度為重力加速度g’這f法仍然成立。

（2分）

3

20.Q2分）

解：（1）圖中小陰影矩形的"觸'為△%=”?〃,，表示電源把間