2023海淀高三期末物理試題與復習資料

海淀區(qū)高三年級第一學期末練習

物理2023.1

說明：本試卷共8頁，共100分?？荚嚂r長90分鐘?？忌鷦毡貙⒋鸢笇懺诖痤}

紙上，在試卷上作答無效。考試結束后，將本試卷和答題紙一并交回。

一、本題共10小題，每小題3分，共30分。在每小題給出的四個選項中，有的小題只

有一個選項是正確的，有的小題有多個選項是正確的。全部選對的得3分，選不全的得2

分，有選錯或不答的得0分。把你認為正確答案填涂在答題紙上。

1.真空中兩相同的帶等量異號電荷的金屬小球A和8(均可看做點電荷)，分別固定在

兩處，它們之間的距離遠遠大于小球的直徑，兩球間靜電力大小為人現(xiàn)用一個不帶電的

同樣的絕緣金屬小球C與A接觸，然后移開C,此時A、8球間的靜電力大小為

￡

A.2FB.FC.D.

~2

2.用絕緣柱支撐著貼有小金屬箔的導體4和8,使它們彼

此接觸，起初它們不帶電，貼在它們下部的并列平行雙金屬箔

是閉合的?，F(xiàn)將帶正電荷的物體C移近導體A,發(fā)覺金屬箔都

張開確定的角度，如圖1所示，則

A.導體8下部的金屬箔感應出負電荷

B.導體8下部的金屬箔感應出正電荷

C.導體4和8下部的金屬箔都感應出負電荷圖1

D.導體A感應出負電荷，導體8感應出等量的正電荷

3.如圖2所示，M、N為兩個帶有等量異號電荷的點電荷，。點是它們之間連線的中

點，A、8是M、N連線中垂線上的兩點，4點距O點較近。用E。、EA、邑和僅、小、g>n

分別表示0、A、8三點的電場強度的大小和電勢，下列說法中正確的是

A.4等于02

B.&確定大于&M處N

C.9A確定大于0B*………O………‘

D.將一電子從。點沿中垂線移動到A點，電場力確定不做功圖2

自

4.在電子技術中，從某一裝置輸出的溝通信號常前

級

常既含有高頻成份，又含有低頻成份。為了在后面一級輸

入

裝置中得到高頻成份或低頻成份,我們可以在前面一級

裝置和后面一級裝置之間設計如圖3所示的電路。關于

這種電路，下列說法中正確的是

A.要使“向后級輸出”端得到的主要是高頻信號,應當選擇圖3甲所小電路

B.要使“向后級輸出”端得到的主要是高頻信號,應當選擇圖3乙所示電路

C.要使“向后級輸出”端得到的主要是低頻信號,應當選擇圖3甲所示電路

D.要使“向后級輸出”端得到的主要是低頻信號,應當選擇圖3乙所示電路

5.如圖4所示，一志向變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為2200匝和110匝，將原線圈接

在輸出電壓〃=220及sin100加(V)的溝通電源兩端。副線圈上只接有一個電阻R,與原線

圈串聯(lián)的志向溝通電流表的示數(shù)為0.20A。下列說法中正確的是

A.變壓器副線圈中電流的有效值為0.01A

B.電阻R兩端電壓的有效值為UV

C.電阻R的電功率為44W

Jo圖4

D.穿過變壓器鐵芯的磁通量變更率的最大值為［萬Wb/s

6.來自太陽和其他星體的宇宙射線中含有大量高能帶電

粒子，若這些粒子都干脆到達地面，將會對地球上的生命帶

來危害。但由于地磁場（如圖5所示）的存在變更了宇宙射

線中帶電粒子的運動方向，使得很多高能帶電粒子不能到iA

地面。若不考慮地磁偏角的影響，關于上述高能帶電粒子在

地磁場的作用.卜運動狀況的推斷，下列說法中正確的是

A.若帶電粒子帶正電，且沿地球赤道平面射向地心，則

由于地磁場的作用將向東偏轉

B.若帶電粒子帶正電，且沿地球赤道平面射向地心，則

由于地磁場的作用將向北偏轉

C.若帶電粒子帶負電，且沿垂直地球赤道平面射向地心,

則由于地磁場的作用將向南偏轉

D.若帶電粒子沿垂直地球赤道平面射向地心，它可能在地磁場中做勻速圓周運動

7.如圖6所示，左側閉合電路中的電流大小為小必為一段長直導線；右側平行金屬

導軌的左端連接有與ab平行的長直導線cd,在遠離cd導線的右側空間存在與導軌平面垂

直的勻強磁場，在磁場區(qū)域放置垂直導軌且與導軌接觸良好的導體棒當導體棒沿導軌

勻速運動時，可以在〃上產(chǎn)生大小為人的感應電流。已知人>/2,不計勻強磁場對導線必

和cd的作用，用力和及分別表示導線cd對ab的安培力大小和ab對cd的安培力大小，下

列說法中正確的是

A.若MN向左運動,他與cd兩導線相互吸引，力引

B.若MN向右運動,他與/兩導線相互吸引，力引

C.若MN向左運動,外與〃兩導線相互吸引，fy>f2

D.若MN向右運動,ab與cd兩導線相互吸引，f\>fi

8.如圖7所示，等間距的平行實線表示電場線，虛線表示一個苗負電的粒子在該電場

中運動的軌跡，a、b為運動軌跡上的兩點。若不計粒子所受重力和空氣阻力的影響，下列

說法中正確的是

A.場強方向確定是沿圖中實線向右

B.該粒子運動過程中速度確定不斷增大

C.該粒子確定是由。向b運動

D.該粒子在。點的電勢能確定大于在方點的電勢能圖7

9.如圖8所示電路為演示自感現(xiàn)象的電路圖，其中Ro為定值電阻，電源電動勢為七、

內(nèi)阻為小燈泡的燈絲電阻為R（可視為不變），電感線圈的自感系數(shù)為L、電阻為

電路接通并達到穩(wěn)定狀態(tài)后，斷開開關S,可以看到燈泡先是“閃亮”（比開關斷開前更亮）

一下，然后才慢慢熄滅，但試驗發(fā)覺“閃亮”現(xiàn)象并不明顯。為了視察q

到斷開開關s時燈泡比開關斷開前有更明顯的“閃亮”現(xiàn)象，下列措施Iq一I

中確定可行的是L

A.撤去電感線圈中的鐵芯，使L減小------

B.更換電感線圈中的鐵芯，使L增大嗚

C.更換電感線圈，保持L不變，使&增大圖8

D.更換電感線圈，保持L不變，使&減小

10.將一塊長方體形態(tài)的半導體材料樣品的表面垂直磁場方向置于磁場中，當此半導體

材料中通有與磁場方向垂直的電流時，在半導體材料與電流和磁場方向垂直的兩個側面會出

現(xiàn)確定的電壓，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應，產(chǎn)生的電壓稱為霍爾電壓，相應的將具有這樣性質

的半導體材料樣品就稱為霍爾元件。

如圖9所示，利用電磁鐵產(chǎn)生磁場，

亳安表檢測輸入霍爾元件的電流,毫伏表檢

測霍爾元件輸出的霍爾電壓。已知圖中的霍

爾元件是P型半導體，與金屬導體不同，它

圖9

內(nèi)部形成電流的“載流子”是空穴（空穴可視為能自由移動帶正電的粒子）。圖中的1、2、3、

4是霍爾元件上的四個接線端。當開關SHS2閉合后，電流表A和電表B、C都有明顯示數(shù),

下列說法中正確的是

A.電表B為毫伏表，電表C為毫安表

B.接線端2的電勢高于接線端4的電勢

C.若調(diào)整電路，使通過電磁鐵和霍爾元件的電流與原電流方向相反，但大小不變，則

亳伏表的示數(shù)將保持不變

D,若適當減小品、增大則毫伏表示數(shù)確定增大

二、本題共2小題，共15分。

11.（6分）利用如圖10所示的電路測量一個滿偏電流為300pA,內(nèi)阻々約為100C的

電流表的內(nèi)阻值，有如下的主要試驗器材可供選擇:

A.滑動變阻器（阻值范圍0~20Q）

B.滑動變阻器（阻值范圍07750Q）

_IX1-1R

C.滑動變阻器（阻值范圍0~30kC）

D.電源（電動勢1.5V,內(nèi)阻0.5C）

E.電源（電動勢8V,內(nèi)阻2C）

圖10

F.電源（電動勢12V,內(nèi)阻3Q）

（1）為了使測量盡量精確，在上述可供選擇的器材中，滑動變阻器R應選用

電源E應選用。（選填器材前面的字母序號）

（2）試驗時要進行的主要步驟有：

A.斷開S?，閉合Si

B.調(diào)整R的阻值，使電流表指針偏轉到滿刻度

C.閉合S2

D.調(diào)整P的阻值，使電流表指針偏轉到滿刻度的三分之二

E.登記此時的阻值為190Q

則待測電流表的內(nèi)阻上的測量值為C,該測量值_______比此電流表內(nèi)阻的真實

值。（選填“大于”、“小于”或“等于”）

12.（9分）某探討性學習小組的同學們設計

了描繪小燈泡的伏安特性曲線的試驗，待測小燈

泡的額定電壓為3.8V。要求測量結果盡量精確，

并繪制出小燈泡兩端電壓在0~3.8V范圍內(nèi)完整的

伏安特性曲線。

（1）若試驗室的電壓表、電流表和滑動變阻

器都滿足試驗要求，則在如圖11所示的兩種試驗

方案中，應選擇圖所示電路進行試驗。（選填

“甲”或“乙”）

（2）若試驗中只供應了量程為3V,內(nèi)阻為

3000Q的電壓表Vi，為了繪制完整的伏安特性曲

線，須要將電壓表Vi改裝成量程為4V的電壓表

V2,則應將電壓表5（選填“串聯(lián)”或“并

聯(lián)”）一個阻值為。的定值電阻，才能實現(xiàn)

改裝的要求。

（3）小組的同學們正確描繪出小燈泡的伏安

特性曲線如圖12所示，依據(jù)這個特性曲線，同學圖12

們對小燈泡的實際功率與其兩端的電壓的關系，或

與通過其電流的關系，猜想出了如圖13所示的關系圖像，其中可能正確的是。（選

填選項下面的字母序號）

（1）電阻R兩端電壓的最大值；

（2）從線圈通過中性面（即線圈平面與磁場方向垂直的位置）起先計時，經(jīng)過！周期

4

通過電阻R的電荷量；

（3）在線圈轉動一周的過程中，整個電路產(chǎn)生的焦耳熱。

16.（10分）示波器中的示波管對電子的偏轉是電偏轉，電視機口的顯像管對電子的偏

轉是磁偏轉。小明同學對這兩種偏轉進行了定量的探討并做了對比，已知電子的質量為，小

電荷量為e,在探討的過程中空氣阻力和電子所受重力均可忽視不計,

（1）如圖17甲所示，水平放置的偏轉

極板的長度為/,板間距為4極板間的偏轉

電壓為U,在兩極板間形成勻強電場。極板

右端到豎直熒光屏MN的距離為b,熒光屏

MN與兩極板間的中心線OQi唾直。電子以

水平初速度如從兩極板左端沿兩極板間的中

心線射入，忽視極板間勻強電場的邊緣效應,

求電子打到熒光屏上時沿垂直于極板板面方向偏移的距離；

（2）如圖17乙所示，圓心為。2、半徑為「的水平圓形區(qū)域中有垂直紙面對里、磁感

應強度為8的勻強磁場，與磁場區(qū)域右側邊緣的最短距離為L的處有一豎直放置的熒

光屏P。，熒光屏PQ與。2。2‘連線垂直。今有一電子以水平初速度如從左側沿。2。2‘方

向射入磁場，飛出磁場區(qū)域時其運動方向的偏轉角度為a（未知）。請求出的表達式；

（3）對比第（1）、（2）問中這兩種偏轉，請從運動狀況、受力狀況、能量變更狀況等

角度簡要說明這兩種偏轉的不同點是什么？（至少說出兩點）

17.（10分）如圖18所示，兩根相距為L的光滑金屬導軌CO、所固定在水平面內(nèi),

并處在方向豎直向下的勻強磁場中，導軌足夠長且電阻不計。在導軌的左端接入一阻值為K

的定值電阻，將質量為機、電阻可忽視不計的金屬棒MN垂直放置在導軌上。/=0時刻，MN

棒與力E的距離為/棒運動H程中始終與導軌垂直且接觸良好，不訂空氣阻力。

（1）金屬棒MN以恒定速度v向右運動過程中

①若從r=0時刻起，所加的勻強磁場的磁感應強度B從

場起先慢慢減小時，恰好使回路中不產(chǎn)生感應電流，試從磁通

量的角度分析磁感應強度B的大小隨時間1的變更規(guī)律；

②若所加勻強磁場的磁感應強度為B且保持不變，試從磁

通量變更、電動勢的定義、自由電子的受力和運動、或功能關

系等角度入手，選用兩種方法推導MN棒中產(chǎn)生的感應電動勢七的大小;

（2）為使回路OENM中產(chǎn)生正弦（或余弦）交變電流，請你綻開“才智的翅膀“，提出

一種可行的設計方案，自設必要的物理量及符號，寫出感應電動勢瞬時值的表達式。

18.(10分)某種粒子加速器的設計方案如圖19

所示，M、N為兩塊垂直于紙面旋轉放置的圓形正對XXX

平行金屬板，兩金屬板中心均有小孔(孔的直徑大小

可忽視不計)，板間距離為兒兩板間接始終流電源,

每當粒子進入M板的小孔時，限制兩板的電勢差為

U,粒子得到加速，當粒子離開N板時，兩板的電勢

差馬上變?yōu)榱?。兩金屬板外部存在著上、下兩個范圍

足夠大且有志向平面邊界的勻強磁場，上方磁場的下

邊界加與金屬板M在同一水平面上，下方磁場的上XB

邊界4?與金屬板N在同一水平面上，兩磁場平行邊

界間的距離也為兒磁場方向垂直紙面對里，磁感應圖19

強度為瓦在兩平行金屬板右側形成與金屬板間距離

一樣為人的無電場、無磁場的狹縫區(qū)域。一質量為小、電荷量為4的帶正電粒子從M板小

孔處無初速度釋放，粒子在板間被加速，粒子離開N板后進入下方磁場中運動。若空

氣阻力、粒子所受的重力以及粒子在運動過程中產(chǎn)生的電磁輻射均可忽視不計，不考慮相對

論效應、兩金屬板間電場的邊緣效應以及電場變更對于外部磁場和粒子運動的影響。

(1)為使帶電粒子經(jīng)過電場加速后不打到金屬板上，請說明圓形金屬板的半徑R應滿

足什么條件：

(2)在牙邊界上的P點放置一個目標靶，P點到N板小孔。的距離為s時，粒子恰好

可以擊中目標靶。對于擊中目標靶的粒子，求：

①其進入電場的次數(shù)〃；

②其在電場中運動的總時間與在磁場中運動的總時間之比。

海淀區(qū)高三年級第一學期期末練習參考答案及評分標準

物理2023.1

一、本題共10小題，每小題3分，共30分。在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一

個選項是符合題意的，有的小題有多個選項是符合題意的。全部選對的得3分，選不全的得

2分，有選錯或不答的得。分。

題號12345678910

答案DBDBDBCBCDABADDBC

二、本題共2小題，共15分。

11.（6分）（1）C,E（各1分）（2）95,小于（各2分）

12.（9分）（1）甲（2分）（2）串聯(lián)（1分）1000（2分）

（3）AB（2分，有選錯的不得分）（4）0.36?0.42（2分）

三、本題包括6小題，共55分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。

只寫出最終答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必需明確寫出數(shù)值和單位。

說明：計算題供應的參考解答，不愿定都是唯一正確的。對于那些與此解答不同的正確解答,

同樣得分。

13.（8分）（1）對小球，由題意可得：Eq=mg..........................（1分）

解得：E=mg/q.....................................（1分）

（2）對小球，設從C到B的加速度為小依據(jù)牛頓其次定律可得:

Eq=ma..................................................................................（1分）

由運動學公式可得：....................（1分）

聯(lián)立可解得：....................（1分）

（3）設圓形軌道半徑為R,對小球從。到。的過程，依據(jù)動能定理有:

qE(L+R)-mgR=—mvcr-0........................（2分）

聯(lián)立②⑥，可得：v^=42gL...............................................（1分）

14.（8分）（1）①設通過金屬桿"的電流為人依據(jù)閉合電路

歐姆定律可知：/>=E/（R\+?）...............................（1分）

設磁感應強度為由安培定則可知金屬桿ab受安培力沿水平方

向，金屬桿受力如答圖1。

對金屬桿。力，依據(jù)共點力平衡條件有：B\l\L=mgtanO.....（1分）

解得：=0.30T...............................（1分）

②依據(jù)共點力平衡條件可知，最小的安培力方向應沿導軌平面對上,

金屬桿ab受力如答圖2所示。

設磁感應強度的最小值為&，對金屬桿ab,依據(jù)共點力平衡條件有:

B2l\L=fngsin0.......................................（1分）

解得：=0.24T...............................11分）

mg

答圖2

依據(jù)左手定則可推斷出，此時磁場的方向應垂直于軌道平面斜向下。........（1分）

（2）設通過金屬桿。力的電流為依據(jù)閉合電路歐姆定律可知：

h=E/（R2+r）

假設金屬桿ab受到的摩擦力方向沿軌道平面對下，依據(jù)共點力平衡條件有：

BhLfngsin。寸'

解得：戶0.24N......................................（1分）

結果為正，說明假設成立，摩擦力方向沿軌道平面對下。............（1分）

15.（9分）（1）線圈中感應電動勢的最大值其中S=LL2

Em=nBS（o=nBL\L2<w=20V..............................（1分）

線圈中感應電流的最大值/m=懸=5.0A............................（1分）

/V十不

電阻R兩端電壓的最大值Um=/mR=15V..............................（1分）

（2）設從線圈平面通過中性面時起先，經(jīng)過■!■周期的時間/

442（y

此過程中線圈中的平均感應電動勢巨一邛〃片....................（1分）

△t

通過電阻R的平均電流，

通過電阻R的電荷量q=7A/=202=2.5C........................（2分）

R+r

（3）線圈中感應電流的有效值噬等A......................（1分）

線圈轉動一周的過程中，電流通過整個回路產(chǎn)生的焦耳熱：

Q^=l\R+r）T=507d?157J.................................（2分）

16.（10分）（1）設電子在偏轉電場運動的加速度為。，時間為，，離開偏轉電場時

的偏移距離為y,依據(jù)運動學公式有：

依據(jù)牛頓其次定律有：............................（1分）

電子在電場中的運動時間：

聯(lián)立解得；.........................................（1分）

電子飛出偏轉電場時，其速度的反向延長線通過偏轉電場的中心，設電子打在屏上

距。」的最大距離為Y,則由幾何關系可知：............（1分）

將y代入解得...............................（1分）

（2）由牛頓其次定律和洛倫茲力公式得..............（1分）

解得,—、

由如答圖3所示的幾何關系得，粒子在磁場中一段圓弧軌跡所對應;40

的圓心角與偏轉角相等，均為a廣廢二廠

則：..........................a分）Iy-

（3）不同點有：如/

①電子運動類型不同：在電場中電子是勻變速曲線運動，在磁場中把圖§

電子是勻速圓周運動

②電子受力狀況不同：在電場中電子受到的電場力是恒力，在磁場中電子受到的洛倫茲

力是大小不變、方向不斷變更的變力

③電子速度變更狀況不同：在電場中電子速度的大小和方向都發(fā)生變更，在磁場中電子

速度的大小不變更，僅方向發(fā)生變更

④電子運動方向的偏轉角范圍不同：在電場中電子運動方向的偏轉角度確定小于90°,

在磁場中電子運動方向的偏轉角度可能大于90。

⑤電子受力做功不同：在電場中電子所受的電場力做正功，在磁場中電子所受的洛倫茲

力不做功

⑥電子能量變更狀況不同：在電場中電場力做正功，電子動能增加，在磁場中洛倫茲力

不做功，電子動能不變

（答對一條給2分，最多給4分）

17.（10分）（1）①由產(chǎn)生感應電流的條件可知，回路中不產(chǎn)生感應電流，則穿過回路

的磁通量不變，..........................................................（1分）

依據(jù)磁通量不變，應有B^d=BL（d+vt）.................................（2分）

解得B=........................................................（1分）

②方法一：由法拉第電磁感應定律推導

經(jīng)過時間△/閉合回路的磁通量變更為&p=BLW........................（1分）

依據(jù)法拉第電磁感應定律二5人...................................（2分）

方法二：利用電動勢的定義推導

電動勢定義為非靜電力把單位電荷量的正電荷在電源內(nèi)從負極移送到正極所做的功，對

應著其他形式的能轉化為電勢能的大小。這里的非靜電力為洛倫茲力（沿MN棒上的分力）,

洛倫茲力（沿MN棒上的分力）做正功，即：Wi尸（Sev）L................（1分）

BevL

七=--=--B-L-v...............................................（2分）

方法三：由導體棒中自由電子受力平衡推導

導體棒內(nèi)的自由電子隨導體棒向右勻速運動的速度為V,受到的洛倫茲力大小為

f=evB,方向向下，電子在棒下端聚焦，棒下端帶負電，棒的上端由于缺少電子而帶正

電，MN間產(chǎn)生電壓，且電壓隨著自由電子向下移動而慢慢上升。.........（1分）

設間產(chǎn)生電壓為U,則MN中的電場強度

導體棒中的自由電子將受到向上的電場力尸二....................（1分）

當戶守時，自由電子在沿導體棒MN的方向的受力達到平衡，由可得穩(wěn)定電壓為U=BLv

在內(nèi)電阻為。時，路端電壓等于電動勢，因此動生電動勢大小為

E=BLv..............................................................（1分）

方法四：由能量守恒推導

當導體棒勻速運動時，其受到向右的恒定拉力和向左的安培力平衡，則

戶外=8〃............................................................（1分）

拉力做功的功率：P外二F外片8g

閉合電路消耗的總功率：P電二￡7...................................（1分）

依據(jù)能量的轉化和守恒可知：戶外二尸電

可得至I」：E=BLv...............................................（1分）

（2）方案1：8不變更，金屬棒以初始位置為中心做簡諧運動，即

v=vmsinty/,........................................................（1分）

則依據(jù)法拉第電磁感應定律有：=BoLv=BoLvm