北京市海淀區(qū)2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期1月期末物理試題（含答案）

海淀區(qū)2024-2025學(xué)年第一學(xué)期期末練習(xí)高三物理2025.01本試卷共8頁(yè)，100分?？荚嚂r(shí)長(zhǎng)90分鐘?？忌鷦?wù)必將答案答在答題紙上，在試卷上作答無(wú)效?？荚嚱Y(jié)束后，將本試卷和答題紙一并交回。第一部分本部分共10題，每題3分，共30分。在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的題只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的，有的題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的。全部選對(duì)的得3分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分。把正確的答案填涂在答題紙上。1.將一面積為的單匝矩形線框置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，線框與豎直方向夾角為，如圖所示。通過該矩形線框的磁通量為（）A. B. C. D.2.有一束電子流沿x軸的正方向高速運(yùn)動(dòng)，如圖所示，電子流在z軸上的P點(diǎn)處所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向沿()A.y軸正方向 B.y軸負(fù)方向C.z軸正方向 D.z軸負(fù)方向3.圖中虛線表示某靜電場(chǎng)的等勢(shì)面。、兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為、，一個(gè)帶負(fù)電的粒子在、兩點(diǎn)的電勢(shì)能分別為、。下列判斷正確的是（）A. B. C. D.4.用如圖所示的裝置做“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”實(shí)驗(yàn)。線圈A通過滑動(dòng)變阻器和開關(guān)連接到電源上，線圈B的兩端連接到電流表上，把線圈A裝在線圈B的里面。某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)操作中發(fā)現(xiàn)，開關(guān)閉合瞬間，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)。關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是（）A.開關(guān)斷開瞬間，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)B.為判斷感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向，需要記錄感應(yīng)電流的大小C.為判斷感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向，需確定線圈導(dǎo)線的繞向D.感應(yīng)電流的方向與滑動(dòng)變阻器滑片的滑動(dòng)快慢有關(guān)5.圖是理想變壓器的示意圖，原線圈與220V正弦式交流電源連接，副線圈通過導(dǎo)線與用電器連接。輸電線的總電阻用R0表示，變阻器R代表用電器。已知原、副線圈的匝數(shù)之比為n:1。下列說法正確的是（）A.原線圈輸入電流與副線圈中的電流之比為n:1B.原線圈輸入電壓與副線圈輸出電壓之比為n:1C.當(dāng)變阻器R阻值減小時(shí)，副線圈中電流隨之減小D.當(dāng)變阻器R的阻值減小時(shí)，原線圈的輸入功率隨之增大6.鋰離子電池主要依靠鋰離子（Li+）在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來工作。圖為鋰電池原理的示意圖，某過程中鋰離子從電池正極脫嵌，通過膈膜嵌入負(fù)極材料的微孔中。下列說法正確的是（）A.鋰電池儲(chǔ)存的能量可以用mA?h作單位B圖示過程中，鋰電池內(nèi)部電流由負(fù)極流向正極C.圖示過程表示鋰電池正在充電D.圖示過程中，電池內(nèi)部電場(chǎng)對(duì)鋰離子的靜電力做負(fù)功，將其他形式能轉(zhuǎn)化為電能7.如圖所示，間距為的水平型導(dǎo)體框置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，型導(dǎo)體框左端連接一阻值為的電阻。將一質(zhì)量為、電阻為的導(dǎo)體棒靜置于導(dǎo)體框上。從某時(shí)刻開始，對(duì)導(dǎo)體棒施加一水平向右的恒定拉力，使其沿導(dǎo)體框向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間，導(dǎo)體棒恰好運(yùn)動(dòng)至圖中虛線位置，此時(shí)速度大小為。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，不計(jì)導(dǎo)體框的電阻、導(dǎo)體棒與框間的摩擦。在此過程中（）A.導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流的方向?yàn)锽.導(dǎo)體棒的平均速度大小為C.通過電阻的電荷量為D.電阻上消耗的電能為8.如圖甲所示的電路中，是可調(diào)電阻，是定值電阻，電源內(nèi)阻不計(jì)。實(shí)驗(yàn)時(shí)調(diào)節(jié)的阻值，得到若干組電壓和電流的數(shù)據(jù)，用這些數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、擬合，作出的圖線如圖乙所示。電壓表和電流表均可視為理想電表。下列說法正確的是（）A.定值電阻B.電源的電動(dòng)勢(shì)C.當(dāng)干路電流為時(shí)，可調(diào)電阻D.可調(diào)電阻上消耗的最大功率為9.如圖所示，將某種均勻電介質(zhì)插入帶電平行板電容器的極板A和極板B之間，本來正、負(fù)電荷中心重合的分子，在兩極板間電場(chǎng)的作用下，其正電荷中心與負(fù)電荷中心分離，在電介質(zhì)左、右表面出現(xiàn)凈剩電荷。電容器極板上所帶電荷量保持不變。下列說法正確的是（）A.平行板電容器的極板A帶正電B.插入電介質(zhì)后，兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度比無(wú)該電介質(zhì)時(shí)小C.插入電介質(zhì)會(huì)使電容器的電容增大D.插入電介質(zhì)的過程中，靜電力對(duì)電介質(zhì)不做功10.為了測(cè)定某沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度（遠(yuǎn)大于地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度），某同學(xué)在北京地區(qū)利用如圖所示裝置進(jìn)行了如下操作：①在水平地面放置的靈敏電子秤的絕緣托盤上，沿東西方向放置一根金屬直桿，桿的兩端與外電源相連（圖中未畫出）；②在桿內(nèi)通以沿方向、大小為的恒定電流后，繞點(diǎn)沿逆時(shí)針改變桿的擺放角度，俯視圖如圖甲所示；③測(cè)量桿與正東方向的夾角及對(duì)應(yīng)的電子秤示數(shù)，繪制出圖乙所示的圖線，圖線上的最大值和最小值分別為和對(duì)應(yīng)的角度為。已知桿的長(zhǎng)度為、重力加速度為，下列說法正確的是（）A.金屬直桿的質(zhì)量為B.待測(cè)磁場(chǎng)的方向與正東方向的夾角為C.待測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為D.若考慮地磁場(chǎng)，通過該方法測(cè)得的磁感應(yīng)強(qiáng)度偏小第二部分本部分共8題，共70分。11.某同學(xué)借助電流傳感器和電壓傳感器，利用如圖所示電路觀察電容器的充、放電現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將開關(guān)S與1端相連，待電路穩(wěn)定后，將開關(guān)S擲向2端，傳感器將信息傳入計(jì)算機(jī)。（1）將開關(guān)S與1端相連，觀察到的電流、電壓隨時(shí)間變化的圖線、圖線，可能是圖中的___________。A. B. C.（2）該同學(xué)進(jìn)一步研究影響電容器充電所用時(shí)間的因素。改變電路中的可調(diào)電阻的阻值、電容器的電容，測(cè)量從充電開始至電壓達(dá)到穩(wěn)定所用時(shí)間。表中為該同學(xué)得到的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。依據(jù)表中數(shù)據(jù)，能初步得出結(jié)論：僅增大電容器的電容，電容器充電用時(shí)變___________；僅增大可調(diào)電阻的阻值，電容器充電用時(shí)變___________。（選填“長(zhǎng)”或“短”）電源電動(dòng)勢(shì)電容電阻充電用時(shí)6.0220050.396.01500051236.015000101.786.015000152.246.02200051.44（3）待電路穩(wěn)定后，將開關(guān)S擲向2端，研究電容器放電規(guī)律?？烧{(diào)電阻阻值為時(shí)，圖線如圖所示。保持電源、電容器不變，在圖中，定性畫出可調(diào)電阻阻值為時(shí)的圖線________。12.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用銅片、鋁片和自來水制作成自來水電池。為了測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，他們用數(shù)字電壓表（內(nèi)阻約）、電阻箱以及開關(guān)與該電池連接成電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（1）若電壓表內(nèi)阻未知，應(yīng)該選擇的實(shí)驗(yàn)電路是圖中的___________。（選填“甲”或“乙”）（2）按照?qǐng)D設(shè)計(jì)電路圖連接電路后，調(diào)節(jié)電阻箱接入電路的阻值，并同時(shí)記錄數(shù)字電壓表的讀數(shù)。以為縱坐標(biāo)、為橫坐標(biāo)，建立直角坐標(biāo)系，描出數(shù)據(jù)點(diǎn)，擬合得到圖所示的圖線。由此可以求得電池的電動(dòng)勢(shì)___________，內(nèi)阻___________（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（3）兩位同學(xué)用圖所示電路測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。其中一位同學(xué)用內(nèi)阻為的靈敏電流計(jì)測(cè)得電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。另一位同學(xué)更換內(nèi)阻為，但和的精確值均未知）的靈敏電流計(jì)完成實(shí)驗(yàn)，測(cè)得電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。從理論上分析，兩組電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻測(cè)量值的大小關(guān)系：___________，___________。（選填“>”“<”或“=”）13.如圖所示，有兩個(gè)相同的平行金屬極板水平正對(duì)放置，為平行于極板的中線。兩極板間的距離為，極板長(zhǎng)度為，兩極板間的電壓為一質(zhì)量為、電荷量為的帶正電粒子以初速度沿射入電場(chǎng)，并從另一側(cè)射出，兩極板間的電場(chǎng)可看作勻強(qiáng)電場(chǎng)。不計(jì)帶電粒子的重力。求：（1）粒子在兩極板間的飛行時(shí)間；（2）粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度大??；（3）射出電場(chǎng)時(shí)粒子偏離的距離。14.某種質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示，I區(qū)為粒子加速器；II區(qū)為速度選擇器，在兩平行導(dǎo)體板之間有方向相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為；III區(qū)為偏轉(zhuǎn)分離器，磁場(chǎng)的方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。電荷量為的粒子從電離室A中飄出（初速度不計(jì)），經(jīng)I區(qū)電場(chǎng)加速后，該粒子通過速度選擇器并從狹縫進(jìn)入偏轉(zhuǎn)分離器，運(yùn)動(dòng)半個(gè)圓周后打在照相底片上的處被吸收形成譜線，測(cè)得到的距離為。（1）判斷II區(qū)中勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向、粒子的電性；（2）求粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小；（3）求粒子的質(zhì)量。15.如圖所示，交流發(fā)電機(jī)矩形金屬線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其邊長(zhǎng)，匝數(shù)（圖中只畫出1匝），線圈的總電阻，線圈可繞垂直于磁場(chǎng)且過和邊中點(diǎn)的轉(zhuǎn)軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈的兩個(gè)末端分別與兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)E、F（集流環(huán)）焊接在一起，并通過電刷與阻值的定值電阻連接。電路中其他電阻以及線圈的自感系數(shù)均可忽略不計(jì)。（1）求線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；（2）從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行位置開始計(jì)時(shí)，寫出線圈中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的關(guān)系式；（3）求線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，電阻上的發(fā)熱功率。16.利用離子推進(jìn)器可以控制衛(wèi)星姿態(tài)、修正運(yùn)行軌道。圖為某種離子推進(jìn)器中離子加速區(qū)域的簡(jiǎn)化示意圖，柵電極A、B分別為陽(yáng)極和陰極，間距為。穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，可認(rèn)為柵電極A、B間有向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為。從陽(yáng)極注入的帶正電的氙離子經(jīng)過電場(chǎng)加速后形成正離子束，最終所有注入的氙離子以很高的速度沿同一方向從陰極噴出，由此對(duì)衛(wèi)星產(chǎn)生推力。已知每個(gè)氙離子的質(zhì)量為、電荷量為，初速度近似為零，單位時(shí)間注入的氙離子數(shù)為。不考慮氙離子間相互作用及相對(duì)論效應(yīng)。（1）求每個(gè)氙離子從陰極噴出時(shí)的動(dòng)能。（2）氙離子的定向運(yùn)動(dòng)形成電流，求：A．陰極處噴出離子時(shí)形成的等效電流。B．離子推進(jìn)器加速氙離子所消耗的功率。（3）在計(jì)算推進(jìn)器獲得的推力大小時(shí)，某同學(xué)提出一種思路：通過求得柵電極A、B間所有氙離子所受靜電力之和，認(rèn)為其大小等于所求推力大小。判斷該思路是否正確。若正確，請(qǐng)按此思路計(jì)算出推力大小17.科學(xué)家設(shè)計(jì)了飛行時(shí)間質(zhì)譜儀，通過離子飛行的時(shí)間可以測(cè)量離子質(zhì)量、比荷（電荷量與質(zhì)量之比）。如圖所示，一激光脈沖照射到樣品板上O處，會(huì)瞬間產(chǎn)生一定數(shù)量不同種類的帶正電離子。離子在O處的初速度不計(jì)，經(jīng)過電壓為U的靜電場(chǎng)加速后，射入長(zhǎng)為L(zhǎng)的漂移管，在管中沿軸線做勻速直線運(yùn)動(dòng)。在漂移管的A、B兩端分別置有探測(cè)裝置，可測(cè)得離子在漂移管中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。不考慮離子的重力以及離子間的相互作用。（1）某種電荷量為q的離子在漂移管中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為T，求該離子的質(zhì)量m；（2）加長(zhǎng)離子的飛行時(shí)間可以提高質(zhì)譜儀的分辨率，科學(xué)家們對(duì)上述裝置進(jìn)行了改進(jìn)，方法之一是增大離子的飛行路程。因此他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示裝置，讓離子穿過漂移管后進(jìn)入場(chǎng)強(qiáng)大小為E、方向如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)反射區(qū)域BC，在靜電場(chǎng)的作用下離子會(huì)返回到A端，探測(cè)器可測(cè)量離子從進(jìn)入A端至首次返回A端的總飛行時(shí)間。a.求反射區(qū)域BC的最小間距x；并說明x與離子比荷是否有關(guān)。b.改進(jìn)后的儀器測(cè)得一種已知比荷為k0的標(biāo)準(zhǔn)離子的總飛行時(shí)間為T0，若測(cè)得某種未知離子的總飛行時(shí)間為T1，推導(dǎo)該未知離子的比荷k1。18.物理學(xué)家可以通過構(gòu)建新模型、借助已有理論和邏輯推理，形成對(duì)微觀世界的新認(rèn)識(shí)，如對(duì)光電效應(yīng)、粒子散射實(shí)驗(yàn)等現(xiàn)象的解釋。經(jīng)典理論認(rèn)為：①金屬導(dǎo)體中自由電子與金屬離子（即金屬原子失去電子后的剩余部分）的碰撞，形成了自由電子定向移動(dòng)的阻力，其大小為稱為阻力系數(shù)，為自由電子定向移動(dòng)的速率。②通電金屬導(dǎo)線中，電場(chǎng)線總是與導(dǎo)線的表面平行。已知元電荷為，忽略電子的重力及其熱運(yùn)動(dòng)的影響，請(qǐng)借助上面的理論，通過構(gòu)建模型來解答以下問題。（1）現(xiàn)有兩種不同的金屬材料1和2，材料對(duì)電子定向移動(dòng)的阻力系數(shù)分別為和，單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)分別為和。如圖甲所示，用這兩種金屬材料制成橫截面積相同、長(zhǎng)度相同的兩個(gè)圓柱形導(dǎo)體，將它們串聯(lián)在一起接入電路，達(dá)到穩(wěn)定時(shí)會(huì)有恒定電流流過。A.在電壓、電流、電阻三個(gè)電學(xué)量中，寫出穩(wěn)定時(shí)兩導(dǎo)體一定相同的物理量。B.求穩(wěn)定時(shí)兩導(dǎo)體中的電場(chǎng)強(qiáng)度大小之比。（2）測(cè)得（1）中的兩種圓柱形導(dǎo)體的橫截面積相同，將它們制成半徑為的兩個(gè)半圓環(huán)，再拼接成一個(gè)導(dǎo)體圓環(huán)（圓柱形導(dǎo)體截面的直徑遠(yuǎn)小于圓環(huán)半徑），如圖乙所示，為拼接位置。已知。金屬細(xì)圓環(huán)內(nèi)部存在垂直于圓環(huán)平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加，變化率為，其激發(fā)的渦旋電場(chǎng)會(huì)推動(dòng)電子開始沿圓環(huán)運(yùn)動(dòng)。由于電子定向移動(dòng)速率比較小，可忽略自由電子繞圓環(huán)運(yùn)動(dòng)所需的向心力。經(jīng)過短暫的時(shí)間后，電子的運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。A.在穩(wěn)定狀態(tài)下，導(dǎo)體1中某電子受到的渦旋電場(chǎng)力如圖丙所示，請(qǐng)補(bǔ)充完整該電子受力的示意圖；并判斷拼接位置處堆積的凈剩電荷的電性。B.求穩(wěn)定狀態(tài)下，導(dǎo)體1中的靜電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小。海淀區(qū)2024-2025學(xué)年第一學(xué)期期末練習(xí)高三物理參考答案第一部分本部分共10題，每題3分，共30分。在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的題只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的，有的題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的。全部選對(duì)的得3分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分。把正確的答案填涂在答題紙上?！?題答案】【答案】C【2題答案】【答案】A【3題答案】【答案】BC【4題答案】【答案】AC【5題答案】【答案】BD【6題答案】【答案】C【7題答案】【答案】AC【8題答案】【答案】BD【9題答案】【答案】BC【10題答案】【答案】CD第二部分本部分共8題，共70分?！?1題答案】【答案】（1）C（2）①.長(zhǎng)