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1、海淀区20232024学年第一学期期末练习高三物理2024.01 本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题纸上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题纸一并交回。第部分本部分共10 题，每题3分，共30分。在每题给出的四个选项中，有的题只有一个选项是正确的，有的题有多个选项是正确的。全部 选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。把正确的答案填涂在答题纸上。图1中实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。A,B两点的电场强度大小分别为E.1、EB,电势分别为(fJ,1、(JB。下列说法正确的是A.EAEB D.(JA(/JB C(fJ，气/2 将
2、一个不带电的空腔导体放入匀强电场中，达到静电平衡时，导体外部电场线分布如图2所示。W为导体壳壁，A、B为空腔内两点。下列说法正确的是A 导体壳壁W的外表面和内表面感应出等量的异种电荷B 空腔导体上的感应电荷在B点产生的场强为零C 空腔内的电场强度为零D 空腔内A点的电势高于B点的电势3 如图3所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，在磁铁正下方有一个固定在水平桌面上的闭合铜质线圈。将磁铁竖直向下拉至某一位置后放开，磁铁开始上下振动。下列说法正确的是A 磁铁振动过程中，线期中电流的方向保持不变B 磁铁振动过程中，线圉对桌面的压力始终大千线圈的重力C 磁铁振动过程中，弹簧和磁铁组成系统的机械能一直减
3、小D 磁铁靠近线圈时，线罔有收缩的趋势4 在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一个JOO匝、面积为0.01矿的圆形导体线阁。规定线圈中电流和磁场的正方向如图4甲所示。磁感应强度B随时间t按图4乙变化，下列说法正确的是A.0-0.4s内线圉中的感应电流方向为正B.0.4-0.5s内线捆中的感应电流在轴线处的磁场方向向下图丿图2T至辜 L 寸?020 1图3甲0.4 0.5瓜乙C.0.40.5s内线圈中的感应电动势大小为41图4D.0-0.4s内与0.40.Ss内线阁中的感应电流大小之比为I:8高三年级（物理）第1页（共8页）更多资料请关注：物理智慧屋5 图5是街头变斥器通过降压给用户供电的示意图。变
4、压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电忭通过输电线输送给用户，输电线的总电阳用R,)表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当千R的阻值减小已如果变压器上的能蜇损失可以忽略，当用户的用电器增加时，下列说法正确的是A.B 电压表V2的示数增大C D 电压表V1的示数减小电流表凡的示数减小f 电流表儿的示数增大图56 某同学用如图6所示的电路，借助电流传感器研究不同元件通电时的电流变化情况，实验室提供的元件有小灯（包、定值电阻、电感线阁和电容器。t,)时刻闭合开关S,测得通过不同元什的电流随时间变化的图像如图7所不，下列说法正确的是勹S电一,-尸E
5、K丿叩乙二0 1o I 丁二0 t.,I 丙AC图6图甲对应的元件为小灯泡图丙对应的元件为电感线图BD 图7图乙对应的元件为定值电阻图丁对应的元件为电容器7 有甲、乙两个电源，贝路端电压U与通过电源的电流l的关系图像如图8所示3将个6Q的定值电阻分别与甲、乙电游的两极相接，下列说法正确的是A 接电脱乙时，路端电压较大B 接电脱甲时，电路的总功率较大C 接电源甲时，定值电阻消耗的功率较大D 接电源乙时，电源的效率较高:/1.0 2.0 3.0/A 图88 某静电场的电势P,h x轴上的分布如图9所示，B、C是x轴一关千坐标原点0对称的两点。一个带负电的粒子仅存电场力作川下，以0点为中心、沿x轴方
6、向在B、C两点间做周期性往复运动。下列说法正确的是A 从B运动到C的过程中，电场力先做正功，后做负功B 从B运动到0的过程中，粒子的加速度先减小后增大C 粒子在0点的电势能最小D 粒子的运动是简谐运动B O C 图9AY 高三年级（物理）笫2页（共8页）更多资料请关注：物理智慧屋9 如图10所示，两平行极板水平放置，两板间有垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场磁场的磁感应强度为B。一束质量均为m、电荷量均为q 的粒子，以不同速率沿着两板中轴线PQ方向进入板间后，速率为v 的甲粒子恰好做匀速直线运动；速率为的乙粒子在板2 间的运动轨迹如图10中曲线所示，A为乙粒子第一次到达轨迹最低点的位置
7、，乙粒子全程速v 3v 率在和一之间变化。研究一般的曲线运动时，可将曲线分割2,.2 成许多很短的小段，这样质点在每一小段的运动都可以看作圆p-.-t-;1-A-t-|六-Q 周运动的一部分，采用圆周运动的分析方法来处理。不计粒子受到的重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是A 两板间电场强度的大小为vBB 乙粒子从进入板间运动至A位置的过程中，在水平方向上做加速运动C 乙粒子偏离中轴线的最远距离为mv 2qB D 乙粒子的运动轨迹在A处对应圆周的半径为竺竺2qB IO 核聚变需要的温度很高，地球上没有任何容器能够经受如此高的温度，但可以利用磁场来约束参与聚变反应的高温等离子体。等离子体由大量
8、的正离子和电子组成，是良好的导体。图图1011甲是一种设计方案：变压器的原线圈通过开关与充电后的高压电容器相连（图中未画出），充入等离子体热核燃料的环形反应室作为变压器的副线圈。从环形反应室中取一小段（可看作圆柱体）来研究，如图11乙所示。闭合开关，高压电容器放电，等离子体会定向运动形成如图11乙所示的电流，产生类似通电直导线周围的磁场，不但圆柱体外有磁场，而且圆柱体内也有绕行方向相同的磁场。下列说法正确的是环形反应室磁感线.l.甲乙图11A 闭合开关，环形反应室中会产生电场B 本装置能实现对等离子体的加热作用，是由于洛伦兹力做了功C 从左向右看，图11乙中圆柱体外的磁感线沿逆时针方向D 图1
9、1乙所示圆柱体内，正离子、电子由于定向移动受到的洛伦兹力都指向圆柱体的内部高三年级（物理）第3页（共8页）更多资料请关注：物理智慧屋第二部分本部分共8题，共70分。11.(11分）甲、乙两同学分别通过如下实验研究测蜇电阻的不同实验方案。(1)甲同学用图12所示电路测最阻值约为6Q 的电阻R1,可选用的器材有：A.电压表（量程03V，内阻约3kQ)B 电流表（量程03A，内阻约0.02n)C 电流表（散程0-0.6A,内阻约0.1n)D.滑动变阻器(05Q)E.滑动变阻器(0200Q)F 电源（电动势 为4.5V)及开关和导线若干CD为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选择，滑动变阻器应选择（
10、选填实验器材前的字母）请用笔画线表示导线，在图13中完成电路连接。若只考虑电流表和电压表内阻的影响，关于本实验的误差分析，下列说法正确的是。A 电阻的测批值大千真实值，属千偶然误差B 电阻的测量值小于真实值，属千偶然误差C 电阻的测扯值大千真实值，属千系统误差D 电阻的测械值小于真实值，属于系统误差(2)乙同学用图14所示电路测鼠另一个电阻R2oCD电路连好后，闭合开关，无论如何移动滑动变阻器的滑片，发现电压表有示数且几乎不变，电流表始终没有示数。若电路中仅有一处故障，则可能的故障是A.滑动变阻器短路B 滑动变阻器断路尸图12乡图13R 图14C 待测电阻R2与电流表A之间的导线断路故障斛决后
11、，乙同学 研究电压表示数U和滑动变阻器连入电路中阻值R的关系。若待测电阻、电流表内阻、电压表内阻、电湘电动势和内阻都保持不变，图15中可以正确反映U-R关系的示意图是。二0飞o/厂/A Bc D 图15高三年级（物理）第4页（共8页）更多资料请关注：物理智慧屋12.(4分）图16所示为“观察电容器的充、放电现象”的实验电路，其中E为电源，C为电容器，R为定值电阻，S为单刀双掷开关，电流表A的零刻线在中央。(I)开关S接l时，给电容器充电；开关接2时，电容器对电阻R放电。下列说法正确的是。图16A 充电过程中，电压表示数先迅速增大，然后逐渐增大并稳定在某一数值充电过程中，电流表示数先迅速增大，然
12、后逐渐增大并稳定在某一数值C 放电过程中，电压表的示数均匀减小至零D 放电过程中，电流表中的电流方向从左到右(2)用上述电路还可以粗测电容器的电容：开关S接I,给电容器充电；一段时间后开关S接0,记下此瞬间电庄表的示数，并以此时为计时起点，利用手机的秒表功能，电压表示数U每减小lV或0.5V记录一次对应的时间t。实验中，所用电压表的最程为15V,内阻为15kD.。实验数据所 对应的点已描绘在图17所 示的U-t图中，则可知该电容器的电容值约是F。13.(8分）如图18所示，质批为m、电荷量为q 的粒子，从容器A下方的小孔S1飘入S|、S2之间的加速电场，其初速度可视为0,加速后经小孔S3以速度
13、v沿与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后垂直打到照相底片上的D点。不计粒子所受的重力，求：(I)加速电场的电势差U。B RU/V s I 厂丿尸120I寸才1I-0I_140_jj+l。IT8，_r+。_1 h6卜卜-t.40-i-20尸i41汇。图17(2)S飞到D点的距离L。(3)粒子在磁场中运动的时间t。于U;S,D 下:;S,，.,.,.s ，J.,.、,、.,:.、z z、-B.图1814.(8分）图19 为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈abed在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴00匀速转动，转动角速度OJ=50rarl/s,线阳的匝数n=IOO、总电
14、阻r=lOQ，线圉闱成的面积S=0.lm2。线圈两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90Q,交流电斥表可视为理想电表。已知磁场的磁感应强度B=0.2T,图示位置矩形线阁和磁感线平行。(I)从图示位置开始计时，写出通过矩形线阁的磁通簸中随时间/0 t变化的关系式。I 2 I求电路中交流电压表的示数U。（取万14）三:厂(3)线圈由图示位置转过90的过程中，求通过电阻R的电荷揽q。f/产图19高三年级（物理）笫5页（共8页）更多资料请关注：物理智慧屋15.(8分）近年来，垂直起降作为一种可重复使用火箭的技术得到了大力发展。某同学设计了一个具有电磁缓冲功能的火箭模型，结构示意图如图20所示。闭合矩形线
15、阁abed固定在主体下部，线圉的总电阻为R,匝数为n,ab边长为L。模型外侧安装有由高强度绝缘材料制成的缓冲槽，槽中有垂直于线罔平面、磁感应强度为B的匀强磁场。假设模型以速度v(）与地面碰撞后，缓冲槽立即停止，此后主体在线圈与缓冲槽内磁场的作用下减速，从而实现缓冲。巳知主体与线团总质妞为m,重力加速度为g,不计摩擦和空气阻力。(I)求线圈中感应电流的最大值并说明ab边中电流的方同。g(2)当主体减速下落的加速度大小为时，求线圈中的发热功率P。2 V。(3)已知缓冲槽停止后主体下落距离为h时，主体速度减为-，此时主体和缓冲槽未相碰。2 求该过程中线圈产生的热最Q。主体线固地面Voo 图2016.
16、(9分）比较是一种重要的学习方法，通过比较可以加深对知识的理解。电场和磁场有相似的地方，也有很多的不同。(I)电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用，磁场的基本性质是对放入其中的磁体、通电导线和运动电荷有力的作用。请写出电场强度和磁感应强度的定义式。(2)电荷在电场和磁场中受力的特点不同，导致电荷运动性质不同。如图21所示，M、N 是一对平行金属板，板长为L,板间距离为d。一带电粒子从M、N左侧中央以平行千极板的速度v(）射入。若仅在M、N板加恒定电压，则粒子恰好从M板右侧边沿以速率u射出，其运动时间为t；若仅在M、N板间加垂直纸面的匀强磁场，则粒子恰好从N板右侧边沿以速率v2射出，其运动
17、时间为t2。不计粒子受到的重力。心可知t1t2,V1 芞o（选填“大于“小于”或“等千”)若M、N板间同时存在上述电场和磁场，请通过计算说明该带电粒子能否在M、N板M V。0-.N 图21间做匀速直线运动。（注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理最，要在解题时做必要的说明）高三年级（物理）第6页（共8页）更多资料请关注：物理智慧屋17.(10分）核电站正常工作时，使液态金属钠在核反应堆内外循环流动，可把核裂变释放的能显传输出去，用于发电。某校综合实践小组设计了一个项目：通过安培力驱动输送液态钠的装置。图22所示是输送液态钠的绝缘管道，液态钠的电阻率为p（不计温度、压力对电阻率的影响），
18、正方形管道截面的边长为a,在输送管道上有驱动模块和测鼠模块。驱动模块：在管道上长为L的部分施加垂直于管道、磁感应强度为B的匀强磁场，在管道的上下两侧分别安装电极，并通以大小为I的电流。测量模块：在管道的上下两端安装电极M、N,M、N两极连接由电压表（图中未画出）改装的流晕计（单位时间通过管道横截面的液体体积叫做流量），施加垂直千管道、磁感应强度为队的匀强磁场。当装置工作时，液态钠充满管道并沿管道匀速流动。液态钠图22(I)关于测量模块小比较M和N端电势的高低。推导流蜇Q和M、N两端电压U的关系式。(2)关千驱动模块心求由安培力产生的庄强p。当流量计示数为Q时，求驱动模块需要输入的电功率P氐(3
19、)关于反馈控制模块反馈控制模块图23如图23所示，在驱动模块和测屈模块之间还有反馈控制模块，当测得的流扯异常时，反馈模块会通过调整驱动模块实现矫正。已知液态钠在流动过程中所受阻力与其流动方向相反，大小正比千流动的速率，比例系数为K。当流量计示数大千正常值时，请分析说明在驱动模块结构确定的情况下可采取哪些措施。高三年级（物理）第7页（共8页）更多资料请关注：物理智慧屋18.(12分）接入电源的导体内存在恒定电场，其性质与静电场相同，电流的形成及电路的基本特性都与导体内的恒定电场有关。(1)如图24所示，圆柱形长直金属导体，横截面积为S,电阻率为p,两端电压恒定，内部有分布均匀的电流。证明：导勹）
20、，体内电场强度E的大小与电流I的关系为E=p。I图24s I(2)上式中，描述导体内电流的分布情况，定义为“电流密度”，用字母丿表示，即j=。I s s 如图25所示，一段电阻率为p、粗细不均匀的导体两端A 电压恒定，AB部分的长度为L1,其内部电流密度为,BC部分的长度为L2,AB部分横截面积是BC部分横截面积的2倍，忽略中间交接处电流密度变化的影响。求：在通过AB左端横B 截面的电荷量为q的过程中，整段导体消耗的电能W。图25(3)如图26所示，在竖直向下的匀强磁场中，两根平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，轨道电阻不计，端点M、P间接有一个金属材质的定值电阻。金属导体棒ab垂直于MN、
21、PQ轨道，在水平外力的作用下向右匀速运动。运动过程中，导体棒与轨道接触良好，且始终保持与轨道垂直。金属内的自由电子在定向运动中会与金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部p分）发生碰撞，对每个电子而言，其效果可等效为Q 图26受到一个平均阻力。已知电子的电最为e。叩定值电阻的材质的电阻率为p1，求当其内部电流密度为j1时，定值电阻内一个自由电子沿电流方向所受平均阻力的大小J;。导体棒ab的电阻率为P2,求当其内部电流密度为儿时，导体棒内一个自由电子沿电流方向所受平均阻力的大小儿。（注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明）高三年级（物理）笫8页（共8页）更多资料请
22、关注：物理智慧屋1 海淀区20232024学年第一学期期末练习参考答案及评分标准 高三物理高三物理2024.01 第一部分共 10 题，每题 3 分，共 30 分。在每题给出的四个选项中，有的题只有一个选项是符合题意的，有的题有多个选项是符合题意的。全部选对的得 3 分，选不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分。题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 BC C CD ACD D CD AD AC ABD AD 第二部分共 8 题，共 70 分。11（1）C，D （2 分）见图 1 （2 分）D（2 分）（2）C（2 分）B（3 分）12.（1）AD （2 分）（2）2300（
23、20002600）（2 分）13（8 分）解：（1）根据动能定理有2102qUmv解得22mUqv（2）设粒子在磁场做匀速圆周运动的半径为 R，根据牛顿第二定律有2mq BRvv解得mRqBvS3到 D 点的距离 L=2R，解得 L=2mqBv（3）粒子在磁场中运动的周期为22vRmTqB 粒子在磁场中运动的时间Tt 2，解得mtqB图 1 R1+-更多资料请关注：物理智慧屋2 14（8 分）解：（1）从图示位置开始计时，矩形线圈的磁通量=msint，其中 m=BS 磁通量=BSsint=0.02sin50t Wb（2）线圈产生感应电动势的最大值 Em=nBS 根据闭合电路欧姆定律有mmRUE
24、Rr有效值m2UU解得45 2=63UV （3）根据电流的定义，通过电阻 R 的电荷量 qI t 根据闭合电路欧姆定律EIRr，法拉第电磁感应定律Ent可得n qRr线圈由图示位置转过 90 的过程中磁通量变化量为=BS-0 解得 q=0.02C 15（8 分）解：（1）线圈中感应电动势的最大值 Em=nBLv0 线圈中感应电流的最大值 I m=0vnBLR，方向由 a 向 b。（2）设主体加速度大小为2g时线圈中的感应电流为 I，线圈受到的安培力 F=nBIL 对火箭主体，根据牛顿第二定律有 F mg=2mg解得 I=32mgnBL线圈中的发热功率 P=I2R=232（）mgnBLR（3）主
25、体减速过程中，根据动能定理有 mgh+WA=12mv2-12mv02 线圈中产生的热量 Q=WA 解得 Q=mgh+38mv02 更多资料请关注：物理智慧屋3 16（9 分）解：（1）电场强度定义FEq；磁感应强度定义FBIL（2）小于 大于 设平行金属板 M、N 长度为 L，间距为 d，其间的电场强度为 E，磁感应强度为B，带电粒子质量为 m，电荷量为 q，初速度为 v0。当 M N 间只有电场时，粒子做匀变速曲线运动，有初速度方向：0 1Lt v电场力方向：21122dat且qEam综合上述 3 式可求得202mdqELv当 M N 间只有磁场时，粒子做匀速圆周运动，其运动半径为 R，如图
26、所示，有222()2dRRL，解得224dLRd又根据洛伦兹力充当向心力，有200vvmqBR结合上述两式可求得200224vvmdqBdL比较 qE 和 qv0B 可知，qEqv0B，因而若 M、N 板间同时存在上述电场和磁场，带电粒子不能做匀速直线运动，而是做变速曲线运动。M 图 2 v0N O 更多资料请关注：物理智慧屋4 17.（10 分）解：（1）根据左手定则，可知正离子受到的洛伦兹力指向管道下侧，正离子向下侧集聚，因此，N 端电势高。M、N 两端电压 2vUB a流量2vQa解得2aQUB（2）压力1=安FFB Ia压强12B IFpaa动力功率11B IQPpQa热功率22PI
27、R电阻=aRaLL可得22IPL输入功率2112入B IQIPPPaL（3）液态钠沿管道匀速运动，有 F安=f阻=kv流量 Q=a2v1安FB Ia可得 Q=31B Iak要减小流量，可以减小电流 I，或减小磁场 B1。更多资料请关注：物理智慧屋5 18.（12 分）解：（1）设导体两端的电压为 U，导体长为 L根据欧姆定律 ULRIS，场强 UEL联立得 IES（2）通过导体的恒定电流 AB 段场强 ABEjAB 段电压 11ABABUELjL流经两段的电流相同，AB 段截面积是 BC 段截面积的 2 倍，因此 BC 段的场强2BCABEEBC 段电压 222BCBCUELjL整段导体的电压 U=UAB+UBC=12(2)j LL整段导体消耗的电能即为恒定电场做功，12(2)WUqjq LL（3），由上问知，M、P 间的金属材质的定值电阻内的电场强度 E1=1j1，电子在移动过程中受力平衡，有 f1=E1e=1j1e 设 ab 的长度为 L、横截面积为 S、电阻为 r、两端的电压为 U（路端电压）、运动速率为 v，磁感应强度为 B电子匀速运动，有2vUe BfeL，即2v f LBLeUeIr e得 22222Lj SIrSfeej eLL更多资料请关注：物理智慧屋