海淀區2024-2025學年第一學期期末練習高三物理2025.01本試卷共8頁，100分。考試時長90分鐘。考生務必將答案答在答題紙上，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。第一部分本部分共10題，每題3分，共30分。在每題給出的四個選項中，有的題只有一個選項是正確的，有的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磁場中。已知磁感應強度大小為，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軸的正方向高速運動，如圖所示，電子流在z軸上的P點處所產生的磁場方向沿()A.y軸正方向 B.y軸負方向C.z軸正方向 D.z軸負方向3.圖中虛線表示某靜電場的等勢面。、兩點的電場強度大小分別為、，一個帶負電的粒子在、兩點的電勢能分別為、。下列判斷正確的是（）A. B. C. D.4.用如圖所示的裝置做“探究影響感應電流方向的因素”實驗。線圈A通過滑動變阻器和開關連接到電源上，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。某同學在實驗操作中發現，開關閉合瞬間，電流表指針向左偏轉。關于本實驗，下列說法正確的是（）A.開關斷開瞬間，電流表指針向右偏轉B.為判斷感應電流的磁場方向，需要記錄感應電流的大小C.為判斷感應電流的磁場方向，需確定線圈導線的繞向D.感應電流的方向與滑動變阻器滑片的滑動快慢有關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.當變阻器R阻值減小時，副線圈中電流隨之減小D.當變阻器R的阻值減小時，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+）在正極和負極之間移動來工作。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，通過膈膜嵌入負極材料的微孔中。下列說法正確的是（）A.鋰電池儲存的能量可以用mA?h作單位B圖示過程中，鋰電池內部電流由負極流向正極C.圖示過程表示鋰電池正在充電D.圖示過程中，電池內部電場對鋰離子的靜電力做負功，將其他形式能轉化為電能7.如圖所示，間距為的水平型導體框置于豎直向下的勻強磁場中，型導體框左端連接一阻值為的電阻。將一質量為、電阻為的導體棒靜置于導體框上。從某時刻開始，對導體棒施加一水平向右的恒定拉力，使其沿導體框向右運動，經過時間，導體棒恰好運動至圖中虛線位置，此時速度大小為。已知磁感應強度大小為，不計導體框的電阻、導體棒與框間的摩擦。在此過程中（）A.導體棒中感應電流的方向為B.導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，是可調電阻，是定值電阻，電源內阻不計。實驗時調節的阻值，得到若干組電壓和電流的數據，用這些數據在坐標紙上描點、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.電源的電動勢C.當干路電流為時，可調電阻D.可調電阻上消耗的最大功率為9.如圖所示，將某種均勻電介質插入帶電平行板電容器的極板A和極板B之間，本來正、負電荷中心重合的分子，在兩極板間電場的作用下，其正電荷中心與負電荷中心分離，在電介質左、右表面出現凈剩電荷。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.插入電介質后，兩極板間的電場強度比無該電介質時小C.插入電介質會使電容器的電容增大D.插入電介質的過程中，靜電力對電介質不做功10.為了測定某沿水平方向的勻強磁場的磁感應強度（遠大于地磁場的磁感應強度），某同學在北京地區利用如圖所示裝置進行了如下操作：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在桿內通以沿方向、大小為的恒定電流后，繞點沿逆時針改變桿的擺放角度，俯視圖如圖甲所示；③測量桿與正東方向的夾角及對應的電子秤示數，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應的角度為。已知桿的長度為、重力加速度為，下列說法正確的是（）A.金屬直桿的質量為B.待測磁場的方向與正東方向的夾角為C.待測磁場的磁感應強度大小為D.若考慮地磁場，通過該方法測得的磁感應強度偏小第二部分本部分共8題，共70分。11.某同學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、放電現象。實驗時，先將開關S與1端相連，待電路穩定后，將開關S擲向2端，傳感器將信息傳入計算機。（1）將開關S與1端相連，觀察到的電流、電壓隨時間變化的圖線、圖線，可能是圖中的___________。A. B. C.（2）該同學進一步研究影響電容器充電所用時間的因素。改變電路中的可調電阻的阻值、電容器的電容，測量從充電開始至電壓達到穩定所用時間。表中為該同學得到的部分實驗數據。依據表中數據，能初步得出結論：僅增大電容器的電容，電容器充電用時變___________；僅增大可調電阻的阻值，電容器充電用時變___________。（選填“長”或“短”）電源電動勢電容電阻充電用時6.0220050.396.01500051236.015000101.786.015000152.246.02200051.44（3）待電路穩定后，將開關S擲向2端，研究電容器放電規律。可調電阻阻值為時，圖線如圖所示。保持電源、電容器不變，在圖中，定性畫出可調電阻阻值為時的圖線________。12.某實驗小組的同學用銅片、鋁片和自來水制作成自來水電池。為了測量電池的電動勢和內阻，他們用數字電壓表（內阻約）、電阻箱以及開關與該電池連接成電路進行實驗。（1）若電壓表內阻未知，應該選擇的實驗電路是圖中的___________。（選填“甲”或“乙”）（2）按照圖設計電路圖連接電路后，調節電阻箱接入電路的阻值，并同時記錄數字電壓表的讀數。以為縱坐標、為橫坐標，建立直角坐標系，描出數據點，擬合得到圖所示的圖線。由此可以求得電池的電動勢___________，內阻___________（結果保留兩位有效數字）（3）兩位同學用圖所示電路測量電池的電動勢和內阻。其中一位同學用內阻為的靈敏電流計測得電池的電動勢和內阻。另一位同學更換內阻為，但和的精確值均未知）的靈敏電流計完成實驗，測得電動勢和內阻。從理論上分析，兩組電動勢和內阻測量值的大小關系：___________，___________。（選填“>”“<”或“=”）13.如圖所示，有兩個相同的平行金屬極板水平正對放置，為平行于極板的中線。兩極板間的距離為，極板長度為，兩極板間的電壓為一質量為、電荷量為的帶正電粒子以初速度沿射入電場，并從另一側射出，兩極板間的電場可看作勻強電場。不計帶電粒子的重力。求：（1）粒子在兩極板間的飛行時間；（2）粒子在電場中運動的加速度大小；（3）射出電場時粒子偏離的距離。14.某種質譜儀的工作原理如圖所示，I區為粒子加速器；II區為速度選擇器，在兩平行導體板之間有方向相互垂直的勻強電場和勻強磁場，磁場的方向垂直紙面向里，磁感應強度大小為，電場強度大小為；III區為偏轉分離器，磁場的方向垂直紙面向外，磁感應強度大小為。電荷量為的粒子從電離室A中飄出（初速度不計），經I區電場加速后，該粒子通過速度選擇器并從狹縫進入偏轉分離器，運動半個圓周后打在照相底片上的處被吸收形成譜線，測得到的距離為。（1）判斷II區中勻強電場的方向、粒子的電性；（2）求粒子做勻速圓周運動的速度大小；（3）求粒子的質量。15.如圖所示，交流發電機矩形金屬線圈處于磁感應強度的勻強磁場中，其邊長，匝數（圖中只畫出1匝），線圈的總電阻，線圈可繞垂直于磁場且過和邊中點的轉軸以角速度勻速轉動。線圈的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環E、F（集流環）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均可忽略不計。（1）求線圈中感應電動勢的最大值；（2）從線圈平面與磁場方向平行位置開始計時，寫出線圈中感應電流隨時間變化的關系式；（3）求線圈轉動過程中，電阻上的發熱功率。16.利用離子推進器可以控制衛星姿態、修正運行軌道。圖為某種離子推進器中離子加速區域的簡化示意圖，柵電極A、B分別為陽極和陰極，間距為。穩定運行時，可認為柵電極A、B間有向右的勻強電場，場強大小為。從陽極注入的帶正電的氙離子經過電場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，由此對衛星產生推力。已知每個氙離子的質量為、電荷量為，初速度近似為零，單位時間注入的氙離子數為。不考慮氙離子間相互作用及相對論效應。（1）求每個氙離子從陰極噴出時的動能。（2）氙離子的定向運動形成電流，求：A．陰極處噴出離子時形成的等效電流。B．離子推進器加速氙離子所消耗的功率。（3）在計算推進器獲得的推力大小時，某同學提出一種思路：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，請按此思路計算出推力大小17.科學家設計了飛行時間質譜儀，通過離子飛行的時間可以測量離子質量、比荷（電荷量與質量之比）。如圖所示，一激光脈沖照射到樣品板上O處，會瞬間產生一定數量不同種類的帶正電離子。離子在O處的初速度不計，經過電壓為U的靜電場加速后，射入長為L的漂移管，在管中沿軸線做勻速直線運動。在漂移管的A、B兩端分別置有探測裝置，可測得離子在漂移管中運動的時間。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動時間為T，求該離子的質量m；（2）加長離子的飛行時間可以提高質譜儀的分辨率，科學家們對上述裝置進行了改進，方法之一是增大離子的飛行路程。因此他們設計了如圖所示裝置，讓離子穿過漂移管后進入場強大小為E、方向如圖所示的勻強電場反射區域BC，在靜電場的作用下離子會返回到A端，探測器可測量離子從進入A端至首次返回A端的總飛行時間。a.求反射區域BC的最小間距x；并說明x與離子比荷是否有關。b.改進后的儀器測得一種已知比荷為k0的標準離子的總飛行時間為T0，若測得某種未知離子的總飛行時間為T1，推導該未知離子的比荷k1。18.物理學家可以通過構建新模型、借助已有理論和邏輯推理，形成對微觀世界的新認識，如對光電效應、粒子散射實驗等現象的解釋。經典理論認為：①金屬導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的阻力，其大小為稱為阻力系數，為自由電子定向移動的速率。②通電金屬導線中，電場線總是與導線的表面平行。已知元電荷為，忽略電子的重力及其熱運動的影響，請借助上面的理論，通過構建模型來解答以下問題。（1）現有兩種不同的金屬材料1和2，材料對電子定向移動的阻力系數分別為和，單位體積內的自由電子數分別為和。如圖甲所示，用這兩種金屬材料制成橫截面積相同、長度相同的兩個圓柱形導體，將它們串聯在一起接入電路，達到穩定時會有恒定電流流過。A.在電壓、電流、電阻三個電學量中，寫出穩定時兩導體一定相同的物理量。B.求穩定時兩導體中的電場強度大小之比。（2）測得（1）中的兩種圓柱形導體的橫截面積相同，將它們制成半徑為的兩個半圓環，再拼接成一個導體圓環（圓柱形導體截面的直徑遠小于圓環半徑），如圖乙所示，為拼接位置。已知。金屬細圓環內部存在垂直于圓環平面向里的勻強磁場，磁感應強度隨時間均勻增加，變化率為，其激發的渦旋電場會推動電子開始沿圓環運動。由于電子定向移動速率比較小，可忽略自由電子繞圓環運動所需的向心力。經過短暫的時間后，電子的運動達到穩定狀態。A.在穩定狀態下，導體1中某電子受到的渦旋電場力如圖丙所示，請補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.求穩定狀態下，導體1中的靜電場場強大小。海淀區2024-2025學年第一學期期末練習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。在每題給出的四個選項中，有的題只有一個選項是正確的，有的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。把正確的答案填涂在答題紙上。【1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。【11題答案】【答案】（1）C（2）①.長