北京市大興區(qū)2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期期末考試物理試題

PAGEPAGE12024北京大興高三（上）期末物理2024.1本試卷共8頁，100分?？荚嚂r長90分鐘?？忌鷦?wù)必將〖答案〗答在答題卡上，在試卷上作答無效?？荚嚱Y(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。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。1.圖1所示，原來不帶電的金屬導(dǎo)體MN固定在絕緣支架上，在其兩端下面都懸掛著金屬驗電箔。若使帶負(fù)電的金屬球A靠近導(dǎo)體的M端，看到的現(xiàn)象是

A.

只有M端驗電箔張開，且M端帶正電B.

只有N端驗電箔張開，且N端帶正電C.

M、N兩端的驗電箔都張開，且M、N兩端都帶正電D.

M、N兩端的驗電箔都張開，且N端帶負(fù)電，M端帶正電2．兩個分別帶有電荷量為-Q和+5Q的相同金屬小球（均可視為點(diǎn)電荷），固定在相距為r的兩處，它們之間庫侖力的大小為F，兩小球相互接觸后再放回原處5F16 B.F5 C.4F53.如圖2所示，理想變壓器的原線圈接在u=2202sin100πtV的交流電源上，副線圈接有QUOTE的負(fù)載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為A.原線圈的輸入功率為110W B.電流表的示數(shù)為20.0AC.電壓表的示數(shù)約為110VD.副線圈輸出交流電的周期為0.01s4.甲、乙兩個帶電粒子的電荷量和質(zhì)量分別為（-q，m）、（-q，4m），它們先后經(jīng)過同一加速電場由靜止開始加速后，由同一點(diǎn)進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場，兩粒子進(jìn)入時的速度方向均與偏轉(zhuǎn)電場垂直，如圖3所示。粒子重力不計，則甲、乙兩粒子A.進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時速度大小之比為1:2B．在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動的時間相同C．離開偏轉(zhuǎn)電場時的動能之比為1:4D．離開偏轉(zhuǎn)電場時垂直于板面方向偏移的距離之比為1:15.研究影響平行板電容器電容大小因素的實驗裝置如圖4所示。下列說法中正確的是A.實驗中，只將電容器b板向左平移，靜電計指針的張角變小B.實驗中，只將電容器b板向上平移，靜電計指針的張角變大C.實驗中，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，靜電計指針的張角變大D.實驗中，只增加極板帶電荷量，靜電計指針的張角變大，表明電容增大6．在勻強(qiáng)磁場中，一個矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖5甲所示。產(chǎn)生的交變電壓隨時間變化的圖像如圖5乙所示，則 A.t=0.005B.t=0.01C.線框產(chǎn)生的交變電壓有效值為311VD.線框產(chǎn)生的交變電壓頻率為100Hz7．在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場中，有不計重力的甲、乙兩個帶電粒子，在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，運(yùn)動方向和軌跡如圖6所示。則下列說法中正確的是A.甲、乙兩粒子所帶電荷是異種電荷B.該磁場方向一定是垂直紙面向里C.若甲、乙兩粒子的動量大小相等，則甲粒子所帶電荷量較大D.若甲、乙兩粒子所帶電荷量及運(yùn)動的速率均相等，則甲粒子的質(zhì)量較大8.如圖7甲所示是某電場中的一條電場線，A、B是這條電場線上的兩點(diǎn)，一帶正電的粒子只在靜電力作用下，沿電場線從A運(yùn)動到B。在這過程中，粒子的速度-時間圖像如圖7乙所示，比較A、B兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小和電勢的高低，下列說法正確的是A．EA=EB，φA>φBB．EA<EB，φA<φBC．EA=EB，φA<φBD．EA>EB，φA<φB9.如圖8所示，L是自感系數(shù)很大的線圈，但其自身的電阻幾乎為零，L1、L2是兩個相同的燈泡。下列說法正確的是A．當(dāng)開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合時，L1、L2同時發(fā)光，然后L2變得更亮，L1逐漸變暗，最終熄滅B．當(dāng)開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合時，L1先發(fā)光，L2后發(fā)光，L1亮度不變，L2逐漸變暗，最終熄滅C．當(dāng)開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_時，L1立即熄滅，L2突然發(fā)光，再逐漸變暗，最終熄滅D．當(dāng)開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_時，L2立即熄滅，L1突然發(fā)光，再逐漸變暗，最終熄滅10.某同學(xué)用圖9所示裝置探究影響感應(yīng)電流方向的因素，將磁體從線圈中向上勻速抽出時，觀察到靈敏電流計指針向右偏轉(zhuǎn)。關(guān)于該實驗，下列說法中正確的是A．必須保證磁體勻速運(yùn)動，靈敏電流計指針才會向右偏轉(zhuǎn)B．若將磁體向上加速抽出，靈敏電流計指針向左偏轉(zhuǎn)C．將磁體的N、S極對調(diào)，并將其向上抽出，靈敏電流計指針仍向右偏轉(zhuǎn)D．將磁體的N、S極對調(diào)，并將其向下插入，靈敏電流計指針仍向右偏轉(zhuǎn)11.如圖10所示，真空中有等量異種點(diǎn)電荷+q、-q分別放置在M、N兩點(diǎn)，在M、N的連線上有對稱點(diǎn)a、c，M、N連線的中垂線上有對稱點(diǎn)b、d，下列說法正確的是

A.在M、N連線的中垂線上，O點(diǎn)電勢最高B.正電荷從b點(diǎn)沿M、N連線的中垂線移到d點(diǎn)的過程中，受到的靜電力先減小后增大C.正電荷在c點(diǎn)電勢能大于在a點(diǎn)電勢能D.正電荷在c點(diǎn)電勢能小于在a點(diǎn)電勢能12.如圖11甲所示，電阻為5Ω、匝數(shù)為100匝的線圈（圖中只畫了2匝）兩端A、B與電阻R相連，R=95Ω。線圈內(nèi)有方向垂直于紙面向里的磁場，線圈中的磁通量在按圖11乙所示規(guī)律變化。則下列說法不正確的是A．A點(diǎn)的電勢低于B點(diǎn)的電勢B．在線圈位置上感應(yīng)電場沿逆時針方向C．0.1s時間內(nèi)通過電阻R的電荷量為0.05CD．0.1s時間內(nèi)非靜電力所做的功為2.5J3.如圖12所示，平行板電容器與電源連接，下極板B接地，開關(guān)S閉合，一帶電油滴在電容器中的P點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是

A.保持開關(guān)閉合，A板豎直上移一小段距離，電容器的電容增大B.保持開關(guān)閉合，A板豎直上移一小段距離，P點(diǎn)的電勢將升高C.保持開關(guān)閉合，A板豎直上移一小段距離過程中，電流計中電流方向向右D.開關(guān)S先閉合后斷開，A板豎直上移一小段距離，帶電油滴向下運(yùn)動14.圖13為蘋果自動分揀裝置，可以把質(zhì)量大小不同的蘋果，自動分揀開。該裝置的托盤秤壓在一個以O(shè)1為轉(zhuǎn)動軸的杠桿上，杠桿末端壓在壓力傳感器R1上。當(dāng)大蘋果通過托盤秤時，R1所受的壓力較大因而電阻較小，R2兩端獲得較大電壓，該電壓激勵放大電路并保持一段時間，使電磁鐵吸動分揀開關(guān)的銜鐵，打開下面通道，讓大蘋果進(jìn)入下面通道；當(dāng)小蘋果通過托盤秤時，R2兩端的電壓不足以激勵放大電路，分揀開關(guān)在彈簧向上彈力作用下處于水平狀態(tài)，小蘋果進(jìn)入上面通道。托盤停在圖示位置時，設(shè)進(jìn)入下面通道的大蘋果最小質(zhì)量為M0

A.只適當(dāng)減小R2B.只增大電源E1的電動勢C.只增加纏繞電磁鐵線圈的匝數(shù)D.只將托盤秤壓在杠桿上的位置向左移動一些第二部分本部分共6題，共58分。15.（8分）在“測量金屬絲的電阻率”實驗中，某同學(xué)用電流表和電壓表測量一個金屬絲的電阻。（1）該同學(xué)先用歐姆表“”擋粗測該金屬絲的電阻，示數(shù)如圖14所示，對應(yīng)的讀數(shù)是_______。圖14圖14（2）用螺旋測微器測某金屬絲的直徑，示數(shù)如圖15所示，則該金屬絲的直徑為______mm。（3）測量一段金屬絲電阻時所用器材和部分電路連線如圖16所示，電流表0~0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω，0~3A，內(nèi)阻約0.01Ω；電壓表0~3V，內(nèi)阻約3kΩ，0~15V，內(nèi)阻約15kΩ。圖中的導(dǎo)線a端應(yīng)與________（選填電流表“-”、“0.6”或“3”）接線柱連接，b端應(yīng)與___________（選填電流表“-”、“0.6”或“3”）接線柱連接。開關(guān)閉合前，圖16中滑動變阻器滑片應(yīng)置于____________（選填“左”或“右”）端。（4）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，得到多組U和I數(shù)據(jù)。甲同學(xué)由每組U、I數(shù)據(jù)計算電阻，然后求電阻平均值；乙同學(xué)通過圖像求電阻。則兩種求電阻的方法誤差較小的是___________（選填“甲同學(xué)”或“乙同學(xué)”）。（5）設(shè)被測金屬絲電阻為，金屬絲直徑為d，接入電路部分的長度為l，則計算該金屬絲電阻率的表達(dá)式是______（用題目給出的物理量符號表示）。16.（10分）用圖17所示的電路圖測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。在下表中選出適當(dāng)?shù)膶嶒炂鞑倪M(jìn)行實驗。電流表A1：0~0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω；電流表A2：0~3A，內(nèi)阻約0.01Ω；C．電壓表V1：0~3V，內(nèi)阻約3kΩ；D．電壓表V2：0~15V，內(nèi)阻約15kΩ；E．滑動變阻器R1：0~20Ω；F．滑動變阻器R2：0~1000Ω；G．待測干電池：電動勢約為1.5VH．開關(guān)，導(dǎo)線若干實驗中電流表應(yīng)選用_____；電壓表應(yīng)選用_____；滑動變阻器應(yīng)選用____（填器材前序號字母）。(2)用筆畫線完成圖18中實物間的導(dǎo)線連接。(3)甲同學(xué)在實驗中記錄了6組數(shù)據(jù)如下表所示，其中5組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在坐標(biāo)紙上，請標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，在圖19中畫出U-I圖線。序號123456電壓（）1.451.401.301.251.201.10電流（）0.060.120.240.260.360.48根據(jù)所畫圖線，可得出干電池的電動勢_______。（保留3位有效數(shù)字）(4)甲同學(xué)認(rèn)為若不考慮電壓表和電流表內(nèi)阻對實驗的影響，則電壓表的讀數(shù)與對應(yīng)的電流表的讀數(shù)的比值就等于干電池的內(nèi)阻；乙同學(xué)認(rèn)為電壓表的讀數(shù)變化量與相對應(yīng)的電流表的讀數(shù)變化量的比值的絕對值才等于電源的內(nèi)阻。請判斷哪位同學(xué)的觀點(diǎn)是正確的，并說明你的判斷依據(jù)___________。17．（9分）圖20所示，兩根平行光滑金屬導(dǎo)軌MN和PQ放置在水平面內(nèi)，其間距L=0.4m，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T的勻強(qiáng)磁場垂直軌道平面向下，兩導(dǎo)軌之間連接的電阻R=9.6Ω，在導(dǎo)軌上有一金屬棒ab，其電阻r=0.4Ω，金屬棒與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，在ab棒上施加水平拉力使其以速度v=1.0m/s向右勻速運(yùn)動，設(shè)金屬導(dǎo)軌足夠長．求：（1）金屬棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；（2）通過電阻R的電流大小和方向；（3）金屬棒a、b兩點(diǎn)間的電勢差；（4）拉力做功的功率。18．（9分）如圖21所示，表面粗糙的平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置，間距d=0.4m，與水平面夾角θ=37o，導(dǎo)軌上端接有定值電阻R0=4Ω，電源電動勢E=3V，內(nèi)阻r=2Ω。導(dǎo)軌中間整個區(qū)域有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.5T。閉合開關(guān)后，將一質(zhì)量m=0.2kg的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置，導(dǎo)體棒接入電路中的電阻R=4Ω，導(dǎo)體棒處于靜止?fàn)顟B(tài)。導(dǎo)軌電阻不計，重力加速度取，，。最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。求：（1）導(dǎo)體棒中的電流大小；（2）導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒的摩擦力大小和方向；（3）導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)。19.（10分）2023年是芯片行業(yè)重要的里程碑。中國會成為全球生產(chǎn)芯片的重要國家之一。離子注入是芯片制造過程中一道重要的工序。圖22所示，是離子注入工作原理的示意圖，A處的離子無初速的“飄入”加速電場，經(jīng)電場加速后從P點(diǎn)沿半徑方向進(jìn)入半徑為r的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)，最后打在豎直放置的硅片上。離子的質(zhì)量為m、電荷量為q，加速電場的電壓為U，不計離子重力。求：（1）離子進(jìn)入圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域時的速度大小v；（2）若磁場方向垂直紙面向外，離子從磁場邊緣上某點(diǎn)出磁場時，可以垂直打到硅片上，求圓形區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。（3）為了追求芯片的精致小巧，需要對硅片材料的大小有嚴(yán)格的控制。如圖23所示，在距O點(diǎn)為2r處的硅片下端與磁場中心O在同一水平線上，硅片長為l=233r

20．（12分）利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域。甲（1）如圖24甲所示，將一個半導(dǎo)體薄片垂直置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中，在薄片的兩個側(cè)面a、b間通以電流I時，另外兩側(cè)c、f間產(chǎn)生電勢差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。其原因是薄片中能夠自由移動的電荷受洛倫茲力的作用向一側(cè)偏轉(zhuǎn)和積累，于是在c、f間產(chǎn)生霍爾電壓UH。已知半導(dǎo)體薄片的厚度為d，半導(dǎo)體薄片的寬度為L，假設(shè)半導(dǎo)體薄片元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是電荷量為e的自由電子，薄片元件內(nèi)單位體積中的自由電荷數(shù)n，求甲①薄片元件內(nèi)自由電荷定向移動的速率v；②比較QUOTE的高低③求c、f間產(chǎn)生的霍爾電壓UH。（2）利用霍爾元件可以進(jìn)行微小位移的測量，如圖24乙所示為利用霍爾元件制作的位移傳感器，將固定有霍爾元件的物體置于兩塊磁性強(qiáng)弱相同、同極相對放置的磁體縫隙中，建立如圖24丙所示的空間坐標(biāo)系，保持沿x方向通過霍爾元件的電流I不變，當(dāng)物體沿z軸方向移動時，由于不同位置處磁感應(yīng)強(qiáng)度B不同，霍爾元件將在y軸方向的上、下表面間產(chǎn)生不同的霍爾電壓UH，在c、f之間連接一個電壓表，當(dāng)霍爾元件處于中間位置時，磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0，電壓表的示數(shù)為0，將該點(diǎn)作為位移的零點(diǎn)，在小范圍內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和坐標(biāo)z成正比（比例系數(shù)為k），這樣就可以把電壓表改裝成測量物體微小位移的儀表（位移傳感器）。①推導(dǎo)薄片元件c、f之間的電勢差Ucf與坐標(biāo)z之間的定量關(guān)系并在圖25中定性畫出電勢差Ucf與坐標(biāo)z之間的圖像。②若QUOTE可以反映該位移傳感器的靈敏度，則要提高該傳感器的靈敏度可采取哪些可行措施。

——★參考答案★——第一部分（選擇題共42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1234567891011121314〖答案〗DCCDBBDAC

DDA

C

A第二部分（非選擇題共58分）本部分共7題，共58分。15.（8分）（1）6………（1分）（2）0.185（0.184~0.186）……（1分）（3）0.6，0.6，左……………（3分）（4）乙…………（1分）（5）QUOTE…………………（2分）16.（10分）（1）A，C，E…………………（3分）（2）如圖18所示圖18………………（1圖18（3）如圖19所示圖19，1.49V……（3圖19說明：補(bǔ)點(diǎn)、畫線各1分。（4）乙同學(xué)正確，………………（1分）甲同學(xué)計算的是外電路電阻；乙同學(xué)，任意取兩個狀態(tài)，U1=E－I1r，U2=E－I2r，＝U1－U2，＝I1－I2，可以得出=r……（2分）17（9分）（1）E=BLv=1.0×0.4×1.0V=0.4V…………………（2分）（2）I=BLvR+r=0.410A=0.04A…………（3）Uab=IR=BLvR+rR=0.04×9.6V=0.384V……………（（4）拉力功率等于電路熱功率P=IE=BLv2R+r=0.1610W=0.016W……18.（9分）（1）由閉合回路歐姆定律代入數(shù)值解得

I=0.3A，…………（3分）（2）導(dǎo)體棒受到的安培力F安=BId=0.3N導(dǎo)體棒沿斜面方向平衡，則代入數(shù)值解得f=0.9N方向：平行導(dǎo)軌向上?！?分）（3）導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒的支持力導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為，則代入數(shù)值解得μ=34=0.75………………（319.（10分）（1