北京市海淀區(qū)2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期期末練習(xí)物理試卷2

海淀區(qū)20232024學(xué)年第一學(xué)期期末練習(xí)高三物理本試卷共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.圖中實(shí)線表示某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線，虛線表示該電場(chǎng)的等勢(shì)面。A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為、，電勢(shì)分別為、。下列說(shuō)法正確的是（）A. B. C. D.2.將一個(gè)不帶電的空腔導(dǎo)體放入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，達(dá)到靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體外部電場(chǎng)線分布如圖所示。W為導(dǎo)體殼壁，A、B為空腔內(nèi)兩點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是（）A.導(dǎo)體殼壁W的外表面和內(nèi)表面感應(yīng)出等量的異種電荷B.空腔導(dǎo)體上的感應(yīng)電荷在B點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為零C.空腔內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零D.空腔內(nèi)A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì)3.如圖所示，彈簧上端固定，下端懸掛一個(gè)磁鐵，在磁鐵正下方有一個(gè)固定在水平桌面上的閉合銅質(zhì)線圈。將磁鐵豎直向下拉至某一位置后放開(kāi)，磁鐵開(kāi)始上下振動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是（）A.磁鐵振動(dòng)過(guò)程中，線圈中電流的方向保持不變B.磁鐵振動(dòng)過(guò)程中，線圈對(duì)桌面的壓力始終大于線圈的重力C.磁鐵振動(dòng)過(guò)程中，彈簧和磁鐵組成系統(tǒng)的機(jī)械能一直減小D.磁鐵靠近線圈時(shí)，線圈有收縮的趨勢(shì)4.在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一個(gè)100匝、面積為的圓形導(dǎo)體線圈。規(guī)定線圈中電流和磁場(chǎng)的正方向如圖甲所示。磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按圖乙變化，下列說(shuō)法正確的是（）A.0～0.4s內(nèi)線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)檎鼴.0.4～0.5s內(nèi)線圈中的感應(yīng)電流在軸線處的磁場(chǎng)方向向下C.0.4～0.5s內(nèi)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為4VD.0～0.4s內(nèi)與0.4～0.5s內(nèi)線圈中的感應(yīng)電流大小之比為1:85.圖是街頭變壓器通過(guò)降壓給用戶供電的示意圖。變壓器的輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓，負(fù)載變化時(shí)輸入電壓不會(huì)有大的波動(dòng)。輸出電壓通過(guò)輸電線輸送給用戶，輸電線的總電阻用表示，變阻器R代表用戶用電器的總電阻，當(dāng)用電器增加時(shí)，相當(dāng)于R的阻值減小。如果變壓器上的能量損失可以忽略，當(dāng)用戶的用電器增加時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A.電壓表的示數(shù)減小 B.電壓表的示數(shù)增大C.電流表的示數(shù)減小 D.電流表的示數(shù)增大6.某同學(xué)用如圖所示的電路，借助電流傳感器研究不同元件通電時(shí)的電流變化情況，實(shí)驗(yàn)室提供的元件有小燈泡、定值電阻、電感線圈和電容器。時(shí)刻閉合開(kāi)關(guān)S，測(cè)得通過(guò)不同元件的電流隨時(shí)間變化的圖像如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）A.圖甲對(duì)應(yīng)的元件為小燈泡 B.圖乙對(duì)應(yīng)的元件為定值電阻C.圖丙對(duì)應(yīng)的元件為電感線圈 D.圖丁對(duì)應(yīng)的元件為電容器7.有甲、乙兩個(gè)電源，其路端電壓U與通過(guò)電源的電流I的關(guān)系圖像如圖所示。將一個(gè)6Ω的定值電阻分別與甲、乙電源的兩極相接，下列說(shuō)法正確的是（）A.接電源乙時(shí)，路端電壓較大B.接電源甲時(shí)，電路的總功率較大C.接電源甲時(shí)，定值電阻消耗的功率較大D.接電源乙時(shí)，電源的效率較高8.某靜電場(chǎng)的電勢(shì)φ在x軸上的分布如圖所示，B、C是x軸上關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)O對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn)。一個(gè)帶負(fù)電的粒子僅在電場(chǎng)力作用下，以O(shè)點(diǎn)為中心、沿x軸方向在B、C兩點(diǎn)間做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是（）A.從B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中，電場(chǎng)力先做正功，后做負(fù)功B.從B運(yùn)動(dòng)到O的過(guò)程中，粒子的加速度先減小后增大C.粒子在O點(diǎn)的電勢(shì)能最小D.粒子的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)9.如圖所示，兩平行極板水平放置，兩板間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為。一束質(zhì)量均為、電荷量均為的粒子，以不同速率沿著兩板中軸線方向進(jìn)入板間后，速率為的甲粒子恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)；速率為的乙粒子在板間的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中曲線所示，A為乙粒子第一次到達(dá)軌跡最低點(diǎn)的位置，乙粒子全程速率在和之間變化。研究一般的曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，可將曲線分割成許多很短的小段，這樣質(zhì)點(diǎn)在每一小段的運(yùn)動(dòng)都可以看做圓周運(yùn)動(dòng)的一部分，采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法來(lái)處理。不計(jì)粒子受到的重力及粒子間的相互作用，下列說(shuō)法正確的是（）A.兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為B.乙粒子從進(jìn)入板間運(yùn)動(dòng)至A位置的過(guò)程中，在水平方向上做加速運(yùn)動(dòng)C.乙粒子偏離中軸線的最遠(yuǎn)距離為D.乙粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡在A處對(duì)應(yīng)圓周的半徑為10.核聚變需要的溫度很高，地球上沒(méi)有任何容器能夠經(jīng)受如此高的溫度，但可以利用磁場(chǎng)來(lái)約束參與聚變反應(yīng)的高溫等離子體。等離子體由大量的正離子和電子組成，是良好的導(dǎo)體。圖甲是一種設(shè)計(jì)方案：變壓器的原線圈通過(guò)開(kāi)關(guān)與充電后的高壓電容器相連（圖中未畫(huà)出），充入等離子體熱核燃料的環(huán)形反應(yīng)室作為變壓器的副線圈。從環(huán)形反應(yīng)室中取一小段（可看作圓柱體）來(lái)研究，如圖乙所示。閉合開(kāi)關(guān)，高壓電容器放電，等離子體會(huì)定向運(yùn)動(dòng)形成如圖乙所示的電流，產(chǎn)生類(lèi)似通電直導(dǎo)線周?chē)拇艌?chǎng)，不但圓柱體外有磁場(chǎng)，而且圓柱體內(nèi)也有繞行方向相同的磁場(chǎng)。下列說(shuō)法正確的是（）A.閉合開(kāi)關(guān)，環(huán)形反應(yīng)室中會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)B.本裝置能實(shí)現(xiàn)對(duì)等離子體的加熱作用，是由于洛倫茲力做了功C.從左向右看，圖乙中圓柱體外的磁感線沿逆時(shí)針?lè)较駾.圖乙所示圓柱體內(nèi)，正離子、電子由于定向移動(dòng)受到的洛倫茲力都指向圓柱體的內(nèi)部第二部分本部分共8題，共70分。11.甲、乙兩同學(xué)分別通過(guò)如下實(shí)驗(yàn)研究測(cè)量電阻的不同實(shí)驗(yàn)方案。（1）甲同學(xué)用圖所示電路測(cè)量阻值約為6Ω的電阻，可選用的器材有：A.電壓表（量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ）B.電流表（量程0～3A，內(nèi)阻約0.02Ω）C.電流表（量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω）D.滑動(dòng)變阻器（0～5Ω）E.滑動(dòng)變阻器（0～200Ω）F.電源（電動(dòng)勢(shì)為4.5V）及開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干①為了調(diào)節(jié)方便、測(cè)量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選擇________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇________。（選填實(shí)驗(yàn)器材前的字母）②請(qǐng)用筆畫(huà)線表示導(dǎo)線，在圖中完成電路連接_______。③若只考慮電流表和電壓表內(nèi)阻的影響，關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的誤差分析，下列說(shuō)法正確的是________。A.電阻的測(cè)量值大于真實(shí)值，屬于偶然誤差B.電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值，屬于偶然誤差C.電阻的測(cè)量值大于真實(shí)值，屬于系統(tǒng)誤差D.電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值，屬于系統(tǒng)誤差（2）乙同學(xué)用圖所示電路測(cè)量另一個(gè)電阻。①電路連好后，閉合開(kāi)關(guān)，無(wú)論如何移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)且?guī)缀醪蛔?，電流表始終沒(méi)有示數(shù)。若電路中僅有一處故障，則可能的故障是________。A.滑動(dòng)變阻器短路B.滑動(dòng)變阻器斷路C.待測(cè)電阻與電流表A之間的導(dǎo)線斷路②故障解決后，乙同學(xué)研究電壓表示數(shù)U和滑動(dòng)變阻器連入電路中阻值R的關(guān)系。若待測(cè)電阻、電流表內(nèi)阻、電壓表內(nèi)阻、電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻都保持不變，圖中可以正確反映UR關(guān)系的示意圖是________。A.B.C.D.12.圖所示為“觀察電容器充、放電現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)電路，其中為電源，為電容器，為定值電阻，S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，電流表A的零刻線在中央。（1）開(kāi)關(guān)S接1時(shí)，給電容器充電；開(kāi)關(guān)接2時(shí)，電容器對(duì)電阻放電。下列說(shuō)法正確的是________。A．充電過(guò)程中，電壓表示數(shù)先迅速增大，然后逐漸增大并穩(wěn)定在某一數(shù)值B．充電過(guò)程中，電流表示數(shù)先迅速增大，然后逐漸增大并穩(wěn)定在某一數(shù)值C．放電過(guò)程中，電壓表的示數(shù)均勻減小至零D．放電過(guò)程中，電流表中的電流方向從左到右（2）用上述電路還可以粗測(cè)電容器的電容：開(kāi)關(guān)S接1，給電容器充電；一段時(shí)間后開(kāi)關(guān)S接0，記下此瞬間電壓表的示數(shù)，并以此時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，利用的秒表功能，電壓表示數(shù)U每減小1V或0.5V記錄一次對(duì)應(yīng)的時(shí)間t。實(shí)驗(yàn)中，所用電壓表的量程為15V，內(nèi)阻為15kΩ。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)已描繪在圖17所示的Ut圖中，則可知該電容器的電容值約是________μF。13.如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，從容器A下方的小孔飄入、之間的加速電場(chǎng)，其初速度可視為0，加速后經(jīng)小孔以速度v沿與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后垂直打到照相底片上的D點(diǎn)。不計(jì)粒子所受的重力，求：（1）加速電場(chǎng)的電勢(shì)差U。（2）到D點(diǎn)的距離L。（3）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t。14.圖為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸OO＇勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω＝50rad/s，線圈的匝數(shù)n＝100、總電阻r＝10Ω，線圈圍成的面積。線圈兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接，電阻R＝90Ω，交流電壓表可視為理想電表。已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T，圖示位置矩形線圈和磁感線平行。（1）從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，寫(xiě)出通過(guò)矩形線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t變化的關(guān)系式；（2）求電路中交流電壓表的示數(shù)U；（?。?）線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，求通過(guò)電阻R的電荷量q。15.近年來(lái)，垂直起降作為一種可重復(fù)使用火箭的技術(shù)得到了大力發(fā)展。某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)具有電磁緩沖功能的火箭模型，結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。閉合矩形線圈abcd固定在主體下部，線圈的總電阻為R，匝數(shù)為n，ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng)。模型外側(cè)安裝有由高強(qiáng)度絕緣材料制成的緩沖槽，槽中有垂直于線圈平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。假設(shè)模型以速度與地面碰撞后，緩沖槽立即停止，此后主體在線圈與緩沖槽內(nèi)磁場(chǎng)的作用下減速，從而實(shí)現(xiàn)緩沖。已知主體與線圈總質(zhì)量為m，重力加速度為g，不計(jì)摩擦和空氣阻力。（1）求線圈中感應(yīng)電流的最大值并說(shuō)明ab邊中電流的方向。（2）當(dāng)主體減速下落的加速度大小為時(shí)，求線圈中的發(fā)熱功率P。（3）已知緩沖槽停止后主體下落距離為h時(shí)，主體速度減為，此時(shí)主體和緩沖槽未相碰，求該過(guò)程中線圈產(chǎn)生的熱量Q。16.比較是一種重要的學(xué)習(xí)方法，通過(guò)比較可以加深對(duì)知識(shí)的理解。電場(chǎng)和磁場(chǎng)有相似的地方，也有很多的不同。（1）電場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有力的作用，磁場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的磁體、通電導(dǎo)線和運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用。請(qǐng)寫(xiě)出電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式。（2）電荷在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中受力特點(diǎn)不同，導(dǎo)致電荷運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同。如圖所示，M、N是一對(duì)平行金屬板，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板間距離為d。一帶電粒子從M、N左側(cè)中央以平行于極板的速度射入。若僅在M、N板加恒定電壓，則粒子恰好從M板右側(cè)邊沿以速率射出，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間為；若僅在M、N板間加垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則粒子恰好從N板右側(cè)邊沿以速率射出，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間為。不計(jì)粒子受到的重力。①可知________，________。（選填“大于”“小于”或“等于”）②若M、N板間同時(shí)存上述電場(chǎng)和磁場(chǎng)，請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明該帶電粒子能否在M、N板間做勻速直線運(yùn)動(dòng)。（注意：解題過(guò)程中需要用到、但題目沒(méi)有給出的物理量，要在解題時(shí)做必要的說(shuō)明）17.核電站正常工作時(shí)，使液態(tài)金屬鈉在核反應(yīng)堆內(nèi)外循環(huán)流動(dòng)，可把核裂變釋放的能量傳輸出去，用于發(fā)電。某校綜合實(shí)踐小組設(shè)計(jì)了一個(gè)項(xiàng)目：通過(guò)安培力驅(qū)動(dòng)輸送液態(tài)鈉的裝置。如圖所示是輸送液態(tài)鈉的絕緣管道，液態(tài)鈉的電阻率為ρ（不計(jì)溫度、壓力對(duì)電阻率的影響），正方形管道截面的邊長(zhǎng)為a，在輸送管道上有驅(qū)動(dòng)模塊和測(cè)量模塊。驅(qū)動(dòng)模塊：在管道上長(zhǎng)為L(zhǎng)的部分施加垂直于管道、磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在管道的上下兩側(cè)分別安裝電極，并通以大小為I的電流。測(cè)量模塊：在管道的上下兩端安裝電極M、N，M、N兩極連接由電壓表（圖中未畫(huà)出）改裝的流量計(jì)（單位時(shí)間通過(guò)管道橫截面的液體體積叫做流量），施加垂直于管道、磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。當(dāng)裝置工作時(shí)，液態(tài)鈉充滿管道并沿管道勻速流動(dòng)。（1）關(guān)于測(cè)量模塊①比較M和N端電勢(shì)的高低。②推導(dǎo)流量Q和M、N兩端電壓U的關(guān)系式。（2）關(guān)于驅(qū)動(dòng)模塊①求由安培力產(chǎn)生的壓強(qiáng)p。②當(dāng)流量計(jì)示數(shù)為Q時(shí)，求驅(qū)動(dòng)模塊需要輸入電功率。（3）關(guān)于反饋控制模塊如圖所示，在驅(qū)動(dòng)模塊和測(cè)量模塊之間還有反饋控制模塊，當(dāng)測(cè)得的流量異常時(shí)，反饋模塊會(huì)通過(guò)調(diào)整驅(qū)動(dòng)模塊實(shí)現(xiàn)矯正。已知液態(tài)鈉在流動(dòng)過(guò)程中所受阻力與其流動(dòng)方向相反，大小正比于流動(dòng)的速率，比例系數(shù)為k。當(dāng)流量計(jì)示數(shù)大于正常值時(shí)，請(qǐng)分析說(shuō)明在驅(qū)動(dòng)模塊結(jié)構(gòu)確定的情況下可采取哪些措施。18.接入電源的導(dǎo)體內(nèi)存在恒定電場(chǎng)，其性質(zhì)與靜電場(chǎng)相同，電流的形成及電路的基本特性都與導(dǎo)體內(nèi)的恒定電場(chǎng)有關(guān)。（1）如圖甲所示，圓柱形長(zhǎng)直金屬導(dǎo)體，橫截面積為S，電阻率為ρ，兩端電壓恒定，內(nèi)部有分布均勻的電流。證明：導(dǎo)體內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小與電流I的關(guān)系為。（2）上式中，描述導(dǎo)體內(nèi)電流的分布情況，定義為“電流密度”，用字母j表示，即。如圖乙所示，一段電阻率為ρ、粗細(xì)不均勻的導(dǎo)體兩端電壓恒定，AB部分的長(zhǎng)度為，其內(nèi)部電流密度為j，BC部分的長(zhǎng)度為，AB部分橫截面積是BC部分橫截面積的2倍，忽略中間交接處電流密度變化的影響。求：在通過(guò)AB左端橫截面的電荷量為q的過(guò)程中，整段導(dǎo)體消耗的電能W。（3）如圖丙所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩根平行金屬軌道MN、PQ固定在水平面內(nèi)，軌道電阻不計(jì)，端點(diǎn)M、P間接有一個(gè)金屬材質(zhì)