第=page11頁，共=sectionpages11頁北京市海淀區(qū)2025-2026學年高三上學期期末考試物理試題一、選擇題1.如圖所示，三個同心圓是帶正電的點電荷周圍的三個等勢面，同一條電場線上的A、B、C三點分別位于三個等勢面上，其電場強度的大小分別為EA、EB、EC，A、B兩點間的電勢差為UAB，B、C兩點間的電勢差為UBC。已知三個圓的半徑關(guān)系為rC?rB=rB?rA。下列判斷正確的是(

)

A.EA>EB>EC B.2.某理想變壓器的原線圈接在如圖所示的正弦式交流電源上，副線圈接一個阻值為10Ω的電阻。已知原、副線圈的匝數(shù)之比為11:5，下列說法正確的是(

)

A.原線圈兩端電壓的有效值為2202V

B.副線圈中電流的有效值為10A

C.變壓器的輸入功率為1×103W

D.經(jīng)過3.鐵芯上繞有兩個線圈M和N，如圖所示。為了能使線圈N中產(chǎn)生感應電流，在線圈M中通入的電流i隨時間t的變化關(guān)系可以是圖中的(

)

A. B.

C. D.4.在如圖所示的電路中，電源電動勢E=12V、內(nèi)阻r=1Ω，電阻R1=1Ω、R2=6Ω，電動機的額定電壓UM=6V、線圈電阻RM=0.5ΩA.通過R1的電流為3A B.通過電動機的電流為12A

C.電動機的輸出功率為10W D.電源的輸出功率為5.利用如圖所示電路觀察電容器的充、放電現(xiàn)象，其中E為電源，R為定值電阻，C為電容器。t=0時，先將開關(guān)S與1端相連，一段時間后再將開關(guān)S擲向2端。下圖所示的電容器兩極板間的電勢差UPQ和電阻R兩端的電勢差UMN隨時間t的變化關(guān)系，可能正確的是(

)

A. B.

C. D.6.如圖所示，傾角一定的兩根平行且粗糙的金屬導軌固定在水平面上，兩導軌的頂端接有電源和滑動變阻器RP。整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中(圖中未畫出)。有一金屬桿ab在導軌上保持靜止。下列判斷正確的是(

)

A.增大RP接入電路中的阻值，金屬桿ab受到的支持力一定變大

B.減小RP接入電路中的阻值，金屬桿ab受到的靜摩擦力一定變大

C.增大RP接入電路中的阻值，導軌對金屬桿ab的作用力一定變大

D.7.如圖所示，光滑水平面上的正方形導線框abcd，以水平向右的初速度進入豎直向下的勻強磁場并最終完全穿出。線框的邊長小于磁場寬度，線框在進和出磁場的兩個過程中，下列說法正確的是(

)

A.線框中電流均沿逆時針方向 B.線框所受安培力的方向相同

C.線框中所產(chǎn)生的焦耳熱相同 D.線框中b點電勢均高于c點電勢8.如圖所示，一塊長為a、寬為b、高為c的長方體金屬導體器件中通有從左表面流向右表面的恒定電流I(電流方向與左、右表面垂直)。導體內(nèi)的自由電子數(shù)密度(單位體積內(nèi)的自由電子數(shù))為n。在空間中施加一個磁感應強度大小為B、沿x軸負方向的勻強磁場，穩(wěn)定時，導體上、下表面的電勢分別為φP、φM，下列說法正確的是(

)

A.φP>φM

B.若僅增大電流I，則φP?φM保持不變

C.自由電子定向移動的速率為φP?φ9.空間中存在一方向未知的勻強電場。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負電的小球，從豎直平面內(nèi)a點以速度v0沿水平方向拋出后，先、后經(jīng)過同一豎直平面內(nèi)的b、c兩點，其中a、c兩點在同一條豎直線上。小球運動至b點時的速度方向豎直向下，其大小為v0。已知重力加速度g，不計空氣阻力，下列說法正確的是(

)A.小球從a點運動至b點的時間小于其從b點運動至c點的時間

B.電場強度的最小值為mgq

C.小球運動至c點時的速度大小為2v0

D.小球從a10.自由電子激光器是把電子束的能量轉(zhuǎn)換成相干輻射的激光器，其核心部件之一是扭擺磁鐵。如圖所示，扭擺磁鐵由沿y方向周期性交錯排列的2n對、寬度均為a的永磁體組成(n?10)。電子經(jīng)加速后，以不同的速度從坐標原點O射入xOy平面，在周期性磁場力作用下，部分電子沿y方向前進的同時在x方向上做小幅擺動并輻射電磁波。電子運動情況相同時，輻射的電磁波相位相同。已知磁場沿z方向的分量Bz隨y的變化關(guān)系為Bz=B0sinπay，電子的質(zhì)量為m、電荷量為A.在y=0到y(tǒng)=a范圍內(nèi)，電子做勻速圓周運動

B.電子運動過程中，若經(jīng)過點(0,a,0)，則一定會經(jīng)過點(0,2a,0)

C.一個電子穿過扭擺磁鐵的時間為2πmneB0

D.沿y二、非選擇題11.多用電表可用來測量電流、電壓和電阻。(1)用多用電表的歐姆擋測量一阻值約為2kΩ的電阻，應把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到

(選填“×1k”或“×100”)位置，經(jīng)過正確的操作后，表針位置如圖所示，其對應的阻值是

Ω。(2)用多用電表的直流電流擋測量電流時，紅表筆的電勢

黑表筆的電勢；用多用電表的直流電壓擋測量電壓時，紅表筆的電勢

黑表筆的電勢。(選填“高于”或“低于”)(3)某同學用電池、開關(guān)和燈泡組成如圖所示的電路。閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光。該同學在閉合開關(guān)且不拆開導線的情況下，用多用電表直流電壓擋進行電路故障檢測。他將紅表筆接a，黑表筆分別試觸b、c、d、e、f，檢測結(jié)果如下表所示。試觸bcdef示數(shù)接近1.5V接近1.5V000若電路中僅有一處故障，則故障可能是

。A.開關(guān)接觸不良

B.燈泡斷路

C．f處接觸不良12.某實驗小組利用下列器材測量某種金屬絲的電阻率，金屬絲的阻值約為9Ω。除了導線和開關(guān)外，還有以下器材可供選擇：A.電源電動勢E=3.0V，內(nèi)阻不計B.電壓表V(量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ)C.電流表A(量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω)D.滑動變阻器R1(最大阻值5ΩE.滑動變阻器R2(最大阻值200Ω(1)為了調(diào)節(jié)方便，滑動變阻器應選用

。(選填選項前的字母)(2)請根據(jù)圖1補充完成圖2中實物間的連線

。(3)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某一次測量結(jié)果如圖3所示，其讀數(shù)為D=

mm。(4)該小組測得金屬絲接入電路的有效長度L、直徑D、電阻Rx，由此得出金屬絲的電阻率ρ=

。(用L、D和Rx(5)該小組又設計了如圖所示的另一種實驗方案測量該金屬絲的電阻率。該小組按規(guī)范操作完成了實驗器材的連接。在測量過程中，先閉合開關(guān)S0，再將S與1端相連，電壓表讀數(shù)記為U1；然后將S與2端相連，電壓表讀數(shù)記為U2。改變滑動變阻器的阻值，重復上述實驗步驟記錄多組電壓值，作出U2?U1圖像，如圖所示。已知圖線的斜率為k，金屬絲接入電路的有效長度為L、直徑為D，定值電阻的阻值為R0。不考慮電壓表內(nèi)阻的影響，可求得金屬絲的電阻率ρ=

。(用L、13.如圖所示，交流發(fā)電機的矩形金屬線圈abcd處于磁感應強度B=0.04T的勻強磁場中。線圈面積S=0.1m2、匝數(shù)n=100(圖中只畫出1匝)、總電阻r=20Ω，線圈可繞垂直于磁場且過bc和ad邊中點的轉(zhuǎn)軸OO′以角速度ω=300rad/s勻速轉(zhuǎn)動。線圈的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)E、F焊接在一起，并通過電刷與阻值R=100Ω(1)線圈中感應電動勢的最大值Em(2)線圈中電流的有效值I；(3)電阻R上的發(fā)熱功率P。14.如圖所示，有兩個相同的平行金屬極板水平正對放置，OO′為平行于極板的中線。兩極板間的距離為d，極板長度為L。兩極板間的電壓恒定，其間的電場可看作勻強電場。一帶正電粒子以初速度v沿OO′射入電場，并恰能從上極板邊緣射出。不計粒子所受重力。(1)求粒子在兩極板間運動的時間t；(2)求粒子在兩極板間運動的加速度大小a；(3)當粒子的水平位移為L2時，若撤去電壓，求粒子從極板間射出時偏離OO′的距離y。15.如圖所示，在y≥0區(qū)域存在垂直紙面向外的勻強磁場。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負電粒子，從x軸上的P點以與x軸正方向成30°的速度v垂直磁場射入，經(jīng)過y軸上的M點時，速度垂直于y軸，最終從x軸上的N點(圖中未畫出)射出磁場。已知OP=a。不計粒子所受重力。求：(1)磁場的磁感應強度大小B。(2)粒子從P點運動到M點所用的時間t。(3)粒子從P點運動到N點的過程中，其動量變化量的大小Δp及方向。16.如圖1所示是用來冶煉合金鋼的真空冶煉爐，爐外有線圈。在線圈中通入變化的電流，就會在爐內(nèi)的金屬中產(chǎn)生渦流，渦流產(chǎn)生的熱量使金屬熔化。冶煉爐的工作原理可簡化成如圖2所示的模型，將冶煉爐內(nèi)的金屬塊視為一個材質(zhì)均勻的圓柱體。在某次加熱過程中，線圈中的電流i隨時間t均勻增大，即i=k1t，在爐內(nèi)產(chǎn)生的磁場可視為勻強磁場(圖中未畫出)，其磁感應強度的大小B=k2i、方向與圓柱體軸線平行，磁場截面圓心與圓柱體截面圓心重合。圓柱體可看作由一系列同軸圓柱狀薄殼組成，每層薄殼自成一個閉合回路，各回路間互不影響。k1和

(1)求薄殼回路中的感應電動勢E。(2)已知圓柱體高為h，電阻率為ρ。a.求薄殼沿感應電流方向的電阻R。b.求薄殼內(nèi)的感應電流I。c.經(jīng)典物理學認為，金屬導體中自由電子在定向移動過程中會受到與其定向移動方向相反的阻力。已知電子的電荷量為e。當薄殼中形成穩(wěn)定的電流時，論證某一自由電子定向移動過程中受到的阻力大小f∝ra，并確定a17.蘭州重離子加速器是我國首臺大型重離子加速器，其核心裝置是回旋加速器。不考慮粒子所受重力和粒子間的相互作用。(1)回旋加速器的工作原理如圖1所示，置于真空中的兩個D形金屬盒半徑均為R，磁感應強度大小為B的勻強磁場與盒面垂直，在狹縫間加上周期性變化的交變電壓。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從中心位置O處飄入狹縫，其初速度可視為0。交變電壓的周期與帶電粒子在磁場中的運動周期相同。若忽略粒子穿過狹縫的時間，不考慮相對論效應。求：a.交變電壓的周期T

。b.粒子加速后可獲得的最大動能Ek

(2)當粒子速度很大時，必須考慮相對論效應。粒子的質(zhì)量隨著速度的增加而增大，質(zhì)量的變化會導致其回轉(zhuǎn)周期的變化，從而破壞了與電壓變化周期的同步。為解決這一問題，某同學設計了隨粒子運動半徑變化的非勻強磁場。a.為了保持粒子回轉(zhuǎn)周期與電壓變化周期的同步，隨粒子運動半徑增大，磁感應強度應越來越

(選填“大”或“小”)。如圖所示，現(xiàn)有甲、乙兩種可供選擇的非勻強磁場設計方案，可代替圖1中的勻強磁場，你認為

(選填“甲”或“乙”)方案可能符合設計要求。b.在上述非勻強磁場中，除沿z軸方向的分量Bz外，還存在垂直于z軸的徑向分量Br(Br=k|z|,k為常量)，會對加速粒子的運動產(chǎn)生影響。實際從中心位置O處垂直于磁場方向入射的粒子束，在z方向有很小的寬度。該粒子束在運動過程中，其寬度將

(18.如圖1所示，真空中有一長直細金屬導線OO′，與導線同軸放置一高為H的金屬圓柱面。假定導線OO′沿徑向均勻射出電子，單位長度導線單位時間內(nèi)射出的電子數(shù)恒為n。已知電子的電荷量為e。忽略電子間的相互作用和電子所受重力。(1)將導線OO′與圓柱面看作一個電容器，導線發(fā)射電子前電容器不帶電。經(jīng)過一段時間t(t遠大于電子從導線運動到圓柱面的時間)，導線OO′與圓柱面間電勢差恰好達到最大值。假設射出的電子動能均為Ek0a.導線OO′與圓柱面間電勢差的最大值Um

b.電容器的電容C

。(2)如圖2所示，將圓柱面通過一個可調(diào)電阻R與大地相連，同時使導線OO′與大地相連(圖中未畫出)。假設射出的電子動能在0～Ea.當電阻R的阻值為R0時，電流達到穩(wěn)定后，求流過電阻的電流I0b.改變電阻R的阻值，穩(wěn)定后，流過電阻的電流I和其兩端的電勢差Uab均改變。請寫出I與Uab的關(guān)系式

，并在圖3中畫出I?Uab的圖線參考答案1.AD

2.BC

3.BCD

4.ACD

5.BC

6.D

7.BD

8.CD

9.D

10.B

11.X1001800高于高于B

12.D0.729/0.730/0.731ππ

13.解：(1)線圈中感應電動勢的最大值

E解得

E(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律可知線圈中電流的最大值

I則線圈中電流的有效值

I=聯(lián)立，解得

I=(3)電阻R上的發(fā)熱功率

P=解得

P=50W

14.解：(1)在平行極板方向，粒子做勻速直線運動，則

L=vt解得，粒子在兩極板間運動的時間為

t=(2)在垂直極板方向，粒子做初速度為0，加速度為a的勻加速直線運動，粒子恰能從上極板邊緣射出，則有

d解得

a=(3)撤去電壓前、后，在平行極板方向，粒子均做勻速直線運動，在垂直極板方向，粒子分別做初速度為0，加速度為a的勻加速直線運動和勻速直線運動。設撤去電壓前、后，粒子運動的時間分別為

t1

、

t2

，垂直極板方向的距離分別為

y1

、

y2

，撤去電壓時，粒子垂直極板方向的速度為

vy

。根據(jù)運動學公式有

L2=vt1

，

L?L2=v粒子從極板間射出時偏離OO′的距離為

y=聯(lián)立，解得

y=

15.解：(1)設粒子做圓周運動的半徑為

r

，則

r根據(jù)牛頓第二定律可得

qvB=m解得

B=(2)設粒子做勻速圓周運動的周期為

T

，從P點運動至M點過程中，粒子在磁場中轉(zhuǎn)過的角度為

θ

，則

θ=150根據(jù)

t=(3)設粒子運動至N點時速度的方向與x軸正方向的夾角為

θ′

，如圖所示由幾何關(guān)系可知

θ′=30x方向動量變化為

Δy方向動量變化為

Δ可得

Δp=?mv所以，動量變化