北京朝陽(yáng)區(qū)2022-2023年高三年級(jí)上冊(cè)物理期末試卷及答案

北京市朝陽(yáng)區(qū)2022?2023學(xué)年度第一學(xué)期期末質(zhì)量檢測(cè)

高三物理試卷2023.1

（考試時(shí)間90分鐘滿分100分）

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(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題目要求的

一項(xiàng).

1.下列說(shuō)法正確的是

A.物體所帶電荷量一定是元電荷e的整數(shù)倍

B.點(diǎn)電荷是一種理想化模型，其所帶電荷量一定很小

C.兩點(diǎn)電荷間的靜電力與它們間的距離成反比

D,絲綢與玻璃棒摩擦后帶正電，是因?yàn)椴ＡО艚o絲綢提供了正電荷

2.如圖所示，是一個(gè)正弦式交變電流的波形圖.則〃A

A.該交變電流的周期為5s10、-------

B.該交變電流的有效值為10&A0O.ok^150.20^^t/s

C.若將該電流通過(guò)10C的電阻時(shí)，Is內(nèi)產(chǎn)生熱量為500J10

D.若將該電流輸入匝數(shù)比為10:1的降壓變壓器，副線圈輸出電流的最大值為1A

3.我國(guó)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)所使用的電磁波頻率約1561MHz；家用微波爐加熱食物所使用的電磁

波頻率約2450MHz；家用WiFi所使用的電磁波頻率約5725MHz.則家用WiFi所使用的

電磁波

A,不會(huì)產(chǎn)生偏振現(xiàn)象

B.比微波爐所使用的電磁波更不容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象

C.與北斗導(dǎo)航所使用的電磁波疊加時(shí)將會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象

D,從一個(gè)房間穿越墻壁進(jìn)入另一個(gè)房間時(shí)其頻率會(huì)變化

4.在一個(gè)等邊三角形頂點(diǎn)b和c處各放入一個(gè)電荷量相等的點(diǎn)電荷時(shí)，測(cè)得。處的場(chǎng)

強(qiáng)大小為反方向與be邊平行，如圖所示.拿走c處的點(diǎn)電荷后，則

A.a處場(chǎng)強(qiáng)大小仍為瓦方向由。指向6

raA?E

B.“處場(chǎng)強(qiáng)大小為爭(zhēng)方向由b指向a

C.。處電勢(shì)降低/\

D.a、c兩點(diǎn)電勢(shì)相等b°

1

5.如圖所示，在水平放置的條形磁鐵的N極附近，一個(gè)閉合線圈始終豎直向下加速運(yùn)動(dòng)，

并始終保持水平.在位置B時(shí)N極附近的磁感線正好與線圈平面平行，A,8之間和8、

C之間的距離相等，且都比較小.下列說(shuō)法正確的是/——yd

A.線圈在位置/時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針（俯視）「SrN0/二二B

/-C

B.線圈在位置C時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針（俯視）、.....’

C.線圈在位置8時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量最大

D.線圈在位置C時(shí)的感應(yīng)電流比在位置A時(shí)的大

6.為避免閃電造成損害，高大的建筑物會(huì)裝有避雷針.積雨云底層帶負(fù)電，由于靜電感應(yīng)

使得避雷針的尖端帶上了正電.圖中虛線為避雷針周圍的等x

勢(shì)面，且相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等.避雷針尖端正上方一一

b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小分別為￡八Eb,電勢(shì)分別為外、9b.一帶.....

負(fù)電的雨滴豎直下落經(jīng)過(guò)a、b兩點(diǎn).下列說(shuō)法正確的是-二

A.Ea>Eb

□□□□□

B.（p>（pb□□□□□

a□□□□D

□□□□D

c.該雨滴從"下落至6的過(guò)程中，電勢(shì)能逐漸減少□□Q

D.若該避雷針某時(shí)刻開(kāi)始放電，則放電電流從積雨云流向

避雷針

7.電磁爐是目前家庭常用的炊具，具有無(wú)明火、無(wú)污染、高效節(jié)能等優(yōu)點(diǎn).某同學(xué)仿照電

磁爐原理自己制作了一個(gè)簡(jiǎn)易電磁爐，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示.在線圈上端放置一盛有冷水

的金屬杯，接通交流電源，一段時(shí)間后杯內(nèi)的水就會(huì)沸騰起來(lái).下列說(shuō)法正確的是

A.家用電磁爐工作時(shí)，利用其面板產(chǎn)生的渦流來(lái)加熱食物

B,家用電磁爐的鍋用鐵而不用陶瓷材料，主要是因?yàn)樘沾傻膶?dǎo)熱性能較差

C.簡(jiǎn)易電磁爐工作時(shí)，利用線圈產(chǎn)生的自感現(xiàn)象來(lái)加熱水

D.僅增大簡(jiǎn)易電磁爐交流電的頻率，可以縮短水達(dá)到沸騰的時(shí)間

2

8.已知光敏電阻在沒(méi)有光照射時(shí)電阻很大，并且光照越強(qiáng)其

阻值越小,利用光敏電阻作為傳感器設(shè)計(jì)了如圖所示的電路-0-

電源電動(dòng)勢(shì)從內(nèi)阻/?及電阻R的阻值均不變.當(dāng)光照強(qiáng)度----

增強(qiáng)時(shí)，則

A.電燈L變亮B,電流表讀數(shù)減小光敏電阻

C.電阻R的功率增大D.電源的輸出功率一定增大

9.甲、乙兩個(gè)帶電粒子的電荷量和質(zhì)量分別為（F，機(jī)）、（"，樂(lè)），它們先后經(jīng)過(guò)同一加

速電場(chǎng)由靜止開(kāi)始加速后，由同一點(diǎn)進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，兩粒子進(jìn)入時(shí)的速度方向均與偏

轉(zhuǎn)電場(chǎng)方向垂直，如圖所示.粒子重力不計(jì).則甲、乙兩粒子

A,進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度大小之比為1:2-t

B.離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能之比為1:1.....

c.在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同

D.離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度方向不同

10.如圖所示，電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平置于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，左端接

一定值電阻R,電阻為『的金屬棒置于導(dǎo)軌上，金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好。

在片0時(shí)金屬棒受到垂直于棒的水平恒力F的作用由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，金屬棒中的感應(yīng)電流

為i,所受的安培力大小為片，電阻R兩端的電壓為〃，電路的電功率為P,下列描述

各量隨時(shí)間f變化的圖像正確的是

11.由電磁理論可知，半徑為R、電流強(qiáng)度為/的單匝環(huán)形電流，其中心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大

小B=kl/R,其中人為已知常量,正切電流計(jì)是利用小磁針的偏轉(zhuǎn)來(lái)測(cè)量電流的，如圖所

示，在一個(gè)豎直放置、半徑為人匝數(shù)為N的圓形線圈的圓心。處，放一個(gè)可以繞豎直軸

在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針（帶有分度盤(pán)）.該線圈未通電時(shí)，小磁針?lè)€(wěn)定后所指方向與地

磁場(chǎng)水平分量的方向一致.調(diào)整線圈方位，使其與靜止的小磁針在同一豎直平面內(nèi)。給線

圈通上待測(cè)電流后，小磁針偏轉(zhuǎn)了a角.已知儀器所在處地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的水平分量的

大小為Bo.則

A.待測(cè)電流在圓心。處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為Socosa

B.待測(cè)電流在圓心O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為旦

sina

C,待測(cè)電流大小為‘gtana

kN

rB0

D.待測(cè)電流大小為

kNtana

3

12.如圖所示，若x軸表示時(shí)間，y軸表示速度，則該圖線下的面積表示位移，直線Z8的

斜率表示物體在該時(shí)刻的加速度大小。若令x軸和y軸分別表示其它物理量，則可以反映

在某種情況下相應(yīng)物理量之間的關(guān)系.下列說(shuō)法正確的是

A.若電場(chǎng)方向平行于x軸，x軸表示位置，夕軸表示電勢(shì)，

則直線AB的斜率表示對(duì)應(yīng)位置處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小

B.若x軸表示時(shí)間，y軸表示穿過(guò)密繞螺線管的磁通量，則

直線AB的斜率表示該螺線管產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)大小

C.若x軸表示流經(jīng)某電阻的電流，y軸表示該電阻兩端的電

壓，則圖線下面積表示電阻的熱功率

D.若x軸表示時(shí)間，v軸表示通過(guò)導(dǎo)體橫截面積的電荷量，則該圖線下面積表示這段時(shí)

間內(nèi)電流所做的功

13.某電子秤的原理簡(jiǎn)圖如圖所示。為一均勻的滑動(dòng)變阻器，長(zhǎng)度為"兩邊分別有Pi、

產(chǎn)2兩個(gè)滑動(dòng)頭，輕質(zhì)彈簧上端與P1及秤盤(pán)底部相連，下端固定。彈簧原長(zhǎng)時(shí)P和巳均

指在4端。若P、尸2間出現(xiàn)電壓時(shí)，該電壓經(jīng)過(guò)放大，通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換后在顯示屏上就能

顯示出被稱物體的質(zhì)量。已知彈簧的勁度系數(shù)為h托盤(pán)質(zhì)量為，”0,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)

阻不計(jì)。重力加速度為g。在托盤(pán)上未放物體時(shí)需要先

校準(zhǔn)零點(diǎn)，即未放被稱物體時(shí)電壓為零。則

A.校準(zhǔn)零點(diǎn)時(shí)，不需要移動(dòng)滑動(dòng)頭P2

B.校準(zhǔn)零點(diǎn)時(shí)，兩滑動(dòng)頭間的距離為維

k

C.滑動(dòng)頭為滑至8端時(shí)，被稱物體的質(zhì)量為此

g

kL

D.被稱物體的質(zhì)量加與兩滑動(dòng)頭間電壓。的關(guān)系為機(jī)

14.在現(xiàn)代研究受控?zé)岷朔磻?yīng)的實(shí)驗(yàn)中，需要把IO7?109K的高溫等離子體限制在一定空間

區(qū)域內(nèi)，這樣的高溫下幾乎所有作為容器的固體材料都將熔化,磁約束就成了重要的技術(shù).

如圖所示，科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種中間弱兩端強(qiáng)的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)由兩側(cè)通有等大同向電流

的線圈產(chǎn)生.假定一帶正電的粒子（不計(jì)重力）

從左端附近以斜向紙內(nèi)的速度進(jìn)入該磁場(chǎng)，其

運(yùn)動(dòng)軌跡為圖示的螺旋線（未全部畫(huà)出）.此

后,該粒子將被約束在左右兩端之間來(lái)回運(yùn)動(dòng)端

就像光在兩個(gè)鏡子之間來(lái)回“反射”一樣，不蝶距

能逃脫.這種磁場(chǎng)被形象地稱為磁瓶，磁場(chǎng)區(qū)域的兩端被稱為磁鏡.

根據(jù)上述信息并結(jié)合已有的知識(shí)，可以推斷該粒子

A.從左端到右端的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，沿磁瓶軸線方向的速度分量逐漸變小

B.從靠近磁鏡處返回時(shí)，在垂直于磁瓶軸線平面內(nèi)的速度分量為最大值

C.從左端到右端的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其動(dòng)能先增大后減小

D,從左端到右端的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其運(yùn)動(dòng)軌跡的螺距先變小后變大

4

第二部分

本部分共6題，共58分.

15.（8分）物理實(shí)驗(yàn)一般都涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作、

數(shù)據(jù)分析等。

（1）在“測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)置于“X1”位置，粗

測(cè)金屬絲的電阻.下列實(shí)驗(yàn)步驟正確的操作順序?yàn)椋ㄌ顚?xiě)各實(shí)驗(yàn)步驟前的字母）.

A.將選擇開(kāi)關(guān)置于“XI”位置

B.將選擇開(kāi)關(guān)置于“OFF”位置

C.將兩表筆分別接觸待測(cè)電阻兩端，讀出其阻值后隨即斷開(kāi)

D.將兩表筆直接接觸，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指向“0”

（2）用伏安法測(cè)量約5C左右的金屬絲的阻值，實(shí)驗(yàn)室備有下列器材可供選擇：

A.電壓表（量程0?3V,內(nèi)阻約15kC）

B.電壓表（量程0?15V,內(nèi)阻約75k。）

C.電流表（量程0?3A,內(nèi)阻約0.2C）

D.電流表（量程0?0.6A,內(nèi)阻約1C）

E.滑動(dòng)變阻器&（0?20Q0.6A）

F.滑動(dòng)變阻器&（0?2000。，0.6A）

G.電池組E（電動(dòng)勢(shì)3V）

H.開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干

為了能測(cè)得多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并盡可能提高測(cè)量精度，電壓表應(yīng)選用,電流表應(yīng)選

用,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用.（填寫(xiě)器材前面的字母）

（3）某興趣小組用電流表內(nèi)接法和外接法分別測(cè)量了

一段2B鉛筆芯的多組電流/和電壓。的數(shù)值，并分別

描繪了S/圖像，如圖所示。其中，用電流表外接法得

到的是用（填寫(xiě)“實(shí)線”或“虛線”）表示的

圖像，并由此得到這段鉛筆芯的電阻值為C.

（保留兩位有效數(shù)字）

5

16.(10分)某同學(xué)根據(jù)閉合電路歐姆定律測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.

(1)測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)￡和內(nèi)阻，?的實(shí)驗(yàn)方案為：設(shè)計(jì)如圖1所示的電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，

改變電源兩端的電壓。和流過(guò)電源的電流/,依據(jù)公式利用測(cè)量數(shù)據(jù)作出

U-/圖像，得出E和八

(2)現(xiàn)有圖2所示的實(shí)驗(yàn)器材和若干導(dǎo)線,圖中已將實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行了部分連接，還應(yīng)當(dāng)用

一根導(dǎo)線將電壓表接線柱h與接線柱連接，再用另一根導(dǎo)線將電壓表接線柱g

與接線柱連接.(填寫(xiě)接線柱對(duì)應(yīng)的字母)

圖1

(3)電路接線完畢，在保證電路安全的情況下閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)電壓表讀

數(shù)一直接近3V而電流表讀數(shù)始終為零.已知導(dǎo)線與接線柱均無(wú)故障，且故障只有一處.現(xiàn)

只改變電壓表接線，再閉合開(kāi)關(guān)、調(diào)節(jié)變阻器.下列推斷正確的是.

A.電壓表接在“、/之間，電壓表、電流表讀數(shù)總為零，表明滑動(dòng)變阻器短路

B.電壓表接在％6之間，電壓表讀數(shù)總接近3V、電流表讀數(shù)總為零，表明電流表斷路

C.電壓表接在以d之間，電壓表、電流表讀數(shù)總為零，表明開(kāi)關(guān)是完好的

(4)從輸出特性來(lái)看，電源通常有恒壓源和恒流源兩種模型.如圖3(a)所示，將電源看

作輸出電壓恒為火的理想電源(無(wú)內(nèi)阻)與電阻Ks串聯(lián)，若該電源輸出的電壓幾乎不隨負(fù)

載心阻值的變化而變化，則被稱為恒壓源(即圖中虛線框部分)；如圖3(b)所示，將電

源看作輸出電流恒為/s的理想電源(內(nèi)阻無(wú)限大)與電阻檢并聯(lián)，電源向外電路輸出的電

流幾乎不隨負(fù)載心阻值的變化而變化，則被稱為恒流源(即圖中虛線框部分).

特定光照條件下某種太陽(yáng)能電池

圖3

某種太陽(yáng)能電池在特定光照條件下，隨著負(fù)載治阻值的變化，其輸出電壓U與輸出電

流/的變化規(guī)律如圖4所示.請(qǐng)描述該電池的輸出特性，并結(jié)合恒壓源和恒流源的特點(diǎn)解釋

6

其原因。

17.(9分)

在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，用絕緣輕繩懸掛一質(zhì)量為〃入電荷量為g的小球，小球靜止

時(shí)輕繩與豎直方向的夾角為45二重力加速度為g.不計(jì)空氣阻力.

(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小￡

(2)若剪斷輕繩，求小球此后在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小a；

(3)若撤去電場(chǎng)，小球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)擺動(dòng)，求小球擺到最低點(diǎn)時(shí)受到輕繩的拉力大小兀

18.(9分)

回旋加速器在核技術(shù)、核醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，其原理如圖所示.d和。2是兩

個(gè)中空的、半徑為R的半圓金屬盒，接在電壓恒為。的交流電源上，位于A圓心處的質(zhì)子

源/能產(chǎn)生質(zhì)子(初速度可忽略，重力不計(jì)，不考慮相對(duì)論

效應(yīng))，質(zhì)子在兩盒狹縫間的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)被加速.D2

置于與盒面垂直的、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.已

知質(zhì)子的質(zhì)量為"?，帶電量為伙

(1)求質(zhì)子被回旋加速器加速能達(dá)到的最大速率喙.

(2)求質(zhì)子獲得最大速度的過(guò)程中在回旋加速器中被加速的

次數(shù)〃；并估算質(zhì)子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間心(不計(jì)質(zhì)子在電場(chǎng)中的加速時(shí)間)

(3)利用靜電偏轉(zhuǎn)器可將加速后的質(zhì)子從加速器中

引出.已知質(zhì)子被引出前在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半

徑為R、圓心為功的圓心，如圖所示，靜電偏轉(zhuǎn)器

由一對(duì)圓心在。'、距離很近的弧形電極S、S2構(gòu)成,

S2厚度不計(jì).兩電極間加有沿弧形電極半徑方向的

電場(chǎng)，使得質(zhì)子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑增加為R'離開(kāi)加速器.求偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大小和方向.

7

19.(10分)

應(yīng)用所學(xué)知識(shí)不僅可以解決“已知”的問(wèn)題，也可以在質(zhì)疑中探索“未知”的問(wèn)題.

某同學(xué)利用電磁阻尼現(xiàn)象設(shè)計(jì)了如圖情境1所示的用于緩沖降落的原理簡(jiǎn)圖.一邊長(zhǎng)為

L、質(zhì)量為，〃、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框時(shí)〃豎直下落，進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁

場(chǎng)時(shí)開(kāi)始做減速運(yùn)動(dòng)，線框平面始終在豎直平面內(nèi)，且線框〃邊始終與磁場(chǎng)的水平邊界面

平行.已知線框兒邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框的速率為匕重力加速度為g.空氣阻力不計(jì).

(1)求線框加邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線圈中的電流/;

1/

(2)若線框ad邊剛要進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框的速率減為一，求線框在進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中所產(chǎn)生

2

的焦耳熱Q；

(3)小明同學(xué)對(duì)“導(dǎo)線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)后下落的加速度為重力加速度g”這一觀點(diǎn)，產(chǎn)生

了質(zhì)疑，并認(rèn)為此時(shí)線框的加速度應(yīng)當(dāng)略小于重力加速度g。結(jié)合實(shí)際，小明把線框換

成金屬正方體，研究其在該磁場(chǎng)中的下落情況，如圖情境2所示.已知該正方體的質(zhì)量

為M、邊長(zhǎng)為，

a.為便于定量分析，小明構(gòu)建以下模型：假設(shè)正方體從靜止開(kāi)始一直在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，平

行磁感線的左右兩個(gè)面可近似看作平行板電容器，電容為C忽略正方體電阻。求該正

方體下落的加速度大小并描述其運(yùn)動(dòng)性質(zhì).

b.目前實(shí)驗(yàn)室最強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度約為幾十特.若正方體邊長(zhǎng)￡=01m,質(zhì)量M=5kg,

上述a問(wèn)模型中電容器電容的數(shù)量級(jí)約為10」2F.結(jié)合上述信息，針對(duì)“導(dǎo)線框全部進(jìn)入

磁場(chǎng)后下落的加速度為重力加速度g”這一說(shuō)法，請(qǐng)闡述你的觀點(diǎn).

x"x'"xX"X又一又…又一又

XXXXX

XXXXX

B

XXXXXXXXX

情境1情境2

8

20.（12分）

能量在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中往往與做功密切相關(guān)，電容器充電過(guò)程中的功能關(guān)系同樣如此.

電容器不僅可以儲(chǔ)存電荷，也是重要的儲(chǔ)能器件.對(duì)電容為C的電容器（原來(lái)不帶電）

充電，如圖1所示，已知電源的電動(dòng)勢(shì)為瓦

（1）圖2中畫(huà)出了電容器兩極間的電勢(shì)差”隨電荷量q的變化圖像，在圖中取一電荷量的

微小變化量△4,請(qǐng)類比直線運(yùn)動(dòng)中由圖像求位移的方法，說(shuō)明圖中小陰影矩形的

面積”所表示的物理含義；并計(jì)算電容器電壓為。時(shí)電容器儲(chǔ)存的電能用＞.

\E

圖1

（2）請(qǐng)結(jié)合電動(dòng)勢(shì)的定義，求電容器充電過(guò)程中電源內(nèi)部非靜電力所做的功并與充電

過(guò)程中電容器增加的電能相比較，說(shuō)明兩者“相等”或“不相等”的原因.

（3）電容器的電能是儲(chǔ)存在電場(chǎng)中的，也稱電場(chǎng)能.若定義單位體積內(nèi)的電場(chǎng)能量為電場(chǎng)

能量密度P.某同學(xué)猜想應(yīng)當(dāng)與該處的場(chǎng)強(qiáng)&的平方成正比，即已知平行板

電容器的電容C=」一，s為兩極板的正對(duì)面積，d為極板間距，上為常數(shù)，兩極板間

411kd

為真空，板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng).不計(jì)電容器電場(chǎng)的邊緣效應(yīng).

a.請(qǐng)以電容器內(nèi)儲(chǔ)存的電場(chǎng)能為例論證該同學(xué)的猜想是否正確。

b,電容器充電后與電源斷開(kāi)并保持電荷量不變，已知此時(shí)的電場(chǎng)能量密度為po.現(xiàn)固

定其中一極板，緩慢拉開(kāi)另一極板（保持兩極板正對(duì)），使板間距增加請(qǐng)分析

說(shuō)明，在此過(guò)程中電場(chǎng)能量密度如何變化；并求出此過(guò)程中外力所做的功獷（用po、

s和表示）。

9

（考生務(wù)必將答案答在答題卡上，在試卷上作答無(wú)效）

10

北京市朝陽(yáng)區(qū)2022-2023學(xué)年度第一學(xué)期期末質(zhì)量檢測(cè)

高三年級(jí)物理參考答案2023.1

（考試時(shí)間90分鐘滿分100分）

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(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題目要求

的一項(xiàng).

題號(hào)1234567

答案ACBDDCD

題號(hào)891011121314

答案CBCCADB

第二部分

本部分共6題，共58分.

15.（8分）

（1）ADCB（3分）

（2）A；D；E（3分）

（3）虛線；3.1（2分）

16.（10分）

（1）U=E-Ir（2分）

（2）b（或c）；/（或p）（2分）

（3）BC（2分）

（4）該電池的輸出特性：當(dāng)電流較小時(shí)，該電池可視為恒壓源；當(dāng)電流較大時(shí)，該電池

可視為恒流源.

解釋：由于U-/圖像斜率的大小為電池的內(nèi)阻尺，外電阻公當(dāng)電流較小時(shí),

U-/圖像的斜率很小，即電池內(nèi)阻很小，而此時(shí)外電阻很大，因?yàn)榉病贩?，所以?nèi)

電阻分壓可忽略，輸出電壓近似等于電動(dòng)勢(shì)而保持不變；當(dāng)電流較大時(shí)，U-/圖像的

斜率很大，即電池的內(nèi)阻很大，而此時(shí)外電阻很小，由于用.《凡，所以電池相當(dāng)于

短路，因此輸出電流幾乎恒為A而保持不變.（4分）

1

17.（9分）

To

解：（1）對(duì)小球受力分析如圖所示，根據(jù)力的平衡條件，有

qE

[

得E=q（3分）贏--F

-7K

（2）小球所受的合力大小F=-j2mg

根據(jù)牛頓第二定律有F=ma

得a=y/2g（3分）

（3）設(shè)小球擺到最低點(diǎn)時(shí)的速度為匕根據(jù)機(jī)械能守恒定律有

。12

wg（/-/cos45°）=—mv

小球在最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律有

T-mg=--

得T=3mg-y/2mg（3分）

18.（9分）

解：（1）設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為八洛倫茲力提供向心力，有

qvB=---

得V型

tn

粒子的最大速度晾對(duì)應(yīng)最大的運(yùn)動(dòng)半徑R,即

迎（3分）

tn

（2）根據(jù)動(dòng)能定理有〃qU=

設(shè)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)行周期為7,有T=—

v

不計(jì)質(zhì)子在兩盒縫隙間加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，則質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間約為

T

t=n—

2

2

得M（3分）

（3）洛倫茲力與電場(chǎng)力合力提供向心力，由于速率不變，半徑變大，所以向心力減小,

有qVmB-qE=^~

則電場(chǎng)力沿半徑向外.

得

場(chǎng)強(qiáng)方向沿半徑向外。（3分）

19.（10分）

解：（1）線框曲邊以速率”進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=

根據(jù)閉合電路歐姆定律有E=IR

/=等（2分）

得

（2）線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，根據(jù)能量守恒定律有

l/2+mgL-；相（今2+Q

3

得Q=-mu2+mgL（3分）

8

（3）a.正方體以速率V切割磁感線時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=跳＞

則正方體左右面所構(gòu)成電容器的電荷量為。=CE

由于-不斷變大，E和。也不斷變大，由左表面到右表面的充電電流大小為

i="CB回

M△/

所受安培阻力大小為F=BiL

根據(jù)牛頓第二定律有Mg-F-Ma

根據(jù)加速度的定義式有a=—

Mg

得Cl~M+B^C

因此，正方體做加速度小于g的勻加速直線運(yùn)動(dòng).（3分）

b,將乙=0.1m、C=IO-12F,B=10T代入a問(wèn)中的表達(dá)式a=—駕丁，發(fā)現(xiàn)其中的

M+B2l2C

3

2212

SZ,C=10^kg,遠(yuǎn)小于金屬正方體的自身質(zhì)量即axg,可見(jiàn)，正方體下落時(shí)

所受的安培阻力可忽略不計(jì).同理，導(dǎo)線框下落過(guò)程中所受的安培阻力也可以忽略不

計(jì)，因此，“導(dǎo)線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)后下落的加速度為重力加速度g