北京市豐臺(tái)區(qū)2023-2024學(xué)年高三年級(jí)上冊(cè)1月期末考試物理試卷（含解析）

豐臺(tái)區(qū)2023?2024學(xué)年度高三第一學(xué)期期末練習(xí)

物理試卷

本試卷共10頁(yè)，100分?？荚嚂r(shí)長(zhǎng)90分鐘?？忌鷦?wù)必將答案答在答題卡上，在試卷上作答

無(wú)效。考試結(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(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.光學(xué)顯微鏡下觀察到懸浮在水中的花粉顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)

B.給自行車(chē)胎打氣，越打越費(fèi)力是因?yàn)榉肿娱g存在斥力

C.一定質(zhì)量的氣體被壓縮后內(nèi)能一定增加

D.氣體在100°。時(shí)每個(gè)分子的動(dòng)能都大于其在50℃時(shí)的動(dòng)能

【答案】A

【解析】

【詳解】A.布朗運(yùn)動(dòng)就是固體顆粒中的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，固體顆粒不是分子，布朗運(yùn)動(dòng)反映了液體分子的無(wú)

規(guī)則運(yùn)動(dòng)，光學(xué)顯微鏡下觀察到懸浮在水中的花粉顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)，故A正確；

B.用氣筒給自行車(chē)胎打氣，越打越費(fèi)力，是因?yàn)檐?chē)胎內(nèi)的壓強(qiáng)增大，而不是說(shuō)明壓縮后的氣體分子間有

斥力，故B錯(cuò)誤；

C.由熱力學(xué)第一定律可知體積不斷被壓縮的過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功，內(nèi)能不一定增加，還與吸放熱情

況的有關(guān)，故C錯(cuò)誤；

D.溫度是分子間平均動(dòng)能的標(biāo)志，則物體的溫度升高，分子平均動(dòng)能一定增大，但是大量分子的動(dòng)能符

合統(tǒng)計(jì)規(guī)律，同一個(gè)系統(tǒng)中相同溫度下每一個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)劇烈程度不一樣，分子動(dòng)能也不一樣，氣體在

100℃時(shí)部分分子的動(dòng)能可能小于或者等于于其在50℃時(shí)的部分分子的動(dòng)能，故D錯(cuò)誤。

故選A?

2.關(guān)于電磁場(chǎng)與電磁波，下列說(shuō)法正確的是（）

A.變化的電場(chǎng)一定會(huì)產(chǎn)生電磁波

B.醫(yī)院里常用紫外線(xiàn)進(jìn)行病房消毒

C.醫(yī)院中用來(lái)檢查人體器官的是丁射線(xiàn)

D.紅外線(xiàn)在真空中傳播的速度小于X射線(xiàn)在真空中傳播的速度

【答案】B

【解析】

【詳解】A.根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論可知，周期性變化的電場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)，周期性變化

的磁場(chǎng)產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)；均勻變化的電（磁）場(chǎng)只能產(chǎn)生恒定不變的磁（電）場(chǎng)，因此變化的電場(chǎng)不

一定會(huì)產(chǎn)生電磁波，故A錯(cuò)誤；

B.醫(yī)院里常用紫外線(xiàn)照射病房和手術(shù)室進(jìn)行消毒，故B正確；

C.醫(yī)院中用來(lái)檢查人體器官的是X射線(xiàn)，故C錯(cuò)誤；

D.紅外線(xiàn)和X射線(xiàn)都是電磁波，電磁波的傳播不需要介質(zhì)，在真空中的傳播速度等于光速，因此紅外線(xiàn)在

真空中傳播的速度等于X射線(xiàn)在真空中傳播的速度，故D錯(cuò)誤。

故選B。

3.下列說(shuō)法正確的是（）

A,給手機(jī)充電時(shí)，電源提供的電能多于電池得到的化學(xué)能

B.系統(tǒng)對(duì)外界做功2J,同時(shí)向外放熱3J,則系統(tǒng)內(nèi)能增加了5J

C.在房間內(nèi)打開(kāi)冰箱門(mén)，再接通電源，室內(nèi)溫度就會(huì)持續(xù)降低

D.機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化

【答案】A

【解析】

【詳解】A.在對(duì)手機(jī)充電的過(guò)程中，由于存在損耗，提供的電能比電池得到的化學(xué)能要多，故A正確；

B.根據(jù)熱力學(xué)第一定律

可得

△U=W+Q=—2J+（—3J）=—5J

系統(tǒng)內(nèi)能減小，故B錯(cuò)誤。

C.在房間內(nèi)，打開(kāi)一臺(tái)冰箱的門(mén)，再接通電源，電流做功電能轉(zhuǎn)化為熱能，室內(nèi)溫度會(huì)升高，故C錯(cuò)

誤；

D.機(jī)械能可以自發(fā)地全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能正確，但不可能從單一熱源吸收熱量全并將這熱量變?yōu)楣?，而不產(chǎn)

生其他影響，故D錯(cuò)誤。

故選A?

4.一定質(zhì)量的理想氣體分別在北、72溫度下發(fā)生等溫變化，相應(yīng)的兩條等溫線(xiàn)如圖所示，72對(duì)應(yīng)的曲線(xiàn)

上有4、8兩點(diǎn)，表示氣體的兩個(gè)狀態(tài)。下列說(shuō)法正確的是（）

p

A

\B

2

11

OV

A.T\>T]

B.A到B的過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功

C.A到8過(guò)程中，氣體從外界吸收熱量

D.A到B的過(guò)程中，氣體分子對(duì)器壁單位面積上的作用力增加

【答案】C

【解析】

【詳解】A.由題圖可知，當(dāng)體積相同時(shí)，有

P2>Pi

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程

旦=上

T\T2

可得

（〉工

故A錯(cuò)誤；

BC.A到8的過(guò)程中，氣體的體積增大，對(duì)外做功而內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律

AU=W+。

可得，氣體一定從外界吸收熱量，故C正確，B錯(cuò)誤；

D.A到8的過(guò)程中，氣體溫度不變，則分子運(yùn)動(dòng)的激烈程度不變，而氣體的體積增大，分子數(shù)密度減小,

氣體分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積上的碰撞次數(shù)減少，壓強(qiáng)減小，所以氣體分子對(duì)器壁單位面積上的作

用力也減小，故D錯(cuò)誤。

故選C?

5.如圖所示，理想變壓器的原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為4:1,原線(xiàn)圈一側(cè)接在如圖所示的正弦式交流電源上，

副線(xiàn)圈的回路中接有阻值H=55。的電阻，圖中電流表為理想交流電表。下列說(shuō)法正確的是（）

uN

AC

A.交變電壓的頻率為25Hz

B.電阻E兩端的電壓為55&V

C.電流表的示數(shù)為1A

D.原線(xiàn)圈的輸入功率為220W

【答案】C

【解析】

【詳解】A.由圖可知，原線(xiàn)圈交流電的周期為0.02s,由

可得頻率為

/=50Hz

故A錯(cuò)誤;

B.由圖可知，電源電壓的有效值為220V,理想變壓器的原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為4:1,原副線(xiàn)圈的電壓比

為

U21

解得副線(xiàn)圈電壓即電阻R兩端的電壓為55V,故B錯(cuò)誤;

C.根據(jù)歐姆定律可得

2R55

故C正確;

D.原副線(xiàn)圈的電流比為

24

解得

電源輸出功率約為

P=UJi=55W

故D錯(cuò)誤。

故選Co

6.如圖所示的電路中，燈泡A1和A2的規(guī)格相同。先閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻R,使兩個(gè)燈泡的亮度相同,

再調(diào)節(jié)電阻與，使它們都正常發(fā)光，然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S。下列說(shuō)法正確的是（）

A.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后，A1燈閃亮后熄滅

B.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的瞬間，A］燈電流反向

C.重新接通電路，A1和A2同時(shí)亮起，然后A1燈逐漸熄滅

D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)至所有燈泡熄滅的過(guò)程中，電路中的電能來(lái)自于線(xiàn)圈儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能

【答案】D

【解析】

【詳解】AB.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后，由于線(xiàn)圈自感作用產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流減小，A1、A2與線(xiàn)圈七、電

阻尺構(gòu)成閉合回路，線(xiàn)圈相應(yīng)于電源，因原來(lái)兩支路電路相等，A】燈不會(huì)出現(xiàn)閃亮后熄滅的現(xiàn)象，A1、

A2都會(huì)逐漸熄滅，流過(guò)A】燈電流方向不變，流過(guò)A?燈電流方向反向，故AB錯(cuò)誤；

C.重新接通電路，由于線(xiàn)圈自感作用產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流增大，則A1逐漸變亮，A?迅速變亮，故

C錯(cuò)誤；

D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)至所有燈泡熄滅的過(guò)程中，電路中的電能來(lái)自于線(xiàn)圈儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能，故D正確。

故選D。

7.點(diǎn)電荷的等勢(shì)面分布如圖所示，某一帶電粒子只在靜電力作用下沿圖中虛線(xiàn)所示的路徑先后經(jīng)過(guò)4

B、C三點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（）

A.粒子帶負(fù)電

B.粒子在A點(diǎn)受到的靜電力大于在B點(diǎn)受到的靜電力

C.粒子從A點(diǎn)到B點(diǎn)，靜電力作負(fù)功

D.粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在C點(diǎn)的電勢(shì)能

【答案】C

【解析】

【詳解】A.根據(jù)圖中虛線(xiàn)所示的路徑可知，帶電粒子受到庫(kù)侖斥力作用，則粒子帶正電，故A錯(cuò)誤;

B.根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式

可知A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小于8點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，則粒子在A點(diǎn)受到的靜電力小于在2點(diǎn)受到的靜電力，故B錯(cuò)誤；

C.粒子從A點(diǎn)到8點(diǎn)，由于受到庫(kù)侖斥力作用，所以靜電力作負(fù)功，故C正確；

D.由點(diǎn)電荷電勢(shì)分布特點(diǎn)可知，A點(diǎn)和C點(diǎn)處于同一等勢(shì)面上，所以A點(diǎn)和C點(diǎn)電勢(shì)相等，粒子在A點(diǎn)

的電勢(shì)能等于在C點(diǎn)的電勢(shì)能，故D錯(cuò)誤。

故選Co

8.如圖所示，電路中電源內(nèi)阻不可忽略。閉合開(kāi)關(guān)S,滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端向左滑動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的

是（）

A.電壓表的示數(shù)增大B.電流表的示數(shù)增大

C.電源的電功率減小D.電阻&消耗的功率增大

【答案】B

【解析】

【詳解】AB.滑動(dòng)變阻器與&并聯(lián)，當(dāng)滑動(dòng)端向左滑動(dòng)時(shí)，接入的電阻變小，則總電阻減小，根據(jù)閉合

電路歐姆定律可得電流增大，則電流表的示數(shù)增大；電壓表測(cè)外電路電壓，根據(jù)

U=E—h

可得電壓表示數(shù)減小，故A錯(cuò)誤，B正確；

C.電源的電功率為

P=EI

電流增大，則電源的電功率增大，故C錯(cuò)誤；

D.電阻&消耗的功率為

P'=—

電壓表示數(shù)減小，即電壓減小，則電阻&消耗的功率減小，故D錯(cuò)誤。

故選B。

9.如圖所示，用絕緣輕繩懸掛一個(gè)帶電小球，小球質(zhì)量為電荷量為擊現(xiàn)施加水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，

小球平衡時(shí)靜止在A點(diǎn)，此時(shí)輕繩與豎直方向夾角為8。將小球向右拉至輕繩水平后由靜止釋放，已知重

力加速度g,下列說(shuō)法正確的是（）

A.小球帶負(fù)電

B.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為m二e-s-i-n-6-

q

C.小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)速度最大

D.小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B時(shí)輕繩的拉力最大

【答案】C

【解析】

【詳解】A.小球平衡時(shí)靜止在A點(diǎn)，根據(jù)平衡條件知小球所受電場(chǎng)力與電場(chǎng)線(xiàn)方向相同，故小球帶正電,

故A錯(cuò)誤；

B.小球靜止，根據(jù)平衡條件有

Eq=mgtan0

解得

mgtan0

E=

q

故B錯(cuò)誤；

C.小球向右拉至輕繩水平后由靜止釋放，向下運(yùn)動(dòng)到任一點(diǎn)時(shí)，設(shè)輕繩與豎直方向夾角為。，繩長(zhǎng)為/,

由牛頓第二定律有

mgsin(p-Eqcos(p=mgax

T-3=>

COS。I

可知，小球運(yùn)動(dòng)到平衡位置A點(diǎn)時(shí)

ax=°

小球速度達(dá)到最大，小球?qū)p繩的拉力最大，故C正確，D錯(cuò)誤。

故選C。

10.如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中MN和尸。是兩根互相平行、豎直放置的光滑金屬導(dǎo)軌，已知導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，電

阻不計(jì)。仍是一根與導(dǎo)軌垂直而且始終與導(dǎo)軌接觸良好的金屬桿，金屬桿具有一定質(zhì)量和電阻。開(kāi)始時(shí)，

將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，讓桿M由靜止開(kāi)始自由下落，過(guò)段時(shí)間后，再將S閉合。下列給出的開(kāi)關(guān)閉合后金屬桿速

度隨時(shí)間變化的圖像，可能正確的是（）

OO

【答案】c

【解析】

【詳解】BC.設(shè)閉合開(kāi)關(guān)時(shí)導(dǎo)體棒速度為h則根據(jù)題意可得

E=BLv

通過(guò)導(dǎo)體棒的電流為

則導(dǎo)體棒受到的安培力為

F=BIL=^^

R

若閉合開(kāi)關(guān)時(shí)尸=2上=加且，則導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng);

R

z>2r2

若閉合開(kāi)關(guān)時(shí)尸=2上<壯？，則導(dǎo)體棒加速下降，下降過(guò)程中加速度大小為

R

m2—FB213V

所以加速度減小，直到為零，導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤，C正確;

T2

AD.若閉合開(kāi)關(guān)時(shí)尸=3上〉機(jī)g,則導(dǎo)體棒減速下降，下降過(guò)程中加速度大小為

R

F—mgB2I3V

可知加速度減小，直到為零，導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)，故AD錯(cuò)誤。

故選C。

11.如圖所示的光滑平面內(nèi)，在通有圖示方向電流/的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)右側(cè)有一矩形金屬線(xiàn)框。區(qū)"ad邊與導(dǎo)線(xiàn)

平行。調(diào)節(jié)導(dǎo)線(xiàn)中的電流大小時(shí)觀察到矩形線(xiàn)框向右移動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是（）

ab

/八

dc

A.線(xiàn)框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閍-*dfc-6—a

B.導(dǎo)線(xiàn)中的電流逐漸減小

C.線(xiàn)框仍邊所受安培力為0

D.線(xiàn)框兒邊所受的安培力方向水平向右

【答案】A

【解析】

【詳解】AB.導(dǎo)線(xiàn)框所在位置的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，根據(jù)楞次定律導(dǎo)線(xiàn)電流增大，線(xiàn)框才向右移動(dòng)，

當(dāng)電流增大時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，導(dǎo)線(xiàn)框的磁通量變大，由楞次定律可知導(dǎo)線(xiàn)框中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)

針?lè)较颍蔄正確，B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)尸=5〃可知線(xiàn)框"邊所受安培力不為0,故c錯(cuò)誤；

D.根據(jù)左手定則可知，線(xiàn)框be邊所受的安培力方向水平向左，故D錯(cuò)誤。

故選Ao

12.如圖所示，兩個(gè)電荷量都是。的正、負(fù)點(diǎn)電荷固定在A、8兩點(diǎn)，AB連線(xiàn)中點(diǎn)為。?，F(xiàn)將另一個(gè)電荷

量為+q的試探電荷放在連線(xiàn)的中垂線(xiàn)上距。為龍的C點(diǎn)，沿某一確定方向施加外力使電荷由靜止開(kāi)始

沿直線(xiàn)從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（）

+7fC

o產(chǎn)

-----------*-------------?A

A.外力P的方向應(yīng)當(dāng)平行于AB方向水平向右

B,電荷從C點(diǎn)到。點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)為勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

C,電荷從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)過(guò)程中電勢(shì)能逐漸減小

AF

D.電荷從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的過(guò)程中一逐漸增大

Ax

【答案】D

【解析】

【詳解】A.沒(méi)有施加外力之前對(duì)電荷受力分析。如圖所示

沿某一確定方向施加外力使電荷由靜止開(kāi)始沿直線(xiàn)從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)，則合力方向沿C。即可，根據(jù)三角

形定則可知，外力方向不是水平向右，故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)

%=k5

運(yùn)動(dòng)過(guò)程中/減小，則庫(kù)侖力增大，則F增大，合外力方向確定，且尸和外力的合力方向豎直向下，根據(jù)

三角形定則可知，由于外力方向確定，則其大小增大，則合外力的大小增大，故電荷做加速度增大的加速

運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；

C.電荷從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)過(guò)程中，由于中垂線(xiàn)為等勢(shì)面，故運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電場(chǎng)力不做功，電勢(shì)能不發(fā)生變

化，故c錯(cuò)誤；

D.電荷從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理可得

瑪卜

Ax=AEk

即

F』

外Ax

AF

由于外力大小增大，則電荷從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)的過(guò)程中以逐漸增大，故D正確。

Ax

故選D。

13.如圖所示，利用霍爾元件可以監(jiān)測(cè)無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)的電流。無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)在空間任意位置激發(fā)磁場(chǎng)的磁

感應(yīng)強(qiáng)度大小為：B=k-,其中左為常量，/為直導(dǎo)線(xiàn)中電流大小，d為空間中某點(diǎn)到直導(dǎo)線(xiàn)的距離?；?/p>

d

爾元件的工作原理是將金屬薄片垂直置于磁場(chǎng)中，在薄片的兩個(gè)側(cè)面。、6間通以電流時(shí)，e、/兩側(cè)會(huì)

產(chǎn)生電勢(shì)差。下列說(shuō)法正確的是（）

,磁芯

U輸出電壓I.

麓爾元件0

A0.該裝置無(wú)法確定通電直導(dǎo)線(xiàn)電流方向

B.輸出電壓隨著直導(dǎo)線(xiàn)的電流強(qiáng)度均勻變化

C.若想增加測(cè)量精度，可增大霍爾元件沿磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的厚度

D.用單位體積內(nèi)自由電子個(gè)數(shù)更多的材料制成霍爾元件，能夠提高測(cè)量精度

【答案】B

【解析】

【詳解】A.若電流向右，根據(jù)左手定則，安培力向內(nèi)，載流子是自由電子，故后表面帶負(fù)電，前表面帶

正電，故前表面e面電勢(shì)較高；若電流向左，前表面/面電勢(shì)較高；則可以根據(jù)e、/兩側(cè)電勢(shì)高低判斷通

電導(dǎo)線(xiàn)中的電流方向，故A錯(cuò)誤；

B.設(shè)前后表面的厚度為4f,金屬薄片的厚度為〃，導(dǎo)線(xiàn)中單位體積的電子數(shù)為小最終電子在電場(chǎng)力和

洛倫茲力的作用下處于平衡，有

e-^—=evB

%

根據(jù)電流微觀表達(dá)式，有

Io-neSv-nedefhv

解得

U=-^-

nehd

所以輸出電壓隨著直導(dǎo)線(xiàn)的電流強(qiáng)度均勻變化，故B正確；

kl

CD.由。=一可得

nehd

nehd

1-------U

klo

可知增大霍爾元件沿磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的厚度h,用單位體積內(nèi)自由電子個(gè)數(shù)〃更多的材料制成霍爾元件，

在直導(dǎo)線(xiàn)電流一定時(shí)，e、/兩側(cè)的電勢(shì)差減小，測(cè)量精度減小，故CD錯(cuò)誤。

故選Bo

14.地磁學(xué)家曾經(jīng)嘗試用“自激發(fā)電”假說(shuō)解釋地球磁場(chǎng)的起源，其原理如圖所示：一個(gè)金屬圓盤(pán)A在某

一大小恒定、方向時(shí)刻沿切線(xiàn)方向的外力作用下，在弱的軸向磁場(chǎng)8中繞金屬軸OO'轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)法拉第電

磁感應(yīng)定律，盤(pán)軸與盤(pán)邊之間將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，用一根螺旋形導(dǎo)線(xiàn)在圓盤(pán)下方連接盤(pán)邊與盤(pán)軸，

中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生，最終回路中的電流達(dá)到穩(wěn)定值，磁場(chǎng)也達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。下列說(shuō)法正確的是

g。'

B

A.MV中的電流方向從M-N

B.MN中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反

C.圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度逐漸減小

D.磁場(chǎng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，中不再產(chǎn)生感應(yīng)電流

【答案】A

【解析】

【詳解】A.根據(jù)右手定則知，中的電流方向從M-N,故A正確；

B.根據(jù)右手螺旋定則判斷知MN中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同，故B錯(cuò)誤；

C.圓盤(pán)在大小恒定、方向時(shí)刻沿切線(xiàn)方向的外力作用下，轉(zhuǎn)動(dòng)的速度先越來(lái)越大，磁場(chǎng)也越來(lái)越大，根據(jù)

法拉第電磁感應(yīng)定律

E=BLv

知產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)也越來(lái)越大，流過(guò)電阻R的電流也越來(lái)越大，最終回路中的電流達(dá)到穩(wěn)定值，磁場(chǎng)也達(dá)到

穩(wěn)定狀態(tài)，則圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度也達(dá)到穩(wěn)定值。故C錯(cuò)誤；

D.可將圓盤(pán)看成若干個(gè)沿著半徑方向的幅條組成，因此在任何時(shí)刻都有幅條切割磁感線(xiàn)，故磁場(chǎng)達(dá)到穩(wěn)

定狀態(tài)后，中也產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D錯(cuò)誤。

故選Ao

第二部分

本部分共6題，共58分。

15.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。圖甲是觀

察電容器充、放電現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路。某時(shí)刻，電流自右向左通過(guò)電流傳感器，電容器在______（選填“充

電”或“放電”）o圖乙為電容器在此過(guò)程中電流隨時(shí)間變化的圖像，請(qǐng)?jiān)趫D丙中畫(huà)出此過(guò)程中電容器所

帶電荷量隨時(shí)間變化的圖像o

E

甲丙

【答案】①.放電

【解析】

【詳解】［1］若是充電過(guò)程則開(kāi)關(guān)S接1,電容器上極板帶正電，充電過(guò)程電流傳感器上的電流方向是自左向

右。充電完成后，若開(kāi)關(guān)S接2,則電容器充當(dāng)電源，因?yàn)殡娙萜魃蠘O板帶正電，所以放電過(guò)程中電流傳感

器上的電流方向是自右向左。所以根據(jù)題意可知該時(shí)刻電容在放電。

⑵根據(jù)公式

/=1

t

可知在q-r圖像中圖線(xiàn)的斜率表示電流，放電過(guò)程q逐漸減小，結(jié)合圖乙可得q-/圖線(xiàn)的斜率逐漸減小,

則電容器所帶電荷量隨時(shí)間變化的圖像如下圖所示

16.某同學(xué)利用如圖所示的電路“測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻已知待測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)約1.5V,內(nèi)阻約

0.3Q。除待測(cè)電池、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)外，還有下列器材可供選用：

①電流表A：量程0~0.6A,內(nèi)阻為0.3。

②電壓表V：量程0~3V,內(nèi)阻約3kQ

③滑動(dòng)變阻器與：0-20Q,額定電流2A

④滑動(dòng)變阻器4：0-100Q,額定電流1A

(1)為了調(diào)節(jié)方便，測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用(填寫(xiě)儀器前的序

號(hào))。

(2)經(jīng)過(guò)多次測(cè)量并記錄對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)/和電壓表示數(shù)U,利用數(shù)據(jù)在excel軟件中繪制U—/圖像,

擬合得出電壓。和電流/之間滿(mǎn)足關(guān)系：。=-0.28/+1.33,由此得出電池的電動(dòng)勢(shì)￡=V；

內(nèi)阻r=Q。

(3)利用上述方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)量存在系統(tǒng)誤差。下列說(shuō)法正確的是

A.因?yàn)殡妷罕淼姆至髯饔?電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值小于真實(shí)值

B.因?yàn)殡娏鞅淼姆謮鹤饔?電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值大于真實(shí)值

C.因?yàn)殡妷罕淼姆謮鹤饔?電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值小于真實(shí)值

D.因?yàn)殡娏鞅淼姆至髯饔?電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值大于真實(shí)值

(4)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在保證所有器材安全的情況下，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)，電壓表示數(shù)的變化

量AU不到0.2V,出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因可能是；由于△。過(guò)小，實(shí)驗(yàn)時(shí)采集數(shù)據(jù)較

為不便。在不改變己選實(shí)驗(yàn)器材的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)使電壓表示數(shù)變化更為明顯的方案，并說(shuō)明該方案電池內(nèi)

阻的測(cè)量值與真實(shí)值的關(guān)系。

【答案】①.③1.33V③.0.28。A⑤.電池內(nèi)阻過(guò)小(外電阻遠(yuǎn)大于內(nèi)電阻)

⑥.將電壓表直接并聯(lián)到滑動(dòng)變阻器兩端(將電流表直接與電池串聯(lián))，曲=。+此，

【解析】

【詳解】(1)口］電源內(nèi)阻較小，為了調(diào)節(jié)方便，測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用最大阻值較

小的，既③；

⑵⑵根據(jù)

C/=-0.28/+1.33

電動(dòng)勢(shì)

E=1.33V

[3]結(jié)合圖像可知圖像斜率的絕對(duì)值即為電源內(nèi)阻

r=0.28。

(3)[4]因?yàn)殡妷罕淼姆至髯饔?，流過(guò)電源的電流大于電流表的示數(shù)，既電流的測(cè)量值小于真實(shí)值，使得

電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量值偏小。

故選A；

(4)⑸根據(jù)路端電壓

U=-rI+E

可知，如果電源內(nèi)阻r遠(yuǎn)小于滑動(dòng)變阻器的阻值，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)，電路中電流變化很小，電壓表的示

數(shù)的變化就會(huì)很小；

⑹在不改變己選實(shí)驗(yàn)器材的基礎(chǔ)上，可以采用電流表相對(duì)于電源的內(nèi)接法，既電壓表直接與滑動(dòng)變阻器并

聯(lián)，這種情況下，電源內(nèi)阻的測(cè)量值

勺U=覆+RA

17.如圖所示，光滑水平面上有豎直向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小8=0.1T。邊長(zhǎng)L=0.1m的

正方形金屬線(xiàn)框"cd,在水平外力F作用下以水平向右的速度v=4m/s勻速進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域。已知線(xiàn)框的

電阻R=0.4Q,線(xiàn)框運(yùn)動(dòng)過(guò)程中。6、cd兩邊始終與磁場(chǎng)邊界平行。在線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，求：

(1)線(xiàn)框中電流/的大小；

(2)外力)的大小;

(3)線(xiàn)框中產(chǎn)生的焦耳熱°。

【答案】(1)/=0.1A；(2)F=1XW3N:(3)2=lxl0^J

【解析】

【詳解】(1)由那邊切割磁感線(xiàn)可得

E=BLv

根據(jù)閉合電路歐姆定律

I上

R

聯(lián)立可得

BLv

LT=-----

R

代入數(shù)據(jù)解得

/=0.1A

（2）線(xiàn)框所受安培力為

XBIL

代入數(shù)據(jù)解得

=1X10"3N

根據(jù)平衡方程

F=FA

可得

F=1X10-3N

（3）根據(jù)焦耳定律

Q=I?Rt

其中

L

t=—

V

解得

e=ixio-4j

18.如圖所示，寬為L(zhǎng)的光滑固定導(dǎo)軌與水平面成。角，質(zhì)量為根的金屬桿仍，水平放置在導(dǎo)軌上?？臻g

中存在垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為瓦S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，電源的內(nèi)阻為r,定值電阻

和金屬桿接入電路的阻值均為R，重力加速度為g。

（1）開(kāi)關(guān)S接1,金屬桿恰好能靜止在導(dǎo)軌上。求電源電動(dòng)勢(shì)E的大??；

（2）開(kāi)關(guān)S接2,金屬桿由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，沿斜面下滑距離s后速度達(dá)到最大，此后金屬桿勻速運(yùn)動(dòng)。

求：

a.最大速度%；

b.金屬桿從靜止開(kāi)始到最大速度過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱。

3222

r茲安mg（2R+r）sin￡2mgRsinO1mgRsin0

[答案]（1）—------>⑵a.-—；b.-mgs-smO--------——

【解析】

【詳解】（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律

1=—^—

2R+r

金屬桿ab所受安培力為

FHL

根據(jù)平衡方程

mgsin8=￡

聯(lián)立得

mg（27?+r）sin^

Ei-

BL

（2）a.根據(jù)平衡方程

mgsin。=F[

金屬桿ab所受安培力為

F[=BI'L

根據(jù)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)

E'=BLvm

根據(jù)閉合電路歐姆定律

E'

r=—

2R

聯(lián)立得

ImgRsvaO

V--------------

mB2c

b.由能量守恒定律可得

12

mgssin。=5mvm+Q

金屬桿產(chǎn)生的焦耳熱

2.=1e

聯(lián)立可得

c1.An^g-R2sin20

2i=2心?sm6-----行---

19.利用帶電粒子（不計(jì)重力）在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)可以研究很多問(wèn)題。

（1）如圖所示，在間距為d、長(zhǎng)度為/的兩塊平行金屬板上施加電壓U,讓帶電粒子沿兩極板的中心線(xiàn)以

速度v進(jìn)入電場(chǎng)，測(cè)得粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)偏離中心線(xiàn)的距離為以利用上述方法可以測(cè)量帶電粒子的比荷

（"），請(qǐng)推導(dǎo)粒子比荷的表達(dá)式；

m

（2）保持其他條件不變，撤掉問(wèn)題（1）中兩極板間的電壓，在兩極板間施加一垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。將

磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小調(diào)節(jié)為8時(shí)，帶電粒子恰好從極板的右側(cè)邊緣射出。

a.利用上述方法同樣可以測(cè)量帶電粒子的比荷，請(qǐng)推導(dǎo)粒子比荷的表達(dá)式；

b.帶電粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)量發(fā)生變化，使提供磁場(chǎng)的裝置獲得反沖力。假設(shè)單位時(shí)間內(nèi)入射的粒子

數(shù)為小單個(gè)粒子的質(zhì)量為加，求提供磁場(chǎng)的裝置在垂直極板方向上獲得的反沖力大小。

I

【答案】（1）幺=竺二；（2）aq_M_4nmvld

m~B^+^yb-

mUI2

【解析】

【詳解】（1）粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，則

12

y=—at

2

qE=ma

E=1

V

可得

q_2dyv2

mUI2

(2)a.設(shè)帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為H,根據(jù)幾何關(guān)系

可得

根據(jù)牛頓第二定律

V2

qvB=m—

R

聯(lián)立可得

q_4dv

mB[d~+4/2)

b.設(shè)帶電粒子從磁場(chǎng)中出射速度方向與極板成。角。以加時(shí)間內(nèi)入射的粒子為研究對(duì)象，在垂直于極板

的方向上由動(dòng)量定理得

FyA?=A/nvsin0-0

其中

Am=nmAt,sin^=—

R

帶入可得

_4mlvid

4-rurivld

根據(jù)牛頓第三定律，提供磁場(chǎng)的裝置在垂直于極板的方向上所獲得的反沖力大小也為F一萬(wàn)。

d+4〃

20.恒星生命盡頭，在一定條件下通過(guò)引力坍縮可以形成中子星。磁陀星是中子星的一種，擁有極強(qiáng)的磁

場(chǎng)，兩極的磁感應(yīng)強(qiáng)度約為lxlO"T。地球表面的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度最弱約3.5X10-5T，最強(qiáng)僅為

7x105To

(1)已知磁陀星和地球兩極的磁場(chǎng)小范圍內(nèi)均可視作勻強(qiáng)磁場(chǎng)，忽略帶電粒子與天體之間的萬(wàn)有引力。

a.帶電粒子在地球和磁陀星兩極以垂直于磁場(chǎng)的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)可做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，求比荷相同的帶電粒子

在地球與磁陀星兩極運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期之比I:T2.

b.如圖1所示，若磁陀星兩極某圓心為。的圓形磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間f均勻減小，即滿(mǎn)足關(guān)

系3=穌-處（4為常量），請(qǐng)分析并論證在磁場(chǎng)中到。點(diǎn)距離為r處某靜止的帶電粒子能否以0點(diǎn)為圓

心做完整的圓周運(yùn)動(dòng)。

（2）磁陀星本身還會(huì)高頻自轉(zhuǎn)，形成并持續(xù)釋放出和磁陀星一起自轉(zhuǎn)的極細(xì)高能電磁輻射束，如圖2所

示。這個(gè)過(guò)程有點(diǎn)類(lèi)似于海上的燈塔，發(fā)出的光周期性地掠過(guò)人們的眼球。當(dāng)輻射束掃過(guò)地球的時(shí)候，地

球就能接收到信號(hào)。中國(guó)天眼FAST憑借全球最高的靈敏度，成為深度監(jiān)測(cè)宇宙輻射的主力。FAST監(jiān)測(cè)到

某次高能輻射（一種解釋是此輻射源自于磁陀星）持續(xù)時(shí)間為4,相當(dāng)于接收太陽(yáng)一個(gè)月（實(shí)際接收時(shí)間

為巧）釋放出的總能量。已知FAST每經(jīng)過(guò)時(shí)間T能接收到一次信號(hào)，太陽(yáng)的輻射功率為《，日地距離為

r,該磁陀星到地球的距離為L(zhǎng)假設(shè)FAST在某時(shí)刻處于磁陀星輻射束的中心，求磁陀星的輻射功率P

（假設(shè)在輻射束內(nèi)，到磁陀星距離相等的面上能量均勻分布）。

電磁輻射裒

【答案】（1）a.-xlO16；b.見(jiàn)解析；（2）而打2

78r2T2

【解析】

【詳解】（1）設(shè)帶電粒子電荷量為g,質(zhì)量為相，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,根據(jù)牛頓第二定律，洛

倫茲力提供向心力，得

qvB-m——

由圓周運(yùn)動(dòng)周期T與線(xiàn)速度v的關(guān)系得

聯(lián)立得