2024-2025学年北京市朝阳区高三年级上册1月期末考试物理试卷（含答案）

北京市朝阳区2024~2025学年度第一学期期末质量检测

高三物理试卷

（考试时间90分钟满分100分）

第一部分

本部分共14题,每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。

1.关于电场与磁场，下列选项正确的是（）

A.沿电场线方向电场强度越来越小

B.沿磁感线方向磁感应强度越来越小

C.电场强度和磁感应强度都是矢量

D.电场线和磁感线是可以形象描述场强弱和方向的客观存在的曲线

2.如图所示，实线是正点电荷的电场线，虚线是等势面。区瓦c是电场中的三个点，这三点的电场强度大小分

别为£a,Eb,Ec,电势分别为夕a,”,一个试探电荷在这三点受到的静电力大小分别为Fa,Fb,Feo下列选项

正确的是（）

A.Ea<EbB.9a>佻C.9b<9cD.Fb<Fc

3.如图所示是一种变压器的铭牌。根据上面标示的信息，下列选项正确的是（）

型号：PKT-12-3000

输入参数：220V50Hz

输出参数：12V3.0A

A.这是一个升压变压器B.原线圈的匝数比副线圈的匝数多

C.正常工作时,副线圈输出直流电压12VD.正常工作时，副线圈中电流比原线圈中电流小

4.如图所示，弹簧上端固定,下端悬挂一个磁体。磁体正下方水平桌面上放置一个闭合线圈。将磁体托起到

某一高度后放开,磁体能上下振动并最终停下来。磁体振动过程中未到达线圈平面且线圈始终静止在桌面

±o磁体振动过程中，下列选项正确的是（）

s

N

A.线圈对桌面的压力总大于重力B.线圈总有扩张的趋势

C.弹簧的弹性势能一直减小D.磁体和弹簧系统的机械能一直减小

5.如图所示，指纹传感器在一块半导体基板上有大量相同的小极板，外表面绝缘。当手指的指纹一面与绝缘

表面接触时，由于指纹凸凹不平，凸点处与凹点处分别与半导体基板上的小极板形成一个个正对面积相同的

电容器，若每个电容器的电压保持不变，则（

A.指纹的凸点处与极板距离近，电容小B.指纹的凹点处与极板距离近，电容大

C.手指挤压绝缘表面，极板带电量增大D.手指挤压绝缘表面，极板带电量减小

6.如图1所示的电路中，鸟为滑动变阻器，&为定值电阻，电流表，电压表均为理想电表。改变滑动变阻器

用的滑片位置,两电压表的示数随电流变化的图线a,图线b分别画在图2所示的坐标系中。下列选项正确

的是（）

图1

A.滑片向右滑动，Y示数变大B.图线a对应电压表V]

C.定值电阻为4。D.电源内阻为2。

7.如图所示，线圈A和线圈B绕在同一个铁芯P上，线圈B连接一电流表。下列选项正确的是（)

p

接电源

o-

BiQ电流表

A.若A接通一直流电源瞬间，电流表的示数为0

B.若A接通一直流电源瞬间,A和B相互排斥

C.若A接一正弦交流电源，电流表的示数为0

D.若A接一正弦交流电源,A和B中的磁场始终反向

8.一正电荷仅在某电场力作用下运动，速度大小随时间变化的图像如图所示,A,2为运动轨迹上的两点。下

列选项正确的是（）

------------------------------7--------------At

0。，B

A.该电荷做匀速直线运动B.该电场可能是一个正点电荷产生的

C.A,8两点的电场强度相同D.系统的电势能保持不变

9.如图所示,垂直于水平桌面固定一根光滑绝缘细直杆,质量相同,带同种电荷的绝缘小球甲和乙穿过直杆

并可以自由滑动，两小球均可视为点电荷。在图示的坐标系中，小球乙静止在坐标原点，某时刻小球甲从与

处静止释放开始向下运动。小球甲向下运动的过程中，下列选项正确的是（）

甲

，汕？一

A.小球甲的速度越来越大B.小球乙对地面的压力越来越小

C.小球甲的机械能越来越小D.小球甲，乙的电势能越来越小

10.如图所示,两根互相平行的长直导线过纸面上的M,N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等,方向相

同的电流。6在MN的连线上,。为的中点,c,d位于的中垂线上,且a,b,c,d至I]O点的距离

均相等。下列选项正确的是（）

I

M\0N

I

A.a,b两点处的磁感应强度大小相等,方向相反

B.c,d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同

C.使正电荷从a到b匀速运动,受到的磁场力保持不变

D.使正电荷从c到d匀速运动,受到的磁场力先变大后变小

11.如图所示，两平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，空间存在方向垂直于斜面斜向上的匀强磁场。现把一

个导体棒ab垂直放在金属导轨上且接触良好,当导体棒通有某一电流时恰好不发生滑动。斜面置于水平面

且始终保持静止,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若通过导体棒的电流变大，下列选项正确的是（）

A.导体棒一定沿斜面下滑B.导体棒一定沿斜面上滑

C.地面对斜面的支持力一定不减小D.地面对斜面的摩擦力一定不减小

12.如图所示,空间存在竖直向下的匀强电场和水平的匀强磁场（垂直纸面向里）。一带正电的粒子在M点

由静止释放，不计粒子所受重力，则（）

A.粒子运动过程中的速度随时间作周期性变化

B.粒子运动过程中的加速度不变

C.磁场力始终对粒子做正功

D.电场力始终对粒子做正功

13.如图1所示，黑光灯是一种利用发出的紫色光引诱害虫飞近高压电网来“击毙”害虫的环保型设备。图

2是黑光灯高压电网的工作电路示意图，将最大值dm=3"V的正弦交流电压通过理想变压器升为高压，

变压器原线圈匝数为々，副线圈匝数为〃2。已知空气在通常情况下的击穿电场强度约为6220V/cm,杀灭

害虫至少需要1000V电压。下列选项正确的是（）

图1

A.电网相邻两极间产生的电场保持不变

B.电网相邻两极间距离需大于担cm

311

C.仅增大相邻两极间的距离,则两极间的电压也增大

n,1

D.若电网相邻两极间距为0.5cm,则一<—

14.巨磁阻是一种量子力学效应，在铁磁材料和非铁磁材料薄层交替叠合而成的多层膜材料中，自旋方向相

反的两种电子同时定向移动形成电流。在外磁场作用下,铁磁材料可以呈现同向和反向两种磁化方向,如图

1所示。当一束自旋产生的磁场方向与铁磁材料磁化方向相同的电子通过时,在铁磁材料和非铁磁材料的交

界处电阻很小，同理，自旋产生的磁场方向与铁磁材料磁化方向相反的电子通过时，电阻很大。

如图2为巨磁阻传感器的工作电路，匕为信号源，输入电压为4,匕比为输出端。已知无磁场时，

尺3，6的阻值均为Ro外加磁场后，使R1和4的磁化方向与R2和6相反,则在同一磁场中R1和&的阻值

均减小AR,&和&的阻值均增大AR。综合以上信息，下列说法镇误的是（）

A.自旋方向相反的两种电子分别通过多层膜材料导电时,可等效为两条并联支路

B.当铁磁层的磁化方向相同时，比磁化方向相反时的总阻值小

C.有磁场时输出端的输出电压大小与AR的平方成正比

D.无磁场时输出端的输出电压大小为零

第二部分

本部分共6题，共58分。

15.

（1）分别用螺旋测微器和游标卡尺测量金属圆柱体的直径和长度,如图所示,直径为mm,长度为

5

=

=30

三25

P曰

O=20

=15

-<

（2）如图所示，在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，若把8.0V的学生电源cd接到原线

圈“0”，“800”接线柱，副线圈接到“0”，“100”接线柱，则接在副线圈两端的电压表示数最有可能是

可移动铁芯

固定铁芯

A.2.1VB.1.9VC.1.1VD.0.9V

（3）如图所示为两种测量电池电动势和内阻的实验电路图。图中部分器材规格为：电流表A内阻约为

0.5Q,量程为0~0.6A,电压表V内阻约为3kQ,量程为0~3V。若被测电源为一节干电池（电动势约1.5V,内

阻约1Q），应选择电路图（选填“甲”或“乙”），分析你选择方案的测量结果E测E真

16.在“练习使用多用电表”的实验中，小明同学进行了如下操作和思考。

（1）利用多用电表测量未知电阻，用欧姆挡“xlOO”测量时发现指针示数如图1所示,为了得到比较准确测

量结果,下列选项中合理的步骤为（选填字母代号并按操作顺序排列）。

A.将选择开关旋转到欧姆挡“xl0”的位置

B.将选择开关旋转到欧姆挡“x1k”位置

C.将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量

D.将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮使指针指向“0Q”

（2）利用多用电表判断电路故障。如图2的电路，在三根导线，两个电阻及电源中仅有一根导线断路，电动

势约为6V。为了查出断路导线，某同学把多用电表选择开关调至直流10V挡，红表笔接在A点的电源正极

接线柱上,将黑表笔分别接在氏E点的接线柱上，电压表示数分别为0,6V,则可判断出导线（选填

“48”,“。"或‘封"）断路。

（3）利用多用电表欧姆挡判断发光二极管极性（电流从二极管正极流向负极时电阻很小，反之很大）。

如图3所示,当黑表笔与接线端M接触,红表笔与接线端N接触时,多用电表指针偏转角度较小,对调红,黑

表笔后指针偏转角度较大。由此判断M端为二极管的（选填“正极”或“负极”）。

（4）利用量程为0~5mA的毫安表及相关元件制作了一个简易欧姆表，电路如图4所示。测量时，将待测电

阻接在电路的端口a"之间。为了标定该欧姆表的刻度,该同学将。工两端短接，调节滑动变阻器R使毫安

表满偏,再将阻值为400。的电阻接在两表笔之间,此时毫安表示数如图5所示为3mA,将此处标注为

400。。则毫安表示数为1mA位置应标注的值为。

17.某质谱仪原理如图所示,A为粒子加速器，加速电压为Ui,B为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度

为Bi,两板间距离为d,C为偏转分离器,磁感应强度为历。现有一质量为m,电荷是为+q的粒子（不计重

力），初速度为。，经A加速后,该粒子进入B恰好做匀速运动,粒子从M点进入C后做匀速圆周运动,打在

底片上的N点。求:

（1）粒子进入速度选择器的速度大小也

（2）速度选择器两板间的电压帆.

（3）的距离L。

18.如图1所示,足够长光滑平行导轨水平放置,相距为L,左端连有一定值电阻凡磁感应强度大小为B的

匀强磁场垂直于线框平面。长度为，电阻为&的导体棒ab沿光滑水平导轨向右做匀速运动，速度大小为

V,导体棒ab与导轨垂直且接触良好,不计导轨电阻。

di-------------------------产

XXXXXXXX

R

xXXXXXVXX

-A

XXXXXXXX

XXXXXXXX

cOt

图1图2

(1)求c,d两端的电压U.

(2)求棒所受的安培力大小4•

(3)若零时刻开始，沿速度方向向右再施加一个恒力,在图2中定性画出导体棒的速度v随时间f的变化图

线。

19.如图1所示,将两根铝条平行放置在光滑的倾斜绝缘轨道两边，轨道倾角为6。磁铁沿轨道中线向下运

动。磁铁的磁极在靠近铝条的两个侧面上，即磁极连线平行于棱边(或M'N')。由于电磁感应，磁铁

受到阻力并最终匀速运动。在此条件下，磁铁受到的阻力满足经验关系：尸=取为"，式中d为磁铁到铝条

的距离,v为磁铁相对铝条的速度,々为与d,v无关的常数,p,w为塞指数。图2为装置的正视图。

图3

(1)若装置所在处地磁场沿水平方向，为使磁铁能平稳下滑,不会因地磁场造成转动,说明棱边脑V朝

向.

(2)使用现有器材，可对阻力F的经验关系尸进行以下实验探究:

〃释放磁铁使之沿轨道中线下滑,磁铁很快达到终极速度并开始匀速运动。保持距离d不变,改变轨道倾角，

记录轨道倾角d和相应的终极速度%以Insin8为纵坐标，Inv为横坐标得到如图3所示的图像。推导并计

算指数〃的数值大小(保留一位有效数字).

A若指数n已知,为确定指数p的数值,请写出测量思路和需要测量的物理量及数据处理方法。

20.利用磁场对带电粒子的运动进行控制是一些科学研究的基础。在处理物体的复杂运动问题时，可以在相

互垂直的两个方向上分别研究。已知以下情境中带电粒子质是为风电荷是为公均不考虑粒子重力影

响及粒子间的相互作用。

（1）如图1所示，若从磁感应强度大小为8的匀强磁场中某点A发射一束带电粒子流，其速率均为V。

B/

---------------------------------A

---------------------------------A

图1

a.当粒子速度与磁场方向垂直时,求其运动的轨道半径R.

b.设粒子速度与磁场方向的夹角为a（投射角），且OWaW%,。若投射角明很小（可认为cos%,=1）,

各带电粒子会再次重新会聚,求相邻两次会聚点的距离L.

（2）科学家设计了一种中间弱两端强的磁场,它由两个平行的圆线图组成，磁场由两侧通有等大同向电流

的线圈产生。带电粒子将被约束在左右两端之间来回运动不能逃脱。如图2所示，三维坐标系的原点为磁

场的中心点，尤轴为磁场的轴线，若某带电粒子从z轴上的M点以大小为%，方向与磁场方向夹角为4（投

射角）的速度进入该磁场，粒子运动过程中以无轴为对称轴向右做螺旋线运动并返回。由于磁场沿轴线方向

的变化缓慢，则有wsin夕厂=定值（不考虑相对论情形），其中。为粒子运动方向与磁场方向的夹角，厂为

粒子在该处时垂直磁场方向的圆周半径。

a.设M点的磁感应强度大小为Bo,求粒子返回处磁感应强度大小Bm.

b.粒子运动到磁场最右端N点（图中未画出）时与x轴的距离为d,求粒子此时受到洛伦兹力大小利方向

（可用三角函数值表示）。

y