北京市通州区2024-2025学年高三上学期期末考试物理试卷 含解析

通州区2024—2025学年高三年级摸底考试物理试卷本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，请将答题卡交回。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.如图所示，、是静电场中同一条电场线上的两个点。将一带正电的试探电荷，由点沿电场线移动到点的过程中，其电势能（）A.越来越小 B.越来越大 C.保持不变 D.无法判断【答案】A【解析】【详解】带正电的试探电荷受到的电场力与场强方向相同，则点沿电场线移动到点的过程中，电场力对试探电荷做正功，其电势能越来越小。故选A。2.如图所示，处在真空中的立方体中心有一电荷量为的正点电荷，、、为立方体的三个顶点。下列说法正确的是（）A.点电场强度的大小比点大 B.点电场强度的大小比点大C.点电势高于点电势 D.点电势等于点电势【答案】D【解析】【详解】AB．根据几何关系可知，、、三点与正点电荷的距离相等，可知、、三点的电场强度大小相等，故AB错误；CD．由于、、三点与正点电荷的距离相等，可知、、三点位于同一等势面上，则、、三点的电势相等，故C错误，D正确。故选D。3.如图所示，线圈A与滑动变阻器、电源、开关相连。线圈B与电阻连接成闭合电路。下列说法正确的是（）A.闭合开关瞬间，电阻中电流方向为B.闭合开关，达到稳定后，电阻中电流方向为C.闭合开关，达到稳定后，向左移动滑动变阻器的滑片，电阻中电流方向为D.断开开关瞬间，电阻中电流方向为【答案】D【解析】【详解】A．开关闭合瞬间，由题图可知穿过线圈B的磁通量向下增加，根据楞次定律可知，电阻R中电流方向为a→b，故A错误；B．闭合开关，达到稳定后，线圈B中磁通量不变，则线圈B中不会产生感应电流，故B错误；C．闭合开关，达到稳定后，向左移动滑动变阻器的滑片，滑动变阻器接入电路阻值增大，则A线圈中电流变小，穿过线圈B的磁通量向下减小，根据楞次定律可知，电阻R中电流方向为b→a，故C错误；D．开关断开瞬间，穿过线圈B的磁通量向下减小，根据楞次定律可知，电阻R中电流方向为b→a，故D正确。故选D。4.如图所示，在两水平金属板构成的器件中，电场强度和磁感应强度相互垂直。某电荷量为的粒子（重力不计）以速度从左端沿虚线射入后做直线运动。下列说法正确的是（）A.该粒子的速度B.若只改变粒子速度大小，粒子将做曲线运动C.若只改变粒子的电荷量大小，粒子将做曲线运动D.若此粒子从右端沿虚线方向进入平行板，仍做直线运动【答案】B【解析】【详解】A．由题知，的粒子（重力不计）以速度从左端沿虚线射入后做直线运动，所以在竖直方向上合力为零，则有解得该粒子的速度故A错误；B．若只改变粒子速度大小，则电场力与洛伦兹力不再平衡，粒子在竖直方向会发生偏转，而水平方向又初速度，故粒子将做曲线运动，故B正确；C．根据可知若只改变粒子的电荷量大小，粒子速度不变，仍做直线运动，故C错误；D．若此粒子从右端沿虚线方向进入平行板，则其所受的电场力和洛伦兹力方向都向下，故将做曲线运动，故D错误。故选B。5.如图，通有恒定电流的固定直导线附近有一圆形线圈，导线与线圈置于同一水平面。若减小导线中的电流强度，线圈内产生（）A.逆时针电流，且有收缩趋势B.逆时针电流，且有扩张趋势C.顺时针电流，且有收缩趋势D.顺时针电流，且有扩张趋势【答案】D【解析】【详解】当导线中电流强度减小，导线将产生的磁场减弱，使得穿过线框的磁通量减小，从而产生感应电流阻碍磁通量的减小，依据右手螺旋定则可知，穿过线圈的磁通量向下（俯视），再由楞次定律的“增反减同”可知，线圈中产生顺时针方向感应电流，为阻碍磁通量的减小，则线圈有扩张趋势。故选D。6.如图所示，电源电动势为12V，当开关接通时，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压Uad＝0V，Ucd＝12V，由此可以判断（）A.可能是L1和L2的灯丝都断了B.可能是L2灯丝断了C.可能是L1的灯丝断了D.可能是变阻器R断路【答案】B【解析】【详解】当开关接通时，串联电路中两灯均不发光，则可能是某处断路，电路中无电流，完好部分的电压为0，则电压表测得断路位置两端的电压等于电源电压，由题Ucd=12V，说明从a到d的电路和b到c的电路是连接良好的，故L1的灯丝和滑动变阻器都良好，L2的灯丝烧断了。故B正确；ACD错误。故选B。7.图甲是小型交流发电机的示意图。在匀强磁场中，矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示。已知发电机线圈内阻为，外接电阻的阻值为，其他电阻忽略不计。下列说法正确的是（）A.时线圈平面与中性面垂直B.每秒内电流方向改变100次C.电源的输出功率为D.时通过电阻的瞬时电流为【答案】B【解析】【详解】A．由乙图可知，t=0.02s时刻电动势的瞬时值为零，即线圈平面与中性面重合，故A错误；B．由乙图可知，交变电流的周期为根据一个周期内电流方向改变两次，可得每秒钟内电流方向改变次数为故B正确；C．由乙图可知，交变电源电动势的最大值为，则电源电动势的有效值为根据闭合回路的欧姆定律可得则电源的输出功率为故C错误；D．由乙图可知，在时通过电阻的瞬时电流为，故D错误。故选B。8.如图甲所示，在变化的磁场中放置一个闭合电路，电路里产生了感应电流；如图乙所示，空间存在变化的磁场，其周围产生感应电场。下列说法正确的是（）A.甲、乙两图一定能持续产生电磁波B.甲图从上向下看，电子在回路中沿顺时针方向运动C.甲图中使用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中依然存在电场D.乙图说明，任何磁场周围都会产生电场，与闭合回路是否存在无关【答案】C【解析】【详解】A．若甲、乙两图中的磁场均匀变化，就会产生稳定的电场，稳定的电场不会产生磁场，就不会产生电磁波，故A错误；B．甲图从上向下看，根据楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，电子在回路中沿逆时针方向运动，故B错误；C．甲图中使用不导电的塑料线绕制线圈，由于磁场是变化的，所以在线圈中依然存在电场，故C正确；D．变化的磁场周围产生电场是一种普遍存在的现象，与闭合电路是否存在无关；但稳定磁场周围不会产生电场，故D错误。故选C。9.磁电式电流表的构造如图甲所示，其最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈。两磁极间装有极靴，极靴中间又有一个用软铁制成的圆柱，极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，如图乙所示。当线圈中通以恒定电流时，安培力带动线圈偏转，在螺旋弹簧的反向作用下最终使线圈稳定。下列说法正确的是（）A.极靴与圆柱间的磁场是匀强磁场B.线圈转动过程中不产生感应电动势C.线圈通电转动停止后，不再受到安培力D.若线圈a、b两边通以如图乙所示方向的电流时，a边受到的安培力方向向上【答案】D【解析】【详解】A．磁场是辐向分布的，方向不同，故极靴与圆柱间的磁场不是匀强磁场，故A错误；B．线圈在转动过程中线圈在切割磁感线，会产生感应电动势，故B错误；C．线圈中通电流时，线圈受到安培力的作用使线圈转动，螺旋弹簧被扭紧，阻碍线圈转动，随着弹力的增加，当弹力与安培力平衡时线圈停止转动，故C错误；D．若线圈a、b两边通以如图乙所示方向的电流时，根据左手则，可知a边受到的安培力方向向上，故D正确。故选D。10.在断电自感演示实验中，用小灯泡、带铁芯的电感线圈和定值电阻等元件组成如图甲所示电路。闭合开关，待电路稳定后，两支路电流分别为和。断开开关前后的一小段时间内，电路中电流随时间变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（）A.断开开关前灯泡中电流为B.灯泡电阻小于电阻和线圈的总电阻C.断开开关后小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭D.断开开关后电阻所在支路电流如曲线所示【答案】C【解析】【详解】AD．断开开关S前、后的一小段时间内，通过电感线圈L的电流方向是不变的，则电感线圈L所在支路的电流如曲线a所示，小灯泡所在支路的电流如曲线b所示，则断开开关前，灯泡中电流为，故AD错误；B．由题图可知，断开开关S前通过电感线圈的电流大于通过小灯泡的电流，所以断开开关S前，小灯泡的电阻大于定值电阻R和电感线圈L的总电阻，故B错误；C．断开开关S后，电感线圈L产生的自感电动势阻碍电流的减小，电感线圈L相当于电源，由于线圈L、电阻R和灯泡重新组成回路，且断开开关S前电感线圈L所在支路的总电阻小于小灯泡的电阻，则其电流大于流过小灯泡的电流，则小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭，故C正确。故选C。11.小灯泡通电后，其电流随所加电压变化的曲线如图所示，为曲线上一点，坐标为（，），为曲线的切线，与轴交点的电流值为，为轴的垂线，为轴的垂线。下列说法正确的是（）A.对应点，小灯泡的电阻为B.对应点，小灯泡的电阻为C.随着所加电压的增大，小灯泡的电阻逐渐减小D.对应点，小灯泡的功率为曲线与横轴所围图形的面积【答案】A【解析】【详解】AB．根据欧姆定律有可得对应点，小灯泡的电阻为故A正确，B错误；C．根据欧姆定律有可知图像中，图像的切线的斜率的绝对值表示该相应电压时小灯泡的电阻的倒数，根据图像可知，随着所加电压的增大，图像切线的斜率的绝对值减小，即小灯泡的电阻增大，故C错误；D．对应点，小灯泡的功率为可知小灯泡的功率为图中矩形所围面积，故D错误。故选A。12.热膨胀材料在生产生活中有着广泛的应用。某同学用平行板电容器设计制作了单电容热膨胀检测仪，原理如图所示。电容器上极板固定，下极板可随材料竖直方向的尺度变化而上下移动，平行板电容器的电容，是电容器极板的正对面积，是极板间的距离，其余均为常量。闭合开关S，若材料在竖直方向热胀冷缩，下列说法正确的是（）A.材料温度升高，极板所带电荷量减小B.滑动变阻器滑片向上滑动少许可以降低检测仪的工作电压C.检测到灵敏电流计的电流方向为从到，说明材料温度升高D.检测结束，断开开关，灵敏电流计上有从到的短暂电流【答案】C【解析】【详解】A．材料温度升高，材料膨胀，电容器两板间距减小，根据，可知电容增大；由于电容器两板电势差不变，根据，可知极板所带电荷量增大，故A错误；B．滑动变阻器滑片向上滑动，接入电路阻值增大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流减小，路端电压增大，则检测仪的工作电压升高，故B错误；C．检测到灵敏电流计的电流方向为从a到b，则电容器在充电，极板所带电荷量增大，由A选项分析可知，材料温度升高，故C正确；D．检测结束，断开开关，电容器放电，则灵敏电流计上有从b到a的短暂电流，故D错误。故选C。13.如图所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流，R为定值电阻，为滑动变阻器，电流表、电压表均可视为理想电表，不考虑导线电阻对电路的影响。将滑动变阻器的滑片P向上移动过程中，下列说法正确的是（）A.电路中总电阻减小B.电流表的示数减小C.电压表的示数减小D.恒流源输出功率减小【答案】B【解析】【详解】A．滑动变阻器的滑片向上移动，接入电路的电阻变大，根据并联电路的特征，电路中总电阻增大，A错误；BC．恒流源流出的总电流不变，滑动变阻器的滑片向上移动，接入电路的电阻变大，电路中总电阻增大，则并联部分总电压增大，即电压表示数增大，则流过R的电流增大，由于总电流不变，则流过RL的电流减小，即电流表示数减小，B正确、C错误；D．根据P=I2R总，由于恒流源电流大小不变，总电阻变大，所以恒流源输出功率增大，D错误。故选B。14.手机无线充电技术越来越普及，如图甲所示是某款手机无线充电装置，其工作原理如图乙所示，其中送电线圈和受电线圈匝数比，送电线圈所接电阻的阻值为。当间接上的正弦交变电源后，受电线圈中产生交变电流给手机充电，这时手机两端的电压为，流经手机的电流为。若把装置线圈视为理想变压器，下列说法正确的是（）A.受电线圈两端电压为 B.送电线圈的电流为C.间输入功率为 D.电阻的阻值为【答案】D【解析】【详解】B．设通过送电线圈和受电线圈的电流分别为I1、I2，且，根据理想变压器的电流关系解得故B错误；AD．根据理想变压器电压与匝数关系有解得又，整理可得，代入数据联立解得，故A错误，D正确；C．根据间输入功率为故C错误故选D。第二部分本部分共6题，共58分。15.（1）在“金属丝电阻率的测量”实验中，某同学设计了如图1所示的电路进行实验。该同学取一段金属丝连接到实验电路中，通过测量金属丝两端的电压和通过金属丝的电流，以及金属丝接入电路的有效长度和金属丝的直径，即可计算出该金属丝的电阻率________（用上述测量量表示）。（2）在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，某同学首先按图2所示连接电路，闭合开关后，发现灵敏电流计指针向左偏转；再按图3所示连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。进行上述实验的主要目的是检验________（填选项前的字母）。A.干电池是否为新电池B.电流计测量的电流是否准确C.电流计指针偏转方向与电流方向的关系（3）某实验小组用如图4所示的电路研究电容器充、放电情况，他们用电流传感器和计算机测出电路中电流随时间变化的曲线。实验时，根据图4所示的电路原理图连接好电路，时刻把开关掷向1端，电容器充电完毕后，再把开关掷向2端，电容器通过电阻放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的图像如图5所示。a．电容器放电时，流过电阻的电流方向为________（选填“由到”或“由到”）；b．从理论分析可知，对于理想电容器，在图5中阴影部分的面积________（选填“>”、“<”或“=”）。【答案】（1）（2）C（3）①.由到②.=【解析】【小问1详解】根据其中得【小问2详解】图2与图3进入灵敏电流计的电流方向不同，是检验电流计指针偏转方向与电流方向的关系。故选C。小问3详解】[1]由图4可知电容器充电时，上极板带正电，放电时，流过电阻的电流方向为由到；[2]对于理想电容器，充电电荷量和放电电荷量相等，而图像所围成的面积表示电荷量，故图5中阴影部分的面积=。16.某同学利用图1所示的电路图测量某一节干电池的电动势和内阻。现有下列器材可供选用：A．电流表A：量程0~0.6A，内阻约0.125ΩB．电压表V：量程0~3V，内阻约3kΩC．滑动变阻器R1：0~10Ω，额定电流2AD．滑动变阻器R2：0~1kΩ，额定电流1AE．待测干电池、开关、导线（1）为了让测量结果尽量准确，滑动变阻器R应选________（选填“R1”或“R2”）。（2）请根据图1所示的电路图，用笔画线代替导线将图2中的实物电路连接完整，要求变阻器的滑动触头滑至最左端时，其接入电路的电阻值最大____。（3）根据实验数据作出的U−I图像如图3所示，则该电池的电动势E=________V，内阻r=________Ω。（结果均保留两位小数）（4）该同学在实验中发现，在保证所有器材安全的情况下（其中干电池的工作电流不能超过0.6A），调节滑动变阻器的滑片时，电压表的示数不能取到1.0V以下。为使电压表示数能取到1.0V以下，可以采用的改进方法为________。【答案】（1）R1（2）（3）①.1.47②.0.73（4）可在电源旁边串联一个较小阻值的定值电阻【解析】【小问1详解】为了让测量结果尽量准确和方便实验操作，滑动变阻器应选最大值更小的，更为灵敏，故选R1。【小问2详解】根据电路图，完整的实物连线如图所示【小问3详解】[1][2]根据闭合电路的欧姆定律可得变形得可知U−I图像的纵截距等于电源电动势，则有U−I图像的斜率绝对值等于电源的内阻，则有小问4详解】根据闭合电路的欧姆定律，可得路端电压为若电源内阻r太小，则电压表U较大，调节滑动变阻器，电压表的示数取不到1.0V以下，给电源串联一个较小阻值的定值电阻可以使电压表示数取到1.0V以下。17.如图所示，在电场强度为60N/C的匀强电场中有、、三个点，为12cm，为5cm，其中与电场方向平行，与电场方向垂直。（1）求两点间的电势差；（2）若点的电势为零，求点的电势；（3）求电荷量为的试探电荷从点移到点的过程中，电场力所做的功。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小问1详解】两点间的电势差为【小问2详解】若点的电势为零，则可得点的电势为【小问3详解】由于与电场方向垂直，则点电势等于点电势，则有18.如图1所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度，一端连接的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。导体棒放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，且与导轨接触良好。导轨和导体棒的电阻均忽略不计。在平行于导轨的拉力作用下，导体棒由静止开始沿导轨以的加速度向右做匀加速运动，已知导体棒的质量。（1）时，求导体棒中感应电流的大小和方向；（2）若在时撤掉拉力，导体棒将开始做减速运动，并最终停在导轨上。求：a．从撤掉拉力到导体棒停止运动的过程中，安培力对导体棒所做的功；b．在图2中定性画出撤去拉力后导体棒运动的速度时间图像。【答案】（1），电流方向为（2）a．；b．【解析】【小问1详解】时，导体棒的速度切割磁感线产生感应电动势，有根据闭合电路欧姆定律得代入数据得根据右手定则判断，电流方向为。【小问2详解】a．由动能定理得代入数据得b．撤去外力后，导体棒在安培力作用下减速，有，，联立可得根据牛顿第二定律有，可知导体棒将做加速度逐渐减小的减速运动，直到静止。可画出图像如图所示19.MM50是新一代三维适形和精确调强的放射治疗尖端设备，其核心技术之一是多级能量跑道回旋加速器，其工作原理如图所示。两个匀强磁场区域I、II的边界平行，相距为，磁感应强度大小均为，方向垂直纸面向外。下方两条横向虚线之间的区域存在水平向左的匀强电场（两条横向虚线之间的区域宽度很窄，可忽略不计），方向与磁场边界垂直。某一质量为、电荷量为的电子从端飘入电场（初速度忽略不计），经过多次的电场加速和磁场偏转后，电子从位于边界上的出射口处向左射出磁场并被收集。已知、之间的距离为，匀强电场的电场强度大小为，电子的重力不计，不考虑相对论效应。求：（1）该电子第一次加速至端时速度的大小；（2）该电子从端飘入电场到第一次回到端的过程中所用的时间；（3）为适应不同深度和类型的放射治疗需求，MM50设备在出射口处收集的高能电子的动能大小需要在一定范围内连续可调。有同学认为，在其他条件不变的情况下，可以通过只调节匀强电场的电场强度的大小或只调节两个匀强磁场区域边界的距离来实现。请你判断该同学的说法是否正确，并简要说明理由。【答案】（1）（2）（3）不正确，见解析【解析】【小问1详解】第一次加速，由动能定理得解得【小问2详解】电子在加速电场中运动可看作初速度为零的匀加速直线运动，由牛