北京市中关村中学2025-2026学年高三上学期12月统练物理试题

高三物理统练试题 2025年12月20日 一、不定项选择题 1.如图所示，实线表示某电场中的四个等势面，它们的电势分别为q1、中2、中3和中4，相邻等势 面间的电势差相等，一带负电的粒子（重力不计）在该电场中运动的轨迹如虚线所示，a,b、 c、d是其运动轨迹与等势面的四个交点，下列说法正确的是() A.中4等势面上各点电场强度方向处处相同 B.四个等势面的电势关系是(9>%2>%>p4 C.粒子在四点的动能大小关系是E>B>瓦。 D.粒子从a运动到c的过程中静电力做正功 2.如图2所示的电路中，闭合开关S,当滑动变阻器R的滑片P向上移动时，下列说法中正确 的是() A.电流表示数变大 B.电压表示数变小 C.电阻Ro的电功率变大 D.电源的总功率变小 图2 3.平行板电容器充放电电路如图所示。开关S接1，电源E给电容器C充电；开关S接2，电 容器C对电阻R放电。下列说法正确的是() A.充电过程中，电容器两极板间电势差增加，充电电流增加 B.充电过程中，流过电阻R的电流由N点流向M点 C.放电过程中，电容器两极板间电势差减小，放电电流减小 D.放电过程中，电容器的上极板带负电荷 4.装置是某同学探究感应电流产生条件的实验装置。现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈 A、线圈B、电流表及开关按如图所示连接。下列说法中正确的是() A.线圈A插人线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流表指针均不会偏转 B.开关闭合后，将线圈A从B中拔出会引起电流表指针偏转 答案第1页，共8页 C.开关闭合后，滑动变阻器滑片P匀速滑动，电流表指针不偏转 D.开关闭合后，只有滑动变阻器滑片P加速滑动，电流表指针才 会偏转 5.如图所示，电源的电动势E=9V,内阻=22，定值电阻R=42,M为直流电动机，其线圈的 电阻M=12,电动机正常工作时，理想电压表示数U=6V。下列说法中正确的是（) A.流过电动机的电流为6A B.电源输出的功率为4W C.1分钟内，电动机产生的热量为30J D.1分钟内，电动机输出的机械功为165J 6.如图6所示，两水平金属板构成的器件中，存在着匀强电场和匀强磁场，电场强度E和磁感 应强度B相互垂直。一带电粒子以某一水平速度从P点射入，恰好能沿直线运动，不计带电粒 子的重力。下列说法正确的是 A.粒子电性不会影响从P点射入后沿直线运动 B B.粒子的速度大小=D E 图6 C.若粒子速度大小改变，粒子将做曲线运动 D.若粒子从右侧小孔射人，也会做直线运动 7.已知无限长通电直导线在其周围空间产生的磁场磁感应强度大小的表达式是B=k马 其中k 为一个常数，I表示导线中的电流大小，r表示与导线的距离。如图所示，AB、CD为两条平行 的无限长固定的通电直导线，导线AB中电流大小为Io,方向由A流向B。O点与导线AB、CD的 距离分别为r、2r,其磁感应强度为零。下列分析正确的是() A.两导线之间相互吸引 B.导线CD中的电流大小是2Io 0° C.AB右侧的磁场方向是垂直于纸面向里 D.导线AB受到的磁场力小于导线CD受到的磁场力 答案第2页，共8页 8.如图所示，平行导轨与水平面成日角，垂直导轨放置一根可自由移动的金属杆。匀强磁场的 方向垂直导轨平面向下，磁感应强度大小B。已知接在导轨中的电源电动势E,内阻r。ab杆 长L,质量，杆与滑轨间的动摩擦因数：，杆受到的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，导 轨与ab杆的电阻忽略不计。现调节滑动变阻器接入电路的阻值R,要使 杆始终在导轨上保持静止，以下说法正确的是(； A.ab棒受到的安培力沿斜面向上 B.调节滑动变阻器，使b棒受到的安培力最大时，静摩擦力达到最大 值且方向沿斜面向上 C.滑动变阻器阻值变大时，导轨对金属棒的支持力保持不变 D.滑动变阻器阻值变大时，金属棒受到的摩擦力一定减小 9.利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域，霍尔元件的工作原理示 意图如图所示，匀强磁场垂直于霍尔元件的工作面向下、磁感应强度大小为B,沿E→F方向 通有恒定的电流I(载流子为电子)，C、D两侧面会形成恒定的电势差UCD(霍尔电压)。下 列说法正确的是() A.C侧会聚集大量电子 B.载流子受到的电场力沿C→D方向 C.仅增大磁感应强度B,UCD(霍尔电压)也增大 D.UCD(霍尔电压)越大，载流子受到的洛伦兹力就越小 10.如图所示，某同学利用厚度为d、电阻率为p的硅钢片制成一个内径为r、高度为h的圆筒 (其中<r),圆筒所在处有方向沿轴线竖直向上的磁场，磁感应强度大小随时间变化的规 律为B=kt(k为常数，且k>0)。关于硅钢片，下列说法正确的是( A.从上往下看，感应电流沿逆时针方向 B.感应电动势为πkr2 圆筒沿电流方向的等效电阳节 D,发热功率为hd 2p 答案第3页，共8页 二、实验题 11.(1)使用多用电表测量约20k2电阻的阻值，下列实验步骤正确的操作顺序为 (填各实验步骤前的字母)。 A.将选择开关置于“×1k”位置 B.将选择开关置于“XN00”位置 C.将选择开关置于“OF℉”位置 D.将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开 E.将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0” (2)图2是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中，闭合开关后，发 现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障， 在其他连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、三个位置，发现 试触b、c时，电压表有示数；试触d时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，则 (选填选项前的字母)。 A.导线ab断路 B.滑动变阻器断路 C.导线cd断路 D.滑动变阻器短路 图2 12.小明在实验室测量一段粗细均匀，约几欧姆的金属丝的电阻率，可供使用的器材如下： A.待测金属丝 B.电流表A1,量程0-0.6A,内阻约0.62 40 C.电流表A2,量程0-3A,内阻约0.122 35 D.电压表V1,量程0-15V,内阻约15k2 -30 E.电压表V2,量程0-3V,内阻约3k2 F.滑动变阻器R,全电阻约202 G.直流电源E,电动势3V,内阻不计 H.多用电表1.毫米刻度尺J.开关S及导线若干 实验步骤如下： 图3 答案第4页，共8页 (1)首先用毫米刻度尺测出接入电路中金属丝的长度L,再利用螺旋测微器测金属丝直径，示数 如图所示，则金属丝直径的测量值Y三 mm。 (2)电路中所选电流表为， 所选电压表为 (填仪器前面字母)。 (3)要求电表示数从零开始尽可能地多测几组数据，连接电路，请你完成电路连接图3； (4)实验过程中，小明移动滑动变阻器的滑片分别处于不同的位置，并依次记录两电表的测量 数据，得出被测电阻阻值Rx,则金属丝的电阻率表达式D=一（用π、D、L、Rx表示）。 (5)如果长时间保持电路闭合，这样的操作会使电阻率的测量结果 （“偏大”或“偏小”)。 三、计算题 13.(8分)如图16所示，长为L的绝缘细线一端悬于0点，另一端系一质量为m、电荷量为 q的小球。现将此装置放在水平向右的匀强电场中小球静止在A点，此时细线与竖直方向成 37°角。重力加速度为g,sin37°=0.610cos37°=0.8。 (1)求该匀强电场的电场强度E的大小。 (2)若将小球向左拉起至与0点处于同一水平高度且细绳刚好张紧，将小球由静止释放。求 小球运动到最低点时的速度大小。 1 E (3)小球运动到最低点时细线的拉力大小。 379 图13 14.(8分)如图所示，xOy平面内，第一、第四象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，一个质 量为m的带负电荷的粒子，不计重力，从x轴上的P点以速度v射入第一象限，并恰好垂直 于y轴射出第一象限。已知v与x轴成45°角，磁感应强度的大小为B, OP=a. (1)求粒子的电荷量大小q; (2)求带电粒子穿过第一象限所用的时间t; 45 (3)若仅改变粒子速度大小，粒子恰好不穿过v轴，求粒子速度大小2 答案第5页，共8页 15.(8分)某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为U1;B 为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1,两板间距离为；C为偏转分离器，磁感 应强度为B2。今有一质量为m、电荷量为e的正粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能通 过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。 U (1)粒子的速度v为多少？ (2)速度选择器两板间电压U2为多少？ (3)粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R为多大？ 16.(9分)如图15所示的装置放置在真空中，炽热的金属丝可以发射电子，金属丝和竖直金 属板之间加以电压U1=2500V,发射出的电子被加速后，从金属板上的小孔S射出。装置右侧 有两个相同的平行金属极板水平正对放置，板长L=60cm,相距d=2cm,两极板间加以电压 U2=200V的偏转电场。从小孔$射出的电子恰能沿平行于板面的方向由极板左端中间位置射入 偏转电场。已知电子的电荷量e=1.6×1019℃，电子的质量m=0.9×1030kg,设电子刚离开金属 丝时的速度为0，忽略金属极板边缘对电场的影响，不计电子受到的重力。求： (1)电子射人偏转电场时的动能Ek。 (2)电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量y1。 (3)若电子在偏转电场水平位移为极板长度一半时，撤去偏转电场，则电子射出电场时在竖 直方向上的侧移量y2。 金属板 金属丝 图15 答案第6页，共8页 17.(9分)回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，图17为回旋加速器的示意图。D1、D2是 两个中空的铝制半圆形金属扁盒，在两个D形盒正中间开有一条狭缝，两个D形盒接在高频 交流电源上。在D1盒中心A处有粒子源，产生的带正电粒子在两盒之间被电场加速后进入D2 盒中。两个D形盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，带电粒子在磁场力的作用下做匀速圆周运 动，经过半个圆周后，再次到达两盒间的狭缝，控制交流电源电压的周期和粒子在磁场中圆周 运动的周期一致，保证带电粒子经过狭缝时再次被加速。粒子最后到达D形盒的边缘，沿切 线方向以最大速度被导出。已知带电粒子的电荷量为q,质量为m,加速时狭缝间电压大小恒 为U,磁场的磁感应强度为B,D形盒的半径为R,粒子通过狭缝距离时间忽略不计。设从粒 子源产生的带电粒子的初速度为零，不计粒子受到的重力，求： (1)高频交流电源的周期T电. (2)带电粒子能被加速的最大动能Ek. (3)粒子速度接近光速，由于相对论效应，粒子的质量会变大， .要继续加速粒子，在交电流电周期不变的情况下，如何调节磁场？ 高频电源 园17 b.粒子源在放出粒子时，要考虑粒子出口处的厚度，射出的粒子为一股粒 子流。如果在(3)问中调节磁场后，磁场会在D型盒半径方向产生分量，情分析这股粒子 流在这种情况下，粒子在加速过程中，沿速度方向运动是发散还是会聚？ 答案第7页，共8页 18.(12分)如图1所示，真空中有一长直细金属导线MN,长为L,与导线同轴放置一半径为 R高也为L的金属圆柱面，将外壳接地。假设导线沿径向均匀射出速率相同的电子，且单位长 度导线单位时间内射出的电子数为n。已知电子质量为m,电荷量为e。不考虑出射电子间的 相互作用。 金属圆柱面 金属圆柱面 金属圆柱面 M:R M:-R M+R 图1 图2 图3 图4 (1)若导线单位时间发射电子的总动能为Po。求： a.稳定状态下，通过接地线的电流； b.出射电子的初速度大小v。 (2)在金属圆柱内空间施加平行于导线MN向下的匀强磁场，如图2。已知磁感应强度为B, 若想让电子依旧全部打到圆柱面上，求导线单位时间辐射电子的总动能最小值P1。 (3)在金属圆柱内空间施加平行于导线MN向上的匀强电场，如图3。经数据分析发现，通 过接地线的电流1随着匀强电场强度E均匀变化，其图像如图4。若已知该图像的斜率绝对值 为k,求导线单位时间辐射电子的总动能P2。 答案第8页，共8页