北京市第十三中学2025-2026学年高三上学期12月测试物理试卷

北京市第十三中学2025~2026学年第一学期 高三物理12月测试 本试卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，第I卷第1页至第5页； 第Ⅱ卷第5页至第8页，答题纸第1页至第2页。共100分，考试时间90分钟。请在 答题纸第1页左侧密封线内书写班级、姓名、准考证号。考试结束后，将本试卷的答题 纸和答题卡一并交问。 第I卷（选择题共42分) 一、单项选择题(30分，共10小题，每小题3分) 1、如图所示，用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带电金属球靠近金属网，则下列 说法正确的是 A.箔片张开 B.金属球带电电荷足够大时才会张开 C.金属网罩内部电场强度为零 D.以上说法均不正确 2.在如图所示的xOy坐标系中，一条弹性绳沿x轴放置，图中小黑点代表绳上的质 点，相邻质点的间距为a。t=0时，=0处的质点Po开始沿y轴做周期为T、振幅 3 为A的简谐运动。仁二T时的波形如图所示。下列说法正确的是 4 A.0时，质点Po沿y轴负方向运动 Po P P2 P3 P4 Ps P6 P1 Ps Py :ET时，质点P4的速度最 1=0 C,卡2T时，质点R和户，相位相同 4 1=0 D.该列绳波的波速为8 3,牛顿认为物体落地是由于地球对物体的吸引，这种吸引力可能与天体间（如地球与月 球)的引力具有相同的性质、且都清足下仰。已知地月之间的距离，大约是地球半 径的60倍，地球表面的重力加速度为g,根据牛顿的猜想，月球绕地球公转的周期为 .30V R30mV层c.120mV月 D.12orV月 4.如图所示是一对不等量异种点电荷的电场线分布图，带电荷量火小分别为g和2g,两 点电荷间的距离为2，P、Q两点关于两电荷连线对称，静电力常量为k。由图可知 A,P、Q两点的电场强度相同 B.M点的电场强度小于A点的电场强度 C.右边的小球带电荷量为-2g D.两点电荷连线的中点处的电场强度太小为3任 5,如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等， 即U=U,实线为一带负电的质点仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹，P、 Q是这条轨迹上的两点，据此可知 A.三个等势面中，c的电势最高 B.带电质点通过P点的电势能比Q点大 C.带电质点通过P点的动能比Q点大 D.带电质点通过中点时的加速度比Q点小 6.利用如图所示电路研究某小型手持风扇的电动机性能。调节滑动变阻器R,测得风扇 运转时电压表示数为U,电流表示数为1；扇叶被卡住停止转动时，电压表的示数为 U2,电流表的示数为2且2>1。下列说法正确的是 A.电动机线圈电阻一 B,扇叶被卡住时，电流增大是因为电动机的线圈电阻变小 C.风扇运转时线圈发热功率P=仔·经 D.风扇运转时输出的机械功率P出=U1-U22 7.如图甲所示，在线圈1中通A电流1后，在2上产生的感应电流随时间变化的规律如 图乙所示，、2中电流的正方向如图甲中的箭头所示。则通入线圈中的电流1随时 间1变化的图像是如图中的 AA 品价 8,某学校新装了一批节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制，路灯的亮度可自动 随周围环境的亮度的改变而改变。如图为其内部电路简化原理图，电源电动势为E, ,内阻为，RG为光敏电阻（光照强度增加时A其阻值减小）。当随着傍晚到来光照逐渐 减弱时，则下列判断正确的是 A.A灯变暗，B灯变亮 B.电源内阻消耗的功率变大 《电源的效率变小 D.RG上电流的变化量大于Ro上电流的变化量 9:如图所示，正方形ABCD区域内存在竖直向上的匀强电场，质子 (H)和a粒子(H®)先后从A点垂直射入匀强电场，粒子 重力不计，质子从BC边中点射出，则 A.若初速度相同，α粒子从CL边离开 B.若初速度相同。质子和α粒子经过电场的过程中速度增量比头{：2 C若初动能相同，质子和α粒子经过电场的时间相佩 D.若初动能相同，质子和α粒子经过电场的过程中动能增量之比为1∶4 10如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，固定-一内 部真空且内壁光滑的圆柱形薄壁绝缘管道，其轴线与磁场垂直。管道横截面半径 为a,长度为l(>>a)。带电粒子束持续以某一速度v沿轴线进入管道，粒子在 磁场力作用下经过一段圆弧垂直打到管壁上，与管壁发生弹性碰撞，多次碰撞后 从另一端射出。单位时间进入管道的粒子数为n,粒子电荷量为+q,不计粒子的 重力、粒子间的相互作用，下列说法不正确的是 A.粒子在磁场中运动的圆弧半径为a ● B.粒子质量为B9 C.管道内的等效电流为ngna'v D,粒子束对管道的平均作用力大小为Bnql 二、多项选择题(12分，共4小题，每小题3分，少选得2分，错选得0分) 11.如图所示，半径为的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以 速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过△t时间从C点射出磁场，∠AOC为 120°。现将带电粒子的速度变为3，仍从A沿直径射入磁场，不计重力，则 .运动半径为√5， B.运动半径为万 C.粒子在磁场中运动时间变为2△ D.粒子在磁场中运动时间变为3△ 12.某静电场电势o在x轴上的分布如图所示，由图可知，下列说法正确的是 A.灯和处电场强度相同 B.1处电场强度比2处大 C.一x2到2之间有三处场强为零 D.负电荷从x1移动到x2,电势能增大 13、电磁炮是将电磁能转化成动能的装置。我国电磁炮曾在坦克 登陆舰上进行了海上测试，据称测试中弹丸以2580m/s的出可 速度，击中了220km外的目标。如图是“电磁炮”模型的原 腔 理结构示意图，光滑水平平行金属导轨M、N的间距=0.2m, 电灏 电阻不计，在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小 B=1×10T。装有弹体的导体棒ab垂直放在导轨M、N上的最左端，且始终与导轨接 触良好，导体棒ab(含弹体)的质量m=0.2kg,在导轨M、N间部分的电阻R=0.82, 可控电源的内阻=0.22。在某次模拟发射时，可控电源为导体棒ab提供的电流恒为 =4x10A,不计空气阻力，导体棒ab（含弹体)由静止加速到4kms后发射。则 A.其他条件不变，若弹体质量变为原来的2倍，射出速度将变为原来的 B.其他条件不变，若水平金属导轨的长度变为原来的2倍，加速时间将变为原来的√2 倍 C.其他条件不变，若磁感应强度大小B变为原米的2倍，时出速度将变为原米的2 倍 D.该过程系统产生的焦耳热为1.6X105J 4 14.我国霍尔推进器技术世界领先，其简化的 放电通道Q 工作原理如图所示。放电通道两端电极间存 E 0 在一加速电场，该区域内有一与电场近似垂 YeO 直的约束磁场（未画出)用于提高工作物质 阳极 阴极 被电离的比例。工作时，工作物质氙气进入 放电通道后被电离为氙离子，再经电场加速喷出，形成推力。某次测试中，氙 气被电离的比例为95%，氙离子喷射速度为1.6×10ms,推进器产生的推力为 80mN。已知氙离子的比荷为7.3×105C/kg:计算时，取氙离子的初速度为零，忽 略磁场对离子的作用力及粒子之间的相互作用，则 A.氙离子的加速电压约为175V B.氙离子的加速电压约为700V C.氙离子向外喷射形成的电流约为37A D.每秒进入放电通道的氙气质量约为5.3X10kg 第Ⅱ卷（共58分） 三、实验题（共18分） 15.在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图1所示连接电路。电源电动 势为6.0V,内阻可以忽略。单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段 时间后，把开关再改接2。实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。 接计算机 电流 传感器 0.22 4 6 8 图1 、图2 (1)开关S改接2后，电容器进行的是」 (选填“充电”或“放电”)过程。 如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则此过程的一t曲线与坐标轴 所围成的面积将 (选填“减小”、“不变”或“增大”)。 (2)若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量Q3.45×10℃，则该电 容器的电容为 uF。 (3)关于电容器在整个充、放电过程中的g一1图像和UBt图像的人致形状，可能正 确的有 一（g为电卷器极极所带的电荷量，UAB为A、B两板的电势差)。 UAB UAB B 16. 欲测量一个未知电阻Rx的阻值。 (1)某同学先用多用表欧姆“×10”挡粗测。测量中，表盘指针位置如图()，其示 数为 2 0 空a女 ta mA T 0.8 rnp 042 5000N A 2300nW 0 10.020.0专mA 图(a) 图(6) (e) (2)为了准确测出x的阻值，实验室提供了以下器材： A.电池组（电动势3V,内阻很小）： B.电流表（量程100mA,内阻rA约12）： C.电流表（量程25mA,内阻r2=42): D.电流表（量程1mA,内阻r%3=100n): E.电阻箱（阻值09999.92）： F.滑动变阻器（阻值0~102）： G.开关一只，导线若干。 ①根据提供的器材，该同学设计了图(b)所示的电路。其中，A!表应选 (填 器材序号字母)。 ②要使图(b)所示虚线框中改装后的电表的量程为3V,A2表应选 (填 器材序号字母)，且该同学应将电阻箱接入电路的电阻调到 ③完成以上工作后，该同学在实验中测出了多组A1表和A2表的示数和2，由 这些数据得到了图(c)所示的2~图像。利用图像求得被测电阻的阻值为Rx 2(结果取3位有效数字)。 6 四、计算题(40分)（解题要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案） 17.如图装置可用来研究电荷间的相互作用，带 电球A静止于绝缘支架上。质量为m,电荷 量为g的带电小球B用长为L的绝缘轻绳悬 挂，小球处于静止状态时绳与竖直方向的夹 角为0（此时小球B受的电场力水平向右， 小球体积很小，重力加速度用g表示)。求： (1)小球B所受静电力的大小F; (2)带电球A在小球B所在处产生的电场强度的太小B: (3)由于漏电，A的电荷量逐渐减小至零，与此同时小球B缓慢回到最低点，求此过 程中电场力对B做的功W(不计其他能量损失)。 18.如图所示，两根平行光滑金属导轨MW和PQ放置在水平面内，其间距0.2m,磁 感应强度B=0.5T的匀强磁场垂直轨道平面向下，两导轨之间连接的电阻R=4.82,在 导轨上有金属棒ab,其电阻=022，金属棒与导轨垂直且接触良好，如图所示， 在ab棒上施加水平拉力使其以速度-0.5m/s向右匀速运动，设金属导轨足够长。求： (1)金属棒ab产生的感应电动势： (2)通过电阻R的电流大小和方向； X BX (3)金属棒a、b两点间的电势差。 19.如图甲所示，圆盒为电子发射器，厚 度为h,M处是电子出射口，它是宽度 为d、长为圆盒厚度的狭缝。其正视截 D 面如图乙所示，D为绝缘外壳，整个装 置处于真空中，半径为a的金属圆柱A 可沿半径向外均匀发射速率为。的低 能电子：与A同轴放置的金属网C的 半径为b。不需要电子射出时，可用磁 场将电子封闭在金属网以内：若需要低 能电子射出时，可撤去磁场，让电子直 伊 乙 接射出；若需要高能电子，撤去磁场， 并在A、C间加一径向电场，使其加速后射出。不考虑A、C的静电感应电荷对电子 的作用和电子之间的相互作用，忽略电子所受重力和相对论效应，己知电子质量为m, 电荷量为e。 (1)若需要速度为@(k>1)的电子通过金属网C发射出来，在A、C间所加电压U 是多大？ (2)若A、C间不加电压，要使由A发射的电子不从金属网C射出，可在金属网内环 形区域加垂直于圆盒平面向里的匀强磁场，求所加磁场磁感应强度B的最小值： (3)若在C、A间不加磁场，也不加径向电场时，检测到电子从M射出形成的电流为 I,忽略电子碰撞到C、D上的反射效应和金属网对电子的吸收，以及金属网C与 绝缘壳D间的距离，求圆柱体A发射电子的功率P。 20.我们知道：电流周围有磁场。图1所示为环形电流周围磁场的 分布情况。根据电磁学理论可知，半径为R、电流强度为I的环 形电流中心处的磁感应强度大小B=k,其中k为已知常量。 (1)正切电流计是19世纪发明的一种仪器，它可以利用小磁针 的偏转来测量电流。图2为其结构示意图，在一个竖直放置、 图1 半径为r、匝数为N的圆形线圈的圆心O处，放一 线圈 小磁针 个可以绕竖直轴在水平面内转动的小磁针（带有分 度盘)。线圈未通电流时，小磁针稳定后所指方向与 地磁场水平分量的方向一致，调整线圈方位，使其 与静止的小磁针处于同一竖直平面内。给线圈通上 待测电流后，小磁针偏转了α角。已知仪器所在处 图2 地磁场的磁感应强度水平分量犬小为B。求： a.待测电流在圆心O处产生的磁感应强度Bo的大小。 b.待测电流I的大小。 (2)电流的本质是电荷的定向运动，电流可以产生磁场意味着运动的电荷也可以产 生磁场。如图3所示，一个电荷量为q的点电荷以速度v运动，这将在与速度垂 直的方向上、与点电荷相距为d的A点产生磁场。请你利用上面电流产生磁场的 规律，自己构建模型，求出该点电荷在此时的运动将在A点产生的磁场的磁感应 强度大小BA。 9 图3 8