北京市海淀区2025-2026学年高三上学期期末考试物理试题

海淀区2025一2026学年第一学期期末练习 高三物理 2026.01 本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题纸上，在试卷上作答无 效。考试结束后，将本试卷和答题纸一并交回。 第一部分 本部分共10题，每题3分，共30分。在每题给出的四个选项中，有的题只有一个选项是正 确的，有的题有多个选项是正确的。全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0 分。把正确的答案填涂在答题纸上。 1.如图1所示，三个同心圆是带正电的点电荷周围的三个等势面，同一条电场线上的A、B、C三 点分别位于三个等势面上，其电场强度的大小分别为E4、E、Ec, A、B两点间的电势差为UAB,B、C两点间的电势差为UC。已知 三个圆的半径关系为rc一"g=rB一rA。下列判断正确的是 A.E>EB>Ec B.E=EB=Ec C.U4B=UBC D.UB>UBC 图1 2.某理想变压器的原线圈接在如图2所示的正弦式交流电源上，副线圈接一个阻值为10Ω的电阻。 已知原、副线圈的匝数之比为11：5，下列说法正确的是 AuNV A.原线圈两端电压的有效值为220V2V 220V2 B.副线圈中电流的有效值为10A 0 t10-2s) C.变压器的输入功率为1×103W -220√2 D.经过1min,电阻上产生的热量为6×103J 图2 3.铁芯上绕有两个线圈M和N,如图3所示。为了能使线圈N中产生感应电流，在线圈M中通入 的电流i随时间t的变化关系可以是图4中的 铁芯 接电源 M 接电流表 图3 图4 高三年级（物理)第1页（共8页) 4.在图5所示的电路中，电源电动势E=12V、内阻P=12,电阻R1=12、R2=62,电动 机的额定电压UM=6V、线圈电阻R=0.52。闭合开关S后，电动机正常工作，下列说法正 确的是 A.通过R,的电流为3A M B.通过电动机的电流为12A C.电动机的输出功率为10W 图5 D.电源的输出功率为27W 5.利用如图6所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电 源，R为定值电阻，C为电容器。t=0时，先将开关S与1端 相连，一段时间后再将开关S掷向2端。图7所示的电容器两极 板间的电势差Upo和电阻R两端的电势差Uw随时间t的变化关 图6 系，可能正确的是 图7 6.如图8所示，倾角一定的两根平行且粗糙的金属导轨固定在水平面上，两导轨的顶端接有电源 和滑动变阻器R。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中（图中未画出)。有一金属杆ab在导 轨上保持静止。下列判断正确的是 A.增大R,接人电路中的阻值，金属杆b受到的支持力一定变大 B.减小R,接入电路中的阻值，金属杆ab受到的静摩擦力一定变大 C.增大R,接入电路中的阻值，导轨对金属杆ab的作用力一定变大 D.仅将电源正负极对调，金属杆ab仍可能保持静止 图8 7.如图9所示，光滑水平面上的正方形导线框abcd,以水平向右的初速度进入竖直向下的匀强 磁场并最终完全穿出。线框的边长小于磁场宽度，线框在进和出磁场的两个过程中，下列说 法正确的是 A.线框中电流均沿逆时针方向 B.线框所受安培力的方向相同 C.线框中所产生的焦耳热相同 D.线框中b点电势均高于c点电势 图9 高三年级（物理)第2页（共8页) 8.如图10所示，一块长为α、宽为b、高为c的长方体金属导体器件中通有从左表面流向右表 面的恒定电流1（电流方向与左、右表面垂直）。导体内的自由电 子数密度（单位体积内的自由电子数）为n。在空间中施加一个 上表面P 磁感应强度大小为B、沿x轴负方向的匀强磁场，稳定时，导体 右 表 表 上、下表面的电势分别为pp、pM,下列说法正确的是 面 面 A.pOM B.若仅增大电流L,则|pp一PM保持不变 下表面M C.自由电子定向移动的速率为一pd Bc 图10 D.若仅将导体绕z轴旋转一定角度（小于90°)，则1Pp一PM将变小 9.空间中存在一方向未知的匀强电场。一质量为m、电荷量为9的带负电的小球，从竖直平面 内a点以速度v,沿水平方向抛出后，先、后经过同一竖直平面内的b、c两点，其中a、c两 点在同一条竖直线上。小球运动至b点时的速度方向竖直向下，其大小为。已知重力加速 度g,不计空气阻力，下列说法正确的是 A.小球从a点运动至b点的时间小于其从b点运动至c点的时间 B.电场强度的最小值为肾 C.小球运动至c点时的速度大小为√2 D。小球从a点运动至c点的整个过程中，其动能的最小值为m 10.自由电子激光器是把电子束的能量转换成相干辐射的激光器，其核心部件之一是扭摆磁 铁。如图11所示，扭摆磁铁由沿y方向周期性交错排列的2n对、宽度均为a的永磁体 组成(>10)。电子经加速后，以不同的速度从坐标原点O射入xOy平面，在周期性磁 场力作用下，部分电子沿y方向前进的同时在x方向上做小幅摆动并辐射电磁波。电子运 动情况相同时，辐射的电磁波相位相同。已知磁场沿z方向的分量B.随y的变化关系为 B,=B,sin(:y）,电子的质量为m、电荷量为e。仅考虑B,对电子的作用，忽略电子质 量和速率的变化。下列说法正确的是 A.在y=0到y=a范围内，电子做匀速圆周运动 B.电子运动过程中，若经过点（0，a,0),则一定会经过点（0,2a,0) C.一个电子穿过扭摆磁铁的时间为2πmm eBo D.沿y方向相距为2a的两个电子，辐射的电磁波相位一定相同 42 NSNS NS NSNS NS N S S NSNSNSNS NS NS N NSNSNSNS N S N S N S -a- 图11 高三年级（物理）第3页（共8页) 第二部分 本部分共8题，共70分。 11.（5分)多用电表可用来测量电流、电压和电阻。 30 100 .cc 0mmmmmnnnnn 100 150 20 0 图12 (1)用多用电表的欧姆挡测量一阻值约为2kΩ的电阻，应把选择开关旋转到 (选填 “×1k”或“×100”)位置，经过正确的操作后，表针位置如图12所示，其对应的阻值 是 o (2)用多用电表的直流电流挡测量电流时，红表笔的电势 黑表笔的电势；用多用电 表的直流电压挡测量电压时，红表笔的电势 黑表笔的电势。（选填“高于”或 “低于”) (3)某同学用电池、开关和灯泡组成如图13所示的电路。闭 fonl Ine 合开关，发现灯泡不发光。该同学在闭合开关且不拆开导 线的情况下，用多用电表直流电压挡进行电路故障检测。 他将红表笔接a,黑表笔分别试触b、c、d、e、f,检测结 0, 果如下表所示。 图13 试触 b c e 示数 接近1.5V 接近1.5V 0 0 0 若电路中仅有一处故障，则故障可能是 A.开关接触不良 B.灯泡断路 C.f处接触不良 12.（10分)某实验小组利用下列器材测量某种金属丝的电阻率，金属丝的阻值约为9Ω。 30 25 20 风支 15 图14 图15 图16 高三年级（物理)第4页（共8页) 除了导线和开关外，还有以下器材可供选择： A.电源电动势E=3.0V,内阻不计 B.电压表V（量程0~3V,内阻约3k2) C.电流表A(量程0~0.6A,内阻约0.12) D.滑动变阻器R(最大阻值52，额定电流3A) E.滑动变阻器R2(最大阻值2002，额定电流1.25A) (1)为了调节方便，滑动变阻器应选用 。（选填选项前的字母) （2)请根据图14补充完成图15中实物间的连线： (3)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图16所示，其读数为 D=」 mm (4)该小组测得金属丝接入电路的有效长度、直径D、电阻R,由此得出金属丝的电阻率 p= 。（用L、D和R表示) (5)该小组又设计了如图17所示的另一种实验方案测量该金属丝的电阻率。 U 2 Ro U 图17 图18 该小组按规范操作完成了实验器材的连接。在测量过程中，先闭合开关S。,再将 S与1端相连，电压表读数记为U；然后将S与2端相连，电压表读数记为U,。改变滑 动变阻器的阻值，重复上述实验步骤记录多组电压值，作出U,一U,图像，如图18所 示。已知图线的斜率为k,金属丝接入电路的有效长度为L、直径为D,定值电阻的阻 值为R。不考虑电压表内阻的影响，可求得金属丝的电阻率ρ= 。（用L、D、 R,和k表示) 13.（8分)如图19所示，交流发电机的矩形金属线圈abcd处于磁感应强度B=0.04T的匀强 磁场中。线圈面积S=0.1m2、匝数n=100（图中只画出1匝)、总电阻r=202,线圈可 绕垂直于磁场且过bc和ad边中点的转轴OO'以角速度w=300rad/s匀 速转动。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F焊接在一起， 并通过电刷与阻值R=1002的定值电阻连接。电路中其他电阻忽略不 计。求： (1)线圈中感应电动势的最大值Em (2)线圈中电流的有效值1。 R (3)电阻R上的发热功率P。 图19 高三年级（物理）第5页（共8页) 14.（8分)如图20所示，有两个相同的平行金属极板水平正对放 置，OO'为平行于极板的中线。两极板间的距离为d,极板长度 为L。两极板间的电压恒定，其间的电场可看作匀强电场。一带 00一 正电粒子以初速度)沿OO射入电场，并恰能从上极板边缘射 出。不计粒子所受重力 (1)求粒子在两极板间运动的时间t。 图20 (2)求粒子在两极板间运动的加速度大小a。 (3)当粒子的水平位移为二时，若撤去电压，求粒子从极板间射出时偏离00的距离y。 15.(8分)如图21所示，在y≥0区域存在垂直纸面向外的匀强 磁场。一质量为m、电荷量为g的带负电粒子，从x轴上的P B ·· 点以与x轴正方向成30°的速度)垂直磁场射入，经过y轴上 的M点时，速度垂直于y轴，最终从x轴上的N点（图中未 。。30°。 画出)射出磁场。已知OP=a。不计粒子所受重力。求： OP (1)磁场的磁感应强度大小B。 图21 (2)粒子从P点运动到M点所用的时间t。 (3)粒子从P点运动到N点的过程中，其动量变化量的大小△p及方向。 16.(9分)图22所示是用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈。在线圈中通人变化的电流， 就会在炉内的金属中产生涡流，涡流产生的热量使金属熔化。冶炼炉的工作原理可简化成如 图23所示的模型，将冶炼炉内的金属块视为一个材质均匀的圆柱体。在某次加热过程中，线 圈中的电流i随时间t均匀增大，即i三kt,在炉内产生的磁场可视为匀强磁场（图中未画 出)，其磁感应强度的大小B=飞、方向与圆柱体轴线平行，磁场截面圆心与圆柱体截面圆心 重合。圆柱体可看作由一系列同轴圆柱状薄 壳组成，每层薄壳自成一个闭合回路，各回 路间互不影响。k和k均为已知常量。研究 半径为r、厚度为△r(△r≤r)的薄壳。 (1)求薄壳回路中的感应电动势E。 (2)已知圆柱体高为h,电阻率为p。 a.求薄壳沿感应电流方向的电阻R。 图22 图23 b.求薄壳内的感应电流I。 c.经典物理学认为，金属导体中自由电子在定向移动过程中会受到与其定向移动方向 相反的阻力。已知电子的电荷量为。当薄壳中形成稳定的电流时，论证某一自由电 子定向移动过程中受到的阻力大小f∝，并确定α的值。 高三年级（物理)第6页（共8页) 17.(10分)兰州重离子加速器是我国首台大型重离子加速器，其核心装置是回旋加速器。不考虑 粒子所受重力和粒子间的相互作用。 (1)回旋加速器的工作原理如图24所示，置于真空中的两个D形金属盒半径均为R,磁感 应强度大小为B的匀强磁场与盒面垂直，在狭缝间加上周期性变化的交变电压。一质量 为m、电荷量为g的带正电的粒子从中心位置O处飘入狭缝， 其初速度可视为0。交变电压的周期与带电粒子在磁场中的运 R 动周期相同。若忽略粒子穿过狭缝的时间，不考虑相对论效 区××××冈 应。求： a.交变电压的周期T。 图24 b.粒子加速后可获得的最大动能E。 (2)当粒子速度很大时，必须考虑相对论效应。粒子的质量随着速度的增加而增大，质量的 物 变化会导致其回转周期的变化，从而破坏了与电压变化周期的同步。为解决这一问题， 某同学设计了随粒子运动半径变化的非匀强磁场。 .为了保持粒子回转周期与电压变化周期的同步，随粒子运动半径增大，磁感应强度应 越来越 (选填“大”或“小”)。 如图25所示，现有甲、乙两种可供选择的非匀强磁场设计方案，可代替图24中 的匀强磁场，你认为 （选填“甲”或“乙”)方案可能符合设计要求。 甲 7 图25 b.在上述非匀强磁场中，除沿z轴方向的分量B,外，还存在垂直于z轴的径向分量B, (B,=kz引，k为常量)，会对加速粒子的运动产生影响。实际从中心位置O处垂直 于磁场方向入射的粒子束，在z方向有很小的宽度。该粒子束在运动过程中，其宽 度将 (选填“变宽”“不变”或“变窄”)，请说明理由。 高三年级（物理）第7页（共8页）》 18.(12分)如图26所示，真空中有一长直细金属导线OO',与导线同轴放置一高为H的金属圆 柱面。假定导线OO'沿径向均匀射出电子，单位长度导线单位时间内射出的电子数恒为。 已知电子的电荷量为。忽略电子间的相互作用和电子所受重力。 金属圆柱面 b Uab 图26 图27 图28 (1)将导线OO'与圆柱面看作一个电容器，导线发射电子前电容器不带电。经过一段时间t (t远大于电子从导线运动到圆柱面的时间)，导线OO'与圆柱面间电势差恰好达到最大 值。假设射出的电子动能均为Eo,求： a.导线O0'与圆柱面间电势差的最大值Um。 b.电容器的电容C。 (2)如图27所示，将圆柱面通过一个可调电阻R与大地相连，同时使导线OO'与大地相连 (图中未画出)。假设射出的电子动能在0~E0之间均匀分布。 a.当电阻R的阻值为R,时，电流达到稳定后，求流过电阻的电流Io。 b.改变电阻R的阻值，稳定后，流过电阻的电流I和其两端的电势差U均改变。请写 出1与U的关系式，并在图28中画出I一U的图线。 高三年级（物理)第8页（共8页) 海淀区2025一2026学年第一学期期末练习参考答案 高三物理 2026.01 第一部分共10题，每题3分，共30分。在每题给出的四个选项中，有的题只有一个选 项是正确的，有的题有多个选项是正确的。全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或 不答的得0分。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案AD BC BCD ACD BC D BD CD D B 第二部分 共8题，共70分。 11.(5分) (1)×1001800 (2)高于高于 (3)B 12.(10分) (1)D (2)如答图1 (3)0.730(0.7280.732) (4) πD2R 4L (5) kπD2R0 4L(1-K) 答图1 13.(8分) (1)线圈产生感应电动势的最大值 Em=nBSo 得 Em=120V (2)根据闭合电路欧姆定律可知，线圈中感应电流的最大值 Em Im二R+r 线圈中电流的有效值 1=后 得 I=0.7A (3)电阻R上产生的发热功率 P=I2R 得 P=50W 14.(8分) (1)在平行极板方向，粒子做匀速直线运动 在两极板间飞行的时间为t=马 (2)在垂直于极板方向，粒子做初速度为0、加速度为α的匀加速直线运动，粒子恰 能从上极板边缘射出，有 d I 2=2m 得 (3)撤去电压前、后，在平行极板方向，粒子均做匀速直线运动，在垂直于极板方向， 粒子分别做初速度为0、加速度为α的匀加速直线运动和匀速直线运动。 设撤去电压前、后，粒子运动的时间分别为、t2,垂直极板方向的距离分别 为y1和y2,撤去电压时，粒子垂直极板方向的速度为。 根据运动学公式，有 4=2=号 y=at? v,ati y2=Uyt2 得 y=ntn=d 15.(8分) (1)设粒子做匀速圆周运动的半径为”，由几何关系可知 r=2a 由牛顿第二定律 qoB-mr 得 B=mo 2aq (2)设粒子做匀速圆周运动的周期为T,从P点运动至M点过程中，粒子在磁场中转过 的角度为6， 由几何关系可知 0=150° 根据 T=2πr 又 t=360T 得 t5πa 30 (3)设粒子运动至N点时速度的方向与x轴正方向的夹角为0， 如答图2所示。 由几何关系可知 8=30 x方向动量变化为 Apx=mucos0'-mucos0=0 y方向动量变化为 △p,=-musin0-wsin0 30°， N 得 △p=-o 答图2 所以动量变化量的大小为，方向沿y轴负方向。 16.(9分) 2