北京市2025-2026学年高三下学期7月期末物理试题

**基本信息** 高三物理期末卷聚焦电磁学核心，以石墨烯载流子测量、电动汽车制动等真实情境为载体，融合物理观念与科学思维，实现基础巩固与创新应用的梯度考查。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|14题/42分|电场性质、磁场应用、电磁感应|结合反天刀鱼电场、涡流探伤等情境，考查科学推理| |填空题|2题/18分|电阻率测量、多用电表使用|注重实验操作与数据处理，体现科学探究| |解答题|4题/40分|带电粒子运动、电磁制动、能量回收|以电动汽车、玩具车驱动为背景，综合动量与能量，凸显科学态度与责任|

期末质量检测 高三物理试卷 （考试时间90分钟 满分100分） 一、本题共10小题，每小题3分，共30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．对于电场的认识，下列说法正确的是 A．处于静电平衡的导体是等势体，导体表面是等势面，但导体表面的场强可能不同 B．电场中，场强方向是指电势降落的方向 C．A、B两点间的电势差等于将正电荷从A移到B点时静电力所做的功 D．电势的大小由电场的性质决定，与零电势点的选取无关 2．生活在尼罗河的反天刀鱼，它的器官能在其 周围产生电场，电场线分布如图所示，M、N、 P为电场中的点。下列说法正确的是 A．M点电场强度小于N点电场强度 B．M点电势大于N点电势、大于P点电势 C．某带电小颗粒只在电场力作用下从N点沿虚线轨迹运动到M点，电场力对小颗粒做正功 D．某带电小颗粒只在电场力作用下从M点由静止释放，带电小颗粒将沿电场线做匀加速直线运动 3．图甲所示是工业上探测物件表面层内部是否存在缺陷的涡流探伤技术的原理图．其原理是用通电线圈使物件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流的改变，从而获得物件内部是否断裂及位置的信息．如图乙所示的是一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来的跳环实验装置，将一个套环置于线圈L上且使铁芯穿过其中，闭合开关S的瞬间，套环将立刻跳起．对以上两个实例的理解正确的是     A．涡流探伤技术运用了电流的热效应，跳环实验演示了自感现象 B．能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料 C．以上两个实例中的线圈所连接的电源都必须是交流电源 D．以上两个实例中的线圈所连接的电源也可以都是稳恒电源 4．如图所示，半径为R的圆形区域内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。一带电粒子从图中P点以速度v沿直径方向射入磁场，经磁场偏转后从Q点射出磁场。忽略粒子的重力，下列说法正确的是 A．粒子带负电 B．粒子的比荷为 C．粒子在磁场中运动的轨迹长度为 D．若圆形区域半径和圆心位置可变，要实现带电粒子从P点射入，仍从Q点射出，则圆形磁场的最小面积为 5．如图1为某电场中的一条电场线。以O点为原点，向右为正方向建立x轴，发现电场线上从O点到A点场强E变化如图2所示，x1为A点坐标值，把电荷量为q的点电荷从O点移到A点（E0、E1为已知量），则下列说法正确的是 A．该电场为匀强电场 B．点电荷从O点到A点，电势能一定增加 C．O、A间电势差为 D．在O、A间移动该电荷，使其沿电场线 方向移动时，电场力所做的功最小 6．我们可以用某型号脂肪测量仪（如图甲所示）来测量脂肪率。体液中含有钠离子、钾离子等金属离子而呈现低电阻，而体内脂肪几乎不导电。脂肪测量仪根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例，模拟电路如图乙所示。测量时，闭合开关S，测试者两手分别握两手柄A、B，则 A．体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电流表示数较大，电压表示数较小 B．体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电源效率高 C．体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电源输出功率大 D．当A、B间电阻逐渐增大时，电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值的绝对值变小 7．如图所示，水平面内有一边长为0.2m的正方形单匝线圈abcd，线圈由粗细均匀的同种材料制成，线圈的电阻为，bc边与匀强磁场边缘重合。磁场的宽度等于线圈的边长，磁感应强度大小为0.5T。在水平拉力作用下，线圈以8m/s的速度向右匀速穿过磁场区域。下列说法正确的是 A．线圈进入磁场过程中bc边的电流方向由b指向c B．线圈离开磁场过程中b点电势低于c点电势 C．线圈穿过磁场区域过程中克服安培力做功为0.16J D．线圈穿过磁场区域过程中感应电流在bc边产生的焦耳热为0.08J 8．为研究电容器在不同状况下的充电特性，某兴趣小组采用如图甲所示电路，分别用不同的电阻与某一电容器串联进行充电实验，实验得到三次充电中电容器的电荷量q与时间t变化的图像分别如乙图中①②③所示，且第一次充电时电容器两端的电压u随电荷量q变化的图像如图像丙所示，用C表示电容器的电容，R表示与电容器串联的电阻阻值，E表示电源的电动势（内阻可忽略），则下列说法正确的是 A．第二次充电时电容器两端的电压U随电荷量q变化的图线比丙图中图线更陡 B．①②两条曲线表示最终q不同是由于R不同而引起的 C．第二次充电过程中t1时刻比t2时刻电流大 D．②③两条曲线形状不同因为R不同引起的，R3大于R2 9．在无限长通电直导线周围某点产生的磁感应强度B与距离r的一次方成反比，可表示为。现有一半径为R的薄壁长圆筒如图1，其壁上通有电流I0，在筒内侧磁感应强度处处为0，筒外侧磁场可等效为一位于圆筒中心电流强度为I0的长直导线所产生，则 A．若电流变为2I0时，圆筒侧壁单位面积 受到的压力变为原来的2倍 B．如图2，若在圆筒外侧同轴心放置一逆时针的圆形电流，则圆形电流受到圆筒的吸引力C．如图3，若在圆筒轴线放置一反向电流也为I0长直细导线，则圆筒左侧壁对细导线的作用力向左 D．如图3，若在圆筒轴线放置一反向电流也为I0长直细导线，则圆筒侧壁单位面积受到直导线的作用力大小为 10．石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状结构的新材料，其导电能力远超银和铜等传统材料。现设计一电路测量石墨烯样品的载流子（自由导电粒子）浓度，为单位面积上的载流子个数。该载流子的电性及所带电荷量均与电子相同。 图甲为测量原理图，长为、宽为的石墨烯材料垂直于磁场放置，P、Q、M、N为电极。电极P、Q间通以恒定电流，电极M、N间产生大小为的霍尔电压。改变磁场的磁感应强度，测量霍尔电压，获得多组数据，得到关系图线如图乙所示。已知某次测量中所通电流大小，元电荷。下列说法正确的是 A．石墨烯与半导体的导电能力相当 B．电极的电势比电极的电势高 C．图乙中图线的斜率 D．该样品的载流子浓度约为个 二、本题共4小题，每小题3分，共12分。在每小题列出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对得3分，选对但不全得2分，错选不得分。 11．关于下列四幅图，说法正确的是 A．图甲所示的磁场能产生电磁波 B．图乙所示的电磁振荡电路，电容器刚要放电时，线圈中的电流最大 C．图丙为电感式传感器，物体1带动铁芯2向右移动时，线圈自感系数变小 D．图丁中，仅增大狭缝间的加速电压，同一粒子射出回旋加速器时的动能增大 12．如图甲所示，“火灾警报系统”电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为20：1，原线圈接入图乙所示的电压，电压表和电流表均为理想交流电表，R0为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，R1为滑动变阻器，当通过报警器的电流超过某值时，报警器将报警，下列说法正确的是 A．电压表的示数为5V B．要使报警器报警的临界温度升高，可将R1的滑片P适当向上移动 C．R0处出现火情时，电压表的示数减小 D．R0处出现火情时，电流表的示数减小 13．如图甲，竖直平面中有平行于该平面的匀强电场，长为的绝缘轻绳一端固定于点，另一端连接质量为、带电量为的小球，小球绕点在竖直面内沿顺时针方向做完整的圆周运动。图中为水平直径，为竖直直径。从A点开始，小球动能与转过角度的关系如图乙所示，已知重力加速度大小为，则 A．为电场的一条等势线 B．该匀强电场的场强大小为 C．轻绳的最大拉力大小为 D．轻绳在两点拉力的差值为 14．电磁制动是一种利用电磁感应产生的电磁力来制动的技术，广泛应用于各种机械设备中。如图甲所示为一竖直下降的电梯内电磁制动系统核心部分模拟原理图，“日”字形导线框始终处于竖直平面内，线框水平部分，电阻均为，PQ与间距均为，线框竖直部分电阻不计，线框总质量；线框下方有垂直纸面向外的有界匀强磁场，场强大小，磁场高度，上下边界水平，导线框以初速度进入磁场，流过MN的电流与下降路程s的关系如图乙所示（部分），不计空气阻力，重力加速度g取。求（　　） A．线框刚进入磁场时，MN边中电流的方向 B．线框刚进入磁场时，线框的速度 C．PQ边刚进入磁场时，线框的加速度a= D．线框MN边穿越磁场的过程MN边产生的焦耳热 三、本题共2小题，共18分。把答案填在答题纸相应的横线上。 15．（10分）小组同学进行了如下电学实验。 实验一 测量某金属丝（阻值约十几欧姆）的电阻率 现有实验器材：螺旋测微器、米尺、电源E、电压表（内阻非常大）、定值电阻（阻值）、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图（a）是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空： （1）实验时，先将滑动变阻器R接入电路的电阻调至最大，闭合S （2）将K与1端相连，适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻，此时电压表读数记为，然后将K与2端相连，此时电压表读数记为。由此得到流过待测金属丝的电流I= ，金属丝的电阻 。（结果均用、、表示） （3）继续微调R，重复（2）的测量过程，得到多组测量数据，如下表所示： （） 0.57 0.71 0.85 1.14 1.43 （） 0.97 1.21 1.45 1.94 2.43 （4）利用上述数据，得到金属丝的电阻。 （5）用米尺测得金属丝长度。用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径，某次测量的示数如图（b）所示，该读数为 mm。多次测量后，得到直径的平均值恰好与d相等。 （6）由以上数据可得，待测金属丝所用材料的电阻率 。（保留2位有效数字） 实验二 练习使用多用电表 某同学正确测量了一个阻值大约是20Ω的电阻，如图1所示。 （1）该同学继续测量一个阻值大约是的电阻，用红、黑表笔接触这个电阻的两端之前，应进行哪些操作，请选出必要的操作并写出正确的顺序_____（选填选项前的字母）。 A．将红表笔和黑表笔短接 B．把选择开关旋转到“”位置 C．把选择开关旋转到“”位置 D．调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点 （2）在（1）中调节选择开关换挡后，将红、黑表笔短接，发现此时表头的指针指向图1中欧姆零点的右侧。为了解释该现象，此同学查阅欧姆表的内部电路原理图，如图2所示。请结合电路图，分析出现该现象的原因。 16. （8分）某中学兴趣小组自制了“水果电池”，甲、乙两名同学通过实验测量电池的电动势（约0.8V）和内阻（约2kΩ）。 （1）甲同学借助以下器材进行实验： A、微安表G1（量程为50μA，内阻为8kΩ）；B、微安表G2（量程为500μA，内阻约为500Ω）； C、电压表V（量程为3V）； D、滑动变阻器R1（0~1kΩ）； E、滑动变阻器R2（0~20Ω）； F、定值电阻R01（阻值为250Ω）； G、定值电阻R02（阻值为10kΩ）； H、开关、导线若干。 ①为了把微安表G1改装成合适的电压表，应选择定值电阻R02，实验时滑动变阻器应选择______。（填写器材前的字母） ②图为甲同学画出的实验电路图，用完好的导线按电路图连接好仪器，闭合开关S后，发现G1表正常偏转，无论怎么调节滑动变阻器，G2表均无示数，请写出电路故障可能的原因是________。（假设该电路中只存在一处电路故障） （2）乙同学利用量程合适的电压表和电流表进行实验，分别采用了两种不同的电路接法，如图（a）、（b）所示，图（a）中，考虑到电表的内阻影响，则该测量造成的系统误差的原因是________；把两个实验电路测量出的电压和电流数据描绘在同一个U-I图内，如图（c）所示。根据图像坐标信息可以修正该实验的系统误差，则修正后这个水果电池的电动势E=_____，内阻r=____。（结果用U1、U2、I1、I2、R0中的字母表示） 四、本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。把解答过程填在答题纸相应的空白处。 17．（9分） 一种测定电子比荷的实验装置如图所示。真空玻璃管内阴极发出的电子经阳极与阴极之间的高压加速后，形成一细束电子流，以平行于平板电容器极板的速度进入两极板、间的区域，若两极板、间无电压，电子将打在荧光屏上的点。已知、间的距离为。若在两极板间施加电压的同时施加一个方向垂直于纸面向外、磁感应强度为的匀强磁场，电子仍能打在荧光屏上的点。 （1）求电子进入、间的速度大小； （2）若撤去C、D两极板间电压，只保留磁场，电子束将射在荧光屏上某点，若已知电子在磁场中做圆周运动的半径，求电子的比荷； （3）若撤去C、D两极板间的磁场，只在两极板、间施加电压，则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的点；已知极板的长度为，极板区的右侧边缘到荧光屏的距离为，点到点的距离为。求电子的比荷。 19．（9分） 如图1所示，真空中有一长直细金属导线，长为，与导线同轴放置一半径为高也为的金属圆柱面，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。已知电子质量为，电荷量为。不考虑出射电子间的相互作用。 （1）若导线单位时间发射电子的总动能为。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。 （2）在金属圆柱内空间施加平行于导线向下的匀强磁场，如图2。已知磁感应强度为，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。 19. （10分） 某国产品牌的电动汽车配备了基于电容器的制动能量回收系统，它有效地增加了电动汽车的续航里程。 其工作原理为踩下驱动踏板时电池给电动机供电，松开驱动踏板或踩下刹车时发电机工作回收能量。为进一步研究，某兴趣小组设计了如图甲所示的模型：右侧为直流发电机模型，在磁极与圆柱形铁芯之间形成辐射状的磁场，导线框的ab、dc边经过处的磁感应强度大小均为B，方向始终与两条边的运动方向垂直，剖面图如图乙所示。导线框的ab、dc边延长段可在两金属半圆环A、D内侧自由转动，且接触良好。金属半圆环D左侧接一单刀双掷开关：踩下驱动踏板，开关接通1，电池给导线框供电，导线框相当于电动机，所用电池的电动势为E，内阻为r；松开驱动踏板或踩下刹车，开关自动切换接通2，导线框相当于发电机，给电容器充电，所接电容器电容为C。导线框与圆柱形铁芯中心轴线重合，ab、dc边长度均为L，两边间距离为d0。导线框的ab、dc边质量均为m，其余部分导线质量不计，导线框的总电阻为R。初始时电容器不带电、导线框静止，电路其余部分的电阻不计，两金属半圆环和两磁极间的空隙忽略不计，不计一切摩擦和空气阻力。求： （1）踩下驱动踏板后，导线框刚启动时的电流I和ab边受到的安培力的大小F； （2）踩下驱动踏板后，导线框可达到的最大速度vm； （3）当导线框达到最大转动速度后松开驱动踏板，在一段时间后导线框将匀速转动，此时电容器C上储存的电场能E。 20．（12分） 如图所示装置为某校科技兴趣小组设计的一个玩具车电磁阻尼和电磁驱动系统，和是固定在玩具车上的两根相互平行、电阻均为、长度均为的金属棒，用导线和电动势为、内阻为的电源相连，导线与平行、长度均为，整个电路处于水平方向，导线电阻不计，车总质量为。在车运动的正前方的区域I中存在方向水平向右、磁感应强度为的匀强磁场，在区域II中存在方向垂直纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场。两磁场区域的长、宽分别为和，为两磁场区域的公共边界。某时刻给车一水平向右的初速度使其进入磁场区，当棒运动到处时断开开关，已知棒刚越过时，车恰好停下。设车运动时所受的摩擦阻力与其与地面间的压力成正比，比例系数为。空气阻力不计，重力加速度为。 （1）求棒刚进入磁场区域I时车的加速度； （2）若棒在区域II中运动时间为，求棒刚进入磁场区域II时车的速度； （3）车停下后，某同学设计了如下两种电磁驱动方案： ①车停下后，若磁场区域II磁感应强度随时间变大，车同时被驱动，已知棒刚 离开磁场区域II时，车速度为，求该过程安培力对棒做的功； ②车停下后，若磁场在区域II中持续的向右运动，车同时被驱动，已知棒刚离开磁场区域II时，车速度为，求该过程所经历的时间和流过棒的电荷量。 高三物理 参考答案 选择题（42分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C B D C B D C D D 题号 11 12 13 14 答案 AC AB BC ABD 15．（8分） 0.150/0.151/0.149 5.0 16．（10分） （1）CAD （2）由图2可知，当由“”挡换做“”挡后所接的电阻由39Ω变为了430Ω，电阻变大，当两表笔短接时，电路的总电阻变大，总电流减小，路端电压变大，则通过电流计所在支路的电流变大，即电流计中的电流变大，则指针右偏一些。 17．（9分） （1）电子所受电场力与洛伦兹力平衡，则有 解得 （2）撤去电场，电子只受到洛伦兹力作用，做匀速圆周运动，则有 解得 （3）若撤去磁场，则电子只受到电场力作用，在极板间做平抛运动，离开极板后做匀速直线运动，则有水平方向   竖直方向 结合牛顿第二定律 解得 设电子离开极板时的速度偏向角为，根据平抛运动的特点则有 解得 18．（9分） （1）根据 可得 可知电容器两极板电压u与电荷量q为正比列函数，变化关系的图像如图所示 根据电容的定义 得 电容器储存的电能为图像与横轴所围三角形面积，即可得 （2）开关S接2的瞬间，金属棒中电流 安培力大小 加速度大小 （3）根据动量定理 电容器两端的电压减为初始值的过程中，通过导体棒的电荷量 所以 得 19． （10分） （1）a.根据电流定义式，时间内射出的电子电量，解得 b.根据能量关系，解得 （2）最小时有 根据洛伦兹力提供向心力 根据几何关系，解得 （3）水平方向，竖直方向，根据牛顿第二定律 导线此时在接地线中产生的电流为 整理得，则 根据能量关系，解得 20．（12分） （1）棒刚进入磁场区域I时，由闭合电路欧姆定律得 棒刚进入磁场区域I时，由牛顿第二定律得 （2）棒在区域II中运动过程，由动量定理得 （3）①棒在磁场区域II运动过程，由动能定理得 ②棒在磁场区域II运动过程，由动量定理得 学科网（北京）股份有限公司 $