精品解析：北京市第八十中学2025-2026学年高三上学期12月阶段测评物理试题

2025-2026学年北京市第八十中学12月阶段测评 高三物理 （考试时间90分钟 满分100分） 一、单选题 1. 比值定义法，就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法，下列表达式中不属于比值定义的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．电流强度与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比，所以该式不属于用比值法定义，故A错误； B．电场强度与F、q无关，由电场本身性质决定，所以该式属于用比值法定义，故B正确； C．电容与Q、U无关，由电容器本身决定，所以该式属于用比值法定义，故C正确； D．电场中某位置的电势由场源和该位置到场源的距离，以及零电势点的选择决定，与试探电荷间没有决定关系，所以该式属于用比值法定义，故D正确。 本题选不属于的，故选A。 2. 下列四个图中，标出了匀强磁场的磁感应强度B的方向、通电直导线中电流I的方向以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确表示这三个方向间关系的图是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。 A．电流方向与磁场方向在同一直线上，不受安培力作用，故A错误； B．图中安培力的方向是竖直向下的，故B错误； C．图中安培力的方向是垂直纸面向外的，故C错误； D．图中安培力的方向是竖直向下的，故D正确； 故选D。 3. 如图所示的光滑平面内，在通有图示方向电流I的长直导线右侧有一矩形金属线框，边与导线平行。调节导线中的电流大小时观察到矩形线框向右移动。下列说法正确的是（　　） A. 线框中产生的感应电流方向为a→d→c→b→a B. 线框中的磁通量逐渐减小 C. 线框边所受安培力为0 D. 线框边所受的安培力方向水平向右 【答案】A 【解析】 【详解】AB．导线框所在位置的磁场方向垂直纸面向里，根据楞次定律导线电流增大，线框才向右移动，当电流增大时，磁感应强度变大，导线框的磁通量变大，线框中产生的感应电流方向为a→d→c→b→a，故A正确，B错误； C．根据可知导线框ab边所受安培力不为0，故C错误； D．根据左手定则可知，线框bc边所受的安培力方向水平向左，故D错误。 故选A。 4. 已知光敏电阻在没有光照射时电阻很大，并且光照越强其阻值越小。利用光敏电阻作为传感器设计了如图所示的电路，电源电动势E、内阻r及电阻R的阻值均不变。当光照强度增强时，则（ ） A. 电灯L变亮 B. 电流表读数减小 C. 电阻R的功率增大 D. 电源的输出功率一定增大 【答案】C 【解析】 【详解】B．光照强度增强时，光敏电阻的阻值减小，电路总阻值减小，由闭合电路欧姆定律，干路电流 增大，电流表读数增大。B错误； A．路端电压 减小，电灯L功率 减小，电灯L变暗。A错误； C．流经电灯L的电流 减小。流经电阻R的电流 变大。电阻R的功率 变大。C正确； D．当外电阻与电源内阻越接近电源输出功率越大，由于不知外电阻与电源内阻的关系，所以无法确定电源功率的变化。D错误。 故选C。 5. 如图所示，两个带等量正电的点电荷分别位于M、N两点上，P、Q是MN连线上的两点，E、F是MN连线中垂线上的两点，O为EF、MN的交点，，。将一负点电荷在E点静止释放，不计负点电荷重力。下列说法正确的是（　　） A. 负电荷始终做加速运动 B. 从E点到F点电势先增大后减小 C. OP两点间电势差与PQ两点间电势差相等 D. 仅将M、N两点电荷改为等量带负电，P点电场强度不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据等量同种正电荷电场强度分布可知连线，在上方电场强度方向竖直向上，在下方电场强度方向竖直向下，则负电荷在上方所受电场力方向竖直向下，在下方所受电场力方向竖直向上，则负电荷在上方做加速运动，在点处处于平衡状态，在下方做减速运动，故 A 错误； B．根据A选项分析可知，从E点到F点电场力对负电荷先做正功，后做负功，则负电荷的电势能先减小后增大，根据可知从E点到F点电势先增大后减小，故B正确； C．从到电场强度变大，根据定性分析可知OP两点间电势差与PQ两点间电势差的大小关系为 故C错误； D．仅将M、N两点电荷改为等量带负电，电场强度的大小不变，方向相反，即P点电场强度改变，故D错误。 故选B。 6. 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。如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的恒定电流I，M、N两侧面间会形成电势差。下列说法中正确的是（　　） A. 若元件的载流子是自由电子，则N侧面电势高于M侧面电势 B. 在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直 C. 在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平 D. 霍尔电压与B成反比 【答案】B 【解析】 【详解】A．若元件的载流子是自由电子，则电子定向移动的速度方向与电流方向相反，根据左手定则，电子受到向左的洛伦兹力，电子向左偏转，电子在N侧面累积，M、N两侧面间产生由M侧指向N侧的电场，即N侧面电势低于M侧面电势，A错误； BC．地球赤道上方的地磁场方向平行于水平面指向地理北极，根据题意可知，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面，则在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直，B正确，C错误； D．稳定时有 令M、N两侧面间距为d，工作面高为h，单位体积内自由电子的数目为n，根据电流的微观定义式有 解得 可知，霍尔电压与B成正比，D错误。 故选B。 7. 如图所示，真空区域内有宽度为d、 磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里，MN、PQ 是磁场的边界。质量为m、电荷量为q 的带正电的粒子（不计重力），沿着与MN夹角θ为30°的方向以某一速度射入磁场中，粒子恰好未能从PQ边界射出磁场。下列说法不正确的是（　　） A. 可求出粒子在磁场中运动的半径 B. 可求出粒子在磁场中运动的加速度大小 C. 若仅减小射入速度，则粒子在磁场中运动的时间一定变短 D. 若仅增大磁感应强度，则粒子在磁场中运动的时间一定变短 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据题意可以分析粒子到达PQ边界时速度方向与边界线相切，如图所示 则根据几何关系可知 在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力 解得 则加速度为 故AB正确； CD．根据 若仅减小射入速度，则粒子在磁场中运动的半径减小，可知粒子运动轨迹的圆心角不变，时间不变，若仅增大磁感应强度，粒子运动轨迹的圆心角不变，粒子在磁场中运动的时间变短，故C错误，D正确； 本题选择错误选项； 故选C。 8. 如图所示，M、N为水平放置的平行板电容器的两个金属极板，G为静电计。闭合开关S，静电计指针张开一定角度，电容器两极板间的P点有一带电液滴处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A. 保持开关S闭合，将R的滑片向右移动，G的指针张开角度减小 B. 保持开关S闭合，将R的滑片向左移动，带电液滴仍处于静止状态 C. 若断开开关S，将极板M向上移动少许，G的指针张开角度减小 D. 若断开开关S，将极板M向左移动少许，带电液滴仍处于静止状态 【答案】B 【解析】 【详解】A．闭合开关，一定时静电计指针示数不变，中无电流，则无电压降，故静电计指针不随的变化而变化，A错误； B．的改变不影响电容器两端电压，故液滴仍处于静止状态，B正确； C．开关断开，平行板电容器的带电荷量不变，极板向上移动一段距离时，两极板间距增大，由 则电容变小，变大，则静电计指针的张角增大，因为两板间电场强度 不变，则不变，带电液滴仍处于静止状态，C错误； D．若断开开关S，将极板M向左移动少许，正对面积减小，电容减小，电势差增大，两板间电场强度增大，带电液滴不能处于静止状态，D错误。 故选B。 9. 某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图甲中三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响。在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由传感器得到的电压u随时间t变化的图像。不计电源内阻及电感线圈L的电阻。下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合瞬间，流经灯和的电流相等 B. 开关S闭合瞬间至断开前，流经灯的电流保持不变 C. 开关S断开瞬间，灯闪亮一下再熄灭 D. 根据题中信息，可以推算出图乙中与的比值 【答案】D 【解析】 【详解】AB．开关S闭合瞬间，由于电感线圈的阻碍作用，灯D3逐渐变亮，通过灯D3的电流缓慢增加，待稳定后，流经灯和的电流相等；故从开关S闭合瞬间至断开前，流经灯的电流也是逐渐增加，A、B错误； C．开关S断开瞬间，由于电感线圈阻碍电流减小的作用，由电感线圈继续为灯和提供电流，又因为电路稳定的时候，流经灯和的电流相等，所以灯逐渐熄灭，C错误； D．开关S闭合瞬间，灯和串联，电压传感器所测电压为D2两端电压，由欧姆定律 电路稳定后，流过D3的电流为 开关S断开瞬间，电感线圈能够为和提供与之前等大电流，故其两端电压为 所以 故可以推算出图乙中与的比值，D正确。 故选D。 10. 质谱仪可用来分析带电粒子的基本性质，其示意图如图所示。a、b是某元素的两种同位素的原子核，它们具有相同的电荷量，不同的质量。a、b两种带电粒子持续从容器A下方的小孔飘入加速电场，初速度几乎为0，加速后从小孔射出，又通过小孔，沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场中，最后打到照相底片D上并被吸收。测得a、b打在底片上的位置距小孔的距离分别为、，a、b打在底片上的强度（数值上等于单位时间内打在底片上某处的粒子的总动能）分别为、。不计原子核的重力及相互作用力，下列说法正确的是（　　） A. a、b的质量之比 B. a、b在磁场中运动时间之比 C. a、b分别形成的等效电流之比 D. a、b对底片的作用力大小之比 【答案】D 【解析】 【详解】A．粒子在电场中加速过程，根据动能定理有， 粒子在磁场中做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有， 根据几何关系有， 解得，故A错误； B．粒子在磁场中做圆周运动的周期， 结合上述解得， 根据轨迹可知，粒子在磁场中运动时间为圆周运动的半个周期，则可解得，故B错误； C．a、b打在底片上的强度（数值上等于单位时间内打在底片上某处的粒子的总动能）分别为、，令对应强度含有单位时间内打在底片上的粒子数目分别为、，则有， 根据电流的定义式可知，a、b分别形成的等效电流分别为， 结合上述解得，故C错误； D．结合上述，选择在时间内打在底片上的粒子为研究对象，根据动量定理有， 结合上述有， 根据牛顿第三定律有， 结合上述解得，故D正确。 故选D。 二、多选题 11. 如图所示为某同学设计的简易多用电表电路原理图，电流表G满偏电流、内阻为。该多用电表具有直流量程、直流量程、直流量程及欧姆表四种挡位。下列说法正确的是（　　） A. 测量时红表笔应接插孔A B. 选择开关接b时该表为直流量程 C. 由题目所给信息可知 D. 选择开关接c时为欧姆表，如果电源电动势变小，电源内阻变大，测量值会小于真实值 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图所示电路图可知，A端与内置电源正极相连，因此A端连接的是黑表笔，故A错误； B．由图所示电路图可知，换挡开关置于a、b时表头与分流电阻并联，挡位a、b都是电流挡，换挡开关置于a时，此时电流的满偏值为 换挡开关置于b时，此时电流的满偏值为 可得 则选择开关接a时该表为直流10mA量程，选择开关接b时该表为直流1mA量程，故B正确； C．由B选项分析可知 代入数据，解得，故C正确； D．选择开关接c时为欧姆表，若电源电动势变小，电源内阻变大，欧姆调零后欧姆表内阻变小。测量时，由可知，相同对应的电流变小，表盘刻度对应的阻值偏大，即测量值大于真实值，故D错误。 故选BC。 12. 静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷　　 A. 在和处电势能相等 B. 由运动到的过程中电势能增大 C. 由运动到的过程中电场力先增大后减小 D. 由运动到的过程中电场力先减小后增大 【答案】BC 【解析】 【分析】由图像判断电场线的方向，再确定电势大小的关系． 【详解】A．由图像可知，在0～x1之间，电场强度E是正的，是沿x轴正方向的；在x1～x4之间，电场强度E是负的，是沿x轴负方向的，故由x2到x4是逆着电场线的方向，所以x4处的电势要大于x2处的电势，选项A错误； B．由x1运动到x3的过程中，是逆着电场线方向的，所以电势能增大，选项B正确； CD．由x1运动到x4的过程中，x3处的电场强度的大小是最大的，故电荷在该点受到的电场力也应该是最大的，故电场力是先增大后减小，选项C正确，D错误．图像只是向我们提供一种电场强度与位置的关系，需要我们通过图像将其转化为具有一定形态的东西，当我们将其转化成具体的电场线的某一个方向时，我们再去判断就会很容易了，所以对图像的识别很重要． 13. 用粗细均匀的金属丝制成一边长l、匝数为N的正方形导线框abcd，线框质量为m，由高度h处自由下落，如图所示。其下边ab进入匀强磁场区域后，线框开始做匀速运动，直到其上边dc刚刚开始穿出磁场为止，此磁场区域宽度也是l。设线框在穿越磁场过程中产生的焦耳热为Q。若将线框匝数增加至2N匝，由同一位置释放，穿过磁场过程中产生的热量为，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．导线框下边ab进入匀强磁场区域后，线框开始做匀速运动，直到其上边dc刚刚开始穿出磁场为止。 由能量守恒定律可知导线框减少的重力势能转化为内能，故线框在穿越磁场过程中产生的焦耳热为，故A错误，B正确； CD．导线框下边ab刚进入匀强磁场区域时 设导线框电阻为，下边ab进入匀强磁场区域后，线框开始做匀速运动，有 将线框匝数增加至2N匝，质量为，电阻为，由同一位置释放，导线框下边ab刚进入匀强磁场区域时 导线框下边ab受到的安培力，故导线框仍做匀速运动。 由能量守恒定律可知导线框减少的重力势能转化为内能，故线框在穿越磁场过程中产生的焦耳热为，故D错误，C正确； 故选BC。 14. 如图甲所示，中国工程物理研究院建立的“聚龙一号”实现了我国磁化套筒惯性约束聚变装置零的突破。该装置实现聚变的核心区域为一个半径为r（大约为）、类似指环的金属套筒。套筒放在轴向的匀强磁场B中，内部空间充满固定体积的氘氚气体（如图乙阴影部分）。当沿轴向通入大电流I后，金属套筒迅速在时间内汽化成等离子体。在洛伦兹力的作用下，等离子体向中心汇聚，压缩氘氚气体发生聚变反应释放出能量。大电流产生的磁场提供给套筒侧面的压强满足关系：，其中为常数。下列说法正确的是（　　） A. 该装置将电能全部转化成聚变反应的核能 B. 外加磁场的作用是保证汽化后的等离子体受到轴向洛伦兹力的作用 C. 施加在套筒上的电流越大，越有利于聚变的发生 D. 套筒的厚度越大，汽化后的等离子体越容易向轴向运动，越有利于聚变的发生 【答案】C 【解析】 【详解】A．该装置通入大电流后使金属套筒迅速汽化，该过程中一定有热能散失，则该装置不可能将电能全部转化成聚变反应的核能，故A错误； B．汽化后的等离子体速度方向各不相同，则外加磁场不一定保证汽化后的等离子体都受到轴向洛伦兹力的作用，故B错误； C．根据施加在套筒上的电流越大，大电流产生的磁场提供给套筒侧面的压强越大，越有利于聚变的发生，故C正确； D．套筒的厚度越大，汽化后的等离子体越不容易向轴向运动，不利于聚变的发生，故D错误。 故选C。 三、实验题 15. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。 （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U和通过金属丝的电流I，以及金属丝接入电路的有效长度L和金属丝的直径d，即可计算出该金属丝的电阻率______（用上述测量量表示）。 （2）某同学用伏安法测量—圆柱形待测金属元件的电阻率；他分别使用20分度游标卡尺和螺旋测微器测量金属元件的长度L和直径D，测量的结果如图甲和图乙所示，可知，长度L=_____mm，直径D=_____mm。 （3）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 （4）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K掷向1端，电容器充电完毕后，再把开关K掷向2端，电容器通过电阻R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R的电流方向为______（选填“由a到b”或“由b到a”）； 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） ①. 5.25 ②. 1.075 （3）C （4） ①. 由a到b ②. 【解析】 【小问1详解】 根据 其中 得 【小问2详解】 [1][2]金属元件的长度 直径 【小问3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4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. 在测量电源电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，会产生系统误差。为了消除电表的内阻产生的系统误差，某兴趣小组连接了如图所示的电路来测量电源电动势和内阻，其中。 （1）实验操作步骤如下： ①将滑动变阻器滑到______位置（填“最左端”、“正中间”或“最右端”） ②单刀双掷开关S与1接通，闭合开关，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U、I的值，断开开关 ③重复步骤① ④单刀双掷开关S与2接通，闭合开关，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U、I的值，断开开关 ⑤在图丙中分别作出两种情况所对应的图像 （2）某次读取电表数据时，电表指针如图丁所示，此时电表示数为______V。 （3）图丙中的图线1是开关与______（填“1”或“2”）接通时相对应。 （4）根据图丙中的图线求得电源电动势______V，内阻______Ω。（结果均保留两位小数） （5）该兴趣小组经讨论认为，利用图丙还可以计算出电流表和电压表的内阻，其中，电流表的内阻为______Ω。 【答案】（1）最左端 （2）1.30 （3）1 （4） ①. 1.80 ②. 2.50 （5）0.5 【解析】 【小问1详解】 为了保护电路，滑动变阻器应以最大电阻接入电路，故滑到最左端。 【小问2详解】 由图丙可知，电压表的量程为3V，其分度值为0.1V，需要估读到分度值的下一位，电压表读数U=1.30V。 【小问3详解】 当单刀双掷开关接1时，电动势的测量值（图线与纵轴交点）准确，内阻的测量值（图像的斜率）偏大；当单刀双掷开关接2时，电动势测量值偏小，内阻测量值偏小。比较图丙中两条图线，图线Ⅰ对应与开关与1接通，图线Ⅱ对应与开关与2接通。 提示：可以利用等效电源方法，当单刀双掷开关接1时，将电源、电阻R0视为“新电源1”，电源、电阻R0和电流表视为“新电源2”，当单刀双掷开关接2时，电源、电阻R0和电压表视为“新电源2”。 【小问4详解】 [1][2]当单刀双掷开关接1时，电流表示数为零时，电压表测量准确；当单刀双掷开关接2，电压表示数为零时，电流表测量准确。由图丙可得，。 【小问5详解】 建立等效电源模型如图所示，图线Ⅰ的斜率为5.00Ω，图线Ⅰ的斜率k1=r+rA+R0，解得RA =k1－r－R0=0.50Ω。 17. 如图所示，有两个相同的平行金属极板水平正对放置，为平行于极板的中线。两极板间的距离为d，极板长度为L，两极板间的电压为U，一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速度v沿射入电场，并从另一侧射出，两极板间的电场可看作匀强电场。不计带电粒子的重力。求： （1）粒子在两极板间的飞行时间t； （2）粒子在电场中运动的加速度大小a； （3）射出电场时粒子的动能。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 在平行极板方向，粒子做匀速直线运动在两极板间飞行时间 【小问2详解】 根据电势差与场强的关系 粒子受到电场力大小 粒子在电场中的加速度大小 解得 【小问3详解】 在垂直于极板方向，粒子做初速度为0、加速度为a的匀加速直线运动，运动时间为t，粒子射出电场时偏离OO′的距离 可得 根据动能定理 解得 18. 如图所示，水平绝缘地面上固定一足够长的间距为L的光滑U形导轨，空间存在垂直导轨平面向下的磁感应强度大小为B的匀强磁场。将质量为m、电阻为R的金属棒垂直放置在导轨上，在垂直于棒的恒定拉力F作用下，金属棒由静止开始向右运动。已知金属棒运动过程中始终与导轨接触良好，电路中除金属棒以外的电阻均不计。求： （1）在金属棒加速运动的过程中，当金属棒速度为v时，金属棒的加速度的大小； （2）金属棒的最大速度的大小； （3）当金属棒达到最大速度时撤去拉力F，金属棒的减速距离x。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 当金属棒速度为v时，根据法拉第电磁感应定律可得导体棒切割磁感线产生的感应电动势为 则此时电路中的电流为 所以对金属棒列牛顿第二定律方程有 解得此时金属棒的加速度大小为 【小问2详解】 由分析可知，当时，金属棒有最大速度。此时金属棒所受合外力为零，设此时电路中的电流为，电动势为，则有 解得 则由闭合电路欧姆定律有 又因为 联立解得金属棒最大速度的大小为 【小问3详解】 撤去拉力F后金属棒将做减速运动直至速度减为零，对该过程列动量定理方程有 根据法拉第电磁感应定律有 联立解得金属棒的减速距离为 19. 霍尔推进器主要包括以下步骤：霍尔效应使电子被约束在一个磁场中，并通过电场被加速，电子撞击推进剂（氙气、氩气等）分子，导致电子被剥离，形成离子。形成的离子在电场的作用下沿着轴向加速，加速后的离子向外喷出，反冲产生推力。在某局部区域可简化为如图所示的模型。XOY平面内存在方向向右的匀强电场和垂直坐标平面向里的匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B，质量为m、电荷量为e的电子从坐标O点沿Y轴正方向入射，不计重力及电子间相互作用。 （1）若离子质量为M，加速后以v速度沿轴向方向喷出，单位时间喷出离子数为n，求推进器产生的推力F； （2）在某局部区域内，当电子入射速度为时，电子沿Y轴做直线运动，求的大小； （3）在某局部区域内，若电子入射速度为，电子的运动轨迹如图中的虚线所示，求运动到离Y轴的最远距离x和回到Y轴坐标y。 【答案】（1）；（2）；（3）， 【解析】 【详解】（1）根据动量定理得 解得 （2）由题知，入射速度为时，电子沿轴做直线运动则有 解得 （3）由于电子入射速度为，初速度可分解为向正方向和负方向两个合成，把洛伦兹力分解为两个分力，其中 解得 则电子可以看作向正方向匀速直线运动在轴左侧以匀速圆周运动，根据运动的合成： 到达离轴最远时速度 求方法一： 根据动能定理有 解得 求方法二： 由牛顿第二定律得 解得圆周运动半径为 又 解得 求方法三： 方向动量定理 解得 求方法一： 到达轴时间为周期的倍，由公式 解得周期 轴坐标 解得 求方法二： 根据方向动量定理 解得 20. 电容器是一种重要的电学元件，基本工作方式就是充电和放电。下述与电容器有关的情境中，k为静电力常量，不考虑极板边缘效应。 （1）如图1所示，电源与电容器、电阻、开关组成闭合电路。已知电源电动势为E，内阻不计，电阻阻值为R，电容器电容为C，请在图2中画出充电过程中电容器的带电荷量q随电容器两极板电压u变化的图像；并求出稳定后电容器储存的能量； （2）如果一个导体附近没有其他导体和带电体，这个导体叫做孤立导体。孤立导体可以看作电容器。已知取无穷远电势为零时，点电荷Q形成的电场中，电荷量为q的检验电荷与场源电荷距离为r时的电势能为，求半径为的孤立导体球的电容C； （3）在电场中，将单位体积内所蕴藏的电场能量叫做能量密度。 a.已知平行板电容器的电容，S为两极板的正对面积，d为极板间距，两极板间为真空，板间电场可视为匀强电场。求平行板电容器极板带电量为Q时极板间电场的能量密度； b.通常情况下，地面附近的电场分布如图3所示，低空大气与地球表面可视为平行板电容器。若地面附近某空间的电场强度为，求该处区域的电场能量密度。 【答案】（1） （2） （3）a.，b. 【解析】 【小问1详解】 根据q = Cu 画出q-u图像如图所示 充电过程中，电源搬运电荷对电容器做功，电荷量从0增加到的过程中，电压u随q线性增大，q-u图线与横轴围成的面积就是电容器储存的能量： 可得  【小问2详解】 孤立导体球表面与无穷远处的电势差 由电容的定义式 可得 【小问3详解】 a.电容器极板带电量为Q时极板间电场能 平行板电容器的电容 联立可得 能量密度为 b.由电容的定义式可得 板间的电场为 平行板电容器的电容 联立可得 又 可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年北京市第八十中学12月阶段测评 高三物理 （考试时间90分钟 满分100分） 一、单选题 1. 比值定义法，就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法，下列表达式中不属于比值定义的是（ ） A. B. C. D. 2. 下列四个图中，标出了匀强磁场的磁感应强度B的方向、通电直导线中电流I的方向以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确表示这三个方向间关系的图是（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示的光滑平面内，在通有图示方向电流I的长直导线右侧有一矩形金属线框，边与导线平行。调节导线中的电流大小时观察到矩形线框向右移动。下列说法正确的是（　　） A. 线框中产生的感应电流方向为a→d→c→b→a B. 线框中的磁通量逐渐减小 C. 线框边所受安培力为0 D. 线框边所受的安培力方向水平向右 4. 已知光敏电阻在没有光照射时电阻很大，并且光照越强其阻值越小。利用光敏电阻作为传感器设计了如图所示的电路，电源电动势E、内阻r及电阻R的阻值均不变。当光照强度增强时，则（ ） A. 电灯L变亮 B. 电流表读数减小 C. 电阻R的功率增大 D. 电源的输出功率一定增大 5. 如图所示，两个带等量正电的点电荷分别位于M、N两点上，P、Q是MN连线上的两点，E、F是MN连线中垂线上的两点，O为EF、MN的交点，，。将一负点电荷在E点静止释放，不计负点电荷重力。下列说法正确的是（　　） A. 负电荷始终做加速运动 B. 从E点到F点电势先增大后减小 C. OP两点间电势差与PQ两点间电势差相等 D. 仅将M、N两点电荷改为等量带负电，P点电场强度不变 6. 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。如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的恒定电流I，M、N两侧面间会形成电势差。下列说法中正确的是（　　） A. 若元件的载流子是自由电子，则N侧面电势高于M侧面电势 B. 在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直 C. 在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平 D. 霍尔电压与B成反比 7. 如图所示，真空区域内有宽度为d、 磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里，MN、PQ 是磁场的边界。质量为m、电荷量为q 的带正电的粒子（不计重力），沿着与MN夹角θ为30°的方向以某一速度射入磁场中，粒子恰好未能从PQ边界射出磁场。下列说法不正确的是（　　） A. 可求出粒子在磁场中运动的半径 B. 可求出粒子在磁场中运动的加速度大小 C. 若仅减小射入速度，则粒子在磁场中运动的时间一定变短 D. 若仅增大磁感应强度，则粒子在磁场中运动的时间一定变短 8. 如图所示，M、N为水平放置的平行板电容器的两个金属极板，G为静电计。闭合开关S，静电计指针张开一定角度，电容器两极板间的P点有一带电液滴处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A. 保持开关S闭合，将R的滑片向右移动，G的指针张开角度减小 B. 保持开关S闭合，将R的滑片向左移动，带电液滴仍处于静止状态 C. 若断开开关S，将极板M向上移动少许，G的指针张开角度减小 D. 若断开开关S，将极板M向左移动少许，带电液滴仍处于静止状态 9. 某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图甲中三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响。在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由传感器得到的电压u随时间t变化的图像。不计电源内阻及电感线圈L的电阻。下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合瞬间，流经灯和的电流相等 B. 开关S闭合瞬间至断开前，流经灯的电流保持不变 C. 开关S断开瞬间，灯闪亮一下再熄灭 D. 根据题中信息，可以推算出图乙中与的比值 10. 质谱仪可用来分析带电粒子的基本性质，其示意图如图所示。a、b是某元素的两种同位素的原子核，它们具有相同的电荷量，不同的质量。a、b两种带电粒子持续从容器A下方的小孔飘入加速电场，初速度几乎为0，加速后从小孔射出，又通过小孔，沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场中，最后打到照相底片D上并被吸收。测得a、b打在底片上的位置距小孔的距离分别为、，a、b打在底片上的强度（数值上等于单位时间内打在底片上某处的粒子的总动能）分别为、。不计原子核的重力及相互作用力，下列说法正确的是（　　） A. a、b的质量之比 B. a、b在磁场中运动时间之比 C. a、b分别形成的等效电流之比 D. a、b对底片的作用力大小之比 二、多选题 11. 如图所示为某同学设计的简易多用电表电路原理图，电流表G满偏电流、内阻为。该多用电表具有直流量程、直流量程、直流量程及欧姆表四种挡位。下列说法正确的是（　　） A. 测量时红表笔应接插孔A B. 选择开关接b时该表为直流量程 C. 由题目所给信息可知 D. 选择开关接c时为欧姆表，如果电源电动势变小，电源内阻变大，测量值会小于真实值 12. 静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷　　 A. 在和处电势能相等 B. 由运动到的过程中电势能增大 C. 由运动到的过程中电场力先增大后减小 D. 由运动到的过程中电场力先减小后增大 13. 用粗细均匀的金属丝制成一边长l、匝数为N的正方形导线框abcd，线框质量为m，由高度h处自由下落，如图所示。其下边ab进入匀强磁场区域后，线框开始做匀速运动，直到其上边dc刚刚开始穿出磁场为止，此磁场区域宽度也是l。设线框在穿越磁场过程中产生的焦耳热为Q。若将线框匝数增加至2N匝，由同一位置释放，穿过磁场过程中产生的热量为，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 14. 如图甲所示，中国工程物理研究院建立的“聚龙一号”实现了我国磁化套筒惯性约束聚变装置零的突破。该装置实现聚变的核心区域为一个半径为r（大约为）、类似指环的金属套筒。套筒放在轴向的匀强磁场B中，内部空间充满固定体积的氘氚气体（如图乙阴影部分）。当沿轴向通入大电流I后，金属套筒迅速在时间内汽化成等离子体。在洛伦兹力的作用下，等离子体向中心汇聚，压缩氘氚气体发生聚变反应释放出能量。大电流产生的磁场提供给套筒侧面的压强满足关系：，其中为常数。下列说法正确的是（　　） A. 该装置将电能全部转化成聚变反应的核能 B. 外加磁场的作用是保证汽化后的等离子体受到轴向洛伦兹力的作用 C. 施加在套筒上的电流越大，越有利于聚变的发生 D. 套筒的厚度越大，汽化后的等离子体越容易向轴向运动，越有利于聚变的发生 三、实验题 15. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。 （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U和通过金属丝的电流I，以及金属丝接入电路的有效长度L和金属丝的直径d，即可计算出该金属丝的电阻率______（用上述测量量表示）。 （2）某同学用伏安法测量—圆柱形待测金属元件的电阻率；他分别使用20分度游标卡尺和螺旋测微器测量金属元件的长度L和直径D，测量的结果如图甲和图乙所示，可知，长度L=_____mm，直径D=_____mm。 （3）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 （4）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K掷向1端，电容器充电完毕后，再把开关K掷向2端，电容器通过电阻R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R的电流方向为______（选填“由a到b”或“由b到a”）； 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“=”）。 16. 在测量电源电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，会产生系统误差。为了消除电表的内阻产生的系统误差，某兴趣小组连接了如图所示的电路来测量电源电动势和内阻，其中。 （1）实验操作步骤如下： ①将滑动变阻器滑到______位置（填“最左端”、“正中间”或“最右端”） ②单刀双掷开关S与1接通，闭合开关，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U、I的值，断开开关 ③重复步骤① ④单刀双掷开关S与2接通，闭合开关，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U、I的值，断开开关 ⑤在图丙中分别作出两种情况所对应的图像 （2）某次读取电表数据时，电表指针如图丁所示，此时电表示数为______V。 （3）图丙中的图线1是开关与______（填“1”或“2”）接通时相对应。 （4）根据图丙中的图线求得电源电动势______V，内阻______Ω。（结果均保留两位小数） （5）该兴趣小组经讨论认为，利用图丙还可以计算出电流表和电压表的内阻，其中，电流表的内阻为______Ω。 17. 如图所示，有两个相同的平行金属极板水平正对放置，为平行于极板的中线。两极板间的距离为d，极板长度为L，两极板间的电压为U，一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速度v沿射入电场，并从另一侧射出，两极板间的电场可看作匀强电场。不计带电粒子的重力。求： （1）粒子在两极板间的飞行时间t； （2）粒子在电场中运动的加速度大小a； （3）射出电场时粒子的动能。 18. 如图所示，水平绝缘地面上固定一足够长的间距为L的光滑U形导轨，空间存在垂直导轨平面向下的磁感应强度大小为B的匀强磁场。将质量为m、电阻为R的金属棒垂直放置在导轨上，在垂直于棒的恒定拉力F作用下，金属棒由静止开始向右运动。已知金属棒运动过程中始终与导轨接触良好，电路中除金属棒以外的电阻均不计。求： （1）在金属棒加速运动的过程中，当金属棒速度为v时，金属棒的加速度的大小； （2）金属棒的最大速度的大小； （3）当金属棒达到最大速度时撤去拉力F，金属棒的减速距离x。 19. 霍尔推进器主要包括以下步骤：霍尔效应使电子被约束在一个磁场中，并通过电场被加速，电子撞击推进剂（氙气、氩气等）分子，导致电子被剥离，形成离子。形成的离子在电场的作用下沿着轴向加速，加速后的离子向外喷出，反冲产生推力。在某局部区域可简化为如图所示的模型。XOY平面内存在方向向右的匀强电场和垂直坐标平面向里的匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B，质量为m、电荷量为e的电子从坐标O点沿Y轴正方向入射，不计重力及电子间相互作用。 （1）若离子质量为M，加速后以v速度沿轴向方向喷出，单位时间喷出离子数为n，求推进器产生的推力F； （2）在某局部区域内，当电子入射速度为时，电子沿Y轴做直线运动，求的大小； （3）在某局部区域内，若电子入射速度为，电子的运动轨迹如图中的虚线所示，求运动到离Y轴的最远距离x和回到Y轴坐标y。 20. 电容器是一种重要的电学元件，基本工作方式就是充电和放电。下述与电容器有关的情境中，k为静电力常量，不考虑极板边缘效应。 （1）如图1所示，电源与电容器、电阻、开关组成闭合电路。已知电源电动势为E，内阻不计，电阻阻值为R，电容器电容为C，请在图2中画出充电过程中电容器的带电荷量q随电容器两极板电压u变化的图像；并求出稳定后电容器储存的能量； （2）如果一个导体附近没有其他导体和带电体，这个导体叫做孤立导体。孤立导体可以看作电容器。已知取无穷远电势为零时，点电荷Q形成的电场中，电荷量为q的检验电荷与场源电荷距离为r时的电势能为，求半径为的孤立导体球的电容C； （3）在电场中，将单位体积内所蕴藏的电场能量叫做能量密度。 a.已知平行板电容器的电容，S为两极板的正对面积，d为极板间距，两极板间为真空，板间电场可视为匀强电场。求平行板电容器极板带电量为Q时极板间电场的能量密度； b.通常情况下，地面附近的电场分布如图3所示，低空大气与地球表面可视为平行板电容器。若地面附近某空间的电场强度为，求该处区域的电场能量密度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $