精品解析：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回。 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 【答案】C 【解析】 【详解】用金属网把验电器罩起来，由于金属网罩的静电屏蔽，金属网罩内部电场强度为零。再使带电金属球靠近验电器，箔片不张开，与带电量无关。 故选C。 2. 在如图所示的坐标系中，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。时，处的质点开始沿y轴做周期为T、振幅为A的简谐运动。时的波形如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 时，质点沿y轴负方向运动 B. 时，质点的速度最大 C. 时，质点和相位相同 D. 该列绳波的波速为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由时的波形图可知，波刚好传到质点，根据“上下坡法”，可知此时质点沿y轴正方向运动，故波源起振的方向也沿y轴正方向，故时，质点沿y轴正方向运动，故A错误； B．由图可知，在时质点处于正的最大位移处，故速度为零，故B错误； C．由图可知，在时，质点沿y轴负方向运动，质点沿y轴正方向运动，故两个质点的相位不相同，故C错误； D．由图可知 解得 故该列绳波的波速为 故D正确。 故选D。 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、且都满足。已知地月之间的距离r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（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设地球半径为R，由题知，地球表面的重力加速度为g，则有 月球绕地球公转有 r = 60R 联立有 故选C。 4. 如图所示是一对不等量异种点电荷的电场线分布图，带电量大小分别为q和2q，图中两点电荷连线长度为2r，P、Q两点关于两电荷连线对称。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N点的电场强度 C. 右边的小球带电量为 D. 两点电荷连线的中点处的电场强度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．电场线的疏密表示电场强度的相对大小，根据图象可知，P点场强大小等于Q点场强大小，但是两点场强的方向不同，则场强不相同，故A错误； B．同理，M点的电场线较N点密集，可知M点的电场强度大于N点的电场强度，故B错误； C．根据电场线的方向可知，右边的小球带负电，但是电量小于左边球的带电量，选项C错误； D．依据点电荷的电场强度公式 及叠加原则，则两点电荷连线的中点处的电场强度为 故D正确。 故选D。 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Uab = Ubc，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P点时的加速度比Q点小 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带负电，因此电场线指向左上方，沿电场线电势降低，故c等势线的电势最低，a点的电势最高，故A错误； BC．P点电势小于Q点电势，粒子带负电，则带电质点通过P点的电势能比Q点大，根据能量守恒可知，带电质点通过P点的动能比Q点小，故B正确C错误； D．等势线密的地方场强大，加速度大，故质点通过P点时的加速度较大，故D错误。 故选B。 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，测得风扇运转时电压表示数为，电流表示数为；扇叶被卡住停止转动时，电压表的示数为，电流表的示数为，且。下列说法正确的是（　　） A. 电动机线圈电阻 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 D. 风扇运转时输出的机械功率 【答案】C 【解析】 【详解】A．扇叶被卡住停止转动时满足欧姆定律，则电动机线圈电阻 故A错误； B．扇叶被卡住时，电流增大是因为电流做功将电能全部转化为焦耳热，安培力不做功，不对外输出，电动机的线圈内阻不变，故B错误； C．风扇运转时线圈发热功率 故C正确； D．风扇运转时输出的机械功率 故D错误。 故选C。 7. 如图甲所示，在线圈中通入电流后，在上产生的感应电流随时间变化的规律如图乙所示，、中电流的正方向如甲图中的箭头所示．则通入线圈中的电流随时间变化的图线是下图中的 A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】AC．因为感应电流大小不变，根据电磁感应定律得：，而线圈中产生的磁场变化是因为电流变化产生的，所以，所以线圈中的电流均匀改变，AC错误 BD．根据图乙图像的0-，感应电流磁场向左，所以线圈产生的磁场向左减小，或向右增大，B错误D正确 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r，为光敏电阻（光照强度增加时，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 C. 电源的效率变小 D. 上电流的变化量大于上电流的变化量 【答案】D 【解析】 【详解】A．光照逐渐减弱时，光敏电阻阻值增大，电路总电阻增大，故电路总电流I减小，路端电压U=E﹣Ir 增大，即A灯两端电压增大，通过A灯的电流IA增大，所以A灯变亮，通过定值电阻R0的电流I0=I﹣IA 减小，所以R0两端的电压U0=I0R0 减小，B灯两端的电压UB=U﹣I0R0 增大，B灯变亮，A错误； B．电源内阻消耗的功率变小， B错误； C．电源的效率为η100% 由上面的分析可知路端电压U增大，电源的效率变大，C错误； D．通过R0上电流等于通过光敏电阻RG电流与通过灯B的电流之和，即I0=IG+IB 根据前面的分析，通过灯B的电流IB增大，故RG上电流的变化量大于R0上电流变化量，D正确。 故选D。 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α粒子（He）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CD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之比为1：2 C. 若初动能相同，质子和α粒子经过电场的时间相同 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 【答案】D 【解析】 【详解】A．对任一粒子，设其电荷量为q，质量为m。粒子在电场中做类平抛运动，水平方向有 竖直方向有 若初速度相同，水平位移x相同时，由于α粒子的比荷比质子的小，则α粒子的偏转距离y较小，所以，α粒子从BC边离开，故A错误； B．若初速度相同，由 知两个粒子在电场中的运动时间相等，由 知 则质子和α粒子经过电场的过程中速度增量之比为2：1，故B错误； C．粒子经过电场的时间为 若初动能相同，质子的初速度较大，则质子的运动时间较短，故C错误； D．由 知若初动能相同，x相同，则 根据动能定理知：经过电场的过程中动能增量 E相同，则 则质子和α粒子经过电场的过程中动能增量之比为1：4，故D正确。 故选D。 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（）。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，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 C. 管道内的等效电流为 D. 粒子束对管道的平均作用力大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．带正电的粒子沿轴线射入，然后垂直打到管壁上，可知粒子运动的圆弧半径为 r=a 故A正确，不符合题意； B．根据 可得粒子的质量 故B正确，不符合题意； C．管道内的等效电流为 故C错误，符合题意； D．由动量定理可得 粒子束对管道的平均作用力大小 联立解得 故D正确，不符合题意。 故选C。 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r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，经过时间从C点射出磁场，∠AOC为120°。现将带电粒子的速度变为，仍从A沿直径射入磁场，不计重力，则（ ） A. 运动半径为 B. 运动半径为 C. 粒子在磁场中运动时间变为 D. 粒子在磁场中运动时间变为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．带电粒子轨迹如下图 带电粒子以速度v射入时，根据洛伦兹力提供向心力可得半径为 根据几何关系可知 所以 带电粒子转过的圆心角 运动的时间为 带电粒子以速度射入时 故A错误，B正确； CD．设第二次射入时的圆心角为，根据几何关系可知 所以 则第二次运动的时间为 故C正确，D错误。 故选BC。 12. 某沿x方向的静电场，其电势在x轴上的分布如图所示，由图可知，下列说法中正确的是（　　） A. 和处电场强度相同 B. 处电场强度比处大 C. 到之间有三处场强为零 D. 负电荷从移动到，电势能增大 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．φ-x图像的切线斜率k==E x1处比x2处切线斜率大，故x1处场强比x2处大，选项A错误，B正确； C．由图可知-x2到x2之间有三处切线斜率为零，所以-x2到x2之间有三处场强为零，选项C正确； D．根据电势能公式Ep=qφ，负电荷在电势低的地方电势能大，所以负电荷从x1移动到x2，电势降低，电势能增大，选项D正确。 故选BCD。 13. 电磁炮是将电磁能转变成动能的装置。我国电磁炮曾在936坦克登陆舰上进行了海上测试，据称测试中弹丸以的出口速度，击中了外的目标。如图是“电磁炮”模型的原理结构示意图。光滑水平平行金属导轨、的间距，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。装有弹体的导体棒垂直放在导轨、上的最左端，且始终与导轨接触良好，导体棒（含弹体）的质量，在导轨、间部分的电阻，可控电源的内阻。在某次模拟发射时，可控电源为导体棒提供的电流恒为，不计空气阻力，导体棒由静止加速到后发射弹体。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倍 C. 其他条件不变，若磁感应强度大小变为原来的2倍，射出速度将变为原来的2倍 D. 该过程系统产生的焦耳热为 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A．导体棒受到的安培力 由牛顿第二定律有 由运动学公式有 其他条件不变，若弹体质量变为原来的2倍，射出速度将减小，但无法确定具体变为多少，原因是导体棒加弹体的质量不是原来的2倍，故A错误； B．依据 其他条件不变，若水平金属导轨的长度变为原来的2倍，导体棒加速时间将变为原来的倍，故B正确； C．导体棒受到的安培力，由动能定理可得，安培力做的功 变为原来的2倍，弹体的射出速度将变为原来的倍，故C错误； D．导体棒做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得 由速度公式得 代入相关数据解得该过程需要的时间，该过程中产生的焦耳热 解得，故D正确。 故选BD。 14. 我国霍尔推进器技术世界领先，其简化的工作原理如图所示。放电通道两端电极间存在一加速电场，该区域内有一与电场近似垂直的约束磁场（未画出）用于提高工作物质被电离的比例。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，推进器产生的推力为。已知氙离子的比荷为；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 B. 氙离子的加速电压约为 C. 氙离子向外喷射形成的电流约为 D. 每秒进入放电通道的氙气质量约为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．氙离子经电场加速，根据动能定理有 可得加速电压为 故A正确，B错误； D．在时间内，有质量为的氙离子以速度喷射而出，形成电流为，由动量定理可得 进入放电通道的氙气质量为，被电离的比例为，则有 联立解得 故D正确； C．在时间内，有电荷量为的氙离子喷射出，则有 ， 联立解得 故C错误。 故选AD。 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，内阻可以忽略．单刀双郑开关先跟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． （1）开关改接2后，电容器进行的是__________（选填“充电”或“放电”）过程．此过程得到的图像如图2所示．如果不改变电路其他参数，只减小电阻的阻值，则此过程的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，则该电容器的电容为__________ （3）关于电容器在整个充、放电过程中的图像和图像的大致形状，可能正确的有____________（为电容器极板所带的电荷量，为两板的电势差）． A． B． C． D． 【答案】 ①. 放电 ②. 不变 ③. 575 ④. BD##DB 【解析】 【详解】（1）[1]开关改接2后，电容器进行的是放电过程； [2]因图像与坐标轴所围成的面积等于电容器的带电量，则如果不改变电路其他参数，只减小电阻的阻值，则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将不变。 （2）[3]该电容器的电容为 （3） [4]AB．电源给电容器充电时，刚开始电荷量的变化率较大，后来变化率减小，放电时，电荷量变化率刚开始比较大，后来变化率减小，故A错误、B正确； CD．根据 且C不变可知，Q与U的变化情况相同，故C错误、D正确。 故选BD。 16. 欲测量一个未知电阻R的阻值。 （1）某同学先用万用表欧姆“×10”挡粗测。测量中，表盘指针位置如图（a），其示数为______。 （2）为了准确测出的阻值，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，内阻约1）； C．电流表（量程25mA，内阻）； D．电流表（量程1mA，内阻）； E．电阻箱（阻值0～9999.9）； F．滑动变阻器（阻值0～10）； 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，A1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，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表和表的示数和，由这些数据得到了图（c）所示的图像。利用图像求得被测电阻的阻值为______（结果取3位有效数字）。 【答案】 ①. 120 ②. C ③. D ④. 2900 ⑤. 122 【解析】 【详解】（1）[1]欧姆表读数为 （2）①[2]流过中的最大电流 所以A1表应选C； ②[3][4]B电流表的内阻不确定，所以表应选D，电阻箱接入电路的电阻 ③[5]根据欧姆定律得 整理得 可得图像的斜率 解得 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q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所受电场力的大小F； (2)带电球A在小球B处产生的电场强度的大小E： (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做的功不计其他能量损失。 【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】 【分析】小球在重力、电场力和拉力的作用下处静止状态，由平衡状态求出电场力，由场强的定义式求出电场强度，小球B缓慢回到最低点的过程应用动能定理即可。 【详解】(1)小球在重力、电场力和拉力的作用下处静止状态于，电场力 (2)由场强的定义可知 (3)对小球B缓慢回到最低点的过程应用动能定理 可得，此过程中电场力做的功 18. 如图所示，两根平行光滑金属导轨MN和PQ放置在水平面内，其间距L=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=4.8Ω，在导轨上有一金属棒ab，其电阻r=0.2Ω，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v=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； (3)金属棒a、b两点间的电势差． 【答案】(1)E=0.05V(2)I=0.01A,方向从M通过R流向P(3)Uab=0.048V 【解析】 【详解】（1）设金属棒中感应电动势为E E=BLv 带入数值得E=0.05V （2）设过电阻R的电流大小为I 带入数值得I=0.01A 方向：从M通过R流向P （3）设a、b两点间的电势差为U Uab=IR 带入数值得Uab=0.048V 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v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，已知电子质量为m，电荷量为e。 （1）若需要速度为的电子通过金属网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。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对电子，由动能定理得 解得 【小问2详解】 A发射的电子恰好不从金属网C射出时，磁感应强度最小，其运动轨迹如图所示 电子在C、A间磁场中做圆周运动时，其轨迹圆与金属网相切时，对应的磁感应强度为B。由几何知识得 解得 洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得最小磁感应强度为 【小问3详解】 由电流定义式 时间t内由M口射出的电子数 时间t从M单位面积射出的电子数 时间t内从A中发射的电子数 圆柱体A发射电子的功率为 20. 我们知道：电流周围有磁场。图（a）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，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（b）为其结构示意图。在一个竖直放置、半径为r、匝数为N的圆形线圈的圆心O处，放一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在同一竖直平面内。给线圈通上待测电流后，小磁针偏转了α角。已知仪器所在处地磁场的磁感应强度水平分量大小为Bc。求： a、待测电流在圆心O处产生的磁感应强度的大小； b、待测电流的大小。 （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（c）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状态下将在A点产生的磁场的磁感应强度大小。 【答案】（1）a、；b、；（2） 【解析】 【详解】（1）a、由题意知，线圈平面与地磁场水平分量方向一致，又待测电流在圆心O处产生的磁感应强度方向垂直于线圈平面，则与方向垂直，即地磁场磁感应强度的水平分量与的关系如图所示 有 ① b、由题可知 ② 可得 （2）电流强度为I、半径为d的环形电流，可以看作是由Z个电荷量为q的点电荷，以相同的速率v沿圆心为A半径为d的圆周做同方向圆周运动而形成。 在Δt时间内通过环上某截面的电荷量 ③ 电流强度 ④ 则环心处的磁感应强度大小可以写成 ⑤ 而这个磁场可以看作是由Z个电荷量为q的点电荷共同产生的，且由对称性可知每个点电荷在环心处产生的磁感应强度相同（均为），所以有 ⑥ 则单个点电荷在A点产生的磁场的磁感应强度大小 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 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回。 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。时，处的质点开始沿y轴做周期为T、振幅为A的简谐运动。时的波形如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 时，质点沿y轴负方向运动 B. 时，质点的速度最大 C. 时，质点和相位相同 D. 该列绳波的波速为 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、且都满足。已知地月之间的距离r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（ ） A. B. C. D. 4. 如图所示是一对不等量异种点电荷的电场线分布图，带电量大小分别为q和2q，图中两点电荷连线长度为2r，P、Q两点关于两电荷连线对称。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N点的电场强度 C. 右边的小球带电量为 D. 两点电荷连线的中点处的电场强度为 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Uab = Ubc，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P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，测得风扇运转时电压表示数为，电流表示数为；扇叶被卡住停止转动时，电压表的示数为，电流表的示数为，且。下列说法正确的是（　　） A. 电动机线圈电阻 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 D. 风扇运转时输出的机械功率 7. 如图甲所示，在线圈中通入电流后，在上产生的感应电流随时间变化的规律如图乙所示，、中电流的正方向如甲图中的箭头所示．则通入线圈中的电流随时间变化的图线是下图中的 A. B. C. D. 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r，为光敏电阻（光照强度增加时，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 C. 电源的效率变小 D. 上电流的变化量大于上电流的变化量 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α粒子（He）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CD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之比为1：2 C. 若初动能相同，质子和α粒子经过电场的时间相同 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（）。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，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 C. 管道内的等效电流为 D. 粒子束对管道的平均作用力大小为 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r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，经过时间从C点射出磁场，∠AOC为120°。现将带电粒子的速度变为，仍从A沿直径射入磁场，不计重力，则（ ） A. 运动半径为 B. 运动半径为 C. 粒子在磁场中运动时间变为 D. 粒子在磁场中运动时间变为 12. 某沿x方向的静电场，其电势在x轴上的分布如图所示，由图可知，下列说法中正确的是（　　） A. 和处电场强度相同 B. 处电场强度比处大 C. 到之间有三处场强为零 D. 负电荷从移动到，电势能增大 13. 电磁炮是将电磁能转变成动能的装置。我国电磁炮曾在936坦克登陆舰上进行了海上测试，据称测试中弹丸以的出口速度，击中了外的目标。如图是“电磁炮”模型的原理结构示意图。光滑水平平行金属导轨、的间距，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。装有弹体的导体棒垂直放在导轨、上的最左端，且始终与导轨接触良好，导体棒（含弹体）的质量，在导轨、间部分的电阻，可控电源的内阻。在某次模拟发射时，可控电源为导体棒提供的电流恒为，不计空气阻力，导体棒由静止加速到后发射弹体。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倍 C. 其他条件不变，若磁感应强度大小变为原来的2倍，射出速度将变为原来的2倍 D. 该过程系统产生的焦耳热为 14. 我国霍尔推进器技术世界领先，其简化的工作原理如图所示。放电通道两端电极间存在一加速电场，该区域内有一与电场近似垂直的约束磁场（未画出）用于提高工作物质被电离的比例。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，推进器产生的推力为。已知氙离子的比荷为；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 B. 氙离子的加速电压约为 C. 氙离子向外喷射形成的电流约为 D. 每秒进入放电通道的氙气质量约为 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，内阻可以忽略．单刀双郑开关先跟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． （1）开关改接2后，电容器进行的是__________（选填“充电”或“放电”）过程．此过程得到的图像如图2所示．如果不改变电路其他参数，只减小电阻的阻值，则此过程的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，则该电容器的电容为__________ （3）关于电容器在整个充、放电过程中的图像和图像的大致形状，可能正确的有____________（为电容器极板所带的电荷量，为两板的电势差）． A． B． C． D． 16. 欲测量一个未知电阻R的阻值。 （1）某同学先用万用表欧姆“×10”挡粗测。测量中，表盘指针位置如图（a），其示数为______。 （2）为了准确测出的阻值，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，内阻约1）； C．电流表（量程25mA，内阻）； D．电流表（量程1mA，内阻）； E．电阻箱（阻值0～9999.9）； F．滑动变阻器（阻值0～10）； 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，A1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，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表和表的示数和，由这些数据得到了图（c）所示的图像。利用图像求得被测电阻的阻值为______（结果取3位有效数字）。 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q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所受电场力的大小F； (2)带电球A在小球B处产生的电场强度的大小E： (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做的功不计其他能量损失。 18. 如图所示，两根平行光滑金属导轨MN和PQ放置在水平面内，其间距L=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=4.8Ω，在导轨上有一金属棒ab，其电阻r=0.2Ω，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v=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； (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v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，已知电子质量为m，电荷量为e。 （1）若需要速度为的电子通过金属网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（a）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，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（b）为其结构示意图。在一个竖直放置、半径为r、匝数为N的圆形线圈的圆心O处，放一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在同一竖直平面内。给线圈通上待测电流后，小磁针偏转了α角。已知仪器所在处地磁场的磁感应强度水平分量大小为Bc。求： a、待测电流在圆心O处产生的磁感应强度的大小； b、待测电流的大小。 （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（c）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状态下将在A点产生的磁场的磁感应强度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $