精品解析：北京市朝阳区部分校2026-2027学年高三上学期开学物理试题

2026~2027学年度第一学期 朝阳区校统一测试 高三物理 开学适应性联合考试 一、选择题（共42分） 1. 如图所示，由红光与黄光组成的双色光，从空气斜射向一块平行玻璃砖，在上表面经折射分成两束单色光、，并都从下表面斜射出去。下列说法正确的是（ ） A. 光为红光 B. 在真空中，光的速度更快 C. 、光射出玻璃砖时，两束光线平行 D. 、光分别照射同一个双缝装置，光产生的干涉条纹更宽 【答案】C 【解析】 【详解】A．光的偏折越大，则折射率越大，可知a的折射率更大，则为黄光，故A错误； B．介质中的光速，则光的速度更快，故B错误； C．因为a、b光束射到下表面的入射角等于射到上表面的折射角，可知从下表射出时的折射角等于射到上表面时的入射角，即光分别从下表面两点射出后，两束光相互平行，故C正确； D．的频率大，则的波长短，根据可知，通过相同的双缝装置，的条纹更窄，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，真空中有一静止的正点电荷Q，在其电场中的P点放一个电荷量为q的试探电荷，试探电荷受到电场力大小为F。下列说法正确的是（ ） A. P点电场强度大小 B. 若将试探电荷移走，P点电场强度为零 C. P点电场强度的方向沿虚线指向 D. 改变试探电荷的电性，P点电场强度的方向改变 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据电场强度的定义式，知P点的电场强度大小为，A正确。 BD．电场强度由场源电荷Q决定，与试探电荷q无关，移走试探电荷后或者改变试探电荷的电性，P点的电场强度大小和方向均不变，故BD错误。 C．正点电荷的电场方向是背离正电荷的，所以P点电场强度方向沿虚线向右，C错误。 故选A。 3. 如图所示，匀强磁场的上下边界MN、PQ平行，正方形导线框abcd从MN上方h处自由下落，ab边始终与磁场边界平行，导线框平面始终与磁场方向垂直，ab边进入匀强磁场区域恰好做匀速运动。已知导线框边长为L，质量为m，匀强磁场区域宽度为2L，重力加速度为g，不计空气阻力。关于导线框，下列说法正确的是（ ） A. 从ab边进入磁场到cd边进入磁场的时间为 B. 从ab边进入磁场到cd边进入磁场的过程，产生的焦耳热为 C. 从ab边进入磁场到cd边离开磁场的过程，产生的焦耳热小于3mgL D. 从cd边进入磁场到ab边离开磁场的过程，做匀速运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．线框从高为处静止释放，根据机械能守恒定律有 解得 边进入匀强磁场区域恰好做匀速运动，即线框以进入磁场做匀速运动，经时间后进入磁场，则有，故A错误。 B．从边进入磁场到边进入磁场，线框一直做匀速运动，且下降的高度为，根据能量守恒可知，线框进入磁场的过程中产生的焦耳热等于减小的重力势能，即，故B错误。 C．从边进入磁场到边离开磁场，整个过程分为三个阶段，边进入磁场到边进入磁场，线框匀速运动，焦耳热；线框完全进入磁场后到边刚离开磁场，磁通量不变，无感应电流，只受重力，做加速运动，下落距离，速度从增大到，焦耳热；边刚离开磁场到边离开磁场，此时速度，安培力，线框做减速运动，下落距离，焦耳热。总焦耳热，同时线框完全进入磁场后，线框加速获得的动能为，所以线框离开磁场时转化的焦耳热最大为，但是由于线框离开磁场时的速度且，所以总焦耳热小于，故C正确。 D．从边进入磁场到边离开磁场的过程，穿过线框的磁通量不变，线框中没有感应电流，线框只受重力作用，所以线框做匀加速直线运动，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，实线是一簇由负点电荷产生的电场线。一带正电的粒子仅在电场力作用下通过电场，图中虚线为粒子的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。下列判断正确的是（  ） A. a点场强小于b点场强 B. a点电势大于b点电势 C. 带电粒子从a到b动能减小 D. 带电粒子从a到b电势能减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据电场线的疏密表示电场强度的强弱，可知a点场强大于b点场强，A错误； B．根据顺着电场线方向，电势降低，可知a点电势小于b点电势，B错误； CD．粒子的运动轨迹向左弯曲，粒子受到的电场力沿电场线向左，若粒子从a到b，电场力对粒子做负功，粒子的动能减小，电势能增大，D错误，C正确。 故选C。 5. 如图所示，在真空中，将一个与外界绝缘的导体缓慢移近带正电的小球P（但不接触），其中M、N为导体内部的两点。下列说法正确的是（　　） A. 导体的右端带正电荷，左端带负电荷 B. 导体右端的感应电荷量逐渐减少 C. 导体内部的电场强度逐渐增大 D. 感应电荷在M点产生的电场强度大于在N点产生的电场强度 【答案】D 【解析】 【详解】A．导体在正电荷P的电场中发生静电感应，由于同种电荷相斥，异种电荷相吸，导体中的自由电子会向右端移动，聚集在右端，使右端带负电荷；左端因失去电子而带上等量的正电荷，故A错误； B．当导体缓慢移近带正电的小球P时，导体所处的电场越来越强，静电感应现象越来越显著，导体两端的感应电荷量会逐渐增多，故B错误； C．处于静电平衡状态的导体，其内部的合电场强度处处为零。无论导体如何移动，只要达到静电平衡，其内部场强就为零，不会增大，故C错误； D．导体内部任意一点（如M、N）的合电场强度为零。这说明感应电荷产生的电场（附加电场）与带正电小球P产生的电场（原电场）大小相等、方向相反。根据 可知，P在M、N两点产生的场强 感应电荷在M、N两点产生的场强分别为E感M和E感N。根据场强叠加原理，有EPM = E感M，EPN = E感N 所以感应电荷在M点产生的电场强度也大于在N点产生的电场强度，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，在圆心的正上方一定高度处有一个竖直的条形磁体。把条形磁体水平向左移动时，金属圆环始终保持静止。下列说法正确的是（　　） A. 从上往下看，金属圆环中产生逆时针方向的感应电流 B. 金属圆环对桌面的压力大于其自身重力 C. 金属圆环有相对桌面向左的运动趋势 D. 金属圆环受到水平向左的摩擦力 【答案】C 【解析】 【详解】A．穿过金属环的磁感线向下，条形磁铁向左移动时，金属环的磁通量减少，根据楞次定律，从上往下看，金属圆环中产生顺时针方向的感应电流，故A错误； BCD．根据“来拒去留”规律，把条形磁体水平向左移动时，条形磁铁远离金属环，二者相互吸引，金属环受到向左上方的引力作用，所以金属圆环对桌面的压力小于其自身重力，金属圆环相对桌面有向左的运动趋势，金属圆环受到水平向右的摩擦力，故C正确，BD错误。 故选C。 7. 如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑片，在原线圈上加一电压有效值为U的正弦交流电。下列说法正确的是（　　） A. 保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小 B. 保持Q的位置不动，将P向上滑动时，滑动变阻器R消耗的功率变大 C. 保持P的位置不动，将Q向上滑动时，变压器的输入功率变小 D. 保持P的位置不动，将Q向上滑动时，变压器的输出电压变小 【答案】A 【解析】 【详解】A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，变压器输出电压不变，R增大，副线圈电流减小，匝数比不变，则电流表读数变小，故A正确； B．滑动变阻器R消耗的功率为 由于R与大小关系未知，则滑动变阻器R消耗的功率不一定变大，故B错误； CD．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，根据可知，变压器输出电压增大，则两端电压变大，变压器输出功率变大，则变压器输入功率变大，故CD错误。 故选A。 8. 一种新型环保电源的输出电压与输出电流的关系如图所示。该电源的电动势恒定不变，但内阻随电流变化。现将该电源与一个阻值可连续调节（调节范围足够大）的电阻串联，构成闭合电路。下列说法正确的是（　　） A. 在任意电流时，电源内阻值等于该点图线切线斜率的绝对值 B. 当回路电流从零逐渐增大时，电源内阻随之减小 C. 当回路电流从零逐渐增大时，所串联的可调电阻的阻值增大 D. 当回路电流从零逐渐增大时，电源的输出功率先增大后减小 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据闭合电路欧姆定律有 在任意电流时，电源内阻值等于该点与y轴上的点（0，E）连线的斜率的绝对值，从图像可以看出，当电流I从零逐渐增大时，该连线的倾斜程度越来越大，即斜率的绝对值越来越大，所以电源的内阻随之增大，故AB错误； C．所串联的可调电阻为外电路电阻，其阻值 其大小等于图像上的点与坐标原点连线的斜率。从图像可以看出，当电流I从零逐渐增大时，该连线的斜率是逐渐减小的。因此，所串联的可调电阻的阻值减小，故C错误； D．电源的输出功率。从图像可知，当电流为0时，输出功率为0；当电流最大时，输出电压为0，输出功率为0。在中间过程中，电流和电压均不为零。因此，当回路电流从零逐渐增大时，电源的输出功率必然经历一个从0开始增大，达到一个最大值，然后再减小的过程。故D正确。 故选D。 9. 超市中有一种“强力吸盘挂钩”，其工作原理如下：如甲图所示，使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上，此时吸盘内封闭的气体压强仍与外界大气压强相等。然后再把锁扣扳下，让锁扣通过细杆把吸盘向外拉起，使吸盘内封闭气体的体积增大，从而使吸盘紧紧吸在墙上，如乙图所示。若吸盘内封闭的气体可视为理想气体，且安装过程中其质量和温度保持不变。则在锁扣扳下的过程中（ ） A. 吸盘内气体压强增大 B. 吸盘内气体分子的内能不变 C. 吸盘内气体分子的密度增大 D. 吸盘内气体放出热量 【答案】B 【解析】 【详解】C．吸盘内封闭了一定质量的理想气体，由图可知，吸盘内的气体体积变大，吸盘内气体分子的密度减小，故C错误； B．温度不变，吸盘内气体分子的平均动能不变，理想气体的内能只与分子动能有关，所以气体分子的内能不变，故B正确； A．温度不变，体积变大，由玻意耳定律可知，吸盘内气体压强减小，故A错误； D．理想气体温度不变，内能不变，体积变大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，吸盘内气体要吸收热量，故D错误。 故选B。 10. 如图所示为一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻的图像，波源振动周期为。由图像可知（ ） A. 质点的振幅为0 B. 该波波速为 C. 经过，质点沿轴正方向移动 D. 从时刻起，质点比质点先回到平衡位置 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图可知质点的振幅为，故A错误； B．由题图可知波长为，则波速为 故B错误； C．质点只在其平衡位置上下振动，不会随波的传播方向迁移，故C错误； D．波沿轴正方向传播，根据波形平移法可知，时刻质点向下振动，则从时刻起，质点比质点先回到平衡位置，故D正确。 故选D。 11. 某同学用电流传感器和电阻箱测量电源的电动势和内阻，电路如图甲所示。实验测得电阻R以及相对应的电流I的多组数据，得到如图乙所示的图线。该同学在处理实验数据时，误将电阻箱阻值作为外电路总电阻的阻值，漏算了，下列说法正确的是（　　） A. 该电源的电动势为1V B. 该电源的内阻为2Ω C. 内阻的测量值偏小 D. 电动势的测量值偏大 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据题意，由闭合回路欧姆定律有 整理可得 结合图像可得， 即该电源的内阻 故A正确，B错误； CD．结合上述分析可知，若漏算了图像斜率不变，则电动势的测量值和真实值相比是相同的，内阻的测量值偏大，故CD错误。 故选A。 12. 电磁血流量计的原理是基于法拉第电磁感应定律，可用于心血管手术的精密监控，其原理如图所示。空间存在竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场。当血液从内径为的水平血管左侧流入、右侧流出时，因为血液中含有大量的正、负离子，血管上下两侧间将形成电势差。当血液的流量（单位时间内流过血管横截面的血液体积）一定时，下列说法正确的是（ ） A. 血管上侧电势低，血管下侧电势高 B. 若血管内径变大，则血液流速变大 C. 若血管内径变大，则变小 D. 的大小与血液流速无关 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知，正离子所受洛伦兹力向上，负离子所受洛伦兹力向下，所以，血管上侧聚集正离子，电势高，下侧聚集负离子，电势低，故A错误； B．血液的流量为 若血管内径变大，则S变大，因Q一定，则v变小，故B错误； C．稳定时，粒子所受洛伦兹力等于所受的电场力，即 得 又， 联立得 所以，若d变大，则变小，故C正确； D．在流量Q一定的条件下，根据可知若v变化，则d就变化，根据可知， 必定变化，所以与v有关，故D错误。 故选C。 13. 如图所示为某种光电式烟雾报警器的原理图。在无烟雾时，光源发出的光沿直线传播，光电管接收不到光，报警器处于静默状态；当烟雾通过烟雾入口时，烟雾颗粒会散射光源发出的光，散射的光被光电管接收，从而产生光电流。干簧管是一个磁控开关，用于控制报警电路的通断。当通过烟雾入口的烟雾达到一定浓度时，报警电路被激活，蜂鸣器就会发出报警声。电键S处于闭合状态，下列说法正确的是（　　） A. 干簧管是否导通与的电动势大小有关 B. 减小R₁的阻值可以提高该报警器的灵敏度 C. 增加干簧管外缠绕线圈的匝数可以降低该报警器的灵敏度 D. 烟雾达到报警浓度时，干簧管外缠绕的线圈中一定无电流 【答案】B 【解析】 【详解】A．干簧管是否导通主要取决于其外绕线圈中电流产生的磁场，而该线圈又受光电管电路控制，与报警电路电源的电动势无直接关系，故A错误。 B．是光源所在回路的限流电阻，减小会增大光源发光强度，从而使散射到光电管的光更强、光电流更大，更易触发报警，灵敏度提高，故B正确。 C．增加干簧管外线圈匝数通常会增强线圈在给定电流下产生的磁场，有利于干簧管导通，提高灵敏度，故C错误； D．要使干簧管吸合、蜂鸣器报警，线圈中必须有足够的电流产生磁场，故D错误。 故选 B。 14. 利用霍尔元件可以进行微小位移的测量。如图所示，两块完全相同的磁体放置在空间坐标系x轴上，磁体中心轴线与x轴重合，两块磁体同极相对且关于坐标原点对称放置，磁体间形成一条缝隙。将一长方体霍尔元件放入缝隙中，其几何中心与坐标原点重合，各表面分别与x、y、z轴垂直，沿z轴正方向通入恒定电流I，霍尔电压（载流子在洛伦兹力作用下发生偏移，在上下两表面出现的电势差）UH=0。当该霍尔元件沿着x轴方向移动时，则有霍尔电压UH输出，且电压大小与偏离坐标原点的位移x大小成正比，从而能够实现微小位移的测量。已知该霍尔元件沿x轴方向的厚度为d，其载流子是电子，载流子浓度（单位体积内载流子的数量）为n。霍尔元件的灵敏度定义为。下列说法正确的是（ ） A. 若位移x<0，则上表面电势低于下表面电势 B. 霍尔元件所在位置的磁感应强度大小与位移大小成反比 C. 若将厚度d减半，在相同位置（非坐标原点）通入相同电流，则其霍尔电压UH减半 D. 若载流子浓度n发生微小变化，且，灵敏度发生的变化为，则 【答案】D 【解析】 【详解】A．若位移x<0，则磁场方向向右，根据左手定则可知，电子受洛伦兹力方向向下，可知上表面电势高于下表面电势，A错误； B．根据（a为上下表面的距离） 解得 而电压UH大小与偏离坐标原点的位移x大小成正比，即，则 则霍尔元件所在位置的磁感应强度大小B与位移大小x成正比，B错误； C．根据，若将厚度d减半，在相同位置（非坐标原点）通入相同电流，则其霍尔电压UH加倍，C错误； D．霍尔元件的灵敏度定义为 则 若载流子浓度n发生微小变化，且，灵敏度发生的变化为，则 可得 可得，D正确。 故选D。 二、实验题（共18分） 15. 探究小车的加速度与力、质量关系的实验装置如图所示。把轨道的一侧垫高，以平衡小车受到的阻力。调节轨道的倾斜度，使小车在不受牵引时能拖动纸带沿轨道________（选填“匀速运动”或“加速运动”）。 【答案】匀速运动 【解析】 【详解】在探究小车的加速度与力、质量关系的实验中，平衡阻力的目的是让小车所受重力沿斜面的分力与阻力相互抵消，使小车在不受牵引力时做匀速运动。这样，后续实验中细绳的拉力就可以近似看作小车所受的合外力。 【点睛】 16. 在“测量金属丝电阻率”的实验中测出某种合金电阻丝的长度L、直径D和电阻R，该合金材料电阻率的表达式为ρ=__________（用L、D、R表示） 【答案】​ 【解析】 【详解】由电阻定律，圆柱形合金丝的横截面积为 解得 17. 用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，发现重物重力势能的减少量略大于重物动能的增加量，其原因可能是：________。 【答案】由于重物受到阻力等因素的影响 【解析】 【详解】实验中由于阻力等因素的影响，一部分重力势能转化为内能而损失，则重物的重力势能减少量略大于动能增加量。 18. 验证动量守恒定律的实验装置如图所示。O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。首先，将质量为m1的小球从斜槽上的S位置由静止释放，小球落到复写纸上，重复多次。然后，把大小相同、质量为m2（m2<m1）的被碰小球置于斜槽末端，再将质量为m1的小球从S位置由静止释放，两球相碰，重复多次。分别确定平均落点，记为M、N和P（P为m1单独滑下时的平均落点）。M、P、N三点到O点的距离分别为OM、OP、ON。在误差允许的范围内，若关系式________成立，即可验证碰撞前后动量守恒。 【答案】 【解析】 【详解】在这个实验中，小球做平抛运动，由于下落高度相同，它们的运动时间相等，因此水平位移可以用来代替水平速度，m1的小球单独下落时的速度为 碰撞后m1的小球的速度为 碰撞后m2的小球的速度为 根据动量守恒定律可得 可得 19. 某同学为测量平时使用的铅笔芯的电阻率，可用的实验器材有： A.待测铅笔芯：总长度10cm左右 B.直流电源：电动势15V，内阻不计 C.电压表：量程0∼15V，内阻未知 D.电流表：量程0∼0.6A，内阻未知 E.滑动变阻器：最大阻值10Ω F.滑动变阻器：最大阻值200Ω G.毫米刻度尺 H.螺旋测微器 I.开关，导线（带鳄鱼夹） J.坐标纸 其所设计的实验步骤如下： （1）用螺旋测微器测量铅笔芯的横截面直径d。 （2）按图1连接电路，其中滑动变阻器选用________（选填“”或“”）。 （3）闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片滑到________（选填“c端”“d端”或“中间”），用鳄鱼夹a夹住铅笔芯的一侧端点，另一个鳄鱼夹b夹在铅笔芯某个位置。闭合开关S后，将滑动变阻器滑片调节到合适位置，将单刀双掷开关K分别掷到1和2端，观察到电流表示数变化比电压表示数变化更明显，则测量铅笔芯电阻时应将K掷到________（选填“1”或“2”）端。 （4）正确接线后，闭合开关，记录电压表示数U、电流表示数I以及对应两夹子之间的铅笔芯长度x。通过改变鳄鱼夹b的位置，记录多组U、I、x的值。 （5）在坐标纸上描点，画出图像如图2所示，其斜率为k，纵轴上的截距为b，则该铅笔芯的电阻率为________（用测得量和已知量的符号表示）。进一步分析该图线不通过坐标原点的原因是________。 【答案】 ①. ②. d ③. 2 ④. ⑤. 压表数值与电流表数值比值为铅笔芯阻值和电流表阻值之和 【解析】 【详解】[1]滑动变阻器采用分压式接法，故选内阻小的滑动变阻器，故选； [2]闭合开关前，要使待测电阻两端电压最小，则将滑动变阻器的滑片滑到d端； [3] 由于电流表示数变化比电压表示数变化更明显，说明电压表分流较多，因此电流表应采用内接法，即测量铅笔芯电阻时应将K掷到2端； [4][5]根据闭合电路欧姆定律可知 整理可得 其中， 解得 该图线不通过坐标原点的原因是电压表数值与电流表数值比值为铅笔芯阻值和电流表阻值之和，故纵截距为电流表示数。 三、计算题（共40分） 20. 如图所示，竖直面内的光滑轨道ABCD，AB段为曲面，BC段水平，CD段是半径的半圆形轨道，BC段与CD段在C点相切。在A点由静止释放一质量为的小球，小球沿轨道运动至D点后，沿水平方向飞出，最终落到水平轨道BC段上的E点，A点距水平面的高度，重力加速度g取，求： （1）小球运动到B点时的速度大小； （2）小球运动到D点时轨道对小球的弹力大小； （3）C、E两点的距离x。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意，小球从到的过程中，由机械能守恒定律有 解得 【小问2详解】 根据题意，小球从到的过程中，由机械能守恒定律有 解得 在点，由牛顿第二定律有 解得 【小问3详解】 小球从点飞出后做平抛运动，飞行时间为 C、E两点的距离 21. 如图所示，固定于水平面上的“”形金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，DC和EF为两根平行的光滑导轨。金属杆MN始终与导轨垂直且与导轨接触良好，在外力的作用下，以速度v从DE开始向右匀速运动。t=0时磁感应强度为B0，此时金属杆MN到达的位置恰好使MNED构成一个边长为L的正方形。已知金属杆MN的质量为m，电阻为r；DE部分的电阻为R，其余部分电阻不计。 （1）求t=0时流过金属杆MN的电流I； （2）从t=0时刻开始，磁感应强度B改变，回路中不产生感应电流，请推导出磁感应强度B随时间t变化的关系式； （3）若磁场的磁感应强度恒为B0，从t=0时刻开始，撤去外力作用，金属杆MN仅在安培力作用下做减速运动，金属杆MN速度由v减小到通过的位移大小为x1，速度由减小到通过的位移大小为x2，求。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 t=0时流过金属杆MN的电流 【小问2详解】 回路中不产生感应电流，说明磁通量保持不变，时刻磁通量为 t时刻的磁通量为 因为 联立解得 【小问3详解】 规定向右为正方向，金属杆速度由v减小到过程，根据动量定理有 同理，金属杆速度由减小到过程，根据动量定理有 联立解得 22. 我国在航母舰载机电磁弹射领域已达到世界先进水平。如图1为电磁弹射系统简化等效电路（俯视图），两根固定于水平面内的足够长的光滑平行金属导轨，间距为L，电阻忽略不计。导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出）。舰载机（含滑架）可等效为一质量为m、电阻不计的金属棒MN，垂直放在两导轨间。导轨左端连接电路，其直流电源电动势为E，超级电容器的电容为C，定值电阻的阻值为R。先闭合开关K，将开关S接1，使电容器完全充电，然后断开开关K，将S接至2，MN由静止开始向右加速运动。设MN始终垂直两导轨并与导轨良好接触，忽略一切摩擦阻力及电磁辐射的能量。 （1）求MN由静止开始运动时的加速度a的大小； （2）将开关S接至1到电路达到稳定的过程中，在图2中定性画出电容器两极间的电压u随电荷量q变化的图像，并结合该图像论证电路稳定时电容器储存的能量； （3）电容器所释放的能量不能完全转化为金属导体棒的动能，将导体棒离开轨道时的动能与电容器所释放能量的比值定义为能量转化效率。若某次发射结束时，电容器的电荷量减小到充电结束时的，求这次发射过程中的能量转化效率。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 开关S接至2瞬间，电路中的电动势大小为E，根据欧姆定律得电路中的电流 金属棒MN所受安培力 又由牛顿第二定律得MN由静止开始运动时的加速度大小 【小问2详解】 由电容的定义式可得 即电容器的极板电压u与电量q成正比，当极板电压时，两极板电量 设在极短时间内，电容器的电压为，电荷量的变化量为，则由电流的定义可得电流为 电功率为 储存的电能等于电场力做的功 充电结束时，电容器储存的总电能，也是图像与轴所围的面积 【小问3详解】 设从电容器开始放电到导体棒离开轨道的时间为t，放电的电荷量为∆Q，平均电流为，导体棒离开轨道时的速度为v，根据动量定理有， 由题意可知 联立解得 导体棒离开轨道时的动能为 电容器释放的能量为 这次发射过程中的能量转化效率η为 23. 静止电荷在其周围空间产生的电场，称为静电场；随时间变化的磁场在其周围空间激发的电场称为感生电场。 （1）如图1所示，真空中一个静止的均匀带电球体，所带电荷量为，半径为R，静电力常量为k。该球体在空间产生的电场分布如图2所示。 ①类比是一种常用的研究方法。类比直线运动中由图像求位移的方法，根据图2所示的距球心r处电场强度E的大小关系图像，求球心到球面R处的电势差大小U ②根据图，定性画出从O到无穷远空间电势随r的变化图。（假设无穷远处电势为零） （2）如图3，以O为圆心、半径为a的圆形区域内，分布着垂直纸面向里的磁场，磁感应强度（）。圆形区域内变化的磁场会激发感生电场，该感生电场的电场线是以O为圆心的一系列同心圆（图中未画出），可形象称之为“涡旋电场”。 ①求距圆心处的涡旋电场强度大小E ②如图4，该圆形磁场附近有一导体棒，长度2a，圆心到导体棒距离为，导体棒中点在O点正下方。因涡旋电场力的作用，电荷在导体棒两端聚集，产生电动势。求该电动势 （3）电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备，基本原理如图5所示，图的上部分为侧视图，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。图的下部分为真空室的俯视图，电子从电子枪右端逸出，当电磁铁线圈电流的大小与方向变化满足相应要求时，电子在真空室中沿虚线圆轨迹运动，不断被加速。若某次加速中，电子圆周运动轨迹的半径为R，圆形轨迹上的磁场为，且。圆形轨迹区域内平均磁场记为（由于圆形轨迹区域内各处磁场分布不均匀，即为穿过圆形轨道区域内的磁通量与圆的面积比值），且。设图5装置中标出的电流方向为正方向，电磁铁中通有如图6所示的正弦交变电流，在0-时间内可以让电子加速数十万圈，获得很大的能量。若使电子被控制在圆形轨道R上不断被加速，与之间应满足一定的关系，请你推导与的关系。 【答案】（1）①；② （2）①；② （3） 【解析】 【小问1详解】 ①根据图像所围面积表示电势差，球心到球面R处的电势差大小 ②根据题意，可得从O到无穷远空间电势随r的变化图，如下图 【小问2详解】 ①根据法拉第电磁感应定律得 因为， 联立解得 ②画辅助线，导体棒两个端点和圆心，构建一个三角形。可用法拉第电磁感应定律求闭合三角形回路的电动势，则三角形回路感应电动势为 假想一个正电荷绕三角形一圈，只有一条边非静电力做功，则有 【小问3详解】 做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供：设某时刻电子运动的速度为v，则有 由(2)问中的结论可得，此时轨道处的涡旋电场场强大小 因为（切向） 联立解得 累加求和有 解得 联立以上解得 可得. 因此 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026~2027学年度第一学期 朝阳区校统一测试 高三物理 开学适应性联合考试 一、选择题（共42分） 1. 如图所示，由红光与黄光组成的双色光，从空气斜射向一块平行玻璃砖，在上表面经折射分成两束单色光、，并都从下表面斜射出去。下列说法正确的是（ ） A. 光为红光 B. 在真空中，光的速度更快 C. 、光射出玻璃砖时，两束光线平行 D. 、光分别照射同一个双缝装置，光产生的干涉条纹更宽 2. 如图所示，真空中有一静止的正点电荷Q，在其电场中的P点放一个电荷量为q的试探电荷，试探电荷受到电场力大小为F。下列说法正确的是（ ） A. P点电场强度大小 B. 若将试探电荷移走，P点电场强度为零 C. P点电场强度的方向沿虚线指向 D. 改变试探电荷的电性，P点电场强度的方向改变 3. 如图所示，匀强磁场的上下边界MN、PQ平行，正方形导线框abcd从MN上方h处自由下落，ab边始终与磁场边界平行，导线框平面始终与磁场方向垂直，ab边进入匀强磁场区域恰好做匀速运动。已知导线框边长为L，质量为m，匀强磁场区域宽度为2L，重力加速度为g，不计空气阻力。关于导线框，下列说法正确的是（ ） A. 从ab边进入磁场到cd边进入磁场的时间为 B. 从ab边进入磁场到cd边进入磁场的过程，产生的焦耳热为 C. 从ab边进入磁场到cd边离开磁场的过程，产生的焦耳热小于3mgL D. 从cd边进入磁场到ab边离开磁场的过程，做匀速运动 4. 如图所示，实线是一簇由负点电荷产生的电场线。一带正电的粒子仅在电场力作用下通过电场，图中虚线为粒子的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。下列判断正确的是（  ） A. a点场强小于b点场强 B. a点电势大于b点电势 C. 带电粒子从a到b动能减小 D. 带电粒子从a到b电势能减小 5. 如图所示，在真空中，将一个与外界绝缘的导体缓慢移近带正电的小球P（但不接触），其中M、N为导体内部的两点。下列说法正确的是（　　） A. 导体的右端带正电荷，左端带负电荷 B. 导体右端的感应电荷量逐渐减少 C. 导体内部的电场强度逐渐增大 D. 感应电荷在M点产生的电场强度大于在N点产生的电场强度 6. 如图所示，水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，在圆心的正上方一定高度处有一个竖直的条形磁体。把条形磁体水平向左移动时，金属圆环始终保持静止。下列说法正确的是（　　） A. 从上往下看，金属圆环中产生逆时针方向的感应电流 B. 金属圆环对桌面的压力大于其自身重力 C. 金属圆环有相对桌面向左的运动趋势 D. 金属圆环受到水平向左的摩擦力 7. 如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑片，在原线圈上加一电压有效值为U的正弦交流电。下列说法正确的是（　　） A. 保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小 B. 保持Q的位置不动，将P向上滑动时，滑动变阻器R消耗的功率变大 C. 保持P的位置不动，将Q向上滑动时，变压器的输入功率变小 D. 保持P的位置不动，将Q向上滑动时，变压器的输出电压变小 8. 一种新型环保电源的输出电压与输出电流的关系如图所示。该电源的电动势恒定不变，但内阻随电流变化。现将该电源与一个阻值可连续调节（调节范围足够大）的电阻串联，构成闭合电路。下列说法正确的是（　　） A. 在任意电流时，电源内阻值等于该点图线切线斜率的绝对值 B. 当回路电流从零逐渐增大时，电源内阻随之减小 C. 当回路电流从零逐渐增大时，所串联的可调电阻的阻值增大 D. 当回路电流从零逐渐增大时，电源的输出功率先增大后减小 9. 超市中有一种“强力吸盘挂钩”，其工作原理如下：如甲图所示，使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上，此时吸盘内封闭的气体压强仍与外界大气压强相等。然后再把锁扣扳下，让锁扣通过细杆把吸盘向外拉起，使吸盘内封闭气体的体积增大，从而使吸盘紧紧吸在墙上，如乙图所示。若吸盘内封闭的气体可视为理想气体，且安装过程中其质量和温度保持不变。则在锁扣扳下的过程中（ ） A. 吸盘内气体压强增大 B. 吸盘内气体分子的内能不变 C. 吸盘内气体分子的密度增大 D. 吸盘内气体放出热量 10. 如图所示为一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻的图像，波源振动周期为。由图像可知（ ） A. 质点的振幅为0 B. 该波波速为 C. 经过，质点沿轴正方向移动 D. 从时刻起，质点比质点先回到平衡位置 11. 某同学用电流传感器和电阻箱测量电源的电动势和内阻，电路如图甲所示。实验测得电阻R以及相对应的电流I的多组数据，得到如图乙所示的图线。该同学在处理实验数据时，误将电阻箱阻值作为外电路总电阻的阻值，漏算了，下列说法正确的是（　　） A. 该电源的电动势为1V B. 该电源的内阻为2Ω C. 内阻的测量值偏小 D. 电动势的测量值偏大 12. 电磁血流量计的原理是基于法拉第电磁感应定律，可用于心血管手术的精密监控，其原理如图所示。空间存在竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场。当血液从内径为的水平血管左侧流入、右侧流出时，因为血液中含有大量的正、负离子，血管上下两侧间将形成电势差。当血液的流量（单位时间内流过血管横截面的血液体积）一定时，下列说法正确的是（ ） A. 血管上侧电势低，血管下侧电势高 B. 若血管内径变大，则血液流速变大 C. 若血管内径变大，则变小 D. 的大小与血液流速无关 13. 如图所示为某种光电式烟雾报警器的原理图。在无烟雾时，光源发出的光沿直线传播，光电管接收不到光，报警器处于静默状态；当烟雾通过烟雾入口时，烟雾颗粒会散射光源发出的光，散射的光被光电管接收，从而产生光电流。干簧管是一个磁控开关，用于控制报警电路的通断。当通过烟雾入口的烟雾达到一定浓度时，报警电路被激活，蜂鸣器就会发出报警声。电键S处于闭合状态，下列说法正确的是（　　） A. 干簧管是否导通与的电动势大小有关 B. 减小R₁的阻值可以提高该报警器的灵敏度 C. 增加干簧管外缠绕线圈的匝数可以降低该报警器的灵敏度 D. 烟雾达到报警浓度时，干簧管外缠绕的线圈中一定无电流 14. 利用霍尔元件可以进行微小位移的测量。如图所示，两块完全相同的磁体放置在空间坐标系x轴上，磁体中心轴线与x轴重合，两块磁体同极相对且关于坐标原点对称放置，磁体间形成一条缝隙。将一长方体霍尔元件放入缝隙中，其几何中心与坐标原点重合，各表面分别与x、y、z轴垂直，沿z轴正方向通入恒定电流I，霍尔电压（载流子在洛伦兹力作用下发生偏移，在上下两表面出现的电势差）UH=0。当该霍尔元件沿着x轴方向移动时，则有霍尔电压UH输出，且电压大小与偏离坐标原点的位移x大小成正比，从而能够实现微小位移的测量。已知该霍尔元件沿x轴方向的厚度为d，其载流子是电子，载流子浓度（单位体积内载流子的数量）为n。霍尔元件的灵敏度定义为。下列说法正确的是（ ） A. 若位移x<0，则上表面电势低于下表面电势 B. 霍尔元件所在位置的磁感应强度大小与位移大小成反比 C. 若将厚度d减半，在相同位置（非坐标原点）通入相同电流，则其霍尔电压UH减半 D. 若载流子浓度n发生微小变化，且，灵敏度发生的变化为，则 二、实验题（共18分） 15. 探究小车的加速度与力、质量关系的实验装置如图所示。把轨道的一侧垫高，以平衡小车受到的阻力。调节轨道的倾斜度，使小车在不受牵引时能拖动纸带沿轨道________（选填“匀速运动”或“加速运动”）。 16. 在“测量金属丝电阻率”的实验中测出某种合金电阻丝的长度L、直径D和电阻R，该合金材料电阻率的表达式为ρ=__________（用L、D、R表示） 17. 用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，发现重物重力势能的减少量略大于重物动能的增加量，其原因可能是：________。 18. 验证动量守恒定律的实验装置如图所示。O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。首先，将质量为m1的小球从斜槽上的S位置由静止释放，小球落到复写纸上，重复多次。然后，把大小相同、质量为m2（m2<m1）的被碰小球置于斜槽末端，再将质量为m1的小球从S位置由静止释放，两球相碰，重复多次。分别确定平均落点，记为M、N和P（P为m1单独滑下时的平均落点）。M、P、N三点到O点的距离分别为OM、OP、ON。在误差允许的范围内，若关系式________成立，即可验证碰撞前后动量守恒。 19. 某同学为测量平时使用的铅笔芯的电阻率，可用的实验器材有： A.待测铅笔芯：总长度10cm左右 B.直流电源：电动势15V，内阻不计 C.电压表：量程0∼15V，内阻未知 D.电流表：量程0∼0.6A，内阻未知 E.滑动变阻器：最大阻值10Ω F.滑动变阻器：最大阻值200Ω G.毫米刻度尺 H.螺旋测微器 I.开关，导线（带鳄鱼夹） J.坐标纸 其所设计的实验步骤如下： （1）用螺旋测微器测量铅笔芯的横截面直径d。 （2）按图1连接电路，其中滑动变阻器选用________（选填“”或“”）。 （3）闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片滑到________（选填“c端”“d端”或“中间”），用鳄鱼夹a夹住铅笔芯的一侧端点，另一个鳄鱼夹b夹在铅笔芯某个位置。闭合开关S后，将滑动变阻器滑片调节到合适位置，将单刀双掷开关K分别掷到1和2端，观察到电流表示数变化比电压表示数变化更明显，则测量铅笔芯电阻时应将K掷到________（选填“1”或“2”）端。 （4）正确接线后，闭合开关，记录电压表示数U、电流表示数I以及对应两夹子之间的铅笔芯长度x。通过改变鳄鱼夹b的位置，记录多组U、I、x的值。 （5）在坐标纸上描点，画出图像如图2所示，其斜率为k，纵轴上的截距为b，则该铅笔芯的电阻率为________（用测得量和已知量的符号表示）。进一步分析该图线不通过坐标原点的原因是________。 三、计算题（共40分） 20. 如图所示，竖直面内的光滑轨道ABCD，AB段为曲面，BC段水平，CD段是半径的半圆形轨道，BC段与CD段在C点相切。在A点由静止释放一质量为的小球，小球沿轨道运动至D点后，沿水平方向飞出，最终落到水平轨道BC段上的E点，A点距水平面的高度，重力加速度g取，求： （1）小球运动到B点时的速度大小； （2）小球运动到D点时轨道对小球的弹力大小； （3）C、E两点的距离x。 21. 如图所示，固定于水平面上的“”形金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，DC和EF为两根平行的光滑导轨。金属杆MN始终与导轨垂直且与导轨接触良好，在外力的作用下，以速度v从DE开始向右匀速运动。t=0时磁感应强度为B0，此时金属杆MN到达的位置恰好使MNED构成一个边长为L的正方形。已知金属杆MN的质量为m，电阻为r；DE部分的电阻为R，其余部分电阻不计。 （1）求t=0时流过金属杆MN的电流I； （2）从t=0时刻开始，磁感应强度B改变，回路中不产生感应电流，请推导出磁感应强度B随时间t变化的关系式； （3）若磁场的磁感应强度恒为B0，从t=0时刻开始，撤去外力作用，金属杆MN仅在安培力作用下做减速运动，金属杆MN速度由v减小到通过的位移大小为x1，速度由减小到通过的位移大小为x2，求。 22. 我国在航母舰载机电磁弹射领域已达到世界先进水平。如图1为电磁弹射系统简化等效电路（俯视图），两根固定于水平面内的足够长的光滑平行金属导轨，间距为L，电阻忽略不计。导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出）。舰载机（含滑架）可等效为一质量为m、电阻不计的金属棒MN，垂直放在两导轨间。导轨左端连接电路，其直流电源电动势为E，超级电容器的电容为C，定值电阻的阻值为R。先闭合开关K，将开关S接1，使电容器完全充电，然后断开开关K，将S接至2，MN由静止开始向右加速运动。设MN始终垂直两导轨并与导轨良好接触，忽略一切摩擦阻力及电磁辐射的能量。 （1）求MN由静止开始运动时的加速度a的大小； （2）将开关S接至1到电路达到稳定的过程中，在图2中定性画出电容器两极间的电压u随电荷量q变化的图像，并结合该图像论证电路稳定时电容器储存的能量； （3）电容器所释放的能量不能完全转化为金属导体棒的动能，将导体棒离开轨道时的动能与电容器所释放能量的比值定义为能量转化效率。若某次发射结束时，电容器的电荷量减小到充电结束时的，求这次发射过程中的能量转化效率。 23. 静止电荷在其周围空间产生的电场，称为静电场；随时间变化的磁场在其周围空间激发的电场称为感生电场。 （1）如图1所示，真空中一个静止的均匀带电球体，所带电荷量为，半径为R，静电力常量为k。该球体在空间产生的电场分布如图2所示。 ①类比是一种常用的研究方法。类比直线运动中由图像求位移的方法，根据图2所示的距球心r处电场强度E的大小关系图像，求球心到球面R处的电势差大小U ②根据图，定性画出从O到无穷远空间电势随r的变化图。（假设无穷远处电势为零） （2）如图3，以O为圆心、半径为a的圆形区域内，分布着垂直纸面向里的磁场，磁感应强度（）。圆形区域内变化的磁场会激发感生电场，该感生电场的电场线是以O为圆心的一系列同心圆（图中未画出），可形象称之为“涡旋电场”。 ①求距圆心处的涡旋电场强度大小E ②如图4，该圆形磁场附近有一导体棒，长度2a，圆心到导体棒距离为，导体棒中点在O点正下方。因涡旋电场力的作用，电荷在导体棒两端聚集，产生电动势。求该电动势 （3）电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备，基本原理如图5所示，图的上部分为侧视图，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。图的下部分为真空室的俯视图，电子从电子枪右端逸出，当电磁铁线圈电流的大小与方向变化满足相应要求时，电子在真空室中沿虚线圆轨迹运动，不断被加速。若某次加速中，电子圆周运动轨迹的半径为R，圆形轨迹上的磁场为，且。圆形轨迹区域内平均磁场记为（由于圆形轨迹区域内各处磁场分布不均匀，即为穿过圆形轨道区域内的磁通量与圆的面积比值），且。设图5装置中标出的电流方向为正方向，电磁铁中通有如图6所示的正弦交变电流，在0-时间内可以让电子加速数十万圈，获得很大的能量。若使电子被控制在圆形轨道R上不断被加速，与之间应满足一定的关系，请你推导与的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $