精品解析：北京市海淀教师进修附属实验学校2025-2026学年高三上学期1月月考物理试卷

海淀教师进修实验学校高三物理1月月考 2026-1-9 一、不定项选择题。本题共10小题，每小题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符合题意的，有的题有多个选项是符合题意的。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。 1. 用安培定则分析下列现象，正确的是（　　） A. 甲图中小磁针静止时的位置如图，则通电直导线的电流向上 B. 乙图中金属圆环通以逆时针方向的电流时，小磁针静止时N极垂直纸面向里 C. 丙图中小磁针静止时的位置如图所示，则电源左侧为正极 D. 丁图中，假设地磁场是由绕地轴的环形电流产生的，那么环形电流的方向如图所示 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲图中小磁针静止时位置如图，磁场为顺时针方向，根据安培定则可知，通电直导线的电流向下，故A错误； B．乙图中金属圆环通以逆时针电流时，根据安培定则可知，磁场垂直纸面向外，小磁针静止时N 极垂直纸面向外，故B错误； C．丙图中小磁针静止时的位置如图所示，右侧为S极，左侧为N极，根据安培定则可知，则电源左侧为负极，故C错误； D．地理北极附近是地磁南极，根据安培定则可知，安培假设绕地轴的环形电流与图示相同，故D正确。 故选D。 2. 正弦交流电源与电阻R、交流电压表按图1所示的方式连接，R=10Ω，交流电压表的示数是10V。图2是交变电源输出电压u随时间t变化的图像，则（ ） A. 通过R的电流随时间t变化的规律是 B. 通过R的电流随时间t变化的规律是 C. R两端的电压随时间t变化的规律是 D. R两端的电压随时间t变化的规律是 【答案】BC 【解析】 【详解】AD．从图2可以看出，交变电流的周期 因此角速度，故AD错误； C．交流电压表的示数为有效值 电阻两端的电压最大值为 因为图像在时刻电压位于正向最大值，所以电压的瞬时值表达式为余弦函数：，故C正确； B．通过电阻的电流最大值为 电流的瞬时值表达式为：，故B正确。 故选BC。 3. 用如图所示的装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验。线圈通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈的两端连接到电流表上，把线圈装在线圈的里面。某同学在实验操作中发现，开关闭合瞬间，电流表指针向左偏转。关于本实验，下列说法正确的是（ ） A. 滑动变阻器滑片向右移动，电流表指针向右偏转 B. 为判断感应电流的磁场方向，需要记录感应电流的大小 C. 为判断感应电流的磁场方向，需确定线圈导线的绕向 D. 感应电流的方向与滑动变阻器滑片的滑动快慢有关 【答案】AC 【解析】 【详解】A．滑动变阻器接入电路的是左侧接线柱与滑片，滑片向右移动时接入电阻增大，线圈中的电流减小，穿过线圈的原磁通量减小。根据楞次定律，感应电流产生的磁场阻碍原磁通量减小，故感应电流方向与开关闭合瞬间相反，电流表指针向右偏转，故A正确； BC．判断感应电流的磁场方向时，应根据电流表的接线和指针偏转方向确定通过线圈的电流方向，再结合线圈的绕线方向利用安培定则判断；感应电流的大小不影响磁场方向，故B错误，C正确。 D．由楞次定律可知，感应电流方向由穿过线圈的磁通量增减方向决定；滑片滑动快慢不改变磁通量的增减方向，故D错误。 故选AC。 4. 光电池是一种太阳能电池。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像（电池内阻不是常量），图线b是某电阻R的图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，下列说法正确的是（ ） A. 光电池的电动势为5V B. 光电池的内阻为 C. 光电池的输出功率为0.5W D. 回路中的总电阻为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．根据闭合电路欧姆定律 可知，由图线a与纵轴的交点读出电源的电动势为 根据两图线交点处的状态可知，硅光电池的内阻为 故A错误；B正确； C．光电池的输出功率为 故C正确； D．外电阻为 回路中的总电阻为 故D错误。 故选BC。 5. 如图所示电路为演示自感现象的电路图，其中R0为定值电阻，电源电动势为E、内阻为r，小灯泡的灯丝电阻为R（可视为不变），电感线圈的自感系数为L、电阻为RL。电路接通并达到稳定状态后，断开开关S，可以看到灯泡先是“闪亮”（比开关断开前更亮）一下，然后才逐渐熄灭，下列说法正确的是（ ） A. 只要自感系数L减小，灯泡就一定不再“闪亮”。 B. 断开开关，线圈中的电流立刻换向，小灯泡中电流方向不变。 C. 更换电感线圈，保持L不变，使RL减小，小灯泡还能观察到闪亮现象。 D. 更换电感线圈，保持L不变，使RL大于灯泡电阻，小灯泡不再“闪亮”，而是逐渐熄灭。 【答案】CD 【解析】 【详解】A．电路接通并稳定后，线圈相当于电阻为的支路。 设灯泡和线圈两端稳定电压为。 由欧姆定律得断开前灯泡电流为 由欧姆定律得断开前线圈电流为 断开开关瞬间，线圈中电流不能突变，因此断开后瞬间流过灯泡的电流大小为 灯泡发生“闪亮”的条件是断开后瞬间电流大于断开前电流，由有 解得灯泡闪亮条件为 自感系数影响电流衰减快慢，不决定断开瞬间电流大小，断开瞬间线圈电流由断开前稳定电流决定，因此只减小时，若仍有则灯泡仍会“闪亮”，故A错误； B．断开开关瞬间，线圈中电流不能突变，因此线圈中的电流不会立刻换向，又断开后线圈与灯泡组成闭合回路，线圈维持原方向电流，所以流过小灯泡的电流方向与断开前相反，故B错误； C．已知原来能观察到“闪亮”，所以原来有 更换线圈后保持不变且使减小，则仍有 故断开后瞬间线圈电流仍大于断开前灯泡电流，小灯泡还能闪亮，故C正确； D．若更换线圈后使，由可知，断开后瞬间灯泡电流小于断开前电流，因此小灯泡不会“闪亮”，而是逐渐熄灭，故D正确。 故选CD。 6. 如图（a）所示，有一电荷均匀分布的固定绝缘细圆环，圆心为O，轴线上的电场强度和电势分布如图（b）（c）所示。现有一带负电的粒子（重力不计）以初速度v0沿轴线由P运动到Q，OP＝OQ＝L。关于粒子由P运动到Q的过程分析，下列说法正确的是（　　） A. 粒子一直加速 B. 静电力对粒子做功不为0 C. 粒子所受静电力先增大后一直减小 D. 粒子经Q点后可能在某处返回，也可能一直沿x轴正向运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图（c）可知，段电场强度向左，段电场强度向右，因粒子带负电，故粒子在段所受电场力向右，做加速运动，在段所受电场力向左，做减速运动，故A错误； BD．由图（c）可知，、两点电势相等，粒子在、两点电势能相等，故静电力对粒子做功为0，根据动能定理可知，粒子经过Q点时速度向右，大小为，若小于粒子由点到无穷远处克服电场力做的功，粒子经Q点后会在某处返回，若大于或等于粒子由点到无穷远处克服电场力做的功，粒子经Q点后会一直沿x轴正向运动，故B错误，D正确； C．由图（b）可知，由到电场强度先增大后减小，再增大再减小，故粒子所受静电力先增大后减小，再增大再减小，故C错误。 故选D。 7. 如图所示，间距为，电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值为的电阻连接，导轨上横跨一根质量为，电阻也为的金属棒，金属棒与导轨接触良好。整个装置处于竖直向上、磁感应强度为的匀强磁场中。现使金属棒以初速度沿导轨向右运动，若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为。下列说法正确的是（　　） A. 金属棒端电势比端电势高 B. 整个过程中金属棒克服安培力做功为 C. 整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为 D. 金属棒克服安培力做功等于电阻上产生的焦耳热 【答案】BC 【解析】 【详解】A．金属棒切割磁感线产生感应电动势，由右手定则可知电源内部电流由A点流向B点（电源内部都是负极流向正极的电流流向），则金属棒端电势比端电势低，故A错误； B．电路中产生感应电流，金属棒受到向左的安培力，做减速运动，由于速度减小，电动势减小，则电流减小，安培力减小，根据牛顿第二定律知，加速度减小，金属棒做加速度逐渐减小的减速运动，根据动能定理，金属棒克服安培力做的功等于动能的变化 故B正确； C．根据电量表达式 又因 则金属棒在导轨上发生的位移 故C正确； D．金属棒克服安培力做的功将机械能转化为电路的电能，而电路为纯电阻电路，则电能转化为全电路电阻的焦耳热，则金属棒克服安培力做功等于电阻和金属棒上产生的总焦耳热，故D错误。 故选BC。 8. 为模拟空气净化过程，设计了如图甲和乙所示的两种密闭除尘桶。在甲圆桶顶部和底面间加上恒定电压，沿圆桶的轴线方向会形成一片匀强电场，初速度为零的带电尘粒的运动方向如图甲箭头方向所示：而在乙圆桶轴线处放一直导线，在导线与桶壁间也加上恒定电压，会形成沿半径方向的辐向电场，初速度为零的带电尘粒的运动方向如图乙箭头方向所示。已知带电尘粒运动时受到的空气阻力大小与其速度大小成正比，假设每个尘粒的质量和带电荷量均相同，带电尘粒的重力忽略不计，则（　　） A. 甲、乙两桶中，甲桶中的电场力对单个尘粒做功的最大值更大 B. 甲、乙两桶中，电场力对单个尘粒做功的最大值相等 C. 在乙桶中，尘粒在向桶壁运动过程中，尘粒所受电场力变大 D. 在乙桶中，尘粒在向桶壁运动过程中，尘粒所受电场力变小 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．根据电场力做功与电势差的关系，可知在甲、乙两桶中，电场对单个尘粒做功的最大值都等于，故A错误，B正确； CD．乙桶空间中的电场为放射状的，电场不是匀强电场，从导线到桶壁间场强逐渐减小，所以在乙桶中，尘粒在向桶壁运动过程中，根据可知，尘粒所受电场力变小，故C错误，D正确。 故选BD。 9. 利用霍尔传感器可测量自行车的运动速率，如图所示，一块磁铁安装在前轮上，霍尔传感器固定在前叉上，离轮轴距离为r，轮子每转一圈，磁铁就靠近霍尔传感器一次，传感器就会输出一个脉冲电压。当磁铁靠霍尔元件最近时，通过元件的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度为B，在导体前后表面间出现电势差U。已知霍尔元件沿磁场方向的厚度为d，载流子的电荷量为，电流I向左。下列说法正确的是（　　） A. 前表面的电势高于后表面的电势 B. 若车速越大，则霍尔电势差U越大 C. 元件内单位体积中的载流子数为 D. 若单位时间内霍尔元件检测到m个脉冲，则自行车行驶的速度大小 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知载流子受到的洛伦兹力指向前表面，所以载流子会在前表面聚集，载流子带负电，所以霍尔元件的前表面电势低于后表面电势，故A错误； B．设霍尔元件的宽为b，稳定后电荷所受电场力和洛伦兹力平衡，即 解得 设单位体积内自由移动的载流子数为n，由电流微观表达式 整理得 由于电流强度I和磁感强度B不变，因此霍尔电势差U与车速大小无关，故B错误； C．由B可知，单位体积内自由移动的载流子数为 故C正确； D．若单位时间内霍尔元件检测到m个脉冲，周期为 角速度为 自行车行驶的速度大小 故D错误。 故选C。 10. 用一段横截面半径为r、电阻率为ρ、密度为d的均匀导体材料做成一个半径为R（）的圆形线框，圆环竖直向下落入如图所示的径向磁场中，圆环的圆心始终在N极的轴线上，圆环所在位置的磁感应强度大小均为B。圆环在加速下落过程中某一时刻的速度为v，忽略电感的影响，下列说法正确的是（　　） A. 下落过程圆环磁通量不变，不产生感应电流 B. 下落过程中圆环产生逆时针方向感应电流 C. 如果径向磁场足够深，则圆环的最大速度为 D. 此时圆环的加速度为 【答案】C 【解析】 【详解】A．圆环在加速下落过程中，磁感线与圆环面平行，圆环磁通量为0，但下落过程圆环时刻在切割磁感线，故圆环会产生感应电流，故A错误； B．右手定则可知，下落过程圆环产生顺时针方向感应电流，故B错误； C．圆环速度最大时，圆环加速度为0，则有 其中，， 联立解得圆环的最大速度为 故C正确； D．此时圆环的加速度为 其中 联立以上解得 故D错误。 故选C。 二、实验题（共15分，11题8分；12题7分） 11. 某同学测量某电源的电动势和内阻，提供下列仪器： A．待测电源（电动势约为，内阻r约为） B．电流表（量程0.6A，内阻为） C．电压表V1（量程4V，内阻约5kΩ） D．电压表V2（量程，内阻约） E．电阻箱R0（0∼999.9Ω） F．滑动变阻器R（0∼1000Ω） G．开关、导线若干 （1）为尽量减小实验误差，实验中电压表选择___________；（填写元件的字母代号） （2）该实验应该选择的实验电路是图中的___________（填“甲”或“乙”）； （3）根据实验数据画出图线如图丙所示。由图线可知电源的电动势___________V，内电阻r=___________Ω。（结果均保留三位有效数字） （4）关于该实验的误差，下列说法正确的是（ ） A. 由于电压表内阻的影响，会使电源内电阻的测量值偏大 B. 由于电压表内阻的影响，会使电源内电阻的测量值偏小 C. 由于电流表内阻的影响，会使电源内电阻的测量值偏大 D. 由于电流表内阻的影响，会使电源内电阻的测量值偏小 【答案】（1）C （2）乙 （3） ①. 3.80 ②. 187 （4）C 【解析】 【小问1详解】 电压表的量程与电源电动势相匹配，且内阻较大，分流作用较小，应选元件C。 【小问2详解】 图甲中电流表的示数不包含通过电压表的电流，由闭合电路欧姆定律得 整理得 所以 图乙中电流表的示数是流过电源的总电流，由闭合电路欧姆定律得 所以 两种接法测量内阻的相对误差分别约为， 图乙的系统误差更小，应选乙。 【小问3详解】 [1]由图线纵轴截距可知 [2]图乙中由闭合电路欧姆定律得，故图线斜率绝对值为 取图线上的两点和 整理得 【小问4详解】 AB．由小问2的推导可知，图乙的图线关系为 式中不含，电压表内阻不会使内阻测量值产生偏大或偏小的系统误差，故AB错误。 CD．由同一图线关系可知，故C正确，D错误。 故选C。 12. 某实验小组的同学将一电流表改装为简易欧姆表，改装电路图如图所示，其中电流表的满偏电流，内阻，电池的电动势，内阻，为可变电阻。是两只表笔。 （1）欧姆调零时，应先将________，调节滑动变阻器，使电流表示数为________。 （2）实验小组的同学把未知电阻接在改装好的欧姆表红黑表笔之间，进行探究性实验。图中与接线柱A相连的表笔颜色应是________色（填“红”或“黑”）。 （3）按照正确操作步骤，该同学发现欧姆表指针恰好指在电流刻度的处，则该电阻阻值为________。 （4）若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势不变、内阻略有增大，其他正常，按正确使用方法测量电阻时，测量结果与原测量结果相比会________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】（1） ①. 短接 ②. 1 （2）红 （3）375 （4）不变 【解析】 【小问1详解】 [1][2]欧姆调零时，应先将红黑表笔短接，调节滑动变阻器，使电流表满偏，示数为1。 【小问2详解】 欧姆表电流方向为红进黑出，所以与接线柱A相连的是电源的负极，则与接线柱A相连的表笔颜色应是红色。 【小问3详解】 欧姆表的指针恰好指在电流刻度的0.80mA处，则 根据 【小问4详解】 电池电动势不变，内阻变大，欧姆表仍能调零 可知，总内阻不变，按正确使用方法在测电阻时，指针偏转角度与内阻较小时相同，其测量结果与原结果相比将不变。 三、计算题（共55分，13题8分；14题8分；15题8分；16题9分；17题10分；18题12分；解答过程要有必要的文字说明） 13. 如图所示，矩形线圈abcd匝数匝、面积、电阻不计，处于磁感应强度的匀强磁场中。线圈通过金属滑环E、F与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接一只“10V，10W”灯泡。接在矩形线圈和原线圈间的熔断器的熔断电流的有效值、电阻忽略不计，现使线圈abcd绕垂直于磁场方向的轴OO′以角速度匀速转动，灯泡正常发光。求： （1）线圈abcd中电动势的最大值； （2）变压器原、副线圈匝数之比； （3）在副线圈中并联接入“10V，10W“的灯泡，要求所有灯泡均正常发光，副线圈中最多可以并联多少盏这样的灯泡？ 【答案】（1） （2） （3）7 【解析】 【小问1详解】 电动势最大值； 【小问2详解】 电动势有效值 原线圈输入电压 副线圈输出电压 原、副线圈匝数之比： 【小问3详解】 在熔断器未熔断情况下，原线圈最大输入功率 副线圈最大输出功率 每盏灯的额定功率 根据，解得灯最多盏数 14. 如图1所示，水平放置的两平行金属板相距为d，充电后带电量保持不变，其间形成匀强电场。一带电量为+q、质量为m的液滴以速度从下板左边缘射入电场，沿直线运动恰好从上板右边缘射出。已知重力加速度为g。 （1）求匀强电场的电场强度大小E； （2）求静电力对液滴做的功W； （3）如图2所示，若将上极板上移少许，其他条件不变，请在图2中画出液滴在两板间的运动轨迹。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）液滴沿直线恰好从上板右边缘射出，可知受力平衡，即 解得 （2）静电力对液滴做的功 （3）根据 可得 若将上极板上移少许，两板间场强不变，液滴受电场力不变，则液滴仍沿直线运动，轨迹如图 15. 如图是某种质谱仪的结构示意图，以O为圆心的半环形通道，左侧四分之一环形通道为静电分析器，其内有沿半径方向均匀辐射的电场，电场强度E与到圆心距离r的关系满足（k未知）；右侧四分之一环形通道为磁分析器，其内分布着磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面的匀强磁场。某一静止的电荷经粒子加速器（可左右平移）的加速电压U加速后垂直MN进入静电分析器，均恰好能以O为圆心做匀速圆周运动。已知ON=NM=R，不计粒子重力，不考虑电场与磁场间的相互作用。 （1）请判断粒子的电性和磁场的方向（不需要说明理由）； （2）求k的大小； （3）若从MN的中点P进入的粒子恰能沿同一半径的圆弧进入粒子收集器，求该粒子的比荷。 【答案】（1）粒子带正电，磁场方向垂直纸面向外 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 左侧电场沿半径指向圆心，粒子做圆周运动时电场力指向圆心，所以粒子带正电。 粒子在两分析器中的运动方向及磁场方向如图所示。 粒子进入磁分析器时速度方向向右，洛伦兹力方向指向圆心，即竖直向下。由左手定则可知磁场方向垂直纸面向外。 【小问2详解】 粒子经加速电压加速，由动能定理得 粒子在静电分析器中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，由牛顿第二定律得 由题给 代入得 联立以上两式得 【小问3详解】 由于为的中点，粒子运动的圆周半径 粒子在磁分析器中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 整理得 粒子经相同加速电压加速，由小问2中的动能定理方程得 代入 并整理得 16. 加速器在核物理和粒子物理研究中发挥着巨大的作用，回旋加速器是其中的一种。如图1为回旋加速器的工作原理图。D1和D2是两个中空的半圆金属盒，分别和一高频交流电源两极相连。两盒处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒面。位于D1盒圆心附近的A处有一个粒子源，产生质量为m、电荷量为+q的带电粒子。不计粒子的初速度、重力和粒子通过两盒间的缝隙的时间，加速过程中不考虑相对论效应。 （1）求所加交流电源的频率f。 （2）若加速电压为U，带电粒子在半圆金属盒中第2个半圆的半径r2； （3）若半圆金属盒的半径为R，请估算粒子离开加速器时获得的最大动能Ekm。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由题意和图示可知，粒子在两个半圆形金属盒内做半圆周运动，并在两盒缝隙中被电场加速。 粒子在金属盒内只受洛伦兹力作用，由洛伦兹力提供向心力有 化简得粒子做圆周运动的半径为 由周期公式，将代入得 粒子每经过一个半圆到达缝隙一次，所用时间为 交流电源应每隔改变一次电压方向，因此交流电源周期等于 所以所加交流电源的频率为 【小问2详解】 由题意可知，粒子初速度不计，第一次通过缝隙被加速后获得动能 粒子在第个半圆内有 粒子完成第个半圆后再次通过缝隙，又被加速一次。 因此进入第个半圆时的动能为 在第个半圆内，由洛伦兹力提供向心力有 由上式得 又由得 代入半径公式得 化简得 【小问3详解】 粒子在半圆金属盒内运动半径越大，速度越大。 当粒子轨道半径接近半圆金属盒半径时，动能最大。 由洛伦兹力提供向心力有 解得 最大动能为 代入得 化简得 17. 电磁弹射在电磁炮、航天器、舰载机等需要超高速的领域中有着广泛的应用，为了研究问题的方便，将电磁炮简化为如图所示的模型（俯视图）。发射轨道为固定在水平面上的两个间距为L的平行金属导轨，整个装置处在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。发射导轨的左端为充电电路已知电源的电动势为E，内电阻r。电容器的电容为C，子弹载体可简化为一根垂直放置于金属导轨上质量为m、长度为L，电阻为R的金属导体棒。忽略一切摩擦阻力以及导轨和导线的电阻。 （1）发射前，将开关S连接a，先对电容器进行充电。 a.请画出充电过程中电容器两极板间的电压u随时间t变化图像和u随电容器所带电荷量q变化图像___________； b.借助图像求出稳定后电容器储存的能量E0；（ ） （2）电容器充电结束后，将S接到b，电容器经金属导体棒对外放电，导体棒由静止开始运动，导体棒离开轨道时发射结束。 a.此时导体棒中电流方向___________（填“c到d”或者“d到c”），刚放电的瞬间，导体棒受到的安培力F； b.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，电容器的电量减小为充电结束时的一半，不计放电电流带来的磁场影响。 ①求导体棒离开轨道时的速度v；（ ） ②求这次发射过程中的能量转化效率η。（ ） 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. 到 ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 [1] 充电开始时电容器不带电，所以时，随时间变化图像从原点开始逐渐增大，最后趋近于 由电容器定义式有，整理得 所以随电荷量变化图像为过原点的直线，斜率为，示意图如图所示。 [2] 由随变化图像可知，储能等于图线与轴围成的面积。 代入三角形面积公式得 又 解得 【小问2详解】 [1] 由图中电源正极与电容器上极板相连可知，充电后电容器上极板带正电。 开关接到后，放电电流从上极板流出，因此导体棒中电流方向为到。 [2] 设充电结束时电容器电荷量为 由电容器关系有 发射结束时电容器电量减小为一半，所以通过导体棒的电荷量为 解得 对导体棒，由动量定理有 又 代入得 而 所以 代入得 解得 [3] 初始时电容器储存能量为 发射结束时电容器电压为 代入得 发射结束时电容器剩余能量为 解得 所以电容器释放的能量为 代入得 解得 导体棒离开轨道时动能为 代入得 由效率定义有 代入得 解得 18. 电磁感应现象的发现，标志着人类步入了电气化时代。感应电动势一般分为动生电动势和感生电动势两种。 （1）如图所示，一根长为的导体棒在磁感应强度的匀强磁场中绕其一端以角速度在垂直于磁场的平面内匀速转动，求两端产生的感应电动势； （2）电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置。简要说明：导体棒匀速转动时产生电动势的非静电力是什么力？ （3）如图所示，在半径为的圆形区域内有垂直于纸面向里的磁场，磁感应强度B1随时间均匀变化，B=kt（k是常数，k>0）。依据麦克斯韦电磁场理论，在与磁场区同心的圆周上产生大小不变的感生电场。 a.请推导半径对应圆周所在处的感生电场强度的大小；并在图所示的坐标系中画出感生电场强度随半径变化的图像（用字母表达）。 b.电子感应加速器是感生电场存在的直接证据。它主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成，如图所示甲为侧视图，乙为真空室俯视图。随着电磁铁线圈中电流大小、方向的变化，穿过电子轨道的磁通量随之发生改变，从而产生使电子加速的感生电场。设被加速的电子被“约束”在半径为R的圆周上运动，圆周区域内的磁感应强度B1随时间均匀变化，B1=k1t（k1是常数，k1>0），电子轨道处的磁感应强度B2=k2t（k2是常数，k2>0）。为维持电子在恒定轨道上加速，请推导k1与k2应满足的数量关系。 【答案】（1） （2）洛伦兹力沿导体棒方向的分力 （3）a．，图像如下，b． 【解析】 【小问1详解】 导体棒各处线速度沿棒长均匀增大，端与端的速度分别为，​ 等效切割速度为 由动生电动势公式得 【小问2详解】 导体棒转动时，棒内自由电荷随棒运动并受到洛伦兹力，其沿导体棒方向的分力推动电荷分离，形成动生电动势。因此这里的非静电力是洛伦兹力沿导体棒方向的分力；若电路闭合，外力维持导体棒匀速转动所做的功转化为电能。 【小问3详解】 a．对于任意时间间隔，由，可知磁感应强度的变化量为 当时，圆周所围区域的磁通量变化量为 感生电场沿圆周切线方向且大小处处相等，由法拉第电磁感应定律得 整理得 当时，圆周所围磁场区域的磁通量变化量为 由法拉第电磁感应定律得 整理得 因此在处感生电场强度最大，最大值为；时随线性增大，时随按反比例减小，据此可作出所求图像。 b．在电子轨道处 由a问结果得 设电子电荷量的绝对值为、速度为、动量为，磁场提供向心力，有 由整理得 在任意时间间隔内， 由前述结果得 磁场力沿径向，不改变动量大小；沿切线方向由动量定理得 代入前述结果得 两边约去，得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 海淀教师进修实验学校高三物理1月月考 2026-1-9 一、不定项选择题。本题共10小题，每小题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符合题意的，有的题有多个选项是符合题意的。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。 1. 用安培定则分析下列现象，正确的是（　　） A. 甲图中小磁针静止时的位置如图，则通电直导线的电流向上 B. 乙图中金属圆环通以逆时针方向的电流时，小磁针静止时N极垂直纸面向里 C. 丙图中小磁针静止时的位置如图所示，则电源左侧为正极 D. 丁图中，假设地磁场是由绕地轴的环形电流产生的，那么环形电流的方向如图所示 2. 正弦交流电源与电阻R、交流电压表按图1所示的方式连接，R=10Ω，交流电压表的示数是10V。图2是交变电源输出电压u随时间t变化的图像，则（ ） A. 通过R的电流随时间t变化的规律是 B. 通过R的电流随时间t变化的规律是 C. R两端的电压随时间t变化的规律是 D. R两端的电压随时间t变化的规律是 3. 用如图所示的装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验。线圈通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈的两端连接到电流表上，把线圈装在线圈的里面。某同学在实验操作中发现，开关闭合瞬间，电流表指针向左偏转。关于本实验，下列说法正确的是（ ） A. 滑动变阻器滑片向右移动，电流表指针向右偏转 B. 为判断感应电流的磁场方向，需要记录感应电流的大小 C. 为判断感应电流的磁场方向，需确定线圈导线的绕向 D. 感应电流的方向与滑动变阻器滑片的滑动快慢有关 4. 光电池是一种太阳能电池。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像（电池内阻不是常量），图线b是某电阻R的图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，下列说法正确的是（ ） A. 光电池的电动势为5V B. 光电池的内阻为 C. 光电池的输出功率为0.5W D. 回路中的总电阻为 5. 如图所示电路为演示自感现象的电路图，其中R0为定值电阻，电源电动势为E、内阻为r，小灯泡的灯丝电阻为R（可视为不变），电感线圈的自感系数为L、电阻为RL。电路接通并达到稳定状态后，断开开关S，可以看到灯泡先是“闪亮”（比开关断开前更亮）一下，然后才逐渐熄灭，下列说法正确的是（ ） A. 只要自感系数L减小，灯泡就一定不再“闪亮”。 B. 断开开关，线圈中的电流立刻换向，小灯泡中电流方向不变。 C. 更换电感线圈，保持L不变，使RL减小，小灯泡还能观察到闪亮现象。 D. 更换电感线圈，保持L不变，使RL大于灯泡电阻，小灯泡不再“闪亮”，而是逐渐熄灭。 6. 如图（a）所示，有一电荷均匀分布的固定绝缘细圆环，圆心为O，轴线上的电场强度和电势分布如图（b）（c）所示。现有一带负电的粒子（重力不计）以初速度v0沿轴线由P运动到Q，OP＝OQ＝L。关于粒子由P运动到Q的过程分析，下列说法正确的是（　　） A. 粒子一直加速 B. 静电力对粒子做功不为0 C. 粒子所受静电力先增大后一直减小 D. 粒子经Q点后可能在某处返回，也可能一直沿x轴正向运动 7. 如图所示，间距为，电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值为的电阻连接，导轨上横跨一根质量为，电阻也为的金属棒，金属棒与导轨接触良好。整个装置处于竖直向上、磁感应强度为的匀强磁场中。现使金属棒以初速度沿导轨向右运动，若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为。下列说法正确的是（　　） A. 金属棒端电势比端电势高 B. 整个过程中金属棒克服安培力做功为 C. 整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为 D. 金属棒克服安培力做功等于电阻上产生的焦耳热 8. 为模拟空气净化过程，设计了如图甲和乙所示的两种密闭除尘桶。在甲圆桶顶部和底面间加上恒定电压，沿圆桶的轴线方向会形成一片匀强电场，初速度为零的带电尘粒的运动方向如图甲箭头方向所示：而在乙圆桶轴线处放一直导线，在导线与桶壁间也加上恒定电压，会形成沿半径方向的辐向电场，初速度为零的带电尘粒的运动方向如图乙箭头方向所示。已知带电尘粒运动时受到的空气阻力大小与其速度大小成正比，假设每个尘粒的质量和带电荷量均相同，带电尘粒的重力忽略不计，则（　　） A. 甲、乙两桶中，甲桶中的电场力对单个尘粒做功的最大值更大 B. 甲、乙两桶中，电场力对单个尘粒做功的最大值相等 C. 在乙桶中，尘粒在向桶壁运动过程中，尘粒所受电场力变大 D. 在乙桶中，尘粒在向桶壁运动过程中，尘粒所受电场力变小 9. 利用霍尔传感器可测量自行车的运动速率，如图所示，一块磁铁安装在前轮上，霍尔传感器固定在前叉上，离轮轴距离为r，轮子每转一圈，磁铁就靠近霍尔传感器一次，传感器就会输出一个脉冲电压。当磁铁靠霍尔元件最近时，通过元件的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度为B，在导体前后表面间出现电势差U。已知霍尔元件沿磁场方向的厚度为d，载流子的电荷量为，电流I向左。下列说法正确的是（　　） A. 前表面的电势高于后表面的电势 B. 若车速越大，则霍尔电势差U越大 C. 元件内单位体积中的载流子数为 D. 若单位时间内霍尔元件检测到m个脉冲，则自行车行驶的速度大小 10. 用一段横截面半径为r、电阻率为ρ、密度为d的均匀导体材料做成一个半径为R（）的圆形线框，圆环竖直向下落入如图所示的径向磁场中，圆环的圆心始终在N极的轴线上，圆环所在位置的磁感应强度大小均为B。圆环在加速下落过程中某一时刻的速度为v，忽略电感的影响，下列说法正确的是（　　） A. 下落过程圆环磁通量不变，不产生感应电流 B. 下落过程中圆环产生逆时针方向感应电流 C. 如果径向磁场足够深，则圆环的最大速度为 D. 此时圆环的加速度为 二、实验题（共15分，11题8分；12题7分） 11. 某同学测量某电源的电动势和内阻，提供下列仪器： A．待测电源（电动势约为，内阻r约为） B．电流表（量程0.6A，内阻为） C．电压表V1（量程4V，内阻约5kΩ） D．电压表V2（量程，内阻约） E．电阻箱R0（0∼999.9Ω） F．滑动变阻器R（0∼1000Ω） G．开关、导线若干 （1）为尽量减小实验误差，实验中电压表选择___________；（填写元件的字母代号） （2）该实验应该选择的实验电路是图中的___________（填“甲”或“乙”）； （3）根据实验数据画出图线如图丙所示。由图线可知电源的电动势___________V，内电阻r=___________Ω。（结果均保留三位有效数字） （4）关于该实验的误差，下列说法正确的是（ ） A. 由于电压表内阻的影响，会使电源内电阻的测量值偏大 B. 由于电压表内阻的影响，会使电源内电阻的测量值偏小 C. 由于电流表内阻的影响，会使电源内电阻的测量值偏大 D. 由于电流表内阻的影响，会使电源内电阻的测量值偏小 12. 某实验小组的同学将一电流表改装为简易欧姆表，改装电路图如图所示，其中电流表的满偏电流，内阻，电池的电动势，内阻，为可变电阻。是两只表笔。 （1）欧姆调零时，应先将________，调节滑动变阻器，使电流表示数为________。 （2）实验小组的同学把未知电阻接在改装好的欧姆表红黑表笔之间，进行探究性实验。图中与接线柱A相连的表笔颜色应是________色（填“红”或“黑”）。 （3）按照正确操作步骤，该同学发现欧姆表指针恰好指在电流刻度的处，则该电阻阻值为________。 （4）若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势不变、内阻略有增大，其他正常，按正确使用方法测量电阻时，测量结果与原测量结果相比会________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 三、计算题（共55分，13题8分；14题8分；15题8分；16题9分；17题10分；18题12分；解答过程要有必要的文字说明） 13. 如图所示，矩形线圈abcd匝数匝、面积、电阻不计，处于磁感应强度的匀强磁场中。线圈通过金属滑环E、F与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接一只“10V，10W”灯泡。接在矩形线圈和原线圈间的熔断器的熔断电流的有效值、电阻忽略不计，现使线圈abcd绕垂直于磁场方向的轴OO′以角速度匀速转动，灯泡正常发光。求： （1）线圈abcd中电动势的最大值； （2）变压器原、副线圈匝数之比； （3）在副线圈中并联接入“10V，10W“的灯泡，要求所有灯泡均正常发光，副线圈中最多可以并联多少盏这样的灯泡？ 14. 如图1所示，水平放置的两平行金属板相距为d，充电后带电量保持不变，其间形成匀强电场。一带电量为+q、质量为m的液滴以速度从下板左边缘射入电场，沿直线运动恰好从上板右边缘射出。已知重力加速度为g。 （1）求匀强电场的电场强度大小E； （2）求静电力对液滴做的功W； （3）如图2所示，若将上极板上移少许，其他条件不变，请在图2中画出液滴在两板间的运动轨迹。 15. 如图是某种质谱仪的结构示意图，以O为圆心的半环形通道，左侧四分之一环形通道为静电分析器，其内有沿半径方向均匀辐射的电场，电场强度E与到圆心距离r的关系满足（k未知）；右侧四分之一环形通道为磁分析器，其内分布着磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面的匀强磁场。某一静止的电荷经粒子加速器（可左右平移）的加速电压U加速后垂直MN进入静电分析器，均恰好能以O为圆心做匀速圆周运动。已知ON=NM=R，不计粒子重力，不考虑电场与磁场间的相互作用。 （1）请判断粒子的电性和磁场的方向（不需要说明理由）； （2）求k的大小； （3）若从MN的中点P进入的粒子恰能沿同一半径的圆弧进入粒子收集器，求该粒子的比荷。 16. 加速器在核物理和粒子物理研究中发挥着巨大的作用，回旋加速器是其中的一种。如图1为回旋加速器的工作原理图。D1和D2是两个中空的半圆金属盒，分别和一高频交流电源两极相连。两盒处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒面。位于D1盒圆心附近的A处有一个粒子源，产生质量为m、电荷量为+q的带电粒子。不计粒子的初速度、重力和粒子通过两盒间的缝隙的时间，加速过程中不考虑相对论效应。 （1）求所加交流电源的频率f。 （2）若加速电压为U，带电粒子在半圆金属盒中第2个半圆的半径r2； （3）若半圆金属盒的半径为R，请估算粒子离开加速器时获得的最大动能Ekm。 17. 电磁弹射在电磁炮、航天器、舰载机等需要超高速的领域中有着广泛的应用，为了研究问题的方便，将电磁炮简化为如图所示的模型（俯视图）。发射轨道为固定在水平面上的两个间距为L的平行金属导轨，整个装置处在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。发射导轨的左端为充电电路已知电源的电动势为E，内电阻r。电容器的电容为C，子弹载体可简化为一根垂直放置于金属导轨上质量为m、长度为L，电阻为R的金属导体棒。忽略一切摩擦阻力以及导轨和导线的电阻。 （1）发射前，将开关S连接a，先对电容器进行充电。 a.请画出充电过程中电容器两极板间的电压u随时间t变化图像和u随电容器所带电荷量q变化图像___________； b.借助图像求出稳定后电容器储存的能量E0；（ ） （2）电容器充电结束后，将S接到b，电容器经金属导体棒对外放电，导体棒由静止开始运动，导体棒离开轨道时发射结束。 a.此时导体棒中电流方向___________（填“c到d”或者“d到c”），刚放电的瞬间，导体棒受到的安培力F； b.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，电容器的电量减小为充电结束时的一半，不计放电电流带来的磁场影响。 ①求导体棒离开轨道时的速度v；（ ） ②求这次发射过程中的能量转化效率η。（ ） 18. 电磁感应现象的发现，标志着人类步入了电气化时代。感应电动势一般分为动生电动势和感生电动势两种。 （1）如图所示，一根长为的导体棒在磁感应强度的匀强磁场中绕其一端以角速度在垂直于磁场的平面内匀速转动，求两端产生的感应电动势； （2）电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置。简要说明：导体棒匀速转动时产生电动势的非静电力是什么力？ （3）如图所示，在半径为的圆形区域内有垂直于纸面向里的磁场，磁感应强度B1随时间均匀变化，B=kt（k是常数，k>0）。依据麦克斯韦电磁场理论，在与磁场区同心的圆周上产生大小不变的感生电场。 a.请推导半径对应圆周所在处的感生电场强度的大小；并在图所示的坐标系中画出感生电场强度随半径变化的图像（用字母表达）。 b.电子感应加速器是感生电场存在的直接证据。它主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成，如图所示甲为侧视图，乙为真空室俯视图。随着电磁铁线圈中电流大小、方向的变化，穿过电子轨道的磁通量随之发生改变，从而产生使电子加速的感生电场。设被加速的电子被“约束”在半径为R的圆周上运动，圆周区域内的磁感应强度B1随时间均匀变化，B1=k1t（k1是常数，k1>0），电子轨道处的磁感应强度B2=k2t（k2是常数，k2>0）。为维持电子在恒定轨道上加速，请推导k1与k2应满足的数量关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $