陕西西安市第一中学2026-2027学年高三上学期11月期中物理试题

参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B C C D C D BCD AC ACD 11．（1）90 0.36 （2）变大 1.4 12．（1）高 （2） 13．（1）金属棒a从高h处由静止沿圆弧滑下，只有重力做功，机械能守恒，由得 a与静止的b发生弹性碰撞，两棒质量相等，由动量守恒和机械能守恒可知碰后两者交换速度：a停下，b的速度 故b刚进入磁场区域时的速度大小为4 m/s （2）b在磁场中由A运动到E（位移为x）的过程中，与a、R构成闭合回路，回路总电阻 代入得 对b这一过程用动量定理，安培力的冲量 又 而、 联立得 代入得 把代入动量定理式得，即b越过绝缘段时的速度为 由能量守恒，回路中产生的总焦耳热 代入得 内外电阻串联分压，R与a并联后再与b的内阻串联，故a上分得的焦耳热 代入得 （3）b越过、绝缘段后与左侧回路断开，只与电容器组成回路；电容器被充电，充电电流使b继续受安培力而减速 设稳定时b的速度为，此时电容器两端电压 回路中不再有电流 对b由动量定理得 其中充入的电荷量 代入得 即 代入数值得 故稳定时电容器所带电荷量 代入得 14．（1）由图甲得，粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为，由牛顿第二定律，解得C点的速度① 在电场中，从A到C，由动能定理得② 联立①②解得，磁感应强度 （2）在电场中，从A到C，由动能定理得③ 要保证所有的离子都能从C孔出来后从D孔进入检测区，则在磁场中，有④ 联立③④解得关系式为 （3）[1]粒子进入检测区后做类平抛运动，设粒子位移为，则水平方向上有⑤ 竖直方向上有⑥ 由于在磁场中偏转速度大小不变，有，再结合③④⑤解得 代入的范围，解得的范围为 则 [2]同理得，粒子水平方向上有⑤ 竖直方向上有⑥ 解得⑦ 当时，代入⑦式解得 当时，此时最小值 故记录线长度 （4）当时，速度有最大值，由动能定理得⑧ 由动量定理得⑨ 联立⑧⑨解得 15．（1）加上电场后，平板与物块所受的电场力都是 方向均向右，两物体由静止开始向右运动 先设两者保持相对静止、一起向右做匀加速运动，加速度为，对整体由牛顿第二定律得 解得 此时物块所需的合力 恰好等于它所受的电场力，说明两者之间不需要摩擦力也能保持相对静止，上述假设成立 平板右端到挡板的距离为，由 得 （2）第一次碰撞后，平板以 的速率向左返回，而物块仍以向右运动，两者开始相对滑动 物块相对平板向右滑动，故物块受到的摩擦力向左、大小为，平板受到的摩擦力向右、大小也为 于是平板的加速度 方向向右，即平板向左做减速运动；物块的加速度 即物块向右做减速运动 设经过时间两者达到共同速度，取向右为正方向，有 解得 此时两者的共同速度 方向向右 这段时间内平板先向左减速到速度为零，向左的位移 代入得 到共速时平板的位置 代入得 即在挡板左侧处 所以这一阶段平板的路程为 共速后两物体速度相同，物块所需的合力仍恰好由电场力提供，两者又一起以向右加速；这一段平板向右运动、位移为，随后再次与挡板碰撞 故平板的总路程 代入得 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年第一学期西安市第一中学高三期中质量检测物理 注意事项： 1．本试题共8页，满分100分，时间75分钟。 2．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和准考证号填写在答题卡上。 3．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 4．测试范围：高考 第I卷（选择题 共46分） 一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1．如图所示，将一块无穷大金属平板置于匀强电场中，电场强度大小为E，方向垂直于金属平板表面向右，a、b、c三点分别位于金属平板外侧空间、平板内部、平板表面。当金属平板处于静电平衡状态时，下列说法正确的是（ ） A．b点电势高于c点电势 B．a点电场强度大于b点电场强度 C．因自由电子向左移动，金属平板内部带正电 D．金属平板的感应电荷在b点产生的电场强度大小为0 2．如图所示，正三棱柱的棱长和的边长均为L，在A、B两点分别固定着一个电荷量为Q的正电荷，在点固定着一个电荷量也为Q的负电荷，则下列说法正确的是（ ） A．、处电场强度相同 B．、、C三点中，C处电势最高 C．电子从点移到C点电势能增大 D．将点原来固定的负电荷移动到C处，系统的电势能增大 3．如图所示，直角三角形ABC中，，。在B、C两点分别固定电荷量为−8Q、+Q的点电荷，以A点为球心固定一半径为R的不带电金属球壳。AB连线与球壳外表面的交点为D，E为BD的中点。已知静电力常量为k，下列说法正确的是（ ） A．D点的电势高于A点的电势 B．E点的电势高于A点的电势 C．球壳表面的感应电荷在D处产生的电场强度切向分量为 D．球壳表面的感应电荷在D处产生的电场强度径向分量为 4．已知一电容器的两平行极板水平放置，间距为d，带电荷量为Q（如图甲，上极板带正电），其正对面积S随时间发生如图乙所示变化。有一质量为m、带电荷量绝对值为q的液滴时在两板间恰处于静止状态。已知重力加速度。则下列说法正确的是（ ） A．该带电液滴带正电 B．带电液滴在两板间做往复运动 C．带电液滴开始运动的加速度大小为2.5 m/s2 D．运动1 s后，带电液滴移动了0.3125 m 5．真空中有一带正电的小球，带电荷量为q，若将它从初始位置由静止释放，并开始计时，持续一段时间t后，速度达到v1，然后立刻在小球所在空间加一竖直向上的匀强电场E，又经过3t时间后，小球恰好回到初始位置，且具有末速度v2，已知小球重力大小为mg，则（ ） A． B． C． D． 6．如图甲所示，在水平实验台上固定一个周长为L的超导圆环abcd，一块质量为m的永磁铁N极向下，沿圆环中心轴线从正上方缓慢向下运动，永磁铁最终悬浮在圆环正上方h1高度处。由于外界因素影响，圆环中出现极小的电阻导致电流衰减，永磁铁的悬浮位置会随时间缓慢下移，经过时间，悬浮高度变为。已知永磁铁在高度、处时，圆环所在位置的磁感应强度大小分别为、，磁场方向与水平方向的夹角分别为、，圆环中的感应电流大小分别为、。图乙为实验测得的圆环中电流大小的平方随时间变化的图像，重力加速度为，忽略磁场能的变化。则（ ） A．从上向下看，圆环中感应电流的方向为顺时针方向 B．永磁铁在高度处时，圆环所受安培力的大小为 C．永磁铁从到的过程中，圆环上产生的热量为 D．该圆环的电阻值为 7．如图所示，纸面内的圆形磁场区域的圆心为，半径为，、分别是水平直径与竖直直径，圆内存在垂直纸面向里的匀强磁场，圆的上方和右方存在范围足够大、垂直纸面向外的匀强磁场。一质量为、带电量为的粒子（不计重力）从点以水平向右的速度射入圆形磁场，然后从点离开圆形磁场，经过一段时间后又从点再次进入磁场，下列说法正确的是（ ） A．粒子在圆形磁场中的运动半径为 B．圆形磁场的磁感应强度大小为 C．粒子从点运动到点所用的时间为 D．粒子在磁场中运动的总时间为 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全得部分分，有选错的得0分） 8．2024年6月，国家卫健委举行新闻发布会，宣布启动“体重管理年”活动，更多的人走进了健身房。某健身器的简化装置如图所示，整个装置倾斜放置，与水平面的夹角为，两侧平行金属导轨相距为，导轨上端接一阻值为R的电阻，下端接一电容为C的电容器。在导轨间长为d的区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，质量为m的金属棒PQ水平置于导轨上，用平行两侧导轨的绝缘绳索通过定滑轮与拉杆相连。金属棒向上运动时，K1闭合，K2断开，向下运动时，K1断开，K2闭合。开始时金属棒静止在磁场下方某位置处，电容器不带电，一位健身者用恒定的拉力竖直向下拉动拉杆，金属棒进入磁场时恰好做匀速运动，再经时间t运动至磁场中间位置时撤去拉力，金属棒恰好能运动到磁场上边界，然后金属棒从磁场上边界由静止开始下滑。其他电阻不计，忽略一切摩擦以及拉杆和绳索的质量，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A．撤去拉力后金属棒向上做匀减速直线运动 B．拉力的大小为 C．金属棒在磁场中向下运动时做匀加速直线运动 D．电容器储存的电场能最大值为 9．江苏大丰800兆瓦海上风电项目全面启动建设，该项目的建设将为我国海上风电向深远海发展积累重要经验。根据国家能源局统计，我国风电截至2024年底累计并网装机容量约5.3亿千瓦，在电源结构中占比超15%。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图甲所示，已知发电机输出的交变电流如图乙所示，升、降压变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶10，降压变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻。用户端接一个定值电阻，其余电阻不计。下列说法正确的是（ ） A．线框的转速为3000 r/min B．两端的电压为220 V C．输电线上的电流为10 A D．若保持发电机输出电压不变，在用户端再并联一个完全相同的电阻，则输电线上损耗的功率占总功率的比值减小 10．如图所示，电路中，电容为0.4 μF，电感为1 mH。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态。当开关S闭合时，灰尘开始在电容器内运动（设灰尘未与极板相碰），此时开始计时，在一个振荡周期内，下列说法正确的是（ ） A．时，回路中电流变化最慢 B．时，灰尘的速度最大 C．时，线圈中磁场能最小 D．时，灰尘的加速度最大 第II卷（非选择题 共54分） 三、实验题（本题共2小题，每小题8分，共16分） 11．某实验小组为探究远距离高压输电的节能优点，设计了如下实验。所用实验器材为：学生电源，可调变压器T1、T2，电阻箱R，灯泡L（额定电压为4 V，伏安特性曲线如图1），交流电流表A1、A2、A3，交流电压表V1、V2，开关S1、S2，导线若干。部分实验步骤如下： （1）模拟低压输电。按图2连接电路，选择学生电源交流挡，使输出电压为4 V，闭合S1，调节电阻箱阻值为40 Ω，A1（量程为100 mA）示数如图3所示，为                  mA，学生电源的输出功率为                  W（结果保留两位有效数字）。 （2）模拟高压输电。保持学生电源输出电压和电阻箱阻值不变，按图4连接电路后闭合S2。若变压器T1处滑片上移，则电流表A3的示数                  （选填“变大”、“变小”或“不变”）。现调节T1、T2匝数比为1∶4和4∶1，则低压输电时电阻箱消耗的功率为高压输电时的                  倍。（结果保留两位有效数字） 12．问题探究 某学生兴趣小组在学习了霍尔元件后，知道了霍尔元件是利用带电粒子在电、磁场中运动的规律来测量磁场的磁感应强度的。小组成员以“用导体棒在磁场中切割磁感线的规律测量磁感应强度”为主题开展探究式学习。 （1）用导体棒旋转切割磁感线测量磁感应强度的原理 如图甲所示，金属棒OM在与匀强磁场垂直的平面内绕O端沿逆时针方向匀速转动，磁场方向垂直纸面向里，若金属棒长为L，转动的角速度为ω，转动过程中，O端电势比M端电势                  （填“高”或“低”），若OM两端的电势差为U0，则可求得匀强磁场的磁感应强度大小                  ； （2）实验小组设计了如图乙所示实验装置。竖直平面内固定一半径为a、总电阻为R的金属圆环，利用励磁线圈（图中未画出）在圆环处产生一与圆环平面垂直的匀强磁场（磁场能覆盖整个圆环），将环的最高点A和最低点D与电压传感器相连，在圆环圆心处安装一光电门，在A点用光滑金属铰链固定一长度为2a、电阻为R的粗细均匀的金属棒AC。 ①实验前用螺旋测微器测得金属棒的直径为d； ②使金属棒AC由水平位置紧贴圆环摆下，测得金属棒第一次通过光电门时的遮光时间为t，则此时金属棒C端的速度大小                  （在遮光时间内金属棒C端可近似看作做直线运动）；同步记录到金属棒第一次通过光电门时电压传感器的示数为U，由此可求得匀强磁场的磁感应强度大小                  。（均用题中已知量字母表示） 四、解答题（本题共3小题，共38分。解答应写出语言说明、证明过程、演算步骤） 13．如图所示，有两根固定的光滑平行导轨，左侧为位于竖直平面的金属圆弧，右侧为水平直导轨，圆弧底部和直导轨相切，两条导轨水平部分在同一水平面内，其中EF、NP段用绝缘材料制成，其余部分为金属。两导轨的间距为，导轨的左侧接着一个阻值为的定值电阻，右侧接的电容器，电容器尚未充电。水平导轨的ADQM区域存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为，虚线AM和DQ垂直于导轨，AE和MN的长度均为，两根金属棒a、b垂直放置在导轨上，质量均为，接入电路的电阻均为，金属棒a从圆弧轨道距水平轨道高处由静止滑下，与静止在圆弧底部的金属棒b发生弹性碰撞，碰撞后金属棒b进入磁场区域，最终在FDQP区域稳定运动。不计金属导轨的电阻，重力加速度g取10 m/s2，求：（12分） （1）金属棒b刚进入磁场区域时的速度大小； （2）整个运动过程中金属棒a上产生的焦耳热； （3）金属棒b稳定运动时电容器所带的电荷量。 14．如图甲所示，某种离子分析器由加速区、偏转区和检测区组成，分别分布在第III、II、I象限内。在加速通道内分布着沿y轴负方向的匀强电场，场强大小E1在范围内调节；在偏转通道内分布着垂直xOy坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B1随E1的变化而变化；在检测区内，分布着匀强电场或磁场，检测区内适当位置放有长为2L的检测板。在坐标为（-L，-1.5L）的A处有一离子源，可连续释放质量为m、电荷量为-q（q>0）的离子（释放时的速度可视为零），离子沿直线到达坐标为（-L，0）的小孔C，再经偏转区后从坐标为（0，L）的小孔D进入检测区，打在检测板上。三个区域的场互不影响，不计离子的重力及其间的相互作用。（12分） （1）当E1等于E0时，磁感应强度B1的大小； （2）要保证所有的离子都能从C孔出来后从D孔进入检测区，试推导磁感应强度大小B1随场强E1变化的关系式； （3）如图乙所示，将检测板左端放在D孔上沿，板面与x轴正方向的夹角检测区内加沿y轴负方向、场强大小的匀强电场，在满足（2）的条件下， ①求检测板上收集到离子记录线的长度； ②调整角使检测板上收集到离子的记录线最长，求此记录线的长度及调整后的角度正弦值； （4）如图丙所示，检测板与y轴平行，并可沿x轴及y轴平移。检测区内加垂直坐标平面向里的磁场，磁感应强度大小沿x轴均匀变化，即（k为大于零的常量），在满足（2）的条件下，要使检测板能收集到离子，求检测板x坐标的最大值。 15．如图所示，足够大的光滑绝缘水平面上有足够长的带正电平板，平板的右端与固定竖直绝缘挡板的距离为L；在平板的上面有一带正电的物块（视为点电荷），平板和物块的质量均为m、电荷量均为q，物块与平板间有一种特殊绝缘物质（质量不计），使得物块在平板上滑动时，物块与平板间的滑动摩擦力大小为1.5mg（g为重力加速度大小）。现于水平面上方加一水平向右的匀强电场（图中未画出），使平板和物块由静止开始一起向右运动，平板与挡板碰撞的时间极短且以碰前速率返回。匀强电场的电场强度大小，不计空气阻力。求：（16分） （1）平板与挡板第一次碰撞前的瞬间，平板的速度大小v； （2）从加上电场到平板与挡板第二次碰撞前的瞬间，平板运动的路程s。 学科网（北京）股份有限公司 $