2022-2023學年北京市海淀區(qū)高三（上）期末物理試卷

一、第一部分本部分共10題，每題3分，共30分。在每題給出的四個選項中，有的題只有一個選項是正確的，有的題有多個選項是正確的。全部選對的得3分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分。把正確的答案填涂在答題紙上。

• 1．如圖中實線表示某靜電場的電場線，虛線表示該電場的等勢面。1、2和3點處電場強度大小分別為E₁、E₂和E₃，電勢分別為φ₁、φ₂和φ₃。下列說法正確的是（　?。?/h2>

  A．E1＞E2＞E3

  B．E1＜E2＜E3

  C．φ1＞φ2＞φ3

  D．φ1＜φ2＜φ3
  組卷：167引用：3難度：0.8

  解析

• 2．如圖為1831年8月29日法拉第發(fā)現(xiàn)感應電流時所用裝置的示意圖：豎直放置的軟鐵環(huán)上繞有A、B兩個線圈。實驗后，他在日記中寫道“把線圈A的兩端接到電池上，立刻對小磁針產(chǎn)生了明顯的擾動，之后小磁針又回到原來的位置上。在斷開線圈A與電池的連接時，小磁針又受到了擾動?！备鶕?jù)上述信息，下列說法正確的是（　　）

  A．線圈A所在回路的電流產(chǎn)生的磁場擾動了小磁針

  B．線圈B所在回路的電流產(chǎn)生的磁場擾動了小磁針

  C．斷開和閉合開關的瞬間，小磁針的偏轉方向相同

  D．斷開和閉合開關的瞬間，小磁針的偏轉方向相反
  組卷：157引用：2難度：0.6

  解析

• 3．導體棒原來不帶電，現(xiàn)將一個電荷量為+q的點電荷放在棒的中心軸線上，它距離導體棒的中心O為L，如圖3所示。靜電力常量為k,當導體棒達到靜電平衡后，下列說法正確的是（　　）

  A．棒上感應電荷只分布在其表面

  B．棒左、右兩端的電勢相等

  C．點電荷在O點產(chǎn)生的電場強度為0

  D．棒上感應電荷在O點產(chǎn)生的電場強度大小為 kq L 2
  組卷：187引用：3難度：0.7

  解析

• 4．如圖甲所示，勻強磁場中有一面積為S、電阻為R的單匝金屬圓環(huán)，磁場方向垂直于圓環(huán)平面豎直向上。圖乙為該磁場的磁感應強度B隨時間t變化的圖像，曲線上P點坐標為（t₀，B₀），P點的切線在B軸的截距為B₁，由以上信息可知（　?。?/h2>

  A．t=t0時，圓環(huán)中感應電動勢的大小

  B．t=t0時，圓環(huán)中感應電流的方向

  C．0～t0內，通過圓環(huán)某截面的電量

  D．0～t0內，圓環(huán)所產(chǎn)生的焦耳熱
  組卷：177引用：3難度：0.4

  解析

• 5．某理想變壓器的原線圈接在如圖所示的正弦交流電源上，當副線圈中僅接一個50Ω的電阻時，副線圈中的電流i₂=2

  2

  cos100πt（A），下列說法正確的是（　?。?/h2>

  A．原線圈中交流電壓的周期為0.2s

  B．原線圈中電流的有效值為20A

  C．原、副線圈的匝數(shù)比為1：10

  D．該變壓器輸入功率與輸出功率之比為10：1
  組卷：131引用：2難度：0.4

  解析

• 6．如圖所示，一質量為m的帶電粒子從P點以垂直于磁場邊界方向的速度v射于磁場，穿出磁場時，速度方向與于射方向夾角為θ。設磁感應強度為B、磁場寬度為d。粒子速度始終與磁場垂直，不計粒子所受重力和空氣阻力。下列說法正確的是（　?。?/h2>

  A．在粒子穿越磁場的過程中，洛倫茲力對該粒子做的功為0

  B．在粒子穿越磁場的過程中，洛倫茲力對該粒子的沖量為0

  C．該粒子在磁場中運動的時間為 d v

  D．該粒子的比荷為 vsinθ B d
  組卷：311引用：5難度：0.4

  解析

二、第二部分本部分共8題，共70分。

• 17．在經(jīng)典物理理論中，氫原子的核外電子繞原子核做勻速圓周運動。設電子運動方向如圖甲所示。已知電子質量為m、環(huán)繞半徑為r、靜電力常量為k、元電荷為e。
  （1）求電子繞核運動的角速度大小ω和電子繞核運動形成的等效電流I；
  
  （2）在圖甲的情況下，分別施加磁感應強度大小相等、方向相反、垂直于電子軌道平面的勻強磁場B_乙和B_丙，如圖乙、丙所示。施加磁場后，電子仍沿原方向做半徑為r的勻速圓周運動，但角速度的大小分別變?yōu)棣?sub>1和ω₂。
  a.根據(jù)牛頓運動定律、洛倫茲力相關知識，分析并判斷ω₁與ω，ω₂與ω的大小關系；
  b.①圖乙和丙中，設電子繞核運動所形成的等效電流分別為I₁和I₂，請?zhí)顚懕?（選填“增大”“減小”或“不變”）。
  表1
  

  I1相比于（1）中的I	I2相比于（1）中的I

  ②等效電流亦會在軌道內激發(fā)磁場。圖乙、丙中，由于等效電流的變化，其在軌道內激發(fā)的磁場的磁感應強度相對于圖甲分別變化了ΔB₁和ΔB₂，請?zhí)顚懕?（選填“相同”“相反”或“無法確定”）。
  表2
  

  ΔB1與B乙的方向	ΔB2與B丙的方向
  組卷：105引用：1難度：0.4

  解析

• 18．金屬導體中自由電子在電磁場的作用下發(fā)生定向移動，在定向移動過程中所受金屬離子（即金屬原子失去自由電子后的剩余部分）的阻力，其方向與自由電子定向移動的速度方向相反，大小正比于自由電子定向移動的速率，比例系數(shù)為k。已知某種金屬材料單位體積內的自由電子數(shù)為n,元電荷為e,忽略電子所受重力及其之間的相互作用，不計電子熱運動的影響，自由電子的定向移動可視為勻速直線運動。
  （1）如圖1所示，一段長為L、橫截面積為S的該金屬導體，當其兩端電壓為U時，求：
  a.該金屬導體內，電子定向移動的速率v；
  b.該金屬導體的電阻率ρ（提示：電流I與電子定向移動速率v的關系為I=neSv）。
  （2）圖2甲為用上述金屬材料制成的內半徑為r、高為H的固定薄壁圓筒，筒壁厚度為d（d遠小于r）。圖2乙為圓筒的俯視圖。圖2丙為一小段筒壁的放大圖。圓筒所在空間中有磁感應強度為B、方向平行于圓筒軸線且范圍足夠大的勻強磁場。在筒的內、外壁之間加上電壓，使得整個內壁電勢均為φ_內，整個外壁電勢均為φ_外，且φ_內＞φ_外（φ_內、φ_外均未知），從而在內、外壁之間形成電場（電場強度的大小處處相同，方向沿半徑方向），使得金屬中的自由電子以恒定速率v₀沿圖2丙中的虛線定向移動。
  a.在圖2丙中畫出電子受力的示意圖，并標出磁場的方向；
  b.求內、外壁之間的電勢差φ_內-φ_外；
  c.求薄壁圓筒的熱功率P。
  
  組卷：149引用：2難度：0.4

  解析