2022-2023学年北京市海淀区高三（上）期末物理试卷

一、第一部分本部分共10题，每题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正确的，有的题有多个选项是正确的。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。把正确的答案填涂在答题纸上。

• 1．如图中实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。1、2和3点处电场强度大小分别为E₁、E₂和E₃，电势分别为φ₁、φ₂和φ₃。下列说法正确的是（　　）

  A．E1＞E2＞E3

  B．E1＜E2＜E3

  C．φ1＞φ2＞φ3

  D．φ1＜φ2＜φ3
  组卷：172引用：3难度：0.8

  解析

• 2．如图为1831年8月29日法拉第发现感应电流时所用装置的示意图：竖直放置的软铁环上绕有A、B两个线圈。实验后，他在日记中写道“把线圈A的两端接到电池上，立刻对小磁针产生了明显的扰动，之后小磁针又回到原来的位置上。在断开线圈A与电池的连接时，小磁针又受到了扰动。”根据上述信息，下列说法正确的是（　　）

  A．线圈A所在回路的电流产生的磁场扰动了小磁针

  B．线圈B所在回路的电流产生的磁场扰动了小磁针

  C．断开和闭合开关的瞬间，小磁针的偏转方向相同

  D．断开和闭合开关的瞬间，小磁针的偏转方向相反
  组卷：165引用：2难度：0.6

  解析

• 3．导体棒原来不带电，现将一个电荷量为+q的点电荷放在棒的中心轴线上，它距离导体棒的中心O为L，如图3所示。静电力常量为k,当导体棒达到静电平衡后，下列说法正确的是（　　）

  A．棒上感应电荷只分布在其表面

  B．棒左、右两端的电势相等

  C．点电荷在O点产生的电场强度为0

  D．棒上感应电荷在O点产生的电场强度大小为 kq L 2
  组卷：196引用：3难度：0.7

  解析

• 4．如图甲所示，匀强磁场中有一面积为S、电阻为R的单匝金属圆环，磁场方向垂直于圆环平面竖直向上。图乙为该磁场的磁感应强度B随时间t变化的图像，曲线上P点坐标为（t₀，B₀），P点的切线在B轴的截距为B₁，由以上信息可知（　　）

  A．t=t0时，圆环中感应电动势的大小

  B．t=t0时，圆环中感应电流的方向

  C．0～t0内，通过圆环某截面的电量

  D．0～t0内，圆环所产生的焦耳热
  组卷：188引用：3难度：0.4

  解析

• 5．某理想变压器的原线圈接在如图所示的正弦交流电源上，当副线圈中仅接一个50Ω的电阻时，副线圈中的电流i₂=2

  2

  cos100πt（A），下列说法正确的是（　　）

  A．原线圈中交流电压的周期为0.2s

  B．原线圈中电流的有效值为20A

  C．原、副线圈的匝数比为1：10

  D．该变压器输入功率与输出功率之比为10：1
  组卷：139引用：2难度：0.4

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• 6．如图所示，一质量为m的带电粒子从P点以垂直于磁场边界方向的速度v射于磁场，穿出磁场时，速度方向与于射方向夹角为θ。设磁感应强度为B、磁场宽度为d。粒子速度始终与磁场垂直，不计粒子所受重力和空气阻力。下列说法正确的是（　　）

  A．在粒子穿越磁场的过程中，洛伦兹力对该粒子做的功为0

  B．在粒子穿越磁场的过程中，洛伦兹力对该粒子的冲量为0

  C．该粒子在磁场中运动的时间为 d v

  D．该粒子的比荷为 vsinθ B d
  组卷：327引用：5难度：0.4

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二、第二部分本部分共8题，共70分。

• 17．在经典物理理论中，氢原子的核外电子绕原子核做匀速圆周运动。设电子运动方向如图甲所示。已知电子质量为m、环绕半径为r、静电力常量为k、元电荷为e。
  （1）求电子绕核运动的角速度大小ω和电子绕核运动形成的等效电流I；
  
  （2）在图甲的情况下，分别施加磁感应强度大小相等、方向相反、垂直于电子轨道平面的匀强磁场B_乙和B_丙，如图乙、丙所示。施加磁场后，电子仍沿原方向做半径为r的匀速圆周运动，但角速度的大小分别变为ω₁和ω₂。
  a.根据牛顿运动定律、洛伦兹力相关知识，分析并判断ω₁与ω，ω₂与ω的大小关系；
  b.①图乙和丙中，设电子绕核运动所形成的等效电流分别为I₁和I₂，请填写表1（选填“增大”“减小”或“不变”）。
  表1
  

  I1相比于（1）中的I	I2相比于（1）中的I

  ②等效电流亦会在轨道内激发磁场。图乙、丙中，由于等效电流的变化，其在轨道内激发的磁场的磁感应强度相对于图甲分别变化了ΔB₁和ΔB₂，请填写表2（选填“相同”“相反”或“无法确定”）。
  表2
  

  ΔB1与B乙的方向	ΔB2与B丙的方向
  组卷：111引用：1难度：0.4

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• 18．金属导体中自由电子在电磁场的作用下发生定向移动，在定向移动过程中所受金属离子（即金属原子失去自由电子后的剩余部分）的阻力，其方向与自由电子定向移动的速度方向相反，大小正比于自由电子定向移动的速率，比例系数为k。已知某种金属材料单位体积内的自由电子数为n,元电荷为e,忽略电子所受重力及其之间的相互作用，不计电子热运动的影响，自由电子的定向移动可视为匀速直线运动。
  （1）如图1所示，一段长为L、横截面积为S的该金属导体，当其两端电压为U时，求：
  a.该金属导体内，电子定向移动的速率v；
  b.该金属导体的电阻率ρ（提示：电流I与电子定向移动速率v的关系为I=neSv）。
  （2）图2甲为用上述金属材料制成的内半径为r、高为H的固定薄壁圆筒，筒壁厚度为d（d远小于r）。图2乙为圆筒的俯视图。图2丙为一小段筒壁的放大图。圆筒所在空间中有磁感应强度为B、方向平行于圆筒轴线且范围足够大的匀强磁场。在筒的内、外壁之间加上电压，使得整个内壁电势均为φ_内，整个外壁电势均为φ_外，且φ_内＞φ_外（φ_内、φ_外均未知），从而在内、外壁之间形成电场（电场强度的大小处处相同，方向沿半径方向），使得金属中的自由电子以恒定速率v₀沿图2丙中的虚线定向移动。
  a.在图2丙中画出电子受力的示意图，并标出磁场的方向；
  b.求内、外壁之间的电势差φ_内-φ_外；
  c.求薄壁圆筒的热功率P。
  
  组卷：163引用：2难度：0.4

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