2022-2023学年北京二十中高三（上）月考物理试卷（12月份）

一、选择题（本题共10小题。有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的）

• 1．如图所示，带箭头的实线表示某电场的电场线，虚线表示该电场的等势面．其中A、B、C三点的电场强度大小分别为E_A、E_B、E_C，电势分别为φ_A、φ_B、φ_C．关于这三点的电场强度大小和电势高低的关系，下列说法中正确的是（　　）

  A．EA=EB

  B．EA＞EC

  C．φA=φB

  D．φB=φC
  组卷：46引用：4难度：0.9

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• 2．用如图所示装置探究感应电流产生的条件，线圈A通过变阻器和开关S₁连接到电源上，线圈B的两端通过开关S₂连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。下列说法中正确的是（　　）

  A．该装置是探究线圈A中感应电流产生的条件

  B．S1、S2均处于闭合状态，将线圈A中铁芯拔出时，电流表的指针会发生偏转

  C．S1、S2均处于闭合状态，将线圈A中铁芯拔出用时越短，电流表的指针偏转角度越小

  D．两开关均处于闭合状态，此时匀速移动滑动变阻器的滑片，电流表的指针始终指在0刻度线位置
  组卷：160引用：2难度：0.5

  解析

• 3．静电除尘原理是设法使空气中的尘埃带电，在静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来。如图所示，静电除尘器由板状收集器A和线状电离器B组成，A、B间接有高压电源，它们之间形成很强的电场，能使空气中的气体分子电离，进而使通过除尘器的尘埃带电，最后被吸附到正极A上。下列选项正确的是（　　）

  A．收集器A吸附大量尘埃的原因是尘埃带上了正电

  B．收集器A吸附大量尘埃的原因是尘埃带上了负电

  C．收集器A和电离器B之间形成的是匀强电场

  D．静电除尘过程是机械能向电场能转化的过程
  组卷：289引用：8难度：0.8

  解析

• 4．如图所示的电路中，电源电动势为E，电源内阻为r,闭合开关S，待电流达到稳定后，将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，则待电流再次达到稳定后，与P移动前相比（　　）

  A．电容器C的电荷量减小

  B．小灯泡L变亮

  C．电流表示数变小，电压表示数变大

  D．电源的总功率变大
  组卷：36引用：3难度：0.7

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• 5．一种用磁流体发电的装置如图所示。平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体，沿图中所示方向喷入磁场。图中虚线框部分相当于电源，A、B就是电源的两极，则下列说法正确的是（　　）

  A．用电器中的电流方向从C到D

  B．带负电的粒子受洛伦兹力向上

  C．若只增强磁场，发电机的电动势将增大

  D．若将发电机与用电器断开，A板积累的电荷会一直增多
  组卷：74引用：3难度：0.8

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• 6．在x轴上有两个点电荷q₁、q₂，其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示。下列说法正确有（　　）

  A．q1和q2带有异种电荷

  B．x1处的电场强度为零

  C．负电荷从x1移到x2，电势能减小

  D．负电荷从x1移到x2，受到的电场力增大
  组卷：4067引用：64难度：0.5

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三、计算题（本题包括6小题。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。答案中必须明确写出数值和单位）

• 18．如图为一回旋加速器的示意图，其核心部分为处于匀强磁场中的D形盒，两D形盒之间接交流电源，并留有窄缝，离子在窄缝间的运动时间忽略不计。已知D形盒的半径为R，在D₁部分的中央A处放有离子源，离子带正电，质量为m、电荷量为q,初速度不计。若磁感应强度的大小为B，每次加速时的电压为U。忽略离子的重力等因素。求：
  （1）加在D形盒间交流电源的周期T；
  （2）离子加速后可获得的最大动能E_km；
  （3）从节能高效的角度，科学家将D形盒改进成了半径固定的环形轨道，即环形加速器，让带电粒子反复通过同一加速间隙，当在间隙上加载交变电压时，粒子能量将得到多次增加。请简要分析说明，如何可以保证粒子在半径固定的环形轨道上加速运动？
  组卷：58引用：2难度：0.6

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• 19．宏观问题是由微观机制所决定的。对同一个物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。
  （1）如图所示，一段长为L、横截面积为S的圆柱形金属导体，在其两端加上恒定电压，金属导体中产生恒定电流I。已知该金属导体中单位体积内的自由电子数量为n,自由电子的质量为m、电量为e。
  a、请根据电流的定义，求金属导体中自由电子定向移动的平均速率v。
  b、经典电磁理论认为：当金属导体两端电压稳定后，导体中产生恒定电场，这种恒定电场的性质与静电场相同。金属导体中的自由电子在电场力的驱动下开始定向移动，然后与导体中可视为不动的粒子碰撞，碰撞后电子沿导体方向定向移动的速率变为零，然后再加速、再碰撞……，自由电子定向移动的平均速率不随时间变化。金属电阻反映的就是定向移动的自由电子与不动的粒子的碰撞。假设自由电子连续两次碰撞的平均时间间隔为t₀，碰撞时间不计，不考虑自由电子之间的相互作用力。请根据以上描述构建物理模型，推导金属导体两端电压U的大小和金属导体的电阻R。
  （2）超导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零。将一个闭合超导金属圆环水平放置在匀强磁场中，磁感线垂直于圆环平面，逐渐降低温度使超导环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场，此后若环中的电流不随时间变化，则表明其电阻为零。为探究该圆环在超导状态的电阻率上限ρ，研究人员测得撤去磁场后环中电流为I，并经过一年多的时间t未检测出电流变化。实际上仪器只能检测出大于ΔI的电流变化，其中ΔI≪I，当电流的变化小于ΔI时，仪器检测不出电流的变化，研究人员便认为电流没有变化。设该超导圆环粗细均匀，环中单位体积内参与导电的电子数为n,电子质量为m、电荷量为e,环中定向移动的电子减少的动能全部转化为圆环的内能。试用上述给出的各物理量，推导出ρ的表达式。
  组卷：131引用：1难度：0.4

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