2024北京大興高三（上）期末

物理

2024.1

本試卷共8頁，100分。考試時長90分鐘。考生務(wù)必將答案答在答題卡上，在試卷上作答無效。考試

結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。

第一部分

本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。

1.圖1所示，原來不帶電的金屬導體兒W固定在絕緣支架上，在其兩端下面都懸掛著金屬驗電箔。若使帶

負電的金屬球”靠近導體的A/端，看到的現(xiàn)象是"（）（^4

A.只有M端驗電箔張開，且又端帶正電A―n―A

B.只有N端驗電箔張開，且N端帶正電IIJL

C.M、N兩端的驗電箔都張開，且M、N兩端都帶正電

圖1

D.M、N兩端的驗電箔都張開，且N端帶負電，〃端帶正電

2.兩個分別帶有電荷量為-Q和+5Q的相同金屬小球（均可視為點電荷），固定在相距為r的兩處，它們

之間庫侖力的大小為F,兩小球相互接觸后再放回原處，則兩球之間庫侖力的大小為

3.如圖2所示，理想變壓器的原線圈接在u=220V2sinlOOnt（V）的交流電源上，副線圈接有R=11Q的

負載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為2:1,電流表、電壓表均為理想電表。下列說_

法正確的是,1IR4）

A.原線圈的輸入功率為HOWB.電流表的示數(shù)為20.0Aj/

C.電壓表的示數(shù)約為110VD.副線圈輸出交流電的周期為0.01s圖2

4.甲、乙兩個帶電粒子的電荷量和質(zhì)量分別為（-q,m）、Jq,4m）,它們先后經(jīng)過同一加速電場由靜止開

始加速后，由同一點進入同一偏轉(zhuǎn)電場，兩粒子進入時的速度方向均與偏轉(zhuǎn)n__-.

電場垂直，如圖3所示。粒子重力不計，則甲、乙兩粒子

C.離開偏轉(zhuǎn)電場時的動能之比為1:4

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D.離開偏轉(zhuǎn)電場時垂直于板面方向偏移的距離之比為1:1

5.研究影響平行板電容器電容大小因素的實驗裝置如圖4所示。下列說法中

正確的是

A.實驗中，只將電容器b板向左平移，靜電計指針的張角變小

B.實驗中，只將電容器b板向上平移，靜電計指針的張角變大

圖4

C.實驗中，只在極板間插入有機玻璃板，靜電計指針的張角變大

D.實驗中，只增加極板帶電荷量，靜電計指針的張角變大，表明電容增大

6.在勻強磁場中，一個矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)9/〃

軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖5甲所示。產(chǎn)生的交變電壓隨時間變化的

圖像如圖5乙所示，則

A.t=0.005s時線框的磁通量變化率為零

B.t=0.01s時線框平面與磁場方向垂直-

C.線框產(chǎn)生的交變電壓有效值為311V甲乙

圖5

D.線框產(chǎn)生的交變電壓頻率為100Hz

7.在垂直紙面的勻強磁場中，有不計重力的甲、乙兩個帶電粒子，在紙面內(nèi)做勻速圓周運動，運動方向

和軌跡如圖6所示。則下列說法中正確的是

A.甲、乙兩粒子所帶電荷是異種電荷

B.該磁場方向一定是垂直紙面向里

C.若甲、乙兩粒子的動量大小相等，則甲粒子所帶電荷量較大圖6

D.若甲、乙兩粒子所帶電荷量及運動的速率均相等，則甲粒子的質(zhì)量較大

8.如圖7甲所示是某電場中的一條電場線，/、3是這條電場線上的兩點，一帶正電的粒子只在靜電力作用

下，沿電場線從/運動到及在這過程中，粒子的速度-時間圖像如圖7

乙所示，比較/、8兩點電場強度大小和電勢的高低，下列說法正確的是

A

A.EA=EB，9A>9BB.EA<EB，9AWB

C.EA=EB，（PA<（PBD.EA>￡B，（PA<9B

9.如圖8所示，工是自感系數(shù)很大的線圈，但其自身的電阻幾乎為零，Li、L2是兩個相同的燈泡。下列說法

正確的是/WW—

L

A.當開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合時，L、L2同時發(fā)光，然后L2變得更亮，Li

逐漸變暗，最終熄滅

0-

B.當開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合時，Li先發(fā)光，L2后發(fā)光，Li亮度不變，L2

逐漸變暗，最終熄滅

圖8

C.當開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_時，L1立即熄滅，L2突然發(fā)光，再逐漸變暗,最終熄滅

D.當開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_時，L2立即熄滅,Li突然發(fā)光，再逐漸變暗，最終熄滅

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10.某同學用圖9所示裝置探究影響感應(yīng)電流方向的因素，將磁體從線圈中向上

勻速抽出時，觀察到靈敏電流計指針向右偏轉(zhuǎn)。關(guān)于該實驗，下列說法中正確的

是I7W

A.必須保證磁體勻速運動，靈敏電流計指針才會向右偏轉(zhuǎn)

B.若將磁體向上加速抽出，靈敏電流計指針向左偏轉(zhuǎn)圖9

C.將磁體的N、S極對調(diào)，并將其向上抽出，靈敏電流計指針仍向右偏轉(zhuǎn)

D.將磁體的N、S極對調(diào)，并將其向下插入，靈敏電流計指針仍向右偏轉(zhuǎn)

11.如圖10所示，真空中有等量異種點電荷+q、-q分別放置在M、N兩點,在M、N的連線上有對稱點a、

c,M、N連線的中垂線上有對稱點6、d,下列說法正確的是：人

A.在M、N連線的中垂線上，。點電勢最高Ma：N

B.正電荷從b點沿M、N連線的中垂線移到d點的過程中，受到的靜電力先減小'

后增大\d

C.正電荷在c點電勢能大于在a點電勢能圖10

D.正電荷在c點電勢能小于在a點電勢能

12.如圖11甲所示，電阻為50、匝數(shù)為100匝的線圈（圖中只畫了2匝）兩端/、8與電阻R相連,

7?=95Qo線圈內(nèi)有方向垂直于紙面向里的磁場，線圈中的磁通

量在按圖11乙所示規(guī)律變化。則下列說法不正確的是

A.4點的電勢低于3點的電勢

B.在線圈位置上感應(yīng)電場沿逆時針方向

C.0.1s時間內(nèi)通過電阻R的電荷量為0.05C

D.0.1s時間內(nèi)非靜電力所做的功為2.5J

3.如圖12所示，平行板電容器與電源連接,下極板B接地，開關(guān)S閉合，一帶電油滴在電容器中的P點處于

靜止狀態(tài)。下列說法正確的是

A.保持開關(guān)閉合，4板豎直上移一小段距離，電容器的電容增大

B.保持開關(guān)閉合，4板豎直上移一小段距離，P點的電勢將升高

C.保持開關(guān)閉合，4板豎直上移一小段距離過程中，電流計中電流方向向右

圖12

D.開關(guān)S先閉合后斷開，4板豎直上移一小段距離，帶電油滴向下運動

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14.圖13為蘋果自動分揀裝置，可以把質(zhì)量大小不同的蘋果，自動分揀開。該裝置的托盤秤壓在一個以。1

為轉(zhuǎn)動軸的杠桿上，杠桿末端壓在壓力傳感器％上。當大蘋果通過托盤秤時，區(qū)所受的壓力較大因而電阻

較小，兩端獲得較大電壓，該電壓激勵放大電路并保持一段時間，使電磁鐵吸動分揀開關(guān)的銜鐵，打開

下面通道，讓大蘋果進入下面通道；當小蘋果通過托盤秤時，/?2兩端的電壓不足以激勵放大電路，分揀開

關(guān)在彈簧向上彈力作用下處于水平狀態(tài)，小蘋果

進入上面通道。托盤停在圖示位置時，設(shè)進入下

面通道的大蘋果最小質(zhì)量為“0,若提高分揀標

準，要求進入下面通道的大蘋果的最小質(zhì)量M大

于Mo,其他條件不變的情況下，下面操作可行

的是

A.只適當減小&的阻值

圖13

B.只增大電源田的電動勢

C.只增加纏繞電磁鐵線圈的匝數(shù)

D.只將托盤秤壓在杠桿上的位置向左移動一些

第二部分

本部分共6題，共58分。

15.（8分）在“測量金屬絲的電阻率”實驗中，某同學用電流表和電壓表測量一個金屬絲的電阻。

（1）該同學先用歐姆表“xl”擋粗測該金屬絲的電阻，示數(shù)如圖14所示，對應(yīng)的讀數(shù)是

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（2）用螺旋測微器測某金屬絲的直徑，示數(shù)如圖15所示，

則該金屬絲的直徑為mm。

（3）測量一段金屬絲電阻時所用器材和部分電路連線如圖

16所示，電流表0?0.6A,內(nèi)阻約0.1。，0?3A,內(nèi)阻約

0.01Q；電壓表0?3V,內(nèi)阻約3kd0-15V,內(nèi)阻約15k。。

圖中的導線。端應(yīng)與（選填電流表“0.6”或

“3”）接線柱連接，6端應(yīng)與（選填電流表

“0.6”或“3”）接線柱連接。開關(guān)閉合前，圖16中滑動變阻器

滑片應(yīng)置于（選填“左”或‘右”）端。

（4）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，得到多組U和/數(shù)據(jù)。甲

同學由每組。、/數(shù)據(jù)計算電阻，然后求電阻平均值；乙同學

通過U-/圖像求電阻。則兩種求電阻的方法誤差較小的是（選填“甲同學”或“乙同學”）。

（5）設(shè)被測金屬絲電阻為尺，金屬絲直徑為力接入電路部分的長度為/,則計算該金屬絲電阻率的表達

式是。=（用題目給出的物理量符號表示）。

16.（10分）用圖17所示的電路圖測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。

（1）在下表中選出適當?shù)膶嶒炂鞑倪M行實驗。

A.電流表Ai：0-0.6A,內(nèi)阻約0.1。；

B.電流表A2：0?3A,內(nèi)阻約0.01Q；

C.電壓表Vi：0?3V,內(nèi)阻約3kQ；

D.電壓表V2：0?15V,內(nèi)阻約15k。；

E.滑動變阻器Ri：0?20。；

F.滑動變阻器&：0-1000Q；

G.待測干電池：電動勢約為1.5V

H.開關(guān)，導線若干

實驗中電流表應(yīng)選用:電壓表應(yīng)選用;滑動變阻器應(yīng)選用

—（填器材前序號字母）。

（2）用筆畫線完成圖18中實物間的導線連接。

（3）甲同學在實驗中記錄了6組數(shù)據(jù)如下表所示，其中5組數(shù)據(jù)的對

應(yīng)點已經(jīng)標在坐標紙上，請標出余下一組數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標點，在圖

19中畫出圖線。

根據(jù)所畫圖線，可得出干電池的電動勢石=Vo（保留3位

有效數(shù)字）

（4）甲同學認為若不考慮電壓表和電流表內(nèi)阻對實驗的影響，則電壓

圖19

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表的讀數(shù)u與對應(yīng)的電流表的讀數(shù)/的比值且就等于干電池的內(nèi)阻；乙同學認為電壓表的讀數(shù)變化量

1

AU與相對應(yīng)的電流表的讀數(shù)變化量A/的比值的絕對值-才等于電源的內(nèi)阻。請判斷哪位同學的觀點

是正確的，并說明你的判斷依據(jù)o

17.（9分）圖20所示，兩根平行光滑金屬導軌和放置在水平面內(nèi)，其間距Z=0.4m,磁感應(yīng)強度

2=L0T的勻強磁場垂直軌道平面向下，兩導軌之間連接的電阻R=9.6Q,在導軌上有一金屬棒成，其電阻

-0.4Q,金屬棒與導軌垂直且接觸良好，在。6棒上施加水平拉力使其以速度v=1.0m/s向右勻速運動，設(shè)

金屬導軌足夠長.求:

（1）金屬棒仍產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；

（2）通過電阻R的電流大小和方向;

（3）金屬棒a、6兩點間的電勢差；

（4）拉力做功的功率。

圖20

18.（9分）如圖21所示，表面粗糙的平行金屬導軌傾斜放置，間距d=0.4m,與水平面夾角外37。，導軌

上端接有定值電阻砌=4。，電源電動勢E=3V,內(nèi)阻『20。導軌中間整個區(qū)域有垂直于導軌平面向上的勻

強磁場，磁感應(yīng)強度8=2.5T。閉合開關(guān)后，將一質(zhì)量機=0.2kg的導體棒仍垂直導軌放置，導體棒接入電

路中的電阻R=4。，導體棒處于靜止狀態(tài)。導軌電阻不計，重力加速

度取g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8。最大靜摩擦力等于滑動摩

擦力。

求：

（1）導體棒中的電流大小；

圖2

序號123456

電壓U(V)1.451.401.301.251.201.10

電流/(A)0.060.120.240.260.360.48

（2）導軌對導體棒的摩擦力大小和方向;

（3）導體棒與導軌間的動摩擦因數(shù)。

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19.（10分）2023年是芯片行業(yè)重要的里程碑。中國會成為全球生產(chǎn)芯片的重要國家之一。離子注入是芯

片制造過程中一道重要的工序。圖22所示，是離子注入工作原理的示意圖，/處

的離子無初速的“飄入”加速電場，經(jīng)電場加速后從尸點沿半徑方向進入半徑為r

的圓形勻強磁場區(qū)域，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)，最后打在豎直放置的硅片上。離子的質(zhì)量為

m、電荷量為q,加速電場的電壓為U,不計離子重力。求：

（1）離子進入圓形勻強磁場區(qū)域時的速度大小V；

（2）若磁場方向垂直紙面向外，離子從磁場邊緣上某點出磁場時，可以垂直打到

硅片上，求圓形區(qū)域內(nèi)勻強磁場的磁感應(yīng)強度穌的大小。

（3）為了追求芯片的精致小巧，需要對硅片材料的大小有嚴格的控制。如圖23

所示，在距。點為27?處的硅片下端與磁場中心。在同一水平線上，硅片長為上

巫r，要求所有離子都打到硅片上，求磁感應(yīng)強度2的取值范圍。

3

圖23

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20.（12分）利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域。

（1）如圖24甲所示，將一個半導體薄片垂直置于磁感應(yīng)強度為B的磁場中，在薄片的兩個側(cè)面服b間

通以電流/時，另外兩側(cè)/間產(chǎn)生電勢差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。其原因是薄片中能夠自由移動的電

荷受洛倫茲力的作用向一側(cè)偏轉(zhuǎn)和積累，于是在c、/間產(chǎn)生霍爾電壓板。已知半導體薄片的厚度為d,半

導體薄片的寬度為L假設(shè)半導體薄片元件內(nèi)的導電粒子是電荷量為e的自由電子，薄片元件內(nèi)單位體積

中的自由電荷數(shù)〃，求

圖24

①薄片元件內(nèi)自由電荷定向移動的速率V；

②比較經(jīng)、0f的高低

③求c、/間產(chǎn)生的霍爾電壓UH=

（2）利用霍爾元件可以進行微小位移的測量，如圖24乙所示為利用霍爾元件制作的位移傳感器，將固定

有霍爾元件的物體置于兩塊磁性強弱相同、同極相對放置的磁體縫隙中，建立如圖24丙所示的空間坐標

系，保持沿x方向通過霍爾元件的電流/不變，當物體沿z軸方向移動時，由于不同位置處磁感應(yīng)強度B

不同，霍爾元件將在y軸方向的上、下表面間產(chǎn)生不同的霍爾電壓UH,在c、/之間連接一個電壓表，當

霍爾元件處于中間位置時，磁感應(yīng)強度B為0,電壓表的示數(shù)為0,將該點作為位移的零點，在小范圍

內(nèi)，磁感應(yīng)強度8的大小和坐標z成正比（比例系數(shù)為左），這樣就可以把電壓表改裝成測量物體微小位

移的儀表（位移傳感器）。

①推導薄片元件。、了之間的電勢差與坐標z之間的定量關(guān)系并在圖25中定性畫出電勢差4f與坐標z之

間的圖像。

②若竽可以反映該位移傳感器的靈敏度，則要提高該傳感器的靈敏度可采取哪些可行措施。

△z

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參考答案

第一部分（選擇題共42分）

本部分共14,題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。

題號1234567891011121314

答案DCCDBBDACDDACA

第二部分（非選擇題共58分）

本部分共7題，共58分。

15.（8分）

'UA/ii,可以得出（十................（2分）

17（9分）

（1）E=BLv=1,0x0.4x1.0V=0.4V...................................................（2分）

（2）I=—=—A=0.04A................................................................（2分）

R+r10

（3）Z?=0.04X9.6V=0.384V.................................................................（2分）

R+r

（4）拉力功率等于電路熱功率尸=小="些①W=0.016W……（3分）

R+r10

18.（9分）

（1）由閉合回路歐姆定律

R+r+&

代入數(shù)值解得/=0.3A,..................................................................（3分）

（2）導體棒受到的安培力廠安=B/d=0.3N

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導體棒沿斜面方向平衡，則

mgsin37=f+F安

代入數(shù)值解得戶0.9N

方向：平行導軌向上。.........................................（3分）

（3）導軌對導體棒的支持力

=mgcos37

導體棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為〃，則

f=RFN=jumgcos37

代入數(shù)值解得〃手0.75..........................................................................（3分）

4

19.（10分）

（1）離子通過加速電場，由動能定理可知

1

qU=-mv7

變形得到

'2qU

v=（