2022-2023學(xué)年北京市朝陽區(qū)高三（上）期末物理試卷

一、選擇題。本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項(xiàng)中，選出最符合題目要求的一項(xiàng)。

• 1．下列說法正確的是（　　）

  A．物體所帶電荷量一定是元電荷e的整數(shù)倍

  B．點(diǎn)電荷是一種理想化模型，其所帶電荷量一定很小

  C．兩點(diǎn)電荷間的靜電力與它們間的距離成反比

  D．絲綢與玻璃棒摩擦后帶正電，是因?yàn)椴ＡО艚o絲綢提供了正電荷
  組卷：102引用：1難度：0.7

  解析

• 2．如圖所示，是一個正弦式交變電流的波形圖。則（　?。?br />

  A．該交變電流的周期為5s

  B．該交變電流的有效值為 10 2 A

  C．若將該電流通過10Ω的電阻時，1s內(nèi)產(chǎn)生熱量為500J

  D．若將該電流輸入匝數(shù)比為10：1的降壓變壓器，副線圈輸出電流的最大值為1A
  組卷：151引用：2難度：0.7

  解析

• 3．我國北斗導(dǎo)航系統(tǒng)所使用的電磁波頻率約1561MHz；家用微波爐加熱食物所使用的電磁波頻率約2450MHz；家用WiFi所使用的電磁波頻率約5725MHz。則家用WiFi所使用的電磁波（　?。?/h2>

  A．不會產(chǎn)生偏振現(xiàn)象

  B．比微波爐所使用的電磁波更不容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象

  C．與北斗導(dǎo)航所使用的電磁波疊加時將會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象

  D．從一個房間穿越墻壁進(jìn)入另一個房間時其頻率會變化
  組卷：109引用：1難度：0.8

  解析

• 4．在一個等邊三角形abc頂點(diǎn)b和c處各放入一個電荷量相等的點(diǎn)電荷時，測得a處的場強(qiáng)大小為E，方向與bc邊平行，如圖所示。拿走c處的點(diǎn)電荷后，則（　　）

  A．a(chǎn)處場強(qiáng)大小仍為E，方向由a指向b

  B．a(chǎn)處場強(qiáng)大小為 E 2 ，方向由b指向a

  C．a(chǎn)處電勢降低

  D．a(chǎn)、c兩點(diǎn)電勢相等
  組卷：390引用：2難度：0.4

  解析

• 5．如圖所示，在水平放置的條形磁鐵的N極附近，一個閉合線圈始終豎直向下加速運(yùn)動，并始終保持水平。在位置B時N極附近的磁感線正好與線圈平面平行，A、B之間和B、C之間的距離相等，且都比較小。下列說法正確的是（　　）

  A．線圈在位置A時感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r針（俯視）

  B．線圈在位置C時感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r針（俯視）

  C．線圈在位置B時穿過線圈的磁通量最大

  D．線圈在位置C時的感應(yīng)電流比在位置A時的大
  組卷：345引用：4難度：0.8

  解析

• 6．為避免閃電造成損害，高大的建筑物會裝有避雷針。積雨云底層帶負(fù)電，由于靜電感應(yīng)使得避雷針的尖端帶上了正電。圖中虛線為避雷針周圍的等勢面，且相鄰等勢面間的電勢差相等。避雷針尖端正上方a、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小分別為E_a、E_b，電勢分別為φ_a、φ_b。一帶負(fù)電的雨滴豎直下落經(jīng)過a、b兩點(diǎn)。下列說法正確的是（　　）

  A．Ea＞Eb

  B．φa＞φb

  C．該雨滴從a下落至b的過程中，電勢能逐漸減少

  D．若該避雷針某時刻開始放電，則放電電流從積雨云流向避雷針
  組卷：90引用：2難度：0.6

  解析

二、非選擇題本部分共6題，共58分。

• 19．應(yīng)用所學(xué)知識不僅可以解決“已知”的問題，也可以在質(zhì)疑中探索“未知”的問題。某同學(xué)利用電磁阻尼現(xiàn)象設(shè)計了如圖情境1所示的用于緩沖降落的原理簡圖。一邊長為L、質(zhì)量為m、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd豎直下落，進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場時開始做減速運(yùn)動，線框平面始終在豎直平面內(nèi)，且線框ad邊始終與磁場的水平邊界面平行。已知線框bc邊剛進(jìn)入磁場時線框的速率為v。重力加速度為g。空氣阻力不計。
  （1）求線框bc邊剛進(jìn)入磁場時線圈中的電流I；
  （2）若線框ad邊剛要進(jìn)入磁場時線框的速率減為

  v

  2

  ，求線框在進(jìn)入磁場的過程中所產(chǎn)生的焦耳熱Q；
  （3）小明同學(xué)對“導(dǎo)線框全部進(jìn)入磁場后下落的加速度為重力加速度g”這一觀點(diǎn)，產(chǎn)生了質(zhì)疑，并認(rèn)為此時線框的加速度應(yīng)當(dāng)略小于重力加速度g。結(jié)合實(shí)際，小明把線框換成金屬正方體，研究其在該磁場中的下落情況，如圖情境2所示。已知該正方體的質(zhì)量為M、棱長為L。
  a.為便于定量分析，小明構(gòu)建以下模型：假設(shè)正方體從靜止開始一直在磁場中運(yùn)動，平行磁感線的左右兩個面可近似看作平行板電容器，電容為C。忽略正方體電阻。求該正方體下落的加速度大小a；并描述其運(yùn)動性質(zhì)。
  b.目前實(shí)驗(yàn)室最強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度約為幾十特。若正方體棱長L=0.1m,質(zhì)量M=5kg,上述a問模型中電容器電容的數(shù)量級約為10^-12F。結(jié)合上述信息，針對“導(dǎo)線框全部進(jìn)入磁場后下落的加速度為重力加速度g”這一說法，請闡述你的觀點(diǎn)。
  組卷：71引用：1難度：0.5

  解析

• 20．能量在轉(zhuǎn)化的過程中往往與做功密切相關(guān)，電容器充電過程中的功能關(guān)系同樣如此。電容器不僅可以儲存電荷，也是重要的儲能器件。對電容為C的電容器（原來不帶電）充電，如圖1所示，已知電源的電動勢為E。
  （1）圖2中畫出了電容器兩極間的電勢差u隨電荷量q的變化圖像，在圖中取一電荷量的微小變化量Δq,請類比直線運(yùn)動中由v-t圖像求位移的方法，說明圖中小陰影矩形的“面積”所表示的物理含義；并計算電容器電壓為U時電容器儲存的電能E_p。
  （2）請結(jié)合電動勢的定義，求電容器充電過程中電源內(nèi)部非靜電力所做的功W；并與充電過程中電容器增加的電能ΔE_p相比較，說明兩者“相等”或“不相等”的原因。
  （3）電容器的電能是儲存在電場中的，也稱電場能。若定義單位體積內(nèi)的電場能量為電場能量密度ρ。某同學(xué)猜想ρ應(yīng)當(dāng)與該處的場強(qiáng)E_場的平方成正比，即

  ρ

  ∝

  E

  2

  場

  。已知平行板電容器的電容

  C

  =

  s

  4

  πkd

  ，s為兩極板的正對面積，d為極板間距，k為常數(shù)，兩極板間為真空，板間電場可視為勻強(qiáng)電場。不計電容器電場的邊緣效應(yīng)。
  a.請以電容器內(nèi)儲存的電場能為例論證該同學(xué)的猜想是否正確。
  b.電容器充電后與電源斷開并保持電荷量不變，已知此時的電場能量密度為ρ₀。現(xiàn)固定其中一極板，緩慢拉開另一極板（保持兩極板正對），使板間距增加Δd,請分析說明，在此過程中電場能量密度如何變化；并求出此過程中外力所做的功W′（用ρ₀、s和Δd表示）。
  
  組卷：168引用：2難度：0.4

  解析