2022-2023學年北京二十中高三（上）月考物理試卷（12月份）

一、選擇題（本題共10小題。有的小題只有一個選項是正確的，有的小題有多個選項是正確的）

• 1．如圖所示，帶箭頭的實線表示某電場的電場線，虛線表示該電場的等勢面．其中A、B、C三點的電場強度大小分別為E_A、E_B、E_C，電勢分別為φ_A、φ_B、φ_C．關于這三點的電場強度大小和電勢高低的關系，下列說法中正確的是（　　）

  A．EA=EB

  B．EA＞EC

  C．φA=φB

  D．φB=φC
  組卷：46引用：4難度：0.9

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• 2．用如圖所示裝置探究感應電流產生的條件，線圈A通過變阻器和開關S₁連接到電源上，線圈B的兩端通過開關S₂連到電流表上，把線圈A裝在線圈B的里面。下列說法中正確的是（　?。?/h2>

  A．該裝置是探究線圈A中感應電流產生的條件

  B．S1、S2均處于閉合狀態(tài)，將線圈A中鐵芯拔出時，電流表的指針會發(fā)生偏轉

  C．S1、S2均處于閉合狀態(tài)，將線圈A中鐵芯拔出用時越短，電流表的指針偏轉角度越小

  D．兩開關均處于閉合狀態(tài)，此時勻速移動滑動變阻器的滑片，電流表的指針始終指在0刻度線位置
  組卷：157引用：2難度：0.5

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• 3．靜電除塵原理是設法使空氣中的塵埃帶電，在靜電力作用下，塵埃到達電極而被收集起來。如圖所示，靜電除塵器由板狀收集器A和線狀電離器B組成，A、B間接有高壓電源，它們之間形成很強的電場，能使空氣中的氣體分子電離，進而使通過除塵器的塵埃帶電，最后被吸附到正極A上。下列選項正確的是（　?。?/h2>

  A．收集器A吸附大量塵埃的原因是塵埃帶上了正電

  B．收集器A吸附大量塵埃的原因是塵埃帶上了負電

  C．收集器A和電離器B之間形成的是勻強電場

  D．靜電除塵過程是機械能向電場能轉化的過程
  組卷：257引用：7難度：0.8

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• 4．如圖所示的電路中，電源電動勢為E，電源內阻為r,閉合開關S，待電流達到穩(wěn)定后，將滑動變阻器的滑動觸頭P從圖示位置向a端移動一些，則待電流再次達到穩(wěn)定后，與P移動前相比（　?。?/h2>

  A．電容器C的電荷量減小

  B．小燈泡L變亮

  C．電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變大

  D．電源的總功率變大
  組卷：35引用：3難度：0.7

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• 5．一種用磁流體發(fā)電的裝置如圖所示。平行金屬板A、B之間有一個很強的磁場，將一束含有大量正、負帶電粒子的等離子體，沿圖中所示方向噴入磁場。圖中虛線框部分相當于電源，A、B就是電源的兩極，則下列說法正確的是（　?。?/h2>

  A．用電器中的電流方向從C到D

  B．帶負電的粒子受洛倫茲力向上

  C．若只增強磁場，發(fā)電機的電動勢將增大

  D．若將發(fā)電機與用電器斷開，A板積累的電荷會一直增多
  組卷：71引用：3難度：0.8

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• 6．在x軸上有兩個點電荷q₁、q₂，其靜電場的電勢φ在x軸上分布如圖所示。下列說法正確有（　?。?/h2>

  A．q1和q2帶有異種電荷

  B．x1處的電場強度為零

  C．負電荷從x1移到x2，電勢能減小

  D．負電荷從x1移到x2，受到的電場力增大
  組卷：4016引用：63難度：0.5

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三、計算題（本題包括6小題。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）

• 18．如圖為一回旋加速器的示意圖，其核心部分為處于勻強磁場中的D形盒，兩D形盒之間接交流電源，并留有窄縫，離子在窄縫間的運動時間忽略不計。已知D形盒的半徑為R，在D₁部分的中央A處放有離子源，離子帶正電，質量為m、電荷量為q,初速度不計。若磁感應強度的大小為B，每次加速時的電壓為U。忽略離子的重力等因素。求：
  （1）加在D形盒間交流電源的周期T；
  （2）離子加速后可獲得的最大動能E_km；
  （3）從節(jié)能高效的角度，科學家將D形盒改進成了半徑固定的環(huán)形軌道，即環(huán)形加速器，讓帶電粒子反復通過同一加速間隙，當在間隙上加載交變電壓時，粒子能量將得到多次增加。請簡要分析說明，如何可以保證粒子在半徑固定的環(huán)形軌道上加速運動？
  組卷：52引用：2難度：0.6

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• 19．宏觀問題是由微觀機制所決定的。對同一個物理問題，常常可以從宏觀與微觀兩個不同角度研究，找出其內在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質。
  （1）如圖所示，一段長為L、橫截面積為S的圓柱形金屬導體，在其兩端加上恒定電壓，金屬導體中產生恒定電流I。已知該金屬導體中單位體積內的自由電子數(shù)量為n,自由電子的質量為m、電量為e。
  a、請根據(jù)電流的定義，求金屬導體中自由電子定向移動的平均速率v。
  b、經典電磁理論認為：當金屬導體兩端電壓穩(wěn)定后，導體中產生恒定電場，這種恒定電場的性質與靜電場相同。金屬導體中的自由電子在電場力的驅動下開始定向移動，然后與導體中可視為不動的粒子碰撞，碰撞后電子沿導體方向定向移動的速率變?yōu)榱?，然后再加速、再碰撞……，自由電子定向移動的平均速率不隨時間變化。金屬電阻反映的就是定向移動的自由電子與不動的粒子的碰撞。假設自由電子連續(xù)兩次碰撞的平均時間間隔為t₀，碰撞時間不計，不考慮自由電子之間的相互作用力。請根據(jù)以上描述構建物理模型，推導金屬導體兩端電壓U的大小和金屬導體的電阻R。
  （2）超導體在溫度特別低時電阻可以降到幾乎為零。將一個閉合超導金屬圓環(huán)水平放置在勻強磁場中，磁感線垂直于圓環(huán)平面，逐漸降低溫度使超導環(huán)發(fā)生由正常態(tài)到超導態(tài)的轉變后突然撤去磁場，此后若環(huán)中的電流不隨時間變化，則表明其電阻為零。為探究該圓環(huán)在超導狀態(tài)的電阻率上限ρ，研究人員測得撤去磁場后環(huán)中電流為I，并經過一年多的時間t未檢測出電流變化。實際上儀器只能檢測出大于ΔI的電流變化，其中ΔI?I，當電流的變化小于ΔI時，儀器檢測不出電流的變化，研究人員便認為電流沒有變化。設該超導圓環(huán)粗細均勻，環(huán)中單位體積內參與導電的電子數(shù)為n,電子質量為m、電荷量為e,環(huán)中定向移動的電子減少的動能全部轉化為圓環(huán)的內能。試用上述給出的各物理量，推導出ρ的表達式。
  組卷：111引用：1難度：0.4

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