2025-2026学年北京八十中高三（上）期末物理模拟试卷（含答案）

这是一份2025-2026学年北京八十中高三（上）期末物理模拟试卷（含答案），共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.下列物理量和单位，属于标量且单位正确的是( )
A. 功kg⋅m/sB. 电量A/sC. 磁通量T⋅m2D. 电势eV
2.关于四幅情景图像，说法正确的是( )
A. 对图1：电容式话筒是将电信号转化为声音信号的装置
B. 对图2：均匀变化的电场和均匀变化的磁场互相激发交替产生，就形成电磁波
C. 对图3：广播电台发射的无线电波是电磁波，不同频率的电磁波在真空中的传播速度不同
D. 对图4：暖气散热器利用了红外线的热效应
3.在电子显微镜中，电子束相当于光束，通过由电场或磁场构成的电子透镜实现会聚和发散作用。其中的一种电子透镜由两个金属圆环M、N组成，其结构如图甲所示，图乙为图甲的截面示意图。显微镜工作时，两圆环的电势φN>φM，图乙中虚线表示两圆环之间的等势面(相邻等势面间电势差相等)，O为水平虚线与竖直虚线的交点，a、b两点关于O点中心对称。现有一束电子经电场加速后，沿着平行于两金属圆环轴线的方向进入金属圆环M。下列说法正确的是( )
A. a点电势比b点电势低
B. a点场强与b点场强相同
C. 该电子透镜对入射的电子束能起到发散作用
D. 电子在穿越电子透镜的过程中电势能增大
4.下列关于磁场的应用，正确的是( )
A. 图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器示意图要使粒子获得的最大动能增大，可增大加速电场的电压U
B. 图乙是磁流体发电机示意图，由此可判断B极板是发电机的正极，A极板是发电机的负极
C. 图丙是速度选择器示意图，不考虑重力的带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是v=BE
D. 图丁是磁电式电流表内部结构示意图，当有电流流过时，线圈在磁极间产生的匀强磁场中偏转
5.机动车的尾气含有铅等大量有害物质，也是造成地球“温室效应”的重要因素之一。电动汽车因其无尾气排放且噪声小等因素，正在逐渐被人们接受。某国产品牌电动汽车的铭牌如下，已知蓄电池储存的电能等于其容量乘输出电压，则下列说法正确的是( )
A. 电动汽车正常工作时消耗的电功率为125W
B. 电动机的内阻为0.5Ω
C. 蓄电池充满电后储存的电能约为2.88×104J
D. 充满电后电动汽车在额定功率下能连续行驶的时间约为16h
6.电荷量Q、电压U、电流I和磁通量Φ是电磁学中重要的物理量，其中特定的两个物理量之比可用来描述电容器、电阻、电感三种电磁学元件的属性，如图所示。类似地，上世纪七十年代有科学家预言Φ和Q之比可能也是一种电磁学元件的属性，并将此元件命名为“忆阻器”，近年来实验室已研制出了多种类型的“忆阻器”。由于“忆阻器”对电阻的记忆特性，其在信息存储、人工智能等领域具有广阔的应用前景。下列说法错误的是( )
A. QU的单位和ΦI的单位不同
B. 在国际单位制中，图中所定义的M的单位是欧姆
C. 可以用IU来描述物体的导电性质
D. 根据图中电感L的定义和法拉第电磁感应定律可以推导出自感电动势的表达式E=LΔIΔt
7.如图是库仑做实验用的库仑扭秤。带电小球A与不带电小球B等质量，带电金属小球C靠近A，两者之间的库仑力使横杆旋转，转动旋钮M，使小球A回到初始位置，此时A、C间的库仑力与旋钮旋转的角度成正比。现用一个电荷量是小球C的三倍、其他完全一样的小球D与C完全接触后分开，再次转动旋钮M使小球A回到初始位置，此时旋钮旋转的角度与第一次旋转的角度之比为( )
A. 1
B. 12
C. 2
D. 4
8.如图所示，边长为L的等边三角形区域ACD内、外的匀强磁场的磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向里、向外，三角形顶点A处有一正粒子源，能沿∠A的角平分线发射速度大小不等、方向相同的粒子，所有粒子均能通过D点，粒子的比荷qm=k，粒子重力不计，粒子间的相互作用可忽略，则粒子的速度可能为( )
A. BkL4B. 3BkL
C. 2BkL5D. 2BkL
9.在如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，线圈的自感系数很大，线圈的直流电阻RL小于灯泡的电阻R。在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t=t1时刻断开S。下列选项中，通过灯泡的电流随时间变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
10.常用的温差发电装置的主要结构是半导体热电偶。如图甲所示，热电偶由N型半导体和P型半导体串联而成，N型半导体的载流子(形成电流的自由电荷)是电子，P型半导体的载流子是空穴，空穴带正电且电荷量等于元电荷e。若两种半导体相连一端和高温热源接触，而另一端A、B与低温热源接触，两种半导体中的载流子都会从高温端向低温端扩散，最终在A、B两端形成稳定的电势差。
科学家又发现：两种不同的金属构成闭合回路，当回路中通有直流电流时，两个接头的温度不同。一个接头温度会升高，另一个接头温度会降低，从而产生温差。纯金属的热—电效应很小，若用半导体代替金属，效应就大得多。改变电流方向后，原来温度升高的接头变成温度降低，而温度降低的接头变成温度升高。上述原理可以制作出一种半导体制冷箱，其结构可简化为：将P型半导体与N型半导体用铜板连接，再用导线连成一个回路，铜板和导线只起导电作用。为了取得更好的效果，实际的半导体制冷箱是把多对P、N型半导体连接起来的(如图乙)。在回路中接通电流后，一个接点变冷(箱内部)，另一个接点变热(箱外部)。因此，半导体制冷箱不需要使用制冷剂，工作时也不需要压缩机。以下说法不合理的是( )
A. 图甲中A端是温差发电装置的正极
B. 图甲中热电偶内部非静电力方向和载流子扩散方向相反
C. 图乙中半导体制冷箱说明可以实现热量从低温物体传到高温物体
D. 图乙中半导体制冷箱可以通过改变电流方向可以控制致冷或加热
二、多选题：本大题共4小题，共12分。
11.下列说法正确的是( )
A. 传感器的敏感元件是指能直接感受或响应外界被测非电学量的部分
B. 为了实现良好的静电屏蔽效果，一般要用密封的金属容器
C. 为接收到频率更高的电磁波，可以减少接收天线的线圈匝数
D. 如果振荡电路没有电阻，则振荡电流的振幅保持不变，振荡可以永远持续下去
12.麦克斯韦在前人研究的基础上，创造性地建立了经典电磁场理论，进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例：圆形平行板电容器在充、放电的过程中，板间电场发生变化，产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。若某时刻连接电容器和电阻R的导线中电流i的方向，及电容器板板间电场强度E的方向如图所示，则下列说法正确的是( )
A. 两平行板间的电场正在增强
B. 该变化电场产生逆时针方向(俯视)的磁场
C. 该变化电场产生的磁场越来越弱
D. 电路中的电流正比于板间的电场强度的大小
13.2025年央视春晚，机器人扭秧歌惊艳亮相。这款人形机器人配置了AI驱动的全身运动控制技术，安装了大量的传感器，其中一种是利用了霍尔元件的磁传感器。如图所示，长方体半导体材料厚为a、宽为b、长为c，以长方体三边为坐标轴建立坐标系xyz。半导体中有电荷量均为e的自由电子与空穴两种载流子，空穴可看作带正电荷的自由移动粒子，单位体积内自由电子和空穴的数目分别为n和p。当半导体材料通有沿+x方向的恒定电流后，某时刻在半导体所在空间加一匀强磁场，磁感应强度的大小为B，沿+y方向，于是在z方向上很快建立稳定电场，称其为霍尔电场，该电场强度大小为E，沿−z方向。霍尔电场建立后，自由电子与空穴在z方向定向移动的速率分别为vnz、vpz，自由电子定向移动在x方向上形成的电流为In。霍尔电场建立后，下列说法错误的是( )
A. 两种载流子在z方向上形成的电流大小相等、方向相反
B. 自由电子和空穴由于定向运动在z方向受到的洛伦兹力均沿+z
C. 单位时间内运动到半导体z方向的上表面的自由电子数与空穴数之比为mvnz：pvpz
D. 单个自由电子定向移动在z方向上受到洛伦兹力和霍尔电场力的合力大小为e(InBnebc+E)
14.如俯视图所示，水平面上固定着两组足够长平行光滑金属导轨PQ和MN，宽度分别为L和2L，两组导轨用导线交叉连接(导线不接触)，导轨区域内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，PQ导轨上垂直放置导体棒a，其质量为m，电阻为R，接入长度为L，MN导轨上垂直放置导体棒b，其质量为m，电阻为R，接入长度为2L，某时刻同时给两导体棒相同初速度大小为v0，导体棒运动过程中始终与导轨保持垂直且接触良好，两导体棒始终没有进入交叉区，不计导轨电阻，下列说法正确的是( )
A. 导体棒a的最大加速度为3B2L2v02mR
B. 从开始至导体棒b向右运动最远过程中，通过导体棒b的电荷量为mv0BL
C. 两导体棒最终速度为零
D. 导体棒a产生的热量为920mv02
三、填空题：本大题共1小题，共2分。
15.小红同学分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图甲和图乙所示，则长度为 cm，直径为 mm。
四、实验题：本大题共3小题，共16分。
16.某学习小组把热敏电阻置于带有温控的加热装置中，利用图1所示电路研究热敏电阻的温度特性。
①闭合开关S，观察到温度改变时电流表示数也随之改变。定量研究热敏电阻的阻值R随温度t变化的规律时，将欧姆表两表笔分别接到热敏电阻a、b两端测量其阻值，这时开关S应______(填“断开”或“闭合”)。
②按照正确方法测出不同温度下热敏电阻的阻值。电阻R1为R2与温度t的关系分别对应图2中曲线Ⅰ、Ⅱ。设计电路时，为防止用电器发生故障引起电流异常增大，导致个别电子元件温度过高而损坏，可串联一个热敏电阻抑制电流异常增大，起到过热保护作用。这种热敏电阻与电阻______(填“R1”或“R2”)具有相同温度特性。
17.如图甲所示为某兴趣小组测量电池组的电动势和内阻的实验电路图。现提供器材如下：
改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的读数U，作出的1U−1R图像如图乙所示，图线与横坐标轴的截距为−0.37Ω−1，与纵坐标轴的截距为0.37V−1，R0=1Ω，则可得该电池组的电动势为______V，内阻为______Ω。(结果均保留两位有效数字)
18.电荷的定向移动形成电流，电流表示单位时间内通过导体横截面的电荷量，即I=qt。图甲是研究电容器充、放电过程中电压和电流随时间变化规律的实验电路图，按图甲连接好实验器材，根据实验步骤，回答下列问题：
(1)先接通开关K1，给电容器充电，然后断开开关K1，再闭合开关K2，电容器放电，电阻R中电流的方向为______(选填“a到b”或“b到a”)；
(2)闭合开关K2的同时开始计时，通过计算机在同一坐标系中描绘出电压U和电流I随放电时间t的变化图线，如图乙所示。图中电流I随时间t的变化图线与坐标轴围成的阴影面积的物理意义是______，图中阴影面积S1与阴影面积S2的比值是______；
(3)若用计算机测得图中阴影面积S1=916.13mA⋅s，则该电容器的电容为______F。(结果保留两位有效数字)
五、计算题：本大题共4小题，共40分。
19.如图所示，电荷量为q、质量为m的带正电小球，用轻质不可伸长的绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，细线长为L。假设电场区域足够大，静止时细线与竖直方向夹角θ=37°，小球在运动过程中电荷量始终保持不变，sin37°=0.6、cs37°=0.8，重力加速度为g。
(1)求匀强电场电场强度的大小E；
(2)若把小球拉到最低点由静止释放，当小球运动到细线与竖直方向夹角θ=37°时忽然撤去电场，则：
①小球回到最低点时的速度多大？
②小球回到最低点时对细线的拉力多大？
20.一种重物缓降装置利用电磁感应现象制成，其物理模型如图所示，半径为L的铜轴上焊接一个外圆半径为3L的铜制圆盘，铜轴上连接轻质绝缘细线，细线缠绕在铜轴上，另一端悬挂着一个重物，从静止释放后整个圆盘可以在重物的作用下一起转动，整个装置位于垂直于圆盘面的匀强磁场中，铜轴的外侧和大圆盘的外侧通过电刷及导线和外界的一个灯泡相连，电磁感应中产生的电流可以通过灯泡而使灯泡发光，如果已知磁感应强度为B，灯泡电阻恒为R额定电压为U，重力加速度为g，不计一切摩擦阻力，除了灯泡以外的其余电阻不计，问：
(1)当灯泡正常工作时圆盘转动的角速度的大小是多少；
(2)如果绳子足够长，铜轴所处高度足够高，重物质量m满足什么条件才能使灯泡不烧毁。
21.研究人员在研究“电磁弹射”、“磁悬浮列车”等的工作原理时，常常设计各种分布规律的磁场对金属线框产生作用。比如图所示的垂直于光滑水平桌面的磁场区域：边界MN、PQ位于水平桌面且彼此平行、相距为l，区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的宽度分别为2d、d、d，其中区域Ⅲ中无磁场，区域Ⅰ、Ⅱ中存在方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场。若干个这样的区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次排列。长、宽分别为2d、l的矩形金属线框efgh平放在桌面上，其匝数为n、质量为m、总电阻为R。t=0时，线框刚好与第一个匀强磁场区Ⅰ重合，并在水平向右的力F(大小未知)作用下以速度v0向右匀速运动；
(1)当矩形线框的hg边、ef边分别处于磁场区Ⅰ、Ⅱ中时，求线框产生的感应电动势E；
(2)求线框中感应电流的有效值I。
22.如图1所示为永磁式径向电磁阻尼器，由水磁体、定子、驱动轴和转子组成，永磁体安装在转子上，驱动轴驱动转子转动，定子上的线圈切割“旋转磁场”产生感应电流，从而产生制动力。如图2所示，单个水磁体的质量为m，长为L1、宽为L2(宽度相对于所在处的圆周长度小得多，可近似为一段小圆弧)、厚度很小可忽略不计，永磁体的间距为L2，水磁体在转子圆周上均匀分布，相邻磁体磁极安装方向相反，靠近磁体表面处的磁场可视为匀强磁场，方向垂直表面向上或向下，磁感应强度大小为B，相邻磁体间的磁场互不影响。定子的圆周上固定着多组金属线圈，每组线圈有两个矩形线圈组成，连接方式如图2所示，每个矩形线圈的匝数为N、电阻为R，长为L1，宽为L2，线圈的间距为L2。转子半径为r，转轴及转子质量不计，定子和转子之间的缝隙忽略不计。

(1)当转子角速度为ω时，求流过每组线圈电流I的大小。
(2)若转子的初始角速度为ω0，求转子转过的最大角度θm。
(3)若在外力作用下转子加速，转子角速度ω随转过的角度θ的图像如图3所示，求转过θ过程中外力做的功W外。
参考答案
1.C
2.D
3.B
4.B
5.D
6.A
7.C
8.A
9.B
10.B
11.AC
12.CD
13.CD
14.AD
3.620

16.断开 R1
17.2.7 1.7
18.a到b 表示电容器的电荷量 3：2 0.15
19.匀强电场电场强度的大小为3mg4q；
①小球回到最低点时的速度为3 10gL10；
②小球回到最低点时对细线的拉力为1.9mg，方向向下
20.解：(1)设圆盘转动的角速度为ω，圆盘切割磁感应线产生的感应电动势：
E=B⋅2L⋅ω⋅3L−ωL2=4BL2ω，
灯泡正常发光时灯泡两端电压等于额定电压，灯泡两端电压等于圆盘转动时产生的感应电动势，即E=U，
解得，圆盘转动的角速度ω=U4BL2；
(2)重物做匀速直线运动时速度最大，设最大速度为v，此时感应电动势最大，此时灯泡功率最大，灯泡功率等于额定功率，
灯泡功率PL=U2R=(4BL2ω)2R，
重物做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件可知，绳子拉力F=mg，
拉力功率P拉=Fv=mgv，
重物做匀速运动的速度v=ωL，
此时灯泡消耗的电功率等于绳子拉力的功率，即PL=P拉，
解得：m=4BLUgR，
灯泡不烧毁重物的质量m≤4BLUgR；
答：(1)当灯泡正常工作时圆盘转动的角速度的大小是U4BL2；
(2)如果绳子足够长，铜轴所处高度足够高，重物质量m满足的条件m≤4BLUgR时才能使灯泡不烧毁。
21.当矩形线框的hg边、ef边分别处于磁场区Ⅰ、Ⅱ中时，线框产生的感应电动势E为2nBlv0 线框中感应电流的有效值I为 10nBlv02R
22.解：(1)根据法拉第电磁感应定律有E=2NBL1ωr
根据欧姆定律有
I=E2R=NBL1ωrR
(2)根据安培力公式可知F=2NBIL1=2N2B2L12ωrR
规定安培力的方向为正方向，根据动量定理可知∑2N2B2L12ωrRΔt=mΔv
结合θ=rω可知
可得θm=mRω0N2B2L12
(3)一组磁铁在转过Δθ过程中克服安培力做功ΔW=FrΔθ=2N2B2L12r2ωRΔθ
根据图像的面积可知一组磁铁转过θ1过程中克服安培力做功W=N2B2L12r2ω1θ1R
所有磁铁转过θ1过程中克服安培力做功W总=n1W=2πr4L2W=πω1θ1N2B2L12r32RL2
所有磁铁转过θ1过程中动能的增加量ΔEk=12n2m(rω1)2=12×2πr2L2m(rω1)2=πmω12r32L2
转过θ1过程中外力做的功W外=W总+ΔEk=πω1θ1N2B2L12r32RL2+πmω12r32L2
答：(1)流过每组线圈电流I的大小为NBL1ωrR。
(2)转子转过的最大角度为mRω0N2B2L12。
(3)转过θ过程中外力做的功为πω1θ1N2B2L12r32RL2+πmω12r32L2。 规格
后轮驱动直流电动机
车型：60电动汽车
电动机额定输出功率：1675W
整车质量：400kg
额定转速：600r/min
蓄电池(容量It=800A⋅h，输出电压：约为36V)
额定工作电压/电流：36V/50A