阶段检测卷（三）《巅峰突破》2026版物理高三一轮复习（含答案解析）

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密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
)
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姓名 班级 考号
密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
)
阶段检测卷(三)
100分,限时75分钟,范围(第九至十三单元)
一、选择题(本题共10小题,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1—7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8—10题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.处于磁感应强度为B的匀强磁场中的一个带电粒子质量为m,电荷量为q,仅在磁场力作用下做匀速圆周运动的速度大小为v。将该粒子的运动等效为环形电流,那么此电流值为 (　　)
A.　　　　B.　　　　C.　　　　D.
2.电磁式电流计的结构如图所示,当电流流入线圈时,线圈会发生转动,从线圈偏转的角度就能判断电流的大小。下列说法不正确的是 (　　)
A.电表表盘的刻度是均匀的,则偏转角度与电流大小成线性关系
B.当电流流入线圈时,螺旋弹簧对线圈偏转有阻碍作用
C.在磁极间放入软铁,可使线圈处在匀强磁场中
D.实际的灵敏电流计会将线圈绕在铝框上,铝框的作用是利用涡流,起到电磁阻尼的作用
3.如图所示,在侧面为正三角形的正四棱锥P-ABCD的A、B、C、D四个顶点各放置一个电荷量为q的正点电荷,在底面ABCD的中心O点处放置一个负点电荷,结果P点的电场强度恰好为零,则O点处的点电荷的电荷量为 (　　)
A.q　　　　B.2q　　　　C.q　　　　D.2q
4.关于下列四幅图理解正确的是 (　　)
　　
　　
A.甲图中干电池的电动势为1.5 V,则通过电源的电荷量为1 C时,电源内静电力做功为1.5 J
B.乙图中等离子体进入上、下极板之间后上极板A带正电
C.丙图中通过励磁线圈的电流越大,电子的运动径迹半径越大
D.丁图中回旋加速器带电粒子的最大动能与加速电压的大小无关
5.如图所示,一不可伸长的细绳的上端固定,下端系在边长为l=0.40 m的正方形金属框的D点上。金属框的一条对角线AC水平,其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。已知构成金属框的导线单位长度的阻值为λ=5.0×10-3 Ω/m。在t=0到t=3.0 s时间内,磁感应强度大小B随时间t的变化关系为B=(0.3-0.1t) T。则下列说法正确的是 (　　)
A.t=0到t=3.0 s时间内,金属框中产生的感应电动势为0.016 V
B.t=0到t=3.0 s时间内,金属框中的电流方向为A→D→C→B→A
C.t=2.0 s时金属框所受安培力的大小为0.04 N
D.在t=0到t=2.0 s时间内金属框产生的焦耳热为0.032 J
6.如图所示,交流电源输出电压有效值恒定,变压器为理想变压器,灯泡阻值不随温度变化,电路稳定后闭合开关,下列说法正确的是 (　　)
A.L1变暗,L2变暗　　　　B.L1变亮,L3变暗
C.L2变亮,L3变暗　　　　D.L2变亮,L3变亮
7.如图所示,水平地面上有一段绝缘粗糙区域AB,该区域中的P点距A点较近。材料与形状完全相同的两个物块甲和乙与地面间的动摩擦因数由A到B逐渐减小,甲物块带正电荷,乙物块带等量的负电荷,空间中有水平向右的匀强电场。先让甲物块从A由静止释放滑到B,然后再让乙物块从B由静止释放滑到A。两物块在运动过程中电荷量保持不变,上述两过程相比较,下列说法中错误的是 (　　)
A.两个物块在上述过程中获得的速度大小相等
B.甲物块在上述过程中所用时间较长
C.若甲、乙同时从A、B释放,它们可能在P点相遇
D.若甲、乙同时从A、B释放,它们碰后粘连一定共同向右运动
8.如图所示,边长为a的正方形区域内以对角线为界,两边分布有磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场。一边长为a的正方形线框ABCD从图示位置开始沿x轴正方向匀速穿过磁场区域,以顺时针方向为导线框中电流的正方向,以水平向右为安培力的正方向,则下列图中表示线框中感应电流i、电动势E、线框所受安培力F和线框产生的热功率P随位移x变化的图像不正确的是 (　　)
　　　　
　　　　
9.竖直平面内有一匀强电场,以水平向右为正方向建立x轴,x轴上各点电势的变化规律如图所示。将一带正电的小球从原点O无初速度释放,小球沿x轴运动,经0.4 s到达x=6 dm处。已知小球的质量为4×10-4 kg,重力加速度g=10 m/s2,则 (　　)
A.匀强电场的场强大小为24 V/m
B.小球所带电荷量为1.25×10-4 C
C.电场强度方向沿x轴正方向
D.小球运动到x=6 dm处的电势能为-1.8×10-3 J
10.如图所示,等腰梯形abcd区域内,存在垂直该平面向外的匀强磁场,ab=cd=2L,bc=L,∠bad=30°,磁感应强度大小为B,磁场外有一粒子源O,能沿同一方向发射速度大小不等的同种带电粒子,带电粒子的质量为m,电荷量为q,不计重力。现让粒子以垂直于ad的方向正对b射入磁场区域,发现带电粒子恰好都从c、d之间飞出磁场,则 (　　)
A.粒子源发射的粒子均为带负电的粒子
B.粒子在磁场中运动的最短时间为
C.带电粒子的发射速度取值范围为D.带电粒子的发射速度取值范围为二、非选择题(本题共5小题,共60分)
11.(8分)某物理兴趣小组想要将一灵敏电流计G改装成量程为0~3 V的电压表并进行校准。实验器材如下:
电源E(电动势4.5 V,内阻r约为0.5 Ω);
灵敏电流计G(满偏电流Ig=400 μA,内阻标定值rg=2 500 Ω);
电阻箱R1(阻值范围0~9 999.99 Ω);
滑动变阻器R2(最大阻值20 Ω);
滑动变阻器R3(最大阻值2 000 Ω);
标准电压表V(量程0~3 V,内阻约为3 000 Ω);
开关两个,导线若干。
(1)将灵敏电流计G和电阻箱R1串联改装成量程为0~3 V的电压表,若按照灵敏电流计内阻标定值计算,电阻箱R1的接入阻值应该为　　　　Ω;
(2)该兴趣小组设计了如图甲所示的校准电路,请根据电路图将图乙实物连接完整;
　　
(3)实验小组选择0.5 V、1.0 V、1.5 V、2.0 V、2.5 V、3.0 V这六处刻度进行校准,滑动变阻器应选择　　(选填“R2”或“R3”),实验操作更方便;
(4)校准过程中,改装电压表和灵敏电流计的示数如表所示:
1 2 3 4 5 6
标准电压表示数 0.5 V 1.0 V 1.5 V 2.0 V 2.5 V 3.0 V
灵敏电流计示数 65 μA 130 μA 195 μA 260 μA 325 μA 390 μA
经判断,造成该偏差的原因是灵敏电流计的内阻标定值不准确,为修正该偏差,电阻箱的接入阻值应调整为　　　　Ω。
12.(9分)如图甲、乙所示是某小型地磅结构图和电路图,其中R是压敏电阻,质量m0=500 kg的秤台平放在压敏电阻上,被称货物放在秤台上,已知电路中电源电动势为22 V、内阻r=10 Ω,电流表量程为0~0.3 A、内阻RA=10 Ω,滑动变阻器R'的最大阻值为500 Ω。如图丙是压敏电阻的阻值R随压力F变化的曲线。某设计人员对电流表上刻度重新赋值,使之能够从表盘上直接读出秤台上货物的质量,他先后进行了以下操作:(重力加速度g=10 m/s2)
　　
(1)断开开关S,撤去秤台上的货物,把多用电表的旋钮转到欧姆挡“×10”挡,通过正确调零后,用红、黑表笔接在压敏电阻两端,多用电表的表针指到如图丁所示位置,则压敏电阻R此时的阻值为　　　　Ω。
(2)闭合开关S,设计人员通过调节滑动变阻器,使电流表读数为0.10 A,并在此处标注为0 kg,则此时滑动变阻器R'接入电路的阻值为　　　　Ω;2 500 kg应标注在　　　　A处(计算结果保留两位有效数字)。
13.(11分)在芯片制造过程中,离子的注入是其中一道重要的工序。如图所示,正方体OPMN-CDGH边长为L,分别以OP、OC、ON为x、y、z轴建立坐标系。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子,以大小为v0的初速度沿x轴正方向从O点入射,粒子重力不计,忽略场的边缘效应和粒子的相对论效应。
(1)若空间区域内只存在沿y轴正方向的匀强电场,粒子运动中恰好能经过D点,求匀强电场的场强大小E;
(2)若空间区域内只存在沿y轴负方向的匀强磁场,粒子运动中恰好能经过M点,求匀强磁场的磁感应强度大小B;
(3)若空间区域内同时存在沿着y轴负方向和z轴正方向的匀强磁场,粒子运动中恰好通过H点,求沿y轴负方向磁场的磁感应强度By和沿z轴正方向磁场的磁感应强度Bz的大小。
14.(13分)如图所示,OA与y轴的夹角θ=60°,在此角范围内有沿y轴负方向的匀强电场,一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速度v0从左侧平行于x轴射入电场,入射点为P,经电场后沿垂直于OA的方向由Q点进入一矩形磁场区域(未画出,方向垂直纸面向外),并沿x轴负方向经过O点。已知O点到Q点的距离为6l,不计粒子的重力,求:
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)矩形磁场区域的最小面积。
15.(19分)如图所示,水平固定一半径r=0.2 m的金属圆环,长均为r、电阻均为R0的两金属棒沿直径放置,其中一端与圆环接触良好,另一端固定在过圆心的导电竖直转轴OO'上,并随轴以角速度ω=600 rad/s匀速转动,圆环内左半圆均存在磁感应强度大小为B1的匀强磁场。圆环边缘、与转轴良好接触上下垂直的电刷分别与间距l1的水平放置的平行金属轨道相连,轨道间接有电容C=0.09 F的电容器,通过单刀双掷开关S可分别与接线柱1、2相连。电容器左侧有宽度也为l1、长度为l2、磁感应强度大小为B2的匀强磁场区域。在磁场区域内靠近左侧边缘处垂直轨道放置金属棒ab,磁场区域外有间距也为l1的绝缘轨道与金属轨道平滑连接,在绝缘轨道的水平段上放置“[”形金属框fcde。棒ab长度和“[”形框的宽度也均为l1、质量均为m=0.01 kg,de与cf长度均为l3=0.08 m,已知l1=0.25 m, l2=0.068 m,B1=B2=1 T、方向均为竖直向上;棒ab和“[”形框的cd边的电阻均为R=0.1 Ω,除已给电阻外其他电阻不计,轨道均光滑,棒ab与轨道接触良好且运动过程中始终与轨道垂直。开始时开关S和接线柱1接通,待电容器充电完毕后,将S从1拨到2,电容器放电,棒ab被弹出磁场后与“[”形框粘在一起形成闭合框abcd,此时将S与2断开,已知框abcd在倾斜轨道上重心上升0.2 m后返回进入磁场。重力加速度g取10 m/s2。
(1)求电容器充电完毕后所带的电荷量Q,哪个极板(M或N)带正电
(2)求电容器释放的电荷量ΔQ。
(3)求框abcd进入磁场后,ab边与磁场区域左边界的最大距离x。
答案全解全析
1.A　粒子做圆周运动的周期为T=,则等效电流为I==,故选A。
2.C　极靴与软铁间的磁场是均匀地辐向分布,并不是匀强磁场,这样即可保证线圈转动过程中各个位置的磁感应强度的大小不变,从而使电流表表盘刻度均匀,电表表盘刻度均匀说明指针偏转角度与电流大小成正比,故A正确,不符合题意;稳定后,线圈受到螺旋弹簧的力与线圈受到的磁力方向是相反的,故螺旋弹簧对线圈偏转有阻碍作用,故B正确,不符合题意;在磁极间放入软铁,软铁被辐向磁场磁化,可使线圈仍处在辐向磁场中,故C错误,符合题意;实际的灵敏电流计会将线圈绕在铝框上,当线圈在磁场中转动时,穿过铝框的磁通量变化,这样做的目的是利用涡流,从而产生感应电流,产生安培力,使指针很快停止摆动,故D正确,不符合题意。故选C。
3.C
思路点拨　设正四棱锥各边长均为a,AC为底面正方形对角线,长度为a,所以∠APC为直角,A、C两个顶点的点电荷在P点产生的场强合成图如图:
解析　△APC和△BPD均为等腰直角三角形,故A、C处点电荷与B、D处点电荷产生的电场在P点的合场强大小(设为E)相等,且方向均垂直底面向上,设正四棱锥的棱长为a,则有E=,因此A、B、C、D四个顶点处的点电荷产生的电场在P点的合场强大小E合=2E=2,方向垂直底面向上,设底面ABCD的中心O点处的点电荷产生的电场在P点的场强大小为E'、O点处的点电荷的电荷量为Q,根据P、O两点间的距离r=a可得E'=2,由于P点的场强为零,则E合与E'大小相等,方向相反,解得Q=q,C正确。故选C。
4.D　甲图中干电池的电动势为1.5 V,则通过电源的电荷量为1 C时,电源内非静电力做功为1.5 J,A错误;由左手定则可知,乙图中等离子体进入上、下极板之间后,正离子受到向下的洛伦兹力,向下偏,负离子受到向上的洛伦兹力,向上偏,故B极板带正电,B错误;丙图中通过励磁线圈的电流越大,线圈产生的磁感应强度越大,电子的运动由洛伦兹力提供向心力,则有evB=m,解得R=,可知,当电子的速度一定时,磁感应强度越大,电子的运动径迹半径越小,C错误;由qvmB=、Ekm=m联立可得Ekm=,故丁图中回旋加速器带电粒子的最大动能与加速电压的大小无关,D正确。
5.C　t=0到t=3.0 s时间内,金属框中产生的感应电动势为E=S=0.1××0.402 V=0.008 V,故A错误;根据楞次定律的推论“增反减同”可知t=0到t=3.0 s时间内,金属框中的电流方向为D→A→B→C→D,故B错误;由闭合电路欧姆定律可得I===1 A,t=2.0 s时磁感应强度为B1=0.3 T-0.1×2.0 T=0.1 T,金属框处于磁场中的有效长度为L=l,则所受安培力的大小为F=B1IL=0.04 N,故C正确;在t=0到t=2.0 s时间内金属框产生的焦耳热为Q=I2Rt=0.016 J,故D错误。
6.C　当S闭合后,副线圈电压不变,副线圈的总电阻变小,则副线圈的电流增大,灯泡L2变亮,L2两端的电压变大,则L3两端的电压变小,灯泡L3变暗,交流电源输出电压有效值恒定,则灯泡L1上的电压也不变,所以灯泡L1亮度不变。故选C。
7.D
解题指引　“材料与形状完全相同的两个物块甲和乙与地面间的动摩擦因数由A到B逐渐减小”甲运动过程中摩擦力减小,加速度增大;乙运动过程中摩擦力增大,加速度减小。
解析　根据动能定理得qUAB-xAB=mv2,所以两个物块在上述过程中获得的速度大小相等,故A项正确,不符合题意;甲、乙两物块运动的v-t图像大致如图所示,
甲运动过程加速度增大,故v-t图像的斜率增大,如图线1,乙运动过程加速度减小,故斜率减小,如图线2,由于两物块末速度大小相等,且两个过程的位移大小相等,即图线下方所围的面积相等,故甲运动的时间长,故B项正确,不符合题意;若甲、乙同时从A、B释放时,由B项分析可知乙物块从B到P的加速度大于甲物块从A到P的加速度,所以相等时间内乙物块运动的位移大于甲物块运动的位移,它们有可能在P点相遇,故C项正确,不符合题意;若甲、乙同时从A、B释放,由B项分析可知当甲、乙碰前速度大小不相等且甲的速度小于乙的速度时,甲、乙的总动量向左,所以碰后不可能粘连一起共同向右运动,故D项错误,符合题意。故选D。
8.BCD　设两磁场区域的磁感应强度大小为B,线框电阻为R,移动速度为v,有效切割长度为l,则感应电流大小为i==。线框的位移x在0~a范围时,线框右边框切割磁感线,上下两边产生的电动势方向相反,产生的感应电动势应该相减,如图甲所示。在0≤x<内,有效切割长度为a-x-x=a-2x,根据右手定则可知,产生顺时针的感应电流(正方向),大小为i=;在≤x　　
由电动势E=iR,结合选项A的分析可知电动势E随位移x变化的图像与A类似,故B错误,符合题意。安培力的大小为F=Bil=l2,其中l随着x变化,可知安培力随位移x变化的图像为曲线,故C错误,符合题意。线框产生的热功率为P=i2R,结合选项A的分析可知线框产生的热功率P随位移x变化的图像为曲线,故D错误,符合题意。故选B、C、D。
一题多解　可以根据特殊位置判断A、B。x=0时,E最大、i最大,沿顺时针方向;x=时,E=0、i=0;x=a时,E最大、i最大,沿逆时针方向。
9.BD
思路点拨
φ-x图像
(1)可以直接判断各点电势的大小,并可根据电势大小关系确定电场强度的方向。
(2)φ-x图线斜率的绝对值等于场强大小,电场强度为零处,其切线的斜率为零;根据斜率的正、负可以判断场强的方向。
(3)分析电荷移动时电势能的变化,可用WAB=qUAB,进而分析WAB的正负,然后作出判断,或直接用Ep=qφ判断。
解析　将一带正电的小球从原点O无初速度释放,小球沿x轴运动,则竖直方向小球受力平衡,竖直方向上的电场强度方向向上;水平方向带正电的小球受力方向沿x轴正方向,所以水平方向上的电场强度方向向右,所以电场强度的方向斜向右上方,故C错误;带正电的小球从原点O无初速度释放,小球沿x轴做匀加速直线运动,由x=at2解得a==7.5 m/s2,由牛顿第二定律可得F=qEx=ma,水平方向匀强电场的场强大小为Ex== V/m=24 V/m,联立解得小球所带电荷量为q==1.25×10-4 C,故B正确;竖直方向小球受力平衡,则有mg=qEy,解得Ey== V/m=32 V/m,匀强电场的场强大小为E==40 V/m,故A错误;小球从原点O无初速度释放,运动到x=6 dm处电场力做功W=qExd=1.8×10-3 J,所以电势能降低1.8×10-3 J,电势能为-1.8×10-3 J,故D正确。故选B、D。
10.BC　根据题意,粒子在磁场中向右偏转,由左手定则可知,粒子源发射的粒子均为带正电的粒子,故A错误;当粒子从c点飞出时,其运动的速度最大,轨迹所对应的圆心角最小,则运动时间最短,运动轨迹如图所示
根据几何知识可知,粒子在磁场中运动的半径为R1=L,则由牛顿第二定律有qvmaxB=,解得带电粒子的最大发射速度vmax=,粒子在磁场中运动的周期为T==,则粒子在磁场中运动的最短时间为t=T=,故B正确;根据题意可知,当粒子的运动轨迹和cd相切时,粒子的速率是最小的,其运动轨迹如图所示
设粒子做圆周运动的半径为R2,根据几何知识有R2+2R2=L+L,解得R2=L,则带电粒子的最小发射速度为vmin=,可知带电粒子的发射速度取值范围为11.答案　(1)5 000(2分)　(2)如解析图所示(2分)
(3)R2(2分)　4 807.69(2分)
解析　(1)由U=Ig(rg+R1),可得R1=5 000 Ω;
(2)根据电路图连接实物图如图所示
(3)实验中滑动变阻器采用的是分压式接法,并且实验小组选择的校准范围较大,所以滑动变阻器应选择R2;
(4)由表格中数据可得电流计的内阻约为
R'g=-R1=2 692.31 Ω
则电阻箱的接入阻值应调整为
R'1=-R'g=4 807.69 Ω
12.答案　(1)160(3分)　(2)40(3分)　0.20(3分)
解析　(1)由题图丁可知,指针指到刻度“16”,欧姆挡选择“×10挡”,则阻值为10×16 Ω=160 Ω。
(2)当仅有秤台时,压敏电阻的阻值为160 Ω,根据闭合电路欧姆定律得E=I(R+R'+RA+r)
解得R'=40 Ω
2 500 kg的物体放在秤台上时压力为
F=(2 500+500)×10 N=3×104 N
由丙图可得,此时压敏电阻的阻值约为R1=48 Ω,根据闭合电路欧姆定律得
E=I1(R1+R'+RA+r)
解得I1=0.20 A
13.答案　(1)　(2)　(3)　
解析　(1)若空间区域内只存在沿y轴正方向的匀强电场,则粒子沿x轴方向做匀速运动,沿y轴正方向做匀加速运动,则
x轴方向:L=v0t (1分)
y轴方向:L=t2 (1分)
联立解得E= (1分)
(2)若空间区域内只存在沿y轴负方向的匀强磁场,粒子做匀速圆周运动,恰好能经过M点,运动轨迹半径为
r=L (1分)
则qv0B=m (1分)
解得匀强磁场的磁感应强度大小
B= (1分)
(3)若空间区域内同时存在沿着y轴负方向和z轴正方向的匀强磁场,粒子运动中恰好通过H点,由对称性可知,By和Bz大小相等,粒子在合磁场中做匀速圆周运动,粒子运动半径为
r= (1分)
则qv0B=m (1分)
可得B= (1分)
而B=By=Bz (1分)
可得By=Bz= (1分)
14.答案　(1)　(2)　(3)2l2
解析　(1)画出粒子运动示意图如图所示
带电粒子在电场中做类平抛运动,设粒子在电场中运动的时间为t,竖直方向由牛顿第二定律得
qE=ma (1分)
水平方向有6l·sin 60°=v0t (1分)
由tan 60°=得vy=v0 tan 60°=v0
又因为vy=at (1分)
联立解得匀强电场的电场强度大小为
E= (1分)
(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动,设圆心为O1,半径为r,由几何关系得
r+=6l (1分)
解得r=2l (1分)
分解粒子在Q点时的速度得
cos θ= (1分)
解得v==2v0 (1分)
由牛顿第二定律得
qBv=m (1分)
联立解得匀强磁场的磁感应强度大小为
B= (1分)
(3)带电粒子从Q点射入磁场,包含圆弧的最小矩形磁场区域为图中虚线所示,矩形区域长为
a=2r cos 30°=r=2l (1分)
矩形区域宽为
b=r-r sin 30°==l (1分)
所以该区域的最小面积为
S=ab=2l2 (1分)
15.答案　(1)0.54 C　M板　(2)0.16 C　(3)0.14 m
模型构建　金属棒ab以v1被弹出磁场后与“[”形框发生完全非弹性碰撞,碰后共同速度是v2。金属棒ab与“[”形框共同上滑,并以原速率v2返回进入磁场,如图所示:
解析　(1)金属棒在圆环上磁场区域内转动切割磁感线,故有E=B1ωr2 (2分)
电容器充电时的等效电路图如图所示。
则电容器所带电荷量Q=CU=C· (2分)
代入数据得Q=0.54 C,且M板带正电。 (1分)
(2)设ab棒弹出磁场时的速度为v1,根据动量定理,则有B2l1I·Δt=mv1-0,即B2l1ΔQ=mv1 (2分)
ab棒与“[”形框结合过程动量守恒,有
mv1=(m+m)v2 (2分)
框abcd在倾斜轨道上上升h时,根据机械能守恒有
×2m=2mgh (2分)
联立解得ΔQ==0.16 C(1分)
(3)设框abcd在磁场中减速滑行的总路程为Δx,
由动量定理有
B2l1ΔQ'=2mv2 (2分)
其中ΔQ'=
即=2mv2 (2分)
可得Δx=0.128 m>0.068 m=l2,说明ab已离开磁场。 (1分)
从ab离开磁场到cd刚进入磁场,框abcd中没有感应电流,匀速运动距离为(l3-l2)=0.012 m, (1分)
则ab边与磁场区域左边界的最大距离x=Δx+(l3-l2)=0.14 m(1分)