北京市朝阳区清华大学附属中学朝阳学校CACA2024-2025学年高三上学期12月尖子生测试物理试卷 Word版含解析.docx

CACA202412月测试-物理1

一、不定项选择题：前10题，每题3分，漏选得1分；11-24题，每题5分，漏选得2分。有错选或不选得0分。

1.如图所示，在一水平放置的直导线正下方有一小磁针，导线中未通电时，小磁针静止时导线和小磁针方向如图所示。在导线中通以某一方向电流，发现小磁针最后静止时N极指向西偏北方向，由此可推断（）

A.导线中的电流方向为由北向南

B.导线中的电流方向为由南向北

C.若仅将小磁针改放到导线正上方，小磁针静止时N极将指向东偏南方向

D.若仅将导线中的电流改为反向，小磁针静止时N极将指向东偏北方向

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．导线中未通电时，小磁针静止时N极指向北，导线中通以电流，发现小磁针最后静止时N极指向西偏北方向，可知电流在小磁针处产生向西方向磁场，根据安培定则可知，导线中的电流方向为由南向北，故A错误，B正确；

C．若仅将小磁针改放到导线正上方，可知电流在小磁针处产生向东方向的磁场，与向北的磁场合成，合磁场方向是是东偏北，则小磁针静止时N极指向东偏北方向，故C错误；

D．若电流反向，则电流产生的磁场在小磁针处也反向，即向东，那么合磁场方向是东偏北方向，则小磁针静止时N极将指向东偏北方向，故D正确。

故选BD。

2.水中相同深度处有、、三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，在水下的像最深，照亮水面的面积比的大。关于这三种光在水中的性质，下列判断正确的有（）

A.光的频率最大 B.光的折射率最小

C.光的传播速度最小 D.光的波长比光的短

【答案】BD

【解析】

【详解】BC．根据视深公式

说明频率最小的光，水对它的折射率最小，在水下的像最深，所以b的折射率最小，频率最小，波长最大，根据

传播速度最大，故B正确，C错误；

D．b的折射率最小，波长最大，故光的波长比光的短，故D正确；

A．传播速度最大，照亮水面的圆面积的半径R与临界角C满足

又

c照亮水面的面积比a的大，则c的临界角大，水对c的折射率小，所以a的折射率最大，故A错误。

故选BD。

3.在如图所示的匀强磁场中，有一个氡原子核静止在A点，某时刻氡原子核发生衰变，若粒子的径迹是纸面内的一个半径为的圆，衰变产生的新核的径迹是纸面内的一个半径为的圆。下列判断正确的有（）

A.两圆一定内切 B.两圆一定都沿逆时针方向转动

C. D.在粒子转动42圈之内，二者都不会相撞

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．静止的氡原子核由于衰变放出粒子而生成一个新的原子核的过程动量守恒，则衰变产生的

粒子与新核的动量等大反向，粒子与新核都带正电，根据左手定则可知两圆一定都沿逆时针方向转动，两圆一定外切，故A错误，B正确；

C．设粒子和新核的质量分别为、，速度大小分别为、，电荷量分别为、。粒子做圆周运动过程中洛伦兹力提供向心力

则新核做圆周运动的半径为

同理可得，新核做圆周运动的半径为

静止的氡原子核由于衰变放出粒子而生成一个新的原子核的过程动量守恒，则有

根据核反应质量数和电荷数守恒，可知新核的核电荷数为84，质量数为218，联立可得

故C错误；

D．粒子做圆周运动的周期为

新核做圆周运动的周期为

可知粒子第一次与新核碰撞时，新核转动84圈，粒子转动109圈，故在粒子转动42圈之内，二者都不会相撞，故D正确。

故选BD。

4.回旋加速器由两个铝制的D形盒组成，两个D形盒中间开有一条狭缝。D形盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压。下图为俯视图，在D形盒上半面中心S处有一正离子源，它发出的正离子，经狭缝电压加

速后，进入D形盒中。在磁场力的作用下运动半周，再经狭缝电压加速。如此周而复始，最后到达D形盒的边缘，获得最大速度，由导出装置导出。现欲使该离子加速后获得的最大动能变成原来的2倍，理论上可采用的办法有（不考虑相对论效应）（）

A.只将交变电源的最大电压变为原来的2倍 B.只将交变电源的频率变为原来的2倍

C.只将磁感应强度变为原来的倍 D.只将D形盒的半径变为原来的倍

【答案】D

【解析】

【详解】粒子在磁场中做匀速圆周运动，则

解得

当

时，速度有最大值，此时动能最大，最大动能的决定式为

B．又交变电源的频率与粒子做匀速圆周运动的频率相同，为

故

故要使该离子加速后获得的最大动能变成原来的2倍，只将交变电源的频率变为原来的2倍不能实现，故B错误；

CD．故要使该离子加速后获得的最大动能变成原来的2倍，理论上可采用的办法有将D形盒的半径变为原

来的倍，因为交变电源的频率与磁场强度大小同比例变化，故只将磁感应强度变为原来的倍不能实现，故C错误，D正确；

A．根据动能定理

若只将交变电源的最大电压变为原来的2倍，则加速次数减半

不变，故A错误。

故选D。

5.如图甲所示的