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

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CACA 2024 12 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
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