上海師大學(xué)附中2025屆物理高二上期末聯(lián)考試題含解析

上海師大學(xué)附中2025屆物理高二上期末聯(lián)考試題考生請注意：1．答題前請將考場、試室號、座位號、考生號、姓名寫在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標(biāo)記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、如圖所示，等量同種正點電荷固定在同一直線上的M、N兩點，a、b、c、d為正方形的四個頂點，ab平行于MN，f為MN的中點，e、f、g、h分別為正方形各邊的中點，取無限遠(yuǎn)處電勢為零，下列說法正確的是（）A.f點電勢為零B.f點電場強度不為零C.e、g兩點電勢相等D.把另一點電荷+q由b點沿直線移到c點，電場力一直不做功2、在如圖所示的平行板器件中，電場強度E和磁感應(yīng)強度B相互垂直．一帶電粒子（重力不計）從左端以速度v沿虛線射入后做直線運動，則該粒子（）A.一定帶正電B.速度C.若速度，粒子在板間的運動是類平拋運動D.若此粒子從右端沿虛線方向進(jìn)入平行板，仍做直線運動3、回旋加速器是加速帶電粒子裝置，其主體部分是兩個D形金屬盒。兩金屬盒處在垂直于盒底的勻強磁場中，a、b分別與高頻交流電源兩極相連接，下列說法正確的是（）A.粒子從磁場中獲得能量B.帶電粒子的運動周期是變化的C.粒子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器D.增大金屬盒的半徑粒子射出時的動能不變4、將一塊寬為b，厚為d，橫截面為矩形的金屬導(dǎo)體置于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于側(cè)面，如圖所示，當(dāng)通以圖示方向電流I時，在導(dǎo)體上、下表面間用理想電壓表可測得電壓為已知自由電子的電荷量為e，下列判斷正確的是A.金屬導(dǎo)體上表面電勢高于下表面B.只增強金屬導(dǎo)體中的電流I，電壓表的示數(shù)會減小C.只增加金屬導(dǎo)體的厚度d，電壓表的示數(shù)會減小D.該導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為5、如圖所示，一個花灑噴水頭掛在豎直墻上．開啟水龍頭后，假設(shè)噴水頭出水速度不變，噴出的水在空中做平拋運動，則下列說法正確的是A.噴水頭越高，水落地時速度越小B.水落地時的速度與噴水頭高度無關(guān)C噴水頭越高，水從噴出到落地所需時間越長D.水從噴出到落地所需時間與噴水頭高度無關(guān)6、如圖，在場強為的勻強電場中有一個質(zhì)量為的帶正電小球懸掛在絕緣細(xì)線上，當(dāng)小球靜止時，細(xì)線與豎直方向成角，已知此電場方向恰使小球受到的電場力最小，則小球所帶的電量應(yīng)為（）A. B.C. D.二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標(biāo)上,如圖中的a、b、c所示,根據(jù)圖線可知()A.反映Pr變化的圖線是cB.電源電動勢為8VC.電源內(nèi)阻為2D.當(dāng)電流為0.5A時,外電路的電阻為68、回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連的兩個D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中，如圖所示．設(shè)D形盒半徑為R．若用回旋加速器加速質(zhì)子時，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，高頻交流電頻率為f．則下列說法正確的是（）A.帶電粒子在磁場中運動周期和交變電流的周期相等B.質(zhì)子被加速后的最大速度與加速電場的電壓大小無關(guān)C.只要R足夠大，質(zhì)子的速度可以被加速到任意值D.不改變磁場磁感應(yīng)強度和交變電流的頻率，該回旋加速器也能用于加速α粒子9、如圖所示，兩勻強磁場方向相同，以虛線MN為理想邊界，磁感應(yīng)強度分別為B1、B2，今有一質(zhì)量為m、電量為e的電子從MN上的P點沿垂直于磁場方向射入勻強磁場B1中，其運動軌跡為如圖虛線所示的“心”形圖線．則以下說法正確的是（）A.電子的運行軌跡為PDMCNEPB.電子從P點出發(fā)第一次回到P點所用的時間為C.D10、質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖所示，離子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束速度可看作零，經(jīng)加速電場加速后垂直進(jìn)入有界勻強磁場，到達(dá)記錄它的照相底片P上，設(shè)離子射出磁場的位置到入口處的距離為x，下列判斷正確的是A.若離子束是同位素，則x越大，離子進(jìn)入磁場時速度越小B.若離子束是同位素，則x越大，離子質(zhì)量越小C.只要x相同，則離子質(zhì)量一定相同D.只要x相同，則離子的比荷一定相同三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）某同學(xué)利用圖甲中器材驗證機械能守恒實驗，如圖乙是該實驗得到的一條點跡清晰的紙帶，現(xiàn)要取A、B兩點來驗證實驗，已知打點計時器每隔0.02s打一個點。（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）請回答下列問題：（1）可以判斷，連接重物的夾子應(yīng)夾在紙帶的________端（填“左”或“右”）；（2）若x2＝4.80cm，則在紙帶上打下記數(shù)點B時的速度vB＝_________m/s；（3）若x1數(shù)據(jù)也已測出，則實驗還需測出物理量為__________。12．（12分）在測定電源電動勢和內(nèi)阻的實驗中，實驗室提供了合適的實驗器材甲同學(xué)按電路圖1進(jìn)行測量實驗，其中R2為保護電阻①請用筆畫線代替導(dǎo)線在圖2中完成電路的連接_____________②由電壓表讀數(shù)U和電流表的讀數(shù)I，畫出U—I圖線如圖3所示，可得電源的電動勢E=_________V，內(nèi)阻r=_______Ω四、計算題：本題共3小題，共38分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，一半徑為r的圓環(huán)上均勻分布著電荷量為＋Q的電荷，在垂直于圓環(huán)面且過圓心O的軸線上有A、B、C三個點，C和O、O和A間的距離均為d，A、B間距離為2d。在B點處有一電荷量為＋q的固定點電荷。已知A點處的場強為零，靜電力常量為k，求：(1)帶電圓環(huán)在A點處產(chǎn)生電場的場強大小和方向；(2)C點處電場的場強大小和方向。14．（16分）某個水電站發(fā)電機的輸出功率為100KW，發(fā)電機的電壓為250V．通過升壓變壓器升高電壓后向遠(yuǎn)處輸電，輸電線總電阻為2Ω，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為220V．要求在輸電線上損失的功率控制為5KW（即用戶得到的功率為95KW）．請你設(shè)計兩個變壓器的匝數(shù)比．為此，請你：（1）畫出遠(yuǎn)距離輸送電能的線路示意圖（2）降壓變壓器輸出的電流是多少？輸電線上通過的電流是多少？（3）輸電線上損失的電壓是多少？升壓變壓器輸出的電壓是多少？（4）兩變壓器的匝數(shù)比各應(yīng)等于多少？15．（12分）如圖所示，在光滑水平面上有一長為L=0.5m的單匝正方形閉合導(dǎo)體線框abcd，處于磁感應(yīng)強度為B=0.4T的有界勻強磁場中，其ab邊與磁場的邊界重合．線框由同種粗細(xì)均勻、電阻為R=2Ω的導(dǎo)線制成．現(xiàn)用垂直于線框ab邊的水平拉力，將線框以速度v=5m/s向右沿水平方向勻速拉出磁場，此過程中保持線框平面與磁感線垂直，且ab邊與磁場邊界平行．求線框被拉出磁場的過程中：（1）通過線框的電流大小及方向；（2）線框中c、d兩點間的電壓大??；（3）水平拉力的功率

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、C【解析】AB．等量同種電荷連線的中點處合場強為零，電勢大于零，不為零，AB錯誤；C．根據(jù)對稱性可知e、g兩點電勢相等，C正確；D．由電場線分布圖可知，正點電荷沿bc從b運動到c時，電場力先做負(fù)功后做正功，總功為零，D錯誤。故選C。2、B【解析】若粒子帶負(fù)電，則受到豎直向上的電場力和豎直向下的洛倫茲力，可以做直線運動，若粒子帶正電，受到豎直向下的電場力和豎直向上的洛倫茲力，可以做直線運動，故A錯誤；因為做直線運動，所以在豎直方向上合力為零，故，解得，B正確；若，則，使粒子偏轉(zhuǎn)，做曲線運動；但洛倫茲力方向不斷變化，故合力不恒定，不是類似平拋運動，C錯誤；此粒子從右端沿虛線方向進(jìn)入，電場力與洛倫茲力在同一方向，不能做直線運動，D錯誤【點睛】在速度選擇器中，從左邊射入，速度滿足條件，電場力與洛倫茲力平衡與電量、電性無關(guān)3、C【解析】A．粒子在磁場中受到洛倫茲力，但不做功，故不能在磁場中獲得能量，故A錯誤；B．帶電粒子雖速度增大，但在磁場中運動的周期與速度無關(guān)，所以粒子的運動周期是固定的，故B錯誤；C．根據(jù)可知隨著粒子速度增大，半徑會增大，故粒子由加速器的中心附近進(jìn)入電場中加速后，進(jìn)入磁場中偏轉(zhuǎn)，故C正確；D．帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動根據(jù)得圓周半徑帶電粒子從D形盒中射出時的動能聯(lián)立可得即帶電粒子q、m一定時，隨磁場的磁感應(yīng)強度B、D形金屬盒的半徑R的增大而增大，與加速電場的電壓和狹縫距離無關(guān)，故D錯誤。故選C。4、D【解析】A、根據(jù)左手定則，電子向上表面偏轉(zhuǎn)，下表面失去電子帶正電，所以下表面電勢高，則下表面帶正電，故A錯誤；BC、根據(jù)，解得：，導(dǎo)體的厚度d越大，U越大，而U與導(dǎo)體中的電流I無關(guān)，故B、C錯誤；D、再依據(jù)，得該導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為：，故D正確；故選D5、C【解析】AB．水落地時的速度，可知噴水頭越高，水落地時速度越大，選項AB錯誤；CD．根據(jù)可知，噴水頭越高，水從噴出到落地所需時間越長，選項C正確，D錯誤.6、D【解析】由題意電場方向恰使小球受的電場力最小可知，的方向與細(xì)線垂直斜向上。由平衡條件可得故選D。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、ACD【解析】由電源消耗功率和電源內(nèi)部消耗功率表達(dá)式PE=EI，Pr=I2r，可知，a是直線，表示的是電源消耗的電功率，c是拋物線，表示的是電源內(nèi)電阻上消耗的功率，b表示外電阻的功率即為電源的輸出功率PR，所以A正確；根據(jù)PE=EI，當(dāng)I=2A時，PE=8w得，E=4V，B錯誤；根據(jù)Pr=I2r，當(dāng)I=2A時，Pr=8W可得，r=2Ω，C正確；當(dāng)電流為0.5A時，R+r=8Ω，R=6Ω，D正確考點：電源的功率8、AB【解析】回旋加速器的工作原理是帶電粒子在回旋加速器中，靠電場加速，磁場偏轉(zhuǎn)，其在磁場中運動的周期和高頻交流電的周期相等，當(dāng)粒子從D形盒中出來時，速度最大，此時運動的半徑等于D形盒的半徑。當(dāng)粒子在磁場中運動時，得A．據(jù)加速器的工作原理可知，在磁場中運動的周期和高頻交流電的周期相等，故A正確；BC．據(jù)可知，粒子的最大速度由D形盒的半徑?jīng)Q定，與加速電場的電壓無關(guān)；且質(zhì)子的最終速度與半徑R相對應(yīng)，并不能加速到任意值，故B正確，C錯誤；D．當(dāng)質(zhì)子α粒子，在磁場的運動周期發(fā)生變化，即在磁場的運動周期與在電場的周期不相等，不滿足回旋加速器的工作原理，故D錯誤。故選AB。9、ABC【解析】根據(jù)左手定則判斷負(fù)電荷在磁場中的受力進(jìn)而確定運動軌跡，根據(jù)半徑關(guān)系可以找到磁場強度B的關(guān)系【詳解】A、電子以垂直于MN向左的速度攝入磁場，由左手定則得，此時電子收到向上的洛倫茲力，電子將會向上偏轉(zhuǎn)，所以電子的運動軌跡為PDMCNEP,故A項正確C、D項，電子在磁場中做勻速圓周運動，由得：，由圖可得：，所以，故C對；D錯；B、電子在磁場中運動周期，電子在磁場中運動周期，由于，電子運動一周回到P點所用時間，故B正確故選ABC10、AD【解析】根據(jù)動能定理得到離子進(jìn)入磁場的速度，即可根據(jù)幾何關(guān)系求得在磁場中的軌道半徑，進(jìn)而由洛倫茲力做向心力求得速度，即可聯(lián)立得到x的表達(dá)式【詳解】設(shè)正離子質(zhì)量為m，電荷量為q，離子進(jìn)入磁場時的速度為v；根據(jù)離子在加速電場中運動只有電場力做功，由動能定理可得：，所以，；離子在磁場中運動只受洛倫茲力作用，故離子做勻速圓周運動，根據(jù)幾何關(guān)系可得：軌道半徑；故由洛倫茲力做向心力可得：；所以，；AB、若離子束是同位素，即電荷量q相等；則x越大，離子質(zhì)量m越大，那么，離子進(jìn)入磁場時速度v越小，故A正確，B錯誤；CD、只要x相同，則離子的比荷一定相同，離子質(zhì)量不確定，故C錯誤，D正確；故選AD【點睛】帶電粒子在磁場中運動，洛倫茲力做向心力，故常根據(jù)速度及磁感應(yīng)強度求得半徑，然后根據(jù)幾何關(guān)系求得運動軌跡；或反過來由軌跡根據(jù)幾何關(guān)系求解半徑，進(jìn)而求得速度、磁感應(yīng)強度三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、①.左②.1.20③.AB之間的距離hAB【解析】（1）[1]從紙帶上可以發(fā)現(xiàn)從左到右，相鄰的計數(shù)點的距離越來越大，也就是說明速度越來越大，與重物相連接的紙帶一端先打出的點，速度較小，所以實驗時紙帶的左端通過夾子和重物相連接；（2）[2]若x2＝4.80cm，則根據(jù)中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大小，得在紙帶上打下記數(shù)點B時的速度（3）[3]若x1數(shù)據(jù)也已測出，則可求出A點的速度大小，需要驗證的表達(dá)式為重物質(zhì)量m等式兩邊可以約掉，故實驗還需測出的物理量為AB之間的距離hAB?！军c睛】對于基本儀器的使用和工作原理，我們不僅從理論上學(xué)習(xí)它，還要從實踐上去了解它，自己動手去做做，以加強基本儀器的了解和使用，紙帶問題的處理是力學(xué)實驗中常見的問題。我們可以紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度。12、①.如圖所示：②.③.【解析】①根據(jù)原理圖可得出實物圖；②根據(jù)閉合電路歐姆定律進(jìn)行分析，根據(jù)圖象可得出電動勢和內(nèi)電阻；【詳解】①根據(jù)原理圖可得出對應(yīng)的實物圖，如圖所示；②根據(jù)閉合電路歐姆定律可得：則由數(shù)學(xué)規(guī)律可知，電動勢，【點睛】本題考查測量電動勢和內(nèi)電阻的實驗，要求能明確實驗原理，知道實驗中電路結(jié)構(gòu)的分析和閉合電路歐姆定律的應(yīng)用，同時能結(jié)合圖象進(jìn)行分析求解四、計算題：本題共3小題，共38分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、(1)，方向豎直向上；(2)，方向豎直向下【解析】(1)+q的點電荷在A點產(chǎn)生的場強為方向豎直向下因為圓環(huán)在A點產(chǎn)生的場強和點電荷在A點產(chǎn)生場強等大反向，故A點處的場強為零，則圓環(huán)在A點產(chǎn)生的場強為方向豎直向上(2)根據(jù)電場