上海市青浦高级中学2024-2025学年高二上学期期末等级性考试物理试卷

上海市青浦高级中学中学2024学年第一学期期末考试 高二物理等级考试卷 考试时间：60分钟 满分：100分 考生注意： 1.答卷前，务必用钢笔或圆珠笔在答题纸正面清楚地填写姓名，学校，准考证号。 2.选择题的作答必须用2B铅笔涂在答题纸上相应区域内与试卷题号对应的位置，需要更改时，必须将原选项用橡皮擦去，重新选择。画图题的作答必须用铅笔，主观题的作答必须用黑色的钢笔或圆珠笔，答案需写在答题纸上与试卷题号对应的位置。 一、家用电器（28分） 当今美好生活离不开各种各样的家用电器。 1. 如图甲所示是吴老师家的部分家庭电路图，吴老师在家用甲台灯L2学习时，突然台灯L2的灯丝断了，而屋内的照明灯L1依然正常发光。甲、乙两根进户线中______（选填“甲”或“乙”）是火线，若吴老师将屋内的照明灯L1的开关S1闭合，用试电笔检测灯L1两端的a、b两点，会发现______（选填“a”，“b”或“都”）能使试电笔的管发光。 2. 张老师有一款便携式打印机，其自带锂电池，但电池上的铭牌只能依稀看出“1500 mA⋅h”，张老师借助青中物理实验室的器材测量了电池的电动势和内阻。（定值电阻R1 = 13 Ω） （1）测量电路图如图（a）所示，请在图（b）中帮助她完成实物电路的连接____________________。 （2）定值电阻R1所起的作用是____________________________________。 （3）由实验数据获得的图像如图（c）所示，则电池的电动势为______V，内阻为______Ω。（结果均保留两位有效数字） （4）若已知执行打印任务时锂电池的放电功率约为30 W。该锂电池充满电后，储存的电荷量为______C，若打印一张A4纸用时5 s，则该打印机最多可以打印A4纸______张。 （5）张老师突发奇想，将实验室中相同灵敏电流计G1和G2的对应接线柱相连接。将G1表的指针从中间用力向左拨动，发生偏转，此时静止的G2表指针偏转。对这一现象的分析正确的是（ ） A．两表都是“发电机” B．G1表是“发电机”，G2表是“电动机” C．两表都是“电动机” D．G1表是“电动机”，G2表是“发电机” 3. （计算）如图1所示，韩老师家有一灯泡L规格为“6 V，3 W”，滑动变阻器R0的最大阻值为15 Ω。开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器接入电路的电阻R1 = 9 Ω时，灯泡正常发光。已知电源的输出功率P与外电路的总电阻R的关系如图2所示，灯泡的电阻视为恒定。 （1）求电源的电动势E； （2）求图2中R2的大小； （3）若开关S1、S2均闭合，为使灯泡正常发光，调节滑动变阻器，求滑动变阻器与灯泡并联部分的电阻R3。 二、通电螺线管的磁场（12分） 用如图所示的电路研究通电螺线管的磁场（虚线框内是螺线管）。用磁传感器测量螺线管内外的磁感应强度分布。 4. 虚线框内螺线管（空心线圈）符号是（ ） A. B. C. D. 5. 如图，在通电螺线管中央轴线上a、b、c三点和外侧的d点中，磁感应强度最大的是（ ） A. a B. b C. c D. d 6. （分析）移动滑片，多次测量通过螺线管的电流强度，通电螺线管内部正中间磁感应强度和电池两端电压，以此绘出和图线。根据图像，请分析并计算电源电动势。 7. 如图所示，通电螺线管置于闭合金属环的轴线上且金属环位于通电螺线管中间位置，金属环在螺线管右侧附近，的环面与的环面平行，当螺线管中电流增加时，下列说法正确的是（ ） A. 环有缩小的趋势 B. 环中无感应电流，不受安培力 C. 环靠近螺线管 D. 环有缩小的趋势 三、通信技术（16分） 第五代移动通信技术（5G）是一种新型移动通信网络，使用的通信频率在3.0GHz以上的超高频段和极高频段，比4G及以下网络（通信频率在间的特高频段）拥有更大的带宽和更快的传输速率。目前困扰5G发展的难题之一是供电，一个5G基站系统功耗为4kW（基站用电器功率），信号覆盖半径约为100m。 8. （多选）在5G技术领域，华为绝对是领跑者。与4G相比，5G使用的电磁波频率更高。下列说法中正确的是（ ） A. 5G使用的是电磁波 B. 5G使用的电磁波在同种介质中传播速度比4G的快 C. 5G使用的是横波 D. 空间中的5G信号和4G信号相遇一定不会产生干涉现象 9. 产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻（ ） A. 线圈中磁场的方向向上 B. 电容器两极板间电场强度正在变大 C. 电容器正在放电，线圈储存的磁场能正在增加 D. 线路中的电流正在减小且与线圈中感应电流的方向相反 10. （计算）如图所示，某5G基站距离100kV主供电线路一定距离，线路电阻为，线路损耗功率占总功率的（变压器均视作理想变压器）。 （1）求输电回路的电流； （2）高压变压器原、副线圈的匝数比； （3）为了实现5G网络信号全覆盖面积约为2000平方公里城市，试估算全市的5G基站运行一天将消耗约多少？（保留一位有效数字） 四、电磁阻拦（23分） 居老师用小车探究电磁阻拦的效果如图所示（俯视），在遥控小车底面安装有单匝矩形金属线框（线框与水平地面平行），小车以初速度v0向右通过竖直向下的有界匀强磁场。已知小车总质量m = 0.2 kg，金属框宽为0.1 m，长为0.2 m，电阻R = 2 Ω，磁场宽度D = 0.4 m，磁感应强度B = 1 T，不计摩擦。 11. （计算）若v0 = 4 m/s，则ab边刚进入磁场时，请计算线框中产生的感应电流大小和小车的加速度大小。 12. 若cd边刚离开磁场边界MN时，小车速度恰好为零。 （1）线框穿过磁场的过程中，感应电流的方向（ ） A．均为abcda B．均为adcba C．先abcda再adcba D．先adcba再abcda （2）定性画出小车运动的速度v随时间t变化的关系图像。 （3）（计算）求线框在进入磁场的过程中，通过导线截面的电量q。 （4）（分析）居老师认为“线框进入磁场过程的发热量大于穿出磁场过程的发热量”，请分析并判断该观点是否正确。 13. 居老师发现金属线框在磁场中的运动会产生感应电动势，于是进一步利用如图（a）所示装置验证感应电动势大小与磁通量变化率之间的关系。线圈匝数和面积均不变，通过调节智能电源在线圈a中产生可控的变化的磁场，用磁传感器测量线圈b内的磁感应强度B，用电压传感器测量线圈b内的感应电动势E。 （1）观察图（b）图像，可得：在线圈b中产生恒定感应电动势的条件是____________。 （2）为了进一步确定定量关系，可利用图（b）中的信息，做出（ ） A．E − ΔB图像 B．E − ΔΦ图像 C．图像 D．图像 五、阿尔法质谱仪（12分） 如图所示为物理学家丁肇中研制的“阿尔法质谱仪”结构图。氢有三种同位素：氕原子核内有1个质子，无中子；氘原子核内有1个质子，1个中子；氚原子核内有1个质子，2个中子。 14. 氕核以速度进入速度选择器，两极板间电压为，两板长度为，相距为，磁感应强度大小为。要使原子核能匀速通过速度选择器，则______。 15. 若氕核进入速度选择器的速度，则氕核在速度选择器中会做（ ） A. 变加速曲线运动 B. 匀加速曲线运动 C. 变加速直线运动 D. 匀加速直线运动 16. （计算）现知道了仪器部分参数，速度选择器的匀强电场强度为，匀强磁场的磁感强度为0.6T（电场方向与磁场方向相互垂直）。偏转分离器的磁感应强度为0.8T。 （已知氕核质量为，，元电荷的电荷量为） （1）如氕核和氚核以相同速度进入偏转分离器，试求在质谱仪底片上收集到的条纹之间的距离； （2）求氕核和氚核在磁场中运动的时间。 六、运动之量（9分） 16世纪末，许多哲学家认为，宇宙间运动的总量是不会减少的，运动的总量应该是守恒的。牛顿支持该观点，他写道：“运动之量，以速度及物质之量联合度之”。 17. 在任何相等时间内，物体动量的变化量总是相等的运动不可能是（ ） A. 匀速直线运动 B. 自由落体运动 C. 平拋运动 D. 匀速圆周运动 18. 中国空间站是一个在轨组装成的具有中国特色的太空实验室系统。如图（），空间站内的航天员在方格布前研究两球碰撞的实验，静止释放质量为的A球，同时给质量为的B球初速度向A球球心运动。某同学通过软件连续截取了的三张实验视频图片如图（），忽略碰撞时间。 （1）（计算）碰撞后A球的速度为，则是多少？ （2）（分析）根据实验的相关信息，说明两球间的碰撞是否为弹性碰撞。 上海市青浦高级中学中学2024学年第一学期期末考试 高二物理等级考试卷 考试时间：60分钟 满分：100分 考生注意： 1.答卷前，务必用钢笔或圆珠笔在答题纸正面清楚地填写姓名，学校，准考证号。 2.选择题的作答必须用2B铅笔涂在答题纸上相应区域内与试卷题号对应的位置，需要更改时，必须将原选项用橡皮擦去，重新选择。画图题的作答必须用铅笔，主观题的作答必须用黑色的钢笔或圆珠笔，答案需写在答题纸上与试卷题号对应的位置。 一、家用电器（28分） 【1~3题答案】 【答案】1. ①. 甲 ②. 都 2. ①. ②. 降低偶然误差对实验结果的影响 ③. 3.0 ④. 0.33 ⑤. 5400 ⑥. 108 ⑦. B 3. （1）12 V，（2）9 Ω，（3）12 Ω 二、通电螺线管的磁场（12分） 【4~7题答案】 【答案】4. A 5. C 6. 7. D 三、通信技术（16分） 【8~10题答案】 【答案】8. ACD 9. B 10. （1）；（2）；（3） 四、电磁阻拦（23分） 【11~13题答案】 【答案】11. 0.2 A；0.1 m/s2 12. D；；0.01 C；正确 13. ①. 线圈b内的磁感应强度B随时间均匀变化 ②. C 五、阿尔法质谱仪（12分） 【14~16题答案】 【答案】14. 15. A 16. （1）；（2）， 六、运动之量（9分） 【17~18题答案】 【答案】17. D 18. （1）;（2）弹性碰撞 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $