上海市交通大学附属中学2024-2025学年高二下学期开学摸底考试物理试题

2024-2025学年度第二学期 高二物理摸底考试卷 （满分110分，60分钟完成。答案一律写在答题纸上。） 考试说明：试卷最后的挑战题为非必答题，分值10分 注意事项： 1、试卷无标注的选择题为单选题，每个小题只有1个正确选项；标注“不定项”的选择题，每小题有1个或多个正确选项；标注“多选”的试题，每小题有多个正确选项； 2、在计算、简答以及论述的过程中，需给出必要的图示、文字说明、公式、演算等； 3、除特殊说明外，本卷所用重力加速度g的大小均取； 一、静电场中的带电体（15分） 如图，电荷量为Q正点电荷固定在D处，A、B、C在D的竖直上方距D的距离分别为h、、。质量为m的带电小球在A点静止释放，到达B点时速度最大，到达C点时速度为零。已知静电力常量为k，重力加速度为g。 1. A处电场强度方向为（　　） A. 竖直向上 B. 竖直向下 C. 水平向左 D. 水平向右 2. A处电场强度的大小为______。 3. 直接说出小球的电性，并求出小球所带电荷量的大小q。 4. 小球从A到C的过程中，机械能（　　） A. 增加 B. 减少 C 先增加后减少 D. 先减少后增加 E. 保持不变 F. 与零势能面的选取有关，无法确定 5. AC两点间的电势差______。 二、电容器的充放电（14分） 用传感器观察电容器充放电过程的实验电路如图甲所示，已知电源电动势为6.0V，测得电容器在放电过程中的图像如图乙所示。 6. 得到图乙的图像时，单刀双掷开关应该接在（ ）处。【A.1 B.2】 7. 定值电阻R的作用有哪些？ 8. 从图中信息可以得到，电容器充满电时，单个极板存储的电荷量大小为______C，电容器的电容值为______F（均保留2位有效数字）。 9. 为提高平行板电容器存储电荷的能力，可以（　　） A. 延长电容器的充电时间 B. 提高电容器充电时所接的电压 C. 将正对的极板错开一段距离 D. 减小极板间距 三、测量电源的电动势和内阻（12分） 某同学利用如图甲所示电路来测量一节蓄电池的电动势和内阻，实验时共记录了5组电压表和电流表的示数（电表均视为理想电表），并绘得如图乙所示的图线。 10. 由图线可知该电池的电动势______V，内阻______Ω。 11. 该同学选用的滑动变阻器标有“10Ω，2.5A”字样，实验过程中操作规范。他在记录第1组数据时，滑片大约移动了（　　）个滑动变阻器的长度。 A. B. C. D. E. 12. 电源的最大输出功率为______W，此时电源效率为______。（保留2位有效数字） 四、摆动的球（16分） 可视为质点的小球质量为m，用长度为l的细线悬挂于O点并在竖直平面内摆动，最大摆角为60°，匀强磁场垂直于小球摆动的平面向里，磁感应强度大小为B，不计空气阻力。 13. 若小球为带电的绝缘球，且小球从左边最大摆角处摆到最低点时，细线上的拉力恰为零。 （1）小球所带电性为（ ） A.正电 B.负电 C.既可以是正电、也可以是负电 （2）求小球所带电荷量的大小______。 （3）小球从右向左摆动到最低点时，绳子对小球的作用力大小为______。 14. 若小球为不带电的金属球，小球刚进入磁场时，细线与竖直方向成。 （1）画出小球进入磁场瞬间的受力分析图______。 （2）小球从最大摆角处静止释放，到最终稳定状态，产生的焦耳热为______。 五、直流电与交流电（27分） 在电的发现和应用的过程中，曾经发生过一场激烈的“争论”，那就是直流电和交流电之争。这场“争论”不仅涉及到科学技术的问题，还牵扯到商业利益、政治斗争、社会变革等诸多方面。 15. 经典的金属电子论认为：某种金属导体与稳恒电源连接后，内部会形成恒定电场，这一电场可视为匀强电场。在横截面积为S的铁导线中通以某一稳恒电流时，导线中单位长度上的发热功率为p。若铁的电阻率为。则该导线中所通电流为______，导线中电场强度大小为______。 16. 如图所示是世界上第一台发电机———法拉第圆盘发电机，图中标出了磁场方向与紫铜圆盘绕水平轴转动方向。已知圆盘附近磁感应强度为B，圆盘的半径为l。电刷C、D间圆盘的电阻为r，外接电阻为R。 （1）当圆盘以角速度匀速转动，电刷C、D间的电势差______。 （2）当圆盘向同一个方向时快时慢地转动时，通过电阻器的电流是（ ） A.直流电 B.交流电 17. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动。若发电机线圈匝数为100匝，内阻可忽略不计。某时刻开始，线圈中产生的交流电的电压随时间变化的图像如图乙所示。 （1）该发电机产生的交流电压随时间变化的瞬时值表达式为______，产生交流电压的有效值为______V。 （2）将发电机连接一个的定值电阻，通过线圈的磁通量变化率最大为______，线圈从时刻开始旋转半个周期的过程中，通过线圈的电荷量为______C。发电机工作1分钟，电阻产生的焦耳热为______J。（保留小数点后2位） 18. 如图为某发电站电能输送电路示意图，图中的变压器均为理想变压器。 （1）上述示意图中，原线圈与副线圈的匝数比大于1的变压器是（ ） A B. C.和 B.无 （2）已知发电机的输出电压、输电线的电阻及理想变压器匝数均不变，若用户电阻减小，下列说法正确的是（ ） A.变压器的输出电压增大 B.变压器的输出电压减小 C.变压器的输出电压增大 D.变压器的输出电压减小 E.变压器的输出功率增大 F.变压器的输出功率减小 G.输电线上的损耗功率增大 H.输电线上的损耗功率减小 六、静电场与感生电场（16分） 19. 静止电荷在其周围空间产生的电场，称为静电场；随时间变化的磁场在其周围空间激发的电场称为感生电场。 （1）如图1所示，真空中一个静止的均匀带电球体，所带电荷量为+Q，半径为R，静电力常量为k。距球心r处电场强度的大小分布满足如下关系：； a．将电荷量为q的试探电荷放在距离带电球球心2R处，求其受到的静电力大小F； b．在图2坐标系中画出图像，并借助该图像求出带电球的球心与球面间的电势差U。 （2）如图3所示，在纸面内以O为圆心、半径为a的圆形区域内，分布着垂直纸面向里的磁场，磁感应强度B的大小随时间均匀增加，变化率为k。该变化磁场激发感生电场，距圆心r处的电场强度大小分布满足如下关系：； 电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备。一种电子感应加速器的简化模型如图4所示，空间存在垂直纸面向里的磁场，在以O为圆心，半径小于r0的圆形区域内，磁感应强度B1=k1t，在大于等于r0的环形区域内，磁感应强度B2=k2t，其中k1、k2均为正的定值。电子能在环形区域内沿半径等于r0的圆形轨道运动，并不断被加速。 a．分别说明B1、B2的作用； b．推导k1与k2应满足的数量关系。 七、挑战题（10分） 如图，cd边界与x轴垂直，在其右方竖直平面内，第一、二象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，第三、第四象限存在垂直纸面向内的匀强磁场，磁场区域覆盖有竖直向上的外加匀强电场。在xOy平面内，某质量为m、电荷量为q的带正电的绝缘小球从P点与cd边界成30°角以速度射入，小球到坐标原点O时恰好以速度竖直向下运动，此时撇去外加的匀强电场。重力加速度大小为g，已知磁感应强度的大小均为。 20. 电场强度的大小______。 21. P点到y轴的距离______。 22. 小球第一次到达最低点时速度的大小为______。 23. 小球从过坐标原点时到第一次到达最低点时所用的时间为______。 2024-2025学年度第二学期 高二物理摸底考试卷 （满分110分，60分钟完成。答案一律写在答题纸上。） 考试说明：试卷最后的挑战题为非必答题，分值10分 注意事项： 1、试卷无标注的选择题为单选题，每个小题只有1个正确选项；标注“不定项”的选择题，每小题有1个或多个正确选项；标注“多选”的试题，每小题有多个正确选项； 2、在计算、简答以及论述的过程中，需给出必要的图示、文字说明、公式、演算等； 3、除特殊说明外，本卷所用重力加速度g的大小均取； 一、静电场中的带电体（15分） 【1~5题答案】 【答案】1. A 2. 3. 正电， 4. B 5. 二、电容器的充放电（14分） 【6~9题答案】 【答案】6. B 7. 保护电路 8. ①. ②. ## 9. D 三、测量电源的电动势和内阻（12分） 【10~12题答案】 【答案】10. ①. 2.00 ②. 0.67 11. B 12. ①. 1.5 ②. 四、摆动的球（16分） 【13~14题答案】 【答案】13. ①. A ②. ③. 14. ①. 见解析 ②. 五、直流电与交流电（27分） 【15~18题答案】 【答案】15. ①. ②. 16. ①. ②. A 17. ①. ②. ③. ④. ⑤. 0.60 18. ①. B ②. DEG 六、静电场与感生电场（16分） 【19题答案】 【答案】（1）a；b，；（2）a见解析；b 七、挑战题（10分） 【20~23题答案】 【答案】20 21. 22. 23. 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$