精品解析：上海市宝山区2024-2025学年高二下学期期末调研物理试卷

宝山区2024学年第二学期期末 高二年级物理学科质量监测试卷 考生注意 1、试卷满分100分，考试时间60分钟。 2、本考试分设试卷和答题纸，答题前，务必在答题纸上填写姓名、报名号、考场号和座位号，并将核对后的条形码贴在指定位置上。作答必须写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 3、本试卷标注“多选”的试题，每小题有2~3个正确选项，漏选给一半分，错选不给分；未特别标注的选择类试题，每小题只有1个正确选项。 4、在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 5、除特殊说明外，本试卷所用的重力加速度大小均取。 6、全体考生做一至六大题，其中加试物理的考生还需要做试卷后面部分的附加题。 一、人造地球卫星 人造地球卫星是由人类制造，并发射到地球轨道上的航天器，围绕地球运行。 1. 如图，利用_____（选择：A、电磁波B、声波C、引力波）通过卫星能够实现地面站A和地面站B之间的通信。图中的卫星受到地球施加的_____（选择：A、重力B、万有引力C、电场力D、磁场力）作用，而围绕地球运行。 2. 绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星由于受高空稀薄空气阻力的作用，绕地球运转的轨道半径会慢慢变小，则在这一过程中该卫星的（ ） A. 动能减小，引力势能减小 B. 动能减小，引力势能增大 C. 动能增大，引力势能减小 D. 动能增大，引力势能增大 3. 已知地球的质量为，万有引力恒量为，地球半径为。用以上各量表示在地球表面附近运行的人造地球卫星的第一宇宙速度_____。 4. 一枚运载卫星和航天员的火箭，在竖直发射升空的某一瞬间，仪器显示航天员对座舱的压力等于他体重的3倍，此时火箭的加速度大小为重力加速度的_____倍。若火箭竖直向上运动的图像如图所示，则火箭上升的最大高度为_____。 二、钢梁结构探测仪 如图，为了知道钢梁结构是否均匀，采用一种由副线圈、原线圈和灵敏电流计连接而成探测仪，检查时把探测仪套在钢梁上。 5. 如图开关闭合瞬间，穿过副线圈的磁通量将______（A、增大B、减少C、不变），灵敏电流计指针将_____（选择：A、发生偏转B、不发生偏转） 6. （多选）如图，假如探测仪内部没有钢梁，则开关闭合后（ ） A. 原线圈内部的磁感线方向向右 B. 原线圈内部的磁感线方向向左 C. 放在原线圈内部的小磁针静止时，小磁针极指向原线圈的极 D. 放在原线圈内部的小磁针静止时，小磁针极指向原线圈的极 7. 开关闭合后，移动套在钢梁上的探测仪，遇到钢梁结构不均匀的地方，灵敏电流计的指针会摆动，表明副线圈中有电流产生。这种现象属于（ ） A. 电流的磁效应 B. 电流的热效应 C. 电磁感应现象 8. 在“探究通电螺线管内部磁感应强度”的学生自主活动中，记录磁传感器探测管的前端插入螺线管内部的距离与相应磁感应强度的测量值，绘制的-曲线如图所示。 （1）螺线管通电前，_____（选择：A、需要B、不需要）对磁传感器进行调零。 （2）螺线管内中央处的磁感应强度大小约为_____T，若螺线管内的横截面积为，则穿过中央横截面的磁通量约为_____Wb。 三、家务劳动 星期天，小敏同学做起了洗衣、拖地、做饭等家务活。 9. 如图，小敏用拖把在水平地板上拖地，拖把由拖杆和拖把头构成，已知拖把头的质量为，拖把头与地板之间的动摩擦因数为0.5，重力加速度取，忽略拖杆质量。当小敏保持拖杆与地板夹角为，匀速向左推动拖把头时： （1）手对拖杆的作用力的示意图为______ A、 B、 C、 （2）该力的大小为_____N。 10. 如图，小敏用滚筒洗衣机脱水时，衣服紧贴着滚筒壁在竖直平面内做匀速圆周运动。衣服里的某个水滴在衣服经过_____（选择：A、M点B、P点C、N点D、Q点）时最容易被甩出。 11. 如图是一电饭煲的电路图，是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点（103℃）时，会自动断开，是一个自动控温开关，当温度低于70℃时，会自动闭合；温度高于80℃时，会自动断开。红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯。分流电阻，加热电阻丝，两灯电阻不计。 （1）小敏在电饭煲里加入适量的米和水之后，接上电源，手动闭合，电饭煲处于加热状态，在这过程中黄灯_____（选择：A、始终亮B、始终不亮C、先不亮，后一直亮）。水烧开后，温度升高到_____℃时，开关自动断开，这时饭已煮熟。由于散热，待温度降至70℃时，开关_____自动闭合，电饭煲重新加热。 （2）电饭煲加热时流过加热电阻丝的电流为_____A，电饭煲加热时消耗的电功率是保温时的_____倍。 四、太阳能的利用 太阳能的利用有光热转换和光电转换，光伏发电是一种新兴的可再生能源，是太阳能利用的重要方面。 12. 太阳能来源于太阳内部（ ） A. 氢的核聚变 B. 氢的核裂变 C. 氢的化学反应 13. 太阳能帆板由多个太阳能电池组成，我国自主研究神舟飞船都安装有太阳能帆板，太阳能帆板的作用是（ ） A. 保持飞船平衡、稳定地飞行 B. 保护飞船不受过强的太阳光辐射 C. 将太阳能直接转化成飞船的机械能 D. 为飞船上的电气设备提供电能 14. 太阳能电池由许多电池“晶片”串联和并联组成。测得某电池“晶片”的开路电压为，短路电流为，则该电池“晶片”的内阻为_____。某同学将多个晶片并联使用，始终不能点亮“1.5V，0.6W”的小灯（连接良好，器材无故障），原因是：_____。 15. 太阳能汽车是一种利用太阳能电池驱动的新型汽车。有一款太阳能汽车，其太阳能电池板的总面积为，其在水平公路上以速度匀速行驶时，太阳光照射到电池板单位面积上的辐射功率为，太阳能电池组提供的电压为，提供给电动机的工作电流为，电动机内阻为，则太阳能电池板的效率为_____；若电动机将90%的输出功率转化为用于牵引汽车前进的机械功率，则电动机的输出功率为_____W，该车受到的阻力为_____。 五、跳水运动 如图，高台跳水项目中要求运动员从距离水面的高台上跳下。某运动员起跳瞬间重心离高台台面的高度为，斜向上跳离高台瞬间的速度大小为，跳至最高点时重心离台面的高度为，入水（手刚触及水面）时重心离水面的高度为。图中虚线为运动员重心的运动轨迹。已知运动员的质量为，重力加速度为，不计空气阻力。 16. 若将运动员在空中的运动分解为水平方向和竖直方向的两个分运动，则两者（ ） A. 都是匀速直线运动 B. 都匀变直线运动 C. 分别匀速直线运动和匀变速直线运动 D. 分别为匀变速直线运动和匀速直线运动 17. 在最高点时运动员速度的方向为_____（选择：A、水平向左B、竖直向上C、向左斜向下D、向左斜向上），速度的大小为_____。 18. （计算）求运动员从刚跳离高台到手指刚触及水面时的运动时间。 19. 假设运动员入水时两手指尖并拢、身体笔直且与水面垂直。已知运动员身体长为，水对其作用力随手指落水深度的变化关系如图所示。 （1）当从0增大到的过程中运动员加速度大小的变化情况是：（ ） A、一直增大 B、一直减小 C、先增大，后减小，再不变 D、先减小，后增大、再减小，最后保持零 （2）当从0增大到的过程中运动员减少的机械能为_____。 六、电容器 电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一，它能够储存电荷与电能。 20. 如图所示为一个平行板电容器，其电容为100pF，所带的电量为6×10−9C，上极板带正电，两极板之间的距离为2cm。现将一个带电荷量为2×10−8C负电荷由两极板间的A点移动到B点。已知A、B两点相距3cm，连线AB与极板间的夹角为30°。 （1）电容器两极板之间的电压为_____V，两极板间匀强电场的场强为_____V/m，经过B点的等势面_____（选择：A、垂直于极板；B、平行于极板；C、平行于线段AB） （2）将该负电荷从A点移动到B点，负电荷电势能_____（选择：A、增加 B、减少 C、不变），电场力对负电荷做的功为_____J。 21. 用如图所示的电路观察电容器的充放电现象，实验器材有电源E、电容器C、电压表、电流表、电流传感器、计算机、定值电阻R、单刀双掷开关S1、开关S2、导线若干。 （1）闭合开关S2，将S1接1，电压表的示数U和电流表的示数I都发生变化，两者的变化关系符合下图中的（ ） A、B、 C、D、 （2）上题中，电压表示数最后稳定在12V，此时电流表示数为_____。 （3）先后断开开关S2、S1，将电流表更换成电流传感器，再将S1接2，电容器开始_____（选择：A、充电 B、放电）此时通过定值电阻R的电流方向为_____（选择：A、a→b B、b→a）。通过电流传感器将电流信息传入计算机，画出电流随时间变化的I−t图像，如图所示，当t=2s时I=1.2mA，图中M、N区域面积比为8∶7，可求出R=_____kΩ（保留2位有效数字）。 附加题（选加物理的学生做） 七、登船训练 某同学质量为，在一次军事训练中他从岸上以的水平速度跳到一艘以0.5m/s速度向他缓缓飘来的小船上，该同学上船后跑了几步，最终停在船上。已知小船的质量为，忽略水对小船的阻力。 22. 该同学登船时的动量大小为_____。 23. 该同学停在船上时，船的速率为_____。 24. 若规定向右为正方向，则该同学在登船过程中合力对他的冲量为_____N·s。 八、波动现象 波动现象是物理学中一个重要且广泛的研究领域。 25. 利用如图装置，可以在光屏上观察到明暗相间的条纹，这是光的_____现象，当保持双缝到光屏的距离不变，屏上明暗相间的条纹间距随双缝间距的减小而_____（选择：A、增大B、减小C、不变）。 26. 如图所示，点是水面上的一个波源，垂直于水面做简谐运动，所激发的水波（横波）在水面上向四周传播。图中虚线表示两个圆形波面。在时离点的点开始振动；在时离点的点开始振动，此时点第二次到达波峰。P、Q之间的距离是。则该水波的波速为_____时、连线上处于平衡位置的点有_____个（不包括Q点在内）。 27. （证明）如图所示，在不流动的水面上有一波源，波源以频率垂直于水面做简谐运动，产生的水波以波速在水面上以一系列同心圆向四周传开，实线表示波峰，相邻圆的半径之差为一个波长。若水面上有观察者以速率向波源运动，试证明他观测到的水波频率 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 宝山区2024学年第二学期期末 高二年级物理学科质量监测试卷 考生注意 1、试卷满分100分，考试时间60分钟。 2、本考试分设试卷和答题纸，答题前，务必在答题纸上填写姓名、报名号、考场号和座位号，并将核对后的条形码贴在指定位置上。作答必须写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 3、本试卷标注“多选”的试题，每小题有2~3个正确选项，漏选给一半分，错选不给分；未特别标注的选择类试题，每小题只有1个正确选项。 4、在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 5、除特殊说明外，本试卷所用的重力加速度大小均取。 6、全体考生做一至六大题，其中加试物理的考生还需要做试卷后面部分的附加题。 一、人造地球卫星 人造地球卫星是由人类制造，并发射到地球轨道上的航天器，围绕地球运行。 1. 如图，利用_____（选择：A、电磁波B、声波C、引力波）通过卫星能够实现地面站A和地面站B之间的通信。图中的卫星受到地球施加的_____（选择：A、重力B、万有引力C、电场力D、磁场力）作用，而围绕地球运行。 2. 绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星由于受高空稀薄空气阻力的作用，绕地球运转的轨道半径会慢慢变小，则在这一过程中该卫星的（ ） A. 动能减小，引力势能减小 B. 动能减小，引力势能增大 C 动能增大，引力势能减小 D. 动能增大，引力势能增大 3. 已知地球的质量为，万有引力恒量为，地球半径为。用以上各量表示在地球表面附近运行的人造地球卫星的第一宇宙速度_____。 4. 一枚运载卫星和航天员的火箭，在竖直发射升空的某一瞬间，仪器显示航天员对座舱的压力等于他体重的3倍，此时火箭的加速度大小为重力加速度的_____倍。若火箭竖直向上运动的图像如图所示，则火箭上升的最大高度为_____。 【答案】1. ①. A ②. B 2. C 3. 4. ①. 2 ②. 4vt 【解析】 【1题详解】 [1]电磁波是通信的载体，利用电磁波通过卫星能够实现地面站A和地面站B之间的通信。声波不能在真空中传播，引力波属于引力相互作用，不能用于传统通信。 故选A。 [2]卫星受到地球施加的万有引力作用，而围绕地球运行。 故选B。 【2题详解】 由 得，轨道半径变小，动能增大； 由，轨道半径变小，万有引力做正功，引力势能减小。 故选C。 【3题详解】 在地球表面附近运行的人造地球卫星，其轨道半径 由 解得 【4题详解】 [1]由牛顿第三定律，座舱对航天员的支持力为航天员体重的3倍设航天员的质量为，根据牛顿第二定律有 解得 [2]图像中图线与时间轴围的面积等于位移，则火箭上升的最大高度为 二、钢梁结构探测仪 如图，为了知道钢梁结构是否均匀，采用一种由副线圈、原线圈和灵敏电流计连接而成的探测仪，检查时把探测仪套在钢梁上。 5. 如图开关闭合瞬间，穿过副线圈的磁通量将______（A、增大B、减少C、不变），灵敏电流计指针将_____（选择：A、发生偏转B、不发生偏转） 6. （多选）如图，假如探测仪内部没有钢梁，则开关闭合后（ ） A. 原线圈内部的磁感线方向向右 B. 原线圈内部的磁感线方向向左 C. 放在原线圈内部小磁针静止时，小磁针极指向原线圈的极 D. 放在原线圈内部的小磁针静止时，小磁针极指向原线圈的极 7. 开关闭合后，移动套在钢梁上的探测仪，遇到钢梁结构不均匀的地方，灵敏电流计的指针会摆动，表明副线圈中有电流产生。这种现象属于（ ） A. 电流的磁效应 B. 电流的热效应 C. 电磁感应现象 8. 在“探究通电螺线管内部磁感应强度”的学生自主活动中，记录磁传感器探测管的前端插入螺线管内部的距离与相应磁感应强度的测量值，绘制的-曲线如图所示。 （1）螺线管通电前，_____（选择：A、需要B、不需要）对磁传感器进行调零。 （2）螺线管内中央处的磁感应强度大小约为_____T，若螺线管内的横截面积为，则穿过中央横截面的磁通量约为_____Wb。 【答案】5. ①. A ②. A 6. BC 7. C 8. ①. A ②. ③. 【解析】 【5题详解】 [1]开关闭合瞬间，原线圈中有电流通过，产生的磁场从无到有，穿过副线圈的磁通量将增大，故填A； [2]根据电磁感应原理，当穿过副线圈的磁通量发生变化时，副线圈中会产生感应电流，灵敏电流计指针将发生偏转，故填A。 【6题详解】 AB．根据安培定则（右手螺旋定则），用右手握住原线圈，让四指指向电流的方向，大拇指所指的方向就是原线圈内部磁感线的方向。电流从电源正极流出，按照安培定则，原线圈内部的磁感线方向向左，A错误，B正确； CD．原线圈内部的磁场方向向左，而在磁场中，小磁针静止时极所指的方向就是磁场的方向。原线圈左端是极，所以放在原线圈内部的小磁针静止时，小磁针极指向原线圈的极，C正确，D错误。 故选BC。 【7题详解】 A．电流的磁效应是指电流周围产生磁场，如通电导线使小磁针偏转，不符合本题情况，A错误； B．电流的热效应是电流通过导体产生热量，本题未涉及热量，B错误； C．电磁感应现象是指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，或穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中产生感应电流。本题中移动探测仪，穿过副线圈的磁通量变化，产生感应电流，属于电磁感应现象，C正确。 故选C。 【8题详解】 [1]为了准确测量螺线管通电后产生的磁感应强度，需要排除地磁场等外界因素的影响，所以螺线管通电前，需要对磁传感器进行调零，A正确。 [2]由-曲线可知，螺线管内中央处磁感应强度大小约。 [3]根据磁通量公式 代入数据得 三、家务劳动 星期天，小敏同学做起了洗衣、拖地、做饭等家务活。 9. 如图，小敏用拖把在水平地板上拖地，拖把由拖杆和拖把头构成，已知拖把头的质量为，拖把头与地板之间的动摩擦因数为0.5，重力加速度取，忽略拖杆质量。当小敏保持拖杆与地板夹角为，匀速向左推动拖把头时： （1）手对拖杆的作用力的示意图为______ A、 B、 C、 （2）该力的大小为_____N。 10. 如图，小敏用滚筒洗衣机脱水时，衣服紧贴着滚筒壁在竖直平面内做匀速圆周运动。衣服里的某个水滴在衣服经过_____（选择：A、M点B、P点C、N点D、Q点）时最容易被甩出。 11. 如图是一电饭煲的电路图，是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点（103℃）时，会自动断开，是一个自动控温开关，当温度低于70℃时，会自动闭合；温度高于80℃时，会自动断开。红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯。分流电阻，加热电阻丝，两灯电阻不计。 （1）小敏在电饭煲里加入适量的米和水之后，接上电源，手动闭合，电饭煲处于加热状态，在这过程中黄灯_____（选择：A、始终亮B、始终不亮C、先不亮，后一直亮）。水烧开后，温度升高到_____℃时，开关自动断开，这时饭已煮熟。由于散热，待温度降至70℃时，开关_____自动闭合，电饭煲重新加热。 （2）电饭煲加热时流过加热电阻丝的电流为_____A，电饭煲加热时消耗的电功率是保温时的_____倍。 【答案】9. ①. B ②. 30 10. D 11. ①. B ②. 103 ③. ④. 4.4 ⑤. 12 【解析】 【9题详解】 [1]要保持拖杆与地板夹角不变，小敏对拖杆的作用力一定沿着拖杆方向，故B正确，AC错误。 故选B。 [2]以拖把整体为研究对象，根据平衡条件，竖直方向 水平方向 代入数据联立解得 【10题详解】 如图所示，、为圆心等高处的两点，为最高点， 为最低点; 在最高点 在圆心等高处 在最低处 随着角速度的增大，最低处的吸附力最先达到最大值，当水分子的吸附力不足以提供向心力时，水分子做离心运动从衣物中分离出来，故D正确，ABC错误。 故选D。 【11题详解】 [1]由题可知，是一个控温开关，手动闭合，由电路图可知，黄灯及支路电阻被短路，电饭煲处于加热状态，在这过程中黄灯始终不亮。 [2]由题可知，是一个控温开关，手动闭合，当此开关温度达到居里点（103℃）时，会自动断开，这时饭已煮熟，故水烧开后，温度升高到103℃时，开关自动断开。 [3]当开关自动断开后，停止加热，由于散热，待温度降至70°C时，开关自动闭合，黄灯及支路电阻被短路，电饭煲重新处于加热状态。 [4]根据欧姆定律，电饭煲加热时流过加热电阻丝的电流为 [5]根据欧姆定律，通过电阻的电流为 电饭煲加热时消耗电功率为 保温时，电路中的电阻为 消耗的电功率为 电饭煲加热时消耗的电功率与保温时的消耗的电功率之比为 电饭煲加热时消耗的电功率是保温时的12倍。 四、太阳能的利用 太阳能的利用有光热转换和光电转换，光伏发电是一种新兴的可再生能源，是太阳能利用的重要方面。 12. 太阳能来源于太阳内部（ ） A. 氢核聚变 B. 氢的核裂变 C. 氢的化学反应 13. 太阳能帆板由多个太阳能电池组成，我国自主研究的神舟飞船都安装有太阳能帆板，太阳能帆板的作用是（ ） A. 保持飞船平衡、稳定地飞行 B. 保护飞船不受过强的太阳光辐射 C. 将太阳能直接转化成飞船的机械能 D. 为飞船上的电气设备提供电能 14. 太阳能电池由许多电池“晶片”串联和并联组成。测得某电池“晶片”的开路电压为，短路电流为，则该电池“晶片”的内阻为_____。某同学将多个晶片并联使用，始终不能点亮“1.5V，0.6W”的小灯（连接良好，器材无故障），原因是：_____。 15. 太阳能汽车是一种利用太阳能电池驱动的新型汽车。有一款太阳能汽车，其太阳能电池板的总面积为，其在水平公路上以速度匀速行驶时，太阳光照射到电池板单位面积上的辐射功率为，太阳能电池组提供的电压为，提供给电动机的工作电流为，电动机内阻为，则太阳能电池板的效率为_____；若电动机将90%的输出功率转化为用于牵引汽车前进的机械功率，则电动机的输出功率为_____W，该车受到的阻力为_____。 【答案】12. A 13. D 14. ①. 24 ②. 多个晶片并联后提供的电压远小于小灯的额定电压 15. ①. 15% ②. 4000 ③. 300 【解析】 【12题详解】 太阳能来源于太阳内部氢的核聚变，故选A； 【13题详解】 太阳能帆板的作用是为飞船上的电气设备提供电能。故选D。 【14题详解】 [1]根据 [2]某同学将多个晶片并联使用，始终不能点亮“1.5V，0.6W”的小灯，原因是多个晶片并联后提供的电压远小于小灯的额定电压1.5伏； 【15题详解】 [1]太阳能电池板的效率为 [2]若电动机将90%的输出功率转化为用于牵引汽车前进的机械功率，则电动机的输出功率为P出=IU-I2r=20×240W-202×2W=4000W [3]该车受到的阻力为 五、跳水运动 如图，高台跳水项目中要求运动员从距离水面的高台上跳下。某运动员起跳瞬间重心离高台台面的高度为，斜向上跳离高台瞬间的速度大小为，跳至最高点时重心离台面的高度为，入水（手刚触及水面）时重心离水面的高度为。图中虚线为运动员重心的运动轨迹。已知运动员的质量为，重力加速度为，不计空气阻力。 16. 若将运动员在空中的运动分解为水平方向和竖直方向的两个分运动，则两者（ ） A. 都是匀速直线运动 B. 都是匀变直线运动 C. 分别为匀速直线运动和匀变速直线运动 D. 分别为匀变速直线运动和匀速直线运动 17. 在最高点时运动员速度的方向为_____（选择：A、水平向左B、竖直向上C、向左斜向下D、向左斜向上），速度的大小为_____。 18. （计算）求运动员从刚跳离高台到手指刚触及水面时的运动时间。 19. 假设运动员入水时两手指尖并拢、身体笔直且与水面垂直。已知运动员身体长为，水对其作用力随手指落水深度的变化关系如图所示。 （1）当从0增大到的过程中运动员加速度大小的变化情况是：（ ） A、一直增大 B、一直减小 C、先增大，后减小，再不变 D、先减小，后增大、再减小，最后保持零 （2）当从0增大到的过程中运动员减少的机械能为_____。 【答案】16. C 17. ①. A ②. 18. 19. ①. D ②. 【解析】 【16题详解】 竖直方向只受重力，加速度恒定，为匀变速直线运动，水平方向速度不为零，加速度为零，为匀速直线运动，故分别为匀变速直线运动和匀速直线运动。 故选C。 【17题详解】 [1]在最高点时运动员竖直方向速度为零，水平方向速度不为零，速度的方向为水平向左。 故选A。 [2]竖直方向，根据 根据运动的合成 联立可得 【18题详解】 将运动员在空中的运动过程分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的竖直上抛运动，在竖直方向上运动员只受重力，运动的加速度就是g。对于竖直方向的上升运动，有 可得 对于竖直方向的下落运动，有 可得 所以运动员空中运动的时间 【19题详解】 [1]人的重力为，由图结合牛顿第二定律可知运动员加速度大小的变化情况是先减小，再反向增大，再减小，最后保持零。 故选D。 [2]根据功能关系除了重力外其他力对运动员做的功为机械能变化量，其他力做负功，则机械能减少，减少量为 六、电容器 电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一，它能够储存电荷与电能。 20. 如图所示为一个平行板电容器，其电容为100pF，所带的电量为6×10−9C，上极板带正电，两极板之间的距离为2cm。现将一个带电荷量为2×10−8C负电荷由两极板间的A点移动到B点。已知A、B两点相距3cm，连线AB与极板间的夹角为30°。 （1）电容器两极板之间的电压为_____V，两极板间匀强电场的场强为_____V/m，经过B点的等势面_____（选择：A、垂直于极板；B、平行于极板；C、平行于线段AB） （2）将该负电荷从A点移动到B点，负电荷的电势能_____（选择：A、增加 B、减少 C、不变），电场力对负电荷做的功为_____J。 21. 用如图所示的电路观察电容器的充放电现象，实验器材有电源E、电容器C、电压表、电流表、电流传感器、计算机、定值电阻R、单刀双掷开关S1、开关S2、导线若干。 （1）闭合开关S2，将S1接1，电压表的示数U和电流表的示数I都发生变化，两者的变化关系符合下图中的（ ） A、B、 C、D、 （2）上题中，电压表示数最后稳定在12V，此时电流表示数为_____。 （3）先后断开开关S2、S1，将电流表更换成电流传感器，再将S1接2，电容器开始_____（选择：A、充电 B、放电）此时通过定值电阻R的电流方向为_____（选择：A、a→b B、b→a）。通过电流传感器将电流信息传入计算机，画出电流随时间变化的I−t图像，如图所示，当t=2s时I=1.2mA，图中M、N区域面积比为8∶7，可求出R=_____kΩ（保留2位有效数字）。 【答案】20. ①. 60 ②. 3000 ③. B ④. A ⑤. −9×10−7 21. ①. B ②. 0 ③. B ④. B ⑤. 4.7 【解析】 【20题详解】 （1）[1]根据 可得电容器两极板之间的电压为 [2]两极板间匀强电场的场强为 [3]经过B点的等势面与电场线垂直，平行于极板，故选B。 （2）[4]将该负电荷从A点移动到B点，电场力做负功，则负电荷的电势能增加，故选A； [5]电场力对负电荷做的功为 【21题详解】 ①[1]闭合开关S2，将S1接1，电容器充电，电压表的示数U和电流表的示数I都发生变化，U=E−Ir，充电结束后电容器相当于断路，因此U−I图像斜率的绝对值表示电源内电阻，两者的变化关系符合图中B。 故选B。 ②[2]充电结束后，电压表示数最后稳定在12V，充电电流为零，此时电流表示数为0； ③[3]根据电路图可知充电结束后电容器下极板带正电，将S1接2，电容器开始放电。 故选B。 [4]电容器放电时通过定值电阻R的电流方向b→a。 故选B。 [5]由图可知，当t=2s时，I=1.20mA 此时电容器两端的电压为 电容器开始放电前，电压表示数最后稳定在12V，即电容器两端电压为12V；根据I−t图像与横轴围成的面积表示放电量，可得0~2s间的放电量为 2s后到放电结束间放电量为 根据题意 代入数据联立解得R≈4.7kΩ。 附加题（选加物理的学生做） 七、登船训练 某同学质量为，在一次军事训练中他从岸上以的水平速度跳到一艘以0.5m/s速度向他缓缓飘来的小船上，该同学上船后跑了几步，最终停在船上。已知小船的质量为，忽略水对小船的阻力。 22. 该同学登船时的动量大小为_____。 23. 该同学停在船上时，船速率为_____。 24. 若规定向右为正方向，则该同学在登船过程中合力对他的冲量为_____N·s。 【答案】22. 120 23. 0.25 24. -105 【解析】 【22题详解】 根据动量的定义式 该同学质量，登船时速度 代入数据得 【23题详解】 因为忽略水对小船的阻力，同学和船组成的系统在水平方向上动量守恒，规定同学原来的速度方向为正方向，则 代入数据得 【24题详解】 根据动量定理，合外力的冲量等于动量的变化量 八、波动现象 波动现象是物理学中一个重要且广泛的研究领域。 25. 利用如图装置，可以在光屏上观察到明暗相间的条纹，这是光的_____现象，当保持双缝到光屏的距离不变，屏上明暗相间的条纹间距随双缝间距的减小而_____（选择：A、增大B、减小C、不变）。 26. 如图所示，点是水面上的一个波源，垂直于水面做简谐运动，所激发的水波（横波）在水面上向四周传播。图中虚线表示两个圆形波面。在时离点的点开始振动；在时离点的点开始振动，此时点第二次到达波峰。P、Q之间的距离是。则该水波的波速为_____时、连线上处于平衡位置的点有_____个（不包括Q点在内）。 27. （证明）如图所示，在不流动的水面上有一波源，波源以频率垂直于水面做简谐运动，产生的水波以波速在水面上以一系列同心圆向四周传开，实线表示波峰，相邻圆的半径之差为一个波长。若水面上有观察者以速率向波源运动，试证明他观测到的水波频率 【答案】25. ①. 干涉 ②. A 26. ①. 2.5 ②. 2或3 27. 证明过程见解析 【解析】 【25题详解】 [1]双缝干涉实验中，光通过双缝后在光屏上形成明暗相间的条纹，这是光的干涉现象。 [2]根据双缝干涉条纹间距公式，当双缝间距d减小时，条纹间距Δx增大。故A正确，BC错误。故选A。 【26题详解】 [1]水波的波速为 [2]若波的起振方向向上，那么波的周期，则波长为 2个圆形波面间距为5m，因此t=4s时，2个圆形波面间处于平衡位置的点为：P点右侧1m处、P点右侧3m处、P点右侧5m处（与Q点同圆环），则、连线上处于平衡位置的点共有2个（不包括Q点）； 若波的起振方向向下，那么波的周期，则波长为 2个圆形波面间距为5m，因此t=4s时，2个圆形波面间处于平衡位置的点为：P点右侧处、P点右侧处、P点右侧处、P点右侧处（与Q点同圆环），则、连线上处于平衡位置的点共有3个（不包括Q点）。 综上所述，t=4s时、连线上处于平衡位置的点有2或3个。 【27题详解】 设水波的波长为，有 观察者观测到的波长仍为，则 观察者观测到的波速 由上面三式，可推得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $