精品解析：广东省佛山市南海区2025-2026学年高二上学期学业水平测试（期中）物理试卷

南海区2027届高二上学期学业水平测试 物理试卷 第一部分 选择题（共50分） 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，错选、不选得0分。 1. 静电在工业生产和日常生活中可能引发火灾、设备损坏或电击，下列关于静电预防的说法中，正确的是（　　） A. 电子厂存放芯片的货架无需接地，因为芯片本身是绝缘材料，不会产生静电 B. 加油站内禁止使用加湿器，因为提高空气湿度会增强静电的积累效果 C. 油罐车在运输过程中，罐身底部的铁链拖在地面上，可通过接地导走静电 D. 秋冬季节穿化纤材质的衣物更易预防静电，因为化纤能快速中和电荷 2. 在地震预测研究中，科学家利用地磁场反演技术监测地下磁性结构的变化。其原理可简化成如图所示，在地质活跃区水平铺设一个闭合检测线圈，连接一个高灵敏度电流计。当地壳岩石因应力积累发生形变或破裂时，会引起地下磁性结构改变，导致局部磁场变化。关于此监测系统，下列说法正确的是（　　） A. 若检测线圈相对地面静止，且地下磁场无变化，则线圈中不会产生感应电流 B. 若地震时检测线圈相对地面位置不变，线圈中一定会产生感应电流 C. 若地下磁性结构缓慢变化，线圈中一定不会产生感应电流 D. 若地下磁性结构稳定，线圈中仍可持续产生感应电流 3. 跑步时膝关节和髋关节需要承担体重3~8倍的负荷，两块骨头之间的关节软骨，会被剧烈地挤压在一起，若冲击力过大，将对软骨及其以下的骨骼造成磨损伤害。以下方法中，不能降低冲击力的是（　　） A. 降低跑步时的落地速度，轻柔落地 B. 穿加重背心跑步 C. 穿一双适合自己足弓和步态的缓冲跑鞋 D. 在塑胶跑道跑步，减少在水泥地等硬地上的跑步 4. 下面各电路图中关于多用电表的使用，操作正确的是（　　） A. 甲图是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压，表笔接法正确 B. 乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流，表笔接法正确 C. 测电阻时，可按图丙连接方式测量 D. 丁图中用的是多用电表电阻挡测量二极管的反向电阻 5. 如图，A、B、C三点为等边三角形的三个顶点，A、B两点处各固定一根无限长通电直导线，通有大小相等，方向相同且垂直于纸面向外的电流，此时C点磁感应强度大小为B，若现在其中一根通电直导线电流反向，则C点现在的磁感应强度大小为（　　） A. 0 B. B C. D. 6. 2025年9月，超强台风“桦加沙”在广东沿海登陆。假设某居民在台风天临时外出，其站立时可简化为一个迎风面积、质量的长方体模型。已知空气密度，重力加速度，且人与地面间的最大静摩擦力为120N，若一股水平气流以40m/s的速度垂直撞击人体后速度减为零，下列说法正确的是（　　） A. 若气流速度变为原来的2倍，风力会变为原来的4倍 B. 人受到的风力小于最大静摩擦力，不会被吹动 C. 人弯腰降低重心，是通过增大与地面的最大静摩擦力来对抗风力的 D. 计算风力大小时，需要考虑空气分子与人体碰撞的作用时间 7. 机器人末端执行器的精准定位采用了容栅测量技术，该技术通过电容变化实现高精度位移测量。某同学利用平行板电容器设计制作了简单的容栅测量电路，原理如图所示，下极板为可动栅极可以上下移动，上极板为固定栅极，闭合开关，下列说法正确的是（　　） A. 若下极板上移，极板所带电荷量减小 B. 若下极板上移，灵敏电流计检测到的电流方向为从a到b C. 滑动变阻器滑片向下滑动，可以提高电容器的电压 D. 断开开关，灵敏电流计上有从a到b的短暂电流 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全选对的得6分，漏选的得3分，错选、不选得0分。 8. 物理学是一门以实验为基础的学科，很多生活中的应用都来自于物理学。对于下列教材中所列的实验和生活现象，说法正确的是（　　） A. 图甲中，实验中若导线不通电，则导线所处位置磁感应强度为零 B. 图乙中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场的相互作用来实现的 C. 图丙中，无线充电技术主要利用了电磁感应 D. 图丁中，生活中常用微波炉来加热食物，说明微波是一种电磁波，具有能量 9. 如图所示是一电路板的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d连接电源和开关，ab间连接一个灯泡，bc间、cd间分别连接一个电阻，闭合开关后发现灯泡不亮，为检查电路故障，用电压表分别测得ac两点以及bd两点均有电压，由此可推断（　　） A. 接着用电压表测ab两点电压将没有示数 B. 接着用电压表测bc两点电压将没有示数 C. 改用电流表分别接入ac两点以及bd两点均有示数 D. 改用电流表分别接入ac两点以及bd两点均没有示数 10. 如图是某种等离子体推进器剖面简图，其工作原理如下：电流加热阴极使金属蒸发，阴极逸出的电子碰撞金属蒸汽，距离阴极表面约处会产生大量金属正离子和电子；电子在电场作用下加速向环状阳极方向运动，导致金属正离子堆积形成离子云，进一步增强阴极表面电场，使阴极逸出的大量电子形成稳定高密度电子流。关于此过程，下列说法正确的是（　　） A. 电子逸出时，阴极会获得一个与电子运动方向相同的速度 B. 电子在等离子云右边的电场中加速，其动能的增加等于电场力所做的功 C. 离子云的形成能促进阴极逸出电子的运动 D. 在相同电场作用下，电子的运动速度远大于金属离子的运动速度 第二部分 非选择题（共54分） 三、实验与解答题：本大题共5小题，共54分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 一研究学习小组设计出如图甲所示的实验装置来探究“动量守恒定律”。 （1）如图甲所示，两个相同的刚性球悬挂于同一水平面，两悬点的距离等于刚性球的直径大小，线长相等，将其中一球拉开至一定角度，松手后使之与另一球发生正碰。 （2）如图甲所示，分析连拍照片得出，球1从A点由静止释放，在最低点与球2发生水平方向的正碰，球1反弹后达到的最高位置为B，球2向左摆动的最高位置为C，测得A、B、C到最低点的竖直高度差分别为、、。已知重力加速度为g。则碰后瞬间小球1的速度大小为________。 （3）若测量数据近似满足关系式________（用、、、、表示），则说明两小球碰撞过程动量守恒。 （4）如图乙所示，在两个球上分别套上尼龙搭扣（魔术贴）毛面和勾面做的套圈，再进行同样的碰撞。两小球分别________（填“能”或“不能”）到达原来的位置C跟B，可能的原因是________。 12. 测量电源的电动势和内阻实验中，实验室可利用的器材有： 待测电源E（电动势约3V，内阻未知）； 电流表A（量程0.6A，内阻）； 电阻丝（总阻值，长度）； 定值电阻（）； 刻度尺； 开关、导电金属夹、导线若干。 （1）某同学利用上述器材设计了如图甲所示的实验电路，从电路安全角度考虑，说明的作用：________。 （2）①闭合开关S，快速滑动金属夹至适当位置并记录电流表示数I，断开开关S，记录金属夹到金属丝一端的距离L； ②多次重复步骤①，根据记录的若干组I、L的值； ③数据处理 （3）以为纵坐标，L为横坐标，作出图乙中图线，由图可知L为金属夹到金属丝________（选填“A端”或“B端”）的距离； （4）根据图线中的斜率与截距，可得待测电源的电动势和内阻，其中电动势________V（计算结果保留两位有效数字）。 （5）若电流表内阻已知，结合图线得出的斜率k与截距b，则可得待测电源的电动势________，内阻_______（用、、、k、b、表示）。 13. 下班高峰期，为避开拥堵，李老师计划从学校骑共享电动车回家，导航显示骑行路程s为20km，电动车全程平均速率v为20km/h，且电动车全程以额定功率行驶”，已知该电动车是刚充满电的，电动车参数如下。求： 驱动直流电机 额定电压 40V 额定功率 240W 线圈内阻 0.5Ω 电池容量 50A·h （1）电动车在额定电压下骑行时的电流I； （2）电动车的输出功率； （3）通过计算分析：电动车的电量是否足够支持李老师顺利骑回家？ 14. 烟花表演活动中，机器人手持小型烟花进行燃放。烟花筒总质量为0.5kg（含内部火药），点燃后火药在极短时间内燃烧完毕，产生质量为0.1kg的高温烟花以相对地面50m/s的速度向上喷出，此时机器人手部对烟花筒的平均作用力不超过28N才能保证安全，重力加速度为，不计空气阻力，回答以下问题： （1）火药燃烧结束后，求烟花筒获得的速度； （2）火药燃烧结束后，机器人在0.2s内让烟花筒的速度减为零，求机器人对烟花筒的平均作用力大小；判断机器人手持该烟花燃放是否安全，并说明理由。 15. 电子束光刻技术可简化为如图甲所示模型，离子泵产生的电子经加速电场加速后，经过成型装置形成电子束，再依次经过可加电压的上偏转器，下偏转器后，最终精准打在晶圆上。如图乙所示，坐标轴x与y轴分别与偏转器，的偏转方向平行；光刻机轴线经过上、下偏转器的中轴线，垂直晶圆表面于中心O点。 已知：加速电场电压绝对值为U；偏转器为长、宽和极板间距均为L的平行竖直金属板；上偏转器左右放置，其底端到偏转器上端的竖直距离为d，下偏转器前后放置且底端到晶圆的距离也为d；电子质量为m、电荷量大小为e，不计电子重力及电子间的相互作用力，忽略相对论效应、极板边缘效应等其他因素的影响。求： （1）电子经过加速电场加速后的速率； （2）现电子经过成型装置后以竖直向下的速度进入偏转器，此时对上偏转器施加电压，若电子束刚好运动至偏转器X板边界不能离开偏转器，求此时的； （3）①若上偏转器施加如图丙的扫描电压，下偏转器施加如图丁的扫描电压，单个电子穿过偏转器时可视为电压不变，假设所有的电子都能落在晶圆上，在答题卡上画出电子束在内打到晶圆上形成的图像； ②若电子以竖直向下的速度进入偏转器，时刻进入偏转器的电子将打在晶圆上的哪个位置？（计算其在坐标轴的坐标值）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南海区2027届高二上学期学业水平测试 物理试卷 第一部分 选择题（共50分） 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，错选、不选得0分。 1. 静电在工业生产和日常生活中可能引发火灾、设备损坏或电击，下列关于静电预防的说法中，正确的是（　　） A. 电子厂存放芯片的货架无需接地，因为芯片本身是绝缘材料，不会产生静电 B. 加油站内禁止使用加湿器，因为提高空气湿度会增强静电的积累效果 C. 油罐车在运输过程中，罐身底部的铁链拖在地面上，可通过接地导走静电 D. 秋冬季节穿化纤材质的衣物更易预防静电，因为化纤能快速中和电荷 【答案】C 【解析】 【详解】A．电子厂芯片虽为绝缘材料，但摩擦或分离过程仍可产生静电积累，且绝缘材料电荷不易消散，易引发静电放电损坏芯片。因此货架必须接地以导走静电，故A错误； B．提高空气湿度可增加空气导电性，促进静电消散，减少积累。加油站禁用加湿器可能因其他安全原因（如防爆），但“提高湿度增强静电积累”的说法错误，故B错误； C．油罐车运输时油品晃动易产生静电，罐底铁链拖地形成接地通路，将静电导入大地，防止放电起火，符合静电预防原理，故C正确； D．化纤材质为绝缘体，摩擦时易积累静电且不易中和，秋冬干燥季节更易产生静电火花；天然纤维（如棉）更不易起电。故“化纤预防静电”的说法错误，故D错误。 故选C。 2. 在地震预测研究中，科学家利用地磁场反演技术监测地下磁性结构的变化。其原理可简化成如图所示，在地质活跃区水平铺设一个闭合检测线圈，连接一个高灵敏度电流计。当地壳岩石因应力积累发生形变或破裂时，会引起地下磁性结构改变，导致局部磁场变化。关于此监测系统，下列说法正确的是（　　） A. 若检测线圈相对地面静止，且地下磁场无变化，则线圈中不会产生感应电流 B. 若地震时检测线圈相对地面位置不变，线圈中一定会产生感应电流 C. 若地下磁性结构缓慢变化，线圈中一定不会产生感应电流 D. 若地下磁性结构稳定，线圈中仍可持续产生感应电流 【答案】A 【解析】 【详解】A．若检测线圈相对地面静止，且地下磁场无变化，则穿过线圈的磁通量不变，线圈中不会产生感应电流，故A正确； B．若地震时检测线圈相对地面位置不变，且地下磁场无变化，则穿过线圈的磁通量不变，线圈中不会产生感应电流，故B错误； C．若地下磁性结构缓慢变化，检测线圈相对地面位置不变时，则穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中一定会产生感应电流，故C错误； D．若地下磁性结构稳定，检测线圈相对地面位置不变时，则穿过线圈的磁通量不变，线圈中不会产生感应电流，故D错误。 故选A。 3. 跑步时膝关节和髋关节需要承担体重3~8倍的负荷，两块骨头之间的关节软骨，会被剧烈地挤压在一起，若冲击力过大，将对软骨及其以下的骨骼造成磨损伤害。以下方法中，不能降低冲击力的是（　　） A. 降低跑步时的落地速度，轻柔落地 B. 穿加重背心跑步 C. 穿一双适合自己足弓和步态的缓冲跑鞋 D. 在塑胶跑道跑步，减少在水泥地等硬地上的跑步 【答案】B 【解析】 【详解】A．由动量定理可得，人落地时受到的平均冲击力满足 即 为减小冲击力F，可通过减小、m或增大实现。减小落地速度会降低动量变化量，当不变时能减小F，故A正确，不符合题意； B．穿加重背心使m增大，可知F增大，故B错误，符合题意； C．缓冲跑鞋通过材料形变延长，根据动量定理可减小F，故C正确，不符合题意； D．塑胶跑道弹性更好，能增大缓冲时间，从而减小F，故D正确，不符合题意。 本题选择不能降低冲击力的选项，故选B。 4. 下面各电路图中关于多用电表的使用，操作正确的是（　　） A. 甲图是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压，表笔接法正确 B. 乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流，表笔接法正确 C. 测电阻时，可按图丙连接方式测量 D. 丁图中用的是多用电表电阻挡测量二极管的反向电阻 【答案】D 【解析】 【详解】A．测电压时，红表笔接正极，应接灯泡的左端，黑表笔接负极，接灯泡右端，所以图甲连接方式红、黑表笔接法有误，故A错误； B．测电流时，电表应该串联接入电路，且电流应从红表笔进入从黑表笔流出，故B错误； C．测量电阻时，应将待测电阻与电路断开后测量，故C错误； D．因为欧姆表的黑表笔与内部电池的正极相连，所以测量二极管反向电阻时，应将黑表笔与二极管的负极相连，故D正确。 故选D。 5. 如图，A、B、C三点为等边三角形的三个顶点，A、B两点处各固定一根无限长通电直导线，通有大小相等，方向相同且垂直于纸面向外的电流，此时C点磁感应强度大小为B，若现在其中一根通电直导线电流反向，则C点现在的磁感应强度大小为（　　） A. 0 B. B C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】初始状态A、B处导线电流大小相等、方向向外，C点到A、B的距离相等（等边三角形），故A、B在C点产生的磁感应强度大小均为B0，由安培定则，A在C点的磁场方向垂直AC斜向上，B在C点的磁场方向垂直BC斜向下，两者夹角为60°，如图所示： 根据矢量叠加，合磁感应强度 可得 若其中一根电流反向，A、B在C点的磁场大小仍为B0，但方向夹角变为120°，如图所示： 根据矢量叠加，合磁感应强度大小，故选C。 6. 2025年9月，超强台风“桦加沙”在广东沿海登陆。假设某居民在台风天临时外出，其站立时可简化为一个迎风面积、质量的长方体模型。已知空气密度，重力加速度，且人与地面间的最大静摩擦力为120N，若一股水平气流以40m/s的速度垂直撞击人体后速度减为零，下列说法正确的是（　　） A. 若气流速度变为原来的2倍，风力会变为原来的4倍 B. 人受到的风力小于最大静摩擦力，不会被吹动 C. 人弯腰降低重心，是通过增大与地面的最大静摩擦力来对抗风力的 D. 计算风力大小时，需要考虑空气分子与人体碰撞的作用时间 【答案】A 【解析】 【详解】A．设在时间内，空气质量为 取运动方向为正方向，由动量定理得 解得 根据风力公式 风力与速度的平方成正比。当气流速度变为原来的2倍（即 ）时，风力变为 即变为原来的4倍，故A正确； B．根据 最大静摩擦力为， 风力大于最大静摩擦力，人会被吹动，故B错误； C．最大静摩擦力 正压力 弯腰降低重心不改变摩擦系数和正压力，因此不增大最大静摩擦力，故C错误； D． 由动量定理得在时间内，空气质量 动量变化大小 解得，故D错误。 故选A。 7. 机器人末端执行器的精准定位采用了容栅测量技术，该技术通过电容变化实现高精度位移测量。某同学利用平行板电容器设计制作了简单的容栅测量电路，原理如图所示，下极板为可动栅极可以上下移动，上极板为固定栅极，闭合开关，下列说法正确的是（　　） A. 若下极板上移，极板所带电荷量减小 B. 若下极板上移，灵敏电流计检测到的电流方向为从a到b C. 滑动变阻器滑片向下滑动，可以提高电容器的电压 D. 断开开关，灵敏电流计上有从a到b的短暂电流 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据电容的决定式 可知下极板上移时d减小，电容变大，结合电容的定义式 可得电容器的电荷量变大，电源向电容充电，灵敏电流计检测到的电流方向为从a到b，故A错误，B正确； C．滑动变阻器向下滑动，滑动变阻器连入电路的电阻值R变小，结合电路连接情况，可知电容两端电压为 即电容两端电压变小，故C错误； D．由电路连接情况，可知电容上极板带正电，断开开关，电容向滑动变阻器放电，灵敏电流计上有从b到a的短暂电流，故D错误。 故选B。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全选对的得6分，漏选的得3分，错选、不选得0分。 8. 物理学是一门以实验为基础的学科，很多生活中的应用都来自于物理学。对于下列教材中所列的实验和生活现象，说法正确的是（　　） A. 图甲中，实验中若导线不通电，则导线所处位置磁感应强度为零 B. 图乙中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场的相互作用来实现的 C. 图丙中，无线充电技术主要利用了电磁感应 D. 图丁中，生活中常用微波炉来加热食物，说明微波是一种电磁波，具有能量 【答案】CD 【解析】 【详解】A．导线所处位置磁感应强度是磁铁发出的，与导线是否通电无关，故A错误； B．两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过直导线周围的磁场来实现的，故B错误； C．无线充电技术主要利用了互感现象，即电磁感应原理，故C正确； D．生活中常用微波炉来加热食物，说明微波是一种电磁波，具有能量，故D正确。 故选CD。 9. 如图所示是一电路板的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d连接电源和开关，ab间连接一个灯泡，bc间、cd间分别连接一个电阻，闭合开关后发现灯泡不亮，为检查电路故障，用电压表分别测得ac两点以及bd两点均有电压，由此可推断（　　） A. 接着用电压表测ab两点电压将没有示数 B. 接着用电压表测bc两点电压将没有示数 C. 改用电流表分别接入ac两点以及bd两点均有示数 D. 改用电流表分别接入ac两点以及bd两点均没有示数 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．用电压表分别测得ac两点以及bd两点均有电压，说明c、d间和a、b间是连通的，只有当b、c间断路时，才会出现上述情况，则用电压表测ab两点电压将没有示数，用电压表测bc两点电压，电压表有示数，故A正确，B错误； CD．改用电流表分别接入ac两点以及bd两点均有示数，电路是通路，电流表均有示数，故C正确，D错误； 故选AC。 10. 如图是某种等离子体推进器剖面简图，其工作原理如下：电流加热阴极使金属蒸发，阴极逸出的电子碰撞金属蒸汽，距离阴极表面约处会产生大量金属正离子和电子；电子在电场作用下加速向环状阳极方向运动，导致金属正离子堆积形成离子云，进一步增强阴极表面电场，使阴极逸出的大量电子形成稳定高密度电子流。关于此过程，下列说法正确的是（　　） A. 电子逸出时，阴极会获得一个与电子运动方向相同的速度 B. 电子在等离子云右边的电场中加速，其动能的增加等于电场力所做的功 C. 离子云的形成能促进阴极逸出电子的运动 D. 在相同电场作用下，电子的运动速度远大于金属离子的运动速度 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．根据动量守恒定律，系统（阴极+电子）在无外力作用时，总动量守恒，所以电子逸出时，阴极会获得一个与电子运动方向相反的速度，故A错误； B．合外力对物体做的功等于物体动能的变化量，电子在电场作用下加速，只有电场力做功，所以其动能的增加等于电场力所做的功，故B正确； C．金属正离子堆积形成离子云，进一步增强阴极表面电场，使阴极逸出的大量电子形成稳定高密度电子流，故C正确； D．电子与金属离子在相同电场中受到的电场力大小为 假设金属离子带电量与电子相等，则根据 受力大小相同，由于电子质量小，所以电子加速度远大于离子加速度，故D正确。 故选BCD。 第二部分 非选择题（共54分） 三、实验与解答题：本大题共5小题，共54分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 一研究学习小组设计出如图甲所示的实验装置来探究“动量守恒定律”。 （1）如图甲所示，两个相同的刚性球悬挂于同一水平面，两悬点的距离等于刚性球的直径大小，线长相等，将其中一球拉开至一定角度，松手后使之与另一球发生正碰。 （2）如图甲所示，分析连拍照片得出，球1从A点由静止释放，在最低点与球2发生水平方向的正碰，球1反弹后达到的最高位置为B，球2向左摆动的最高位置为C，测得A、B、C到最低点的竖直高度差分别为、、。已知重力加速度为g。则碰后瞬间小球1的速度大小为________。 （3）若测量数据近似满足关系式________（用、、、、表示），则说明两小球碰撞过程动量守恒。 （4）如图乙所示，在两个球上分别套上尼龙搭扣（魔术贴）毛面和勾面做的套圈，再进行同样的碰撞。两小球分别________（填“能”或“不能”）到达原来的位置C跟B，可能的原因是________。 【答案】 ①. ②. ③. 不能 ④. 两球均需要克服尼龙搭扣毛面和勾面相互作用的阻力做功，机械能均减少 【解析】 【详解】（2）[1]设碰后瞬间小球1的速度大小为vB，对碰后小球1运动到位置B的过程，根据机械能守恒定律得 解得 （3）[2]与（2）同理可得：碰前瞬间小球1的速度大小为 碰后瞬间小球2的速度大小为 以向左为正方向，若两小球碰撞过程动量守恒，则根据动量守恒定律得 可得测量数据近似满足关系式为 （4）[3][4]碰撞时两球接触尼龙搭扣粘合后再分离的过程，两球均需要克服尼龙搭扣毛面和勾面相互作用的阻力做功，使两球的机械能均减少，则两小球均不能到达原来的位置C和B。 12. 测量电源的电动势和内阻实验中，实验室可利用的器材有： 待测电源E（电动势约3V，内阻未知）； 电流表A（量程0.6A，内阻）； 电阻丝（总阻值，长度）； 定值电阻（）； 刻度尺； 开关、导电金属夹、导线若干。 （1）某同学利用上述器材设计了如图甲所示的实验电路，从电路安全角度考虑，说明的作用：________。 （2）①闭合开关S，快速滑动金属夹至适当位置并记录电流表示数I，断开开关S，记录金属夹到金属丝一端的距离L； ②多次重复步骤①，根据记录的若干组I、L的值； ③数据处理 （3）以为纵坐标，L为横坐标，作出图乙中图线，由图可知L为金属夹到金属丝________（选填“A端”或“B端”）的距离； （4）根据图线中的斜率与截距，可得待测电源的电动势和内阻，其中电动势________V（计算结果保留两位有效数字）。 （5）若电流表内阻已知，结合图线得出的斜率k与截距b，则可得待测电源的电动势________，内阻_______（用、、、k、b、表示）。 【答案】 ①. 起到保护电路的作用 ②. B端 ③. 2.9 ④. ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1] 从电路安全角度考虑，串联在电路中起到保护电路的作用； （3）[2] 根据图乙可知，L越大，电路中的电流I越小，说明电阻丝接入电路的阻值越大，根据电阻定律可知，L为金属夹到金属丝B端的距离； （4）[3] 设电阻丝接入电路的阻值为R，根据电阻定律可得 根据闭合电路欧姆定律得 联立可得 根据图线的斜率可得 解得E=2.9V （5）[4][5] 若电流表内阻RA已知，结合图线得出的斜率k与截距b，根据（4）的解答，可得， 解得， 13. 下班高峰期，为避开拥堵，李老师计划从学校骑共享电动车回家，导航显示骑行路程s为20km，电动车全程平均速率v为20km/h，且电动车全程以额定功率行驶”，已知该电动车是刚充满电的，电动车参数如下。求： 驱动直流电机 额定电压 40V 额定功率 240W 线圈内阻 0.5Ω 电池容量 50A·h （1）电动车在额定电压下骑行时的电流I； （2）电动车的输出功率； （3）通过计算分析：电动车的电量是否足够支持李老师顺利骑回家？ 【答案】（1）6A （2）222W （3）电量足够 【解析】 【小问1详解】 由公式可知电动车在额定电压下骑行时的电流为 【小问2详解】 由可知电动车线圈内阻上的功率为 故电动车的输出功率为 【小问3详解】 由题意可知李老师骑回家的时间为 回家所需要的电量为 可见李老师骑回家所需的电量小于电池容量50A·h 故电量足够 14. 烟花表演活动中，机器人手持小型烟花进行燃放。烟花筒总质量为0.5kg（含内部火药），点燃后火药在极短时间内燃烧完毕，产生质量为0.1kg的高温烟花以相对地面50m/s的速度向上喷出，此时机器人手部对烟花筒的平均作用力不超过28N才能保证安全，重力加速度为，不计空气阻力，回答以下问题： （1）火药燃烧结束后，求烟花筒获得的速度； （2）火药燃烧结束后，机器人在0.2s内让烟花筒的速度减为零，求机器人对烟花筒的平均作用力大小；判断机器人手持该烟花燃放是否安全，并说明理由。 【答案】（1）速度大小12.5m/s，方向竖直向下 （2）29N，不安全 【解析】 【小问1详解】 火药燃烧时，烟花筒与火药系统动量守恒。取竖直向上为正方向，已知火药质量，喷出速度，烟花筒剩余质量 由动量守恒定律得 解得烟花筒获得的速度，负号表示方向竖直向下。 【小问2详解】 机器人对烟花筒减速过程中，对烟花筒应用动量定理，取向上为正方向 根据动量定理得 解得机器人对烟花筒的平均作用力大小。 因，超出安全限值，故机器人手持该烟花燃放不安全。 15. 电子束光刻技术可简化为如图甲所示模型，离子泵产生的电子经加速电场加速后，经过成型装置形成电子束，再依次经过可加电压的上偏转器，下偏转器后，最终精准打在晶圆上。如图乙所示，坐标轴x与y轴分别与偏转器，的偏转方向平行；光刻机轴线经过上、下偏转器的中轴线，垂直晶圆表面于中心O点。 已知：加速电场电压绝对值为U；偏转器为长、宽和极板间距均为L的平行竖直金属板；上偏转器左右放置，其底端到偏转器上端的竖直距离为d，下偏转器前后放置且底端到晶圆的距离也为d；电子质量为m、电荷量大小为e，不计电子重力及电子间的相互作用力，忽略相对论效应、极板边缘效应等其他因素的影响。求： （1）电子经过加速电场加速后的速率； （2）现电子经过成型装置后以竖直向下的速度进入偏转器，此时对上偏转器施加电压，若电子束刚好运动至偏转器X板边界不能离开偏转器，求此时的； （3）①若上偏转器施加如图丙的扫描电压，下偏转器施加如图丁的扫描电压，单个电子穿过偏转器时可视为电压不变，假设所有的电子都能落在晶圆上，在答题卡上画出电子束在内打到晶圆上形成的图像； ②若电子以竖直向下的速度进入偏转器，时刻进入偏转器的电子将打在晶圆上的哪个位置？（计算其在坐标轴的坐标值）。 【答案】（1） （2） （3）①；②[，] 【解析】 【小问1详解】 电子在加速电场中运动，由动能定理得 解得 【小问2详解】 电子进入偏转器后做类平抛运动，沿极板方向匀速运动 沿y轴方向做匀加速运动，加速度 偏转位移 当电子束恰好不能离开极板时满足 解得 【小问3详解】 ①由丙、丁两图可知，0～t1时间内y轴电压从-U1线性增至U1，x轴电压完成两个周期的三角波变化，电子束形成首尾相连的四个倾斜线段，如图 ②t1时刻， 根据类平抛运动规律可知，x轴方向有 根据几何关系可知 解得 则x轴方向的总位移为 同理y轴方向有， 解得 则y轴方向的总位移 t1时刻进入偏转器的电子将打在晶圆上的坐标为[，]。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $