学易金卷：高二物理上学期期中模拟卷（沪科版，上海专用）

2026-2027学年上海市高二物理上学期期中模拟卷 （考试时间：60分钟，分值：100分） 考生注意： 1. 本试卷标有“多选”的试题，每小题有2~3个正确选项，未特别标注的选择类试题，均只有1个正确选项 1. 在列式计算，逻辑推理以及简答，论证题的过程书写中，必须给出必要的文字说明，公式，演算和图示 1. 试卷共6页，请自行打印完成在原卷或附纸上，如简答题书写区域不够可自行附纸，如：第四大题T3过程如下： 1. 请自备科学计算器并准确填写考号 1. 测试范围：沪科版2021必修第三册，第9~10章 1. 若无特殊说明，本卷所用重力加速度g大小均取10m/s2 一、锂电池储能(15分) 近年来，我国在开发新能源方面发展迅速。锂电池由于具有较高的能量及更具环保性，已经开始全面取代传统的铅酸、镍氢和镍镉电池，成为目前重要的储能元件。 1．（2分）锂电池容量为 。则 表示该电池的( ) A．电压 B．电量 C．电流 D．电功率 2．（2分）某锂离子移动过程中，仅电场力做正功 ，则该锂离子( ) A．电势能增加 B．电势能减少 C．动能减少 D．机械能减少 3．（4分）若锂电池的电动势为3.7 V，则外电路断开时，锂电池两极间的电压为_____V。若该锂电池外电路短路时电流为2 A，则锂电池的内阻为_______Ω。 4．（3分）现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是( ) A．充电器输出的电功率为 B．充电器输出的电功率为 C．锂电池产生的热功率为 D．锂电池产生的热功率为 5．（4分）测量某一锂电池的电动势和内阻：某次实验得到的电源的U–I图线如图所示，由实验图线的拟合方程可得，该电源的电动势E=______V，内阻r=______Ω。 二、静电学(16分) 静电学是研究“静止电荷”的特性及规律的一门学科。静电是指静电荷，是电荷在静止状态时的称呼。而静止电荷所建立的电场称为静电场，它是不随时间变化的电场。静电场对于场中的电荷有作用力。 1．（2分）用来描述静电场强弱的物理量是( ) A．电场力 B．电势 C．电场强度 D．电势能 2．（3分）两个带电小球静止时细线与竖直方向的夹角分别为α、β，两球在同一水平面上，A、B两小球的质量与电量分别为m1、q1，m2、q2，若α>β，则( ) A．m1受到的库仑力大于m2受到的库仑力 B．m1受到细线的拉力大于m2受到细线的拉力 C．q1 < q2 D．m1 < m2 3．（2分）如图，水平平行线代表电场线，但未指明方向，带电量为10-5C的正电微粒，在电场中只受电场力的作用，由A运动到B，动能损失2×10-4J，A点的电势为2×10³V，则该微粒运动轨迹是虚线________（选填“1”或“2”），电场线方向为_______ （填“向左”或者“向右”） 4．（3分）如图，A、B为一对等量同种电荷连线上的两点（其中B为中点），C为连线的中垂线上的一点。将一个电荷量为-q的负点电荷自A沿直线移到B，再沿直线移到C。分析此过程中该电荷的电势能的变化情况。 5．（6分）在“用传感器观察电容器的充、放电现象”实验中，按如图所示连接电路。 (1)（2分）如图甲所示，将开关S拨向___________（选填“1”或“2”）时，可研究电容器的充电过程；在充电过程中，流经电阻R的电流方向为___________（选填“a到b”或“b到a”）。 (2)（4分）（多选）电容器在整个充放电过程中，电流传感器中的电流I与电压传感器中电压U随时间变化的图像，可能正确的是( ) A．B．C．D． 三、北斗导航(17分) 北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统，目前由五十多颗地球同步卫星及中圆地球轨道卫星组成。卫星绕地球的运动可近似视为匀速圆周运动。地球同步卫星绕地球转动的半径约为地球半径的6.6倍，中圆地球轨道卫星的轨道半径约为地球半径的4倍。 1．（2分）中圆地球轨道卫星在轨道上运行时所受地球引力大小约为它在地球表面所受地球引力大小的( ) A． B． C． D． 2．（3分）（多选）相比地球同步卫星，中圆地球轨道卫星在轨时具有更大的( ) A．角速度 B．线速度 C．周期 D．向心加速度 3．（4分=1+3）一颗地球同步卫星的质量为，其运行时的线速度为，则该卫星的动能为_______，以无穷远为零势能面，该卫星的引力势能为__________。 4．（4分）中圆地球轨道卫星以约的速度绕地球运行。卫星搭载高精度原子钟，但若不修正相对论效应，每天计时将产生偏差。考虑狭义相对论效应，地球上的人会发现卫星上的钟每天变__________（选涂：A．快  B．慢）7微秒；真空中电磁波在该时间差内可以传播__________m。 5．（4分）散热是研制北斗卫星过程中的一项关键技术。为监测散热系统性能，利用某导电材料制成了一个体积恒定为的圆柱形传感元件，连接方式如图（a）。实验测得该元件的电阻与长度平方的关系如图（b）所示。则该材料的电阻率约为__________。 四、静电加速器(24分) 静电加速器是以静电型高压发生器作为高压电源的加速器。按照加速粒子的不同，它可分为正离子静电加速器和电子静电加速器两类。静电加速器通过输电带将喷电针电晕放电的电荷输送到一个绝缘的空心金属电极内，使之充电至高电压来加速带电粒子。 1．（14分）如图，用两个平行金属板制作一个直线加速器，两极板间的电压为U，两极板间距为d、电子电量为e、质量为m。 （1）（2分）若每个极板的带电量为Q、把两个平行金属板看作一个电容器，其电容为( ) A．       B．      C．          D．   （2）（4分）两平行金属板间的电场强度为________，在图中画出电场线。____ （3）（4分）电子在加速器中的加速度为_________，计算加速度时__________（选填“可以”或“不可以”）忽略电子的重力。 （4）（4分）若电子的初速度为零、经过此加速电场获得的动能为_________，其是由________（能量）转化而来。 2．（5分）“质子疗法”是治疗某些肿瘤的方法之一，其原理是先将质子通过电场加速到较高的能量，然后用质子轰击肿瘤，杀死其中的恶性细胞。在某次治疗中，需要将质子由静止加速到。已知质子的比荷 （1）（3分）这次治疗中加速质子所需要的电压为__________ V。 （2）（2分）要实现杀死恶性细胞的目的，质子的能量要足够大。为了使质子获得更高的能量，请提出一种可行的办法：_______________________________。 3．（5分）真空中的某装置如图所示，竖直放置的平行金属板A、B之间有加速电场，加速电压为U0；水平放置的平行金属板C、D之间有偏转电场，偏转电压为U1，C、D两板间的距离为d。从S点释放一初速度为0、质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力），粒子被加速电场加速后沿图中虚线方向进入偏转电场，离开偏转电场时粒子偏离图中虚线的距离为y。 （1）（2分）求该粒子离开加速电场时的速度v； （2）（3分）仍从S点释放另一初速度为0、质量为2m、电荷量为q的带正电粒子，小明认为这个粒子离开偏转电场时偏离图中虚线的距离仍为y。分析论证小明的观点是否正确。 五、电池的研究(28分) 1．（3分）某同学在研究电池性质时，利用DIS测电源的电动势和内阻实验中。 下图中，代表电流传感器，代表电压传感器，为变阻器，为定值电阻。则下面各电路图中，图_____是合理正确实验电路图。 A．B．C．D． 2．（4分）上题中挑选合理电路连接，调节滑动变阻器，记录电压表和微安表的示数。作出图像，如图所示。由图像求得电池的电动势_____（答案保留两位小数），内阻_____。 3．（3分）用右上电路也可以进行测量。连好电路后闭合开关，发现滑动变阻器的滑片在较大范围内调节时，电压表示数变化不明显，其原因是所选用的滑动变阻器( ) A．最大阻值过小 B．最大阻值过大 4．（4分）某同学利用DIS系统、定值电阻、电阻箱等实验器材测量电池的电动势和内阻，实验装置如图甲所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值，用电压传感器测得路端电压，并在计算机上显示出如图乙所示的关系图线，重复上述实验方法测量电池的电动势和内阻，得到图乙中的图线，由图线可知( ) A．， B．， C．， D．， 5．（14分）（计算）如图所示，电源（，）由个电动势均为1.5V，内阻均为的电池串联所组成（，），合上开关，变阻器的滑动头从端滑至端的过程中，电路中的一些物理量的变化由图甲、乙、丙三个图给出，电表、导线对电路的影响不计。求： （1）（3分）组成电源的串联电池的个数. （2）（3分）变阻器总阻值。 （3）（8分）甲、乙、丙三个图上的a、b、c、d各点的坐标。 （甲图为输出功率与路端电压关系曲线；乙图为路端电压与总电流关系曲线；丙图为电源的效率与外电路电阻关系曲线。这里的效率指电源的输出功率与总功率的比值。） / 学科网（北京）股份有限公司 $可学科网·学易金卷 www zxxk.com 做好卷，就用学易金卷 2026-2027学年上海市高二物理上学期期中模拟卷 (考试时间：60分钟，分值：100分) 考生注意： 1.本试卷标有“多选”的试题，每小题有2~3个正确选项，未特别标注的选择类试题，均只有1个正确 选项 2. 在列式计算，逻辑推理以及简答，论证题的过程书写中，必须给出必要的文字说明，公式，演算 和图示 3.试卷共6页，请自行打印完成在原卷或附纸上，如简答题书写区域不够可自行附纸，如：第四大题 T3过程如下： 4.请自备科学计算器并准确填写考号 5.测试范围：沪科版2021必修第三册，第910章 6. 若无特殊说明，本卷所用重力加速度g大小均取10m/s2 一、锂电池储能(15分) 近年来，我国在开发新能源方面发展迅速。锂电池由于具有较高的能量及更具环保性，已经开始 全面取代传统的铅酸、镍氢和镍镉电池，成为目前重要的储能元件。 1.(2分)锂电池容量为20Ah。则20A·h表示该电池的() A.电压 B.电量 C.电流 D.电功率 2.(2分)某锂离子移动过程中，仅电场力做正功2×102J,则该锂离子() A.电势能增加2×102J B.电势能减少2×102J C.动能减少2×102J D.机械能减少2×102J 3.(4分)若锂电池的电动势为3.7V,则外电路断开时，锂电池两极间的电压为V。若该锂电 池外电路短路时电流为2A,则锂电池的内阻为 4.(3分)现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为，输出 电流为工，手机电池的内阻为r,下列说法正确的是() 充电器 锂电池 A.充电器输出的电功率为UⅡ-r B.充电器输出的电功率为UⅡ+r C.锂电池产生的热功率为Ir D.锂电池产生的热功率为UI 5.(4分)测量某一锂电池的电动势和内阻：某次实验得到的电源的图线如图所示，由实验图线 的拟合方程y=-1.03x+2.82可得，该电源的电动势EV,内阻=2。 1/6 西学科网学易金卷 www zxxk.com 做好卷，就用学易金卷 UV A 二、静电学(16分)》 静电学是研究“静止电荷”的特性及规律的一门学科。静电是指静电荷，是电荷在静止状态时 的称呼。而静止电荷所建立的电场称为静电场，它是不随时间变化的电场。静电场对于场中的电荷有 作用力。 1.(2分)用来描述静电场强弱的物理量是() A.电场力 B.电势 C.电场强度 D.电势能 2.(3分)两个带电小球静止时细线与竖直方向的夹角分别为心、B,两球在同一水平面上，A、B两小 球的质量与电量分别为m、h,、q,若心B,则( LLLLLLEELELLELELEELLEELELE mg m2 g A.m,受到的库仑力大于受到的库仑力 B.m,受到细线的拉力大于受到细线的拉力 C.g<g D.m<m 3.(2分)如图，水平平行线代表电场线，但未指明方向，带电量为10℃的正电微粒，在电场中只受 电场力的作用，由A运动到B,动能损失2×10灯，A点的电势为2×103V,则该微粒运动轨迹是虚线 (选填“1”或“2”)，电场线方向为 (填“向左”或者“向右”) 4.(3分)如图，A、B为一对等量同种电荷连线上的两点（其中B为中点），C为连线的中垂线上的 一点。将一个电荷量为-g的负点电荷自A沿直线移到B,再沿直线移到C分析此过程中该电荷的电势 能的变化情况。 216 耐学科网·学易金卷 www zxxk.com 做好卷，就用学易金卷 ⊕ B 5.(6分)在“用传感器观察电容器的充、放电现象”实验中，按如图所示连接电路。 电流 传感器 电压 传感器 R b 图甲 (1)(2分)如图甲所示，将开关S拨向 (选填“1”或“2”）时，可研究电容器的充电过 程；在充电过程中，流经电阻R的电流方向为 (选填“到b”或“到a”)。 (2)(4分)（多选）电容器在整个充放电过程中，电流传感器中的电流电压传感器中电压随时间 变化的图像，可能正确的是( >D.O 三、北斗导航(17分) 北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统，目前由五十多颗地球同步卫星及中圆地 球轨道卫星组成。卫星绕地球的运动可近似视为匀速圆周运动。地球同步卫星绕地球转动的半径约为 地球半径的6.6倍，中圆地球轨道卫星的轨道半径约为地球半径的4倍。 1.(2分)中圆地球轨道卫星在轨道上运行时所受地球引力大小约为它在地球表面所受地球引力大小 的() 4司 B.4 c 2.(3分)（多选）相比地球同步卫星，中圆地球轨道卫星在轨时具有更大的() A.角速度 B.线速度 C.周期 D.向心加速度 3.(4分=1+3)一颗地球同步卫星的质量为m,其运行时的线速度为V,则该卫星的动能为 以无穷远为零势能面，该卫星的引力势能为 4.(4分)中圆地球轨道卫星以约3.8ks的速度绕地球运行。卫星搭载高精度原子钟，但若不修正 相对论效应，每天计时将产生偏差。考虑狭义相对论效应，地球上的人会发现卫星上的钟每天变 (选涂：A.快B.慢)7微秒；真空中电磁波在该时间差内可以传播 m。 316 可学科网·学易金卷 www.zxxk.com 做好卷，就用学易金卷 5.(4分)散热是研制北斗卫星过程中的一项关键技术。为监测散热系统性能，利用某导电材料制成 了一个体积恒定为20cm3的圆柱形传感元件，连接方式如图(a)。实验测得该元件的电阻R与长度平 方2的关系如图(b)所示。则该材料的电阻率约为 .mo R/2 70.0 60.0 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0100200300400500600 L/cm2 图(a) 图b) 四、静电加速器(24分) 静电加速器是以静电型高压发生器作为高压电源的加速器。按照加速粒子的不同，它可分为正离 子静电加速器和电子静电加速器两类。静电加速器通过输电带将喷电针电晕放电的电荷输送到一个绝 缘的空心金属电极内，使之充电至高电压来加速带电粒子。 1.(14分)如图，用两个平行金属板制作一个直线加速器，两极板间的电压为U,两极板间距为d 电子电量为e、质量为m 电子 U (加速电压) (1) (2分)若每个极板的带电量为Q、把两个平行金属板看作一个电容器，其电容为() A. B. 29 U 2U U C. 9 0.0 (2)(4分)两平行金属板间的电场强度为 在图中画出电场线。 (3)(4分)电子在加速器中的加速度为 计算加速度时 (选填“可以”或“不 可以”)忽略电子的重力。 (4)(4分)若电子的初速度为零、经过此加速电场获得的动能为 其是由 (能 量)转化而来。 2.(5分)“质子疗法”是治疗某些肿瘤的方法之一，其原理是先将质子通过电场加速到较高的能 量，然后用质子轰击肿瘤，杀死其中的恶性细胞。在某次治疗中，需要将质子由静止加速到 1.0x10'mS。已知质子的比荷9=10Ckg 416 可学科网·学易金卷 www zxxk.com 做好卷，就用学易金卷 (1)(3分)这次治疗中加速质子所需要的电压为 V。 (2)(2分)要实现杀死恶性细胞的目的，质子的能量要足够大。为了使质子获得更高的能量，请提 出一种可行的办法： 3.(5分)真空中的某装置如图所示，竖直放置的平行金属板A、B之间有加速电场，加速电压为； 水平放置的平行金属板C、D之间有偏转电场，偏转电压为☑，C、D两板间的距离为d,从S点释放一初 速度为0、质量为m、电荷量为的带正电粒子（不计重力），粒子被加速电场加速后沿图中虚线方向 进入偏转电场，离开偏转电场时粒子偏离图中虚线的距离为y。 C S A B D (1)(2分)求该粒子离开加速电场时的速度v; (2)(3分)仍从S点释放另一初速度为0、质量为2m、电荷量为g的带正电粒子，小明认为这个粒子 离开偏转电场时偏离图中虚线的距离仍为y。分析论证小明的观点是否正确。 五、电池的研究(28分) 1.(3分)某同学在研究电池性质时，利用DIS测电源的电动势和内阻实验中。 下图中，A代表电流传感器，B代表电压传感器，R为变阻器，R为定值电阻。则下面各电路图中， 图是合理正确实验电路图。 A.B E.r B E.r D.A E R 2.(4分)上题中挑选合理电路连接，调节滑动变阻器，记录电压表和微安表的示数。作出U-I图 像，如图C所示。由图像求得电池的电动势E=V(答案保留两位小数)，内阻r=k2。 1.75 1.50 125 1.00 0.75 (v ■■■■■■■■■ 0.50 102030 40 50 I/A HA) 图c 516 西学科网·学易金卷 www.zxxk.com 做好卷，就用学易金卷 3.(3分)用右上电路也可以进行测量。连好电路后闭合开关，发现滑动变阻器的滑片在较大范围内 调节时，电压表示数变化不明显，其原因是所选用的滑动变阻器() A.最大阻值过小 B.最大阻值过大 4.(4分)某同学利用DIS系统、定值电阻R、电阻箱R等实验器材测量电池a的电动势E,和内阻 ,实验装置如图甲所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R,用电压传感 器测得路端电压U,并在计算机上显示出如图乙所示的】关系图线a,重复上述实验方法测量电 UR 池b的电动势E,和内阻，得到图乙中的图线b,由图线可知() /V- 数据 电压 采集器 传感器 /2 计算机 甲 乙 A.Ea>Ep;ra> B.E。<E6,a=r6 C.E。=Eb,ra<% D.E。<E6,a<6 5.(14分)（计算）如图所示，电源(E,r)由n个电动势E。均为1.5V,内阻均为的电池串联所 组成(E=nE。,r=%)，合上开关S,变阻器的滑动头C从A端滑至B端的过程中，电路中的一些 物理量的变化由图甲、乙、丙三个图给出，电表、导线对电路的影响不计。求： P/W 47/% 4.5 A 80 R/2 乙 丙 (1)(3分)组成电源的串联电池的个数n. (2)(3分)变阻器总阻值。 (3)(8分)甲、乙、丙三个图上的a、b、c、d格点的坐标。 (甲图为输出功率与路端电压关系曲线；乙图为路端电压与总电流关系曲线；丙图为电源的效率与外 电路电阻关系曲线。这里的效率指电源的输出功率与总功率的比值。) 616可学科网·学易金卷 www.zxxk.com 做好卷，就用学易金卷 2026-2027学年上海市高二物理上学期期中模拟卷 与全解全析 (考试时间：60分钟，分值：100分) 考生注意： 1.本试卷标有“多选”的试题，每小题有2~3个正确选项，未特别标注的选择类试题，均只有1个正确 选项 2.在列式计算，逻辑推理以及简答，论证题的过程书写中，必须给出必要的文字说明，公式，演算 和图示 3.试卷共6页，请自行打印完成在原卷或附纸上，如简答题书写区域不够可自行附纸，如：第四大题 T3过程如下： 4. 请自备科学计算器并准确填写考号 5.测试范围：沪科版2021必修第三册，第910章 6. 若无特殊说明，本卷所用重力加速度g大小均取101m/s2 一、锂电池储能(15分) 近年来，我国在开发新能源方面发展迅速。锂电池由于具有较高的能量及更具环保性，已经开始 全面取代传统的铅酸、镍氢和镍镉电池，成为目前重要的储能元件。 1.(2分)锂电池容量为20A·h。则20Ah表示该电池的( ) A.电压 B.电量 C.电流 D.电功率 2.(2分)某锂离子移动过程中，仅电场力做正功2×102J,则该锂离子() A.电势能增加2×102J B.电势能减少2×102J C.动能减少2×102J D.机械能减少2×102J 3.(4分)若锂电池的电动势为3.7V,则外电路断开时，锂电池两极间的电压为V。若该锂电 池外电路短路时电流为2A,则锂电池的内阻为 。 4.(3分)现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U输出 电流为工，手机电池的内阻为r,下列说法正确的是() 充电器 锂电池 A.充电器输出的电功率为U-, B.充电器输出的电功率为M+r C.锂电池产生的热功率为？r D.锂电池产生的热功率为U 1/12 可学科网·学易金卷 www zxxk.com 做好卷，就用学易金卷 5.(4分)测量某一锂电池的电动势和内阻：某次实验得到的电源的图线如图所示，由实验图线 的拟合方程y=-1.03x+2.82可得，该电源的电动势BV,内阻=2。 UV IA 1.B2.B3.3.7 1.854.C5.2.821.03 【详解】1.电流的定义式为1号，变形可得电量0=血，其中电流1的单位为安培()，时间1的 单位为小时(h),因此A·h是电量的常用单位，20Ah表示该电池的电量，B正确，ACD错误。 故选B 2.根据功能关系可得，电场力做正功，电势能减小，动能增加，所以电场力做正功2×102J,即电 势能减小2×102J,动能增加2×102J,B正确，ACD错误。 故选B。 3.[1]外电路断开时，电路中无电流，电池的路端电压等于电动势，因此锂电池两极间的电压为 3.7V [回)外电路短路时，外电阻为0，根锯闭合电路欧姆定律1-仁，变形得内阻，气。代入E=3.7八， I=2A可得r=1.852 4.充电器输出的电功率为P=1,而电池产生的热功率为P热=”，C正确，ABD错误。 故选C。 5.[1]根据闭合电路欧姆定律可得U=E-Ir,对比y=-1.03x+2.82可得E=2.82V [2]根据闭合电路欧姆定律可得U=E-Ir,对比y=-1.03x+2.82 斜率绝对值即内阻，可得r=1.032 二、静电学(16分) 静电学是研究“静止电荷”的特性及规律的一门学科。静电是指静电荷，是电荷在静止状态时 的称呼。而静止电荷所建立的电场称为静电场，它是不随时间变化的电场。静电场对于场中的电荷有 作用力。 1.(2分)用来描述静电场强弱的物理量是() A.电场力 B.电势 C.电场强度 D.电势能 2/12 可学科网·学易金卷 www zxxk.com 做好卷，就用学易金卷 2.(3分)两个带电小球静止时细线与竖直方向的夹角分别为心B,两球在同一水平面上，A、B两小 球的质量与电量分别为m、,m、q必，若心B,则( LLLELEEEEEEELLEEEE a B migI m292 A.m,受到的库仑力大于，受到的库仑力 B.m,受到细线的拉力大于m,受到细线的拉力 C.91〈92 D.m1< 3.(2分)如图，水平平行线代表电场线，但未指明方向，带电量为10℃的正电微粒，在电场中只受 电场力的作用，由A运动到B,动能损失2×104灯，A点的电势为2×103V,则该做粒运动轨迹是虚线 (选填“1”或“2”)，电场线方向为 (填“向左”或者“向右”) B A..--- 4.(3分)如图，A、B为一对等量同种电荷连线上的两点（其中B为中点），C为连线的中垂线上的 一点。将一个电荷量为-g的负点电荷自A沿直线移到B,再沿直线移到C。分析此过程中该电荷的电势 能的变化情况。 ⊕ 5.(6分)在“用传感器观察电容器的充、放电现象”实验中，按如图所示连接电路。 1 电流 传感器 电压 传感器 5 图甲 (1)(2分)如图甲所示，将开关$拨向 (选填“1”或“2”)时，可研究电容器的充电过 程；在充电过程中，流经电阻R的电流方向为 (选填“到b”或“到a”）。 3/12 可学科网·学易金卷 www zxxk.com 做好卷，就用学易金卷 (2)(4分)（多选）电容器在整个充放电过程中，电流传感器中的电流电压传感器中电压随时间 变化的图像，可能正确的是( A. U 1.C2.D3.2 向左4.自A沿直线到B电势能增加，自B沿直线到C电势能增加 5.(1)1 b到a (2)AC 【详解】1.用来描述静电场强弱的物理量是电场强度，故选C。 2.A.m受到的库仑力与m,受到的库仑力是一对相互作用力，大小相等，故A错误； BCD,对两球受力正交分解，绳子拉力I,= ,T。-sinB F晖 sina 重力m8= F ,m28=- F tan a tan B 因心B,故TA<Tg,m,<m2,无法判断电荷量的大小，故BC错误，D正确。 故选D 3.[1][2]正电微粒由A运动到B,动能损失，则电场力做负功，方向向左，轨迹在力与速度方向所夹 的区域，故轨迹是虚线“2”，电场线方向为向左。 4.根据等量同种电荷电场线的特点，负电荷自A沿直线移到B,再沿直线移到C,均顺着电场线运 动，电势能都增加。 5.【详解】(1)如图甲所示，将开关S拨向1时，可研究电容器的充电过程；在充电过程中，流经电 阻R的电流方向为b到a (2）在开始充电的瞬间，电容器极板两端电压为零，电荷量变化率刚开始比较大，随着电容极板上 电荷数量的增加，电荷量变化率减小；根据Q=C,可知极板间电压逐渐增大，且变化率减小；由 【=9可知充电电流逐渐减小，电容器放电时，两极板间电压逐渐减小，且变化率减小，电流反向， △ 逐渐减小，故AC正确，BD错误。故选AC。 三、北斗导航(17分) 北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统，目前由五十多颗地球同步卫星及中圆地 4/12 可学科网·学易金卷 www zxxk.com 做好卷，就用学易金卷 球轨道卫星组成。卫星绕地球的运动可近似视为匀速圆周运动。地球同步卫星绕地球转动的半径约为 地球半径的6.6倍，中圆地球轨道卫星的轨道半径约为地球半径的4倍。 1.(2分)中圆地球轨道卫星在轨道上运行时所受地球引力大小约为它在地球表面所受地球引力大小 的() 4司 B.d 1 1 0.16 2.(3分)（多选）相比地球同步卫星，中圆地球轨道卫星在轨时具有更大的( A.角速度 B.线速度 C.周期 D.向心加速度 3.(4分=1+3)一颗地球同步卫星的质量为m,其运行时的线速度为v,则该卫星的动能为 以无穷远为零势能面，该卫星的引力势能为 4.(4分)中圆地球轨道卫星以约3.8ks的速度绕地球运行。卫星搭载高精度原子钟，但若不修正 相对论效应，每天计时将产生偏差。考虑狭义相对论效应，地球上的人会发现卫星上的钟每天变 (选涂：A.快B.慢)7微秒；真空中电磁波在该时间差内可以传播 m 5.(4分)散热是研制北斗卫星过程中的一项关键技术。为监测散热系统性能，利用某导电材料制成 了一个体积恒定为20cm3的圆柱形传感元件，连接方式如图(a)。实验测得该元件的电阻R与长度平 方2的关系如图(b)所示。则该材料的电阻率约为 .m +R/2 70.0 60.0 50.0 40.0 30.0 20.0 10.07 01002003004050600Lem 图(a) 图b) 1.D 2.ABD 3. -mv2 4.B 2100 5.2.4×10-2 【详解】1.设地球半径为R,卫星在地面引力为F=G R2 中圆轨道半径4=4机，卫星在中圆轨道所受引力R=GM伽=1GMm (4R)216R2 F:F=GM:GMm=1:16 R216R2 故选D。 2.同步卫星轨道半径=6.6R,中圆轨道半径=4R,卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供 向心力，有G2=m=ma 5/12 可学科网·学易金卷 www zxxk.com 做好卷，就用学易金卷 B.公式变形有，线速度v GM 半径越小，线速度越大，故B正确； r GM A.角速度o=二= 半径越小，角速度越大，故A正确； C.周期T= 2πr =2π 半径越小，周期越小，故C错误； N GM GM D.向心加速度a= 2, 半径越小，加速度越大，故D正确。 故选ABD 1 3.[1]根据动能公式E,=。mv2 2 [2]卫星绕地球运动，万有引力提供向心力GMm= m 以无穷远为零势能面，引力势能E,=-GMm r 联立解得E。=-mv 4.[1]卫星相对地面高速运动v=3.8km/s=3.8×103m/s,真空光速c=3.0×108m/s,根据狭义相对论， 时间膨胀的洛伦兹因子 地面参考系为静止系，卫星上随动参考系测得的固有时间间隔为△x,地面上测得的时间间隔为△1， 两者满足△t=y△t 3.8×103 ≈1.6×1010，故y>1,所以地面测得的时间比卫星自身经历的时间更长，即地面 3.0×108 观察者认为卫星上的钟变慢了。 故选B。 [2]真空中电磁波在△t=7×106s内传播的距离s=c△1=3.0×103×7×106=2100m 5.圆柱形元件体积V=20cm3=2.0×105m3,图(b)为R-2过原点直线，取点R=60.02, L2=500cm2=5.0×102m2 据电阻定律R三P长，又V=SL,联过有P 斜率k=R。60.0 AL5.0x10=1.2x1021m2 做p=y2x10x2.0x10'=24x100:m 四、静电加速器(24分) 6/12 学科网·学易金卷 www.zxxk.com 做好卷，就用学易金卷 静电加速器是以静电型高压发生器作为高压电源的加速器。按照加速粒子的不同，它可分为正离 子静电加速器和电子静电加速器两类。静电加速器通过输电带将喷电针电晕放电的电荷输送到一个绝 缘的空心金属电极内，使之充电至高电压来加速带电粒子。 1.(14分)如图，用两个平行金属板制作一个直线加速器，两极板间的电压为U两极板间距为d 电子电量为e、质量为m 电子 U (加速电压) (1)(2分)若每个极板的带电量为Q、把两个平行金属板看作一个电容器，其电容为() 号 B. 20 c. 0 D. 2U 0 (2)(4分)两平行金属板间的电场强度为 在图中画出电场线。 (3)(4分)电子在加速器中的加速度为 计算加速度时 (选填“可以”或“不 可以”)忽略电子的重力。 (4)(4分)若电子的初速度为雾、经过此加速电场获得的动能为 其是由 (能 量)转化而来。 2.(5分)“质子疗法”是治疗某些肿瘤的方法之一，其原理是先将质子通过电场加速到较高的能 量，然后用质子轰击肿瘤，杀死其中的恶性细胞。在某次治疗中，需要将质子由静止加速到 1.0x10mS。已知质子的比荷9=10Ckg m (1)(3分)这次治疗中加速质子所需要的电压为 V。 (2)(2分)要实现杀死恶性细胞的目的，质子的能量要足够大。为了使质子获得更高的能量，请提 出一种可行的办法： 3.(5分)真空中的某装置如图所示，竖直放置的平行金属板A、B之间有加速电场，加速电压为； 水平放置的平行金属板C、D之间有偏转电场，偏转电压为，C、D两板间的距离为d从S点释放一初 速度为0、质量为m、电荷量为的带正电粒子（不计重力），粒子被加速电场加速后沿图中虚线方向 进入偏转电场，离开偏转电场时粒子偏离图中虚线的距离为y。 7112 可学科网·学易金卷 www zxxk com 做好卷，就用学易金卷 C A B D (1)(2分)求该粒子离开加速电场时的速度ⅴ； (2) (3分)仍从S点释放另一初速度为0、质量为2m、电荷量为g的带正电粒子，小明认为这个粒子 离开偏转电场时偏离图中虚线的距离仍为y。分析论证小明的观点是否正确。 X 电子 1.A 0 eU 可以 电势能/电场能 md U (加速电压) 2.5×103 增大加速电压 3. (1) 2g0;(②)小明观点正确 m 【详解】1.[1]根据电容的定义式可得C=是 故选A。 U [2]两平行金属板间的电场强度为匀强电场，电场强度大小为E= d [3]匀强电场线为平行等间距的直线，且由高电势指向低电势，如图所示 电子 U (加速电压) [4]根据牛顿第二定律可得a=eE=e心 m md [5]由于电子所受重力相对于电场力很小，可以忽略不计； [6]根据动能定理可知，若电子的初速度为雾，经过此加速电场获得的动能为E,=U [7]由于电子运动过程中电场力做正功，电势能减小，减小的电势能转化为动能。 8/12 可学科网·学易金卷 www zxxk.com 做好卷，就用学易金卷 【详解】2。[1]质子加速运动的过程中，根据动能定理有gU= 代入数据解得加速质子所需要的电压为U=m -=5×105V 2g [2]由(1)中分析可知，增大加速电压，可使质子获得更高的能量。 (其他办法，合理即可) 【详解】3。们根据动能定理可得q,号m-0所以v- 2qUo (2)粒子进入偏转电场做类平抛运动，水平方向有1=vt 整直方向有)y心，a=听-码 U12 联立可得y= m md AdUo 由此可知，粒子先在电场中加速后偏转，离开偏转电场时偏离虚线的距离与粒子的质量、电荷量均无 关，所以仍从S点释放另一初速度为0、质量为2m、电荷量为q的带正电粒子，离开偏转电场时偏离图 中虚线的距离仍为y,即小明的观点正确。 五、电池的研究(28分) 1.(3分)某同学在研究电池性质时，利用DIS测电源的电动势和内阻实验中。 下图中，A代表电流传感器，B代表电压传感器，R为变阻器，R为定值电阻。则下面各电路图中， 图是合理正确实验电路图。 R S A.B E.r B B E,r C. A B Er D. A E. 2.(4分)上题中挑选合理电路连接，调节滑动变阻器，记录电压表和微安表的示数。作出U-I图 像，如图C所示。由图像求得电池的电动势E=V(答案保留两位小数)，内阻r=k2。 1.75 1.50 1.25 1.00 R 0.75 0.5 0 102030 40 50 /A A 图c 3.(3分)用右上电路也可以进行测量。连好电路后闭合开关，发现滑动变阻器的滑片在较大范围内 调节时，电压表示数变化不明显，其原因是所选用的滑动变阻器() 9112 可学科网·学易金卷 www zxxk.com 做好卷，就用学易金卷 A.最大阻值过小N B.最大阻值过大 4.(4分)某同学利用DIS系统、定值电阻R、电阻箱R等实验器材测量电池a的电动势E,和内阻 ,实验装置如图甲所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电压传感 器测得路端电压U,并在计算机上显示出如图乙所示的 11 关系图线a,重复上述实验方法测量电 池b的电动势E,和内阻，得到图乙中的图线b,由图线可知() /V- 数据 电压 采集器 传感器 /2 计算机 甲 乙 A.E。>E6,ra>r B.E。<E6,ra=ra C.E。=E6,r<6 D.E。<E6,a<r6 5.(14分)（计算）如图所示，电源(E,r）由n个电动势E均为1.5V,内阻均为6的电池串联所 组成(E=nE。,r=r)，合上开关S,变阻器的滑动头C从A端滑至B端的过程中，电路中的一些 物理量的变化由图甲、乙、丙三个图给出，电表、导线对电路的影响不计。求： P/W /% 49 A 80 R/2 乙 丙 (1)(3分)组成电源的串联电池的个数n. (2) (3分)变阻器总阻值。 (3)(8分)甲、乙、丙三个图上的a、b、c、d恪点的坐标。 (甲图为输出功率与路端电压关系曲线；乙图为路端电压与总电流关系曲线；丙图为电源的效率与外 电路电阻关系曲线。这里的效率指电源的输出功率与总功率的比值。) 1.C2.1.60 203.A4.B5.(1)4;(2)82;(3)所以a点的坐标为 (0.6,4.8);b点的坐标为(3,4.5)；c点的坐标为(4.8,2.88)；d点的坐标为(8,80)。 【详解】1.要测量电源的电动势和内阻，电流传感器A需串联在电路中测总电流，电压传感器B需并 联在电源两端（或变阻器R与定值电阻R外电路两端）测路端电压。定值电阻R要起到保护电路和分 压的作用，且开关要控制整个电路，所以综合考虑，图C是合理正确实验电路图。 故选C。 10/12 可学科网.学易金卷 www zxxk com 做好卷，就用学易金卷 2.[1][2]根据闭合电路欧姆定律有E=U+r 变形得U=-rl+E 所以U-I图像与纵轴的截距即为电源的电动势，故电源的电动势为E=1.60V 同理U-I图像斜率的绝对值即为电源的内阻，故电源的内阻为 AU_1.60-0.602=2.0x10°2=20k2 r= 50×106 包根据闭合电路欧姆定律可知电压表的示数为U二E-r=￡R1,” 其中为滑动变阻器接入电路的阻值，电压表示数变化不明显，说明滑动变阻器阻值的变化对电路总 电阻、总电流的影响极小。若滑动变阻器最大阻值过大，则其阻值在大范围调节时，滑动变阻器阻值 的变化会显著改变总电阻，则电压表示数会明显变化；若最大阻值过小，滑动变阻器阻值的变化不会 显著改变总电阻，那么路端电压的变化也就不明显。 故选A 4,根据闭合电路欧姆定律有E=U+r=U+ R 变形得上11 U-ERE 一十 此式为日关系的线性方程，形彩式为)=如+6 所以。只图像与级轴的酸距为6-君 E 解得电源的电动势为五一方 1 由图乙可知，由于图线a的纵轴截距大于图线b的纵轴截距，所以有E。<E, 同理 】图像的斜率为k= E =0时，即y=0时，解得x三- 由图乙可知，丙图线与横轴的交点相等，即飞一《， 整理得Kk 11 又因为6石质-官代入上式得号号 ra T E。Eb 解得r。=6 11112 画学科网·学易金卷 www zxxk com 做好卷，就用学易金卷 故选B。 5.(1)根据闭合电路欧姆定律有U=E-lr=nE,-I 由乙图可知当U=0时，1=3A,解得6=0.52 由分析可知当电路的外电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大。设电源输出功率最大时电路中 EE 的电流为1，则根据闭合电路欧姆定律有人=R4+,2r 所以此时电源的最大输出功率为卫。=风，=，（二， E2 2=4 由甲图可知，电源的最大输出功率为P=4.5W,代入上式解得电源的总内阻为r=22 所以组成电源的串联电池的个数为n=”=22 60.52 4 生×100%= 1Ro (②)电源的效率为”= P(R外+r) 100%=1 -×100% R外 即电源的效率随着外电阻的增大而增大，所以当变阻器的阻值全部接入电路时，电源的效率最大，由 丙图可知电源的最大效率为n=80%,代人上式解得变阻器总阻值为R=82 (3)由上面分析可知，电源的总电动势为E=nE。=6V 电路中的最小电流为1m=E。=,6.A=0.6A r+R2+8 则电源的最大输出电压为Uax=E-Imn”=4.8V 所以a点的坐标为(0.6,4.8)；当电源的输出功率最大时，内外电路阻值相等，所以此时电源的路端电 压为叫=E=3V 所以6点的坐标为3,45)：当路端电压最大时，电源的输出功率为P-C二-48W=2.8W R 8 所以c点的坐标为(4.8,2.88)；由丙图可知电源的最大效率为7=80%，此时R-=82,所以d点的坐标为 (8,80). 12112 2026-2027学年上海市高二物理上学期期中模拟卷 与全解全析 （考试时间：60分钟，分值：100分） 考生注意： 1. 本试卷标有“多选”的试题，每小题有2~3个正确选项，未特别标注的选择类试题，均只有1个正确选项 1. 在列式计算，逻辑推理以及简答，论证题的过程书写中，必须给出必要的文字说明，公式，演算和图示 1. 试卷共6页，请自行打印完成在原卷或附纸上，如简答题书写区域不够可自行附纸，如：第四大题T3过程如下： 1. 请自备科学计算器并准确填写考号 1. 测试范围：沪科版2021必修第三册，第9~10章 1. 若无特殊说明，本卷所用重力加速度g大小均取10m/s2 一、锂电池储能(15分) 近年来，我国在开发新能源方面发展迅速。锂电池由于具有较高的能量及更具环保性，已经开始全面取代传统的铅酸、镍氢和镍镉电池，成为目前重要的储能元件。 1．（2分）锂电池容量为 。则 表示该电池的( ) A．电压 B．电量 C．电流 D．电功率 2．（2分）某锂离子移动过程中，仅电场力做正功 ，则该锂离子( ) A．电势能增加 B．电势能减少 C．动能减少 D．机械能减少 3．（4分）若锂电池的电动势为3.7 V，则外电路断开时，锂电池两极间的电压为_____V。若该锂电池外电路短路时电流为2 A，则锂电池的内阻为_______Ω。 4．（3分）现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是( ) A．充电器输出的电功率为 B．充电器输出的电功率为 C．锂电池产生的热功率为 D．锂电池产生的热功率为 5．（4分）测量某一锂电池的电动势和内阻：某次实验得到的电源的U–I图线如图所示，由实验图线的拟合方程可得，该电源的电动势E=______V，内阻r=______Ω。 1．B 2．B 3．3.7 1.85 4．C 5．2.82 1.03 【详解】1．电流的定义式为，变形可得电量。其中电流 的单位为安培（A），时间的单位为小时（h），因此是电量的常用单位， 表示该电池的电量，B正确，ACD错误。 故选B。 2．根据功能关系可得，电场力做正功，电势能减小，动能增加，所以电场力做正功 ，即电势能减小 ，动能增加 ，B正确，ACD错误。 故选B。 3．[1]外电路断开时，电路中无电流，电池的路端电压等于电动势，因此锂电池两极间的电压为 [2]外电路短路时，外电阻为0，根据闭合电路欧姆定律，变形得内阻。代入，可得 4．充电器输出的电功率为，而电池产生的热功率为 ，C正确，ABD错误。 故选C。 5．[1]根据闭合电路欧姆定律可得，对比 可得 [2]根据闭合电路欧姆定律可得，对比 斜率绝对值即内阻，可得 二、静电学(16分) 静电学是研究“静止电荷”的特性及规律的一门学科。静电是指静电荷，是电荷在静止状态时的称呼。而静止电荷所建立的电场称为静电场，它是不随时间变化的电场。静电场对于场中的电荷有作用力。 1．（2分）用来描述静电场强弱的物理量是( ) A．电场力 B．电势 C．电场强度 D．电势能 2．（3分）两个带电小球静止时细线与竖直方向的夹角分别为α、β，两球在同一水平面上，A、B两小球的质量与电量分别为m1、q1，m2、q2，若α>β，则( ) A．m1受到的库仑力大于m2受到的库仑力 B．m1受到细线的拉力大于m2受到细线的拉力 C．q1 < q2 D．m1 < m2 3．（2分）如图，水平平行线代表电场线，但未指明方向，带电量为10-5C的正电微粒，在电场中只受电场力的作用，由A运动到B，动能损失2×10-4J，A点的电势为2×10³V，则该微粒运动轨迹是虚线________（选填“1”或“2”），电场线方向为_______ （填“向左”或者“向右”） 4．（3分）如图，A、B为一对等量同种电荷连线上的两点（其中B为中点），C为连线的中垂线上的一点。将一个电荷量为-q的负点电荷自A沿直线移到B，再沿直线移到C。分析此过程中该电荷的电势能的变化情况。 5．（6分）在“用传感器观察电容器的充、放电现象”实验中，按如图所示连接电路。 (1)（2分）如图甲所示，将开关S拨向___________（选填“1”或“2”）时，可研究电容器的充电过程；在充电过程中，流经电阻R的电流方向为___________（选填“a到b”或“b到a”）。 (2)（4分）（多选）电容器在整个充放电过程中，电流传感器中的电流I与电压传感器中电压U随时间变化的图像，可能正确的是( ) A． B． C． D． 1．C 2．D 3．2 向左 4．自A沿直线到B电势能增加，自B沿直线到C电势能增加 5．(1)1 b到a (2)AC 【详解】1．用来描述静电场强弱的物理量是电场强度，故选C。 2．A．m1受到的库仑力与m2受到的库仑力是一对相互作用力，大小相等，故A错误； BCD．对两球受力正交分解，绳子拉力， 重力， 因α>β，故，，无法判断电荷量的大小，故BC错误，D正确。 故选D。 3．[1][2]正电微粒由A运动到B，动能损失，则电场力做负功，方向向左，轨迹在力与速度方向所夹的区域，故轨迹是虚线“2”，电场线方向为向左。 4．根据等量同种电荷电场线的特点，负电荷自A沿直线移到B，再沿直线移到C，均顺着电场线运动，电势能都增加。 5．【详解】（1）如图甲所示，将开关S拨向1时，可研究电容器的充电过程；在充电过程中，流经电阻R的电流方向为b到a。 （2）在开始充电的瞬间，电容器极板两端电压为零，电荷量变化率刚开始比较大，随着电容极板上电荷数量的增加，电荷量变化率减小；根据Q=CU，可知极板间电压逐渐增大，且变化率减小；由可知充电电流逐渐减小，电容器放电时，两极板间电压逐渐减小，且变化率减小，电流反向，逐渐减小，故AC正确，BD错误。故选AC。 三、北斗导航(17分) 北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统，目前由五十多颗地球同步卫星及中圆地球轨道卫星组成。卫星绕地球的运动可近似视为匀速圆周运动。地球同步卫星绕地球转动的半径约为地球半径的6.6倍，中圆地球轨道卫星的轨道半径约为地球半径的4倍。 1．（2分）中圆地球轨道卫星在轨道上运行时所受地球引力大小约为它在地球表面所受地球引力大小的( ) A． B． C． D． 2．（3分）（多选）相比地球同步卫星，中圆地球轨道卫星在轨时具有更大的( ) A．角速度 B．线速度 C．周期 D．向心加速度 3．（4分=1+3）一颗地球同步卫星的质量为，其运行时的线速度为，则该卫星的动能为_______，以无穷远为零势能面，该卫星的引力势能为__________。 4．（4分）中圆地球轨道卫星以约的速度绕地球运行。卫星搭载高精度原子钟，但若不修正相对论效应，每天计时将产生偏差。考虑狭义相对论效应，地球上的人会发现卫星上的钟每天变__________（选涂：A．快  B．慢）7微秒；真空中电磁波在该时间差内可以传播__________m。 5．（4分）散热是研制北斗卫星过程中的一项关键技术。为监测散热系统性能，利用某导电材料制成了一个体积恒定为的圆柱形传感元件，连接方式如图（a）。实验测得该元件的电阻与长度平方的关系如图（b）所示。则该材料的电阻率约为__________。 1．D 2．ABD 3． 4．B 5． 【详解】1．设地球半径为，卫星在地面引力为 中圆轨道半径，卫星在中圆轨道所受引力 故选D。 2．同步卫星轨道半径，中圆轨道半径，卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有 B．公式变形有，线速度，半径越小，线速度越大，故B正确； A．角速度，半径越小，角速度越大，故A正确； C．周期，半径越小，周期越小，故C错误； D．向心加速度，半径越小，加速度越大，故D正确。 故选ABD。 3．[1]根据动能公式 [2]卫星绕地球运动，万有引力提供向心力 以无穷远为零势能面，引力势能 联立解得 4．[1]卫星相对地面高速运动，真空光速，根据狭义相对论，时间膨胀的洛伦兹因子 地面参考系为静止系，卫星上随动参考系测得的固有时间间隔为，地面上测得的时间间隔为，两者满足 因为，故，所以地面测得的时间比卫星自身经历的时间更长，即地面观察者认为卫星上的钟变慢了。 故选B。 [2]真空中电磁波在内传播的距离 5．圆柱形元件体积，图(b)为过原点直线，取点， 根据电阻定律，又，联立有 斜率 故 四、静电加速器(24分) 静电加速器是以静电型高压发生器作为高压电源的加速器。按照加速粒子的不同，它可分为正离子静电加速器和电子静电加速器两类。静电加速器通过输电带将喷电针电晕放电的电荷输送到一个绝缘的空心金属电极内，使之充电至高电压来加速带电粒子。 1．（14分）如图，用两个平行金属板制作一个直线加速器，两极板间的电压为U，两极板间距为d、电子电量为e、质量为m。 （1）（2分）若每个极板的带电量为Q、把两个平行金属板看作一个电容器，其电容为( ) A．      B．     C．         D．   （2）（4分）两平行金属板间的电场强度为________，在图中画出电场线。____ （3）（4分）电子在加速器中的加速度为_________，计算加速度时__________（选填“可以”或“不可以”）忽略电子的重力。 （4）（4分）若电子的初速度为零、经过此加速电场获得的动能为_________，其是由________（能量）转化而来。 2．（5分）“质子疗法”是治疗某些肿瘤的方法之一，其原理是先将质子通过电场加速到较高的能量，然后用质子轰击肿瘤，杀死其中的恶性细胞。在某次治疗中，需要将质子由静止加速到。已知质子的比荷 （1）（3分）这次治疗中加速质子所需要的电压为__________ V。 （2）（2分）要实现杀死恶性细胞的目的，质子的能量要足够大。为了使质子获得更高的能量，请提出一种可行的办法：_______________________________。 3．（5分）真空中的某装置如图所示，竖直放置的平行金属板A、B之间有加速电场，加速电压为U0；水平放置的平行金属板C、D之间有偏转电场，偏转电压为U1，C、D两板间的距离为d。从S点释放一初速度为0、质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力），粒子被加速电场加速后沿图中虚线方向进入偏转电场，离开偏转电场时粒子偏离图中虚线的距离为y。 （1）（2分）求该粒子离开加速电场时的速度v； （2）（3分）仍从S点释放另一初速度为0、质量为2m、电荷量为q的带正电粒子，小明认为这个粒子离开偏转电场时偏离图中虚线的距离仍为y。分析论证小明的观点是否正确。 1．A 可以 eU 电势能/电场能 2． 增大加速电压 3．（1）；（2）小明观点正确 【详解】1．[1]根据电容的定义式可得 故选A。 [2]两平行金属板间的电场强度为匀强电场，电场强度大小为 [3]匀强电场线为平行等间距的直线，且由高电势指向低电势，如图所示 [4]根据牛顿第二定律可得 [5]由于电子所受重力相对于电场力很小，可以忽略不计； [6]根据动能定理可知，若电子的初速度为零，经过此加速电场获得的动能为 [7]由于电子运动过程中电场力做正功，电势能减小，减小的电势能转化为动能。 【详解】2．[1]质子加速运动的过程中，根据动能定理有 代入数据解得加速质子所需要的电压为 [2] 由(1)中分析可知，增大加速电压，可使质子获得更高的能量。（其他办法，合理即可） 【详解】3．（1）根据动能定理可得 所以 （2）粒子进入偏转电场做类平抛运动，水平方向有 竖直方向有， 联立可得 由此可知，粒子先在电场中加速后偏转，离开偏转电场时偏离虚线的距离与粒子的质量、电荷量均无关，所以仍从S点释放另一初速度为0、质量为2m、电荷量为q的带正电粒子，离开偏转电场时偏离图中虚线的距离仍为y，即小明的观点正确。 五、电池的研究(28分) 1．（3分）某同学在研究电池性质时，利用DIS测电源的电动势和内阻实验中。 下图中，代表电流传感器，代表电压传感器，为变阻器，为定值电阻。则下面各电路图中，图_____是合理正确实验电路图。 A．B．C．D． 2．（4分）上题中挑选合理电路连接，调节滑动变阻器，记录电压表和微安表的示数。作出图像，如图所示。由图像求得电池的电动势_____（答案保留两位小数），内阻_____。 3．（3分）用右上电路也可以进行测量。连好电路后闭合开关，发现滑动变阻器的滑片在较大范围内调节时，电压表示数变化不明显，其原因是所选用的滑动变阻器( ) A．最大阻值过小 B．最大阻值过大 4．（4分）某同学利用DIS系统、定值电阻、电阻箱等实验器材测量电池的电动势和内阻，实验装置如图甲所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值，用电压传感器测得路端电压，并在计算机上显示出如图乙所示的关系图线，重复上述实验方法测量电池的电动势和内阻，得到图乙中的图线，由图线可知( ) A．， B．， C．， D．， 5．（14分）（计算）如图所示，电源（，）由个电动势均为1.5V，内阻均为的电池串联所组成（，），合上开关，变阻器的滑动头从端滑至端的过程中，电路中的一些物理量的变化由图甲、乙、丙三个图给出，电表、导线对电路的影响不计。求： （1）（3分）组成电源的串联电池的个数. （2）（3分）变阻器总阻值。 （3）（8分）甲、乙、丙三个图上的a、b、c、d各点的坐标。 （甲图为输出功率与路端电压关系曲线；乙图为路端电压与总电流关系曲线；丙图为电源的效率与外电路电阻关系曲线。这里的效率指电源的输出功率与总功率的比值。） 1．C 2．1.60 20 3．A 4．B 5．（1）4；（2）；（3）所以点的坐标为；点的坐标为；点的坐标为；点的坐标为。 【详解】1．要测量电源的电动势和内阻，电流传感器A需串联在电路中测总电流，电压传感器B需并联在电源两端（或变阻器与定值电阻外电路两端）测路端电压。定值电阻要起到保护电路和分压的作用，且开关要控制整个电路，所以综合考虑，图C是合理正确实验电路图。 故选C。 2．[1][2] 根据闭合电路欧姆定律有 变形得 所以图像与纵轴的截距即为电源的电动势，故电源的电动势为 同理图像斜率的绝对值即为电源的内阻，故电源的内阻为 3．根据闭合电路欧姆定律可知电压表的示数为 其中R为滑动变阻器接入电路的阻值，电压表示数变化不明显，说明滑动变阻器阻值的变化对电路总电阻、总电流的影响极小。若滑动变阻器最大阻值过大，则其阻值在大范围调节时，滑动变阻器阻值的变化会显著改变总电阻，则电压表示数会明显变化；若最大阻值过小，滑动变阻器阻值的变化不会显著改变总电阻，那么路端电压U的变化也就不明显。 故选A。 4．根据闭合电路欧姆定律有 变形得 此式为关系的线性方程，形式为 所以图像与纵轴的截距为 解得电源的电动势为 由图乙可知，由于图线的纵轴截距大于图线的纵轴截距，所以有 同理图像的斜率为 当时，即时，解得 由图乙可知，两图线与横轴的交点相等，即 整理得 又因为、，代入上式得 解得 故选B。 5．（1）根据闭合电路欧姆定律有 由乙图可知当时，，解得 由分析可知当电路的外电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大。设电源输出功率最大时电路中的电流为，则根据闭合电路欧姆定律有 所以此时电源的最大输出功率为 由甲图可知，电源的最大输出功率为，代入上式解得电源的总内阻为 所以组成电源的串联电池的个数为 （2）电源的效率为 即电源的效率随着外电阻的增大而增大，所以当变阻器的阻值全部接入电路时，电源的效率最大，由丙图可知电源的最大效率为，代入上式解得变阻器总阻值为 （3）由上面分析可知，电源的总电动势为 电路中的最小电流为 则电源的最大输出电压为 所以点的坐标为；当电源的输出功率最大时，内外电路阻值相等，所以此时电源的路端电压为 所以点的坐标为；当路端电压最大时，电源的输出功率为 所以点的坐标为；由丙图可知电源的最大效率为，此时，所以点的坐标为。 / 学科网（北京）股份有限公司 $