上海市復(fù)旦大學(xué)附屬中學(xué)2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期期中考試物理試卷(無答案)

這是一份上海市復(fù)旦大學(xué)附屬中學(xué)2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期期中考試物理試卷(無答案)，共6頁。試卷主要包含了本考試分設(shè)試卷和答題紙，可以使用計(jì)算器等內(nèi)容，歡迎下載使用。
考生注意：
1.試卷滿分100分，考試時(shí)間60分鐘。
2.本考試分設(shè)試卷和答題紙。答題前，務(wù)必在答題紙上填寫姓名、學(xué)號(hào)。作答必須寫在答題紙上，在試卷上作答一律不得分。
3.未特別標(biāo)注的選擇類試題，每小題只能選一個(gè)選項(xiàng)。
4.可以使用計(jì)算器。
一、類比是學(xué)習(xí)中常用的方法之一，可將陌生的知識(shí)與熟識(shí)的事物相聯(lián)系，降低學(xué)習(xí)難度。
1.（4分）庫侖定律與萬有引力定律類似，均為距離平方反比定律。在正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中，一個(gè)電量為的粒子（重力不計(jì)），在與Q間距處由靜止釋放，此時(shí)的電勢(shì)能為________；當(dāng)其運(yùn)動(dòng)至與Q間距時(shí)，其動(dòng)能增量為________.已知引力勢(shì)能，靜電力常量記為k.
在研究全電路時(shí)，我們可以將電源內(nèi)部抬升電勢(shì)的部分類比為向高處抽水的水泵；電阻類比為自高處流向低處的水流遇到的阻礙。則由此類比可知：
2.（3分）在電源內(nèi)部抬升電勢(shì)的部分，非靜電力做（ ）
A.正功B.負(fù)功
3.（3分）在閉合回路中，電流流過電源的抬升電勢(shì)部分（即對(duì)應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）和內(nèi)阻部分時(shí)，分別發(fā)生怎樣的能量轉(zhuǎn)化（ ）
A.電動(dòng)勢(shì)：電能→其他能；內(nèi)阻：其他能→電能
B.均為電能→其他能
C.電動(dòng)勢(shì)：其他能→電能；內(nèi)阻：電能→其他能
D.均為其他能→電能
電荷產(chǎn)生電場(chǎng)，電場(chǎng)對(duì)電荷有力的作用。電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用。則結(jié)合所學(xué)知識(shí)，可推測(cè)如圖所示的通電螺線管（叉與點(diǎn)均表示電流方向）內(nèi)部的磁場(chǎng)
4.（3分）方向?yàn)椋海? ）
A.向左B.向右C.向上D.向下
5.（3分）大小為（ ）
A.近似為勻強(qiáng)磁場(chǎng)B.靠近電流處更強(qiáng)C.中軸線處更強(qiáng)
二、密立根油滴實(shí)驗(yàn)
6.（2分）如圖為實(shí)驗(yàn)裝置，左側(cè)電源的輸出電壓可調(diào)。若從顯微鏡中觀察發(fā)現(xiàn)油滴（帶負(fù)電）在加速下落，則應(yīng)如何調(diào)整電壓以使油滴平衡？（ ）
A.增大電壓B.減小電壓
7.（2分）前問中調(diào)整電壓時(shí)，是否會(huì)有電流產(chǎn)生？（ ）
A.沒有電流B.有順時(shí)針電流C.有逆時(shí)針電流
8.（4分）若將電源改為穩(wěn)壓直流電源（即輸出電壓恒定），為了方便的調(diào)整平行板電容器兩極板間的電壓，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的電路，補(bǔ)全電路圖。并標(biāo)明圖中電源的正負(fù)極?？捎玫钠鞑挠校夯瑒?dòng)變阻器和電壓表。
9.（4分）實(shí)際上，密立根通過實(shí)驗(yàn)得到的元電荷大小經(jīng)歷了數(shù)次的修正。下表為密立根的某些數(shù)據(jù)，由此數(shù)據(jù)，我們得到的元電荷量應(yīng)約為________；與現(xiàn)代值的相對(duì)誤差約為________%.（現(xiàn)代值為;相對(duì)誤差即絕對(duì)誤差除以準(zhǔn)確值；結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）
10.（4分）若測(cè)得油滴靜止時(shí)的電壓為U，兩極板間距為d，油滴質(zhì)量為m，重力加速度記為g.請(qǐng)給出該油滴帶電量q的表達(dá)式。需有必要的推導(dǎo)過程。
三、電動(dòng)機(jī)在現(xiàn)代生活中應(yīng)用十分廣泛。
若將一臺(tái)可調(diào)內(nèi)阻（范圍為）的電動(dòng)機(jī)與一個(gè)電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻的電源串聯(lián)使用。經(jīng)測(cè)量，電動(dòng)機(jī)電壓的可調(diào)范圍為2.5V~5.5V，兩邊界分別對(duì)應(yīng)可調(diào)內(nèi)阻的下限與上限。
11.（3分）調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻至?xí)r，電動(dòng)機(jī)的輸出功率為多大？（ ）
D.以上功率均不正確
12.（3分）調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻至?xí)r，機(jī)械效率為多大？（ ）
A.54.5%B.91.7%
電磁炮即可視為直線運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，如圖所示。
13、14題
13.（2分）若希望金屬?gòu)椡柘蛴壹铀偕涑?，則應(yīng)該在軌道間加上怎樣的磁場(chǎng)？（ ）
A.出紙面的磁場(chǎng)B.入紙面的磁場(chǎng)C.向左的磁場(chǎng)D.向右的磁場(chǎng)
14.（2分）若將圖示裝置放置于無外磁場(chǎng)的空間中，忽略阻力，閉合開關(guān)，彈丸會(huì)有怎樣的運(yùn)動(dòng)？（ ）
A.向左運(yùn)動(dòng)B.向右運(yùn)動(dòng)C.不會(huì)運(yùn)動(dòng)D.上下跳動(dòng)
15.（3分）如電動(dòng)車，電風(fēng)扇等機(jī)器中的電動(dòng)機(jī)是在轉(zhuǎn)動(dòng)，較為類似于右圖中的模型。其中，器皿邊緣連接電源正極，中心連接負(fù)極，器皿中的液體為導(dǎo)體。則通過所學(xué)的知識(shí)可知，當(dāng)接通電源后從上向下看（ ）
A.液體將不會(huì)旋轉(zhuǎn)B.液體將逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)
C.液體將順時(shí)針旋轉(zhuǎn)D.不能確定液體的轉(zhuǎn)動(dòng)方向
我們還可以將為電動(dòng)車供電的電源替換為超級(jí)電容器。已知某超級(jí)電容器有軌電車的車載電容器電容為9500F，車輛在站臺(tái)區(qū)30秒內(nèi)快速充電完成，隨即，該車勻速運(yùn)行，10分鐘后將電基本耗盡。
16.（6分）（1）若將充電電路簡(jiǎn)化為10kV的恒壓電源，定值保護(hù)電阻與電容器的串聯(lián)。請(qǐng)畫出充電過程中，電流、電容器電壓分別與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系圖。
（2）充電完成時(shí)，車載電量約為________C。
四、示波器是物理、工程等領(lǐng)域中必不可少的儀器。其中，關(guān)鍵部分示波管的基本結(jié)構(gòu)如圖所示。
加速段：
17.（3分）電子槍部分將電子加速，其電勢(shì)應(yīng)為（ ）
A.左高右低
B.左低右高
C.交流電壓，故左右交替為高電勢(shì)
若經(jīng)上述電壓加速后，在進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電極前，電子的速度已達(dá)到約.已知電子質(zhì)量為，重力忽略不計(jì)，初速度忽略不計(jì)。則
18.（3分）加速電壓的數(shù)量級(jí)約為多少？（ ）
A.B.C.D.
19.（2分）在研究電子離開加速電場(chǎng)之后的運(yùn)動(dòng)時(shí)，是否需要考慮狹義相對(duì)論效應(yīng)？（ ）
A.需要B.不需要
偏轉(zhuǎn)段：
20.（3分）電子經(jīng)過加速后，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電極。如果在兩偏轉(zhuǎn)電極之間所加的電壓如右圖所示的規(guī)律變化，則熒光屏上會(huì)看到的圖形是（ ）
A.B.C.D.
21.（12分）湯姆孫用來測(cè)定電子比荷的裝置與示波管很類似。當(dāng)CD間不加偏轉(zhuǎn)電壓時(shí)，電子束打在熒光屏的中心O點(diǎn)處，形成一個(gè)亮點(diǎn)；加上偏轉(zhuǎn)電壓U后，亮點(diǎn)偏離到P點(diǎn)，P點(diǎn)到O點(diǎn)的豎直距離為y。若再在CD間的區(qū)域里加上一個(gè)方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度，當(dāng)其大小為B時(shí)，亮點(diǎn)重新回到O點(diǎn)（即此時(shí)磁場(chǎng)力與電場(chǎng)力大小相等）。已知C與D極板的長(zhǎng)度L為5.00cm，兩極板間的距離d為3.0cm，極板區(qū)的中點(diǎn)M到熒光屏中點(diǎn)O的距離s為12.50cm，電壓U為400V，磁感應(yīng)強(qiáng)度B為，P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離y為3.00cm。按要求解決以下問題：
（1）已知電流，其中n表示單位體積內(nèi)的載流電荷數(shù)，s為電流的橫截面積，v為載流電荷的速度。試證明：?jiǎn)蝹€(gè)電子在磁場(chǎng)中的受力大小（稱為洛倫茲力）；
（2）比荷即電荷量與質(zhì)量之比，其國(guó)際單位是什么（不必用基本單位表示）？電子伏特（eV）又是什么我們所熟知的物理量的單位；
（3）在保持題目所給的原磁場(chǎng)、原電場(chǎng)不變的情況下，在C、D區(qū)域新加一個(gè)長(zhǎng)寬以及場(chǎng)強(qiáng)大小與原電場(chǎng)完全相同，但垂直紙面向里的勻強(qiáng)電場(chǎng)，求亮點(diǎn)到O點(diǎn)的距離。
五、場(chǎng)，看不見摸不著，卻是重要的物質(zhì)形式與物理概念。
22.（6分）（1）請(qǐng)寫出電勢(shì)的定義式。
（2）類比電勢(shì)的定義方法，在重力場(chǎng)中建立“重力勢(shì)”的概念（給出定義式）。
（3）簡(jiǎn)要說明電勢(shì)和“重力勢(shì)”的共同特點(diǎn)（請(qǐng)寫出兩點(diǎn)）。
23.（4分）電阻兩端如果有電勢(shì)差，說明其內(nèi)部存在________（選填“電場(chǎng)”或“電動(dòng)勢(shì)”）；上述電勢(shì)差會(huì)使電阻中產(chǎn)生穩(wěn)恒電流，則其中的電場(chǎng)力是載流子運(yùn)動(dòng)的________（選填“動(dòng)力”或“阻力”）。
24.（3分）特高壓直流輸電是國(guó)家重點(diǎn)能源工程。如圖所示，兩根等高、相互平行的水平長(zhǎng)直導(dǎo)線分別通有方向相同的電流和，。a、b、c三點(diǎn)連線與兩根導(dǎo)線等高并垂直，b點(diǎn)位于兩根導(dǎo)線間的中點(diǎn)：a、c兩點(diǎn)與b點(diǎn)距離相等，d點(diǎn)位于b點(diǎn)正下方。不考慮地磁場(chǎng)的影響，則（ ）
A.b點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0
B.d點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0
C.a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下
D.c點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下
25.（13分）地球表面附近存在一個(gè)豎直向下的電場(chǎng)，其大小約為100V/m。在該電場(chǎng)的作用下，大氣中正離子向下運(yùn)動(dòng)，負(fù)離子向上運(yùn)動(dòng)，從而形成較為穩(wěn)定的電流，這叫做晴天地空電流。地表附近某處地空電流雖然微弱，但全球地空電流的總電流強(qiáng)度很大，約為1800A。以下分析問題時(shí)假設(shè)地空電流在全球各處均勻分布。
（1）請(qǐng)問地表附近，從高處到低處，電勢(shì)升高還是降低？
（2）如果認(rèn)為此電場(chǎng)是由地球表面均勻分布的負(fù)電荷產(chǎn)生的，且已知電荷均勻分布的帶電球面在球面外某處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)相當(dāng)于電荷全部集中在球心所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)；地表附近電場(chǎng)的大小用E表示，地球半徑用R表示，靜電力常量用k表示，請(qǐng)寫出地表所帶電荷量的大小Q的表達(dá)式；
（3）取地球表面積，試計(jì)算地表附近空氣的電阻率的大?。?br>（4）我們知道電流的周圍會(huì)有磁場(chǎng)，那么全球均勻分布的地空電流是否會(huì)在地球表面形成磁場(chǎng)？如果會(huì)，說明方向；如果不會(huì)，說明理由。
序號(hào)
電荷量
序號(hào)
電荷量
序號(hào)
電荷量
1
4
7
2
5
8
3
6
9