2024-2025学年高二上学期期中模拟考试物理（上海专用，沪科版2020必修第三册第9~11章）试卷（Word版附解析）

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注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3．测试范围：沪科版2020必修第三册 第9~12章。
4．难度系数：0.7。
一、静电除尘（3分+3分+3分+4分+9分，共22分）
图示为工业生产中的静电除尘装置及其示意图。中央悬吊的金属球M通过绝缘导线与高压电源的负极相连，外壳与电源的正极相连且接地，在M与外壳之间建立电场。

1. 关于静电场的场强和电势，下列说法中正确的是（ ）
A. 场强大的位置，电势不一定高B. 电势为零的位置，场强一定为零
C. 场强为零的位置，电势一定为零D. 场强相同的位置，电势一定相等
2. 在如图所示的四种情况中，图（B）和图（D）中a、b为两点电荷连线中垂线上关于O点对称的两点。分别描述四种情况中a、b两点的电势和电场强都相同的是（ ）

（A） （B） （C） （D）
A. 带等量异号电荷平行金属板B. 两等量同号电荷
C. 正点电荷D. 两等量异号电荷
3. 某同学查阅资料，得知金属球与外壳之间构成一个电容器，于是，他找一个电容器接在图示电路中进行研究：双掷开关S拨至1时，电源给电容器充电；拨至2时电容器通过电阻R放电。则（ ）

A. 充电过程中，电容器的电容逐渐增大
B. 放电过程中，电容器的电容逐渐减小
C. 充电过程中，电压表、电流表的示数均逐渐增大
D. 放电过程中，电压表、电流表的示数均逐渐减小
4. 在M与外壳之间建立电场后，M附近的电场______（选填“最强”或“最弱”），周围空气分子被电离为电子和正离子，______在奔向外壳的过程中遇到尘粒，使尘粒带电，被吸附到外壳，积累到一定程度后，在重力的作用下落入集尘器。
5.为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，它的上下底面是面积的金属板，间距，当连接到的高压电源正负两极时，能在两金属板间产生一个匀强电场，如图所示，现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内，每立方米有烟尘颗粒个，假设这些颗粒都处于静止状态，每个颗粒带电量为，质量为，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力，求合上电键后：
（1）经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸收；
（2）除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功？
（3）经过多长时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大？

二、电子加速器（3分+3分+3分+3分+6分+6分，共24分）
合肥同步辐射装置（简称HLS）是我国第一台以真空紫外和软X射线为主的专用同步辐射光源，如图所示为该装置能量为800MeV的电子直线加速器。电子加速器是一种能够提供高能电子束流装置，加速管中的电子在微波源和高频电源的作用下，被加速到所需的能量，然后通过辐射窗口或实验装置，对物质进行照射。
1. eV用国际单位制单位的符号表示为（ ）
A. NB. JC. D. W
2. 如图所示中的实线表示电场线，某带电粒子仅在电场力作用下从B点运动到A点，由此可以判定（ ）
A. 粒子在A点的加速度小于它在B点的加速度
B. 粒子在A点的速度小于它在B点的速度
C. A点的电势低于B点的电势
D. 粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能
3. 如图甲，直线MN表示某电场中一条电场线，a，b是线上的两点。将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放，粒子从a运动到b过程中的v-t图线如图乙所示。设a、b两点的电势分别为、，场强大小分别为、，不计重力，则（ ）
A. ，B. ，
C. ，D. ，
4. 一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动。其电势能随位移x变化的关系如图所示，其中段是关于直线对称的曲线，段是直线，则下列说法正确的是（ ）
A. 处电场强度最小，但不为零
B. 粒子在段做匀变速运动，段做匀速直线运动
C. 在O、、、处电势、、、关系为
D. 段的电场强度大小、方向均不变
5. 一块面积不大的薄圆板A均匀带正电，一个带正电、质量为m、电荷量为q的微粒从圆板的中心O点的正上方紧挨着O点处由静止释放，微粒运动到O点正上方的B点时速度最大，运动到O点正上方的C点时速度为零，C点到O点的距离为h，求：
（1）B点的电场强度的大小；
（2）若设C处电势为0，则O点的电势为多少？
6. 如图所示，边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场。一个质量为m、电量为q、初速度为的带电粒子从a点沿ab方向进入电场，不计重力。若粒子恰好从c点离电场，求：
（1）电场强度的大小；
（2）粒子离开电场时的动能。
三、电阻率（8分+2分+8分，共18分）
电阻率的测定有非常重要的意义。如：为满足集成电路的性能要求，对金属导体、半导体等电阻率进行测定；又如土壤电阻率是表征土壤电导性能的指标，被广泛应用于雷电风险评估、研究土壤的腐蚀性等方面。
1. “测量金属丝的电阻率”的实验电路如图所示，实验过程中：
（1）用___________测量金属丝长度，用___________（ 两空均选填“刻度尺”或“螺旋测微器”）测量金属丝的直径，为减小误差进行多次测量求平均值，得到金属丝长度L和直径d。
（2）根据电路图连接电路，开关S处于断开状态，滑动变阻器滑动片滑到___________（选填：“a” 或“b”）端。闭合开关，调节滑动变阻器，记录多组电压和电流。
（3）根据实验数据，画出U-I图，由图线的斜率得出金属丝的阻值为R。由此可知金属丝的电阻率ρ为___________（用L、d、R表示）。
2. 测量土壤的电阻率。已知盛满土壤样品的玻璃管的内径d=60mm，改变土壤样品长度，测量每次土壤长度L和土壤的阻值R；利用记录的多组土壤长度L和电阻R的数据，绘制如图所示的R-L关系图像。由图像可求土壤样品的电阻率为 ___________Ω·m。（保留3位有效数字）

3. 如图所示，利用圆柱体容器及相关电路测量盐水的电阻率。
（1）用游标卡尺测出圆柱体容器的内直径d，由玻璃管侧壁的刻度尺测出压缩后盐水的高度h。
（2）闭合开关S1，开关S2接___________（填“1”或“2”）端，调节滑动变阻器R，使电压表的读数为U1，滑动变阻器滑片不动，然后将开关S2接___________（填“1”或“2”）端，再次记录电压表的读数为U2，发现U1＞U2，则电阻R0两端的电压为___________ 。
（3）已知定值电阻R0，根据（1）（2）测量的数据，计算得待测盐水的电阻率为___________。
四、风光互补（3分+3分+6分+9分，共21分）
“风光互补”是一套发电应用系统，该系统是利用太阳能电池方阵、风力发电机将发出的电能存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电，通过输电线路送到用户负载处。“风光互补”照明是一个新兴的新能源利用领域，它不仅能减少城市照明对常规输电的依赖，也为农村照明提供了新的解决方案。
如图（a）所示是新型“风光互补”景观照明灯，它由：风轮、太阳能电池、照明灯以及蓄电池组成，灯规格为30V，2.5A。
1.照明灯的额定功率为______W。
2.如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为，要想使太阳能电池的最大输出功率达到36W.太阳能电池板的面积至少要为______（太阳能电池板的效率取20%）
3.风轮是将空气的动能转化成风轮自身机械能的装置，其机械能再通过发电机组转化成电能。已知风轮的迎风面积为，空气的密度为，整个装置的能量转化效率为20%。若此时风速为，那么单位时间内通过风轮的空气质量为______kg，风力发电机的输出功率为______W.
4.夜晚，照明灯调用蓄电池内储存的电能进行供电（假定此时太阳能电池与风轮均不发电），其电路图如图（b）所示，定值电阻的阻值未知。蓄电池两端的电压U与电流I的曲线如图（c）所示，则：
①该蓄电池的电动势E______和内阻r分别为______？
②为确保规格为30V，2.5A的照明灯可以正常工作，定值电阻的阻值为______？
五、通电螺线管（3分+3分+6分+3分，共15分）
如图所示，用干电池给电阻0.8R的螺线管供电，滑动变阻器最大电阻4R，定值电阻阻值R。某同学测定了滑动变阻器滑片在不同位置时，通电螺线管内部正中间磁感应强度的数值。
已知通电螺线管内部正中间磁感应强度与通过螺线管的电流强度成正比，即（对某个螺线管，k为已知常数）。
1. 电路图中定值电阻是下列电路元器件中的（ ）
A. B. C. D.
2. 如图所示，若通电后，在螺线管正上方小磁针N极向右，则此时螺线管左侧（ ）
A 产生匀强磁场，直导线受力垂直纸面向里
B. 产生匀强磁场，直导线受力垂直纸面向外
C. 产生非匀强磁场，直导线受力垂直纸面向里
D. 产生非匀强磁场，直导线受力垂直纸面向外
3. 若螺线管截面积S，当滑片在最右侧时，穿过螺线管正中间单匝线圈的磁通量为______。如图所示在螺线管外三个位置放上三个环，虚线为螺线管轴线，则环中的磁通量可能相同的是__________（填写编号）。
4. 规律中，若B单位取特斯拉，I单位取安培，则k的单位是______（用国际单位制基本单位表示）。
滑片位置
最右侧
正中间
最左侧
螺线管内部正中间磁感应强度
B0
1.5 B0
……