上海市浦东新区2024-2025学年高二上期末物理试卷(解析版)

这是一份上海市浦东新区2024-2025学年高二上期末物理试卷(解析版)，共13页。试卷主要包含了物理等内容，欢迎下载使用。
（考试时间 60 分钟， 满分 100 分）
特别提示：
1. 本试卷标注“多选”的试题， 每小题有 2~3个正确选项，漏选给部分分，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。
2. 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。
3. 除特殊说明外， 本卷所用重力加速度 g 大小取 9.8m/s²， 元电荷e取1.6×10-19C。
发电
电能是一种经济、实用、清洁且容易控制和转换的能源，可通过不同发电方式获得。
1. 会对大气造成污染的发电方式有 。
A. 风力发电B. 水力发电
C. 火力发电D. 太阳能发电
2. 目前，核能发电中的核能来源于 。
A. 重核裂变B. 轻核聚变C. 化学反应
3. 有一种手电筒，当其电池的电能耗尽时，摇晃它，即可为电池充电，在这个摇晃过程中，______能转化为电能；将这种手电筒摇晃一次相当于将200 g的物体举高20 cm，若每秒摇晃两次，则摇晃手电筒的平均功率为______W。
【答案】1. C 2. A 3.机械 0.784
【解析】1.风力发电、水力发电、太阳能发电是清洁能源发电，火力发电是通过燃烧煤或者汽油等燃料来进行发电，会对大气造成污染。
故选C。
2.目前，核能发电中的核能来源于重核裂变。
故选A。
3.[1]摇晃过程中，人对手电筒做功，所以在摇晃的过程中将机械能转化为电能。
[2]每秒摇晃两次，摇晃手电筒的平均功率为
雷电
雷雨云产生电荷，底层带负电，顶层带正电，而且还使地面感应带正电荷，这些正电荷如影随形地跟着云移动。富兰克林通过著名的风筝实验，证明了闪电和摩擦起电的火花电是相同的静电现象。
4. 西汉著作《淮南子》中记有“阴阳相薄为雷， 激扬为电”，关于雷电，下列说法正确的是______。
A. 发生雷电的过程是放电过程
B. 发生雷电的过程中，电荷的总量减少
C. 避雷针利用尖端放电，避免建筑物遭受雷击
D. 发生雷电的过程是电能向光能、内能等转化的过程
5. 某次闪电前瞬间避雷针周围电场的等势面分布情况，如图所示，在等势面上有A、B、C三点， 则 UCB=______kV。将某一电子从C点移动到B点，电场力对该电子做的功为______J。
6. 富兰克林成功将天电引入莱顿瓶，证明了天电与摩擦产生的电是相同的。莱顿瓶可看作电容器的原型，关于电容器，下列说法正确的是 。
A. 电容器是存储电荷和电能的装置
B. 电容器的额定电压小于其击穿电压
C. 电容器所带电荷量增加时，电容也随之增加
D. 电容器充、放电时，两极板间电压保持不变
7. 有一个已充电的电容器，两极板之间的电压为5V，所带电荷量为2×10-3C，此电容器的电容是 。
A. 4×10-4FB. 2×10-3F
C. 10-2FD. 2.5×103F
8. “观察电容器的充、放电现象”的实验电路，如图所示。
（1）电路中①是______传感器，②是______传感器。
（2）闭合开关K，当开关S接“1”并达到稳定后， 电容器右极板带______电，当开关S接到“2”的瞬间，电容器进行的是______过程，流过R的电流方向为______。
（3）在充电过程中，电路中的电流大小I随时间t变化的图像可能是______。
A. B.
C. D.
（4）若电容器充电后两极板间的电场可以视为匀强电场，两极板间的电压为6V，极板间距为2cm，则两极板间的电场强度大小为______ V/m。
【答案】4. ACD 5.-2 3.2×10-16 6. AB 7. A 8.电压 电流 正 放 从左向右 A 300
【解析】4.A．雷电是天空中带异种电荷的乌云之间发生的放电过程，故A正确；
B．电荷不会消失，也不会凭空创造，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，但电荷的总量不变，即发生雷电的过程中，电荷的总量不变，故B错误；
C．为了安全，避雷针利用尖端放电，避免建筑物遭受雷击，故C正确；
D．根据能量守恒定律可知，发生雷电过程是电能向光能、内能等转化的过程，故D正确。
故选ACD。
5. [1]根据电势差与电势的关系有
[2]将某一电子从C点移动到B点，电场力对该电子做的功为
6.A．根据电容器的特征可知，电容器是存储电荷和电能的装置，故A正确；
B．额定电压是指电容器在正常工作时所能承受的最大电压，为了确保电容器的安全，电容器的额定电压小于其击穿电压，故B正确；
C．电容器的电容由电容器自身决定，与极板之间的电压、极板所带电荷量大小无本质上的决定关系，可知，电容器所带电荷量增加时，电容不变，故C错误；
D．根据
可知，电容器充电时，极板所带电荷量增大，则极板之间电压增大，电容器放电时，极板所带电荷量减小，则两极板间电压减小，故D错误。
故选AB。
7.电容器，两极板之间电压为5V，所带电荷量为2×10-3C，此电容器的电容
解得
C=4×10-4F
故选A。
8.（1）[1]①与电容器并联，测量电容器极板之间的电压，可知，①是电压传感器；
[2]②与电容器串联，测量电路中的充放电流，可知，②是电流传感器。
（2）[3]闭合开关K，当开关S接“1”并达到稳定后，电容器右极板与电源正极连接，电容器右极板带正电；
[4]当开关S接到“2”的瞬间，电容器进行的是放电过程；
[5]由于电容器右极板带正电，流过R的电流方向为从左向向右。
（3）[6]在充电过程中，刚刚开始充电的瞬间，电流达到最大值，充电结束后稳定时，电流为0，即电流随时间逐渐变小，可知，电路中的电流大小I随时间t变化的图像可能是A图像。
故选A。
（4）[7]两极板间的电压为6V，极板间距为2cm，则两极板间的电场强度大小
变阻器
变阻器作为一种常用的电路元器件，可用于调节电路中的电流和电压，在电路设计和物理量的测量中扮演着重要角色。
9. “测量金属丝的电阻率”的实验电路，如图所示。若被测金属丝R的电阻值约为 30Ω，则实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值范围为 。
A. 0~1ΩB. 0~50ΩC. 0~500Ω
10. 按如图所示电路研究小灯泡的U-I特性曲线。某同学实验得到的小灯泡I-U图像应该是 。
A. B.
C. D.
11. “测量电源的电动势和内阻”的实验电路，如图甲所示。已知R0=1Ω，电压表和电流表均可认为是理想电表。由测得的数据作出了如图乙所示的U-I图线，则该电池的电动势为_____V，内电阻为_____Ω。
12. 某种对车辆进行快速称重的电子称重计原理图，如图所示。下列说法正确的是 。
A. 称重计在电路中相当于一个电压表
B. 电路中的R1是没有作用的
C. 当车辆越重时，流过称重计的电流越大
D. 当车辆越重时，流过称重计的电流越小
【答案】9. B 10. C 1 12. C
【解析】9.电路图滑动变阻器采用限流接法，为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选用阻值与待测电阻阻值接近的；若被测电阻丝的电阻在30Ω左右，实验中选用的滑动变阻器最合理的阻值范围为0 ~ 50Ω。
故选B。
10.随着小灯泡两端电压的增大，小灯泡的电阻随之增大，则图像与坐标原点连线的斜率逐渐减小，故图像C满足题意。
故选C。
11. [1][2]由闭合电路欧姆定律
化简可得
由图像可知
，
所以该电池的电动势为1.40V，内电阻为
12.A．称重计串联在电路中，相当于电流表，A错误；
B．当车辆很重，滑片滑到最下端时，如果没有R1，会造成电源短路，烧坏电源和电表，所以电路中的R1是起保护作用，B错误；
CD．当车辆越重时，弹簧的压缩量越大，滑片越往下，电路中总电阻越小，电流越大，C正确，D错误。
故选C。
我们已完成第九章《运动的描述》、第十章《电路及应用》的学习， 请根据所学， 完成以下问题。
13. 加油站的静电安全工作非常重要， 以下不属于防范静电危害的举措有（ ）
A. 加油前人要触摸一下静电释放器B. 在加油站禁止穿脱化纤服装
C. 油罐车应装有拖地的铁链D. 定期检查电路以防止线路老化
14. 密立根油滴实验装置如图所示，能在两极板之间悬浮的油滴带_____电（选填“正”或“负”）。如果该油滴质量为m，所在位置处电场强度为 E，则该油滴所带电荷量q=_____。实验中两极板间距为5mm（视为匀强电场），电压加至400V时，两极板间的电场强度大小为_____N/C。
15. 某带电物体所带电荷量不可能是（ ）
A. 3.2×10-20CB. 6.4×10-16C
C. 4.8×10-17CD. 3.2×10-19C
16. 我国民用照明电路使用的是_____（选填“交流电”或“直流电”），火线与零线间的电压为_____（选填“220V”或“380V”）。
17. 某同学想测量小灯泡两端的电压，找到一个恒压源、一个多用电表，正确的连接方式是（ ）
A. B.
C. D.
18. 某品牌的落地电风扇，其内部工作电路如图所示，总电阻R=220Ω，给电风扇接通220V电源后，电路中电流_____1A（选填“大于”、“小于”或“等于”） 。
19. 电源是闭合电路的重要元件，干电池所标“1.5V”表示（ ）
A. 每一个电子经过电池时有1.5J化学能转化为电能
B. 每1s电荷经过电池时有1.5J化学能转化为电能
C. 每1C 电荷经过电池时有1.5J化学能转化为电能
20. 如图所示为太阳能专用储能电池，其名牌上有“70AH”字样，这表示该电池的容量为（ ）
A. 70CB. 70JC. 252000CD. 252000J
【答案】13. D 14.负 15. A 16.交流电 220V 17. A 18. 小于 19. C 20. C
【解析】13.A．加油前要触摸一下静电释放器，可以把静电导走，A不符合题意；
B．在加油站禁止脱穿化纤服装，防止静电起火，B不符合题意；
C．油罐车装有导电橡胶拖地带，可以把静电导入大地，C不符合题意；
D．定期检查电路，防止线路老化，短路引起火灾，D符合题意。
14.[1][2][3]如图，电场强度方向向下，而电场力向上，则油滴带负电。根据
得该油滴所带电荷量为
两极板间的电场强度大小为
15.带电体的电荷量应为元电荷的整数倍，只有A选项不可能。
故选A。
16. [1][2]我国民用照明电路使用是交流电，火线与零线间的电压为220V。
17.电流由多用电表的红表笔流入、黑表笔流出，用多用电表直流电压档测量小灯泡的电压，应将多用电表与小灯泡并联，黑表笔与恒压源的负极相连，红表笔与恒压源的正极相连。
故选A。
18.电风扇正常工作时
即
所以当电压为220V，电阻为220Ω时，流过电风扇的电流应小于1A。
19.电源电动势表示每1C电荷经过电池时非静电力做的功，所以干电池所标“1.5V”表示每1C电荷经过电池时有1.5J化学能转化为电能。
故选C。
20.名牌上有“70AH”字样，意思为70安小时，则该电池的容量为
水处理
水处理技术广泛应用于各个领域， 基本方法包括物理方法、化学方法等。
21. 利用静电发射器可以产生大量电荷并向外输出。
（1）已知某次产生了 32C 的负电荷，在这个过程中有______个电子离开静电发射器。
（2）电子离开静电发射器后， 两电子相距为 r 时， 它们之间的静电力大小为 F。当它们的距离变为 2r 时， 它们之间的静电力大小变为______。
A． 2F B． 4F C． D．
22. 电子通过转向器向处理池移动， 转向器中与圆心等距离的各点电场强度大小相等、方向沿半径背离圆心，如图所示。电子从 M 点射入，保持速度大小不变、沿着半径分别为 R1和 R2的圆弧运动（轨迹为图示虚线），并从 N 点射出。半径为 R1、R2圆弧上的电场强度大小分别为 E1、E2， 则 R1、R2和 E1、E2应满足 。
A. B.
C. D.
23. 污水中的污泥絮体经处理后带负电， 将污水倒入处理池中进行沉淀去污。涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒分别置于处理池底部和污水中， 并分别接电源的正极和负极， 处理池结构示意与形成的电场分布，如图所示，其中实线为电场线，虚线为等势面。M点和 N点在同一电场线上， M点和 P 点在同一等势面上。
（1） 下列说法正确的是______。
A． N点的电场强度大小大于 P 点的电场强度大小
B． M点的电势高于 N 点的电势
C． 污泥絮体从 M 点移到 N 点， 其电势能减小
D． 污泥絮体从 M 点移到 N 点， 电场力对其做负功
（2）将全部污泥絮体沉淀至底部过程中， 若污泥絮体的电势能变化量为 E， 则电场力对污泥絮体做的功为______。
24. 将沉淀完的水通过紫外线照射， 进一步杀灭水中的病原体。紫外线在真空中的传播速度大小约为______ m/s。
【答案】21. D 22. A 23.C -E 24.
【解析】21.[1]根据题意，离开静电发射器的电子个数为
[2]开始时

将它们之间的距离变为，它们之间的静电力的大小
故选D。
22.带电粒子在电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，则有
，
联立可得
故选A。
23. [1]A．电场线分布的密集程度能够间接表示电场的强弱，N点所在位置的电场线分布比P点位置的稀疏一些，则N点的电场强度比P点的小，故A错误；
B．沿电场线电势降低，可知，M点的电势比N点的低，故B错误；
CD．污泥絮体经处理后带负电，根据
结合上述可知，M点的电势比N点的低，则有
即污泥絮体从M点移到N点，电场力对其做正功，电势能减小，故C正确，D错误。
故选C。
[2]根据功能关系知电场力对污泥絮体做的功等于污泥絮体电势能的改变量
24.紫外线是电磁波的一种，在真空中的传播速度大小约为。
研究性学习
研究性学习是一种重要的学习方式，旨在提升学生的创新精神和实践能力，促进学生的全面发展。
25. 甲同学研究电热锅，发现电热锅通电后可以煮熟食物， 而与它相连的导线却不怎么发热，原因是（ ）。
A. 通过电热锅的电流大B. 通过导线的电流大
C. 电热锅的电阻小D. 导线的电阻小
26. 乙同学研究金属丝的电阻率， 将待测量的金属丝单层继绕在圆柱形铅笔上， 测得N圈的电阻丝宽度为 d，电阻丝的总阻值为 R、总长度为 L，则该电阻丝的电阻率为（ ）
A. B. C. D.
27. 丙同学研究扫地机器人， 某扫地机器人额定功率为P1， 额定电流为 I， 正常工作时电机输出功率为P2，则扫地机器人正常工作时的效率为________×100%，额定电压为________，电机的电阻为________。
【答案】25. D 26. D 27.
【解析】25.研究电热锅，发现电热锅通电后可以煮熟食物， 而与它相连的导线却不怎么发热，原因是根据焦耳定律可知，导线和电热锅串联，流过它们的电流相等，通电时间相等，但由于电热锅的电阻较大，导线电阻较小，从而使得电热锅可以煮熟食物，而导线却不怎么发热。
故选D。
26.由题意，根据电阻定律可得
可得
故选D。
27.[1]扫地机器人正常工作时的效率为
[2]根据
可得额定电压为
[3]电动机内部损耗的功率为
得电机的内阻为