資源簡介

上海市二中2024-2025學年高二（下）期末物理試卷
考試時間：60分鐘，滿分：100分
1.電磁波是個大家族，不同的電磁波產生的機理和產生方式不同。
無線電通信中使用的無線電波，是振蕩電路中自由電子的周期性運動產生的。
多選收音機正常工作時接收到的是______，其揚聲器發出的是______。
A.電磁波
B.機械波
C.橫波
D.縱波
某年聽力考試通過收音機進行，通知量示“收聽頻率為調頻，中波”，以下示意圖中，可能是接收到的信號的是______。
某收音機的接收電路原理簡化結構如圖所示。已知圖示情況下電感隨線圈匝數增加而增大，若需要將收音機頻率從調到，可以將開關撥到______選填“”或“”；若需要將收音機頻率從千赫調整到千赫，可以旋轉旋鈕，使電容器極板正對面積______選填“增加”或“減小”。
光也是一種電磁波。
下列現象中，能表明光具存橫波性質的是______。
A.干涉
B.衍射
C.偏振
D.光在真空中傳播
光刻機利用光源發出的紫外線，將精細圖投影在硅片上，再經技術處理制成芯片，如圖所示，為提高光刻機投影精細圖的能力，可以在光刻膠和投影物鏡之間填充液體，提高分辨率。若浸沒液體的折射率為，空氣的折射率近似為，紫外線在空氣中的傳播速度接近為，當不加液體時光刻膠的曝光波長為，則加上液體后，紫外線進入液體后頻率______選填“增大”“減小”或“不變”，波速變為______，更______選填“容易”或“不易”發生明顯衍射。
2.電容器和電感線圈均是重要的電學元件，電容器由兩個彼此絕緣又相距很近的導體構成，電感線圈一般由帶鐵芯的線圈構成，兩者在電路中所起的作用各不相同。
一個平行板電容器的電容為，兩極板間電勢差為，電容器所帶電荷量 ______；保持電容帶電量不變，增大兩極板間距，則兩極板間電勢差 ______選填“”、“”或“”。
某組同學在研究自感現象的實驗電路如圖所示，其中定值電阻阻值為，電源電動勢為，內電阻為，開關處于斷開狀態，先把撥到，一段時間后再撥到。
多選實驗軟件記錄上述過程中的圖像應為______。
如圖所示，在開關剛撥到后的時刻，圖線的斜率大小為、圖線的斜率大小為，則應等于______。
A.
B.
C.
D.
在圖甲用示電路中，先把開關置于，電容器充電完畢后將開關置于，電流傳感器記錄的電流變化如圖乙所示。
多選當電流達到正向做大時______即圖中點
A.中的磁場最弱
B.中的磁場最強
C.中的電場強度為零
D.電場能部分轉化成磁場能
若某段過程中，回路的磁場能正在減小，而上極板始終帶正電，則對應圖像中的______。
A.段 B.段 C.段 D.段
3.事物往往具有兩面性，人們利用電流的熱效應獲得內能，但在某些用電器中，電熱卻是一鐘不需要的能量損耗。
將一線圈內阻約為的小風扇與直流電源相連，改變電源電壓的同時測量并記錄風扇兩端的電壓與流過風扇的電流，所得數據記錄如下：
工作狀態
Ⅰ根據第數據，可判斷小風扇的狀態為______選填“不運轉”或“正常運轉”。
Ⅱ論證對上述Ⅰ中選擇做出解釋。
Ⅲ根據第組數據，可判斷經過，小風扇獲得的機械能為______。
如圖甲為某小組同學模擬風力發電搭建的電路圖，將扇葉固定在矩形線圈上，線圈處于垂直電機軸線方向的勻強磁場中，在、間接入定值電阻，使扇葉在外力作用下勻速轉動，電阻上即可獲得持續電熱，已知的匝數為匝、面積、總阻值，磁感應測度，。
作圖將電壓傳感器并聯在兩端，當扇葉轉速為轉秒時，傳感器示數隨時間變化如圖乙所示，請在圖乙中畫出扇葉轉速為轉秒時的圖像。
計算當扇葉轉速恒定為轉秒，求：
流過電阻的電流的最大值；
電阻兩端電壓隨時間變化的方程；
電阻在時間內的平均發熱功率。
4.洛倫茲力直接作用于微觀載流子，借助洛倫茲力可控制微觀粒子的運動、研究微觀粒子的性質。
水平放置的洛倫茲力演示儀結構如圖所示，勵磁線圈產生垂直紙面方向的勻強磁場，磁感應強度大小與通過勵磁線圈的電流成正比，比例系數為。電子槍產生的電子束垂直磁場方向水平射出，速度大小可通過加速電壓來調節，出射后的運動軌跡如圖，已知電子質量為，電量為，電子被電子槍加速前的初速度與粒子間相互作用均忽略不計。
比例系數的單位可用國際單位制中的基本單位表示為______。
前后勵磁線圈中的電流方向應為______。
密封玻璃泡中充有極稀薄惰性氣體，氣體分子間作用力的主要表現是______選填“引力”、“斥力”或“幾乎為零”；隨著溫度升高，氣體分子熱運動的平均速率將______選填“增大”，“減小”或“不變”。
計算求電子槍加速電壓為且通過勵磁線圈的電流為時，電子運動軌跡的半徑。
如圖，大量初速不同的同種帶電粒子經加速電場加速后，進入速度選擇器，其間有相互垂直的勻強電場和勻強磁場，恰能沿直線通過的粒子才能從板上的狹縫進入下方垂直紙面向外的勻強磁場，最終打在板上的點。空氣阻力、粒子所受的重力均忽略不計。
速度選擇器中磁場磁感應強度的方向為______。
A.垂直于紙面向外
B.垂直于紙面向內
C.平行于紙面向左
D.平行于紙面向右
若下方磁場磁感應強度為、粒子在點的速度為，對于電荷量為，質量為的粒子。粒子從運動到的過程中洛倫茲力對粒子所做的功為______，沖量大小為______。
略微增大加速電壓，仍有粒子通過打在板上，則間距將______選填“變大”、“變小”或“不變”。
5.如圖實線為某區域內的電場線分布，虛線為一負離子僅在靜電力作用下的運動軌跡。軌跡上、兩點的電場強度和電勢大小分別為、和、，則______。
A.，
B.，
C.，
D.，
如圖所示，點固定有帶正電的點電荷，其電量為，一帶電顆粒從點正上方的點由靜止釋放，運動到點正上方處的點時速度恰為零，、離點距離分別為、，靜電力常量為，不計空氣阻力。
可判斷顆粒帶______電；
點處電場強度大小為______，方向______；
萬有引力和庫侖力具有類似的性質：都是保守力，力做功都與路徑無關，兩個物體因相互作用力均具有勢能，類比于以無窮遠處為零勢能位置時的引力勢能表達式。
、兩點間的電勢差 ______；
計算求該帶電顆粒的質荷比重力加速度大小為。
計算將向各個方向運動電子從板中心引入兩塊彼此絕緣的水平金屬板間，引入電子的最大速率為，電子質量為、電量為，兩板間距為，與電壓恒為的電源相接，兩板間視為勻強電場，電子重力不計，極板足夠大，求帶電粒子到達板上的區域面積的大小。
答案和解析
1.【答案】，；；，減小； ；不變，，不易
【解析】收音機正常工作時接收到的是電磁波，電磁波是橫波，故選AC；其揚聲器把電磁波轉化為聲波，聲波是機械波，聲波是縱波，故選BD。
因為“收聽頻率為調頻，中波”，是調頻信號，只有是調頻信號，故D正確，ABC錯誤。
故選：。
若需要將收音機頻率從調到，頻率增大，根據振蕩頻率公式可知，需要減小自感系數，所以可以將開關撥到。若需要將收音機頻率從千赫調整到千赫，則需要減小電容器的電容，根據可知可以旋轉旋鈕，使電容器極板正對面積減小。
偏振現象是橫波特有的現象，所以偏振現象說明光是一種橫波，故C正確，ABD錯誤。
故選：。
光從一種介質進入另一種介質，光的頻率不變，根據可知，進入液體后波速變為，根據可知，紫外線的波長變短，根據發生明顯衍射的條件可知，更不易發射明顯衍射。
故答案為：，；；，減小；；不變，，不易。
2.【答案】；； ；； ；
【解析】根據電容的定義式可得：
根據電容的決定式：，可知增大兩極板間距，電容變小。
兩極板間電勢差：，則兩極板間電勢差增大，即。
開關撥到，電感線圈產生通電自感現象，其阻礙電流增大，回路中的電流慢慢增大，自感電動勢逐漸減小，此過程電感線圈相當于阻值逐漸變小的電阻，穩定后電流最大且保持不變，電感線圈兩端電壓最小，若不計電感線圈的直流電阻，穩定時電感線圈兩端電壓為零；一段時間后再撥到，電感線圈產生斷電自感現象，其阻礙電流減小，回路中的電流慢慢減小，自感電動勢逐漸減小，此過程電感線圈相當于電動勢逐漸減小的電源，自感現象消失后回路的電流和電感線圈兩端電壓均為零。故BC正確，AD錯誤。
故選：。
在開關撥到后，根據閉合電路歐姆定律得：
由此式可得：
在時刻，圖線的斜率大小為，則有：
在時刻，圖線的斜率大小為，則有：
聯立可得：，故C正確，ABD錯誤。
故選：。
振蕩電路中電流增大的過程是電場能向磁場能轉化的過程，是電容器放電的過程，當電流達到正向做大時即圖中的點電容放電結束，此時磁場能最大，電場能為零，故此時中的磁場最強，中的電場強度為零，電場能全部轉化成磁場能，故BC正確，AD錯誤。
故選：。
若某段過程中，回路的磁場能正在減小，則電流減小，電場能增大，電容器處于充電過程，而上極板始終帶正電，則電流方向為負方向，則對應圖像中的段，故D正確，ABC錯誤。
故選：。
故答案為：；；；；；
3.【答案】Ⅰ不運轉；Ⅱ見解析；Ⅲ； 見解析；流過電阻的電流的最大值為；電阻兩端電壓隨時間變化的方程為；電阻在時間內的平均發熱功率為
【解析】Ⅰ、根據第數據，可判斷小風扇的狀態為不運轉。
Ⅱ、小風扇運轉的時候，有機械能輸出，消耗的電能大于產生的熱能，電功率大于熱功率，即，即，當不運轉時，沒有機械能輸出，消耗的電能全部轉化為內能，即電功率等于熱功率，即，第數據中電流等于電壓和線圈電阻的比值，所以小風扇不運轉。
Ⅲ、根據第數據，經過，小風扇獲得的機械能為
扇葉轉速為轉秒時線圈產生的感應電動勢大小為原來的一半，且周期為原來的，則對應的電阻兩端的電壓為原來的，對應的圖線如下圖虛線所示
線圈轉動的角速度大小為，線圈轉動產生的感應電動勢的最大值為
流過電阻的電流的最大值
電阻兩端電壓隨時間變化的方程為
電阻在時間內的平均發熱功率
故答案為：Ⅰ不運轉；Ⅱ見解析；Ⅲ；見解析；流過電阻的電流的最大值為；電阻兩端電壓隨時間變化的方程為；電阻在時間內的平均發熱功率為。
4.【答案】；順時針；幾乎為零，增大；； ；，；變大
【解析】根據題意有，則，進行量綱計算可得的單位為
根據左手定則分析勵磁線圈產生的磁感應強度的方向為垂直紙面向里，根據右手螺旋定則可知勵磁線圈中的電流方向為順時針方向。
玻璃泡中充有極稀薄惰性氣體，氣體分子間距離較大，所以氣體分子間作用力的主要表現是幾乎為零。溫度越高分子熱運動越劇烈，所以隨著溫度升高，氣體分子熱運動的平均速率將增大。
設電子經加速后的速度大小為，根據動能定理有，設電子的軌跡半徑為，根據洛倫茲力提供向心力有，解得
根據左手定則知粒子帶正電荷，則粒子在速度選擇器中受到的電場力方向水平向右，根據平衡條件可知粒子受到的洛倫茲力方向水平向左，根據左手定則可知磁場的方向為垂直紙面向外，故A正確，BCD錯誤。
故選：。
由圖可知，粒子經過半圓周運動到點，粒子的速度方向正好改變了，規定粒子進入磁場時的速度方向為正方向，因為粒子受洛倫茲力的方向始終與粒子的速度方向垂直，所以洛倫茲力不做功，根據動量定理可得在此過程中洛倫茲力對粒子的沖量大小為，負號說明沖量的方向與初速度方向相反。
略微增大加速電壓，根據動能定理可知粒子進入磁場中的速度增大，根據可得間距將變大。
故答案為：；順時針；幾乎為零，增大；；；，；變大。
5.【答案】； 正；；向上；；該帶電顆粒的質荷比為； 帶電粒子到達板上的區域面積的大小為
【解析】電場線越密集，電場越大，則；
離子受力指向軌跡的凹側，即大致向左，負離子所受電場力與電場方向相反，則電場大致向右，沿著電場線方向，電勢逐漸降低，故，故C正確，ABD錯誤；
故選：。
一帶電顆粒從點正上方的點由靜止釋放，運動到點正上方處的點時速度恰為零，則電場力向上，可知顆粒帶正電；
根據點電荷電場公式可知，點處電場強度大小為，方向向上；
根據可知，
根據能量守恒定律有
解得
帶電粒子打在金屬板上的范圍是一個半徑為的圓。從粒子源平行于金屬板水平射出的粒子在電場中做類平拋運動，落在金屬板上的位置是該圓的邊緣。沿初速度方向
沿電場線方向根據牛頓第二定律，有
聯立解得
故答案為：；正；；向上；；該帶電顆粒的質荷比為；帶電粒子到達板上的區域面積的大小為。
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