2025學年上海中學高二上學期開學檢測試卷（電學）（B卷）物理試卷（考試時間60分鐘滿分100分）考生注意：本試卷標有“多選”的試題，每小題有2~3個正確選項，未特別標注的選擇性類試題，均只有1個正確選項在列式計算，邏輯推理以及簡答題的過程書寫中，必須給出必要的文字說明，公式，演算和圖示試卷共6頁，答題紙共4頁，在答題紙上準確填寫個人信息，所有選涂部分均在選擇題作答區(qū)。若無特殊說明，本卷所用重力加速度g大小均取10m/s2一、感應起電機1．感應起電機，又名靜電起電機，是一種能連續(xù)獲取并可積累較多正、負電荷的實驗裝置。其旋轉盤由兩塊圓形有機玻璃疊在一起組成，中有空隙，每塊向外的表面上都貼有鋁片，鋁片以圓心為中心對稱分布。感應起電機所產生的電壓較高，與其他儀器配合后，可進行靜電感應、雷電模擬實驗、演示尖端放電等有關靜電現(xiàn)象的實驗。（1）為觀察手搖起電機產生電火花，實驗時應（）A．保持空氣濕度、器材良好接地 B．保持空氣濕度、器材不接地C．保持空氣干燥、器材良好接地 D．保持空氣干燥、器材不接地（2）用感應起電機使兩個相互靠近的驗電羽帶上電后，出現(xiàn)如圖所示的現(xiàn)象，M、N、P分別為絲線上的三個點，下列說法正確的是（）（多選題）A．兩個驗電羽帶同種電荷 B．M點位置的電勢高于N點C．M點位置的電場強度大于P點 D．N點位置的電場強度的方向為所在電場線的切線方向（3）在一次科學晚會上，一位老師表演了一個“魔術”如圖，一個沒有底的空塑料瓶上固定著一根鐵鋸條和一塊易拉罐（金屬）片，把它們分別跟感應起電機的兩極相連。在塑料瓶里放一盤點燃的蚊香，很快就看見整個透明塑料瓶里煙霧繚繞。搖動起電機，頓時塑料瓶清澈透明，停止搖動，又是煙霧繚繞。搖動起電機時，塑料瓶內的電場強度最大。若鋸條接電源負極，易拉罐（金屬）片接電源正極，這些煙塵最終會到。（均選填序號：A．鋸條附近

B．易拉罐片附近

C．瓶中心）二、充電寶2．充電寶，又稱為移動電源，是一種集供電和充電功能于一體的便攜式充電器，可以隨時隨地給手機等數碼設備充電或待機供電。充電寶一般由鋰電芯或者干電池作為儲電單元。充電寶自身的充電插頭可直接通過交流電源對移動設備充電且自身具有儲電功能，相當于一個充電器和備用電池的混合體。（1）充電寶可以給手機充電。如圖1所示，用內阻r的充電寶為一手機電池充電，其等效電路如圖2所示。在充電開始后的一段時間t內，充電寶的輸出電壓U、輸出電流I可認為是恒定不變的，設手機電池的內阻為r，則時間t內（）A．手機電池產生的焦耳熱為 B．手機的輸入功率為UIC．充電寶產生的熱功率為I2r D．手機電池儲存的化學能為UIt（2）機場嚴禁攜帶能量超過160W?h的充電寶搭乘飛機。160W?h相當于kg重物下落1m所具有的動能（重力加速度g取10m/s2）。一標有“30000mA?h，5V”的充電寶（選填“能”或“不能”）攜帶乘機。（3）如圖，用輸出電壓為1.4V、輸出電流為100mA的充電寶對內阻為的電池充電。充電時，電池消耗的熱功率為W，電能轉化為化學能的功率為W，每秒通過的電子數為_________。（4）“用DIS測量充電寶的電動勢和內阻”的實驗電路如圖（a）所示。①：圖中A，B分別為傳感器和傳感器。閉合開關前，滑動變阻器的滑動頭P應置于端（選填“a”或“b”）；②：閉合開關后，調節(jié)滑動變阻器，測得兩個電表的多組數據，作出的圖像如圖（b）所示。根據圖像可求出該充電寶的電動勢V，內阻。（結果均保留兩位小數）三、御電飛行的蜘蛛俠3．大氣層中存在著電場，在近地區(qū)域可視為勻強電場，平時電場強度為100V/m，陰雨天氣時甚至能達10000V/m。電勢僅在豎直方向產生變化，高處電勢更高。蜘蛛帶上和地面相同性質的電荷后，可利用電場起飛。某些小蜘蛛可以在空中“飛行”幾十公里。為了驗證上述猜想，將一只質量m的蜘蛛放在密閉的容器中，隔絕空氣流動、外部電場。在容器內施加豎直方向的電場后，蜘蛛果然飛了起來！已知蜘蛛運動中受到空氣阻力大小為f=kv。（1）地表所帶電荷性質、電場線方向是（）A．帶正電，電場線豎直向上 B．帶負電，電場線豎直向上C．帶正電，電場線豎直向下 D．帶負電，電場線豎直向下（2）實驗中采用兩片間距d、正對面積為S的水平金屬板。閉合電鍵K用電壓U充電，完成后每片金屬板帶電量絕對值為Q，中間產生勻強電場，如圖所示。完成充電后（）A．K保持閉合，僅增大d，則Q增大 B．K保持閉合，僅減小S，則Q增大C．斷開K，僅增大d，則兩板之間電壓大于U D．斷開K，僅減小S，則兩板之間電壓小于U（3）調整電場強度的大小，蜘蛛在容器中豎直方向上勻速運動時其速度v（向上為正）與場強E滿足如圖所示的圖線Ⅰ。則增加蜘蛛帶電量后，其E-v圖線Ⅱ可能是（）A．B．C． D．（4）蜘蛛勻速豎直上升中，若突然減小電場強度（方向不變），在蜘蛛撞擊容器壁之前，蜘蛛的電勢能可能（）A．一直增大 B．一直減小 C．先增大后減小 D．先減小后增大（5）用的電場使蜘蛛在容器底部從靜止起豎直上升高度，再改為的電場（方向不變，忽略改變時間），蜘蛛以速度v勻速落回容器底部。求：整個過程中，蜘蛛共克服空氣阻力做功多少？（結果用表示）（計算題，需寫出必要過程）四、鋰電池4．隨著科學技術的發(fā)展，鋰電池迎來了它的輝煌，成為了電池使用的主流。（1）鋰電池可以作為電源，維持電路中穩(wěn)定的電流。關于某一根金屬導線中的電流，下列說法正確的是（）A．電流是矢量，其方向與電子定向移動的方向相反B．電流越大，表示單位時間通過該導體橫截面的電荷量越多C．電流與通過導體橫截面的電荷量成正比D．電流與電子運動的平均速率成正比（2）為了更好地說明“電動勢”的概念，有的教材中提到了如圖所示的游樂系統(tǒng)模型。系統(tǒng)中有A、B兩個高臺，分別高和，里面各有一部電梯。當質量為的人處在A頂端時，會經滑梯R滑向B的地面，然后在B坐電梯上升到頂部，再滑向距地面的A臺底部，然后乘電梯而上回到A臺頂端。若將人的質量類比為點電荷的電荷量，則可類比為電池中電荷受到的“靜電力”，可類比為電池中電荷受到的“非靜電力”。系統(tǒng)中有一個能與電源電動勢類比的物理量，其具體值為。（3）電池的容量是衡量電池性能的重要指標之一，即電池充滿電后全部放電的電荷量。某種可充電鋰電池的部分參數如圖，由此可以估算這種電池的容量約為；一節(jié)鋰電池以的電壓正常工作，能以最大放電電流連續(xù)工作分鐘。（4）某同學用圖（a）裝置測量鋰電池的電動勢和內阻，電池組由兩節(jié)相同的鋰電池串聯(lián)。圖中已連接了部分導線，滑動變阻器的滑片置于一端，還需要在電路中用導線將電流表的負接線柱c和相連，開關上的e和相連（選擇圖中的點）。在完成上述導線連接后，可以直接閉合開關開始測量，并記錄實驗數據繪制成如圖（b）的圖像，該圖像的問題是___________。（5）用鋰電池作為電源，完成“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實驗，實驗原理圖如右圖所示。若通過圖中的電流傳感器電流方向向右，電容器處于（選填“A．充電”或“B．放電”）狀態(tài)，電壓傳感器示數（選填“A．增大”、“B．不變”或“C．減小”），電流傳感器示數（選填“A．增大”、“B．不變”或“C．減小”），在此過程中，整個電路中的能量是如何轉化的：。（6）用鋰電池對給定電容為C的電容器在不同電壓下進行充電，分別記錄電容器兩極板間的電勢差u和相應的電容器所帶的電荷量q，得到的u-q圖像如圖所示，則當兩極板間電壓為U時電容器所儲存的電勢能為（）（多選題）A．B． C． D．（7）若用充電器給1節(jié)鋰電池充電，若等效電路如圖所示。在充電開始后的一段時間t內，充電器的輸出電壓U、輸出電流I可認為是恒定不變的，鋰電池的內阻為r，則時間t內，鋰電池存儲的化學能為，充電器給鋰電池充電的效率為。五、觸心之電5.一天上午，一男子赤腳走到靠近輸電線支撐塔的濕地上，突然倒下。該男子在目擊者趕到時正處于心室纖維性顫動中，并在救護車到來前就去世了。相關部門調查男子是因心臟病還是觸電而死的真相；已知：①：“電流密度”j。某點處的電流密度，方向為該點處的電流方向，大小為垂直于該方向上單位面積內的電流大小。②：可能用到的公式：帶電量為的點電荷，以無窮遠為零勢能面，距其r處的電場強度大小為，電勢為，其中k表示靜電力常量。半徑為R的球體，體積，表面積?！鞠嚓P材料】：極度恐懼引發(fā)的興奮可能導致心臟病：當興奮在心肌傳播，在人體的體表可以測出與之對應的電勢變化，可等效為兩等量電荷產生的電場。如圖丙是人體表面的瞬時電勢分布圖，圖中實線為等差等勢面，標在等勢面上的數值分別表示該等勢面的電勢，、、、為等勢面上的點，、為兩電荷連線上對稱的兩點，、為兩電荷連線中垂線上對稱的兩點。圖甲圖乙圖丙（1）如下圖所示，圓柱形均勻金屬導體的橫截面積為S，將其左、右截面接入直流電路，穩(wěn)定后內部有大小為I且分布均勻的電流，則導體內的電流密度大小為。設導體材料的電阻率為，材料內某一點處附近極小范圍內的電場可視為勻強電場，則該點的電場強度大小用電流密度j可表示為。（2）在丙圖中畫出同一正電荷在b,c中電勢能較高點的電場方向與負電荷在b,d中與a點電勢差為?1.5mV的點的受力方向；（3）電力公司的調查記錄顯示，該男子遇害時支撐塔確實有漏電故障。假定大小為i的電流從漏電桿通過半徑為b的半球體電極均勻地傳入地面，在各個方向上均勻分散并流向無窮遠處，如圖甲所示。大地的電阻率為ρ，遇難者距漏電桿的距離為r。則可得到遇難者處的：電流密度大小為；電場強度大小為；該點與半球形電極邊緣間的電勢差大小為。（4）經調查發(fā)現(xiàn)，上一問中各物理量的具體參數為：，，，。如圖乙所示電流向上通過遇難者的一只腳，橫過其軀干（包括心臟），并向下通過另一只腳的導電通路。兩腳間距，濕地上每只腳與地面的接觸電阻均約為，電流在人體中通路的等效電阻約為，通過軀干的電流達到即可引發(fā)心臟的纖維性顫動，請通過計算，確認該男子的死亡是因為心臟病發(fā)作還是觸電（簡答題）參考答案：A+≥79分一.感應起電機（共11分）1.（1）C（3分）（2）CD（4分）（3）A（2分）B（2分）詳解如下：瓶內俯視圖如圖：尖端附近的電場線密集，所以在鋸條附近的電場強度大于金屬片附近的電場；且根據俯視圖可以看出料瓶內存在的是輻條形的電場，不是勻強電場，當靜電除塵裝置接通靜電高壓時，存在強電場，它使空氣電離而產生陰離子和陽離子，負離子在電場力的作用下，向正極移動時，碰到煙塵微粒使它帶負電，帶電煙塵在電場力的作用下，向正極移動，煙塵最終被吸附到易拉罐附近，這樣消除了煙塵中的塵粒。二.充電寶（共22分）2.（1）B（3分）（2）5.76×104（2分）能（1分）（3）0.02（2分）0.12（2分）6.25×1017（2分）（4）①：電流（2分）電壓（2分）a（2分）②：1.48（2分）1.29（2分）三.御電飛行的蜘蛛俠（共16分）3.（1）D（3分）（2）C（3分）（3）D（3分）（4）BD（4分）（5）（3分）詳解如下：蜘蛛勻速下降時受力如圖所示：根據平衡條件可得（1分）整個過程，根據動能定理可得（1分）可得（1分）四.鋰電池（共36分）4.（1）B（3分）（2）受到的重力（2分）電梯對人的升力（2分）70（2分）（3）1850（2分）37（2分）（4）h（2分）d（2分