試卷第=page22頁，共=sectionpages2222頁絕密★啟用前2025年高考考前信息物理必刷卷04（上海專用：電磁學）（考試時間：90分鐘試卷滿分：100分）考情速遞高考·新動向：知識面更廣，壓軸題難度有所降低，沒有特別復雜的理論計算，但強調(diào)對應(yīng)用情景的綜合分析，考點綜合性增強，主要考查靈活運用物理知識分析問題、解決問題的能力。比如，引力場中物體的勢能并非主要考點，但也會考到，而傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)難題并未出題。高考·新考法：由傳統(tǒng)的選擇題、填空題、計算題轉(zhuǎn)化為5~6道情景綜合題，由于以應(yīng)用場景為背景進行出題，所以特別復雜的理論計算題的相對減少，為保證知識點的覆蓋面，在一道題中綜合多個知識點的題型概率比較大，例如帶電粒子在圓形電磁場中做圓周運動，功率和電路在自發(fā)電自行車中的結(jié)合等。高考·新情境：結(jié)合最新熱門話題，比如以奧運會、人工智能AI、自動駕駛、智能手機等為情景進行命題的可能性較大。命題·大預測：1．以最新熱門話題、新科技創(chuàng)新、航空航天為情景出題的可能性較大。2．去年較難題的內(nèi)容是帶電粒子的運動和電路和功率的綜合題，今年機械能、動量、電磁感應(yīng)出難題可能性較大。3．去年實驗題考查了熱學波義耳定律，今年考查力學牛頓第二定律、單擺、電源電動勢和內(nèi)阻測量的可能性較大。注意事項：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號等填寫在答題卡和試卷指定位置上。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡對應(yīng)題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。

一、電容器（2+3+3+8+6=22分）隨著科技的發(fā)展，不斷有新的用來儲存電荷的裝置被創(chuàng)造出來，我們把能存儲電荷和電能的裝置叫做電容器。各種電容器在電子或電力設(shè)備里有廣泛的應(yīng)用。1．下列哪個措施是為了防止靜電產(chǎn)生的危害（）A．在高大的煙囪中安裝靜電除塵器 B．靜電復印C．在高大的建筑物頂端裝上避雷針 D．靜電噴漆2．如圖所示，a、b兩點位于以負點電荷-Q（Q>0）為球心的球面上，c點在球面外，則（）A．a(chǎn)點場強的大小比b點小B．b點場強的大小比c點小C．a(chǎn)點電勢比b點高D．c點電勢比a點高3．如圖所示，靜電計指針張角會隨電容器極板間電勢差U的增大而變大。現(xiàn)使電容器帶電，并保持總電量不變，實驗中每次只進行一種操作，能使靜電計指針張角變大的是（）A．將玻璃板插入兩板之間B．將云母板插入兩板之間C．將A板稍微上移D．減小兩極板之間的距離4．利用DIS電流傳感器可以測量電容器的電容。讓充電后的電容器通過大電阻R放電，電流傳感器A與計算機連接，記錄放電電流I隨時間t變化的圖像，圖像與橫坐標軸圍成的面積，數(shù)值上等于電容器的帶電量Q（可用DIS系統(tǒng)軟件計算），Q與充電電壓U的比值即為電容器的電容C。（1）圖甲、圖乙為放電法測量電容的兩種電路原理圖，先開關(guān)S與1端相連，充電結(jié)束后，讀出電壓表的示數(shù)。然后把開關(guān)擲向2端，記錄I-t圖像，測量出電容器的帶電量Q。在甲、乙兩圖中，實驗系統(tǒng)誤差較大的是（選填“甲”或“乙”），原因是對實驗的影響，使電容測量值（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。（2）DIS系統(tǒng)軟件記錄的電容器放電電流I隨時間t變化的圖像可能是()A

B．C．

D．5．如圖所示為一真空示波管，電子從燈絲K發(fā)出（初速度不計），經(jīng)燈絲與A板間的加速電壓U1加速，從A板中心孔沿中心線KO射出，然后進入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場中（偏轉(zhuǎn)電場可視為勻強電場），電子進入M、N間電場時的速度與電場方向垂直，電子經(jīng)過電場后打在熒光屏上的P點。已知加速電壓U1=1600V，M、N兩板間的電壓U2=200V，兩板間的距離為d=10cm，板長為L1=20cm，板右端到熒光屏的距離為L2=40cm，電子質(zhì)量m=9.11×10-31kg，電子電量為e=1.6×10-19C，求：（1）電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時的側(cè)移量y；（2）P點到O點的距離y′。【答案】1．C2．D3．C4．乙電壓表分流偏小C5．（1）0.0125m；（2）0.0625m【解析】1．在高大的煙囪中安裝靜電除塵器、靜電復印、靜電噴漆均是利用靜電，而在高大的建筑物頂端裝上避雷針是為了防止靜電產(chǎn)生的危害。故選C。2．根據(jù)負點電荷的電場分布特點可知，越靠近場源電荷，電場強度越大，越靠近場源電荷電勢越低，所以故選D。3．AB．根據(jù)若將玻璃板或者云母板插入兩板之間，則相對介電常量變大，電容變大，兩極板間電壓減小，靜電計指針張角變小，故AB錯誤；C．若將A板上移，則兩板正對面積變小，電容變小，兩極板間電壓變大，靜電計張角變大，故C正確；D．若減小兩極板之間的距離，則電容變大，兩極板間電壓減小，靜電計指針張角變小，故D錯誤。故選C。4．[1][2]對比甲、乙兩圖可知，當開關(guān)接2時，圖乙中存在電壓表分流作用，測量得到的I-t圖線與坐標軸所圍區(qū)域的面積表示流過電流表的電荷量，小于電容器的帶電荷量，所以圖乙誤差較大；[3]由于電荷量的測量值偏小，所以電容的測量值偏小；[4]電容器放電過程中，電流減小，且逐漸變慢。故選C。5．（1）電子在加速電場中有在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運動，則聯(lián)立可得（2）電子離開偏轉(zhuǎn)電場后做勻速直線運動，根據(jù)幾何關(guān)系有代入數(shù)據(jù)解得二、相互作用的電荷（3+3+6=12分）兩電荷之間可以通過“場”來進行相互作用。如圖（a）所示，在xOy平面內(nèi)有等量異種點電荷p1和p2，p1的電荷量為+q，坐標為（0,0），p2的電荷量為-q，坐標為（R,0）。

6．若平面內(nèi)坐標（0.25R,0）處的電勢為φA，坐標（0.75R,0）處的電勢為φB。則（

）A． B． C．7．若將試探電子從（0.25R,0）處沿x軸移動到（0.75R,0）處，選無窮遠處電勢為零。不考慮電子對電場的影響，則電子電勢能Ep隨坐標x的變化圖像可能為（

）A．

B．

C．

D．

8．如圖（b）所示，某時刻p1和p2分別具有沿著兩個坐標軸的速率v，由于運動的電荷會產(chǎn)生磁場，該時刻p2所在位置的磁感應(yīng)強度為B，靜電力常量為k。

①（計算）求該時刻p1對p2的總作用力大小F。②該時刻坐標（R，0）處的磁感應(yīng)強度，其中c為光速，k為靜電力常量。根據(jù)單位制的知識可知指數(shù)λ的值為。A．

B．

C．

D．【答案】6．A7．C8．D【解析】6．p1和p2間的電場方向向右，根據(jù)沿電場線方向電勢逐漸降低可知，。故選A。7．p1和p2連線中點電勢為0，根據(jù)，可知電子的電勢能由負值逐漸增大到正值；根據(jù)可知圖像的斜率代表電場力，試探電子從（0.25R,0）處沿x軸移動到（0.75R,0）處，電場力先減小后增大。故選C。8．①[1]p1對p2的作用力包括庫侖力與洛倫茲力，二者方向垂直，根據(jù)力的合成可知②[2]根據(jù)可知1T=根據(jù)可知根據(jù)題中可知解得故選D。三、電路（3+3+8+6=20分）如圖所示為從硅晶圓上取下已制好的集成電路所需的芯片。如今，1cm2的集成電路就可以擁有幾十億甚至上百億個電子元器件。穩(wěn)定、高效、輕便的集成電路為人們的生活、科技帶來了無限的可能。9．如圖所示電路中，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，各電阻阻值如圖所示（R<r），當滑動變阻器的滑動觸頭P從a端滑到b端的過程中，下列說法正確的是（）A．電壓表的讀數(shù)U先減小，后增大B．電流表的讀數(shù)I先增大，后減小C．電源的輸出功率先增后減D．電壓表讀數(shù)的變化量?U與電流表讀數(shù)的變化量?I的比值先增后減小10．如圖所示的電路中，R1是光敏電阻（光照越強，阻值越小），R2是定值電阻，電容器的兩平行板水平放置，當開關(guān)S閉合，并且沒有光線照射R1時，一帶電液滴恰好能靜止在電容器兩板間的M點。當用強光照射R1時，則（）A．通過R1的電流減小B．電容器兩極板間電壓變小C．電容器所帶電荷量減少D．液滴向上運動11．（1）利用電流傳感器與電壓傳感器“測電源電動勢和內(nèi)電阻”的實驗電路如圖（a）所示。傳感器B是傳感器，電阻R0起到的作用是。（2）某次實驗，改變滑動變阻器的觸點，記錄下多組電壓值U和電流值I，通過軟件繪制的U-I關(guān)系如圖（b）所示，通過選擇“一次函數(shù)”擬合獲得“y=-1.03x+2.83”的實驗結(jié)果。由此可知電源的電動勢E=V，內(nèi)阻Ω；（3）根據(jù)實驗測得的U、I數(shù)據(jù)，若令y=UI，x=，則由計算機擬合得出的y-x圖線如圖（c）所示，則圖線最高點A點的縱坐標y=W（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。12．“祝融號”火星車，其動力主要來源于太陽能電池。現(xiàn)將“祝融號”的動力供電電路簡化如圖，已知定值電阻R=5Ω，太陽能電池電動勢E=150V，電動機線圈電阻rM=4Ω，當火星車正常行駛時，電動機兩端的電壓UM=120V，R消耗的功率為125W。求：（1）太陽能電池的內(nèi)電阻r。（2）電動機輸出的機械功率。（3）電動機的效率。【答案】9．C10．D11．電流保護電路2.831.031.9412．（1）1Ω；（2）500W；（3）83.3%【解析】9．AB．當滑動變阻器的滑動觸頭P從a端滑到b端的過程中，外電路總電阻先增大后減小，所以回路中電流先減小后增大，內(nèi)電壓先減小后增大，路端電壓先增大后減小，即電流表的讀數(shù)先減小后增大，電壓表的讀數(shù)先增大后減小，故AB錯誤；C．由于外電路電阻先增大后減小，但始終小于電源內(nèi)阻，根據(jù)電源的輸出功率與外電路電阻的關(guān)系可知，電源的輸出功率應(yīng)先增大后減小，故C正確；D．根據(jù)閉合電路歐姆定律可得所以由此可知，該比值不變，故D錯誤。故選C。10．當用強光照射R1時，R1阻值減小，外電路總電阻減小，回路中電流增大，通過R1的電流增大，內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，R2兩端電壓增大，即電容器兩極板電壓增大，則電容器所帶電荷量增大，兩板間電場強度增大，液滴向上運動。故選D。11．[1]傳感器B串聯(lián)在電路中，是電流傳感器；[2]電阻R0起到保護電路的作用；[3][4]根據(jù)閉合電路歐姆定律可得結(jié)合題意可得，[5]根據(jù)解得根據(jù)數(shù)學規(guī)律可知，當即y具有最大值，則12．（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得解得，（2）電動機輸出的機械功率為（3）電動機的效率為四、5G通信技術(shù)（3+3+9=15分）第五代移動通信技術(shù)（5G）是一種新型移動通信網(wǎng)絡(luò)，使用的通信頻率在3.0GHz以上的超高頻段和極高頻段，比4G及以下網(wǎng)絡(luò)（通信頻率在間的特高頻段）擁有更大的帶寬和更快的傳輸速率。目前困擾5G發(fā)展的難題之一是供電，一個5G基站系統(tǒng)功耗為4kW（基站用電器功率），信號覆蓋半徑約為100m。13．（多選）在5G技術(shù)領(lǐng)域，華為絕對是領(lǐng)跑者。與4G相比，5G使用的電磁波頻率更高。下列說法中正確的是（

）A．5G使用的是電磁波B．5G使用的電磁波在同種介質(zhì)中傳播速度比4G的快C．5G使用的是橫波D．空間中的5G信號和4G信號相遇一定不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象14．產(chǎn)生5G無線信號電波的LC振蕩電路某時刻的工作狀態(tài)如圖所示，則該時刻（

）A．線圈中磁場的方向向上B．電容器兩極板間電場強度正在變大C．電容器正在放電，線圈儲存的磁場能正在增加D．線路中的電流正在減小且與線圈中感應(yīng)電流的方向相反15．（計算）如圖所示，某5G基站距離100kV主供電線路一定距離，線路電阻為，線路損耗功率占總功率的（變壓器均視作理想變壓器）。（1）求輸電回路的電流；（2）高壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比；（3）為了實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)信號全覆蓋面積約為2000平方公里城市，試估算全市的5G基站運行一天將消耗約多少？（保留一位有效數(shù)字）【答案】13．ACD14．B15．（1）；（2）；（3）【解析】13．AC．5G使用的是電磁波，電磁波是橫波，AC正確；B．5G使用的電磁波頻率更高，所以5G使用的電磁波在介質(zhì)中傳播速度比4G的慢，B錯誤；D．5G使用的電磁波頻率更高，與4G信號相遇不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，D正確。故選ACD。14．A．根據(jù)線圈中電流方向，應(yīng)用右手螺旋定則判斷出線圈中磁場方向向下，A錯誤；B．電流方向流向正極板，表示電容器在充電，兩極板電荷量增大，板間電場強度在變大，B正確；C．電流方向流向正極板，表示電容器在充電，兩極板電荷量增大，電路中電流在減小，線圈儲存的磁場能正在減小，C錯誤；D．磁場能逐漸轉(zhuǎn)化成電場能，根據(jù)“增反減同”可知，線圈中感應(yīng)電流的方向與線路中原電流方向相同，D錯誤。故選B。15．[1]由題意可知，總功率為線路損耗功率為又因為解得[2]高壓變壓器副線圈兩端的電壓為根據(jù)即高壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比[3]需要的基電站個數(shù)每個基電站一天的耗電量為總耗電量為五、“阿爾法質(zhì)譜儀”（2+3+8=13分）如圖所示為物理學家丁肇中研制的“阿爾法質(zhì)譜儀”結(jié)構(gòu)圖。氫有三種同位素：氕原子核內(nèi)有1個質(zhì)子，無中子；氘原子核內(nèi)有1個質(zhì)子，1個中子；氚原子核內(nèi)有1個質(zhì)子，2個中子。16．氕核以速度進入速度選擇器，兩極板間電壓為，兩板長度為，相距為，磁感應(yīng)強度大小為。要使原子核能勻速通過速度選擇器，則。17．若氕核進入速度選擇器的速度，則氕核在速度選擇器中會做（

）A．變加速曲線運動B．勻加速曲線運動C．變加速直線運動D．勻加速直線運動18．（計算）現(xiàn)知道了儀器部分參數(shù)，速度選擇器的勻強電場強度為，勻強磁場的磁感強度為0.6T（電場方向與磁場方向相互垂直）。偏轉(zhuǎn)分離器的磁感應(yīng)強度為0.8T。（已知氕核質(zhì)量為，，元電荷的電荷量為）（1）如氕核和氚核以相同速度進入偏轉(zhuǎn)分離器，試求在質(zhì)譜儀底片上收集到的條紋之間的距離；（2）求氕核和氚核在磁場中運動的時間。【答案】16．17．A18．（1）；（2），【解析】16．要使原子核能勻速通過速度選擇器，根據(jù)平衡條件可得又解得17．若氕核進入速度選擇器的速度，則有可知氕核在速度選擇器中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，由于洛倫茲力隨速度的變化而變化，所以氕核在速度選擇器中會做變加速曲線運動。故選A。18．（1）根據(jù)解得氕核和氚核以相同速度進入偏轉(zhuǎn)分離器，由洛倫茲力提供向心力可得解得則有，可知在質(zhì)譜儀底片上收集到的條紋之間的距離為（2）粒子在磁場中運動的時間為則氕核和氚核在磁場中運動的時間分別為，六、瘋狂過山車（5+3+10=18分）19．圖（a）是游樂園常見的“瘋狂過山車”項目，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以簡化成圖（b）的“單棒”模型。導體棒在ab處由靜止釋放，先經(jīng)直軌道到達cd處，然后沿切線進入光滑圓弧軌道，圓弧軌道的底端ef又與足夠長的光滑水平導軌相切。圖中兩導軌之間的陰影區(qū)域是一個正方形，其內(nèi)有豎直向下的勻強磁場。（重力加速度g取10m/s2）(1)若導體棒在直軌道ac(bd)上的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，圓弧軌道ce(df)的半徑r＝2m，角度θ＝37°，釋放高度H＝3m，導體棒質(zhì)量m＝1kg。則導體棒在直軌道ac(bd)上運動的加速度大小a＝m/s2，1s末重力的瞬時功率P1＝W。(2)導體棒到達圓弧軌道的