物理-江苏省无锡市滨湖区无锡第一中学2023-2024学年高一下学期6月期末考试题和答案

一、单选题（每题4分，共44分）1.在科学发展过程中，许多科学家作出了巨大贡献，以下说法正确的是()A.元电荷e的数值最早是由物理学家库仑测得的B.第谷通过观察提出行星绕太阳运动的轨道是椭圆C.牛顿进行了著名的“月-地检验”并通过实验测出了引力常量D.法拉第提出了电荷周围存在电场的观点2.关于下列四幅图的说法错误的是()A.图甲为静电除尘原理的示意图，带负电的尘埃将被吸附到带正电的板状收集器A上B.如图乙所示，给汽车加油前要触摸一下静电释放器，是为了导走人身上的电荷C.图丙为静电喷漆的原理图，所有涂料微粒都在电场力作用下沿电场线运动到电极上D.如图丁所示，高层建筑物顶端安装有避雷针，避雷计的原理为尖端放电3.右图为示波管的原理图，在示波管的两对偏转电极上均不加电压时，电子束从电子枪射出后沿直线运动，打在荧屏中心，产生一个亮斑.若在偏转电极YY9加电压U1、偏转电极XX9加电压U2后，亮斑会偏离荧光屏中心位置.能使亮斑离荧光屏中心的竖直距离增大的A.增大U1B.减小U1C.增大U2D.减小U24.如图所示，人造地球卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，若用T、v、a、E分别表示卫星的周期、速度、加速度、机械能这些物理量的大小，则下列关系一定正确的是()A.TA<TBC.aA<aBD.EA<EBB5.如图所示，两个截面不同、长度相等的均匀铜棒接在电路中，两端的电压为U，则()A.通过两棒的电流不相等B.细棒的电压U1等于粗棒的电压U2C.两棒的自由电子定向移动的平均速率v1<v2D.两棒内的电场强度不同，细棒内场强E1大于粗棒内部场强E26.如图所示，实线表示电场线，虚线表示带电粒子只受静电力作用下的运动轨迹，则()A.若粒子是从N点运动到M点，则其带负电荷B.粒子运动的加速度在M点小于N点C.粒子在M点的速度大于在N点的速度D.粒子在M点的电势能小于在N点的电势能7.右图为低空跳伞极限运动表演，运动员从悬崖上一跃而下，实现了自然奇观与极限运动的完美结合.假设质量为m的跳伞运动员，由静止开始下落（空气阻力不可忽略），在打开伞之前，下落高度h时速度达到v.在运动员下落h的过程中，下列说法正确的是()2A.运动员的重力做功为222B.运动员的重力势能减少了22C.运动员的动能增加了mghD.运动员的机械能减少了mgh-mv28.某同学利用图甲所示的电路演示电容器的充、放电过程.他先使开关S与2端相连，数秒后，使开关S与1端相连并，然后再把开关S掷向2端，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的i—t图像如图乙所示.下列说法正确的是()A.放电过程中，电容器下极板带正电B.图像中两阴影面积一定相等C.仅改变两极板间距离，电容器充电结束时电容器两板间电压会改变D.仅改变电阻R，电容器充电结束后电容器电荷量Q会改变9.一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10V、10V、22V．下列说法不正确的是()A.电场强度的大小为2.5V/cmB.坐标原点处的电势为－2VC.电子在a点的电势能比在c点的低12eVD.电子从b点运动到c点，静电力做功为12eV10.某仪器两极间的电场线分布如图所示，中间的一条电场线是直线，其它电场线对称分布，一正电荷从O点沿直线OA以某一初速度仅在电场力作用下运动到A点.取O点为坐标原点，沿直线向右为x轴正方向.从O到A运动过程中，关于该电荷运动速度v和加速度a随时间t的变化、质子的动能Ek和运动轨迹上各点的电势φ随位移x的变化图线中可能正确的是()A.B.C.D.11.四个相同的小量程电流表（表头）分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2.已知电流表A1的量程大于A2的量程，电压表V1的量程大V2的量程，改装好后把它们按图示接入电路，则()A.电流表A1的偏转角小于电流表A2的偏转角B.电流表A1的读数大于电流表A2的读数C.电压表V1的偏转角大于电压表V2的偏转角D.电压表V1的读数小于电压表V2的读数二、实验题（每空2分，共12分）12.某学习小组为了测定金属的电阻率完成了下列实验：（1）用螺旋测微器测得金属电阻的直径如图右所示，则其直径为mm.为了能够选用恰当量程的电压表，实验时先用多用电表的电压档粗测其电压，则需将多用电表的红黑表笔与金属电阻（选填“并联”或“串联”）.（2）若待测金属导线的电阻Rx约为5Ω.实验室备有下列实验器材：A.电压表V1（量程3V，内阻约为15kΩ)B.电压表V2（量程15V，内阻约为75kΩ)C.电流表A1（量程3A，内阻约为0.2Ω)D.电流表A2（量程600mA，内G.电源E（电动势为3V，内阻约为0.3Ω)H.开关S，导线若干①要求较准确地测出其阻值，电压表应选，电流表应选，滑动变阻器应选.（用器材前的字母表示）②为了减小实验误差，应选用右图该实验的电路图.三、解答题（共44分）13.（8分）某卫星在地球赤道平面内以周期T绕地球做匀速圆周运动，它距离地面的高度为地球半径的2倍，已知地球半径为R，引力常量为G.求：（1）该卫星绕地球运动的线速度v的大小；（2）地球的质量M.杆的另外一端固定一个带电小球B，整个装置处于水平向右的匀强电场中.初始时，两球相距L0=0.5m（远大于小球直径），此时小球A恰好静止且与杆无弹力，已知重力加速度2，小球A的电荷量为0.32C，求：（1）B球带何种电荷；（2）匀强电场的电场强度E的大小；（3）撤去匀强电场，小球A速度最大时，两球间距L.15.(12分)如图所示为一粒子分析装置，它由粒子发射源、加速电场、静电分析器、偏转电场四部分组成.粒子发射源S可产生初速度为零，质量为m，电量为+q的带电粒子.粒子自A板小孔进入加速电场加速后，垂直于B板从小孔进入圆弧形的静电分析器，仅在指向圆心的电场力作用下，通过静电分析器的中轴线CD做四分之一圆周运动，离开静电分析器后沿偏转电场的中轴线水平进入偏转电场区，此时偏转电场中加上如图乙所示的交变电压，最后粒子恰好沿水平方向从偏转电场右侧飞出.已知：AB板间的加速电压为U0、静电分析器中轴线CD处的电场强度大小为E0、偏转电场MN的极板长度为L、极板间距为d、图乙中的偏转电压U已知，周期T可调节但未知，若带电粒子重力不计.求：（1）带电粒子到达B板的速度v0的大小；（2）带电粒子在静电分析器中运动的时间t；（3）带电粒子离开偏转电场时的偏离中轴线的距离y.16.(14分)如图所示，小物块与水平传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，倾斜轨道和圆轨道光滑且位于同一竖直平面内，圆轨道半径R＝0.6m，A是倾斜轨道的最低点（小物块滑过A点前后速度大小不变），B是圆轨道的最低点且与传送带平滑连接，AB长L＝0.8m.现将质量m＝0.4kg的小物块从距离AB高h处静止释放，取重力加速度g=10m/s2.（1）若传送带不转动，当h＝0.8m时，小物块会从圆轨道上某一位置沿圆轨道返回传送带，求小物块在传送带上所停位置距B点的距离；（2）若传送带顺时针转动，传送带的速度大小为6.0m/s，小物块通过圆轨道的最高点时，对轨道的压力大小为mg，求h的最小值和最大值；（3）在（2）的情景中，求h取最小值时，由于传送带运送小物块，电动机多做的功.一、单选题（每题4分，共44分）1.【答案】D【详解】A．元电荷e的数值最早是由物理学家密立根测得的，选项A错误；B．开普勒通过观察提出行星绕太阳运动的轨道是椭圆，选项B错误；C．牛顿进行了著名的“月-地检验”，卡文迪许通过实验测出了引力常量，选项C错误；D．法拉第提出了电荷周围存在电场的观点，选项D正确。故选D。2.【答案】C【详解】A．图甲为静电除尘原理的示意图，根据电荷间的相互作用力可知，异种电荷相互吸引，因此带负电的尘埃将被吸附到带正电的板状收集器A上，故A正确；B．给汽车加油前要触摸一下静电释放器，其原理是导走人身的静电，故B正确；C．图丙为静电喷漆的原理图，因为电场线是曲线，涂料微粒在电场力作用下不会沿电场线运动，故C错误；D．高层建筑物顶端安装有避雷针，避雷针的原理为尖端放电，故D正确。本题选错误的，故选C。3.【答案】A【详解】由题图可知，示波管水平极板YY9加电压U1，能使粒子竖直方向发生位移，若使亮斑离荧光屏中心的竖直距离增大，则需要竖直分位移增大，增大U1。故选A。4.【答案】A【详解】根据人造地球卫星只在万有引力作用下的运动规律——“高轨低速长周期”可知：由于A的轨道半径低于B的轨道半径，所以B的周期大，运动速率小，故A选项正确，B、C选项错误，由于A、B两颗卫星的质量未知，所以机械能无法比较，故D错误。故选A5.【答案】D.【详解】由于两棒串联，所以电流相等，故A错误；B．由R=P可知，细棒的电阻大，由串联分压原理可知细棒的电压与粗棒的电压U2关系为U1>U2，所以B错误C．由公式I=neSv可知，两棒电流相等，而两棒横截面积关系为S1<S2得两棒的自由电子定向移动的平均速率v1>v2故C错误；D.因为U1>U2又由E=可得E1>E2，故D正确。故选D。6.【答案】B【详解】根据曲线运动的特点合外力总是指向轨迹弯曲的一面，则带电粒子所受静电力方向向下，与场强方向相同，则带电粒子带正电，所以A错误；根据电场线的疏密表示场强的大小，则M点场强小于N点，则粒子的静电力在M点小于N点，所以B正确；若粒子是从N点运动到M点，静电力做负功，带电粒子的动能减小，电势能增大；若粒子是从M点运动到N点，静电力做正功，带电粒子的动能增大，电势能减小；所以粒子在M点的速度小于在N点的速度，粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，则C、D都错误.故选B7.【答案】D【详解】AB．运动员的重力做功为mgh，故运动员的重力势能减少了mgh，故AB错误； CC．运动员的动能增加了22mv，但由于空气阻力不可忽略，则mgh大于2mv，故22D．根据功能关系可知，运动员的机械能减少了ΔE=mgh-故选D。8.【答案】B【详解】A．电容器下极板与电源负极相连，所以下极板带负电，A错误；B．i—t图像面积表示电荷量，所以两阴影面积分别表示充放电电荷总量，一定相等，B正确；C．电源电压不变，仅改变两极板间距离，电容器充电结束时电容器两板间电压不会改变，C错误；D．电容器所带的电荷量Q=CU，由于电源电动势不变，电容不变，所以减小电阻，只是增大了充电的电流，但电容器的电荷量不变，C错误；故选B。9.【答案】C【详解】由题可知直线ab位于等势面上，所以电场强度的方向垂直于直线ab指向左下方；设c点到直线ab的距离为d，则由几何关系可得sin∠cab解得d＝4.8cm，所U22－10以电场强度为E＝-＝——V/cm＝2.5V/cm，故A正确；由几何关系可知坐标原点O到d4.8直线ab的距离等于c点到直线ab的距离，所以O点与ab之间的电势差等于ab与c点之间的电势差；则坐标原点处的电势为φO=φa－12V2V，故B正确；电子在a点的电势能为Epaeφa10eV，电子在c点的电势能为EpceφC22eV，电子带负电，在电势低处电势能较大，所以电子在a点的电势能比在c点的高12eV，故C错误；电子从b点运动到c点，静电力做功为WeUbc＝12eV，故D正确.本题选不正确的，故选C10.【答案】C【详解】A．速度时间图线的斜率表示加速度，则速度时间图像斜率先增大后减小，故A错误；B．从O到A场强先增大后减小，则加速度先增大后减小，故B错误；C．根据能量守恒定律有ΔEk=-ΔEp又有-ΔEp=qU、U=E.Δx整理可得Ek=qE.Δx从O到A场强先增大后减小，可知，Ek-x图像的斜率先增大后减小，故C正确。D．电场线的疏密表示电场的强弱，从O到A场强先增大后减小，由于φ-x图像的斜率表示电场强度的大小，则从O到A的电势随位移的变化图线的斜率先增大后减小，故D错误；故选C。11.【答案】B【详解】由于四个小量程电流表完全相同，改装后接成上图，要改装成电流表需要并联一个定值电阻，要改装成电压表，需要串联一个定值电阻。由于A1和A2的表头相同，两者又并联，所以两个表头的指针偏角相同，A选项错误；由于电流表A1量程大于A2的量程，则A1的内阻小于A2的内阻，据题中电路图可知由于两电流表并联，电压相同，则通过A1的电流较大，所以B选项正确。由于电压表V1的量程大于V2，则电压表V1的内阻大于V2的，当两者串联时，通过的电流相同，所以V1的读数较大，而两个表头的偏角相同，故C、D选项都错误.故选B二、实验题（每空2分，共12分）12.（1）【答案】4.700（4.699~4.701均可得分）并联【详解】[1]螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，所以金属丝的直径为4.5+20.0×0.01mm=4.700mm[2]根据电压表的使用规则可知，电压表应该并联在被测电阻两端，所以使用多用电表的电压挡测量电阻两端的电压，也需将多用电表与电阻并联；（2）【答案】①ADE②b【详解】①[1]电源电动势为3V，要求较准确地测出其阻值，需要多测几组数据，所以选用电压表V1（量程3V，内阻约为15kΩ),即A。[2][3]待测金属导线的电阻Rx约为5Ω,根据欧姆定律有≈0.6A即实验中通过电流表的最大电流为0.6A，选用电流表A2（量程600mA，内阻约为1Ω)即可。变阻器只能选R1。②待测金属导线的电阻较小，需要采用电流表外接。故选b电路图。三、解答题（共44分）13.（8分）【答案】（1）；（2）（2）设卫星的质量为m，由万有引力提供卫星的向心力，可得G解得地球的质量为14（10分）【答案】（1）正电2）5·J3N/C3）1m.【详解】（1）由于A球带正电，A球受到的电场力方向水平向右，而小球A恰好静止且与杆无弹力，根据受力平衡可知A球受到的与B球的库仑力应沿斜面向上，故B球带正（2）A球所受重力、电场力和与B球的库仑力满足三力平衡，根据平衡条件可得（3）撤去匀强电场后，A球沿斜面向上运动，当加速度为零时，A球的速度最大时，加速度为零，此时=mgsinα=即k由（2）中分析可知，初始时F0==2mg即k=2mg联合解得L=2L0=1m(3)得:y=【详解】（1）带电粒子在加速电场中，由动能定理可知U0q=解得v0=（2）带电粒子在静电分析器中做匀速圆周运动可知E0q=m解得r=运动时间为(3)带电粒子进入偏转电场将做类平抛运动，由于粒子最终沿水平方向出电场，利用运动的合成与分解可知，粒子在竖直方向上先做匀加速运动，再做匀减速运动，最终速度为零，根据运动的对称性和偏转电场两端的变化电压可知，粒子在竖直方向上一次类平抛有2其中a=由水平方向的匀速直线运动可知，t=；且t=nT（n=1、2、3……由以上各式解得：y0=将v0=·曾代入，且偏转距离y=2ny0综上可得:y=（n=1、2、3……）16.【答案】（1）x=0.8m（2）h的最小值为1.4m，最大值为2.2m.（3）W=1.68J【详解】（1）传送带不转动时，因为小物块会从圆轨道上返回传送带中，说明小球未能通过圆轨道得最高点，设小物块在传送带上路程为x