精品解析：江苏省无锡市第一中学2023-2024学年高一下学期6月期末物理试题

无锡市第一中学2023-2024学年度第二学期期末试卷 高一物理（选修班） 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，涂料微粒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。若在偏转电极加电压、偏转电极加电压后，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是（　　） A. 增大 B. 减小 C. 增大 D. 减小 4. 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<TB B. vA<vB C. aA<aB D. EA<EB 5. 如图，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. 细棒的电压等于粗棒的电压 C. 两棒自由电子定向移动的平均速率 D. 两棒内的电场强度不同，细棒内场强大于粗棒内部场强 6. 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. 若粒子是从点运动到点，则其带负电荷 B. 粒子运动的加速度在点小于点 C. 粒子在点的速度大于在点的速度 D. 粒子在点电势能小于在点的电势能 7. 如图所示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（ ） A. 运动员的重力做功为 B. 运动员的重力势能减少了 C. 运动员的动能增加了mgh D. 运动员的机械能减少了 8. 某同学利用图甲所示的电路演示电容器的充、放电过程，先使开关S与1端相连，然后把开关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图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 图像中两阴影面积一定相等 B. 放电过程中，电容器下极板带正电 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/cm B. 坐标原点处的电势为 -2V C. 电子在a点的电势能比在c点的低12eV D. 电子从b点运动到c点，电场力做功为12eV 10. 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、和两个电压表、。已知电流表的量程大于的量程，电压表的量程大的量程，改装好后把它们按图示接入电路，则（　　） A. 电流表偏转角小于电流表的偏转角 B. 电流表的读数大于电流表的读数 C. 电压表的偏转角大于电压表的偏转角 D. 电压表的读数小于电压表的读数 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________。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约为。实验室备有下列实验器材： A.电压表（量程，内阻约为） B.电压表（量程，内阻约为） C.电流表（量程，内阻约） D.电流表（量程，内阻约为） E.变阻器（0∼10Ω，1A） F.变阻器（0∼2000Ω，0.1A） G.电源（电动势为，内阻约为） H.开关，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，应选用图中________（选填“”或“”）为该实验的电路图。 三、解答题（共44分） 13. 某卫星在地球赤道平面内以周期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，引力常量为。求： （1）该卫星绕地球运动的线速度的大小； （2）地球的质量。 14. 如图所示，质量为0.16kg的带正电小球A穿在倾角的光滑绝缘细杆上，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（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，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 （3）撤去匀强电场，小球A速度最大时，两球间距L 15. 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。粒子发射源可产生初速度为零，质量为，电量为的带电粒子。粒子自板小孔进入加速电场加速后，垂直于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：板间的加速电压为、静电分析器中轴线处的电场强度大小为、偏转电场的极板长度为、极板间距为、图乙中的偏转电压已知，周期可调节但未知，若带电粒子重力不计。求： （1）带电粒子到达板的速度的大小； （2）带电粒子在静电分析器中运动的时间； （3）带电粒子离开偏转电场时的偏离中轴线的距离。 16. 如图所示，小物块与水平传送带之间的动摩擦因数，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，是倾斜轨道的最低点（小物块滑过点前后速度大小不变），是圆轨道的最低点且与传送带平滑连接，长，现将质量的小物块从距离高处静止释放，取重力加速度。 （1）若传送带不转动，当时，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点的距离； （2）若传送带顺时针转动，传送带的速度大小为，小物块通过圆轨道的最高点时，对轨道的压力大小为，求的最小值和最大值； （3）在（2）的情景中，求取最小值时，由于传送带运送小物块，电动机多做的功。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 无锡市第一中学2023-2024学年度第二学期期末试卷 高一物理（选修班） 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 【答案】D 【解析】 【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. 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，涂料微粒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 【答案】C 【解析】 【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. 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。若在偏转电极加电压、偏转电极加电压后，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是（　　） A. 增大 B. 减小 C. 增大 D. 减小 【答案】A 【解析】 【详解】偏转电极使得电子在水平方向发生偏转，偏转电极使得电子在竖直方向发生偏转，令偏转电极极板长为，极板间距为d，极板右边缘距离荧光屏间距为 则在电子加速过程有 在偏转电极中偏转过程有 ， 飞出偏转电极后，速度方向的反向延长线交偏转过程水平分位移对应线段的中点，根据相似三角形有 解得 可知，若使亮斑离荧光屏中心的竖直距离增大，则可增大。 故选A。 4. 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<TB B. vA<vB C. aA<aB D. EA<EB 【答案】A 【解析】 【详解】人造卫星所受万有引力提供圆周运动的向心力，有 A．卫星的周期为，因，则TA<TB，故A正确； B．卫星的线速度为，因，则vA>vB，故B错误； C．卫星加速度为，因，则aA>aB，故C错误； D．卫星的机械能为动能和引力势能之和，因两个卫星的质量关系未知，则机械能无法比较，故D错误。 故选A。 5. 如图，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. 细棒的电压等于粗棒的电压 C. 两棒的自由电子定向移动的平均速率 D. 两棒内的电场强度不同，细棒内场强大于粗棒内部场强 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于两棒串联，所以电流相等，故A错误； BD．由 可知，细棒的电阻大，由串联分压原理可知细棒的电压U1大于粗棒的电压U2，又由 可知细棒内场强大于粗棒内部场强。故B错误；D正确； C．由 I＝nqSv 可知，两棒电流相等，细棒的截面积小于粗棒的，所以两棒的自由电子定向移动的平均速率 故C错误。 故选D。 6. 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. 若粒子是从点运动到点，则其带负电荷 B. 粒子运动的加速度在点小于点 C. 粒子在点的速度大于在点的速度 D. 粒子在点的电势能小于在点的电势能 【答案】B 【解析】 【详解】ACD．根据曲线运动力与轨迹的关系可知，过运动轨迹与电场线的交点做出带电粒子所受电场力的方向，如图所示 根据电场力与电场方向的关系可知，带点粒子带正电；若带电粒子由M到N则电场力做正功，电势能减小，动能增大，ACD错误； B．电场线的疏密可以反映电场强度的大小，电场线越密的地方电场强度越大，根据可知，带电粒子在N点的加速度大，B正确。 故选B。 7. 如图所示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（ ） A. 运动员的重力做功为 B. 运动员的重力势能减少了 C. 运动员的动能增加了mgh D. 运动员的机械能减少了 【答案】D 【解析】 【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； C．运动员的动能增加了，但由于空气阻力不可忽略，则mgh大于，故C错误； D．根据功能关系可知，运动员的机械能减少了 故D正确。 故选D。 8. 某同学利用图甲所示的电路演示电容器的充、放电过程，先使开关S与1端相连，然后把开关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图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 图像中两阴影面积一定相等 B. 放电过程中，电容器下极板带正电 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 【答案】A 【解析】 【详解】A．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，A正确； B．电容器下极板与电源负极相连，所以下极板带负电，B错误； 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，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A。 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/cm B. 坐标原点处的电势为 -2V C. 电子在a点的电势能比在c点的低12eV D. 电子从b点运动到c点，电场力做功为12eV 【答案】C 【解析】 分析】 【详解】A．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 解得 所以电场强度 故A正确； B．由几何关系可知坐标原点O到直线ab的距离等于点c点到直线ab的距离，所以O点与ab之间的电势差等于ab与点c点之间的电势差；则坐标原点处的电势为 故B正确； C．电子在a点的电势能为 电子在c点的电势能为 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； D．电子从b点运动到c点，电场力做功为 故D正确。 本题要求选择错误的，故选C。 10. 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. 【答案】C 【解析】 【详解】A．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； D．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D错误； C．根据能量守恒定律有 又有 整理可得 从O到A场强先增大后减小，可知，图像的斜率先增大后减小，故C正确。 故选C。 11. 四个相同的小量程电流表（表头）分别改装成两个电流表、和两个电压表、。已知电流表的量程大于的量程，电压表的量程大的量程，改装好后把它们按图示接入电路，则（　　） A. 电流表的偏转角小于电流表的偏转角 B. 电流表的读数大于电流表的读数 C. 电压表的偏转角大于电压表的偏转角 D. 电压表的读数小于电压表的读数 【答案】B 【解析】 【详解】AB．两个电流表、是由两个相同的表头与定值电阻并联改装而成，因两电流表并联，可知通过两表头的电流相等，则电流表的偏转角等于电流表的偏转角，因电流表的量程大于的量程，可知电流表的读数大于电流表的读数，选项A错误，B正确； CD．两个电压表、是由相同的表头与定值电阻串联改装而成的，两电压表串联，可知通过表头的电流相等，则电压表的偏转角等于电压表的偏转角，因电压表的量程大的量程，则电压表的读数大于电压表的读数，选项CD错误。 故选B。 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________。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约为。实验室备有下列实验器材： A.电压表（量程，内阻约为） B.电压表（量程，内阻约为） C.电流表（量程，内阻约为） D.电流表（量程，内阻约为） E.变阻器（0∼10Ω，1A） F.变阻器（0∼2000Ω，0.1A） G.电源（电动势为，内阻约为） H.开关，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，应选用图中________（选填“”或“”）为该实验的电路图。 【答案】（1） ①. 4.700##4.699##4.701 ②. 并联 （2） ①. A ②. D ③. E ④. b 【解析】 【小问1详解】 [1]用螺旋测微器测得金属电阻的直径为 [2]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并联。 【小问2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A。 [2]待测金属导线的电阻约为5Ω，根据欧姆定律有 即实验中通过电流表的最大电流为0.6A，选用D。 [3]变阻器需要选额定电流大于0.6A的，选用E。 ②[4]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. 某卫星在地球赤道平面内以周期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，引力常量为。求： （1）该卫星绕地球运动线速度的大小； （2）地球的质量。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）该卫星绕地球运动的线速度 （2）根据 可得地球的质量 14. 如图所示，质量为0.16kg的带正电小球A穿在倾角的光滑绝缘细杆上，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（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，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 （3）撤去匀强电场，小球A速度最大时，两球间距L 【答案】（1）正电；（2）；（3） 【解析】 【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球带正电； （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 解得 （3）撤去匀强电场后，A球沿斜面向上运动，当加速度为零时，球的速度最大时，加速度为零，此时 即 由（2）中分析可知，初始时 即 联合解得 15. 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。粒子发射源可产生初速度为零，质量为，电量为的带电粒子。粒子自板小孔进入加速电场加速后，垂直于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：板间的加速电压为、静电分析器中轴线处的电场强度大小为、偏转电场的极板长度为、极板间距为、图乙中的偏转电压已知，周期可调节但未知，若带电粒子重力不计。求： （1）带电粒子到达板的速度的大小； （2）带电粒子在静电分析器中运动的时间； （3）带电粒子离开偏转电场时的偏离中轴线的距离。 【答案】（1）；（2）；（3）（n=1、2、3……） 【解析】 【详解】（1）粒子在加速电场中被加速 带电粒子到达板的速度 （2）在静电分析器中 运动时间 解得 （3）粒子射入偏转电场后，水平方向做匀速运动，传出电场时速度方向仍水平，则竖直速度仍为零，则水平方向 竖直方向 解得 （n=1、2、3……） 16. 如图所示，小物块与水平传送带之间的动摩擦因数，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，是倾斜轨道的最低点（小物块滑过点前后速度大小不变），是圆轨道的最低点且与传送带平滑连接，长，现将质量的小物块从距离高处静止释放，取重力加速度。 （1）若传送带不转动，当时，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点的距离； （2）若传送带顺时针转动，传送带的速度大小为，小物块通过圆轨道的最高点时，对轨道的压力大小为，求的最小值和最大值； （3）在（2）的情景中，求取最小值时，由于传送带运送小物块，电动机多做的功。 【答案】（1）0.8m；（2）h的最小值为1.4m，最大值为2.2m；（3）1.68J 【解析】 【详解】（1）传送带不动时，根据动能定理 mgh-μmgs=0 代入数据解得 s=1.6m＞L 小物块停止的位置距离B端 Δs=s-L=1.6m-0.8m=0.8m （2）小物块通过圆轨道的最高点时，对轨道的压力大小为mg，根据牛顿第二定律和向心力公式 代入数据，解得 小物块滑过B点后，沿圆弧轨道向上运动到最高点的过程；根据机械能守恒定律 代入数据解得 vB=6m/s 因为传送带的速度为6.0m/s，若小物块在传送带上从A点匀加速运动到B点，设小物块从离AB高h1处静止释放，根据动能定理 代入数据解得 h1=1.4m 若小物块在传送带上从A点做匀减速直线运动B点，设小物块从离AB高h2处静止释放；根据动能定理 代入数据解得 h2=2.2m 所以h的最小值为1.4m，最大值为2.2m。 （3）在（2）的情景中，h取最小值时，小物块从静止处滑到A点时的速度为vA，根据机械能守恒 代入数据解得 小物块在传送带上做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，小物块的加速度为 μmg=ma 代入数据解得加速度 a=5m/s2 根据匀变速直线运动的规律，小物块的加速时间 小物块的位移 传送带的位移 x2=vt=6×0.14m=0.84m 小物块在传送带上发生的相对位移为 Δx=x2-x1=0.84m-0.8m=0.04m 根据功能关系可知，由于传送带运送小物块电动机多做的功为 代入数据解得 W=168J 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$