精品解析：江西省景德镇一中2024-2025学年高一下学期期末考试物理试题（20班）

高一（20）班下学期物理期末测试卷 总分：100分 考试时间：90分钟 一、选择题（共48分，1-8题单选，每小题4分；9-12题多选，每小题4分，少选得2分，多选或错选不得分） 1. 关于物理学史，下列叙述正确的是（　　） A. 安培提出分子电流假说，指出磁体和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的 B. 开普勒发现了行星运动的规律，并通过扭秤实验测出了引力常量 C. 笛卡尔将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动 D. 汤姆孙通过研究阴极射线发现电子，并精确地测出电子的电荷量 2. 在如图所示电路中，电源输出电压不变，电容器C的上极板带负电，为了使该极板仍带负电且电量增大，下列办法中可采用的是（　　） A. 增大，其它电阻不变 B. 增大，其它电阻不变 C 减小，其它电阻不变 D. 增大，其它电阻不变 3. 足够长的固定的光滑绝缘斜面倾角为α，质量相等均带正电的两个小滑块P和Q置于斜面上，重力加速度为g，用沿斜面向上的力F推动P，使两滑块均作匀速运动。某时刻突然撤去该推力，从此刻开始到P的速度刚要减为零的过程中，下列说法正确的是（　　） A. P的加速度大小的最大值为 B. P的速度大小均不小于同一时刻Q的速度大小 C. Q的动能先减小后增大 D. Q的机械能一直减小 4. 如图，某压力传感器中平行板电容器内的绝缘弹性结构是模仿犰狳设计的，逐渐增大施加于两极板压力F的过程中，F较小时弹性结构易被压缩，极板间距d容易减小；F较大时弹性结构闭合，d难以减小。将该电容器充电后断开电源，极板间电势差U与F的关系曲线可能正确的是（ ） A B. C. D. 5. 如图所示，一根粗细均匀的光滑细杆竖直固定，与细杆相距处固定一个轻质光滑的小滑轮。质量均为的小物体A、B用轻弹簧相连，竖直放在水平面上，没有弹性的轻绳一端与物体A相连，另一端与穿在细杆上、质量也为的小环C相连。将小环C拉至P点时，轻绳与细杆的夹角为，物体B刚好对水平面无压力。现让小环C从P点由静止释放，依次经过M点和N点，M点与滑轮等高，P点和N点关于M点对称。已知小环经过M点时，弹簧处于原长状态，重力加速度为。下列选项正确的是（　　） A. 轻弹簧的劲度系数为 B. 小环从P点运动到M点的过程中，弹簧弹性势能的减少量大于小环动能的增加量 C. 小环经过N点时，物体A的速度大小为 D. 小环经过N点时，物体A的速度大小为 6. 如题图所示，质量为的小车置于光滑水平地面上，其右端固定一半径的四分之一圆弧轨道。质量为的滑块静止于小车的左端，现被水平飞来的质量、速度的子弹击中，且子弹立即留在滑块中，之后与C共同在小车上滑动，且从圆弧轨道的最高点离开小车。不计与之间的摩擦和空气阻力，重力加速度，则（　　） A. 子弹C击中滑块后瞬间，滑块的速度大小为 B. 滑块第一次离开小车瞬间，滑块的速度大小为 C. 滑块第二次离开小车瞬间，小车的速度大小为 D. 滑块从第一次离开小车到再次返回小车的过程中，滑块的位移大小为 7. 如图所示，A、B为水平放置的平行正对金属板，在板中央分别有一小孔M、N，D为理想二极管，为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电荷的带电小球从M、N的正上方P点由静止释放，小球恰好能运动至小孔N处。下列说法正确的是（） A. 若仅将B板稍微上移，带电小球仍可以运动至N处 B. 若仅将A板稍微上移，带电小球仍可以运动至N处 C. 若仅将变阻器的滑片上移，带电小球仍可以运动至N处 D. 断开开关S，从P处将小球由静止释放，带电小球将无法运动至N处 8. 如图所示，在竖直方向运动的升降机内，放置用轻杆相连的A、B两小球，两球质量分别为m、3m，杆与竖直方向的夹角为30°。只考虑B球与升降机底板间摩擦，且最大静摩擦力与正压力之比为k。升降机以不同加速度a（a<g）向上运动时两球静止。以竖直向上为正方向，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 当和时，轻杆对小球A的作用力大小相等 B. 当时，B球与底板间的摩擦力为零 C. 为保证轻杆与厢壁始终相对静止，k的最小值为 D. 若，升降机向上加速运动的最大加速度为 9. 2025年4月，我国已成功构建国际首个基于DRO（远距离逆行轨道）的地月空间三星星座，DRO具有“低能进入、稳定停泊、机动转移”的特点。若卫星甲从DRO变轨进入环月椭圆轨道，该轨道的近月点和远月点距月球表面的高度分别为a和b，卫星的运行周期为T；卫星乙从DRO变轨进入半径为r的环月圆形轨道，周期也为T。月球的质量为M，半径为R，引力常量为G。假设只考虑月球对甲、乙的引力，则（　　） A B. C. D. 10. 如图所示，一对电荷量均的点电荷被固定在空间中的A、B两点，O是A、B两点连线的中点，P、N是A、B连线的中垂线上的点，且，在P点放一个电荷量为、质量为m的带电粒子并给它一个初速度，使它恰好绕O点做匀速圆周运动，已知静电力常量为k，不计粒子重力则下列说法正确的是（ ） A. A、B电荷在N点电场强度E的大小为 B. 该粒子做圆周运动的过程中电势能保持不变 C. 该粒子做圆周运动的周期为 D. 该粒子做圆周运动形成的等效电流的平均电流强度大小为 11. 某些肿瘤可以用“粒子流”疗法进行治疗。在这种疗法中，为了能让粒子进入癌细胞，首先要实现粒子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。粒子先被平行板电容加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞，如图所示，来自粒子源的粒子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，从A处以细柱形的粒子流向右运动。粒子的质量为m，其电荷量为。粒子间相互作用可忽略不计，不考虑粒子重力，粒子不会打到板上，那么（ ） A. 从A处流出的粒子速度 B. 从A处流出粒子，形成的等效电流方向向右 C. 若保持开关S闭合，若只减小平行板距离，从A处流出的粒子的速度将减小 D. 若断开开关且板上电荷分布不变，增大平行板距离，从A处流出的粒子的速度将增大 12. 在匀强电场中有一个正六边形区域，电场线与六边形所在平面平行，如图所示。已知a、b、h三点的电势分别为，带电荷量为e的粒子（重力不计）以的初动能从b点沿不同方向射入区域，当粒子沿方向射入时恰能经过c点，下列判断正确的是（　　） A. 粒子带正电 B. 粒子可以经过正六边形各顶点射出该区域 C. 粒子经过f点时动能为 D. 粒子沿方向发射后的最小动能为 二、实验题（共16分，除标记空外每空2分，8+8） 13. 某实验小组要测量一电压表V的内阻。 （1）先利用多用电表粗测待测电压表的内阻。将多用电表的选择开关置于欧姆挡“×10”位置，将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0Ω”，再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的________（填“正、负”或“负、正”）接线柱相连，欧姆表的指针位置如图甲中虚线所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡________（填“×1”或“×100”）位置，重新进行欧姆调零后，测量得到指针位置如图甲中实线所示，则该电压表内阻的测量值为________Ω（结果保留两位有效数字）。 （2）为了进一步精确地测量电压表的内阻，实验小组设计了如图乙所示的测量电路。 定值电阻a、b的阻值分别为，R为电阻箱，V为待测电压表，G为0刻度线位于表盘中央的灵敏电流计。闭合S后，通过灵敏电流计G的电流方向向下，应调节电阻箱的阻值，使其阻值逐渐________（填“增大”或“减小”），直至灵敏电流计G的示数为0，这时电阻箱的阻值为，则所测电压表的内阻为________（用表示）。 14. 某同学要将一量程为的毫安表改装为量程为的电流表。毫安表内阻约为，先利用图（a）所示的电路测量毫安表的内阻，测量后经计算将一阻值为的电阻与毫安表连接，进行改装。然后利用一标准电流表与改装表串联，对改装后的电表进行检测。 实验室为其提供以下可供选择的实验器材 A.电源（电动势，内阻可忽略） B.电源（电动势，内阻可忽略） C.滑动变阻器（阻值范围） D.滑动变阻器（阻值范围） （1）①为了提高毫安表内阻测量的精度，尽可能的减少实验误差。电源应选__________，滑动变阻器应选__________（均用器材前的序号字母表示）； ②先闭合开关断开开关，调节滑动变阻器使得毫安表满偏；再闭合，调节电阻箱，当毫安表示数为满偏时，电阻箱的示数为，毫安表内阻的测量值为__________，电阻__________结果均保留2位有效数字）； （2）当标准电流表的示数为时，毫安表的指针位置如图（b）所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为的电阻换为一个阻值为的电阻即可，其中__________。 三、解答题（共36分，10+10+16） 15. 如图所示，电源电动势为E=200V，内阻不计，R1、R2、R4的阻值均为300Ω，R3为可变电阻。C为一水平放置的平行板电容器，虚线到两极板距离相等，极板长为L=8cm，板间距离为d=1cm，有一细电子束沿图中虚线以E0=1.92×103eV的动能连续不断地向右射入平行板电容器。已知电子电量e=1.6×10-19C，电子重力不计，求： (1)要使电子能沿直线飞出电容器，变阻器R3的取值多大？ (2)要使电子从电容器下极板边缘飞出，变阻器R3的取值多大？ 16. 如图所示，在光滑绝缘的水平面内，存在水平向右的匀强电场，电场强度大小为。有两个质量为可视为质点的带电小球A、B，A球带正电，B球带负电，电荷量均为，两小球与一轻质弹簧的两端连接点处绝缘。初始时两球被锁定处于静止状态，弹簧被压缩。已知弹簧劲度系数，弹簧弹性势能的表达式为（x为弹簧形变量）。解除锁定前弹簧的弹性势能，忽略带电小球A、B之间的相互作用力，某一时刻解除锁定。求： （1）解除锁定瞬间A球的加速度大小； （2）A球在向左运动过程中，当弹簧弹力大小为时（此时弹簧处于压缩状态）A球的动能（结果保留两位有效数字）。 17. 图1为某同学设计的电子束曝光简易原理图，电子枪K单位时间均匀逸出N个初速度可忽略的电子，经M、N间电场加速后恰能沿半径为R的圆弧虚线通过静电分析器，随后沿两水平金属板P、Q的中心线射入存在匀强电场的束偏移区，最后打在中轴线沿竖直方向的记录桶表面上并被全部吸收。已知静电分析器中存在圆心为O的辐向电场，圆弧虚线处电场强度大小为。P、Q两板长度为L，间距为d，板右侧到记录桶表面水平距离为0.5L，记录桶的半径为r，竖直方向足够长。电子的电荷量为e，质量为m。整个装置处在真空环境中，忽略电子间的相互作用和极板的边缘效应，电子穿过束偏移区时间远小于偏转电场的变化周期。 （1）求加速电场的电压； （2）若电子均能穿过束偏移区，则P、Q两板间电压的最大值和电子束对记录桶垂直桶壁方向的冲击力大小F； （3）若P、Q两板间电压随时间t周期性变化的关系如图2所示。记录桶按图示方向匀速转动，其周期为。经足够长时间电子点迹在记录桶表面形成稳定图案，将记录桶表面展开，并以时电子打在记录桶表面上的位置为坐标原点，以顺着转动方向为x轴正方向，以竖直向上为y轴正方向，建立坐标系，如图3所示。请在答题卡图3中画出电子打在记录桶上的点迹形成的图像、标注必要的坐标并计算坐标的值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高一（20）班下学期物理期末测试卷 总分：100分 考试时间：90分钟 一、选择题（共48分，1-8题单选，每小题4分；9-12题多选，每小题4分，少选得2分，多选或错选不得分） 1. 关于物理学史，下列叙述正确的是（　　） A. 安培提出分子电流假说，指出磁体和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的 B. 开普勒发现了行星运动的规律，并通过扭秤实验测出了引力常量 C. 笛卡尔将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动 D. 汤姆孙通过研究阴极射线发现电子，并精确地测出电子的电荷量 【答案】A 【解析】 【详解】A．安培提出分子电流假说，指出磁体和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的，故A正确； B．开普勒发现了行星运动的规律，卡文迪许利用扭秤实验测出了引力常量，故B错误； C．伽利略将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动，故C错误； D．汤姆孙通过研究阴极射线发现电子，并求出了电子的比荷，密立根利用油滴实验精确地测出了电子的电荷量，故D错误。 故选A。 2. 在如图所示电路中，电源输出电压不变，电容器C的上极板带负电，为了使该极板仍带负电且电量增大，下列办法中可采用的是（　　） A. 增大，其它电阻不变 B. 增大，其它电阻不变 C. 减小，其它电阻不变 D. 增大，其它电阻不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．令并联电路左端节点电势为0，并联电路右侧节点电势为，电容器上极板电路节点电势为，下极板电路节点电势为，由于电源输出电压不变，则为一个定值，则有 ， 解得 ， 由于电容器C的上极板始终带负电，则有 根据电容定义式有 解得 可知，为了使上极板仍带负电且电量增大，则可以增大，或者减小，当增大，其它电阻不变时，根据 可知，增大，A错误； B．根据 可知，增大，其它电阻不变时，减小，根据上述可知，上极板仍带负电且电量增大，B正确； C．根据 可知，当减小，其它电阻不变时，减小，根据上述，不能够使得上极板仍带负电且电量增大，C错误； D．根据 可知，当增大，其它电阻不变时，减小，根据上述不能够使得上极板仍带负电且电量增大，D错误。 故选B。 3. 足够长的固定的光滑绝缘斜面倾角为α，质量相等均带正电的两个小滑块P和Q置于斜面上，重力加速度为g，用沿斜面向上的力F推动P，使两滑块均作匀速运动。某时刻突然撤去该推力，从此刻开始到P的速度刚要减为零的过程中，下列说法正确的是（　　） A. P的加速度大小的最大值为 B. P的速度大小均不小于同一时刻Q的速度大小 C. Q的动能先减小后增大 D. Q的机械能一直减小 【答案】A 【解析】 【详解】A．用沿斜面向上的力F推动P，使两滑块均作匀速运动，此时两小滑块间的电场力大小为 撤去推力F时P的加速度大小为 撤去推力后，P的加速度大小为 Q的加速度大小为 则 P、Q都向上做减速运动，由于P的加速度大，P、Q间距离增大，电场力减小，P的加速度减小，当P的速度减为零前，P的加速度小于，故A正确； B．由于P减速的加速度比Q大，所以P的速度大小均小于同一时刻Q的速度大小，故B错误； C．由于P减速的加速度比Q大，P的速度减为零前，Q一直做减速运动，Q的动能一直减小，故C错误； D．P的速度减为零前，电场力对Q一直做正功，所以Q的机械能一直增大，故D错误。 故选A 4. 如图，某压力传感器中平行板电容器内绝缘弹性结构是模仿犰狳设计的，逐渐增大施加于两极板压力F的过程中，F较小时弹性结构易被压缩，极板间距d容易减小；F较大时弹性结构闭合，d难以减小。将该电容器充电后断开电源，极板间电势差U与F的关系曲线可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据公式和电容的决定式 可得 根据题意F较小时易被压缩，故可知当F较小时，随着F的增大，d在减小，且减小的越来越慢，与电源断开后Q不变，故此时极板间的电势差U在减小，且减小的越来越慢；当F增大到一定程度时，再增大F后，d基本不变，故此时U保持不变，结合图像，最符合情境的是D选项。 故选D。 5. 如图所示，一根粗细均匀的光滑细杆竖直固定，与细杆相距处固定一个轻质光滑的小滑轮。质量均为的小物体A、B用轻弹簧相连，竖直放在水平面上，没有弹性的轻绳一端与物体A相连，另一端与穿在细杆上、质量也为的小环C相连。将小环C拉至P点时，轻绳与细杆的夹角为，物体B刚好对水平面无压力。现让小环C从P点由静止释放，依次经过M点和N点，M点与滑轮等高，P点和N点关于M点对称。已知小环经过M点时，弹簧处于原长状态，重力加速度为。下列选项正确的是（　　） A. 轻弹簧的劲度系数为 B. 小环从P点运动到M点的过程中，弹簧弹性势能的减少量大于小环动能的增加量 C. 小环经过N点时，物体A的速度大小为 D. 小环经过N点时，物体A的速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球在P点时根据胡克定律可得 可得 选项A错误； B．小环运动到M点时A的速度为零，该过程由能量关系可知，小环重力势能减小量与弹簧弹性势能的减小量之和等于小环动能的增加量，可知该过程中弹簧弹性势能的减少量小于小环动能的增加量，选项B错误； CD．因P点和N点关于M点对称，则小环经过N点时， 由能量关系 解得物体A的速度大小为 选项C正确，D错误。 故选C。 6. 如题图所示，质量为的小车置于光滑水平地面上，其右端固定一半径的四分之一圆弧轨道。质量为的滑块静止于小车的左端，现被水平飞来的质量、速度的子弹击中，且子弹立即留在滑块中，之后与C共同在小车上滑动，且从圆弧轨道的最高点离开小车。不计与之间的摩擦和空气阻力，重力加速度，则（　　） A. 子弹C击中滑块后瞬间，滑块的速度大小为 B. 滑块第一次离开小车瞬间，滑块的速度大小为 C. 滑块第二次离开小车瞬间，小车的速度大小为 D. 滑块从第一次离开小车到再次返回小车的过程中，滑块的位移大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．子弹击中滑块B的过程，子弹与滑块B组成的系统动量守恒，子弹与B作用过程时间极短，A没有参与，速度仍为零，以水平向右的方向为正方向，由动量守恒定律，得 解得=8m/s 故A错误； BCD．滑块B离开小车瞬间，滑块与小车具有相同的水平速度，以水平向右的方向为正方向，由水平方向动量守恒，得 解得=2m/s 滑块B开始滑动到离开小车瞬间，由能量守恒定律得 设滑块B离开小车时的竖直分速度为vy，则 联立解得vy=5m/s 滑块B离开小车后，以小车为参照物，滑块B做竖直上抛运动，则再次返回小车所需要的时间为s 则m 从子弹击中后到B第二次离开小车的过程中，以水平向右的方向为正方向，则、 解得 故D正确，BC错误； 故选D。 7. 如图所示，A、B为水平放置的平行正对金属板，在板中央分别有一小孔M、N，D为理想二极管，为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电荷的带电小球从M、N的正上方P点由静止释放，小球恰好能运动至小孔N处。下列说法正确的是（） A. 若仅将B板稍微上移，带电小球仍可以运动至N处 B. 若仅将A板稍微上移，带电小球仍可以运动至N处 C. 若仅将变阻器的滑片上移，带电小球仍可以运动至N处 D. 断开开关S，从P处将小球由静止释放，带电小球将无法运动至N处 【答案】C 【解析】 【详解】A．设P与N的竖直距离为H，平行板电容器两极板间的电压为U，距离为d，正对面积为s，由题可得小球由P到N用动能定理 根据开关闭合，二极管左边为负极右边为正极，平行板电容器的公式 仅将B板稍微上移，电容增大，电容器充电，稳定时平行板电容器上下极板的电压U不变，N到P的距离变小为，假设小球仍可以运动到N点，速度为v，重新对小球由P点到N用动能定理 得动能为负值，则带电小球不可以运动至N处。故A错误； B．若将A板上移，板间距增大，电容减小，由于二极管左边为负极右边为正极，电容器无法放电，电量不变，则两板间电压增大，由前面分析中方程分析可得到N处时动能为负值，则带电小球不可以运动至N处，故B错误； C．若仅将变阻器的滑片上移，则滑动变阻器的电阻变大，电路稳定时通过的电流减小，电阻两端电压变小，上端电势降低，但二极管左边为负极右边为正极，无法放电，所以电容器两端的电压保持不变，则带电小球仍恰好运动至N处。故C正确； D．断开开关S，电容器电容不变，板间电压不会变化，所以带电小球仍可以运动至N处，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，在竖直方向运动升降机内，放置用轻杆相连的A、B两小球，两球质量分别为m、3m，杆与竖直方向的夹角为30°。只考虑B球与升降机底板间摩擦，且最大静摩擦力与正压力之比为k。升降机以不同加速度a（a<g）向上运动时两球静止。以竖直向上为正方向，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 当和时，轻杆对小球A的作用力大小相等 B. 当时，B球与底板间的摩擦力为零 C. 为保证轻杆与厢壁始终相对静止，k的最小值为 D. 若，升降机向上加速运动的最大加速度为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律 ，当和时，轻杆对小球A的作用力大小不相等，加速度越大，轻杆对小球A的作用力越大，A错误； B．只有当时，系统处于完全失重状态，B球与底板间无压力，B球与底板间的摩擦力为零，其他情况摩擦力不为零，B错误； C．设杆弹力为FN，升降机向上运动的加速度为a，升降机壁对A的弹力为FNA1，对A在竖直方向上 ，对A在水平方向上 对系统水平方向 解得，C正确； D．因为 ，即升降机向上加速运动时，无论加速度取何值，B球受到的静摩擦力均大于壁对A球的弹力，所以，若，升降机向上加速运动的加速度可以取任意值，D错误。 故选C。 9. 2025年4月，我国已成功构建国际首个基于DRO（远距离逆行轨道）的地月空间三星星座，DRO具有“低能进入、稳定停泊、机动转移”的特点。若卫星甲从DRO变轨进入环月椭圆轨道，该轨道的近月点和远月点距月球表面的高度分别为a和b，卫星的运行周期为T；卫星乙从DRO变轨进入半径为r的环月圆形轨道，周期也为T。月球的质量为M，半径为R，引力常量为G。假设只考虑月球对甲、乙的引力，则（　　） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．对于题述环月椭圆轨道和环月圆轨道，根据开普勒第三定律有 可得 故A错误，B正确； CD．对于环月圆轨道，根据万有引力提供向心力可得 可得 故C正确，D错误。 故选BC。 10. 如图所示，一对电荷量均的点电荷被固定在空间中的A、B两点，O是A、B两点连线的中点，P、N是A、B连线的中垂线上的点，且，在P点放一个电荷量为、质量为m的带电粒子并给它一个初速度，使它恰好绕O点做匀速圆周运动，已知静电力常量为k，不计粒子重力则下列说法正确的是（ ） A. A、B电荷在N点电场强度E的大小为 B. 该粒子做圆周运动的过程中电势能保持不变 C. 该粒子做圆周运动的周期为 D. 该粒子做圆周运动形成的等效电流的平均电流强度大小为 【答案】AB 【解析】 【详解】A．A、B电荷在N点电场强度E的大小为 故A正确； B．该粒子做圆周运动时，因圆周上各点的电势不变，则粒子的电势能保持不变，故B正确； C．根据 可得该粒子做圆周运动的周期为 故C错误； D．该粒子做圆周运动形成的等效电流的平均电流强度大小为 故D错误。 故选AB。 11. 某些肿瘤可以用“粒子流”疗法进行治疗。在这种疗法中，为了能让粒子进入癌细胞，首先要实现粒子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。粒子先被平行板电容加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞，如图所示，来自粒子源的粒子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，从A处以细柱形的粒子流向右运动。粒子的质量为m，其电荷量为。粒子间相互作用可忽略不计，不考虑粒子重力，粒子不会打到板上，那么（ ） A. 从A处流出的粒子速度 B. 从A处流出的粒子，形成的等效电流方向向右 C. 若保持开关S闭合，若只减小平行板距离，从A处流出的粒子的速度将减小 D. 若断开开关且板上电荷分布不变，增大平行板距离，从A处流出的粒子的速度将增大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．电子在加速电场中加速，根据动能定理，有 解得 故A正确； B．从A处流出的粒子带负电，形成的等效电流方向向左。故B错误； C．若保持开关S闭合，则极板间电压保持不变，若只减小平行板距离，根据A选项分析可知，从A处流出的粒子的速度不变。故C错误； D．若断开开关，则极板上电荷量保持不变，根据 可知极板间电场强度保持不变，由 可知增大平行板距离，极板间电压将增大，根据A选项分析可知，从A处流出的粒子的速度将增大。故D正确。 故选AD。 12. 在匀强电场中有一个正六边形区域，电场线与六边形所在平面平行，如图所示。已知a、b、h三点的电势分别为，带电荷量为e的粒子（重力不计）以的初动能从b点沿不同方向射入区域，当粒子沿方向射入时恰能经过c点，下列判断正确的是（　　） A. 粒子带正电 B. 粒子可以经过正六边形各顶点射出该区域 C. 粒子经过f点时动能为 D. 粒子沿方向发射后的最小动能为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．如图所示 连接bh，fd，ah，过b点作bh的垂线交于与ah的延长线交于m点，由几何关系易得 且fd垂直bh，因为 故有 因为 则 故有 则mb为等势线，因为，故电场线方向为由m点指向h点，当粒子沿bd方向射入时恰能经过c点，可知粒子向下偏转，则粒子带负电，故A错误； B．若该粒子从h点射出，由动能定理得 解得 当该粒子沿bh方向运动时，做匀减速运动，恰不能从h点处射出，故B错误； C．由几何知识得 且n点与f点等电势点，则 粒子沿bd方向入射能够到达c点，合力指向轨迹的凹侧可知粒子应该带负电，从b点运动到f点，由动能定理得 解得，粒子经过f点时动能为 故C正确； D．当粒子沿bd方向射入该区域后，将做匀变速曲线运动，沿垂直于电场方向的速度大小为 所以最小动能为 故D正确。 故选CD。 二、实验题（共16分，除标记空外每空2分，8+8） 13. 某实验小组要测量一电压表V的内阻。 （1）先利用多用电表粗测待测电压表的内阻。将多用电表的选择开关置于欧姆挡“×10”位置，将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0Ω”，再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的________（填“正、负”或“负、正”）接线柱相连，欧姆表的指针位置如图甲中虚线所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡________（填“×1”或“×100”）位置，重新进行欧姆调零后，测量得到指针位置如图甲中实线所示，则该电压表内阻的测量值为________Ω（结果保留两位有效数字）。 （2）为了进一步精确地测量电压表的内阻，实验小组设计了如图乙所示的测量电路。 定值电阻a、b的阻值分别为，R为电阻箱，V为待测电压表，G为0刻度线位于表盘中央的灵敏电流计。闭合S后，通过灵敏电流计G的电流方向向下，应调节电阻箱的阻值，使其阻值逐渐________（填“增大”或“减小”），直至灵敏电流计G的示数为0，这时电阻箱的阻值为，则所测电压表的内阻为________（用表示）。 【答案】（1） ①. 负、正 ②. ③. （2） ①. 增大 ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]根据多用电表使用时电流“红进黑出”的规则可知：测量电阻时电源在多用电表内，故将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的“负、正”接线柱相连。 [2][3]虚线偏转角度较小，则倍率选择过小，为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡倍率较大处，故应选择欧姆挡“”的位置，则该电压表内阻的测量值为。 【小问2详解】 [1][2]通过灵敏电流计G的电流方向向下，说明电压表两端电压大于两端电压，所以应调节电阻箱的阻值，使其阻值逐渐增大，电压表两端所分电压不断减小，当电压表两端电压等于两端电压时，电流计G的示数为0，这时有 解得 14. 某同学要将一量程为的毫安表改装为量程为的电流表。毫安表内阻约为，先利用图（a）所示的电路测量毫安表的内阻，测量后经计算将一阻值为的电阻与毫安表连接，进行改装。然后利用一标准电流表与改装表串联，对改装后的电表进行检测。 实验室为其提供以下可供选择的实验器材 A.电源（电动势，内阻可忽略） B.电源（电动势，内阻可忽略） C.滑动变阻器（阻值范围） D.滑动变阻器（阻值范围） （1）①为了提高毫安表内阻测量的精度，尽可能的减少实验误差。电源应选__________，滑动变阻器应选__________（均用器材前的序号字母表示）； ②先闭合开关断开开关，调节滑动变阻器使得毫安表满偏；再闭合，调节电阻箱，当毫安表示数为满偏时，电阻箱的示数为，毫安表内阻的测量值为__________，电阻__________结果均保留2位有效数字）； （2）当标准电流表的示数为时，毫安表的指针位置如图（b）所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为的电阻换为一个阻值为的电阻即可，其中__________。 【答案】（1） ①. B ②. D ③. 99 ④. 1.0 （2） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]根据实验原理，当闭合后，电路总电阻会减小，总电流会变大，当毫安表的指针偏转到量程三分之二位置时，通过电阻箱的电流会大于毫安表读数一半，产生误差，为了使闭合后电路总电阻变化小，则滑动变阻器接入电路中的阻值应尽可能大，同时毫安表又要能调节到满偏，则所用电源的电动势应该较大，应选用，即选B。滑动变阻器应选阻值较大的，即选D。 [3]可认为通过毫安表电流等于电阻箱的电流的2倍，则毫安表的电阻等于电阻箱电阻值的一半，即 解得毫安表的测量值为 [4]根据电流表改装原理 解得 【小问2详解】 由图可知改装电流表示数为，根据 改装电表的实际量程为 和的电压相等，则 解得 三、解答题（共36分，10+10+16） 15. 如图所示，电源电动势为E=200V，内阻不计，R1、R2、R4的阻值均为300Ω，R3为可变电阻。C为一水平放置的平行板电容器，虚线到两极板距离相等，极板长为L=8cm，板间距离为d=1cm，有一细电子束沿图中虚线以E0=1.92×103eV的动能连续不断地向右射入平行板电容器。已知电子电量e=1.6×10-19C，电子重力不计，求： (1)要使电子能沿直线飞出电容器，变阻器R3的取值多大？ (2)要使电子从电容器下极板边缘飞出，变阻器R3的取值多大？ 【答案】(1)300Ω；(2)75Ω 【解析】 【详解】(1)当电子匀速直线通过两极板时，两点电压，设，由对称性知 即有 解得 (2)电子在电场中偏转的能飞出电场的临界条件为 化简得 取O点为零势面，粒子向下偏转，说明上极板的电势高，当时 则 ， 解得 16. 如图所示，在光滑绝缘的水平面内，存在水平向右的匀强电场，电场强度大小为。有两个质量为可视为质点的带电小球A、B，A球带正电，B球带负电，电荷量均为，两小球与一轻质弹簧的两端连接点处绝缘。初始时两球被锁定处于静止状态，弹簧被压缩。已知弹簧劲度系数，弹簧弹性势能的表达式为（x为弹簧形变量）。解除锁定前弹簧的弹性势能，忽略带电小球A、B之间的相互作用力，某一时刻解除锁定。求： （1）解除锁定瞬间A球的加速度大小； （2）A球在向左运动过程中，当弹簧的弹力大小为时（此时弹簧处于压缩状态）A球的动能（结果保留两位有效数字）。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由得 对A球 解得 【小问2详解】 从解除锁定，A球在向左运动过程中，设x1、x2分别为A、B两球移动的位移 对A、B组成的系统，从解除锁定至弹簧的弹力大小为的过程中，系统减少的弹性势能 系统在匀强电场中增加的电势能 由能量守恒定律得 得A球向左运动的动能 17. 图1为某同学设计的电子束曝光简易原理图，电子枪K单位时间均匀逸出N个初速度可忽略的电子，经M、N间电场加速后恰能沿半径为R的圆弧虚线通过静电分析器，随后沿两水平金属板P、Q的中心线射入存在匀强电场的束偏移区，最后打在中轴线沿竖直方向的记录桶表面上并被全部吸收。已知静电分析器中存在圆心为O的辐向电场，圆弧虚线处电场强度大小为。P、Q两板长度为L，间距为d，板右侧到记录桶表面水平距离为0.5L，记录桶的半径为r，竖直方向足够长。电子的电荷量为e，质量为m。整个装置处在真空环境中，忽略电子间的相互作用和极板的边缘效应，电子穿过束偏移区时间远小于偏转电场的变化周期。 （1）求加速电场的电压； （2）若电子均能穿过束偏移区，则P、Q两板间电压的最大值和电子束对记录桶垂直桶壁方向的冲击力大小F； （3）若P、Q两板间电压随时间t周期性变化的关系如图2所示。记录桶按图示方向匀速转动，其周期为。经足够长时间电子点迹在记录桶表面形成稳定图案，将记录桶表面展开，并以时电子打在记录桶表面上的位置为坐标原点，以顺着转动方向为x轴正方向，以竖直向上为y轴正方向，建立坐标系，如图3所示。请在答题卡图3中画出电子打在记录桶上的点迹形成的图像、标注必要的坐标并计算坐标的值。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 静电分析器区由电场力提供向心力，可得 加速区由动能定理，可得 【小问2详解】 恰能通过束偏移区时满足 又，， 联立可得得 对电子束由动量定理 由牛顿第三定律知冲击力 【小问3详解】 偏移区侧移，即 当时，，得 几何关系，得 ， 图案如图所示 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$