河北省石家庄外国语学校2023-2024学年高一下学期期末物理试题

2025年43中高二物理期中卷 一．单选题（共10小题，每题3分，共30分） 1．如图所示为某区域的电场线分布，下列说法正确的是（　　） A．这个电场可能是正点电荷形成的 B．D处没有电场线，所以场强为零 C．负电荷在C点受到的电场力方向沿C点切线方向 D．点电荷q在A点所受的静电力比在B点所受静电力小 2．如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触．把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开（　　） A．此时A带正电，B带负电 B．此时A电势低，B电势高，用导线连A、B，有电流从B流向A C．移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合 D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合 3．如图所示为静电除尘示意图，在M、N两点间加高压电源时，金属管内空气电离，电离出的电子在静电力的作用下运动，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电荷，因而煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了。下列说法正确的是（　　） A．N接电源的正极 B．空气在靠近金属管壁处电离 C．煤粉最终从最上端出口排出 D．带电煤粉在B点受静电力方向向右 4．一个电流表的满偏电流Ig＝1mA，内阻Rg=500Ω，要把它改装成一个量程为10V的电压表，则应在电流表上（　　） A．串联一个10kΩ的电阻 B．并联一个10kΩ的电阻 C．串联一个9.5kΩ的电阻 D．并联一个9.5kΩ的电阻 5．如图所示，A、B、C三点的连线构成一个等腰直角三角形，∠A是直角，在B点放置一个电荷量为+Q的点电荷，测得A点的电场强度大小为E．若保留B点的电荷，再在C点放置一个电荷量为-Q的点电荷，则A点的电场强度大小等于（　　） A．0 B．E C．E D．2E 6．带有等量异种电荷，相距10cm的平行板A和B之间有一匀强电场（如下图），电场强度E为2×104V/m，方向向下。电场中C点距B板为3cm，D点距A板为2cm。下列说法正确的是（　　） A．让A板接地，则D点的电势φD＝400V B．让B板接地，则C点的电势φC＝600V C． UCD＝1000V D．将一个电子从C点移到D点，与使电子先从C点移到P点再移到D点，静电力做的功数值不同 7．手机自动计步器的原理如图所示，电容器的一个极板M固定在手机上，另一个极板N与两个固定在手机上的轻弹簧连接，人带着手机向前加速运动阶段与静止时相比，手机上的电容器（　　） A．两极板间电压降低 B．两极板间电场强度变大 C．电容变大 D．两极板所带电荷量减少 8．如图所示，两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m、电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，已知O、A两点相距h，此电子具有的初动能是（　　） A． B．edUh C． D． 9．如图所示，匀强电场水平向左，绝缘细线长为L，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成θ角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．匀强电场的电场强度大小为 B．小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小 C．小球运动至圆周轨迹的最左端时机械能最小 D．小球运动一周的过程中，其电势能先减小后增大 10．如图所示，竖直墙壁边缘A处固定一带正电的小球甲，一根绝缘细线一端固定一带正电的小球乙，另一端固定在墙上的B处，在库仑力作用下，细线偏离一定角度。由于某种原因，小球甲的电荷量慢慢减少，待小球乙稳定在新的平衡位置后，细线偏离另一角度，下列说法错误的是（　　） A．甲、乙间的距离减小 B．甲、乙间的库仑力变大 C．细线的张力大小保持不变 D．甲对乙的库仑斥力方向有可能恰好不变 二．多选题（共4小题，每题4分，共16分） 11．图中的实线分别是电阻a、b的伏安特性曲线，虚线c是b（U＝1V）的切线，a、c相互平行，下列说法正确的是（　　） A．U＝1V时，b的电阻为2.5Ω B．U＝1V时，a、b的电阻相等 C．b的电阻随电压的升高而减小 D．U＝3V时，a、b的电阻相等 12．如图所示，电路两端的电压恒为U。滑动变阻器的最大阻值为R=5Ω，负载电阻为R0=5Ω，以下说法正确的是（　　） A．滑动变阻器的滑片置于a时，R0的分压为 B．滑动变阻器的滑片置于b时，R0的分压为 U C．滑动变阻器的滑片置于a时，电路的总阻值为10Ω D．滑动变阻器的滑片置于b时，电路的总阻值为2.5Ω 13．三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞入偏转电场，不计电子重力，如图，a打在下极板上，b正好飞出。则由此可判断（　　） A．b和c同时飞离电场 B．在b飞离电场的瞬间，a刚好打在下极板上 C．进入电场时，a速度最小，c速度最大 D．a和b的动能增加量一样大，c的动能增加量最大 14．两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ（规定无穷远电势为零）随x变化的关系如图所示，则（　　） A．q1和q2为异种电荷，q2带负电 B．A点的电场强度为零，ND段C点电场强度最大 q1带正电，q2带负电，且电量相等 C．NC段场强方向沿x轴负方向 D．将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做负功后做正功 三．实验题（共2小题，共17分） 15．（5分）图是某同学连接的实验实物图，其中电源采用4节干电池。闭合开关S后，发现A、B灯都不亮，他采用下列两种方法检查故障： （1）用多用电表的直流电压挡进行检查： ①那么选择开关应置于下列量程的 　 　 挡．（用字母序号表示） A. 2.5V B. 10V C. 50V D. 250V ②在测试a、b间直流电压时，红笔应接触　 　（填“a”或“b”） ③该同学测试结果如表所示，根据测试结果，可以判定故障是 　 　 ．（假设只有下列中的某一项有故障） 测试点 电压表示数 a、b 有示数 b、c 有示数 c、d 无示数 d、f 有示数 A．灯A断路 B．灯B短路 C．d、f段断路 （2）用欧姆挡检查： ①测试前，应将开关S 　 　 （填“断开”或“闭合”）。 ②测量结果如表所示，由此可以断定故障是 　 　 ． 测量点 表头指针 c、d d、e e、f A．灯A断路 B．灯B断路 C．灯A、B都断路 D．d、e间导线断路 16．（12分）在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻R约为5Ω，实验室备有下列实验器材： A．电压表（量程0～3V，内阻约为15kΩ）； B．电压表（量程0～15V，内阻约为75kΩ）； C．电流表（量程0～3A，内阻约为0.2Ω）； D．电流表（量程0～0.6A，内阻约为1Ω）； E．滑动变阻器R1（0～10Ω，0.6A）； F．滑动变阻器R2（0～2000Ω，0.1A）； G．电池组E（电动势为3V）； H．开关S，导线若干。 （1）你选用的实验器材有 　 　 （填器材前面的序号）。 （2）为减小实验误差，应选用如图中 　 　 （选填“甲”或“乙”）为该实验的电路原理图，并按所选择的电路原理图把实物图用线连接起来。 （3）若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00cm，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图所示，则金属丝的直径为 　 　 mm，电阻值为 　 　 Ω。 （4）金属丝的电阻率为 　 　 Ω•m（保留三位有效数字）。 四．计算题（共3小题，37分） 17．（12分）电场对放入其中的电荷有力的作用。如图所示，带电球C置于铁架台旁，把系在丝线上的带电小球A挂在铁架台的P点。小球A静止时与带电球C处于同一水平线上，丝线与竖直方向的偏角为α。已知A球的质量为m，电荷量为+q，重力加速度为g，静电力常量为k，两球可视为点电荷。 （1）画出小球A静止时的受力图，并求带电球C对小球A的静电力F的大小； （2）写出电场强度的定义式，并据此求出带电球C在小球A所在处产生的电场的场强EA的大小和方向； （3）若已知小球A静止时与带电球C的距离为r，求带电球C所带的电荷量Q。 18．（12分）小型直流电动机（其线圈内阻为r＝1Ω）与规格为“4V、4W”的小灯泡并联，再与阻值为R＝5Ω的电阻串联，然后接至U＝12V的电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求： （1）通过电动机的电流； （2）电动机的输出功率P出； （3）电动机的效率。 19．（13分）如图甲所示，一对平行金属板M、N长为L，相距为d，O1O为中轴线，两板间为匀强电场。当两板间加电压UMN＝U0时，某一带负电的粒子从O1点以速度v0沿O1O方向射入电场，粒子恰好打在上极板M的中点，粒子重力忽略不计。 （1）求带电粒子的比荷； （2）若MN间加如图乙所示的交变电压，其周期T，从t＝0开始，前时间内UMN＝2U，后时间内UMN＝－U，大量的上述粒子仍然以速度v0沿O1O方向持续射入电场，最终所有粒子刚好能全部离开电场而不打在极板上，求U的值。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年43中高二物理期中卷——教师版 一．单选题（共10小题，每题3分，共30分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C A C C B D A C B 二．多选题（共4小题，每题4分，共16分） 题号 11 12 13 14 答案 AD BD BC AC 一．单选题（共10小题，每题3分，共30分） 1．如图所示为某区域的电场线分布，下列说法正确的是（　　） A．这个电场可能是正点电荷形成的 B．D处没有电场线，所以场强为零 C．负电荷在C点受到的电场力方向沿C点切线方向 D．点电荷q在A点所受的静电力比在B点所受静电力小 【分析】电场线的疏密表示场强大小，切线方向表示场强方向，沿电场线电势降低，结合静电力、电势、电势能相关公式和概念分析各选项。 【解答】解：A、正点电荷形成辐射向外的电场，故A错误； B、电场线是为了形象描述电场而引入的，没有电场线的地方不代表没有电场，D处仍有电场，电场强度不为零，故B错误； C、该电场在C点的电场强度方向沿C点切线方向，则负电荷在C点受到的电场力方向沿C点反方向； D、电场线越密，电场强度越大。A处电场线比B处疏，所以A点场强小于B点场强，根据F＝qE，点电荷q在A点所受的静电力比在B点所受静电力小，故D正确 故选：D。 2．如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触．把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开（　　） A．此时A带正电，B带负电 B．此时A电势低，B电势高，用导线连A、B，有电流从B流向A C．移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合 D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合 【分析】根据静电感应规律可明确AB两端所带电性，再根据电荷间的相互作用分析移走C后AB所带电量，即可明确金箔能否闭合． 【解答】解：AB、物体C靠近A附近时，由于静电感应，A端带上负电，B端带上正电，此时AB为等势体，两端电势相等，故AB错误； C、移去C后，由于电荷间相互作用，重新中和，达电中性状态，两金属箔均闭合；故C正确； D、先把AB分开，则A带负电，B带正电，移去C后，电荷不能再进行中和，故两金属箔仍然张开，故D错误； 故选：C。 3．如图所示为静电除尘示意图，在M、N两点间加高压电源时，金属管内空气电离，电离出的电子在静电力的作用下运动，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电荷，因而煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了。下列说法正确的是（　　） A．N接电源的正极 B．空气在靠近金属管壁处电离 C．煤粉最终从最上端出口排出 D．带电煤粉在B点受静电力方向向右 【分析】当管内接通静电高压时，管内存在强电场，它使空气电离而产生阴离子和阳离子，负离子在电场力的作用下，向正极移动时，碰到烟尘微粒使它带负电。因此，带电尘粒在电场力的作用下，向管壁移动，并附在管壁上，这样，消除了烟尘中的尘粒。 【解答】解：A、电子附在煤粉上，使煤粉带上负电荷，煤粉若能吸附在管壁上，说明管壁带正电荷，N接电源的正极，故A正确； BCD、其内部电场线分布情况如图所示，空气在金属丝处电离，煤粉被吸附到管壁上，BCD错误。 故选：A。 4．一个电流表的满偏电流Ig＝1mA，内阻Rg=500Ω，要把它改装成一个量程为10V的电压表，则应在电流表上（　　） A．串联一个10kΩ的电阻 B．并联一个10kΩ的电阻 C．串联一个9.5kΩ的电阻 D．并联一个9.5kΩ的电阻 【分析】把电流表改装成电压表需要串联分压电阻，应用串联电路特点与欧姆定律可以求出串联电阻阻值． 【解答】解：把电流表改装成10V的电压表需要串联分压电阻，串联电阻阻值：9.5kΩ，故A正确，BCD错误。 故选：C。 5．如图所示，A、B、C三点的连线构成一个等腰直角三角形，∠A是直角．在B点放置一个电荷量为+Q的点电荷，测得A点的电场强度大小为E．若保留B点的电荷，再在C点放置一个电荷量为﹣Q的点电荷，则A点的电场强度大小等于（　　） A．0 B．E C．E D．2E 【分析】根据点电荷产生的场强大小可知正负点电荷产生的场强在A点相同，根据场强的叠加即可求得 【解答】解：正电荷Q在A点产生的场强为E，沿BA方向，负电荷Q在A点产生的场强也为E，方向沿AC方向，根据场强的叠加可知： 故选：C。 6．带有等量异种电荷，相距10cm的平行板A和B之间有一匀强电场（如下图），电场强度E为2×104V/m，方向向下。电场中C点距B板为3cm，D点距A板为2cm。下列说法正确的是（　　） A．让A板接地，则D点的电势φD＝400V B．让B板接地，则C点的电势φC＝600V C． UCD＝1000V D．将一个电子从C点移到D点，与使电子先从C点移到P点再移到D点，静电力做的功数值不同 【分析】根据匀强电场的场强与电势差的关系U＝Ed，计算CD间的电势差，接地表示电势为零，任一点电势等于该点与零电势的差，要注意CD间电势差的正负。 【解答】解：A、如果令A板接地，则D点电势φD＝﹣EdD＝﹣400V，故A错误。 B、如果令B板接地（即电势φB＝0），则C点电势φC＝EdC＝2×104×3×10﹣2V＝6×102V，故B正确。 C、CD两点间的电势差为：UCD＝﹣EdCD＝﹣2×104×（0.1﹣0.02﹣0.03）＝﹣1×103V，故C错误。 D、电场力做功与路径无关，只与始末位置有关，所以将一个电子从C点移到D点静电力做的功，与将电子先从C点移到P点再移到D点静电力做的功数值相同，故D错误。 故选：B。 7．手机自动计步器的原理如图所示，电容器的一个极板M固定在手机上，另一个极板N与两个固定在手机上的轻弹簧连接，人带着手机向前加速运动阶段与静止时相比，手机上的电容器（　　） A．两极板间电压降低 B．两极板间电场强度变大 C．电容变大 D．两极板所带电荷量减少 【分析】根据电容的决定式得出电容的变化趋势，结合电路构造分析出电容器的电势差变化； 根据场强的计算公式得出场强的变化趋势，结合电荷量的计算公式完成分析。 【解答】解：A．电容器始终与电源相连，所以人带着手机向前加速运动阶段与静止时相比，手机上的电容器两极板间电压不变，故A错误； B．由场强的计算公式可得，两极板间电场强度变小，故B错误； C．人带着手机向前加速运动时，N极板相对于M极板向后运动，电容器两极板间的距离变大，由电容的决定式可得，手机上的电容器的电容变小，故C错误； D．由电容的定义式可得，两极板所带的电荷量Q＝CU可知两极板所带电荷量减少，故D正确。 故选：D。 8．如图所示，两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m、电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，已知O、A两点相距h，此电子具有的初动能是（　　） A． B．edUh C． D． 【分析】射出电子的初动能Ek0，末动能为零，全程只有电场力做功，根据动能定理解出电子的初动能。 【解答】解：射出电子的初动能Ek0，末动能为零，极板间的电场E 根据动能定理：﹣eEh＝0﹣Ek0 解得：Ek0，故BCD错误，A正确 故选：A。 9．如图所示，匀强电场水平向左，绝缘细线长为L，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成θ角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．匀强电场的电场强度大小为 B．小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小 C．小球运动至圆周轨迹的最左端时机械能最小 D．小球运动一周的过程中，其电势能先减小后增大 【分析】小球在重力、电场力、细绳拉力三个力的作用下保持静止，由平衡条件求解电场强度大小；在等效最高点时速度最小、动能最小，根据向心力公式结合动能的计算公式进行解答；根据功能关系进行解答；根据电场力做功情况判断电势能的变化情况。 【解答】解：A、小球在重力、电场力、细绳拉力三个力的作用下保持静止，如图所示： 由平衡条件可得：qE＝mgtanθ 解得：E，故A错误； BC、细线的拉力对小球是不做功的，所以小球的动能、重力势能和电势能是守恒的，所以电势能最大的地方，就是机械能最小的；由于小球带负电，所以运动到圆周的最左端点时电势能最大，机械能最小，故B错误，C正确； D、从初始位置开始，运动一周的过程中，电场力先做正功，后做负功，再做正功，所以小球的电势能先减小、后增大、再减小，故D错误。 故选：C。 10．如图所示，竖直墙壁边缘A处固定一带正电的小球甲，一根绝缘细线一端固定一带正电的小球乙，另一端固定在墙上的B处，在库仑力作用下，细线偏离一定角度。由于某种原因，小球甲的电荷量慢慢减少，待小球乙稳定在新的平衡位置后，细线偏离另一角度，下列说法错误的是（　　） A．甲、乙间的距离减小 B．甲、乙间的库仑力变大 C．细线的张力大小保持不变 D．甲对乙的库仑斥力方向有可能恰好不变 【分析】对小球乙进行受力分析，根据三角形相似分析细线的张力大小。 【解答】解：对小球乙进行受力分析，如图所示： 设AB为h，细线的长度为L，甲乙之间的距离为x，根据几何关系可得： 由于x减小，L不变，mg和h均不变，则库仑力减小，细线的张力大小保持不变，故ACD正确、B错误。 故选：B。 二．多选题（共4小题，每题4分，共16分） 11．图中的实线分别是电阻a、b的伏安特性曲线，虚线c是b（U＝1V）的切线，a、c相互平行，下列说法正确的是（　　） A．U＝1V时，b的电阻为2.5Ω B．U＝1V时，a、b的电阻相等 C．b的电阻随电压的升高而减小 D．U＝3V时，a、b的电阻相等 【分析】根据伏安特性曲线，确定当U＝1V时，通过电阻b的电流，根据欧姆定律求电阻；根据伏安特性曲线的斜率的倒数求电阻a的电阻，电阻a的斜率不变，电阻不变；伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数，据此作答；根据伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数求电阻，根据电阻的并联特点求电阻。 【解答】解：AB、根据伏安特性曲线，当U＝1V时，电阻b的电流Ib＝0.4A，根据欧姆定律，电阻b的电阻值；当U＝3V时，电阻a的电流电Ia＝0.6A，根据欧姆定律，电阻a的电阻值，伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数，电阻a的斜率不变电阻不变，即U＝1V时，电阻a的电阻仍然为5Ω，故A正确，B错误； C、伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数，由于电阻b的斜率随电压的升高不断变小，所以电阻不断增大，故C错误； D.根据伏安特性曲线可知，当U＝3V时，两图线的交点坐标相同，电阻相同。 故选：AD。 12．如图所示，电路两端的电压恒为U。滑动变阻器的最大阻值为R=5Ω，负载电阻为R0=5Ω，以下说法正确的是（　　） A．滑动变阻器的滑片置于a时，R0的分压为 B．滑动变阻器的滑片置于b时，R0的分压为 U C．滑动变阻器的滑片置于a时，电路的总阻值为10Ω D．滑动变阻器的滑片置于b时，电路的总阻值为2.5Ω 【分析】根据滑动变阻器和串并联相关知识解答。 【解答】解：AC、滑片置于a时，R0与导线并联，R0被导线短路，R0的分压为0，电路中的总电阻Ω故AC错误； BD、滑片置于b时，R0与电源并联，R0的分压为U，电路中的总电阻为故BD正确； 故选：BD。 13．三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞入偏转电场，不计电子重力，如图，a打在下极板上，b正好飞出。则由此可判断（　　） A．b和c同时飞离电场 B．在b飞离电场的瞬间，a刚好打在下极板上 C．进入电场时，a速度最小，c速度最大 D．a和b的动能增加量一样大，c的动能增加量最大 【分析】三个电子都做类平抛运动，在垂直电场方向上做匀速直线运动，在沿电场方向上做初速度为0的匀加速直线运动。粒子的质量和电量相同，加速度相同。比较沿电场方向上的位移，可比较出运动时间，再根据垂直电场方向的位移可知初速度的大小，通过动能定理比较动能的变化量。 【解答】解：A、电子b、c竖直方向上的位移不等，三个电子的质量和电量都相同，可知电子受到的电场力相等，沿电场线方向上的加速度相等，由图可知，yc＜yb，根据可知tc＜tb，故A错误； B、三个电子的质量和电量都相同，可知加速度相同，a、b两粒子在竖直方向上的位移相等，根据可知运动时间相等，故B正确； C、在垂直于电场方向即水平方向，三个粒子做匀速直线运动，则有，因xc＝xb，tc＜tb，则vc＞vb，根据ta＝tb，xb＞xa，则vb＞va，所以有vc＞vb＞va，故C正确； D、根据动能定理知，a、b两电荷，电场力做功一样多，所以动能增加量相等，离开电场时c电荷偏移最小，电场力做功最少，动能增加量最小，故D错误。 故选：BC。 14．两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ（规定无穷远电势为零）随x变化的关系如图所示，则（　　） A．q1和q2为异种电荷，q2带负电 B．A点的电场强度为零，ND段C点电场强度最大 q1带正电，q2带负电，且电量相等 C．NC段场强方向沿x轴负方向 D．将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做负功后做正功 【分析】φ﹣x图象的斜率等于电场强度E．根据两点电荷连线的电势高低的分布如图所示，由于沿着电场线电势降低，可知两点电荷的电性．根据功能关系分析电场力做功的正负。 【解答】解：A、由图可知：从C到D，电势降低，根据顺着电场线电势降低可知，CD间电场强度方向沿x轴正方向。故q1带正电，q2带负电，故A正确； B、该图象的斜率等于场强E，则知，A点电场强度不为零，B错误； C、N→C段中，电势升高，所以场强方向先沿x轴负方向。故C正确； D、因为MC间电场强度方向沿x轴负方向，CD间电场强度方向沿x轴正方向，则将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后负功。故D错误； 故选：AC。 三．实验题（共2小题，共17分） 15．（5分）图是某同学连接的实验实物图，其中电源采用4节干电池。闭合开关S后，发现A、B灯都不亮，他采用下列两种方法检查故障： （1）用多用电表的直流电压挡进行检查： ①那么选择开关应置于下列量程的 　 　 挡．（用字母序号表示） A. 2.5V B. 10V C. 50V D. 250V ②在测试a、b间直流电压时，红笔应接触　 　（填“a”或“b”） ③该同学测试结果如表所示，根据测试结果，可以判定故障是 　 　 ．（假设只有下列中的某一项有故障） 测试点 电压表示数 a、b 有示数 b、c 有示数 c、d 无示数 d、f 有示数 A．灯A断路 B．灯B短路 C．d、f段断路 （2）用欧姆挡检查： ①测试前，应将开关S 　 　 （填“断开”或“闭合”）。 ②测量结果如表所示，由此可以断定故障是 　 　 ． 测量点 表头指针 c、d d、e e、f A．灯A断路 B．灯B断路 C．灯A、B都断路 D．d、e间导线断路 【分析】（1）电流总是从红表笔进，黑表笔出，用电压表判断故障时，根据电源电动势选择合适的量程，电压表有示数说明有断路，没示数说明没断路；用欧姆表判断故障时，指针偏转说明被测电路没有断路，指针不偏转说明被测电路断路。 【解答】解：（1）①由图示电路图可知，电源电动势为6V，用电压表检查电路故障，电压表应选择10V量程，故选B． ②、电压表接a、b，电压表有示数，说明a、b两点与电源间无断路， 电压表接c、b，电压表有示数，说明c、b两点与电源间无断路， 电压表接c、d，电压表无示数，说明c、d两点与电源间存在断路， 电压表接d、f，电压表有示数，说明d、f两点与电源两极间无断路， 综合以上分析可知，电路出现在d、f间，故选C； （2）①用欧姆表检查电路故障，测试前，应将开关断开，避免烧坏电表． ②欧姆表右偏说明两接触点之间没断路，不偏转，说明两接触点之间断路了，即d、e间导线断路，故D正确． 故答案为：（1）①B；②a；③C； （2）①断开；②D． 16．（12分）在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻R约为5Ω，实验室备有下列实验器材： A．电压表（量程0～3V，内阻约为15kΩ）； B．电压表（量程0～15V，内阻约为75kΩ）； C．电流表（量程0～3A，内阻约为0.2Ω）； D．电流表（量程0～0.6A，内阻约为1Ω）； E．滑动变阻器R1（0～10Ω，0.6A）； F．滑动变阻器R2（0～2000Ω，0.1A）； G．电池组E（电动势为3V）； H．开关S，导线若干。 （1）你选用的实验器材有 　 　 （填器材前面的序号）。 （2）为减小实验误差，应选用如图中 　 　 （选填“甲”或“乙”）为该实验的电路原理图，并按所选择的电路原理图把实物图用线连接起来。 （3）若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00cm，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图所示，则金属丝的直径为 　 　 mm，电阻值为 　 　 Ω。 （4）金属丝的电阻率为 　 　 Ω•m（保留三位有效数字）。 【分析】（1）根据实验原理分析出需要用到的实验器材； （2）根据电表的阻值和待测电阻的阻值关系选择合适的电表接法并画出对应的实物连线图； （3）熟悉仪器的读数规则，结合欧姆定律得出金属丝的电阻； （4）根据电阻定律列式得出电阻率的大小。 【解答】解：（1）由于电源的电动势为3 V，所以电压表应选A；被测电阻约为5Ω，电路中的最大电流约为 电流表应选D；根据滑动变阻器允许通过的最大电流可知，滑动变阻器应选E；还要选用电池组和开关，导线若干，故应选用的实验器材有ADEGH； （2）由于应采用电流表外接法，应选题图乙所示电路； 实物连接如图所示 （3）螺旋测微器的分度值为0.01mm，要估读到分度值的下一位，则螺旋测微器可以读出金属丝直径为 d＝0.5mm+13.5×0.01mm＝0.635 mm； 从电压表可以读出电阻两端电压为1.20 V，从电流表可以读出流过电阻的电流为0.50 A，被测金属丝的阻值为 （4）由电阻定律 代入数据解得：ρ＝1.27×10﹣6Ω•m 故答案为：（1）ADEGH；（2）乙；见解析图；（3）0.635；2.4；（4）1.27×10﹣6 四．计算题（共3小题，37分） 17．（12分）电场对放入其中的电荷有力的作用。如图所示，带电球C置于铁架台旁，把系在丝线上的带电小球A挂在铁架台的P点。小球A静止时与带电球C处于同一水平线上，丝线与竖直方向的偏角为α。已知A球的质量为m，电荷量为+q，重力加速度为g，静电力常量为k，两球可视为点电荷。 （1）画出小球A静止时的受力图，并求带电球C对小球A的静电力F的大小； （2）写出电场强度的定义式，并据此求出带电球C在小球A所在处产生的电场的场强EA的大小和方向； （3）若已知小球A静止时与带电球C的距离为r，求带电球C所带的电荷量Q。 【分析】（1）对A进行受力分析，根据平衡条件得出带电球C对小球A的静电力F的大小； （2）根据电场强度的定义式分析求解； （3）根据库仑定律求出带电球C所带的电荷量Q。 【解答】解：（1）小球A受力如图所示： 根据平衡条件可知 F＝mgtanα。 （2）电场强度的定义式 ， 带电球C在小球A所在处产生的电场的场强， 方向水平向右。 （3）根据库仑定律 ， 解得 。 答：（1）mgtanα；；（2），方向水平向右；（3）。 18．（12分）小型直流电动机（其线圈内阻为r＝1Ω）与规格为“4V、4W”的小灯泡并联，再与阻值为R＝5Ω的电阻串联，然后接至U＝12V的电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求： （1）通过电动机的电流； （2）电动机的输出功率P出； （3）电动机的效率。 【分析】（1）由灯泡的额定功率可求得灯泡的电流；再由串并联电路的规律可求得流过电动机的电流； （2）由P＝UI可求得电动机消耗的总功率，由焦耳定律可求得热功率，则可求得输出功率。 （3）由电动机的输出功率与电动机消耗的总功率的比值求得电动机的效率。 【解答】解：（1）流经灯泡的电流IL1A 流经电阻R的电流IR 流经电动机的电流I＝IR﹣IL＝0.6A。 （2）电动机消耗的总功率：P＝UI＝4×0.6＝2.4W 电动机产生的热功率：P热＝I2r＝0.62×1＝0.36W 电动机的输出功率：P出＝P﹣P热＝2.4﹣0.36＝2.04W； （3）电动机的效率：η100%＝85% 答：（1）通过电动机的电流是0.6A； （2）电动机的输出功率2.04W； （3）电动机的效率是85%。 19．（13分）如图甲所示，一对平行金属板M、N长为L，相距为d，O1O为中轴线，两板间为匀强电场，忽略两极板外的电场，当两板间加电压UMN＝U0时，某种带负电的粒子从O1点以速度v0沿O1O方向射入电场，粒子恰好打在上极板M的中点，粒子重力忽略不计。 （1）求带电粒子的比荷； （2）若MN间加如图乙所示的交变电压，其周期T，从t＝0开始，前时间内UMN＝2U，后时间内UMN＝﹣U，大量的上述粒子仍然以速度v0沿O1O方向持续射入电场，最终所有粒子刚好能全部离开电场而不打在极板上，求U的值。 【分析】（1）由题设条件，粒子做类平抛运动到M点的中点，由水平位移和竖直位移就能求出粒子的比荷。 （2）当MN间加交变电压时，在竖直方向上看：每个电压变化周期的前三分之一时间内方向垂直极板的加速度大小是后三分之二时间内方向垂直极板的加速度大小的两倍，所以恰好在一个内竖直方向的速度为零，则所以粒子均平行于板的方向射出，考虑到从边缘射出的粒子的竖直位移就能求出电压U的大小。 【解答】解：（1）粒子从中轴线到M板的中点，有 v0t 而加速度 a 联立以上几式可求得： （2）粒子通过两板时间tT， 从t＝0时刻开始，粒子在两板间运动时每个电压变化周期的前三分之一时间内方向垂直极板的加速度大小a1 （在每个电压变化周期的后三分之二时间内方向垂直极板的加速度大小a2） 不同时刻从O1点进入电场的粒子在电场方向的速度vy随时间t变化的关系如答图所示。 所有粒子刚好能全部离开电场而不打在极板上，可以确定在t＝nT或t＝nT时刻进入电场的粒子 恰好分别从极板右侧上下边缘处飞出。它们在电场方向偏转的距离最大。 所以有： 解得：U 答：（1）带电粒子的比荷是； （2）若最终所有粒子刚好能全部离开电场而不打在极板上，U的值为。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2025/11/17 16:37:45；用户：高中物理01；邮箱：hblsjy59@xyh.com；学号：57668973 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023—2024学年度第二学期10年级期末考试物理学科试题 参考答案与试题解析 一．试题（共19小题） 1．一棵树上有一个质量为的熟透了的苹果，该苹果从树上先落到地面最后滚入沟底．已知、的高度差分别为和，以地面为零势能面，取,、、、、面之间竖直距离如图所示．算出该苹果从落下到的过程中重力势能的减少量和在处的重力势能分别是　　 A．和 B．和 C．和 D．和 【答案】。 【详解】解：以地面为零势能面，根据重力势能的计算公式得 处的重力势能， 从落下到的过程中重力势能的减少量△△， 故选：。 2．如图所示，两个不带电的导体和，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触．把一带正电荷的物体置于附近，贴在、下部的金属箔都张开，　　 A．此时带正电，带负电 B．此时电势低，电势高 C．移去，贴在、下部的金属箔都闭合 D．先把和分开，然后移去，贴在、下部的金属箔都闭合 【答案】 【详解】解：、物体靠近附近时，由于静电感应，端带上负电，端带上正电；故错误； 、此时为等势体，两端电势相等；故错误； 、移去后，由于电荷间相互作用，重新中和，达电中性状态，两金属箔均闭合；故正确； 、先把分开，则带负电，带正电，移去后，电荷不能再进行中和，故两金属箔仍然张开；故错误； 故选：。 3．“空气击穿电压”是指空气失去绝缘性能变为导体的临界电压。已知高铁上方高压电网的电压峰值为。阴雨天雨伞伞尖周围的电场强度达到时，空气就有可能被击穿。乘客阴雨天打伞站在站台上，试估算伞尖靠近高压电网距离约为多少时空气会被击穿　　 A． B． C． D． 【答案】。 【详解】解：将雨伞伞尖周围的电场看成匀强电场，已知， 由得： 所以伞尖靠近高压电网距离约为时空气会被击穿，故正确，错误。 故选：。 4．2021年3月15日13时29分，嫦娥五号轨道器在地面飞控人员精确控制下，成功被“日地点”捕获，成为我国首颗进入“日地点”探测轨道的航天器。“日地点”全称为“拉格朗日点”，位于太阳与地球的连线之间，距离地球大约150万公里。在这个位置上，嫦娥五号可以在太阳和地球引力的共同作用下，和地球一起以相同的周期绕太阳做匀速圆周运动，可以不间断地观测太阳和地球的向阳面。则绕日运行时地球的向心加速度和嫦娥五号的向心加速度的大小关系是　　 A． B． C． D．无法比较 【答案】。 【详解】解：嫦娥五号在“拉格朗日点”，和地球一起以相同的周期绕太阳做匀速圆周运动，故嫦娥五号和地球做匀速圆周运动的周期和角速度相同，设地球的轨道半径为，拉格朗日点与太阳间的距离为， 由向心加速度 可得： ； 因，故，故正确，错误。 故选：。 5．图甲是大型强子对撞机的照片，将一束质子流注入长的对撞机隧道，使其加速后相撞，创造出与宇宙大爆炸之后万亿分之一秒时的状态相类似的条件，为研究宇宙起源和各种基本粒子特性提供强有力的手段。设个金属圆筒沿轴线排成一串，各筒相间地连到正负极周期性变化的电源上，图乙是简化示意图，质子束以一定的初速度沿轴线射入圆筒实现加速，则下列表述错误的是　　 A．质子在每个圆筒内都做匀速直线运动 B．质子只在圆筒间的缝隙处做加速运动 C．质子穿过圆筒时，电源的正负极要改变 D．每个筒长度都是相等的 【答案】。 【详解】解：、由于同一个金属筒所在处的电势相同，内部无场强，故质子在筒内必做匀速直线运动；而前后两筒间有电势差，故质子每次穿越缝隙时将被电场加速，故正确。 、质子要持续加速，下一个金属筒的电势要低，所以电源正负极要改变，故正确。 、质子速度增加，而电源正、负极改变时间一定，则沿质子运动方向，金属筒的长度要越来越长，故错误。 故选：。 6．经过探究，某同学发现：点电荷和无限大的接地金属平板间的电场（如图甲所示）与等量异种点电荷之间的电场分布（如图乙所示）完全相同。图丙中点电荷到的距离为，是以电荷为圆心、为半径的圆上的一条直径，则点电场强度的大小是　　 A． B． C． D． 【答案】。 【详解】解：根据点的电场线方向可以得点的电场强度方向是垂直于金属板向右，两个异号点电荷电荷量的大小均为，它们之间的距离为，乙图上右侧处的场强大小为： 根据题意可知，点的电场强度大小与乙图上右侧处的场强大小相等，即为，故错误，正确。 故选：。 7．“蹦极”是一项极限运动．某人身系弹性绳跳下，体验到失重与超重状态下的惊险与刺激，简化模型如图所示。人由点自由下落， 点是弹性绳原长位置，点是速度最大的位置，点是最低点，忽略空气阻力。人由点第一次下降到点的过程中，下列说法中正确的是　　 A．从点到点的过程中，加速度方向与速度方向相反 B．从点到点的过程中，重力所做的功等于人克服弹力所做的功 C．从点至点的过程中，动能和重力势能的总和越来越小，动能和弹性势能的总和越来越大 D．从点至点的过程中，动能和重力势能的总和越来越大，动能和弹性势能的总和越来越小 【答案】。 【详解】解：、从到的过程中，重力大于弹力，则加速度方向向下，与速度方向相同。故错误。 、对到b运用动能定理得，，故重力做功与人克服弹力做功不相等。故错误。 、从到的过程中，人和弹性绳组成的系统机械能守恒，且弹性势能越来越大，故动能和重力势能的总和越来越小；重力势能越来越小，则动能和弹性势能的总和越来越大。故正确。 、从到的过程中，人和弹性绳组成的系统机械能守恒，因弹性势能在到的过程一直为零，在到的过程一直增加，故动能和重力势能的总和先不变后越来越小；从到的过程中，重力势能越来越小，则动能和弹性势能的总和越来越大。故错误。 故选：。 8．如图所示，匀强电场水平向左，绝缘细线长为，细线一端固定在点，另一端系一质量为的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成角，此时让小球获得初速度且恰能绕点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为，不考虑空气阻力。下列说法正确的是　　 A．匀强电场的电场强度 B．小球做圆周运动过程中动能的最小值为 C．小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小 D．小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，其电势能先减小后增大又减小 【答案】 【详解】解：．小球静止时细线与竖直方向成角，对小球进行受力分析，如图所示 由平衡关系可知 解得 故错误； ．小球静止时细线与竖直方向成角，则点为小球绕点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动的等效最高点，如图所示 点时小球的速度最小，动能最小，由牛顿第二定律可知 动能 联立解得 故错误； ．由功能关系可知，小球机械能的变化量等于除重力之外的电场力做的功。由题意可知，当小球运动到最左边与点等高时，电场力做负功最多，机械能最小，故错误； ．小球从初始位置开始，在竖直平面内沿逆时针方向运动一周的过程中，电场力先做正功，再做负功，再做正功，所以电势能先减小，再增大，再减小，故正确。 故选：。 9．在某静电场中，轴上的场强随的变化关系如图所示，规定轴正方向为场强正方向。下列判断正确的是　　 A．和处的电场强度相同 B．从处到处，电势先升高后降低 C．一电子从处沿直线运动到处，速度先增大后减小 D．一电子从处沿直线运动到处，电势能先减小后增大 【答案】。 【详解】解：．根据场强随的变化关系图，和处的电场强度大小相等，方向相反，故错误； ．从处到处，场强为正值，则场强方向沿轴正向，则电势逐渐降低，故错误； ．一电子从处沿直线运动到处，电场力一直做负功，根据动能定理，则速度一直减小，故错误； ．从处到处，电势升高；从处到处，电势降低，根据公式，则一电子从处沿直线运动到处，电势能先减小后增大，故正确。 故选：。 10．一质点做曲线运动，在前一段时间内速度大小由增大到，在随后的一段时间内速度大小由增大到。前后两段时间内，合外力对质点做功分别为和，合外力的冲量大小分别为和。下列关系式一定成立的是　　 A．， B．， C．， D．， 【答案】。 【详解】解：在前一段时间内，根据动能定理得： 在后一段时间内，根据动能定理得： 所以 由于速度是矢量，具有方向，当初、末速度方向相同时，动量变化量最小，方向相反时，动量变化量最大，因此冲量的大小范围是： 比较可得 一定成立，故正确，错误。 故选：。 11．如图所示，是一个带电的物体，若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的、、位置，可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小，这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来．若物体的电荷量用表示，小球的电荷量用表示，物体与小球间距离用表示，物体和小球之间的作用力大小用表示，则以下对该实验现象的判断正确的是　　 A．可用控制变量法，探究与、、的关系 B．保持、不变，减小，则变小，说明与成反比 C．保持、不变，减小，则变小，说明与有关 D．保持、不变，减小，则变大，说明与成正比 【答案】。 【详解】解：、两个带电小球作用力的大小跟两个小球的所带电荷量、及两者之间的距离有关，要探究具体关系，必须采用控制变量法进行实验探究，故正确； 、保持、不变，减小，角度变大，则库仑力变大，所以与有关。但不能说明与成反比，故错误。 、保持、不变，减小，偏离竖直线的角度逐渐减小，则减小，说明与有关。故正确。 、保持、不变，减小，角度变大，则库仑力变大，所以与有关。但不能说明与成反比，故错误。 本题选正确的， 故选：。 12．中国空间站正常绕地运行的轨道可视为圆形，轨道平面与赤道平面夹角为，轨道离地高约，每天绕地球约转16圈，绕行方向自西向东。地球半径约为，下列相关说法正确的是　　 A．空间站绕地运行的速度比月球绕地运行的速度小 B．空间站绕地运行的速度比地面上物体随地球自转的角速度小 C．空间站连续两次经过我国某地上方的时间间隔为24h D．空间站中宇航员所受的重力小，不及其在地面所受重力的十分之一 【答案】CD。 【详解】解：．空间站的轨道半径小于月球的轨道半径，由 得 所以空间站的角速度大于同步卫星的角速度即物体随地球自转的角速度，故正确；； ．空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，由 得 所以空间站的角速度大于同步卫星的角速度即物体随地球自转的角速度，故B错误； ．因为空间站与地球自转角度不同，所以需要空间站和地球自转周期重叠才能两次经过同一地点，空间站周期为1.5h，最大公约数为24h，故正确； ．根据 卫星的轨道半径为，地球半径为，可知，所受的重力约为地表重力的十分之九，故正确。 故选：CD。 13．如图所示，绳长为，小球质量为，小车质量为，将小球向右拉至水平后放手，则（水平面光滑）　　 A．系统的总动量守恒 B．水平方向任意时刻小球与小车的动量等大反向 C．小球不能向左摆到原高度 D．小车向右移动的最大距离为 【答案】 【详解】解：、对于小球和小车组成的系统，水平方向不受外力，竖直方向的合力不为零，故系统水平方向动量守恒，但总动量不守恒。由于系统水平方向动量为零，所以水平方向任意时刻小球与小车的动量等大反向，故错误，正确； 、对于小球和小车组成的系统，由于只有重力做功，所以系统机械能守恒，且小球和小车水平方向的合动量为零，当小球摆到左侧最高点时，两者速度相同，均为零，根据系统机械能守恒可知小球能向左摆到原高度，故错误； 、小球与小车组成的系统水平方向动量守恒，初始时总动量为0，设小车向右运动的最大距离为，则小球向左运动的位移为。取水平向右为正方向，根据水平方向平均动量守恒有：，解得：，故正确。 故选：。 14．如图甲所示，一长木板静止在水平地面上，在时刻，一小物块以一定速度从左端滑上长木板，之后长木板运动的图像如图乙所示，已知小物块与长木板的质量均为，已知木板足够长，取，则　　 A．小物块与长木板间动摩擦因数 B．在整个运动过程中，物块与木板构成的系统所产生的热量 C．小物块的初速度为 D．与物块和木板构成的系统机械能减少量之比为 【答案】。 【详解】解：、由乙图可知，木板先做匀加速运动，再做匀减速运动，故可知地面对木板有摩擦力，在内，木板受物块向右的摩擦力和地面向左的摩擦力而做匀加速运动，加速度为；在内，木板与物块相对静止，受地面摩擦力做匀减速运动，加速度为；设木板与地面间的滑动摩擦力为，物块与木板间的动摩擦因数为，对木板，根据牛顿第二定律：，对物块与木板整体，由牛顿第二定律有：，代入数据解得：，，故正确； 、最后木板与物块均静止，故在整个运动过程中，物块与木板构成的系统所产生的热量等于物块的初动能，即，故错误； 、在内，物块受木板的摩擦力作用而做匀减速运动，由牛顿第二定律有：，代入数据解得：，由速度—时间公式得：，则，故正确； 、系统减少的机械能△，系统损失的机械能△，则△：△，故正确。 故选：。 15．如图（a）所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。 （1）下列操作步骤中没有必要的是_____操作错误的是_______(填步骤前相应的字母) 。 ．按照图示安装好装置 ．将打点计时器安装到交流电源上 ．先释放重锤再打开打点计时器，纸带随着重锤运动打出一系列点 ．用天平测出重锤的质量 E. 测量纸带上某些点的距离 F. 根据测量结果计算减少的重力势能是否等于增加的动能 （2）纸带上所打的点记录了重锤在不同时刻的位置，在选定的纸带上依次取计数点如图（b）所示，相邻计数点间的时间间隔为，那么纸带的 　　（选填“左”或“右” 端与重锤相连。设重锤质量为，重力加速度为g，当打点计时器打点“D”时，重锤动能的表达式为 　　。若以重锤的运动起点A 为参考点，当打点D时重锤的机械能表达式为_______。 【答案】（1）B,D；（2）左；)2 ; )2-mgx3。 【详解】解：（1）C．因为本实验是比较动能的增加量和重力势能的减少量的大小关系，故质量可以约去，不需要测量重物的质量，精确测量重物的质量对减小实验误差没有影响，故C没有必要； ．实验时，先接通打点计时器的电源再松开纸带，故错误。 故选：B,D。 （2）纸带上的点迹从左向右间距逐渐变大，则纸带的左端与重物相连。 根据匀变速运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，打点计时器打点时的速度为 打点计时器打点时的速度为 在打到点的过程中，重锤动能的表达式为=)2 故答案为：（1）B,D；（2）左；)2 ; )2-mgx3。 16．某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车的前端粘有橡皮泥，推动小车使之做匀速运动。然后与原来静止在前方的小车相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图甲所示。在小车后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为。 （1）若已得到打点纸带，并将测得各计数点间距标在下面（如图乙），为运动起始的第一点，则应选 　 段来计算车的碰前速度，应选 　　段来计算车和车碰后的共同速度。（以上两空填“”或“”或“”或“” （2）已测得小车的总质量，小车的质量，由以上测量结果可得，碰前总动量为 　　；碰后总动量为 　　（结果保留小数点后3位）。由上述实验结果得到的结论是：　　。 【答案】（1）平衡摩擦力；（2），；（3）0.630，0.626，碰撞过程中，在误差允许范围内，系统动量守恒。 【详解】解：（1）长木板下垫着小木片的作用是平衡摩擦力。 （2）小车碰前运动稳定时做匀速直线运动，所以选择段计算碰前的速度。 两小车碰后连在一起仍做匀速直线运动，所以选择段计算和碰后的共同速度。 （3）碰前小车的速度为 则碰前两小车的总动量为 碰后两小车的速度为 则碰后两小车的总动量为 由上述实验结果得到的结论是：碰撞过程中，在误差允许范围内，系统动量守恒。 故答案为：（1）平衡摩擦力；（2），；（3）0.630，0.626，碰撞过程中，在误差允许范围内，系统动量守恒。 四、计算题（本大题共3小题，30分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要得演算步骤。只写出最后答案得不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值及单位） 17．（8分）如图所示，质量为的平板车置于光滑的水平地面上，车上有一质量为的人，车的上表面距离地面高为，初始时人和车都静止。现在人以的水平速度从车的右边缘向右跳出，不计空气阻力，．求： （1）人跳离车后车的速 （2）人跳车过程人做了多少功； 【答案】（1）人跳离车后车的速度大小为； （2）人跳车过程人做了的功； 【详解】解：（1）人和车水平方向动量守恒，设人跳出的方向为正方向，则有： 解得车获得的速度为：； （2）根据功能关系可知，人做的功等于人和车动能的增加量，则有： 解得； 答：（1）人跳离车后车的速度大小为； （2） 人跳车过程人做了的功； 18.（10分）如图所示，ABCD为固定在竖直平面的轨道，AB、CD段光滑，BC段粗糙，AB为半径的圆弧，BC为L=1m的水平面，CD为h=0.6m的曲面。轨道的B点和C点与水平地面相切，质量为的小球由A点静止释放，取。求： （1）小球运动到最低点B时，小球速度v的大小 （2）若小球恰能达到最高点D，小球在水平面BC上克服摩擦力所做的功 （3）小球最终所停位置距B点的距离 【答案】（1）4 m/s （2）0.4J （3）0 m 【详解】解：（1）小球从到的过程，由动能定理得： 则得： （2）对于小球从运动到的整个过程，由动能定理，得： 则有： （3） 小球由A到D运动的整个过程可得： 可得： 小球由A到静止过程，由动能定理，可得： 得到l = 4L = 4m 从而可以得到小球最终停在B点。 19．扫描是计算机射线断层扫描技术的简称，扫描机可用于对多种病情的探测。图甲是某种机主要部分的剖面图，其中产生射线部分的示意图如图乙所示。图乙中、之间有一电子束的加速电场，虚线框内为偏转元件中的匀强偏转场；经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到水平圆形靶台上的中心点，产生射线（如图中带箭头的虚线所示）。 已知两端的电压为，偏转场区域水平宽度为，竖直高度足够长，中电子束距离靶台竖直高度为，忽略电子的重力影响，不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度，不计空气阻力。 （1）若偏转场为在竖直平面内竖直向上的匀强电场，要实现电子束射出偏转场时速度方向与水平方向夹角为，求匀强电场的电场强度的大小； （2）若偏转场为在竖直平面内竖直向上的匀强电场，当偏转电场强度为时电子恰好能击中靶台点。 ①求点距离偏转场右边界的水平距离的大小； ②在仪器实际工作时，电压会随时间成正弦规律小幅波动，波动幅度为△，周期为，如图丙所示。这将导致电子打在靶台上形成一条线，已知一个周期时间内从小孔射出的电子数为，每个打在靶台上的电子平均激发个射线光子，求单位长度的线上平均产生的射线光子数。（电子通过加速电场的时间远小于加速电压的变化周期，不考虑加速电场变化时产生的磁场） 【答案】（1）匀强电场的电场强度的大小为。 （2）①求点距离偏转场右边界的水平距离的大小为。 ②单位长度的线上平均产生的射线光子数为。 【详解】解：（1）电子在间加速过程，由动能定理可得， 在偏转电场中，带电粒子做类平抛运动，由于偏转角为，则有 在竖直方向上的速度为： 根据牛顿第二定律有： 水平方向上的位移： 联立解得：。 （2）①设电场中速度偏转角为，则有 由于类平抛运动，则有速度的反向延长线交于水平位移的中点，如图（1）所示 图（1） 由几何关系可得 联立解得 ②由①可知，由于的波动，△，△范围内，如图（2）所示 图（2） 则偏转角最小时有 此时电子落在靶上最远点，落点到偏转场中点的水平位移为 则偏转角最大时有 此时落在靶上最近点，落点到偏转场中点的水平位移为 故靶上的线长为 一个周期射出的个电子分布在长度上，则单位长度的线上对应的电子数为，所以单位长度的线上平均产生的射线光子数 联立方程整理解得。 答：（1）匀强电场的电场强度的大小为。 （2）①求点距离偏转场右边界的水平距离的大小为。 ②单位长度的线上平均产生的射线光子数为。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/10/29 11:38:58；用户：高中物理002；邮箱：hblsjy73@xyh.com；学号：57668987 答案第6页，共15页 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023—2024学年度第二学期10年级期末考试 物理学科试题 一．单选题（共10道，每小题3分，共30分） 1．一棵树上有一个质量为的熟透了的苹果，该苹果从树上先落到地面最后滚入沟底．已知、的高度差分别为和，以地面为零势能面，取,、、、、面之间竖直距离如图所示．算出该苹果从落下到的过程中重力势能的减少量和在处的重力势能分别是　　 A．和 B．和 C．和 D．和 2．如图所示，两个不带电的导体和，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触．把一带正电荷的物体置于附近，贴在、下部的金属箔都张开，　　 A．此时带正电，带负电 B．此时电势低，电势高 C．移去，贴在、下部的金属箔都闭合 D．先把和分开，然后移去，贴在、下部的金属箔都闭合 3．“空气击穿电压”是指空气失去绝缘性能变为导体的临界电压。已知高铁上方高压电网的电压峰值为。阴雨天雨伞伞尖周围的电场强度达到时，空气就有可能被击穿。乘客阴雨天打伞站在站台上，试估算伞尖靠近高压电网距离约为多少时空气会被击穿　　 A． B． C． D． 4．2021年3月15日13时29分，嫦娥五号轨道器在地面飞控人员精确控制下，成功被“日地点”捕获，成为我国首颗进入“日地点”探测轨道的航天器。“日地点”全称为“拉格朗日点”，位于太阳与地球的连线之间，距离地球大约150万公里。在这个位置上，嫦娥五号可以在太阳和地球引力的共同作用下，和地球一起以相同的周期绕太阳做匀速圆周运动，可以不间断地观测太阳和地球的向阳面。则绕日运行时地球的向心加速度和嫦娥五号的向心加速度的大小关系是　　 A． B． C． D．无法比较 5．图甲是大型强子对撞机的照片，将一束质子流注入长的对撞机隧道，使其加速后相撞，创造出与宇宙大爆炸之后万亿分之一秒时的状态相类似的条件，为研究宇宙起源和各种基本粒子特性提供强有力的手段。设个金属圆筒沿轴线排成一串，各筒相间地连到正负极周期性变化的电源上，图乙是简化示意图，质子束以一定的初速度沿轴线射入圆筒实现加速，则下列表述错误的是　　 A．质子在每个圆筒内都做匀速直线运动 B．质子只在圆筒间的缝隙处做加速运动 C．质子穿过圆筒时，电源的正负极要改变 D．每个筒长度都是相等的 6．经过探究，某同学发现：点电荷和无限大的接地金属平板间的电场（如图甲所示）与等量异种点电荷之间的电场分布（如图乙所示）完全相同。图丙中点电荷到的距离为，是以电荷为圆心、为半径的圆上的一条直径，则点电场强度的大小是　　 A． B． C． D． 7．“蹦极”是一项极限运动．某人身系弹性绳跳下，体验到失重与超重状态下的惊险与刺激，简化模型如图所示。人由点自由下落， 点是弹性绳原长位置，点是速度最大的位置，点是最低点，忽略空气阻力。人由点第一次下降到点的过程中，下列说法中正确的是　　 A．从点到点的过程中，加速度方向与速度方向相反 B．从点到点的过程中，重力所做的功等于人克服弹力所做的功 C．从点至点的过程中，动能和重力势能的总和越来越小，动能和弹性势能的总和越来越大 D．从点至点的过程中，动能和重力势能的总和越来越大，动能和弹性势能的总和越来越小 8．如图所示，匀强电场水平向左，绝缘细线长为，细线一端固定在点，另一端系一质量为的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成角，此时让小球获得初速度且恰能绕点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为，不考虑空气阻力。下列说法正确的是　　 A．匀强电场的电场强度 B．小球做圆周运动过程中动能的最小值为 C．小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小 D．小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，其电势能先减小后增大又减小 9．在某静电场中，轴上的场强随的变化关系如图所示，规定轴正方向为场强正方向。下列判断正确的是　　 A．和处的电场强度相同 B．从处到处，电势先升高后降低 C．一电子从处沿直线运动到处，速度先增大后减小 D．一电子从处沿直线运动到处，电势能先减小后增大 10．一质点做曲线运动，在前一段时间内速度大小由增大到，在随后的一段时间内速度大小由增大到。前后两段时间内，合外力对质点做功分别为和，合外力的冲量大小分别为和。下列关系式一定成立的是　　 A．， B．， C．， D．， 二．多项选择题（共4道题，每小题6分，共24分） 11．如图所示，是一个带电的物体，若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的、、位置，可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小，这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来．若物体的电荷量用表示，小球的电荷量用表示，物体与小球间距离用表示，物体和小球之间的作用力大小用表示，则以下对该实验现象的判断正确的是　　 A．可用控制变量法，探究与、、的关系 B．保持、不变，减小，则变小，说明与成反比 C．保持、不变，减小，则变小，说明与有关 D．保持、不变，减小，则变大，说明与成正比 12．中国空间站正常绕地运行的轨道可视为圆形，轨道平面与赤道平面夹角为，轨道离地高约，每天绕地球约转16圈，绕行方向自西向东。地球半径约为，下列相关说法正确的是　　 A．空间站绕地运行的速度比月球绕地运行的速度小 B．空间站绕地运行的速度比地面上物体随地球自转的角速度小 C．空间站连续两次经过我国某地上方的时间间隔为24h D．空间站中宇航员所受的重力小，不及其在地面所受重力的十分之一 13．如图所示，绳长为，小球质量为，小车质量为，将小球向右拉至水平后放手，则（水平面光滑）　　 A．系统的总动量守恒 B．水平方向任意时刻小球与小车的动量等大反向 C．小球不能向左摆到原高度 D．小车向右移动的最大距离为 14．如图甲所示，一长木板静止在水平地面上，在时刻，一小物块以一定速度从左端滑上长木板，之后长木板运动的图像如图乙所示，已知小物块与长木板的质量均为，已知木板足够长，取，则　　 A．小物块与长木板间动摩擦因数 B．在整个运动过程中，物块与木板构成的系统所产生的热量 C．小物块的初速度为 D．与物块和木板构成的系统机械能减少量之比为 15．（8分）如图（a）所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。 （1）下列操作步骤中没有必要的是_____操作错误的是_______(填步骤前相应的字母) 。 ．按照图示安装好装置 ．将打点计时器安装到交流电源上 ．先释放重锤再打开打点计时器，纸带随着重锤运动打出一系列点 ．用天平测出重锤的质量 E. 测量纸带上某些点的距离 F. 根据测量结果计算减少的重力势能是否等于增加的动能 （2） 纸带上所打的点记录了重锤在不同时刻的位置，在选定的纸带上依次取计数点如图（b）所示，相邻计数点间的时间间隔为，那么纸带的 　　（选填“左”或“右” 端与重锤相连。设重锤质量为，重力加速度为g，当打点计时器打点“D”时，重锤动能的表达式为 　　。若以重锤的运动起点A 为参考点，当打点D时重锤的机械能表达式为_______。 16．（8分）某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车的前端粘有橡皮泥，推动小车使之做匀速运动。然后与原来静止在前方的小车相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图甲所示。在小车后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为。 （1）若已得到打点纸带，并将测得各计数点间距标在下面（如图乙），为运动起始的第一点，则应选 　 段来计算车的碰前速度，应选 　　段来计算车和车碰后的共同速度。（以上两空填“”或“”或“”或“” （2）已测得小车的总质量，小车的质量，由以上测量结果可得，碰前总动量为 　　；碰后总动量为 　　（结果保留小数点后3位）。 由上述实验结果得到的结论是：　______________________　。 四、计算题（本大题共3小题，30分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要得演算步骤。只写出最后答案得不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值及单位） 17．（8分）如图所示，质量为的平板车置于光滑的水平地面上，车上有一质量为的人，车的上表面距离地面高为，初始时人和车都静止。现在人以的水平速度从车的右边缘向右跳出，不计空气阻力，．求： （1）人跳离车后车的速度大小； （2）人跳车过程人做了多少功； 18. （10分）如图所示，ABCD为固定在竖直平面的轨道，AB、CD段光滑，BC段粗糙，AB为半径的圆弧，BC为L=1m的水平面，CD为h=0.6m的曲面。轨道的B点和C点与水平地面相切，质量为 的小球由A点静止释放，取。求： （1）小球运动到最低点B时，小球速度v的大小 （2）若小球恰能达到最高点D，小球在水平面BC上克服摩擦力所做的功 （3）小球最终所停位置距B点的距离 19．（12分）扫描是计算机射线断层扫描技术的简称，扫描机可用于对多种病情的探测。图甲是某种机主要部分的剖面图，其中产生射线部分的示意图如图乙所示。图乙中、之间有一电子束的加速电场，虚线框内为偏转元件中的匀强偏转场；经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到水平圆形靶台上的中心点，产生射线（如图中带箭头的虚线所示）。 已知两端的电压为，偏转场区域水平宽度为，竖直高度足够长，中电子束距离靶台竖直高度为，忽略电子的重力影响，不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度，不计空气阻力。 （1）若偏转场为在竖直平面内竖直向上的匀强电场，要实现电子束射出偏转场时速度方向与水平方向夹角为，求匀强电场的电场强度的大小； （2）若偏转场为在竖直平面内竖直向上的匀强电场，当偏转电场强度为时电子恰好能击中靶台点。 ①求点距离偏转场右边界的水平距离的大小； ②在仪器实际工作时，电压会随时间成正弦规律小幅波动，波动幅度为△，周期为，如图丙所示。这将导致电子打在靶台上形成一条线，已知一个周期时间内从小孔射出的电子数为，每个打在靶台上的电子平均激发个射线光子，求单位长度的线上平均产生的射线光子数。（电子通过加速电场的时间远小于加速电压的变化周期，不考虑加速电场变化时产生的磁场） 答案第6页，共15页 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $