精品解析：山东省青岛第一中学2024-2025学年高一下学期第二次模块考试物理试题

青岛一中2024-2025学年度第二学期第二次模块考试 高一物理试题 本卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分 满分100分，考试时间90分钟 注意事项：（请考生答题前先看清试卷和答题卡上的注意事项或说明。） 试题答案全部答到答题卡上，在草稿纸、试题卷上答题无效，考试结束时只交答题卡。 第Ⅰ卷 一、选择题（1-8题为单选题，每小题3分，每小题只有一个选项符合题目要求；9-12题为多选题，全对得4分，对但不全得2分，选错或不答得0分。） 1. “指尖转球”是花式篮球表演中常见的技巧。如图，当篮球在指尖上绕轴转动时，球面上P、Q两点做圆周运动的（　　） A. 半径相等 B. 线速度大小相等 C. 向心加速度大小相等 D. 角速度大小相等 2. 如图所示，将一个小球从O点水平抛出，从O点运动到A点，偏向角为30°，运动时间为t1；从A点运动到B点，偏向角也是30°，运动时间为t2.不计空气阻力，则t1∶t2等于（　　） A. 1∶1 B. 1∶2 C. 1∶3 D. 1∶4 3. 某电流表有两个量程，分别为和，其内部电路图如图所示，已知表头的内阻为，表头满偏电流为，则下列说法正确的是（　　） A. 1接线柱是量程 B. 2接线柱是量程 C. 电阻的阻值为 D. 电阻的阻值为 4. 如图，小船S要过河，处为小船的正对岸位置，河宽，水流速度，小船在静水中划行的速度。下列说法中正确的是（　　） A. 小船到达河对岸位置离点的最小距离为 B. 小船过河的最短时间为 C. 若水流速度变大，小船到达河对岸位置离点的最小距离一定变大 D. 若水流速度变大，小船过河的最短时间一定变长 5. 在真空中的x轴上的原点和处分别固定一个点电荷、，在如处由静止释放一个正点电荷q，点电荷q只受电场力作用沿x轴正方向运动，经处速度最大。则下列说法中正确的是（　　） A. 点电荷可能是负电荷 B. 点电荷一定是正电荷 C. 点电荷、所带电荷量的绝对值之比为 D. 沿x轴正向从原点到电势逐渐降低 6. 如图所示，平行板电容器与直流电源连接，下极板接地。一带负电的油滴位于容器中的P点且处于静止状态。现将上极板竖直向上缓慢地移动一小段距离，则（ ） A. 带电油滴将竖直向上运动 B. 带电油滴的机械能将增加 C. P点的电势将降低 D. 通过灵敏电流计有从b往a的电流 7. 某兴趣小组在实验室连接的实验电路如图所示，闭合开关后发现小灯泡都不亮，该小组的同学利用多用电表的电压挡来排查电路故障，测得间的电压都相等（不为零），测得间电压为零，由此可以判断出造成电路故障的可能原因是（　　） A. 开关接触不良 B. 小灯泡的灯丝都断了 C. 滑动变阻器断路 D. 小灯泡中有一个灯丝断了 8. 两根材料相同的均匀导线A和B，其长度分别为L和，串联在电路中时，其电势的变化如图所示，下列说法正确的是（　　） A. A和B导线两端的电压之比为 B. A和B导线中的电流之比为 C. A和B导线的横截面积之比为 D. A和B导线电阻值之比为 9. 土星是太阳系中的第二大行星，距离地球约30亿千米。如图所示为发射土星探测器的简易图，探测器经地土转移轨道后，经停泊轨道1、2，最后到达探测轨道3。已知土星的半径约为地球半径的9.5倍，质量约为地球质量的95倍，地球表面的重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. 探测器的发射速度一定大于 B. 土星表面的重力加速度大小为 C. 探测器在轨道1，2，3的运行周期关系为 D. 探测器在轨道1经点的速度小于轨道3经点的速度 10. 如图甲所示，某物块以一定的初速度冲上一固定斜面，物块在斜面上运动的过程中，其动能与运动路程s的关系图像如图乙所示。已知物块所受的摩擦力大小恒定，则在物块的路程从0增加到20m的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物块受到的重力做的功为0 B. 物块受到的摩擦力大小为1N C. 物块受到的合力做的功为10J D. 物块的机械能减少量为20J 11. 如图所示，电源电动势为，内阻为，、为定值电阻，L为小灯泡，为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），电压表和电流表均为理想电表。闭合开关，逐渐减小入射光强度，下列说法正确的是（　　） A. 定值电阻消耗的功率变大 B. 电流表A示数变大，灯泡亮度变暗 C. 电源效率一定变大，输出功率一定变小 D. 电压表V示数变大 12. 两点电荷M、N分别固定在和坐标原点处，若取无穷远处电势为0，则两点电荷所形成电场的电势在x轴正半轴上的分布如图所示，图线与x轴交于x0处，x=40cm处电势最低。现有一正点电荷q从x0处由静止释放，其只在电场力作用下运动。下列说法中正确的是（　　） A. 点电荷M带正电、N带负电 B. x0处的电场强度为0 C. 点电荷M、N所带电荷量大小之比为4∶1 D. 正点电荷q沿x轴正方向运动的过程中，电势能先减小后增大 第Ⅱ卷（共60分） 二、实验题（13题7分，14题8分） 13. 如图甲所示，某物理实验小组为了验证机械能守恒定律，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落。 （1）实验中，按照正确的操作得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O（纸带上第一个点）的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m，从起始点O运动到B点的过程中，重物的重力势能减少量___________，动能增加量___________。（结果用题中所给字母表示） （2）实验结果发现，重力势能减少量大于动能增加量，可能的原因是 。 A. 先释放纸带后接通电源 B. 运动过程中受到阻力影响 C. 运动过程中阻力忽略不计 （3）实验小组改进了实验方案，如图丙所示，利用光电门和数字传感设备组成集成框架，框架水平部分安装了电磁铁，将小铁球吸住。断电后，小铁球立即由静止释放，小铁球经过光电门时，与光电门连接的数字计时器读出小球通过的时间t，并算出此时小球的速度v，多次改变光电门的位置，得到多组x、t的数据，做出的图像如图丁所示。已知重力加速度为g，若小球的直径为d，则小球通过光电门的速度v与时间t的关系为v＝___________；若图丁中直线的斜率k＝___________，则可验证小铁球在下落过程中机械能守恒。 14. 小方同学测量一节干电池的电动势和内阻。 （1）多用电表机械调零后，用“直流电压2.5V挡”粗测电动势，如图1所示，干电池的正极应与多用电表的___________（填“红表笔”或“黑表笔”）连接，指针偏转如图2所示，则电动势为___________V。 （2）转换至欧姆挡，用图1电路粗测内阻，你认为此法___________（填“可行”或“不可行”）。小方突发奇想，想测一下人体电阻，选择“×1k”挡，调零后测量发现指针偏转很小，为使测量更合理，应换成 ___________（填“×10k”挡或“×100”挡）。 （3）小刚同学在学习了高中物理必修三“实验：电池电动势和内阻的测量”之后，对家里玩具电瓶车上的电池很感兴趣，查阅资料之后得知，该电池的电动势约为1.5V，内阻约为2Ω，但是小刚同学想具体知道该电池的电动势和内阻，然后他组织了班上的几名同学组成兴趣小组，从实验室借了相应器材，在学校老师指导下完成了本次实验。学校实验室现有如下实验器材： A.电压表V（量程为3V，内阻约为3kΩ） B.电流表A（量程为0.6A，内阻为0.5Ω） C.电阻箱R（阻值范围为0~999.9Ω） D.待测电池 E.开关S、导线若干 ①该小组按图甲所示电路图连接电路，调节电阻箱到最大阻值，闭合开关，逐次改变电阻箱的电阻值，记下相应电阻箱的电阻值R、电压表的示数U和电流表的示数I。根据记录数据作出的U-I图像如图乙所示，则电池的电动势为__________V，内阻为__________Ω（结果保留三位有效数字）。 ②由（1）中测得的电池电动势的测量值__________（填“大于”“小于”或“等于”）其真实值。 三、计算题（共45分，其中15题9分，16题10分，17题12分，18题14分） 15. 如图所示，不可伸长的轻绳一端固定在距离水平地面高为h的O点，另一端系有质量为m，可视为质点的小球，将小球拉至O点正上方的A点，给其一水平方向的初速度，使其恰好通过A点后，在竖直平面内以O点为圆心做半径为r的圆周运动。当小球运动到最低点B时，绳恰好被拉断，小球水平飞出。不计空气阻力及绳断时的能量损失，重力加速度为g。求： （1）小球初速度的大小。 （2）绳能承受拉力的最大值。 （3）小球落地时的速度大小v。 16. 如图所示，电流表和电压表均为理想电表，电容器的电容C = 8 µF，定值电阻R1 = 4 Ω，R2 = 6 Ω，电源电动势E = 6 V，内阻未知，开关S闭合一段时间后，电流表的读数为0.5 A，求： （1）电源内阻r。 （2）电压表的示数。 （3）将开关S断开，通过R2的电荷量。 17. 有一个可视为质点的小物块，质量为，小物块从光滑平台上的A点以的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为的长木板，如图所示。已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，木板下表面与水平地面之间光滑，小物块与长木板间的动摩擦因数，圆弧轨道的半径为，C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角。不计空气阻力，g取求： （1）小物块从A到C所需的时间； （2）小物块刚到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力大小； （3）要使小物块不滑出长木板，木板的长度L至少多大。 18. 光刻机是半导体行业中重中之重的利器，我国上海微电子装备公司在这一领域的技术近年取得了突破性进展。电子束光刻技术原理简化如图所示，电子枪发射的电子经过成型孔后形成电子束，通过束偏移器后对光刻胶进行曝光。某型号光刻机的束偏移器长，间距也为L，两极间有扫描电压，其轴线垂直晶圆上某芯片表面并过中心O点，该轴线也是束偏移器的一条对称轴。芯片到束偏移器下端的距离为。若进入束偏移器时电子束形成的电流大小为，单个电子的初动能为。不计电子重力及电子间的相互作用力，忽略其他因素的影响，电子到达芯片即被吸收。 求： （1）若扫描电压为零，电子束在束偏移器中做何种运动？ （2）若扫描电压为多少时，电子束刚好打在束偏移器的下边界不能离开束偏移器？ （3）若某时刻扫描电压为，则电子束到达芯片时的位置离O点的距离为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 青岛一中2024-2025学年度第二学期第二次模块考试 高一物理试题 本卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分 满分100分，考试时间90分钟 注意事项：（请考生答题前先看清试卷和答题卡上的注意事项或说明。） 试题答案全部答到答题卡上，在草稿纸、试题卷上答题无效，考试结束时只交答题卡。 第Ⅰ卷 一、选择题（1-8题为单选题，每小题3分，每小题只有一个选项符合题目要求；9-12题为多选题，全对得4分，对但不全得2分，选错或不答得0分。） 1. “指尖转球”是花式篮球表演中常见的技巧。如图，当篮球在指尖上绕轴转动时，球面上P、Q两点做圆周运动的（　　） A. 半径相等 B. 线速度大小相等 C. 向心加速度大小相等 D. 角速度大小相等 【答案】D 【解析】 【详解】D．由题意可知，球面上P、Q两点转动时属于同轴转动，故角速度大小相等，故D正确； A．由图可知，球面上P、Q两点做圆周运动的半径的关系为 故A错误； B．根据可知，球面上P、Q两点做圆周运动的线速度的关系为 故B错误； C．根据可知，球面上P、Q两点做圆周运动的向心加速度的关系为 故C错误。 故选D。 2. 如图所示，将一个小球从O点水平抛出，从O点运动到A点，偏向角为30°，运动时间为t1；从A点运动到B点，偏向角也是30°，运动时间为t2.不计空气阻力，则t1∶t2等于（　　） A. 1∶1 B. 1∶2 C. 1∶3 D. 1∶4 【答案】B 【解析】 【详解】设抛出的初速度大小为v0，则到A点时沿竖直方向的分速度 ， 到达B点时，沿竖直方向的分速度 ， 解得 故选B。 3. 某电流表有两个量程，分别为和，其内部电路图如图所示，已知表头的内阻为，表头满偏电流为，则下列说法正确的是（　　） A. 1接线柱是量程 B. 2接线柱是量程 C. 电阻的阻值为 D. 电阻的阻值为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．表头满偏电流，内阻。接2接线柱时，与串联后再与表头并联，量程较小，量程为；接1接线柱时，表头与串联后再与并联，量程较大，量程为，故AB错误； CD．接2接线柱量程，则有 即 接1接线柱，量程，则有 即 联立解得，，故C正确；D错误。 故选C。 4. 如图，小船S要过河，处为小船的正对岸位置，河宽，水流速度，小船在静水中划行的速度。下列说法中正确的是（　　） A. 小船到达河对岸位置离点的最小距离为 B. 小船过河的最短时间为 C. 若水流速度变大，小船到达河对岸位置离点的最小距离一定变大 D. 若水流速度变大，小船过河的最短时间一定变长 【答案】B 【解析】 【详解】BC．当船头指向垂直河岸时，小船过河的时间最短，则有 若水流速度变大，小船过河的最短时间不变，故B正确，C错误； AD．由于小船在静水中划行的速度大于水流速度，则小船的合速度可以垂直与河岸，小船可以到达正对岸，则小船到达河对岸位置离点的最小距离为0；若水流速度变大，小船到达河对岸位置离点的最小距离仍可能为0，故AD错误。 故选B。 5. 在真空中的x轴上的原点和处分别固定一个点电荷、，在如处由静止释放一个正点电荷q，点电荷q只受电场力作用沿x轴正方向运动，经处速度最大。则下列说法中正确的是（　　） A. 点电荷可能是负电荷 B. 点电荷一定是正电荷 C. 点电荷、所带电荷量的绝对值之比为 D. 沿x轴正向从原点到电势逐渐降低 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．正点电荷q经处速度最大，则可知处电场为0，则有 解得 又由于静止释放的点电荷q只受电场力作用沿x轴正方向运动，则点电荷一定是正电荷，点电荷一定是负电荷，故AC错误，B正确； D．从原点到，电场向左，由于沿着电场线电势逐渐降低，则沿x轴正向从原点到电势逐渐升高，故D错误； 故选B。 6. 如图所示，平行板电容器与直流电源连接，下极板接地。一带负电的油滴位于容器中的P点且处于静止状态。现将上极板竖直向上缓慢地移动一小段距离，则（ ） A. 带电油滴将竖直向上运动 B. 带电油滴的机械能将增加 C. P点的电势将降低 D. 通过灵敏电流计有从b往a的电流 【答案】C 【解析】 【详解】A．依题意知，电容器保持与电源连接，则电容器极板间电压U不变，由可知，若将上极板竖直向上缓慢地移动一小段距离，d增大，则板间场强E减小，则油滴所受电场力减小，油滴将沿竖直向下运动，故A错误； BC．P点到下极板的距离不变，场强E减小，由知，P点与下极板间电势差减小，P点的电势大于零，则P点的电势降低，由于油滴带负电，因油滴向下运动，电场力做负功，则带电油滴的电势能将增大，机械能减小，故B错误，C正确； D．将上极板竖直向上缓慢移动时，d增大，根据可知电容器电容减小；电容器的电压U不变；故根据可知电量减小，故电容器放电，电流计中有从a到b的电流，故D错误。 故选C。 7. 某兴趣小组在实验室连接的实验电路如图所示，闭合开关后发现小灯泡都不亮，该小组的同学利用多用电表的电压挡来排查电路故障，测得间的电压都相等（不为零），测得间电压为零，由此可以判断出造成电路故障的可能原因是（　　） A. 开关接触不良 B. 小灯泡的灯丝都断了 C. 滑动变阻器断路 D. 小灯泡中有一个灯丝断了 【答案】A 【解析】 【详解】测得间的电压都相等（不为零），分别能够说明电源、滑动变阻器、B灯泡、A灯泡都是好的，测得间电压为零，说明开关处断路。 故选A。 8. 两根材料相同的均匀导线A和B，其长度分别为L和，串联在电路中时，其电势的变化如图所示，下列说法正确的是（　　） A. A和B导线两端的电压之比为 B. A和B导线中的电流之比为 C. A和B导线的横截面积之比为 D. A和B导线电阻值之比为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由电势变化图可知，A导线两端电压 ，B导线两端电压 ，因此电压之比 ，故A错误； B．串联电路中电流处处相等，因此A、B导线电流之比为，故B错误； CD．由欧姆定律知，结合选项AB分析，联立得两导线电阻之比；根据电阻定律​，变形得，两导线材料相同，即相同，横截面积之比： ，​ 故C正确，D错误。 故选 C。 9. 土星是太阳系中的第二大行星，距离地球约30亿千米。如图所示为发射土星探测器的简易图，探测器经地土转移轨道后，经停泊轨道1、2，最后到达探测轨道3。已知土星的半径约为地球半径的9.5倍，质量约为地球质量的95倍，地球表面的重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. 探测器的发射速度一定大于 B. 土星表面的重力加速度大小为 C. 探测器在轨道1，2，3的运行周期关系为 D. 探测器在轨道1经点的速度小于轨道3经点的速度 【答案】BC 【解析】 【详解】A．探测器需要到达土星，因此最终会脱离地球的引力束缚，但还在太阳系中，故发射速度应大于，小于，故A错误； B．由重力等于万有引力，有 解得 故土星表面的重力加速度大小 解得土星表面的重力加速度大小为 故B正确； C．由开普勒第三定律，有 可知轨道1的半长轴最大、轨道3的轨道半径最小，所以探测器在轨道1、2、3的运行周期关系为 故C正确； D．探测器在轨道1上经过点后做离心运动，有 探测器在轨道3上经过点做匀速圆周运动，有 故 故D错误。 故选BC。 10. 如图甲所示，某物块以一定的初速度冲上一固定斜面，物块在斜面上运动的过程中，其动能与运动路程s的关系图像如图乙所示。已知物块所受的摩擦力大小恒定，则在物块的路程从0增加到20m的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物块受到的重力做的功为0 B. 物块受到的摩擦力大小为1N C. 物块受到的合力做的功为10J D. 物块的机械能减少量为20J 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由图像可知，物块上滑10m后速度减为零，然后下滑10m，回到出发点，则物块受到的重力做的功为0，选项A正确； B．根据动能定理，Ek-x图像的斜率等于合外力，则上滑时合外力 下滑时合外力 解得物块受到的摩擦力大小为 f=1N 选项B正确； C．根据动能定理，物块受到的合力做的功等于动能变化量，即 选项C错误； D．物块开始上滑时的机械能为40J，回到斜面底端时的机械能为20J，则整个过程中的机械能减少量为20J，选项D正确。 故选ABD。 11. 如图所示，电源电动势为，内阻为，、为定值电阻，L为小灯泡，为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），电压表和电流表均为理想电表。闭合开关，逐渐减小入射光强度，下列说法正确的是（　　） A. 定值电阻消耗的功率变大 B. 电流表A示数变大，灯泡亮度变暗 C. 电源效率一定变大，输出功率一定变小 D. 电压表V示数变大 【答案】AD 【解析】 【详解】D．减小入射光强度，接入电阻增大，电路总电阻增大，干路电流减小，根据 可知，路端电压增大，即电压表V示数变大，故D正确； A．结合上述可知，干路电流减小，则电源内阻与定值电阻两端电压减小，则并联部分电压增大，可知，通过定值电阻的电流增大，根据 可知，定值电阻消耗的功率变大，故A正确； B．结合上述可知，干路电流减小，则电流表示数变小，由于通过定值电阻的电流增大，则通过灯泡的电流减小，即灯泡亮度变暗，故B错误； C．电源效率 结合上述可知，外电阻增大，则电源效率一定变大。电源的输出功率 根据题意可知，与电源内阻大小关系不确定，电源输出功率有可能一直减小，有可能先增大后减小，故C错误。 故选AD。 12. 两点电荷M、N分别固定在和坐标原点处，若取无穷远处电势为0，则两点电荷所形成电场的电势在x轴正半轴上的分布如图所示，图线与x轴交于x0处，x=40cm处电势最低。现有一正点电荷q从x0处由静止释放，其只在电场力作用下运动。下列说法中正确的是（　　） A. 点电荷M带正电、N带负电 B. x0处的电场强度为0 C. 点电荷M、N所带电荷量大小之比为4∶1 D. 正点电荷q沿x轴正方向运动的过程中，电势能先减小后增大 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据电势变化情况可知，自区域从左至右电势先降低后升高，所以场强方向先沿轴正方向后沿轴负方向，可知点电荷M带负电，点电荷N带正电，故A错误； B．在图像中，斜率表示电场强度，在处的图像斜率不为零，则电场强度也不为零，故B错误； C．在处图像斜率为零，电场强度为，则满足 可知点电荷M、N所带电荷量大小之比为 故C正确； D．一正点电荷从处由静止释放，正点电荷会向电势低的方向运动，正点电荷沿轴正方向运动的过程中，电势先降低后升高，由于可知，正点电荷的电势能先减小后增大，故D正确。 故选CD。 第Ⅱ卷（共60分） 二、实验题（13题7分，14题8分） 13. 如图甲所示，某物理实验小组为了验证机械能守恒定律，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落。 （1）实验中，按照正确的操作得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O（纸带上第一个点）的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m，从起始点O运动到B点的过程中，重物的重力势能减少量___________，动能增加量___________。（结果用题中所给字母表示） （2）实验结果发现，重力势能减少量大于动能增加量，可能的原因是 。 A. 先释放纸带后接通电源 B. 运动过程中受到阻力影响 C. 运动过程中阻力忽略不计 （3）实验小组改进了实验方案，如图丙所示，利用光电门和数字传感设备组成集成框架，框架水平部分安装了电磁铁，将小铁球吸住。断电后，小铁球立即由静止释放，小铁球经过光电门时，与光电门连接的数字计时器读出小球通过的时间t，并算出此时小球的速度v，多次改变光电门的位置，得到多组x、t的数据，做出的图像如图丁所示。已知重力加速度为g，若小球的直径为d，则小球通过光电门的速度v与时间t的关系为v＝___________；若图丁中直线的斜率k＝___________，则可验证小铁球在下落过程中机械能守恒。 【答案】（1） ①. ②. （2）B （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 （1）[1]从打O点到打B点过程中，重物的重力势能减少量为 [2]打B点的速度为 动能的增加量为 【小问2详解】 （2）A．先释放纸带后接通电源，会使打点计时器开始打点时纸带具有一定的速度，从而导致重力势能的减少量小于动能的增加量，故A错误； B．运动过程中受到阻力影响，使重力势能一部分转化为克服阻力做功的内能，另一部分转化为重物的动能，从而导致重力势能的减少量大于动能的增加量，故B正确； C．运动过程中阻力忽略不计，重物下落过程中机械能守恒，则导致重力势能的减少量等于动能的增加量，故C错误。 故选B。 【小问3详解】 （3）[1]根据光电门测速原理可知，小球的直径为d，小球通过光电门的速度与时间的关系为 [2]根据匀变速直线运动速度-位移公式有 其中 整理得 即 结合图丁可知 14. 小方同学测量一节干电池的电动势和内阻。 （1）多用电表机械调零后，用“直流电压2.5V挡”粗测电动势，如图1所示，干电池的正极应与多用电表的___________（填“红表笔”或“黑表笔”）连接，指针偏转如图2所示，则电动势为___________V。 （2）转换至欧姆挡，用图1电路粗测内阻，你认为此法___________（填“可行”或“不可行”）。小方突发奇想，想测一下人体电阻，选择“×1k”挡，调零后测量发现指针偏转很小，为使测量更合理，应换成 ___________（填“×10k”挡或“×100”挡）。 （3）小刚同学在学习了高中物理必修三“实验：电池电动势和内阻的测量”之后，对家里玩具电瓶车上的电池很感兴趣，查阅资料之后得知，该电池的电动势约为1.5V，内阻约为2Ω，但是小刚同学想具体知道该电池的电动势和内阻，然后他组织了班上的几名同学组成兴趣小组，从实验室借了相应器材，在学校老师指导下完成了本次实验。学校实验室现有如下实验器材： A.电压表V（量程为3V，内阻约为3kΩ） B.电流表A（量程为0.6A，内阻为0.5Ω） C.电阻箱R（阻值范围为0~999.9Ω） D.待测电池 E.开关S、导线若干 ①该小组按图甲所示电路图连接电路，调节电阻箱到最大阻值，闭合开关，逐次改变电阻箱的电阻值，记下相应电阻箱的电阻值R、电压表的示数U和电流表的示数I。根据记录数据作出的U-I图像如图乙所示，则电池的电动势为__________V，内阻为__________Ω（结果保留三位有效数字）。 ②由（1）中测得的电池电动势的测量值__________（填“大于”“小于”或“等于”）其真实值。 【答案】（1） ①. 红表笔 ②. 1.45 （2） ①. 不可行 ②. ×10k （3） ①. 1.46 ②. 2.02 ③. 小于 【解析】 【小问1详解】 [1]多用电表中电流从红表笔入，黑表笔出，则干电池的正极应与多用电表的红表笔连接； [2]“直流电压2.5V挡”分度值为0.05V，读数为1.45V； 【小问2详解】 [1]用多用电表测电阻，待测电阻要与其它电路断开，待测电路不能含有电源，所以把多用电表调至欧姆挡，用图1电路粗测内阻，这样的操作不正确； [2]选择“×1k”挡，调零后测量发现指针偏转很小，为使测量更合理，应换成大挡位，即“×10k”挡。 【小问3详解】 ①[1][2]根据公式 可得图像纵截距表示电池电动势，斜率的绝对值表示电池内阻与电流表内阻之和，故， ②[3]（1）中多用电表的直流电压挡直接测电动势，由于电路有电流，电源输出电压小于电源电动势，故电压表示数即电池电动势的测量值小于其真实值。 三、计算题（共45分，其中15题9分，16题10分，17题12分，18题14分） 15. 如图所示，不可伸长的轻绳一端固定在距离水平地面高为h的O点，另一端系有质量为m，可视为质点的小球，将小球拉至O点正上方的A点，给其一水平方向的初速度，使其恰好通过A点后，在竖直平面内以O点为圆心做半径为r的圆周运动。当小球运动到最低点B时，绳恰好被拉断，小球水平飞出。不计空气阻力及绳断时的能量损失，重力加速度为g。求： （1）小球初速度的大小。 （2）绳能承受拉力的最大值。 （3）小球落地时的速度大小v。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小球刚好通过A点，绳子拉力为零，仅重力提供向心力 解得 （2）从A点到B点，由动能定理 解得 在B点，由绳子拉力和小球重力共同提供向心力 解得 再由牛顿第三定律可得 （3）小球从B点到落地的过程中，只有重力做功，由动能定理 解得 16. 如图所示，电流表和电压表均为理想电表，电容器的电容C = 8 µF，定值电阻R1 = 4 Ω，R2 = 6 Ω，电源电动势E = 6 V，内阻未知，开关S闭合一段时间后，电流表的读数为0.5 A，求： （1）电源内阻r。 （2）电压表的示数。 （3）将开关S断开，通过R2的电荷量。 【答案】（1）2 Ω （2）5 V （3）2.4 × 10−5 C 【解析】 【小问1详解】 开关S闭合一段时间后，电流表的读数为0.5 A，根据闭合电路欧姆定律有 解得 【小问2详解】 根据电路结构，电表测的是路端电压，根据闭合电路欧姆定律有 【小问3详解】 开关S闭合一段时间后，定值电阻R2两端电压 根据电容的定义式有 将开关S断开后，电容器对定值电阻R2放电，结合上述可知，通过R2的电荷量 17. 有一个可视为质点的小物块，质量为，小物块从光滑平台上的A点以的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为的长木板，如图所示。已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，木板下表面与水平地面之间光滑，小物块与长木板间的动摩擦因数，圆弧轨道的半径为，C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角。不计空气阻力，g取求： （1）小物块从A到C所需的时间； （2）小物块刚到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力大小； （3）要使小物块不滑出长木板，木板的长度L至少多大。 【答案】（1）；（2）；（3）2m 【解析】 【详解】（1）小物块在C点的竖直速度为 又 解得 （2）小物块在C点时的速度大小 小物块由C到D的过程中，由机械能守恒定律得 小物块在D点时，由牛倾第二定律得 联立，解得 由牛顿第三定律得 方向竖直向下。 （3）设小物块刚好滑到木板左端且达到共同速度的大小为v，滑行过程中，小物块加速度大小为 长木板的加速度 小物块与长木板的速度分别为 ， 对小物块和木板组成的系统，由能量守恒定律得 解得 即木板的长度至少2m。 18. 光刻机是半导体行业中重中之重的利器，我国上海微电子装备公司在这一领域的技术近年取得了突破性进展。电子束光刻技术原理简化如图所示，电子枪发射的电子经过成型孔后形成电子束，通过束偏移器后对光刻胶进行曝光。某型号光刻机的束偏移器长，间距也为L，两极间有扫描电压，其轴线垂直晶圆上某芯片表面并过中心O点，该轴线也是束偏移器的一条对称轴。芯片到束偏移器下端的距离为。若进入束偏移器时电子束形成的电流大小为，单个电子的初动能为。不计电子重力及电子间的相互作用力，忽略其他因素的影响，电子到达芯片即被吸收。 求： （1）若扫描电压为零，电子束在束偏移器中做何种运动？ （2）若扫描电压为多少时，电子束刚好打在束偏移器的下边界不能离开束偏移器？ （3）若某时刻扫描电压为，则电子束到达芯片时的位置离O点的距离为多少？ 【答案】（1）匀速直线运动 （2） （3）0.0015m 【解析】 【小问1详解】 无偏转电压时，电子束做匀速直线运动，落点在O点。 【小问2详解】 设电子的初速度大小为v0，由题意知 电子在束偏移器中运动时间为 电子在束偏移器中加速，由牛顿第二定律有 其中 由题意知电子在束偏移器中的侧移量为 联立解得 【小问3详解】 若某时刻扫描电压为，根据，， 解得 电子从束偏移器中射出时，其速度的反向延长线一定过束偏移器的中心位置，设电子到达芯片时的位置离O点的距离为Y，由几何关系有 联立解得Y=0.0015m 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $