无锡市第一中学 2023-2024 学年度第二学期期末试卷参考答案
高一物理(选修班) 2024.6
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YY 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 A
5. 【答案】D.
【详解】由于两棒串联,所以电流相等,故 A错误;
L
B.由 R 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 U
S 2
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;
U U E UD.因为 1 2又由 可得 E1 EL 2
,故 D正确。
第 1 页 共 6 页(高一物理参考答案)
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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 B
7.【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;
1 2 1C 2.运动员的动能增加了 mv ,但由于空气阻力不可忽略,则 mgh大于 mv ,故 C错
2 2
误;
1
D 2.根据功能关系可知,运动员的机械能减少了 E mgh mv
2
故 D正确。
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;
d 6
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=4.8 cm,所
8 10
U 22-10
以电场强度为 E= = V/cm=2.5 V/cm,故 A 正确;由几何关系可知坐标原点 O 到
d 4.8
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-12 V=-2 V,故 B 正确;电子在 a 点的电
势能为 Epa=-eφa=-10 eV,电子在 c 点的电势能为 Epc=-eφC=-22 eV,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 12 eV,故 C错误;电子
从 b点运动到 c 点,静电力做功为 W=-eUbc=12 eV,故 D正确.
本题选不正确的,故选 C
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10.【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 Ek Ep 又有 Ep qU 、U E x
整理可得 Ek qE x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 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】① A D E ② b
【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。
E
[2][3]待测金属导线的电阻 Rx约为 5Ω,根据欧姆定律有 I 0.6ARx
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)
2 3
1 6
108π R
13.(8 分)【答案】( ) ;(2)
GT 2
第 3 页 共 6 页(高一物理参考答案)
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【详解】(1)v = 2 ·3 = 6
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 Mm m 2π 2 3R 3R T
M 108π
2R3
解得地球的质量为
GT 2
14.(10 分)【答案】(1)正电;(2)5 3N / C;(3)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
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
Eq mg 解得
tan E 5 3N / C
(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
mg q q
速度为零,此时 F1 mg sin 即 k A B2 L2
F1
F mg2 2mg k
qAqB
由( )中分析可知,初始时 0 即 2mgsin L20
联合解得 L 2L0 1m
U m
15.(12 分)【答案】(1) v 2U 0q0 ;(2) t
0 ;
m E0 2q
3 :y =
2
( )得 (n=1、2、3……)
8 0
1 2U q
【详解】(1)带电粒子在加速电场中,由动能定理可知U0q mv20 解得2 v0
0
m
v2 r 2U0(2)带电粒子在静电分析器中做匀速圆周运动可知E 0 0q m 解得r E0
r
运动时间为 t 2 U0m
v0 E0 2q
(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
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1 T 2 a Uqy 0 a 其中 ,(T未知);由水平方向的匀速直线运动可知,t =2 2 dm
;且 t = n
0
n=1 2
2 2U q
( 、 、3……);由以上各式解得: 0 = 2 ;( 、 、 ……)将 0 代8 2 n=1 2 3 v0 0 m
入,且偏转距离 y = 2n 0
:y =
2
综上可得 (n=1、2、3……)
8 0
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,根据全过程动能定理,则有
mgh mgx 0
代入数据,解得 x = 1.6m,小物块最终停在传送带的 A点,距离 B点 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
v2
力公式,有mg F m 高
R
代入数据,解得 v 2gR 2 3m/s高
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有
mg2R 1 mv2 1 mv2B 高 代入数据,解得 vB 6m/s2 2
因为传送带的速度为 6.0m/s,若小物块在传送带上从 A点匀加速运动刚好到 B点,设小物
1 2
块从离 AB高 h1处静止释放,根据动能定理,有mgh1 mgL mvB 02
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,有mgh2 mgL
1
mv2B 0 代入数据,解得 h2 2.2m2
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,有mgh
1
1 mv
2
A 0 代入数据解得 vA 28m/s 5.3m/s2
小滑块在传送带上做匀加速直线运动,滑块滑上传送带之后受到滑动摩擦力做匀加速直线
运动,根据牛顿第二定律可知小滑块的加速度为 mg ma a g 5m/s2
2 2
根据匀变速直线运动的规律,小滑块加速到与传送带速度相等运动的位移为 v vA 2ax1
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v v
代入数据解得 x A1 0.8m此过程中传送带的位移为 vt x2,t a
代入数据解得 x2 0.84m小物块在传送带上发生的相对位移为 x x2 x1 0.04m
1 2 1 2
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W mg x mv mv
2 2 A
代入数据,解得W 1.68J
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高一物理(选修班) 2024.6
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.
B.
C.
D.
5.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
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( )
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.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/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,静电力做功为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,内阻约为1Ω)
E.变阻器R1(0~10Ω,1A)
F.变阻器R2(0~2000Ω,0.1A)
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,应选用右图中 (选填“a”或“b”)为该实验的电路图.
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 .
14.(10分)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、静电分析器中轴线CD处的电场强度大小为、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.
(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.()