江西省景德镇一中2024-2025学年高一下学期期末考试物理（20班）试卷（含解析）

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）
一、单选题
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（aA．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
二、多选题
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
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
三、实验题
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 。
四、解答题
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）。
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。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A B A D C D C C BC AB
题号 11 12
答案 AD CD
13．(1) 负、正
(2) 增大
【详解】（1）[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。
（2）[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．(1) B D 99 1.0
(2)
【详解】（1）[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]可认为通过毫安表的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
（2）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
15．(1)300Ω；(2)75Ω
【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．(1)
(2)
【详解】（1）由得
对A球
解得
（2）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．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）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
（2）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
（3）偏移区侧移，即
当时，，得
几何关系，得
，
图案如图所示