2023-2024學年江蘇省南京市建鄴區(qū)高一（下）期末物理試卷（含答案）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2023-2024學年江蘇省南京市建鄴區(qū)高一（下）期末物理試卷一、單選題：本大題共11小題，共44分。1.物理學家的科學研究推動了人類社會文明的進程，下列說法正確的是(

)A.密立根最早通過油滴實驗比較準確地測出了電子的電荷量

B.亞當斯和勒維耶先觀測到了一顆新行星后通過萬有引力定律精準計算出了行星的軌道

C.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律并測出了引力常量

D.庫侖在前人工作的基礎上通過實驗研究提出了電場和電場線2.如圖所示，A球、C球均帶正電，B球帶負電，A球固定在絕緣的水平地面上，B球由絕緣的細線拉著，C球處在與B球等高的位置，A、B、C三球均靜止且三者所在位置構成一個等邊三角形。若細線與豎直方向的夾角為60°，A、B、C三球所帶電荷量大小分別為qA、qB、qC，質(zhì)量mC=6mB=6mA，則A.4：2：1 B.2：1：4 C.1：2：23.如圖所示，邊長為L正四面體ABCD的中心為O，A、B兩點分別固定等量異種點電荷?q、+q，下列說法正確的是(

)A.C、D兩點電場強度大小相等，方向不同

B.C、D兩點電勢相等

C.將一試探電荷+Q從C點沿直線移到D點，電場力先做負功后做正功

D.O點場強大小為16kq4.如圖所示的電路中，電壓表和電流表均為理想電表，滑動變阻器的最大阻值為3R，滑片P位于滑動變阻器的中點，定值電阻的阻值為R，若在a、b端加上電壓U時，電壓表的示數(shù)為U1、電流表的示數(shù)為I1；若在c、d端加上電壓U時，電壓表的示數(shù)為U2、電流表的示數(shù)為I2A.U1>B.U1C.I1D.I5.在如圖所示電路中，閉合電鍵S，當滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時，四個理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化，電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示，電表示數(shù)變化量的大小分別用ΔI、ΔU1、ΔUA.U1I不變，ΔU1ΔI變大

B.U2I變大，ΔU3ΔI不變

C.Δ6.如圖所示，圖甲為一個電燈兩端電壓與通過它的電流的變化關系曲線。由圖可知，兩者不成線性關系，這是由于焦耳熱使燈絲的溫度發(fā)生了變化的緣故。不計電流表內(nèi)阻。如圖乙所示，將兩個這樣的電燈并聯(lián)后再與5Ω的定值電阻R0串聯(lián)，接在電動勢為E=15V、內(nèi)阻不計的電路上，則下列選項中正確的是(

)

A.電阻R0消耗的功率約為7.5W B.電阻R0消耗的功率約為5W

C.每個燈的實際功率約為1.6W D.7.電流傳感器可以像電流表一樣測量電流，按圖甲連接電路，電源用直流9.0V，電容器可選幾十微法的電解電容器，先使開關S與1端相連，電源向電容器充電，這個過程可在短時間內(nèi)完成，然后把開關S擲向2端，電容器通過電阻R放電，傳感器將電流信息傳入計算機，屏幕上顯示出電流隨時間變化的I?t圖像如圖乙所示，則有(

)

A.開關S由1擲向2時，流過電阻R的電流由b流經(jīng)電阻R到a

B.開關S由1擲向2時，流過電阻R的電流由a流經(jīng)電阻R到b

C.圖乙I?t圖像與坐標軸圍成的面積代表的物理意義是放電電量，其值接近2.7×10?4C

D.圖乙8.如圖甲所示的電路中，定值電阻R0=4Ω?？勺冸娮鑂的功率隨自身阻值變化的函數(shù)關系如圖乙所示，由此可知(

)A.電源電動勢E=2V B.內(nèi)阻r=43Ω

C.增大D.增大R，電源效率可能增大，也可能減小9.如圖為一海上風電廠的照片，該海上風電廠的風力發(fā)電機的葉片長為50米，有40個發(fā)電機組。假設一年中有約100天左右時間可以發(fā)電，且發(fā)電時風速約10m/s；發(fā)電機將風能轉變?yōu)殡娔艿男始s為30%?？諝饷芏葹?.3kg/m3，試通過估算判斷：該海上風電廠年發(fā)電量與下列選項中哪一個最接近(

)A.1.5×107kW?? B.1.5×1010.在如圖所示電路中，電壓表為理想電壓表，兩電流表由相同的表頭改裝而成，電流表A1量程為1A，電流表A2量程為0.6A，閉合開關S，滑動變阻器的滑片位于a點時，電壓表的讀數(shù)分別為U1、兩電流表示數(shù)和為I1，滑動變阻器的滑片位于b點時，電壓表的讀數(shù)為U2、兩電流表示數(shù)和為A.U1>U2，I2>I1

B.兩電流表A1與A2示數(shù)相同

C.滑片由a滑到b，11.如圖所示，在水平向右且場強大小為E的勻強電場中，兩個半徑相同、質(zhì)量均為m的小球A、B靜止放置在光滑的水平面上，且A、B所在直線與電場線平行。A帶電量為q(q>0)，B不帶電，A、B之間的距離為L。t=0時刻開始，A在電場力的作用下開始沿直線運動，并與B發(fā)生彈性碰撞。碰撞過程中A、B之間沒有電量轉移，僅碰撞時才考慮A、B之間的相互作用。下列說法正確的是(

)A.兩球第一次碰撞到發(fā)生第二次碰撞的時間間隔為2mLqE

B.兩球第n次碰撞到發(fā)生第n+1次碰撞的時間間隔為2n2mLqE

C.兩球連續(xù)兩次碰撞的時間間隔均為二、實驗題：本大題共1小題，共15分。12.實驗是物理學的基礎。

Ⅰ.某同學用電流傳感器和電壓傳感器做“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實驗，電路如圖甲所示。

(1)先使開關S與1端相連，電源對電容器充電，則電容器上極板帶______(選填“正”或“負”)電；

(2)然后把開關S擲向2端，電容器通過電阻R放電，傳感器將電流、電壓信息傳入計算機，經(jīng)處理后得到電流和電壓隨時間變化的曲線，如圖乙所示。根據(jù)圖像估算電容器的電容約為______F。(計算結果保留兩位有效數(shù)字)

Ⅱ.對兩種型號鉛筆芯的電阻率進行測量時，實驗器材如下：

學生電源(輸出電壓0～16V)

滑動變阻器(最大阻值10Ω，額定電流2A)；

電壓表V(量程3V，內(nèi)阻未知)；

電流表A(量程3A，內(nèi)阻未知)；

待測鉛筆芯R(X型號、Y型號)；

游標卡尺，螺旋測微器，開關S，單刀雙擲開關K，導線若干。

回答以下問題：

(3)把待測鉛筆芯接入圖乙所示電路，閉合開關S后，將滑動變阻器滑片由最右端向左調(diào)節(jié)到合適位置，將單刀雙擲開關K分別擲到1、2端，觀察到電壓表示數(shù)變化比電流表示數(shù)變化更明顯，則測量鉛筆芯電阻時應將K擲到______(填“1”或“2”)端；

(4)正確連接電路，得到Y型號鉛筆芯I?U圖像如圖丙所示，求得電阻RY=______Ω(保留3位有效數(shù)字)；采用同樣方法得到X型號鉛筆芯的電阻為1.70Ω；

(5)螺旋測微器測得X，Y型號鉛筆芯的直徑分別為D1，D2，D1<D2，測量過程中接入電路的鉛筆芯長度相等，則X型號鉛筆芯的電阻率______三、計算題：本大題共4小題，共41分。13.如圖所示，OM是兩固定的等量異種電荷A、B連線的豎直中垂線，其中A帶正電，B帶負電。用絕緣絲線一端固定于O點，另一端懸掛一質(zhì)量為m的帶電小球，穩(wěn)定后小球恰好靜止在AM的中點N處。已知AN=NM=L，且絕緣絲線ON與OM的夾角θ=53°，等量異種電荷A、B及帶電小球的電荷量大小均為Q(Q未知)，靜電力常量為k，重力加速度為g(sin53°=0.8,cos53°=0.6)。求：

(1)帶電小球所受庫侖力F，小球電荷量Q的大??；

(2)等量異種電荷A、B在N處產(chǎn)生的合場強E。14.電壓表是測量電壓的器材。已知某電路兩端的電壓為15V，為了保證電表的安全，現(xiàn)用量程為15V、內(nèi)阻為RV的電壓表與一阻值為R1=3kΩ的定值電阻串聯(lián)在一起測量該電路兩端的電壓，此時電壓表的讀數(shù)為12V。

(1)RV應為多少？

(2)如果將量程為15V、內(nèi)阻為R15.如圖甲所示，直流電源電壓U恒定，電阻R1為250Ω，R2為500Ω。閉合開關S，理想電壓表的示數(shù)為1000V。

(1)求通過R1的電流。

(2)求電源電壓U。

(3)如圖乙所示，將圖甲電路中的R2和電壓表替換為兩極板水平放置的平行板電容器，兩板間距d=1m，A、B為板間的兩位置，其連線與水平方向的夾角θ=30°。閉合開關S，待電容器充電完畢后，一帶電液滴以v=2m/s的初速度，從A處以垂直于AB連線方向斜向上飛出，恰好經(jīng)過B處，此運動過程中未與上極板相碰。已知帶電液滴所受電場力方向豎直向下，其質(zhì)量m=1.5×10?3kg、電荷量q=1×10?6C。不計空氣阻力，板間的電場可視為勻強電場，重力加速度大小g取16.電子束光刻技術原理簡化如圖甲所示，電子源發(fā)射的電子束經(jīng)過多級直線加速器后，進入靜電轉向器，再通過偏移器后對晶圓上的光刻膠進行曝光。多級直線加速器由n個橫截面積相同且共軸的金屬圓筒依次水平排列，各金屬圓筒依序接在交變電源的兩極A、B上，交變電源兩極間電勢差的變化規(guī)律如圖乙所示。序號為0的金屬圓板中央有一個點狀電子源，電子逸出的速度不計，轉向器中有輻向電場，電子從M點水平射入，沿著半徑為R的圓弧虛線(等勢線)運動，并從N點豎直射出，沿著偏移器的中軸線進入，軸線垂直晶圓上表面并過中心O點，已知偏移器為長、間距均為L的平行金屬板，兩極板可加電壓，偏移器下端到芯片的距離為L，電子質(zhì)量為m、電荷量大小為e，交變電壓的絕對值為u，周期為T。電子通過圓筒間隙的時間不計，不計電子重力及電子間的相互作用力，忽略相對論效應、極板邊緣效應等其他因素的影響。

(1)若t=0時刻進入圓筒間隙的電子能夠被加速，求此時A、B的電勢高低和經(jīng)過一次加速后電子的速度；

(2)經(jīng)過8個圓筒后被導出的電子恰能沿圓弧虛線運動，求第8個圓筒的長度和轉向器虛線處電場強度的大??；

(3)第(2)問中的電子能經(jīng)過偏移器，求偏移器間所加電壓的范圍；

(4)若電子均勻進入偏移器，要求電子均勻對稱打在光刻膠的x軸上O點兩側，試定性畫出加在偏移器上掃描電壓隨時間變化的規(guī)律(電子在偏移器運動時，可認為場強不變)。

參考答案1.A

2.B

3.B

4.D

5.B

6.B

7.A

8.C

9.B

10.D

11.D

12.(1)正；(2)4.7×10?4；(3)1；(4)1.87；(5)13.解：(1)對小球受力分析，根據(jù)平衡條件可知其受力情況如下圖所示

根據(jù)平衡條件有

F拉sinθ=F

F拉cosθ=mg

聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得：F=43mg；

根據(jù)庫侖定律可知，A對小球的庫侖力

F1=kQ2L2

B對小球的庫侖力

F2=kQ2(3L)2

且有F=F1+F2

聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得：Q=6mgL25k；

(2)根據(jù)電場強度的定義可知，等量異種電荷A、B在N14.解：(1)根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等和歐姆定律有

U?UvR1=UvRv

把U=15V，UV=12V代入解得

RV=12kΩ

(2)設串聯(lián)的電阻大小為R2，則

15RV=60?15R2

R2=36kΩ15.解：(1)R1和R2串聯(lián)，通過R1和R2的電流相等，則

I1=I2=U2R2=1000500A=2A

(2)電源電壓為

U=I1(R1+R2)=2×(250+500)V=1500V

(3)兩板間場強為

E=Ud=15001V/m=1500V/m

液滴的加速度為

a=mg+qEm

解得：a=11m/s2

在垂直AB方向有16.解：(1)若t=0時刻進入圓筒