2023-2024学年江苏省南京市中华中学高一（下）期末物理试卷（含答案）

这是一份2023-2024学年江苏省南京市中华中学高一（下）期末物理试卷（含答案），共9页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.关于静电场的下列说法中正确的是
A. 带电粒子沿电场线运动，电势能一定变化
B. 正电荷只在电场力作用下一定从高电势到低电势
C. 在电势越高的地方电荷具有的电势能也越高
D. 匀强电场中，两点电势差与两点间距离成正比
2.如下图所示，AB是电场中的一条电场线，若将一负电荷从A点由静止释放，负电荷沿电场线从A到B运动过程中速度时间图线如图Ⅱ所示，不计重力，则下列判断正确的是( )
A. φA>φB，EA>EBB. φA>φB，EAC. φA<φB，EA>EBD. φA<φB，EA3.两根同种材料制成的导线，横截面积之比为1：3，长度之比为3：1，则它们的电阻之比为
A. 1∶1B. 1∶9C. 9∶1D. 2∶3
4.扫地机器人能有效清除地板上的灰尘等颗粒垃圾．若扫地机器人电动机线圈电阻为r，当它正常工作时，电动机两端所加的电压为U，则
A. 通过线圈的电流小于UrB. 通过线圈的电流等于Ur
C. 电动机的电功率为I2rD. 电动机输出的机械功率为UI
5.如图所示，将一个带正电的小球用绝缘细线悬挂在天花板上，将一个原来不带电的枕形实心金属靠近带电小球(两者始终不接触)。当系统处于平衡状态时，下列分析正确的是
A. 金属N端带负电B. 金属内部的电场强度大于0
C. 带电小球在M端产生的电场强度为0D. 细线向左偏转
6.关于用多用电表测量电学中的物理量的实验，下列操作正确的是( )
A. 测量未知直流电源两端电压时，应先用小量程再逐渐增大到合适的量程
B. 用“×100Ω”挡测电阻时指针如图所示，应改用“×10Ω”挡，欧姆调零后再测
C. 待测电阻若是连接在电路中，不用把它与其他元件断开后再测量
D. 使用结束时，应把选择开关置于直流电压最高挡
7.在如图所示电路中，当滑动变阻器滑片P向下移动时，则( )
A. A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮B. A灯变亮、B灯变亮、C灯变暗
C. A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗D. A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮
8.甲乙两电路图分别是滑动变阻器的两种连接方式，丙丁两电路图分别为两种电压电流表连接方式。下列说法正确的是
A. 甲乙两图中待测电阻的电压可调节范围一样
B. 在闭合开关前，甲、乙两图中滑片P都应置于b端
C. 若采用丙图，误差是由电压表分流引起的
D. 若采用丁图，电阻的测量值大于真实值
9.如图所示，A、B为两块平行带电金属板，A带负电，B带正电且与大地相接，两板间P点处固定一负电荷，设此时两极板间的电势差为U，P点场强大小为E，电势为φP，负电荷的电势能为Ep，现将A、B两板水平错开一段距离(两板间距不变)，下列说法中正确的是
A. U变大，E变小B. U变小，φP变小C. φP变小，Ep变大D. φP变大，Ep变小
10.空间存在着平行纸面的匀强电场，但电场的具体方向未知，现在纸面内建立直角坐标系xOy，用仪器沿Ox、Oy两个方向探测该静电场中各点电势，得到各点电势φ与横、纵坐标的函数关系如图所示。关于该电场的电场强度E，下列说法正确的是
A. E= 300 V/m，方向沿x轴正方向B. E= 500V/m，方向指向第二象限
C. E= 400 V/m，方向沿y轴负方向D. E= 500 V/m，方向指间第四象限
11.如图甲所示，真空中两正点电荷M、N固定在x轴上，其中M位于坐标原点，x=x1和x=x2两点将M、N之间的线段三等分。一质量为m、电荷量为q(q远小于M、N的电荷量)的带正电微粒P仅在电场力作用下，以大小为v0的初速度从x=x1处沿x轴正方向运动。取无穷远处的电势为零，P在M、N间由于受到M、N的电场力作用而具有的电势能Ep随位置x变化的关系图像如图乙所示，图乙中E1，E2均已知，且在x=x2处图线的切线水平。下列说法正确的是( )
A. x=x1与x=x2两点间的电势差U12=E2−E1q
B. P运动到x=x2处时加速度可能不为零
C. M、N电荷量的大小关系为QM=2QN
D. P在M，N间运动过程中的最大速度vm= v02+2E1−E2m
二、实验题：本大题共1小题，共10分。
12.小明同学在研究由某种材料制成的圆柱体电学元件(图甲所示)的过程中，进行了如下操作：
⑴用20分度的游标卡尺测量其长度如如图乙所示，由图可知其长度为_______mm，用螺旋测微器测量其直径如图丙所示，其直径为________cm。
⑵小明为研究通过该电学元件的电流I随两端电压U变化的关系，设计了实验电路。为使该电学元件两端电压能从零开始调起，请你用笔画线代替导线帮他将图丁中的实物图连接完整。
⑶小明利用⑵中实验电路测得相关数据如下表所示，请你在图戊的坐标系中描点并画出I−U图像。
⑷通过I−U图像会发现，随着两端电压U的逐渐变大，该电学元件的电阻越来越______(选填“大”或“小”)。
三、计算题：本大题共4小题，共46分。
13.如图所示，一质量为m、带电量为q的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线向左与竖直方向成θ角，重力加速度为g。
(1)判断小球带何种电荷。
(2)求电场强度E。
(3)若在某时刻将细线突然剪断，求经过t时间小球的速度v。
14.有一个电流表G，内阻Rg=10Ω，满偏电流Ig=3mA。
⑴要把它改装为量程为0～3V的电压表，要串联多大的电阻R1？请画出改装后的电压表的电路图；
⑵要把把它改装为量程为0～0.6A的电流表，要并联多大的电阻R2？请画出改装后的电流表的电路图(此题答案保留一位有效数字)。
15.如图所示，电源电动势E=10V，内阻r=1 Ω。固定电阻的阻值R1=4 Ω ，R2=5 Ω，电容器的电容C=30μF。求：
⑴闭合开关S，电路稳定后电源的输出功率；
⑵闭合开关S，电路稳定后电容器所带的电量；
⑶断开开关S，电容器带电量的变化量。
16.如图甲所示，平行金属板间距离为d、板长5d，其下极板的A端与右侧竖直放置的14光滑圆弧形绝缘轨道相切，轨道半径为d，轨道处在水平向左的匀强电场中。平行金属板间电场强度随时间的变化规律如乙图所示，t=0时刻，带正电的小球以一定的初速度沿中线射入两板间，0～T3时间内小球匀速启动，T时刻小球运动至A点。当小球沿着轨道运动到最高点B时，小球对轨道的压力恰好为零。已知小球的质量为m，重力加速度的大小为g，E0为已知量，T未知。求：
(1)小球的带电量q；
(2)小球的初速度大小v0；
(3)水平向左的匀强电场的电场强度大小E。
答案
1.A
2.D
3.C
4.A
5.A
6.B
7.D
8.B
9.C
10.B
11.D
12.(1)50.45；0.4700；(2)；(3)；(4)小
13.解：(1)小球受到的电场力向左，与场强方向相反，故小球带负电荷；
(2)对小球受力分析，受重力、电场力和拉力，如图，
，
根据共点力平衡条件，有qE=mgtanθ，Tcsθ=mg
故T=mgcsθ，E=mgtanθq；
(3)剪断细线后，小球受到重力和电场力，合力恒定，故做初速度为零的匀加速直线运动；
根据牛顿第二定律，有F合=ma①，
由于三力平衡中，任意两个力的合力与第三力等值、反向、共线，故F合=T=mgcsθ②，
根据速度时间公式，有v=at③，
由①②③解得v=gtcsθ，
即经过t时间小球的速度v为gtcsθ。
14.解：(1)由题意知电流表G的满偏电压
Ug=IgRg=0.03V
改装成量程为0～3V的电压表，当达到满偏时，分压电阻R的分压UR1=U−Ug=2.97V
所以分压电阻R1=URIg=Ω=990Ω
(2)改装成量程为0～0.6A的电流表，当达到满偏时，分流电阻R′的分流IR2=I−Ig=0.597A
所以分流电阻R2=UgIR2≈0.05Ω

15.解：(1)闭合开关S，由闭合电路欧姆得：I1=ER1+R2+r=1A
P=EI−I2r=9W
(2)闭合开关S，Q1=CU1=CI1R2=1.5×10−4C
(3)断开开关S，U2=E Q2=CU2=3.0×10−4C
△Q=Q2−Q1=1.5×10−4C
16.解：(1)0～T3时间内小球匀速运动，根据平衡条件可得：
mg=qE0，
解得：q=mgE0；
(2)由于T时刻小球运动至A点，根据水平方向的匀速直线运动可得：5d=v0T
小球在T3～2T3时间内竖直方向做自由落体运动，
在2T3～T时间内竖直方向分析的加速度方向向上，大小为a=2qE0−mgm=g，
所以在T3～T时间内小球在竖直方向先向下加速，再向下减速，在T时刻竖直方向速度刚好为零。
竖直方向根据匀变速直线运动的规律可得：12d=2×12g(T3)2
联立解得：v0=5 2gd3；
(3)从A到B根据动能定理可得：−qEd−mgd=12mv2−12mv02
在B点根据牛顿第二定律可得：qE=mv2d
联立解得：E=3227E0。
答：(1)小球的带电量为mgE0；
(2)小球的初速度大小为5 2gd3；
(3)水平向左的匀强电场的电场强度大小为3227E0。
U/V
0
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.32
1.50
I/A
0
0.20
0.45
0.80
1.25
1.80
2.20
2.81