高中物理 2023-2024学年江苏省南京市建邺区高一(下)期末物理试卷

2023-2024学年江苏省南京市建邺区高一（下）期末物理试卷A .密立根最早通过油滴实验比较准确地测出了电子的电荷量
B .亚当斯和勒维耶先观测到了一颗新行星后通过万有引力定律精准计算出了行星的轨道
C .牛顿发现了万有引力定律并测出了引力常量
D .库仑在前人工作的基础上通过实验研究提出了电场和电场线
（4分）物理学家的科学研究推动了人类社会文明的进程，下列说法正确的是（ ）1.A .4：2：1B .2：1：4C .1：：2D .：2：1
（4分）如图所示，A 球、C 球均带正电，B 球带负电，A 球固定在绝缘的水平地面上，B 球由绝缘的细线拉着，C 球处在与B 球等高的位置，A 、B 、C 三球均静止且三者所在位置构成一个等边三角形。

若细线与竖直方向的夹角为60°，A 、B 、C 三球所带电荷量大小分别为q A 、q
B 、q
C ，质量m C =6m B =6m A ，则q A ：q B ：q C 为（ ）
2.M 2M 2A .C 、D 两点电场强度大小相等，方向不同B .C 、D 两点电势相等
C .将一试探电荷+Q 从C 点沿直线移到
D 点，电场力先做负功后做正功D .O 点场强大小为
（4分）如图所示，边长为L 正四面体ABCD 的中心为O ，A 、B 两点分别固定等量异种点电荷-q 、+q ,下列说法正确的是（ ）
3.16kq 3L 2
A .U 1>U 2
B .U 1<U 2
C .I 1>I 2
D .I 1<I 2
（4分）如图所示的电路中，电压表和电流表均为理想电表，滑动变阻器的最大阻值为3R ，滑片P 位于滑动变阻器的中点，定值电阻的阻值为R ，若在a 、b 端加上电压U 时，电压表的示数为U 1、电流表的示数为I 1；若在c 、d 端加上电压U 时，电压表的示数为U 2、电流表的示数为I 2，则下列关系正确的是（ ）
4.（4分）在如图所示电路中，闭合电键S ，当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化电表的示数分别用I 、U 1、U 2和U 3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI 、ΔU 1、ΔU 2和ΔU 3表示。

下列比值正确的是
5.一、单选题：本部分共11题，每小题4分，共44分，每小题只有一个选项符合题意。

A .不变，
变大
B .变大，不变
C .
变小，
不变
D .
变大，
变大
）
U 1
I ΔU
1
ΔI U
2
I ΔU
3
ΔI ΔU
3
ΔI
ΔU
2
ΔI
U
3
I ΔU
3
ΔI
A .电阻R 0消耗的功率约为7.5W
B .电阻R 0消耗的功率约为5W
C .每个灯的实际功率约为1.6W
D .每个灯的实际功率约为16W
（4分）如图所示，图甲为一个电灯两端电压与通过它的电流的变化关系曲线。

由图可知，两者不成线性关系，这由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故。

不计电流表内阻。

如图乙所示，将两个这样的电灯并联后再与5Ω的定值阻R 0串联，接在电动势为E =15V 、内阻不计的电路上，则下列选项中正确的是（ ）
6.A .开关S 由1掷向2时，流过电阻R 的电流由b 流经电阻R 到a B .开关S 由1掷向2时，流过电阻R 的电流由a 流经电阻R 到b
C .图乙I -t 图像与坐标轴围成的面积代表的物理意义是放电电量，其值接近2.7×10-4C
D .图乙I -t 图像与坐标轴围成的面积代表的物理意义是放电电量，其值接近6.0×10-4C
（4分）电流传感器可以像电流表一样测量电流，按图甲连接电路，电源用直流9.0V ，电容器可选几十微法的电解电容器，先使开关S 与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成，然后把开关S 掷向2端，电容器通过电R 放电，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I -t 图像如图乙所示，则有（ ）
7.（4分）如图甲所示的电路中，定值电阻R 1=4Ω。

可变电阻R 的功率随自身阻值变化的函数关系如图乙所示，由此可知（ ）
8.
A .电源电动势E =2V
B .内阻r =Ω
C .增大R ，电源效率增大
D .增大R ，电源效率可能增大，也可能减小
43
A .1.5×107kW •h
B .1.5×108kW •h
C .1.5×109kW •h
D .1.5×1010kW •h
（4分）如图为一海上风电厂的照片，该海上风电厂的风力发电机的叶片长为50米，有40个发电机组。

假设一年中有约100天左右时间可以发电，且发电时风速约10m /s ；发电机将风能转变为电能的效率约为30%。

空气密度为1.3kg /m 3，试通过估算判断：该海上风电厂年发电量与下列选项中哪一个最接近（ ）9.A .U 1>U 2，I 2>I 1
B .两电流表A 1与A 2示数相同
C .滑片由a 滑到b ,
会变化
D .两电流表A 1与A 2指针偏角相同
（4分）在如图所示电路中，电压表为理想电压表，两电流表由相同的表头改装而成，电流表A 1量程为1A ，电流表A 2量程为0.6A ，闭合开关S ，滑动变阻器的滑片位于a 点时，电压表的读数分别为U 1、两电流表示数和为I 1，滑动变阻器的滑片位于b 点时，电压表的读数为U 2、两电流表示数和为I 2，下列判断正确的是（ ）
10.-U 2U
1-I 1
I
2
A .两球第一次碰撞到发生第二次碰撞的时间间隔为
B .两球第n 次碰撞到发生第n +1次碰撞的时间间隔为2n （4分）如图所示，在水平向右且场强大小为E 的匀强电场中，两个半径相同、质量均为m 的小球A 、B 静止放置在光滑的水平面上，且A 、B 所在直线与电场线平行。

A 带电量为q （q >0），B 不带电，A 、B 之间的距离为L 。

t =0时刻开始，A 在电场力的作用下开始沿直线运动，并与B 发生弹性碰撞。

碰撞过程中A 、B 之间没有电量转移，仅碰撞时才考虑A 、B 之间的相互作用。

下列说法正确的是（ ）
11.M 2mL qE
M 2mL
qE
C .两球连续两次碰撞的时间间隔均为
D .两球连续两次碰撞的时间间隔均为2
M 2mL qE M 2mL qE
（15分）实验是物理学的基础。

Ⅰ.某同学用电流传感器和电压传感器做“观察电容器的充、放电现象”实验，电路如图甲所示。

（1）先使开关S 与1端相连，电源对电容器充电，则电容器上极板带 （选填“正”或“负”）电；
（2）然后把开关S 掷向2端，电容器通过电阻R 放电，传感器将电流、电压信息传入计算机，经处理后得到电流和电压随时间变化的曲线，如图乙所示。

根据图像估算电容器的电容约为 F 。

（计算结果保留两位有效数字）
Ⅱ.对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量时，实验器材如下：
学生电源（输出电压0∼16V ）
12.二、非选择题：共5题，共56分，其中第13题～16题解答时写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。

只写出最后答案的不能得分。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流2A ）；电压表V （量程3V ，内阻未知）；电流表A （量程3A ，内阻未知）；待测铅笔芯R （X 型号、Y 型号）；
游标卡尺，螺旋测微器，开关S ，单刀双掷开关K ，导线若干。

回答以下问题：
（3）把待测铅笔芯接入图乙所示电路，闭合开关S 后，将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置，将单刀双掷开关K 分别掷到1、2端，观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显，则测量铅笔芯电阻时应将K 掷到 （填“1
或“2”）端；
（4）正确连接电路，得到Y 型号铅笔芯I -U 图像如图丙所示，求得电阻R Y = Ω（保留3位有效数字）；采用同样方
法得到X 型号铅笔芯的电阻为1.70Ω；
（5）螺旋测微器测得X ，Y 型号铅笔芯的直径分别为D 1，D 2，D 1<D 2，测量过程中接入电路的铅笔芯长度相等，则X 型铅笔芯的电阻率
（填“大于”或“小于”）Y 型号铅笔芯的电阻率。

（8分）如图所示，OM 是两固定的等量异种电荷A 、B 连线的竖直中垂线，其中A 带正电，B 带负电。

用绝缘丝线一端固定于O 点，另一端悬挂一质量为m 的带电小球，稳定后小球恰好静止在AM 的中点N 处。

已知AN =NM =L ，且绝缘丝线ON 与OM 的夹角θ=53°，等量异种电荷A 、B 及带电小球的电荷量大小均为Q （Q 未知），静电力常量为k ,重力加速度为g （sin 53°=0.8，cos 53°=0.6）。

求：
（1）带电小球所受库仑力F ，小球电荷量Q 的大小；（2）等量异种电荷A 、B 在N 处产生的合场强E 。

13.（8分）电压表是测量电压的器材。

已知某电路两端的电压为15V ，为了保证电表的安全，现用量程为15V 、内阻为R V 的电压表与一阻值为R 1=3kΩ的定值电阻串联在一起测量该电路两端的电压，此时电压表的读数为12V 。

（1）R V 应为多少？
（2）如果将量程为15V 、内阻为R V 的电压表改装成量程为60V 的电压表，则应串联阻值为多大的定值电阻？改装后电压表的内阻为多少？
14.（12分）如图甲所示，直流电源电压U 恒定，电阻R 1为250Ω，R 2为500Ω。

闭合开关S ，理想电压表的示数为1000V 。

（1）求通过R 1的电流。

（2）求电源电压U 。

（3）如图乙所示，将图甲电路中的R 2和电压表替换为两极板水平放置的平行板电容器，两板间距d =1m ,A 、B 为板间两位置，其连线与水平方向的夹角θ=30°。

闭合开关S ，待电容器充电完毕后，一带电液滴以v =2m /s 的初速度，从A 处垂直于AB 连线方向斜向上飞出，恰好经过B 处，此运动过程中未与上极板相碰。

已知带电液滴所受电场力方向竖直向下其质量m =1.5×10-3kg 、电荷量q =1×10-6C 。

不计空气阻力，板间的电场可视为匀强电场，重力加速度大小g 取10m
2。

求A 、B 间的距离。

（结果可用分式表示）
15.（13分）电子束光刻技术原理简化如图甲所示，电子源发射的电子束经过多级直线加速器后，进入静电转向器，
通过偏移器后对晶圆上的光刻胶进行曝光。

多级直线加速器由n 个横截面积相同且共轴的金属圆筒依次水平排列，各金
16.
属圆筒依序接在交变电源的两极A、B上，交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。

序号为0的金属圆板中央有个点状电子源，电子逸出的速度不计，转向器中有辐向电场，电子从M点水平射入，沿着半径为R的圆弧虚线（等势线）运动，并从N点竖直射出，沿着偏移器的中轴线进入，轴线垂直晶圆上表面并过中心O点，已知偏移器为长、间距均为L 平行金属板，两极板可加电压，偏移器下端到芯片的距离为L，电子质量为m、电荷量大小为e,交变电压的绝对值为u,周期为T。

电子通过圆筒间隙的时间不计，不计电子重力及电子间的相互作用力，忽略相对论效应、极板边缘效应等其他素的影响。

（1）若t=0时刻进入圆筒间隙的电子能够被加速，求此时A、B的电势高低和经过一次加速后电子的速度；
（2）经过8个圆筒后被导出的电子恰能沿圆弧虚线运动，求第8个圆筒的长度和转向器虚线处电场强度的大小；（3）第（2）问中的电子能经过偏移器，求偏移器间所加电压的范围；
（4）若电子均匀进入偏移器，要求电子均匀对称打在光刻胶的x轴上O点两侧，试定性画出加在偏移器上扫描电压随时间变化的规律（电子在偏移器运动时，可认为场强不变）。