湖南省长沙市雅礼中学2022-2023学年高一下学期期末物理试题

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时量：75分钟 分值：100分
第Ⅰ卷 选择题(共44分)
一、选择题(本题共10小题，单选每题4分，多选每题5分，共44分。其中第1-6题为单选题，只有一个选项符合题目要求。第7-10题为多选题，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错得0分)
1. 下列说法错误的是( )
A. 一个电阻R和一根电阻为零的理想导线并联，总电阻为零
B. 并联电路的总电阻一定小于任意的支路电阻
C. 电阻R和阻值无穷大的电阻并联，总电阻为无穷大
D. 在并联电路中，任意支路电阻增大或减小时，总电阻将随之增大或减小
2. 如图所示，小球甲在真空中做自由落体运动，另一相同的小球乙在油中由静止开始下落。它们都由高度为的地方下落到高度为h2的地方。在这两种情况下，下列说法正确的是( )
A. 甲球的重力势能变化量大
B. 甲球的机械能变化大
C. 甲球的平均速度小
D. 甲球的重力平均功率大
3. 厦门大学天文学系顾为民教授团队利用我国郭守敬望远镜积累的海量恒星光谱，发现了一个处于宁静态的中子星与红矮星组成的双星系统，质量比约为，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动，研究成果于2022年9月22日发表在《自然天文》期刊上。则此中子星绕O点运动的( )

A. 角速度大于红矮星的角速度B. 线速度小于红矮星的线速度
C. 轨道半径大于红矮星的轨道半径D. 向心力大小约为红矮星的2倍
4. 有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流，若将该细胞膜视为的电容器，在2ms内细胞膜两侧的电势差从变为30mV，则该过程中跨膜电流的平均值为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示电路中，直流电源内阻，、为定值电阻，滑动变阻器最大阻值为，。开关K闭合且电路稳定后，滑动变阻器滑片P缓慢从b向a滑动过程中( )

A. 电流表示数变小B. 电源的效率增加
C. 通过的电流方向为从d到cD. 滑动变阻器消耗的功率一直减小
6. 如图所示，ABCD为真空中一正四面体区域，E和F分别为BC边和BD边的中点，B处和C处分别有等量异种点电荷+Q和-Q(Q>0)。则( )
A. A、D处场强大小相等，方向不同
B. 电子在E点电势能小于在F点的电势能
C. 将一试探正电荷从A处沿直线AD移动到D处，电场力做正功
D. 将位于C处的电荷-Q移到A处，D处的电势不变，此时E、F点场强大小相等
7. 一块均匀的长方体样品，长为a，宽为b，厚为c．电流沿CD方向时测得样品的电阻为R，则下列说法正确的是( )
A. 样品的电阻率为
B. 样品的电阻率为
C. 电流沿AB方向时样品的电阻为
D. 电流沿EF方向时样品的电阻为
8. 在x轴上有两点电荷和，如图所示为x轴上各点电势随x变化的关系，则以下说法正确的是( )

A. 与为等量异种电荷
B. A点电场强度与C点的电场强度方向相同
C. 将一负点电荷从A点移动至C点，电场力先减小后增大
D. 将一负点电荷从A点移动至C点，电场力先做负功后做正功
9. 现代科技中常常利用电场来控制带电粒子运动。某控制装置由加速电场、偏转电场和收集装置组成，如图所示。加速电场可以提供需要的电压，偏转电场为辐向电场，其内外圆形边界的半径分别为、，在半径相等的圆周上电场强度大小都相等，方向沿半径向外，且满足(r为半径)，已知处的电场强度大小为，带电粒子的质量为m，电荷量为，不计带电粒子的重力及粒子间的相互作用。则( )
A. 加速电场电压无论取多少，粒子只要垂直PB飞入电场，就一定能做匀速圆周运动
B. 要使粒子由静止加速后能从A点沿半径的圆形轨迹1到达C点，则加速电场的电压为
C. 若粒子从B点垂直于OP方向射入，对应的轨迹2可能是抛物线
D. 若加速后从PB间垂直PB方向进入的粒子都能做匀速圆周运动而到达收集装置，则粒子做圆周运动周期T与轨迹对应半径r应满足的关系式
10. 如图所示，将一根光滑的硬质金属导线制成四分之一圆弧轨道AB后固定在竖直平面内，为轨道的圆心，水平。质量为m的细圆环P套在轨道上，足够长的轻质细绳绕过光滑的细小定滑轮、分别连接圆环P与另一质量也为m的小球Q，为一边长为R的正方形。若将细圆环P从圆弧轨道的最高点A由静止释放，圆环P在细绳拉动下将沿轨道运动。已知重力加速度为g，空气阻力忽略不计，则细圆环P下滑至B点的过程中，下列说法正确的是( )

A. 小球Q的机械能先增加后减少
B. 细圆环P机械能先增加后减少
C. 小球Q的速度为零时，细圆环P的速度大小为
D. 细圆环P运动到B点时，圆弧轨道对圆环P的弹力大小为2mg
第Ⅱ卷 非选择题(共56分)
二、实验题(本题共3个小题，每空2分，共26分)
11. 有一个量程为、内电阻约为的电压表，现用如图所示的电路测量其内电阻
(1)实验中可供选择的滑动变阻器有两种规格，甲的最大阻值为，乙的最大阻值为。应选用________。(选填“甲”或“乙”)
(2)实验过程的主要步骤如下，请分析填空。
A.断开开关，把滑动变阻器的滑片滑到_________端；(选填“”或“”)
B.将电阻箱的阻值调到零；
C.闭合开关，移动滑片的位置，使电压表的指针指到
D.开关处于闭合状态保持滑片的位置不变，调节电阻箱的阻值使电压表指针指到_______，读出此时电阻箱的阻值，此值即为电压表内电阻的测量值
(3)电压表内电阻的测量值和真实值相比，有________。(选填“>”或“<”)
12. 二极管具有单向导电性，其正向电阻很小，反向电阻很大，现有一个二极管其正极记为A、负极记为B，某小组同学用实验研究其正、反向电阻：
(1)先用多用电表的欧姆挡测量二极管电阻，多用电表的红表笔应接________(填“A”或“B”)，选用“×1”的倍率，指针指示如图甲所示，则所测正向电阻为________Ω。

(2)若查元件型号其反向电阻约为30kΩ，则用多用电表的欧姆挡测其反向电阻时应选用的倍率为________。(填“×10”、“×100”或“×1k”)
(3)该小组同学进一步设计了如图乙所示的电路用伏安法进一步测量该二极管正反向电压均为2V时的电阻值，二极管接在1、2之间，电压表的内阻约为40kΩ，选用多用电表的直流电流挡作为电流表接在3、4之间。该多用电表的直流电流有三个量程，量程和对应的内阻分别为：①100μA，内阻约100Ω；②100mA，内阻约为50Ω；③0.6A，内阻约为10Ω。
则在测二极管的反向电阻时，电流表的量程应选用________(填“①”、“②”或“③”)，单刀双掷开关S2应合向________(填“5”或“6”)。

13. 某学习小组用两种不同的金属电极插入柠檬做了一个“水果电池”，为了测量该电池的电动势和内阻，同学们经过讨论设计的实验电路图如图甲所示。

(1)在图甲中，①应为________表。(填“电流”或“电压”)
(2)正确连接电路闭合开关，调节滑动变阻器滑片，记录多组U和I的值，并以U为纵坐标、I为横坐标，作出U-I图如图乙所示，该水果电池的电动势E=________V、内阻r=________。(结果均保留三位有效数字)
(3)为测未知电阻，某同学将改接在A、B之间，其他部分保持不变，电路如图丙所示。正确连接电路后重新实验，得到另一条U-I图线，分析发现图线满足关系，则未知电阻的阻值________。(用b、k和r表示)
三、计算题(本题共3个小题，共30分，要求有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只有结果没有过程的不能得分，有数值计算的必须写出数值和单位)
14. 如图所示，电源电动势，小灯泡标有“，”。开关接1，当变阻器调到时，小灯泡正常发光；现将开关接2，小灯泡和微型电动机M均正常工作，电动机的线圈电阻为。求：
(1)电源的内阻；
(2)正常工作时电动机的输出功率。
15. 如图所示，是竖直平面内的光滑圆弧形滑道，由两个半径都是的圆周平滑连接而成，圆心、与两圆弧的连接点在同一竖直线上，与水池的水面平齐。一小滑块可由弧的任意点由静止开始下滑。
(1)若小滑块从圆弧上某点释放，之后在两个圆弧上滑过的弧长相等，求释放点和的连线与竖直线的夹角；
(2)若小滑块能从点脱离滑道，求其可能的落水点在水面上形成的区域长度。

16. 如图甲所示，P点处有质量为m、电荷量为q的带电粒子连续不断地“飘入”电压为的加速电场，粒子经加速后从O点水平射入两块间距、板长均为l的水平金属板间，O为两板左端连线的中点。荧光屏为半圆弧面，粒子从O点沿直线运动到屏上点所用时间为。若在A、B两板间加电压，其电势差随时间t的变化规律如图乙所示，所有粒子均能从平行金属板右侧射出，并且垂直打在荧光屏上。已知粒子通过板间所用时间远小于T，粒子通过平行金属板的过程中电场可视为恒定，粒子间的相互作用及粒子所受的重力均不计，求：
(1)粒子在O点时的速度大小；
(2)图乙中U的最大值；
(3)U取(2)中最大值，所有粒子均能从平行金属板右侧射出，并且垂直打在荧光屏上。求粒子从O点到垂直打在屏上的最短时间。