山东省日照市2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试卷（Word版附解析）

这是一份山东省日照市2023-2024学年高一下学期7月期末考试物理试卷（Word版附解析），共30页。

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷共8页， 满分100分， 考试时间90分钟。
一、单项选择题：本题包括8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列判断正确的是（ ）
A. 根据可知，若q减半，电场强度将变为原来的2倍
B. 根据可知，电容器的电容与Q成正比，与U成反比
C. 根据可知，仅将l减半，电阻将变为原来的一半
D. 根据可知，通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大
2. 磁带在生活中有较为广泛的应用，磁带盒可以简化为如图所示的结构，A、B为缠绕磁带的两个轮子，半径均为r。听力播放前，磁带全部绕在B轮上，其外缘半径为3r：播放听力的过程中，磁带逐渐绕到A轮上。磁带内部通过复杂的装置，使磁带传动的速度大小保持不变。下列说法正确的是（ ）
A. 开始播放听力时，B轮的角速度为
B. 开始播放听力时，B轮边缘上点的线速度大小为
C. 听力播放的过程中，A轮的转速不断增大
D. 听力播放的过程中，B轮的转速不断减小
3. 静电知识和生活息息相关，下列说法正确的是（ ）
A. 高压输电线上方有两根导线与大地相连，是为了使高压输电线免遭雷击
B. 工作人员在超高压带电作业时，穿绝缘橡胶服比金属丝编制的工作服更安全
C. 干燥的冬季触摸金属门把手时被电击，这是因为手与门把手之间摩擦起电导致的
D. 静电喷漆时，金属件与油漆雾滴带相同的电荷，在静电斥力作用下喷涂更均匀
4. 电流表G的内阻，满偏电流，下列判断正确的是（ ）
A. 要把它改装成量程为的电压表，需串联的电阻
B. 要把它改装成量程为电压表，需串联的电阻
C. 要把它改装成量程为的电流表，需并联的电阻
D. 要把它改装成量程为的电流表，需并联的电阻
5. 如图所示，一辆货车在水平公路上做匀速直线运动，车厢内放置一质量为m的箱子，与车厢保持相对静止。货车突然遇到紧急情况刹车，当货车和箱子均停止时，箱子相对车厢向前滑行的距离为x、已知箱子与车厢间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，下列说法中正确的是（ ）
A. 货车对箱子做的功为-μmgx
B. 箱子对货车做的功为-μmgx
C. 合外力对箱子做功为-μmgx
D. 箱子与车厢间因摩擦而产生的热量为μmgx
6. 如图所示，在P点固定一点电荷Q，一带正电的粒子a仅在静电力的作用下沿椭圆轨道运动（轨迹为图中的实线），A、B为椭圆长轴上的两个端点。下列说法正确的是（ ）
A. 点电荷Q带正电
B. A点的电势小于 B点的电势
C. 粒子经过A 点时的动能小于经过B点时的动能
D. 粒子经过A点时的电势能大于经过B点时的电势能
7. 小明同学某次乘坐电梯从1楼到11楼，使用传感器描绘出电梯运动的速度随时间变化的图像如图所示。已知小明同学的质量约为60kg，重力加速度取，则从1楼到11楼的运动过程中（ ）
A. 小明所受重力的平均功率约为
B. 合外力对小明做功约为
C. 小明所受支持力的最大功率约为630W
D. 小明所受支持力的最小功率约为570W
8. 2023年10月9日，“夸父一号”科学卫星已平稳在轨运行365天。已知“夸父一号”位于日地连线上的拉格朗日点，它到地球中心的距离为L，与地球一起以相同的角速度绕太阳做匀速圆周运动，如图所示。若地球中心到太阳中心的距离为nL（n是常数）。根据以上信息，可知太阳的质量与地球的质量之比为（ ）
A B. C. D.
二、多项选择题：本题包括4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 能量是人们研究物质世界的一个重要物理量，是物质运动的统一量度。下列关于能量的判断，正确的是（ ）
A. 做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒
B. 参考平面下方的物体，重力势能一定为负值
C. 带正电的点电荷在电场强度越大的地方，电势能越大
D. 做匀速圆周运动的物体，若质量保持不变，则动能保持不变
10. 如图所示，半径为R的光滑绝缘圆环竖直固定，带电荷量为+Q的小球A固定在圆环的最低点，带电荷量为+q的小球B套在圆环上，静止时和圆心的连线与竖直方向的夹角为60°。已知重力加速度为，静电力常量为k，两个小球均可视为质点。下列说法正确的是（ ）
A. 小球B受到库仑力大小为
B. 小球B的质量为
C. 若小球B缓慢漏电，将会沿圆环缓慢下滑，受到支持力的大小保持不变
D. 若小球B缓慢漏电，将会沿圆环缓慢下滑，受到库仑力的大小逐渐增大
11. 2024年5月29日16时12分，谷神星一号海射型遥二运载火箭搭载天启星座25-28星在日照海域附近顺利升空，日照市民在海边一睹卫星发射的风采。假设这4颗卫星进入轨道后，均绕地球做匀速圆周运动，它们的轨道半径r的三次方与周期T的二次方关系图像如图所示，图线的斜率为k。已知地球的半径为R，引力常量为G，将地球视为质量分布均匀的球体。根据提供的信息可知（ ）
A. 地球的质量为
B. 近地卫星的环绕周期为
C. 地球表面的重力加速度大小为
D. 地球的第一宇宙速度为
12. 如图所示，真空中有一半径为5cm的圆，其圆心为O，是圆的内接直角三角形，，空间存在着平行于圆面的匀强电场（取O点的电势为零）。一电子放在C点时具有的电势能为，把电子从A点移动到B点，克服静电力做功为。放置在A点的质子源，向各个方向发射动能均为5eV的质子。已知电子的电荷量为，不考虑质子源产生的电场，不计各种粒子的重力和粒子间的相互作用力，下列说法正确的是（ ）
A. 圆周上B、C两点间的电势差
B. 匀强电场的电场强度大小为200V/m
C. 若某一质子到达圆周边界时的电势能为4eV，则其动能为leV
D. 当某个质子经过圆周上某一位置时，动能可能为22eV
三、非选择题：本题包括6小题，共60分。
13. 某物理学习小组通过实验验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。
（1）实验时，让重物靠近打点计时器，先__________，再___________（分别选填“接通电源”和“放开纸带”）。
（2）该实验小组打出一条点迹清晰的纸带，如图乙所示，O点是重物下落的起始点，选取纸带上连续的计时点A、B、C、D、E作为计数点，并测出各计数点到O点的距离依次为已知打点计时器所用电源的频率为f，重物的质量为m，重力加速度为g。从打O点到打D点的过程中，重物的重力势能的减少量为_____，动能的增加量为_____（用题中给出的字母表示），若重力势能的减少量与动能的增加量在误差允许的范围内相等，则可验证机械能守恒。
14. 小明同学测量某种粗细均匀的合金丝的电阻率，实验步骤如下：
（1）用螺旋测微器测量合金丝的直径，示数如图甲所示，则合金丝的直径。____________m
（2）选取长为L的合金丝（电阻约为6Ω），设计实验测量其电阻，实验室提供的器材有：电流表A（量程0~0.6A，内阻约为1Ω）、电压表V（量程0~3V，内阻约为3kΩ）、滑动变阻器（，额定电流2A）、滑动变阻器（，额定电流1A）、电源、开关及导线若干。实验要求电压从零开始变化，滑动变阻器应选________（选填“”或“”），请在虚线框内画出实验电路图_______。
（3）闭合开关，调节滑动变阻器，测得通过合金丝的电流I与合金丝两端的电压U之间的关系如图乙所示，则该合金材料的电阻率为________（用、、d、L表示）。
15. 自制儿童玩具的原理图如图所示，半径为R的圆盘固定在竖直杆上，圆盘的圆心为O点，圆盘平面与杆垂直。长为的轻绳一端固定在圆盘的边缘，另一端与质量为m的小球相连接。整个系统绕竖直杆匀速转动，小球到竖直杆的水平距离为2R，距离地面的竖直高度为2R。已知重力加速度为g，小球可视为质点。
（1）求该装置转动的角速度ω；
（2）若连接小球的轻绳突然断裂，求小球从抛出到落地的水平距离x。
16. 如图所示，电路中是阻值均为定值电阻，在a、b两端加上6V的恒定电压。
（1）若c、d端接理想电流表，求电流表的示数I：
（2）若c、d端接理想电压表，求电压表的示数U：
（3）若c、d端接一个电容的电容器，电路稳定后，求电容器所带的电荷量Q。
17. 研究电子在电场中运动的装置，简化模型如图甲所示，在xy平面内有Ⅰ和Ⅱ两个相邻的、边长均为d的正方形区域OABC和CDEO，Ⅰ区域内有沿着x轴正方向的匀强电场，Ⅱ区域内有沿着y轴正方向的匀强电场。已知Ⅰ区域内的电场强度大小为，Ⅱ区域内的电场强度大小为，电子的质量为m、电荷量为，可忽略电子的重力。
（1）若一个电子从AB边的中点由静止释放，求电子通过y轴时的速度v；
（2）在第（1）问条件下，求电子离开Ⅱ区域时位置坐标；
（3）若Ⅱ区域内的电场强度大小不变，方向调整为沿x轴负方向，如图乙所示，让电子从O点以的速度与y轴正方向成角斜向上进入Ⅰ区域内，求电子进入电场后第二次通过y轴时的位置和电子离开电场时在电场中运动的总时间（最终结果用已知量d、e、m、表示）。
18. 如图所示，粗糙程度均匀的竖直杆固定，原长为L0的轻质弹性绳一端固定在A点，另一端穿过固定的光滑小孔O后与套在杆上的小球相连。杆上的C点、小孔O、A点位于同一条水平线上，且 ，当小球静止在 B点时，恰好不受摩擦力；将小球从C点由静止释放后，能够下落到最低点D。已知小球的质量为m，C点与B点之间的距离为1.25L0，C 点与D点之间的距离为2L0，重力加速度为g。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，轻质弹性绳始终在弹性限度内且满足胡克定律。劲度系数为k的轻质弹性绳，被拉伸时弹性势能为 （x为绳的伸长量）。
（1）求轻质弹性绳的劲度系数k；
（2）小球沿着杆向下运动的过程中，判断所受摩擦力的大小变化情况（不需要写过程）；
（3）求小球与杆之间的动摩擦因数；
（4）求小球第一次上升过程中的最大速度 vm。
2023 级高一下学期期末校际联合考试
物理试题
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷共8页， 满分100分， 考试时间90分钟。
一、单项选择题：本题包括8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列判断正确的是（ ）
A. 根据可知，若q减半，电场强度将变为原来的2倍
B. 根据可知，电容器的电容与Q成正比，与U成反比
C. 根据可知，仅将l减半，电阻将变为原来的一半
D. 根据可知，通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据电场定义式可知，电场强度由电场本身决定，与放入其中的试探电荷无关，故A错误；
B．根据电容定义式可知，电容器的电容由电容器本身决定，与其所带电荷量、两极板间的电压无关，故B错误；
C．根据电阻的决定式可知，同一材料金属导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，故C正确；
D．根据可知，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大，故D错误。
故选C。
2. 磁带在生活中有较为广泛的应用，磁带盒可以简化为如图所示的结构，A、B为缠绕磁带的两个轮子，半径均为r。听力播放前，磁带全部绕在B轮上，其外缘半径为3r：播放听力的过程中，磁带逐渐绕到A轮上。磁带内部通过复杂的装置，使磁带传动的速度大小保持不变。下列说法正确的是（ ）
A. 开始播放听力时，B轮的角速度为
B. 开始播放听力时，B轮边缘上点的线速度大小为
C. 听力播放的过程中，A轮的转速不断增大
D. 听力播放的过程中，B轮的转速不断减小
【答案】B
【解析】
【详解】AB．磁带传动的速度大小保持不变，则A、B外缘的线速度大小为保持不变，开始播放听力时，B轮的角速度为
则B轮边缘上点的线速度大小为
故A错误，B正确；
CD．听力播放的过程中，磁带传动的速度大小保持不变，则A、B外缘的线速度大小为保持不变，由公式可得
听力播放的过程中，A轮的外缘半径增大，则A轮的转速不断减小，B轮的外缘半径减小，则B轮的转速不断增大，故CD错误。
故选B。
3. 静电知识和生活息息相关，下列说法正确的是（ ）
A. 高压输电线上方有两根导线与大地相连，是为了使高压输电线免遭雷击
B. 工作人员在超高压带电作业时，穿绝缘橡胶服比金属丝编制的工作服更安全
C. 干燥的冬季触摸金属门把手时被电击，这是因为手与门把手之间摩擦起电导致的
D. 静电喷漆时，金属件与油漆雾滴带相同的电荷，在静电斥力作用下喷涂更均匀
【答案】A
【解析】
【详解】A．高压输电线上方有两根导线与大地相连构成了静电屏蔽，能使得输电线免遭雷击，故A正确；
B．超高压带电作业的工作人员，为了保证他们的安全，他们必须穿上金属丝制成的衣服，以起到静电屏蔽的作用，故B错误；
C．干燥的冬季，人在运动的过程中衣服会发生摩擦带电，摸金属门把手有时会被电击，是因为手与门把手感应起电，故C错误；
D．喷枪喷出的油漆微粒带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的金属件带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，可以使油漆与金属表面结合的更牢固，故D错误。
故选A。
4. 电流表G的内阻，满偏电流，下列判断正确的是（ ）
A. 要把它改装成量程为的电压表，需串联的电阻
B. 要把它改装成量程为的电压表，需串联的电阻
C. 要把它改装成量程为的电流表，需并联的电阻
D. 要把它改装成量程为的电流表，需并联的电阻
【答案】C
【解析】
【详解】AB．要把它改装成量程为的电压表，需串联
要把它改装成量程为电压表，需串联
故AB错误；
CD．电流表G的满偏电压为
要把它改装成量程为的电流表，分流电阻的电流为
分流电阻的阻值为
要把它改装成量程为的电流表，分流电阻的电流为
分流电阻的阻值为
故C正确，D错误。
故选C。
5. 如图所示，一辆货车在水平公路上做匀速直线运动，车厢内放置一质量为m的箱子，与车厢保持相对静止。货车突然遇到紧急情况刹车，当货车和箱子均停止时，箱子相对车厢向前滑行的距离为x、已知箱子与车厢间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，下列说法中正确的是（ ）
A. 货车对箱子做的功为-μmgx
B. 箱子对货车做的功为-μmgx
C. 合外力对箱子做的功为-μmgx
D. 箱子与车厢间因摩擦而产生的热量为μmgx
【答案】D
【解析】
【详解】A．设货车的位移为s，则箱子的位移为s+x，货车对箱子的功为
A错误；
B．箱子对货车的功为

B错误；
C．合外力对箱子的功为
C错误；
D．箱子与车厢间因摩擦而产生的热量为

D正确。
故选D。
6. 如图所示，在P点固定一点电荷Q，一带正电的粒子a仅在静电力的作用下沿椭圆轨道运动（轨迹为图中的实线），A、B为椭圆长轴上的两个端点。下列说法正确的是（ ）
A. 点电荷Q带正电
B. A点的电势小于 B点的电势
C. 粒子经过A 点时的动能小于经过B点时的动能
D. 粒子经过A点时的电势能大于经过B点时的电势能
【答案】B
【解析】
【详解】A．带正电粒子在绕P点做椭圆运动，点电荷对带电粒子必定有吸引力，点电荷带负电。故A错误；
CD．带正电粒子从A点运动到B点的过程中，电场力做负功，电势能增加，动能减小。所以粒子经过A 点时的动能大于经过B点时的动能，粒子经过A点时的电势能小于经过B点时的电势能。故CD错误；
B．根据
可得
故B正确。
故选B。
7. 小明同学某次乘坐电梯从1楼到11楼，使用传感器描绘出电梯运动的速度随时间变化的图像如图所示。已知小明同学的质量约为60kg，重力加速度取，则从1楼到11楼的运动过程中（ ）
A. 小明所受重力的平均功率约为
B. 合外力对小明做功约为
C. 小明所受支持力的最大功率约为630W
D. 小明所受支持力的最小功率约为570W
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图像可知，从1楼到11楼上升的高度为
重力做功为
小明所受重力的平均功率约为
故A错误；
B．根据题意由动能定理可知，整个过程合外力对小明做功为0，故B错误；
C．向上加速运动时，小明所受支持力最大，大小为
加速过程速度最大时，小明所受支持力的功率最大，为
故C正确；
D．速度最小为0时，支持力的功率最小，大小为0，故D错误。
故选C。
8. 2023年10月9日，“夸父一号”科学卫星已平稳在轨运行365天。已知“夸父一号”位于日地连线上的拉格朗日点，它到地球中心的距离为L，与地球一起以相同的角速度绕太阳做匀速圆周运动，如图所示。若地球中心到太阳中心的距离为nL（n是常数）。根据以上信息，可知太阳的质量与地球的质量之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意，设太阳的质量为，地球的质量为，“夸父一号”科学卫星的质量为，地球绕太阳做匀速圆周运动的角速度为，由万有引力提供向心力有
，
联立解得
故选A。
二、多项选择题：本题包括4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 能量是人们研究物质世界的一个重要物理量，是物质运动的统一量度。下列关于能量的判断，正确的是（ ）
A. 做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒
B. 参考平面下方的物体，重力势能一定为负值
C. 带正电的点电荷在电场强度越大的地方，电势能越大
D. 做匀速圆周运动的物体，若质量保持不变，则动能保持不变
【答案】BD
【解析】
【详解】A．竖直方向上做匀速直线运动的物体，动能不变，重力势能改变，机械能不守恒，故A错误；
B．参考平面下方的物体，重力势能一定为负值，故B正确；
C．由公式可知，带正电的点电荷在电势越高的地方，电势能越大，电场强度越大的地方，电势不一定越高，则带正电的点电荷的电势能不一定越大，故C错误；
D．做匀速圆周运动的物体，速度大小不变，若质量保持不变，则动能保持不变，故D正确。
故选BD。
10. 如图所示，半径为R的光滑绝缘圆环竖直固定，带电荷量为+Q的小球A固定在圆环的最低点，带电荷量为+q的小球B套在圆环上，静止时和圆心的连线与竖直方向的夹角为60°。已知重力加速度为，静电力常量为k，两个小球均可视为质点。下列说法正确的是（ ）
A. 小球B受到的库仑力大小为
B. 小球B的质量为
C. 若小球B缓慢漏电，将会沿圆环缓慢下滑，受到支持力大小保持不变
D. 若小球B缓慢漏电，将会沿圆环缓慢下滑，受到库仑力的大小逐渐增大
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据题意，由几何关系可得
则小球B受到库仑力大小为
故A正确；
BCD．根据题意，对小球B受力分析，如图所示
根据平衡条件及三角形相似有
解得
若小球B缓慢漏电，将会沿圆环缓慢下滑，减小，小球B受到的支持力大小等于小球B的重力，保持不变，两环之间的库伦力减小，故C正确，BD错误。
故选AC。
11. 2024年5月29日16时12分，谷神星一号海射型遥二运载火箭搭载天启星座25-28星在日照海域附近顺利升空，日照市民在海边一睹卫星发射的风采。假设这4颗卫星进入轨道后，均绕地球做匀速圆周运动，它们的轨道半径r的三次方与周期T的二次方关系图像如图所示，图线的斜率为k。已知地球的半径为R，引力常量为G，将地球视为质量分布均匀的球体。根据提供的信息可知（ ）
A. 地球的质量为
B. 近地卫星的环绕周期为
C. 地球表面的重力加速度大小为
D. 地球的第一宇宙速度为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据题意，由万有引力提供向心力有
整理可得
结合图像可得
解得
故A正确；
B．根据题意，由万有引力提供向心力有
解得
故B错误；
C．根据题意，在地球由万有引力等于重力有
解得
故C错误；
D．根据题意，由万有引力提供向心力有
解得
故D正确。
故选AD。
12. 如图所示，真空中有一半径为5cm的圆，其圆心为O，是圆的内接直角三角形，，空间存在着平行于圆面的匀强电场（取O点的电势为零）。一电子放在C点时具有的电势能为，把电子从A点移动到B点，克服静电力做功为。放置在A点的质子源，向各个方向发射动能均为5eV的质子。已知电子的电荷量为，不考虑质子源产生的电场，不计各种粒子的重力和粒子间的相互作用力，下列说法正确的是（ ）
A. 圆周上B、C两点间的电势差
B. 匀强电场的电场强度大小为200V/m
C. 若某一质子到达圆周边界时的电势能为4eV，则其动能为leV
D. 当某个质子经过圆周上某一位置时，动能可能为22eV
【答案】ABD
【解析】
【详解】AB．由公式可知，圆周上C点的电势为
由公式及取O点的电势为零可知，圆周上A点的电势为，把电子从A点移动到B点，克服静电力做功为，则有
解得
则有圆周上B、C两点间的电势差
连接OB，则OB为匀强电场的等势面，过A点作OB的垂线交OB于D点，则AD的方向就是该电场的电场强度方向，如图所示
由几何关系可得
则有
故AB正确；
CD．由公式可知，质子在点的电势能为，粒子的总能量
由能量守恒定理可知，若某一质子到达圆周边界时的电势能为4eV，则其动能为，由公式及取O点的电势为零可知，圆周上电势最高为，最低为，则质子经过圆周上某一位置时，电势能最大为，最小为，由能量守恒定理可知，动能最大为，最小为，则动能可能为22eV，故C错误，D正确。
故选ABD
三、非选择题：本题包括6小题，共60分。
13. 某物理学习小组通过实验验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。
（1）实验时，让重物靠近打点计时器，先__________，再___________（分别选填“接通电源”和“放开纸带”）。
（2）该实验小组打出一条点迹清晰的纸带，如图乙所示，O点是重物下落的起始点，选取纸带上连续的计时点A、B、C、D、E作为计数点，并测出各计数点到O点的距离依次为已知打点计时器所用电源的频率为f，重物的质量为m，重力加速度为g。从打O点到打D点的过程中，重物的重力势能的减少量为_____，动能的增加量为_____（用题中给出的字母表示），若重力势能的减少量与动能的增加量在误差允许的范围内相等，则可验证机械能守恒。
【答案】（1） ①. 接通电源 ②. 放开纸带
（2） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
[1][2]实验时，让重物靠近打点计时器，先接通电源，再放开纸带。
【小问2详解】
[1]从打O点到打D点的过程中，重物的重力势能的减少量为
[2]打点计时器打点间隔为
纸带上打D点的速度大小为
动能的增加量为
14. 小明同学测量某种粗细均匀的合金丝的电阻率，实验步骤如下：
（1）用螺旋测微器测量合金丝的直径，示数如图甲所示，则合金丝的直径。____________m
（2）选取长为L的合金丝（电阻约为6Ω），设计实验测量其电阻，实验室提供的器材有：电流表A（量程0~0.6A，内阻约为1Ω）、电压表V（量程0~3V，内阻约为3kΩ）、滑动变阻器（，额定电流2A）、滑动变阻器（，额定电流1A）、电源、开关及导线若干。实验要求电压从零开始变化，滑动变阻器应选________（选填“”或“”），请在虚线框内画出实验电路图_______。
（3）闭合开关，调节滑动变阻器，测得通过合金丝的电流I与合金丝两端的电压U之间的关系如图乙所示，则该合金材料的电阻率为________（用、、d、L表示）。
【答案】（1）
（2） ①. ②.
（3）
【解析】
【小问1详解】
如图甲所示，合金丝的直径为
【小问2详解】
[1]实验要求电压从零开始变化，滑动变阻器采用分压式接法，则滑动变阻器应选用最大阻值小于待测电阻阻值的滑动变阻器，方便电路的调节，测量效率高，实验误差小，故选。
[2]由于待测电阻阻值较小，电流表采用外接法，则实验电路图
【小问3详解】
根据电阻定律有
由图乙可得
联立解得
15. 自制儿童玩具的原理图如图所示，半径为R的圆盘固定在竖直杆上，圆盘的圆心为O点，圆盘平面与杆垂直。长为的轻绳一端固定在圆盘的边缘，另一端与质量为m的小球相连接。整个系统绕竖直杆匀速转动，小球到竖直杆的水平距离为2R，距离地面的竖直高度为2R。已知重力加速度为g，小球可视为质点。
（1）求该装置转动的角速度ω；
（2）若连接小球的轻绳突然断裂，求小球从抛出到落地的水平距离x。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据题意，设轻绳与竖直方向的夹角为，由几何关系可得
由牛顿第二定律有
解得
（2）小球的轻绳断裂时，小球的速度为
竖直方向有
水平方向有
联立解得
16. 如图所示，电路中是阻值均为定值电阻，在a、b两端加上6V的恒定电压。
（1）若c、d端接理想电流表，求电流表的示数I：
（2）若c、d端接理想电压表，求电压表的示数U：
（3）若c、d端接一个电容的电容器，电路稳定后，求电容器所带的电荷量Q。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）若c、d端接理想电流表，由欧姆定律有
其中
解得
（2）若c、d端接理想电压表，由欧姆定律有
其中
解得
（3）若c、d端接一个电容的电容器，电路稳定后，电容器两端的电压
电容器所带的电荷量
17. 研究电子在电场中运动的装置，简化模型如图甲所示，在xy平面内有Ⅰ和Ⅱ两个相邻的、边长均为d的正方形区域OABC和CDEO，Ⅰ区域内有沿着x轴正方向的匀强电场，Ⅱ区域内有沿着y轴正方向的匀强电场。已知Ⅰ区域内的电场强度大小为，Ⅱ区域内的电场强度大小为，电子的质量为m、电荷量为，可忽略电子的重力。
（1）若一个电子从AB边的中点由静止释放，求电子通过y轴时的速度v；
（2）在第（1）问条件下，求电子离开Ⅱ区域时位置坐标；
（3）若Ⅱ区域内的电场强度大小不变，方向调整为沿x轴负方向，如图乙所示，让电子从O点以的速度与y轴正方向成角斜向上进入Ⅰ区域内，求电子进入电场后第二次通过y轴时的位置和电子离开电场时在电场中运动的总时间（最终结果用已知量d、e、m、表示）。
【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）根据题意，电子在Ⅰ区域内，由动能定理有
解得
（2）假设电子从边飞出Ⅱ区域，竖直方向上有
，
解得
水平方向上有
假设成立，则电子离开Ⅱ区域时位置坐标。
（3）根据题意可知，电子进入Ⅰ区域内做类斜抛运动，沿电场方向有
，
解得
由对称性可知，电子以速度与y轴正方向成角斜向上进入Ⅱ区域内，沿轴运动的距离为
进入Ⅱ区域内，沿电场方向有
解得
则有
沿轴方向有
则电子进入电场后第二次通过y轴时的位置为
综上所述可知，当电子再次进入Ⅰ区域内后返回轴时恰好从点离开电场，则电子离开电场时在电场中运动的总时间为
18. 如图所示，粗糙程度均匀的竖直杆固定，原长为L0的轻质弹性绳一端固定在A点，另一端穿过固定的光滑小孔O后与套在杆上的小球相连。杆上的C点、小孔O、A点位于同一条水平线上，且 ，当小球静止在 B点时，恰好不受摩擦力；将小球从C点由静止释放后，能够下落到最低点D。已知小球的质量为m，C点与B点之间的距离为1.25L0，C 点与D点之间的距离为2L0，重力加速度为g。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，轻质弹性绳始终在弹性限度内且满足胡克定律。劲度系数为k的轻质弹性绳，被拉伸时弹性势能为 （x为绳的伸长量）。
（1）求轻质弹性绳的劲度系数k；
（2）小球沿着杆向下运动的过程中，判断所受摩擦力的大小变化情况（不需要写过程）；
（3）求小球与杆之间的动摩擦因数；
（4）求小球第一次上升过程中的最大速度 vm。
【答案】（1）；（2）不变；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）当小球静止在 B点时，恰好不受摩擦力；对小球受力分析，受重力、杆的弹力和弹性绳的拉力，如图
可得
解得
由胡克定律得
解得
（2）小球沿着杆向下运动的过程中，所受摩擦力的大小
又小球与杆的弹力
解得
所以小球沿着杆向下运动的过程中，所受摩擦力的大小不变。
（3）小球从C点运动到D点，由动能定理得
又
解得
（4）小球第一次上升过程中的最大速度时，设位置为F，小球所受合力为0，则
解得
小球从C点经D点到F点，由动能定理得
又
解得