海南省海口市海南中学2023-2024学年高一下学期7月期末物理试题

这是一份海南省海口市海南中学2023-2024学年高一下学期7月期末物理试题，共10页。试卷主要包含了某电场的电场线的分布如图所示等内容，欢迎下载使用。
（总分：100分考试时间：90分钟）
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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，本试卷由考生自己保留，将答题卡交回。
一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意）
1．下列关于电流的说法中正确是（ ）
A．根据，可知I与q成正比
B．电流既有大小，又有方向，是矢量
C．负电荷定向移动的方向为电流的方向
D．单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流越大
2．物理和生活息息相关。下列有关电学知识的说法正确的是（ ）
A．图甲中，静电除尘装置将带负电的尘埃收集在极柱B上
B．图乙中，建筑物顶端的避雷针利用了尖端放电原理
C．图丙中，采用金属编织网包裹着导体线芯是为了增加线束的导电性
D．图丁中，处于静电平衡状态的导体腔内表面有电荷，导体壳壁W内电场强度不为0，导体壳内空腔C电场强度为0
3．如图所示是某导体的伏安特性曲线，由图可知下列说法正确的是（ ）
A．导体的电阻是25Ω
B．导体的电阻是0.04Ω
C．当导体两端的电压是10V时，通过导体的电流是2A
D．当通过导体的电流是0.1A时，导体两端的电压是0.004V
4．某电场的电场线的分布如图所示。一个带电粒子只在电场力作用下由M点沿图中虚线所示的路径运动通过N点。则下列判断正确的是（ ）
A．粒子带负电荷
B．M点的电势比N点的电势低
C．粒子在N点的速度比在M点的速度大
D．粒子在M点的加速度比在N点的加速度大
5．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（不计内阻）连接，下极板接地，开关S初始闭合，一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态。忽略电容器的边缘效应，下列说法正确的是（ ）
A．油滴带正电荷
B．将上极板向左平移一小段距离，油滴向上运动
C．将上极板向下平移一小段距离，P点电势降低
D．将上极板向上移动一小段距离，电容器的电容减少
6．如图，a、b、c、d为一边长为的正方形的顶点．电荷量均为的两个点电荷分别固定在a、c两点，静电力常量为k．不计重力．下列说法正确的是（ ）
A．b点的电场强度大小为
B．电子在b、d点时的电势能不相等
C．电子在b到d运动过程中，速度先减少后增加
D．在两点电荷产生的电场中，ac连线上中点的电势最高
7．如图所示，A、B两小球带等量异种电荷，电荷量为q，A球被一根绝缘轻绳系于O点，B球固定在绝缘轻杆上，两球稳定时位于同一高度，轻绳与竖直方向夹角为60°。已知两球质量均为m，重力加速度为g，静电力常量为k。则下列说法正确的是（ ）
A．A、B两球距离
B．OA绳拉力大小为
C．B球对轻杆的作用力大小为2mg
D．若B球电荷量变为原来的2倍，稳定后，A、B间库仑力大小变为原来的2倍
8．某时刻一可视为质点的物块以大小为的初动能沿倾角恒定的斜面向上运动，然后返回到原位置，整个运动过程中物块的动能随位移x的变化关系如图所示，返回过程位移在区间时保持恒定，即在图像中为与x轴平行的虚线。已知物块质量为m，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．物块运动过程中机械能守恒B．物块运动过程中始终受摩擦力作用
C．斜面倾角的正弦值D．斜面倾角的正弦值
二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分。在每个小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对而不全的得2分，错选或不选的得0分）
9．关于静电场中的一些概念，下列说法正确的是（ ）
A．电势有正负，所以电势是矢量
B．电势为零的地方，场强一定为零
C．电势为零的地方，电荷的电势能一定为零
D．钠离子和氯离子结合成氯化钠分子的过程中，系统的电势能减少
10．经长期观测，人们在宇宙中已经发现了“双星系统”，“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两颗星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球、组成的双星系统，在相互之间万有引力的作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，公转周期均为T，万有引力常量为G，、做圆周运动的轨道半径之比为。则可知（ ）
A．两天体的质量之和等于B．两天体的质量之比
C．做圆周运动的线速度大小之比为1∶2D．做圆周运动的向心力大小之比为1∶2
11．如图所示，在匀强电场中有边长为5cm的等边三角形ABC，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行。O点为该三角形的中心，D、E、F分别为AB、BC和AC边的中点。三角形各顶点的电势分别为，下列说法正确的是（ ）
A．O点电势为
B．匀强电场的场强大小为80V/m，方向由C指向A
C．将电子由E点移到F点，电子的电势能减少了1eV
D．在三角形ABC内切圆的圆周上，D点不是电势最低的点
12．如图所示，两根长度不同的细线分别系有两个小球a、b，质量分别为、，细线的上端都系于O点，两个小球在同一水平面上做匀速圆周运动。已知两细线长度之比，长细线跟竖直方向的夹角为。小球运动过程忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．短细线跟竖直方向成角
B．两小球做匀速圆周运动的周期相等
C．a、b两小球的质量之比一定为
D．两小球做匀速圆周运动的线速度大小相等
13．如图甲所示，质量为m、电荷量为的粒子初速度为零，经加速电压加速后，从水平方向沿垂直进入偏转电场．已知形成偏转电场的平行板电容器的极板长为L，两极板间距为d，为两极板的中线，P是足够大的荧光屏，且屏与极板右边缘的距离为L．不考虑电场边缘效应，不计粒子重力．则下列说法正确的是（ ）
A．粒子进入偏转电场的速度大小为
B．若偏转电场两板间加恒定电压，粒子经过偏转电场后正好击中屏上的A点，A点与上极板M在同一水平线上，则所加电压
C．若偏转电场两板间的电压按如图乙所示作周期性变化，要使粒子经加速电场后在时刻进入偏转电场后水平击中A点，则偏转电场周期T应该满足的条件为
D．若偏转电场两板间的电压按如图乙所示作周期性变化，要使粒子经加速电场并在时刻进入偏转电场后水平击中A点，则偏转电场电压应该满足的条件为
三、实验题（每空2分，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处）
14．在“观察电容器的充放电过程”实验中，按图1所示连接电路。开关未闭合时，电源的路端电压，实验操作时，单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2。实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。
（1）开关S改接2后，电容器进行的是______．（选填“充电”或“放电”）过程。此过程得到的图像如图2所示，如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将______．（选填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）在电容器充放电过程中，通过电阻R的电流方向______（选填“相同”或“相反”）。
（3）若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则该电容器的电容为______．
15．某研究小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律，一根细线一端系住一小球，另一端悬挂在铁架台上的O点，小球静止于A点，光电门固定在A的正下方，在小球底部竖直地固定一个宽度为d的遮光条（质量不计）。将小球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t由计时器测出，取作为小球经过A点时的速度大小。记录小球释放时细线与竖直方向的夹角和计时器示数t，计算并比较小球从释放点摆至A点过程中重力势能减少量与动能增加量，从而验证机械能是否守恒。重力加速度为g。
（1）实验中的小球应选用中间有孔的______（填选项序号）。
A．塑料球B．泡沫球C．铁球D．木球
（2）已知小球质量为m，悬点O到小球球心的距离为L，则**（用m、、L、g表示）。
（3）改变值，得出多组与挡光时间t的实验数据、若钢球机械能守恒，下列关于与t关系的图像正确的是______。
A．B．C．D．
（4）若第（3）问图像斜率的绝对值为k，则当地重力加速度**（用d、k、L表示）
（5）分组实验中，甲同学依据实验结果发现小球动能增加量总是略小于重力势能减少量，产生这种差异的原因可能是（ ）
A．存在空气阻力B．悬点O到小球球心的距离L没有测准C．小球的质量没有测准
四、计算题（本题共3小题，第16题10分，第17题14分，第18题14分，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤）
16．如图所示，平行板电容器的电容为，两极板间的距离；一质量为0.1kg，带电量为的小球从电容器中线D点射入电容器，恰好做直线运动。图中P点到A板距离为2mm。取B板电势为零，重力加速度，忽略电容器的边缘效应。求：
（1）两板间的电场强度；
（2）将一个电子从P点开始先水平向左平移2mm，再向下平移至B板，则此过程中电场力所做的功为多少？（电子的电荷量）
17．可视为质点的小球从图示A点由静止释放，此后在B点进入光滑四分之一圆弧轨道，后从C点进入水平粗糙地面，在D处与墙壁发生碰撞后反弹（碰撞过程小球无动能损失）。小球在进入圆弧轨道和出圆弧轨道过程中均无能量损失，物块质量，A、B两点高度差，四分之一圆弧半径，水平地面动摩擦因数，CD之间的距离，重力加速度g取，求：
1）小球在B点的速度大小；
2）小球在C点对轨道的压力；
3）整个过程中小球最多能通过C点多少次？
18．如图所示为研究电子枪中电子在恒定电场中运动的简化模型示意图。在xOy平面的第一象限，存在以x轴、y轴及双曲线的一段为边界的匀强电场区域①，电场强度为E；在第二象限存在以为边界的匀强电场区域②。一电子（电荷量为e，质量为m，不计重力）从电场①的边界B点处由静止释放，恰好从N点离开电场区域②。
1）求电子通过C点时的速度大小；
2）求电场区域②中的电场强度大小及电子到达N点时的速度；
3）试证明：从AB曲线上的任意位置由静止释放的电子都能从N点离开电场。
参考答案
14．【答案】（1）放电，不变（2）相同（3）430
15．【答案】（1）C（2）（3）D（4）（5）A
16．【答案】（1）；（2）
【详解】（1）由二力平衡
解得
（2）由将一个电子从P点开始先水平向左平移2mm，是在等势面上移动电场力不做功，故只有向下平移至B板电场力做功
17．【答案】（1）；（2）；（3）7
【详解】（1）由AB做自由落体运动
解得
（2）ABC由机械能守恒
在C点由牛顿第二定律
联立解得
由牛顿第三定律
（3）由功能关系
即从C点开始在CD之间经历7个单程，最后从D向左运动停在DC的中点
故整个过程中小球最多能通过C点7次
18．【答案】（1）；（2）（3）取曲线上任一点P，
【详解】（1）由双曲线可知，B、C间距为
电子从B运动到C，由动能定理得
解得电子通过C点时的速度大小
设电场区域Ⅱ的场强为，电子从C点进入电场区域Ⅱ中做类平抛运动，
在y轴方向有
由牛顿第二定律有
在x轴方向有
联立解得电场区域Ⅱ中的电场强度大小

（2）电子从C点进入电场区域Ⅱ中做类平抛运动，设电子到达N点时速度大小为v，从C到N由动能定理有
联立解得
（3）取曲线上任一点P，设该点的坐标为，则在电场区域Ⅰ有
假设电子从P点一直在电场区域Ⅱ做类平抛运动，且能打到x轴上某处，运动时间为t则：
联立解得
则可以证明：从AB曲线上的任一位置由静止释放的电子都从N点离开电场。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
答案
D
B
A
C
D
A
C
D
CD
AC
BD
AB
ACD