2022-2023學(xué)年陜西省西安市高一下期末物理試卷

一、單項選擇題（本題共10小題，每題只有一個選項符合題目要求，每題3分，共30分）

1.（3分）如圖所示，質(zhì)量為m的物體相對靜止在傾角為9的斜面上，斜面沿水平方向向

右勻速移動了距離1，物體相對斜面靜止，則下列說法正確的是（）

A.重力對物體做正功

B.摩擦力對物體做負(fù)功

C.合力對物體做功不為零

D.支持力對物體不做功

2.（3分）關(guān)于下列四幅圖所涉及的物理知識，說法正確的是（）

A.圖甲中，油罐車車尾下方拖著一根落地的軟鐵條是利用靜電

B.圖乙中，高壓輸電線上方的兩根細(xì)的導(dǎo)線具有靜電屏蔽作用

C.圖丙中，燃?xì)庠钪嗅樇庑吸c火器利用摩擦起電原理進(jìn)行點火

D.圖丁中，用銅絲編織的管線包裹話筒線是利用靜電吸收信號

3.（3分）如圖所示的實線為某靜電場的電場線，虛線是僅在電場力作用下某帶負(fù)電粒子的

運動軌跡，A、B、C、D是電場線上的點，其中A、D兩點在粒子的軌跡上，下列說法

正確的是（）

A.該電場可能是正點電荷產(chǎn)生的

B.由圖可知，同一電場的電場線在空間是可以相交的

C.將該粒子在C點由靜止釋放，它可能一直沿電場線運動

D.該粒子在A點的速度一定大于在D點的速度

4.（3分）用電場線能很直觀、很方便地比較電場中各點場強的強弱。如圖甲是等量異種點

電荷形成電場的電場線，圖乙是場中的一些點：O是電荷連線的中點，E、F是連線中垂

線上相對O對稱的兩點，B、C和A、D也相對O對稱。則（）

A.B、C兩點場強大小和方向都相同

B.A、D兩點場強大小相等，方向相反

C.E、O、F三點比較，O點場強最弱

D.B、O、C三點比較，O點場強最強

5.（3分）有一質(zhì)量為M、半徑為R、密度均勻的球體，在距離球心。為2R的地方有一質(zhì)

R

量為m的質(zhì)點，現(xiàn)在從M中挖去一半徑為&的球體（如圖），然后又在挖空部分填滿另

外一種密度為原來2倍的物質(zhì)，如圖所示.則填充后的實心球體對m的萬有引力為（）

m

HGMm7GMmGMm13GMm

A.--------B.———C.——TD.---------

36R2SR218R236R2

6.（3分）小明駕駛兩輪平衡車在水平路面上以恒定加速度a啟動，v-t圖像如圖所示，已

知人和平衡車的總質(zhì)量為m,平衡車動力系統(tǒng)的額定功率為Po,平衡車受到的阻力恒為

A.平衡車勻加速階段的牽引力為f+ma

B.平衡車能達(dá)到的最大行駛速度為=系而

C.平衡車做勻加速直線運動過程中能達(dá)到的最大速度％=今

19

D.0?t2時間內(nèi)，阻力對平衡車做的功為&mv^-P0t2

7.（3分）如圖所示，一條輕繩跨過定滑輪，繩的兩端各系質(zhì)量分別為m和2m的小球A和

B,用手拉住A球，繩子拉住B球，A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)。釋放A球，在B球下降、

A球上升的過程中（）

/〃〃////〃/

A.A球、B球機械能均守恒

B.A球增加的動能等于B球增加的動能

C.B球減少的重力勢能等于A球增加的機械能

D.繩子拉力對A球做功大小等于拉力對B球做功大小

（多選）8.（3分）如圖，一帶正電的點電荷固定于0點，兩虛線圓均以。為圓心，兩實

線分別為帶電粒子M和N先后在電場中運動的軌跡，a、b、c、d、e為軌跡和虛線圓的

交點。不計重力。下列說法正確的是（）

A.M帶負(fù)電荷，N帶正電荷

B.M在b點的動能小于它在a點的動能

C.N在d點的電勢能等于它在e點的電勢能

D.N在從c點運動到d點的過程中克服電場力做功

9.（3分）如圖所示，點A、B、C、D、M、N將半徑為R=gem的圓周六等分。空間有

一方向與圓平面平行的范圍足夠大的勻強電場（圖中未畫出）。已知A、C、M三點的電

勢分別為<PA=1V、（pc=2.5V>q）M=4Vo下列判斷正確的是（)

0tr

N.........M

A.圓心O點的電勢為2V

B.電場強度的大小為lOOV5V/m

C.將一電子沿圓周從D點經(jīng)M點移到N點，電場力先做負(fù)功后做正功

D.在圓心O處將一群初動能為V^eV的電子在圓的平面內(nèi)沿各個方向發(fā)射，電子離開圓

時的最大動能為2geV

10.（3分）如圖所示，平行板電容器左極板接地，充電后與電源斷開，兩板間有一個帶負(fù)

電的試探電荷固定在P點。靜電計的金屬球與電容器的負(fù)極板連接外殼接地。以E表示

兩板間的電場強度，cp表示P點的電勢，Ep表示該試探電荷在p點的電勢能，e表示靜

電計指針的偏角。若保持負(fù)極板不動，將正極板緩慢向上平移一小段距離（靜電計帶電

量可忽略不計），關(guān)于各物理量變化情況，下列說法正確的是（）

A.E增大，隼降低，Ep減小，。增大

B.E增大，甲降低，Ep增大，。增大

C.E不變，隼不變，Ep不變，。減小

D.E不變，隼升IWJ,Ep減小，9減小

二、多項選擇題（本題共4小題,共16分，每題至少有兩個選項符合題目要求，選全得4

分，選對但不全得2分，有錯選項得零分）

（多選）11.（4分）雙星的運動是引力波的來源之一，假設(shè)宇宙中有一雙星系統(tǒng)由P、Q兩

顆星體組成，這兩顆昆繞它們連線上的某一點在二者之間萬有引力作用下做勻速圓周運

動，測得P星的角速度為3,P、Q兩顆星之間的距離為L,P,Q兩顆星的軌道半徑之

差為Ar,P星的質(zhì)量大于Q星的質(zhì)量，引力常量為G,則（）

A.P星的向心力大小等于Q星的向心力大小

B.P、Q兩顆星的向心加速度大小相等

C.P、Q兩顆星的線速度大小之差為3Ar

L+Ar

D.P、Q兩顆星的質(zhì)量之比為——

L-Ar

（多選）12.（4分）如圖甲所示，在某電場中建立x坐標(biāo)軸，一個電子僅在電場力作用下

沿x軸正方向運動，經(jīng)過A、B、C三點，已知xc-XB=XB-XA.該電子的電勢能Ep隨

坐標(biāo)x變化的關(guān)系如圖乙所示.則下列說法中正確的是（）

ABC

OxAXBxc

A.A點電勢低于B點電勢

B.A點的電場強度小于B點的電場強度

C.A、B兩點電勢差UAB等于B、C兩點電勢差UBC

D.電子經(jīng)過A點的速率小于經(jīng)過B點的速率

（多選）13.（4分）如圖所示，一絕緣光滑圓環(huán)軌道放在豎直向下的勻強電場中，圓環(huán)半

徑為R,場強為E,在與環(huán)心等高處放有一帶正電的小球，質(zhì)量為m、電量為q,由靜止

開始沿軌道運動，下述說法正確的是（）

A.小球在運動過程中機械能守恒

B.小球經(jīng)過環(huán)的最低點時速度最大

C.小球經(jīng)過環(huán)的最低點時對軌道壓力為3mg+qE

D.要使小球能到達(dá)最高點，小球初速度至少應(yīng)為嚴(yán)守過

（多選）14.（4分）如圖所示，傾角為e的傳送帶由電動機帶動，始終保持速率V勻速運

動，質(zhì)量為m的物塊由傳送帶底端靜止釋放，已知物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為四

（>>tan0）,物塊到達(dá)傳送帶頂端前已經(jīng)與之保持相對靜止。則在物塊由靜止釋放到運

動到頂端的過程中，下列說法正確的是（）

A.電動機多提供的能量大于mv?

1

B.傳送帶克服摩擦力做的功為amv2

C.傳送帶和物塊因之間的摩擦面增加的內(nèi)能為

1

D.摩擦力對物塊的平均功率為3/nngvcose

三、實驗題（共3小題，共20分）

15.（5分）利用圖甲裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗。

?—4.89-*

（1）實驗中，需先接通電源，再由靜止釋放重物，得到如圖乙所示的一條紙帶。。為起

點，在紙帶上選取幾個連續(xù)打出的點，其中三個連續(xù)點A、B、C,測得它們到起始點O

的距離如圖乙。已知重物質(zhì)量m=1.00kg,重力加速度g=9.80m/s2,打點計時器打點周

期為T=0.02s,那么打點計時器打下計數(shù)點B時，重物的速度VB=m/s；O

點到B點過程中重物重力勢能減少量為Jo（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

（2）該同學(xué)根據(jù)紙帶算出其他各點對應(yīng)的瞬時速度，測出與此相對應(yīng)的重物下落高度h,

以v?為縱坐標(biāo)，以h為橫坐標(biāo)，建立坐標(biāo)系，作出h-v2圖像如圖丙，從而驗證機械能

守恒定律。若所有操作均正確，得到的h-v2圖像。斜率為k,可求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/p>

g=°

16.（5分）（1）某同學(xué)對一個表頭G進(jìn)行改裝，已知其滿偏電流Ig=100uA,標(biāo)記的內(nèi)阻

值Rg=900Q。先利用定值電阻R1將表頭改裝成一個0?1mA的電流表，然后利用定值

電阻R2將此電流表改裝成一個0?3V的電壓表V1（如圖所示）。則根據(jù)條件，定值電阻

R1=Q,K2=。o

（2）改裝完畢后，他用量程為0?3V、內(nèi)阻為2500。的標(biāo)準(zhǔn)電壓表V2對此電壓表從0

開始進(jìn)行校準(zhǔn)。滑動變阻器R有兩種規(guī)格：

A.滑動變阻器（0?20。）

B.滑動變阻器（0?2kQ）

為了實驗中電壓調(diào)節(jié)方便，R應(yīng)選用（填“A”或"B”）。

17.（10分）某小組測量某金屬細(xì)桿的電阻率，應(yīng)用了學(xué)生電源。定值電阻Ro、電壓表Vi

和V2、電阻箱R等器材，操作步驟如下:

（1）用游標(biāo)卡尺測其長度用L表示，示數(shù)如圖甲所示可知其長度為mm；

用螺旋測微器測量其橫截面直徑用D表示，示數(shù)如圖乙所示，可知其直徑為

mm。

（2）先用多用電表粗測其電阻，選用“X10”倍率的電阻擋測量，發(fā)現(xiàn)多用電表指針偏

轉(zhuǎn)角度過大，因此需選擇（選填“義1”或“X100”）倍率的電阻擋，然后必

須重新，再測出金屬桿電阻。

（3）按丙圖電路圖連接電路，a、b間器件表示金屬桿，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，記錄兩

電壓表和電阻箱的讀數(shù)，繪制出丁圖，可計算出金屬桿的阻值R'=O,用

L、D、R'表示出該金屬桿的電阻率p=;

（4）從系統(tǒng)誤差角度看，由丁圖計算出的阻值R'真實值（選填“大于”、“小

于”或“等于”）。

四、計算題（18題7分，19題8分，20題9分，21題10分，共34分）

18.（7分）如圖所示，平行板電容器的兩個極板A、B分別接在恒壓電源正、負(fù)兩級上，

電源電壓為U=60V,電容器的電容為C=3X10-9F,兩極板間距為d=3cm,P點到B

板的垂直距離為di=lcm,B極板接地。求：

（1）平行板電容器極板上所帶的電荷量Q;

（2）P點處的電勢（ppo

I

19.（8分）開曾勒用二十年的時間研究第谷的行星觀測數(shù)據(jù)，發(fā)表了開普勒三大定律。在

研究行星繞太陽運動的規(guī)律時，將行星軌道簡化為一半徑為r的圓軌道。

（1）如圖所示，設(shè)行星與太陽的連線在一段非常非常小的時間At內(nèi)，掃過的扇形面積

為AS。求行星繞太陽運動的線速度的大小v,并結(jié)合開普勒第二定律證明行星做勻速圓

周運動；（提示：扇形面積另X半徑X弧長）

（2）請結(jié)合開普勒第三定律、牛頓運動定律，證明太陽對行星的引力F與行星軌道半徑

r的平方成反比。

20.（9分）如圖甲所示，真空中有一電子槍連續(xù)不斷且均勻的發(fā)出質(zhì)量為m、電荷量為e、

初速度為零的電子，經(jīng)電壓大小為Ui=4咚的直線加速電場加速，由小孔穿出加速電場

后，沿兩個彼此絕緣且靠近的水平金屬板A、B間的中線射入偏轉(zhuǎn)電場。A、B兩板距離

為d、板長均為L,兩板間加周期性變化的電勢差UAB,UAB隨時間變化的關(guān)系圖像如圖

乙所示，變化周期為1,t=0時刻，UAB=UO,不計電子的重力和電子間的相互作用力,

不考慮電場的邊緣效應(yīng)，且所有電子都能離開偏轉(zhuǎn)電場，求：

（1）電子從加速電場Ui飛出后的水平速度vo的大小;

（2）t=號■時射入偏轉(zhuǎn)電場的電子離開偏轉(zhuǎn)電場時距兩板間中線的距離y。

21.（10分）如圖所示，質(zhì)量mB=3.5kg的物體B通過一輕彈簧固連在地面上，彈簧的勁度

系數(shù)k=100N/m.一輕繩一端與物體B連接，另一端繞過兩個光滑的輕質(zhì)小定滑輪02、

01后與套在光滑直桿頂端的、質(zhì)量mA=1.6kg的小球A連接.已知直桿固定，桿長L

為0.8m,且與水平面的夾角9=37°,初始時使小球A靜止不動，與A相連的繩子保持

水平，此時繩子中的張力F為45N.己知AOi=0.5m,重力加速度g取lOm/s?,sin37°

=0.6,cos37°=0.8,輕繩不可伸長，現(xiàn)將小球A由靜止釋放。

（1）求釋放小球A之前彈簧的形變量；

（2）若直線CO1與桿垂直,求小球A運動到C點的過程中繩子拉力對小球A所做的功;

（3）求小球A運動到直桿底端D點時的速度大小。

2022-2023學(xué)年陜西省西安市高一下期末物理試卷

參考答案與試題解析

一、單項選擇題（本題共10小題，每題只有一個選項符合題目要求，每題3分，共30分）

1.（3分）如圖所示，質(zhì)量為m的物體相對靜止在傾角為8的斜面上，斜面沿水平方向向

右勻速移動了距離1，物體相對斜面靜止，則下列說法正確的是（）

A.重力對物體做正功

B.摩擦力對物體做負(fù)功

C.合力對物體做功不為零

D.支持力對物體不做功

【解答】解：A.重力的方向豎直向下，物體的位移方向水平向右，在重力方向上沒有位

移，故重力對物體不做功，故A錯誤；

B.物體所受摩擦力的方向沿斜面向上，與位移方向的夾角為鈍角，故摩擦力對物體做負(fù)

功，故B正確；

C.物體做勻速直線運動時，所受合力為零，故合力對物體做功為零，故C錯誤；

D.物體所受支持力方向垂直于斜面向上，與位移方向的夾角為銳角，故支持力對物體做

正功，故D錯誤。

故選：B?

2.（3分）關(guān)于下列四幅圖所涉及的物理知識，說法正確的是（）

A.圖甲中，油罐車車尾下方拖著一根落地的軟鐵條是利用靜電

B.圖乙中，高壓輸電線上方的兩根細(xì)的導(dǎo)線具有靜電屏蔽作用

C.圖丙中，燃?xì)庠钪嗅樇庑吸c火器利用摩擦起電原理進(jìn)行點火

D.圖丁中，用銅絲編織的管線包裹話筒線是利用靜電吸收信號

【解答】解：A、油罐車車尾下方拖著一根落地的軟鐵條，目的是將汽車與空氣摩擦產(chǎn)生

的靜電導(dǎo)入大地，是防止靜電，故A錯誤；

B、高壓輸電線線塔上除了下面的三根粗的輸電線外，上方還有兩根細(xì)的導(dǎo)線可以有效防

止大氣中的靜電對高壓線的影響，利用的是靜電屏蔽的原理，故B正確；

C、點火器是利用高壓尖端放電的原理，故C錯誤；

D、銅絲編織的管線起到靜電屏蔽的作用，能夠屏蔽外部干擾，從而實現(xiàn)高保真信號傳輸，

故D錯誤；

故選：Bo

3.（3分）如圖所示的實線為某靜電場的電場線，虛線是僅在電場力作用下某帶負(fù)電粒子的

運動軌跡，A、B、C、D是電場線上的點，其中A、D兩點在粒子的軌跡上，下列說法

正確的是（）

A.該電場可能是正點電荷產(chǎn)生的

B.由圖可知，同一電場的電場線在空間是可以相交的

C.將該粒子在C點由靜止釋放，它可能一直沿電場線運動

D.該粒子在A點的速度一定大于在D點的速度

【解答】解：A、正點電荷周圍的電場是以正點電荷為球心，輻射分布的，故A錯誤。

B、同一電場的電場線在空間不能相交，否則同一點具有兩個電場線方向，故B錯誤。

C、電場中的帶電粒子受力的方向沿電場線的切線方向，由于B點所在電場線為曲線，

所以將該粒子在B點由靜止釋放，它一定不能沿電場線運動，故C錯誤。

D、由于做曲線運動的物體受力的方向指向曲線的內(nèi)側(cè)，可知該粒子在該電場中受到的電

場力沿電場線向下，故從A到D電場力對粒子做負(fù)功，粒子的動能減小，則粒子在A點

的速度較大，故D正確。

故選：D。

4.（3分）用電場線能很直觀、很方便地比較電場中各點場強的強弱。如圖甲是等量異種點

電荷形成電場的電場線，圖乙是場中的一些點：0是電荷連線的中點，E、F是連線中垂

線上相對O對稱的兩點，B、C和A、D也相對O對稱。則（）

A.B、C兩點場強大小和方向都相同

B.A、D兩點場強大小相等，方向相反

C.E、O、F三點比較，O點場強最弱

D.B、O、C三點比較，O點場強最強

【解答】解：A、根據(jù)對稱性看出，B、C兩處電場線疏密程度相同，則B、C兩點場強

大小相同。這兩點場強的方向均由B-C,方向相同。故A正確。

B、根據(jù)對稱性看出，A、D兩處電場線疏密程度相同，則A、D兩點場強大小相同。由

圖看出，A、D兩點場強方向相同。故B錯誤。

C、由圖看出，E、O、F三點比較，O點場強最強，故C錯誤。

D、由圖看出，B、0、C三點比較，。處電場線最疏，0點場強最弱。故D錯誤。

故選：Ao

5.（3分）有一質(zhì)量為M、半徑為R、密度均勻的球體，在距離球心。為2R的地方有一質(zhì)

R

量為m的質(zhì)點，現(xiàn)在從M中挖去一半徑為；的球體（如圖），然后又在挖空部分填滿另

外一種密度為原來2倍的物質(zhì)，如圖所示.則填充后的實心球體對m的萬有引力為（）

m

llGMm7GMmGMm13GMm

A.B.;-C.-----D.----;-

36R28R218R236產(chǎn)

【解答】解：沒挖去前，球體對質(zhì)點m的萬有引力&=筌，

根據(jù)m=可知挖去部分的質(zhì)量是球體質(zhì)量的則挖去部分對質(zhì)點m的引力b=

$8

_GMm

（竽）2—18R2'

則剩下部分對m的萬有引力F=F-F='GMf。

1236廢

若挖去的小球中填滿原來球的密度的2倍的物質(zhì)，該物質(zhì)的質(zhì)量為三M,

4

則該物質(zhì)對質(zhì)點m的萬有引力&=黑”=黑

所以質(zhì)點所受的萬有引力F'=F+F3=型等+駕=必袈.故A正確，BCD錯誤

36R29M36R”

故選：Ao

6.（3分）小明駕駛兩輪平衡車在水平路面上以恒定加速度a啟動，v-t圖像如圖所示，已

知人和平衡車的總質(zhì)量為m,平衡車動力系統(tǒng)的額定功率為Po,平衡車受到的阻力恒為

f,不計人對平衡車做功，則（）

A.平衡車勻加速階段的牽引力為f+ma

B.平衡車能達(dá)到的最大行駛速度外=用而

C.平衡車做勻加速直線運動過程中能達(dá)到的最大速度%=生

19

D.0?t2時間內(nèi)，阻力對平衡車做的功為-PoJ

【解答】解：A、勻加速階段，由牛頓第二定律得：F-f=ma,可得平衡車勻加速階段

的牽引力為F=f+ma,故A正確；

B、當(dāng)平衡車牽引力與阻力平衡時，達(dá)到最大速度，由Po=Fvm=fvm,可得平衡車能達(dá)

到的最大行駛速度為=?，故B錯誤；

C、勻加速直線運動結(jié)束時平衡車的功率達(dá)到額定功率，由Po=Fvi,結(jié)合F=f+ma,可

得平衡車做勻加速直線運動過程中能達(dá)到的最大速度％=品言故C錯誤；

V-\1

D、0?t2時間內(nèi)，由動能定理可得：F*—11+Po（t2-ti）+Wf=o

聯(lián)立可得阻力對平衡車做的功為：Wf=-矍（f+ma）-Pofe-tJ,故D錯誤。

故選：Ao

7.（3分）如圖所示，一條輕繩跨過定滑輪，繩的兩端各系質(zhì)量分別為m和2m的小球A和

B,用手拉住A球，繩子拉住B球，A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)。釋放A球，在B球下降、

A球上升的過程中（

///〃///////

WKxWwWW

A.A球、B球機械能均守恒

B.A球增加的動能等于B球增加的動能

C.B球減少的重力勢能等于A球增加的機械能

D.繩子拉力對A球做功大小等于拉力對B球做功大小

【解答】解：A、對A、B分別進(jìn)行受力分析，二者均受重力和拉力作用，其中，二者受

到的拉力在運動過程中均對球做了功，所以兩小球各自的機械能均不守恒，故A錯誤；

B、A、B兩球均從靜止?fàn)顟B(tài)開始運動，運動過程中二者速度大小總相等，故A球動能增

11

2x22

加量：AEkA=2mv,B球動能增加量為：AEkB=22mv=mvAEkA,故B錯誤；

C、對AB系統(tǒng)而言，由于無機械能與其他能的轉(zhuǎn)化，所以AB系統(tǒng)的機械能守恒。即B

球減少的重力勢能等于A球增加的機械能，加上B球增加的動能，故C錯誤；

D、繩子對A和B的拉力大小相等，方向均向上，設(shè)為F,所以繩子拉力對A球做功為：

WA=Fh

拉力對B球做功為：WB=-Fh

可知繩子拉力對A球做功大小等于拉力對B球做功大小，故D正確。

故選：D。

（多選）8.（3分）如圖，一帶正電的點電荷固定于O點，兩虛線圓均以O(shè)為圓心，兩實

線分別為帶電粒子M和N先后在電場中運動的軌跡，a、b、c、d、e為軌跡和虛線圓的

交點。不計重力。下列說法正確的是（）

M

A.M帶負(fù)電荷，N帶正電荷

B.M在b點的動能小于它在a點的動能

C.N在d點的電勢能等于它在e點的電勢能

D.N在從c點運動到d點的過程中克服電場力做功

【解答】解：A、由粒子運動軌跡可知，M受到的是吸引力，N受到的是排斥力，可知

M帶負(fù)電荷，N帶正電荷，故A正確。

B、M從a到b點，庫侖力做負(fù)功，根據(jù)動能定理知，動能減小，則b點的動能小于在a

點的動能，故B正確。

C、d點和e點在同一等勢面上，電勢相等，則N在d點的電勢能等于在e點的電勢能，

故C正確。

D、N從c到d,庫侖斥力做正功，故D錯誤。

故選：ABCo

9.（3分）如圖所示，點A、B、C、D、M、N將半徑為R=gem的圓周六等分。空間有

一方向與圓平面平行的范圍足夠大的勻強電場（圖中未畫出）。已知A、C、M三點的電

勢分別為＜PA=1V、（pc=2.5V、Q）M=4V。下列判斷正確的是（）

0.

N

A.圓心0點的電勢為2V

B.電場強度的大小為100V3V/m

C.將一電子沿圓周從D點經(jīng)M點移到N點，電場力先做負(fù)功后做正功

D.在圓心O處將一群初動能為V^eV的電子在圓的平面內(nèi)沿各個方向發(fā)射，電子離開圓

時的最大動能為2必eV

11

【解答】解:AB.在勻強電場中AM連線的中點G的電勢9G=2@A+WM）=）X（1+4）V

=2.5V=（pc,故直線COGN為等勢線，＜po=2.5V,且可知電場強度的方向由M指向A

（或由D指向B）,如圖所示，M、A兩點間的距離d=V^R=3cm=0.03m,電場強度

石=等，代入數(shù)據(jù)解得：E=100V/m,故A、B錯誤；

C.過圓心O作MA的平行線，與圓的交點H處電勢最高,UHO=E?R=100XV3x10-2￥=

V37,圓上最高電勢（PH=UHO+＜PO,代入數(shù)據(jù)解得：.=殳變乙沿圓周將電子從D

點經(jīng)M點移到N點，電場力先做正功再做負(fù)功，故C錯誤；

D.從O點發(fā)射的電子從H點射出時動能最大，Ekm=Eko+eUHO,代入數(shù)據(jù)解得：Ekm=

2y[3eV,故D正確.

10.（3分）如圖所示，平行板電容器左極板接地，充電后與電源斷開，兩板間有一個帶負(fù)

電的試探電荷固定在P點。靜電計的金屬球與電容器的負(fù)極板連接外殼接地。以E表示

兩板間的電場強度，cp表示P點的電勢，Ep表示該試探電荷在p點的電勢能，e表示靜

電計指針的偏角。若保持負(fù)極板不動，將正極板緩慢向上平移一小段距離（靜電計帶電

量可忽略不計），關(guān)于各物理量變化情況，下列說法正確的是（）

A.E增大，隼降低，Ep減小，e增大

B.E增大，cp降低，Ep增大，。增大

C.E不變，隼不變，Ep不變，。減小

D.E不變，＜p升高，Ep減小，0減小

【解答解A、根據(jù)電容的決定式C=蠱、電容的定義式C=帶以及E=軻得:E=曙,

S減小，Q不變，則E增大。由U=Ed知P點與正極板間電勢差增大，因為P點的電勢

低于正極板的電勢，則P點的電勢（p降低，由EP=q（p知試探電荷在P點的電勢能EP

增大。由U=Ed知兩極板間電勢差增大，靜電計指針的偏角8增大，故ACD錯誤，B

正確。

故選：Bo

二、多項選擇題（本題共4小題，共16分，每題至少有兩個選項符合題目要求，選全得4

分，選對但不全得2分，有錯選項得零分）

（多選）11.（4分）雙星的運動是引力波的來源之一，假設(shè)宇宙中有一雙星系統(tǒng)由P、Q兩

顆星體組成，這兩顆昆繞它們連線上的某一點在二者之間萬有引力作用下做勻速圓周運

動，測得P星的角速度為3,P、Q兩顆星之間的距離為L,P,Q兩顆星的軌道半徑之

差為Ar,P星的質(zhì)量大于Q星的質(zhì)量，引力常量為G,則（）

A.P星的向心力大小等于Q星的向心力大小

B.P、Q兩顆星的向心加速度大小相等

C.P、Q兩顆星的線速度大小之差為3Ar

L+Ar

D.P、Q兩顆星的質(zhì)量之比為----

L-Ar

【解答】解：A、兩顆星受到的萬有引力是一對相互作用力，大小相等方向相反，且萬有

引力提供向心力，故A正確；

B、因為兩顆星的質(zhì)量不相等，則根據(jù)牛頓第二定律F=ma可知，兩顆星的向心加速度

大小不相等，故B錯誤；

C、因為兩顆星的角速度相等，且根據(jù)線速度的計算公式：v=3r

可知，Av=vp-VQ=O）（rp-FQ）=（DAr,故C正確；

D、對于兩星，根據(jù)向心力公式可得：

22

mP（ji）rP—TnQ0）乙TQ

所以吆

rriQrP

又因為mp>mQ,所以rpVrQ

根據(jù)題意可得：

rp-IQ=Ar,rp+rQ=L

TripL—Ar

解得：—故D錯誤。

TTIQL+Ar

故選：ACo

（多選）12.（4分）如圖甲所示，在某電場中建立x坐標(biāo)軸，一個電子僅在電場力作用下

沿X軸正方向運動，經(jīng)過A、B、C三點，已知XC-XB=XB-XA.該電子的電勢能Ep隨

坐標(biāo)X變化的關(guān)系如圖乙所示.則下列說法中正確的是（）

—A?—B?--C?---?

XAXBXCX

甲乙

A.A點電勢低于B點電勢

B.A點的電場強度小于B點的電場強度

C.A、B兩點電勢差UAB等于B、C兩點電勢差UBC

D.電子經(jīng)過A點的速率小于經(jīng)過B點的速率

【解答】解：AD、一個電子僅在電場力作用下沿x軸正方向運動，由圖知電勢能一直減

小，則電子從A到B電場力做正功，電勢升高，根據(jù)動能定理，動能增加，速度增大,

A點電勢低于B點電勢，故AD正確；

B、根據(jù)Ep=qEx,可知圖象的斜率大小體現(xiàn)電場強度的強弱，因此從A到B,電場強度

減小，A點的電場強度大于B點的電場強度，故B錯誤；

C、由圖可知，電子通過相同位移時，電勢能的減小量越來越小，A、B兩點電勢差UAB

大于B、C兩點電勢差UBC,故C錯誤；

故選：ADo

（多選）13.（4分）如圖所示，一絕緣光滑圓環(huán)軌道放在豎直向下的勻強電場中，圓環(huán)半

徑為R,場強為E,在與環(huán)心等高處放有一帶正電的小球，質(zhì)量為m、電量為q,由靜止

開始沿軌道運動，下述說法正確的是（）

A.小球在運動過程中機械能守恒

B.小球經(jīng)過環(huán)的最低點時速度最大

C.小球經(jīng)過環(huán)的最低點時對軌道壓力為3mg+qE

D.要使小球能到達(dá)最高點，小球初速度至少應(yīng)為呼呼遜

【解答】解：A、小球運動過程中電場力做功，機械能不守恒。故A錯誤。

B、小球從最高點到最低點的過程中，合力做正功最多，則根據(jù)動能定理得知，動能增加

最大，速率增大最大，所以小球經(jīng)過環(huán)的最低點時速度最大。故B正確。

C、小球從最高點到最低點的過程，根據(jù)動能定理得：（mg+qE）R=gnv2

v2

又由N-mg-qE=m—聯(lián)立解得：N=3（mg+qE）。故C錯誤。

R

D、小球恰能經(jīng)過最I(lǐng)WJ點時，根據(jù)牛頓第二定律可知：mg+Eq=m—；從起點到最高點，

R

根據(jù)動能定理可得：-（mg+qE）R=-^mvg,聯(lián)立解得：vo=叫叫”,

故D正確；

故選：BDo

（多選）14.（4分）如圖所示，傾角為。的傳送帶由電動機帶動，始終保持速率v勻速運

動，質(zhì)量為m的物塊由傳送帶底端靜止釋放，已知物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為四

（H>tan0）,物塊到達(dá)傳送帶頂端前已經(jīng)與之保持相對靜止。則在物塊由靜止釋放到運

動到頂端的過程中，下列說法正確的是（）

A.電動機多提供的能量大于mv?

1

B.傳送帶克服摩擦力做的功為amv2

、.umv2cos6

C.傳送帶和物塊因之間的摩擦面增加的內(nèi)能為“"Q,一

2（jicose-sinB）

」.1

D.摩擦力對物塊的平均功率為3卬ngucos。

【解答】解：AB、物塊先向上做勻加速直線運動，根據(jù)牛頓第二定律有：|imgcos0-mgsin0

=ma

變形解得：a=|igcos0-gsin0

所以加速時間為：”:礪焉扁

這段時間內(nèi)，物塊的位移為："蜷=的荻』硒

”2

皮帶轉(zhuǎn)過的距離：s="t=Kgcos0_gsE9=2x

電動機多消耗的電能等于傳送帶克服摩擦力做的功，則有：E電=亞帶克=|imgcosB?s=

mv2

1tan6

由題設(shè)條件H>tan0,由上式可知電動機多提供的能量與傳送帶克服摩擦力做的功均大于

mv2,故A正確，B錯誤；

C、物塊在傳送帶上加速的過程中，相對傳送帶滑過的位移為：x相對=s-x=

V2

2（Jj.gcos9-gsi.n6'）

則在物塊和傳送帶相對滑動的過程中，產(chǎn)生的熱量：Q=f?△x=（imgcosCx相對=

D、在物塊由靜止釋放到運動到與傳送帶相對靜止的過程中，摩擦力對物體的平均功率為：

P=fp=[tmgcosd%mgvcosd,物塊與傳送帶相對靜止后勻速運動到頂端的過程中,

物塊受到靜摩擦等于mgsin0,此過程靜摩擦力對物體的功率為：P'=mgsin0'v,則全

1

程摩擦力對物體的平均功率不等于5⑷ngucosJ,故D錯誤。

故選：ACo

三、實驗題（共3小題，共20分）

15.（5分）利用圖甲裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗。

（1）實驗中，需先接通電源，再由靜止釋放重物，得到如圖乙所示的一條紙帶。O為起

點，在紙帶上選取幾個連續(xù)打出的點，其中三個連續(xù)點A、B、C,測得它們到起始點O

的距離如圖乙。已知重物質(zhì)量m=1.00kg,重力加速度g=9.80m/s2,打點計時器打點周

期為T=0.02s,那么打點計時器打下計數(shù)點B時，重物的速度VB=1.17m/s；。點到

B點過程中重物重力勢能減少量為0.690Jo（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

（2）該同學(xué)根據(jù)紙帶算出其他各點對應(yīng)的瞬時速度，測出與此相對應(yīng)的重物下落高度h,

以v2為縱坐標(biāo)，以h為橫坐標(biāo)，建立坐標(biāo)系，作出h-v2圖像如圖丙，從而驗證機械能

守恒定律。若所有操作均正確，得到的h-v2圖像。斜率為k,可求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/p>

1

g--2fc—°

【解答】解：（1）根據(jù)勻變速直線運動中間時刻速度等于該段過程的平均速度，則打點

計時器打下計數(shù)點B時，重物的速度為：VB=舞=x0.01m/s=L17m/s

O點至uB點過程中重物的重力勢能減少量為：AEp=mghoB=lX9.80X7.04X0.011=

0.690J

（2）根據(jù)紙帶算出了個點對應(yīng)的瞬時速度，測出與此相對于的重物下落高度h,則驗證

機械能守恒的表達(dá)式為mgh=

變形為

h十

由此可知，圖像的斜率為k=4

則

1

S=2fc

1

故答案為：（1）1.17、0.690；（2）—

2k

16.（5分）（1）某同學(xué)對一個表頭G進(jìn)行改裝，已知其滿偏電流Ig=100uA,標(biāo)記的內(nèi)阻

值Rg=900Q。先利用定值電阻R1將表頭改裝成一個0?1mA的電流表，然后利用定值

電阻R2將此電流表改裝成一個0?3V的電壓表V1（如圖所示）。則根據(jù)條件，定值電阻

Ri=100Q,R2=291011o

（2）改裝完畢后，他用量程為0?3V、內(nèi)阻為2500。的標(biāo)準(zhǔn)電壓表V2對此電壓表從0

開始進(jìn)行校準(zhǔn)。滑動變阻器R有兩種規(guī)格：

A.滑動變阻器（0-2011）

B.滑動變阻器（0?2kQ）

為了實驗中電壓調(diào)節(jié)方便，R應(yīng)選用A（填“A”或"B”）。

【解答】解：（1）由圖示電路圖可知：Ri=-100X10-6X900

Ig0.001-100x10b

-6

g在左+r+1n口nIgRg100xl0x900八八八

改裝后電流表內(nèi)阻：RA=號且=----000]-----。=90。，

把電流表改裝成電壓表，串聯(lián)電阻：R2=，RA=^^0^00=2910。；

（2）為方便實驗操作滑動變阻器應(yīng)選擇最大阻值較小的A。

故答案為：⑴100；2910；（2）Ao

17.（10分）某小組測量某金屬細(xì)桿的電阻率，應(yīng)用了學(xué)生電源。定值電阻Ro、電壓表Vi

和V2、電阻箱R等器材，操作步驟如下：

（1）用游標(biāo)卡尺測其長度用L表示，示數(shù)如圖甲所示可知其長度為50.25mm；用

螺旋測微器測量其橫截面直徑用D表示，示數(shù)如圖乙所示，可知其直徑為2.150mm,

（2）先用多用電表粗測其電阻，選用“X10”倍率的電阻擋測量，發(fā)現(xiàn)多用電表指針偏

轉(zhuǎn)角度過大，因此需選擇XI（選填“XI”或“X100”）倍率的電阻擋，然后必須

重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，再測出金屬桿電阻。

（3）按丙圖電路圖連接電路，a、b間器件表示金屬桿，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，記錄兩

電壓表和電阻箱的讀數(shù)，繪制出丁圖，可計算出金屬桿的阻值R'=2.6Q,用L、

7lD2Rl

D、R'表示出該金屬桿的電阻率p=--------；

—4L—

（4）從系統(tǒng)誤差角度看，由丁圖計算出的阻值R'等于真實值（選填“大于”、“小

于”或“等于”）。

【解答】解：（1）20等分的游標(biāo)卡尺的精確度為0.05mm,長度L=50mm+5X0.05mm=

50.25mm；

螺旋測微器的精度為0.01mm,直徑D=2mm+15.0X0.01mm=2.150mm；

（2）指針偏轉(zhuǎn)角度過大，則示數(shù)較小，所以應(yīng)選擇更小倍率，即選“XI”倍率的電阻

擋，重新選倍率后要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。

（3）金屬桿和電阻箱串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律解得串聯(lián)電路的特點/=缶=等

整理得也=R'--+!

U1R

丁圖F—t圖像的斜率k=7，=2.6。

UrR2.5-0

結(jié)合守一點函數(shù)可知，電阻R，=k=2.6Q

根據(jù)電阻定律R'==嗎=嗎

Snpi毋

~4~

電阻率P=噂2

（4）考慮電壓表的內(nèi)阻，設(shè)電壓表V1的內(nèi)阻為Rv,電阻箱先和電壓表Vi并聯(lián)，并聯(lián)

UR并+R，

的整體再和金屬桿串聯(lián)，所以有一

力R并

RRy

R^=R+Rp

?,口〃2R，Rr

整理得薩向+瓦+1

可得圖像的斜率仍是R，，所以等于真實值。

TID’R，

故答案為：（1）50.25；2.150；（2）XI；進(jìn)行歐姆調(diào)零；（3）2.6；--------；（4）等于。

4L

四、計算題（18題7分，19題8分，20題9分，21題10分，共34分）

18.（7分）如圖所示，平行板電容器的兩個極板A、B分別接在恒壓電源正、負(fù)兩級上，

電源電壓為U=60V,電容器的電容為C=3X10-9F,兩極板間距為d=3cm,P點到B

板的垂直距離為di=1cm,B極板接地。求:

（1）平行板電容器極板上所帶的電荷量Q;

（2）P點處的電勢（pp。

【解答】解：（1）根據(jù)電