2021-2022学年江苏省南通市海门市高一（下）期末物理试卷（含解析）

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2021-2022学年江苏省南通市海门市高一（下）期末物理试卷

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，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。

一、单选题（本大题共10小题，共40分）

1. 下列公式中不是采用比值定义法的是(    )

A.  B.  C.  D.

2. 燃气灶中电子点火器的放电电极往往被做成钉尖形，这种做法利用了静电的(    )

A. 摩擦起电现象
B. 接触起电现象
C. 尖端放电现象
D. 静电屏蔽现象

3. 如图所示，将带正电荷的导体球靠近不带电的导体．若沿虚线将导体分成、两部分，这两部分所带电荷量大小分别为、；若沿虚线将导体分成两部分，这两部分所带电荷量大小分别为和对于上述实验，电荷量关系正确的是(    )

A. ， B. ，
C. ， D. ，

4. 如图为“验证机械能守恒定律”的实验装置，下列说法正确的是(    )

A. 释放纸带时，重锤应尽量远离打点计时器
B. 可以利用公式计算重物的速度
C. 由于阻力，重锤重力势能的减少量大于动能的增加量
D. 交流电源的实际频率若小于，算得的动能偏小
 

5. 如图为一中学生做引体向上的示意图。引体向上分为两个过程：身体从最低点升到最高点的“上引”过程，身体从最高点回到最低点的“下放”过程。某同学在内连续完成个完整的引体向上，假设每次“上引”过程重心升高的高度大约为，已知该同学的质量为。下列说法正确的是(    )

A. “上引”过程单杠对人做正功
B. “下放”过程单杠对人做负功
C. 在内重力做的总功约为
D. 在内克服重力做功的平均功率约为

6. 第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍，理论分析表明当某种天体的第二宇宙速度达到光速，这种天体就成为黑洞．如图所示，黑洞正在吞噬恒星的情景．若该黑洞的质量为，引力常量为，则下列说法正确的是(    )

A. 该黑洞的第一宇宙速度至少为
B. 该黑洞的最大半径为
C. 可求出该黑洞的最大密度
D. 某物体可绕该黑洞表面以速度做匀速圆周运动
 

7. 在如图所示的电路中，为一种电子元件，遵从欧姆定律，和是两个阻值不变的小灯泡，为可变电阻．现闭合开关，调节可变电阻使其电阻逐渐减小，发现灯泡亮度不变，下列说法中正确的是(    )

A. 电源两端电压变大
B. 灯泡变亮
C. 电子元件两端的电压变小
D. 电子元件的阻值与两端所加的电压成正比

8. 硅光电池具有低碳环保的优点．如图所示，图线是该电池在某光照强度下路端电压和电流的关系图象，图线是某电阻的图象．在该光照强度下将它们组成闭合回路，则硅光电池的(    )

A. 电动势为
B. 内阻为
C. 输出功率为
D. 效率为

9. 如图所示，一位滑雪运动员从斜面顶端由静止滑下，轨道末端为一段圆弧，不计一切阻力，其动能关于水平位移图像正确的是(    )

A.
B.
C.
D.

10. 如图所示，正方形四个顶点各固定一个带正电的点电荷，电荷量相等，是正方形的中心，将处的点电荷沿方向移至无穷远处，则(    )

A. 移动过程中，点电场强度减少
B. 移动过程中，点电荷所受静电力变大
C. 移动过程中，移动电荷所受静电力做负功
D. 移动到无穷远处时，点的电势高于点电势

二、实验题（本大题共1小题，共15分）

11. 在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中．
    实验室有如下器材：
    A.干电池节；
    B.滑动变阻器；
    C.滑动变阻器；
    D.电压表；
    E.电流表；
    F.开关、导线若干
    其中滑动变阻器应选______．
    为了减小实验误差，请在虚线框内画出该实验合理的电路图．图乙电路中部分导线已连接，请用笔画线代替导线将电路补充完整．要求变阻器的滑片滑至最右端时，其使用电阻值最大．
    
    闭合开关后，发现电压表指针有偏转，而电流表指针不偏转，在不断开电路的情况下，应选择多用电表的______检查电路故障．
    A.电阻“”挡
    B.电流挡
    C.直流电压挡
    D.直流电压挡

某同学记录的实验数据如表，试根据这些数据在图丙中画出图象，根据图象得到被测电池的电动势______，内电阻______保留三位有效数字．

造成本实验系统误差的主要原因是______．

三、计算题（本大题共4小题，共45分）

12. 我国计划于年实现载人登月．假如你是登月的宇航员，在月球上进行一系列的科学实验．若你手头有一质量为的砝码，用弹簧测力计测得其重力为，已知引力常量为，月球半径为．
    求月球质量；
    若在月球上发射一颗月球卫星，求该卫星的最小周期．
13. 如图所示为电流表改装成欧姆表的电路，两表笔直接接触时，指针满偏，偏转角度为，此时刚好完成了欧姆调零，调好的欧姆表内阻。
    将被测电阻接在两表笔间，指针偏转的角度为，求被测电阻大小；
    若已知两表笔直接接触时满偏电流，现用两表笔接电容的电容器，求稳定时电容器带电量。
14. 如图所示，某正方形空间有交替的电场，每个电场竖直宽度为，共有个相同的区域，相邻电场方向相反，电场场强大小均为，一个质量为、电量为的带正电粒子从左侧射入电场，不计重力。
    若粒子从距点的处垂直射入电场，初动能，求粒子在电场中的运动时间；
    在问的条件下，求粒子射出电场时的动能；
    若粒子从中点处与水平方向成角射入电场，初动能，且带电粒子从边出射点与入射点竖直距离不超过一个电场区域范围，求入射角的范围。
15. 如图所示，一水平轻杆一端固定在竖直细杆上的点．一轻质弹性绳下端固定在杆底端点，另一端穿过一固定在点的光滑小环与套在水平杆上的小球连接，间距离为弹性绳满足胡克定律，原长等于距离，劲度系数为，且始终不超过弹性限度．小球质量为，与水平杆间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．为水平杆上的一点，距离为已知弹性绳的弹性势能表达式为，其中为弹性绳的形变量．不计其它阻力，重力加速度为．
    若小球静止在点，求小球受到的摩擦力大小；
    若整个装置以竖直杆为轴匀速转动，小球始终位于点，求转动角速度的最大值；
    若装置绕竖直杆由静止缓慢加速转动，使小球由点缓慢移动到点，求该过程中外力对装置所做的功．

答案和解析

1.【答案】 

【解析】解：、公式是电阻的定义式，与、无关，由导体本身的性质决定，该式采用的是比值定义法，故A错误；
B、公式是电阻的决定式，导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比，不属于比值定义法，故B正确；
C、公式是电场强度的定义式，与、无关，由电场本身的性质决定，该式采用的是比值定义法，故C错误；
D、公式是电容的定义式，与、无关，由电容器本身的性质决定，该式采用的是比值定义法，故D错误。
故选：。
比值定义法就是用几个物理量的比值来定义一个新的物理量的方法，定义出的新的物理量反映物质的属性，与参与定义的物理量无关。
本题的关键要理解比值定义法的共性：被定义的物理量往往是反映物质本质的属性，它不随定义所用的物理量的大小取舍而改变。
 

2.【答案】 

【解析】解：燃气灶中电子点火器的放电电极往往被做成钉尖形是因为在尖端电荷容易聚集，点火器需要瞬间高压放电，所以需要电荷密集，需要将放电电极做成针形，所以这里利用了尖端放电现象，故C正确，ABD错误。
故选：。
利用尖端放电原理：因为电荷集中于形状比较尖端的地方，进行分析即可。
本题考查尖端放电的应用，在物理学习中要注意掌握各物理规律在生产生活中的应用。
 

3.【答案】 

【解析】解：当导体处于静电平衡状态时，不管是沿虚线将导体分开还是沿虚线将导体分开，两部分所带异种电荷量的大小均相等，即，；若沿虚线将导体分成、两部分，由于虚线距正电荷较远，部分感应出的正电荷较少，即部分感应出的负电荷较少，有，，故ABC错误，D正确。
故选：。
正电荷靠近导体，导体发生静电感应现象，根据题意分析答题。
植物基础知识是解题的前提，知道静电感应的原因与特点，根据题意即可解题；平时要注意基础知识的学习。
 

4.【答案】 

【解析】解：、为充分利用纸带，释放重锤前，使重锤尽量靠近打点计时器，故A错误；
B、本实验中要根据打出的纸带应用匀变速直线运动的推论求出重锤的速度，不能根据某点到点的时间再根据公式求出重锤的速度，故B错误；
C、由于存在空气阻力和纸带与打点计时器间的摩擦阻力，有部分机械能转化为内能，故重锤重力势能的减少量大于动能的增加量，故C正确；
D、交流电源的频率小于此时点之间的时间间隔大于，所以此时的测量的速度大于真实的数值，导致重锤增加的动能略大于重锤减少的重力势能，故D错误。
故选：。
明确实验原理，根据实验原理确定实验方法和实验中的注意事项。
本题考查验证机械能守恒定律的实验，理解实验原理是解题的前提，注意不能根据或来求解速度。
 

5.【答案】 

【解析】解：、单杠对人的作用力作用在手上，在“上引”和“下放”过程中，人的手没有发生位移，因此，单杠对人的作用力不做功，故AB错误；
C、在一次“上引”和“下放”过程中，重心上升或下降的高度相同，在“上引”过程中人克服重力做功，“下放”过程中重力做正功，两者之和为零，故一次引起向上过程中重力对人做功为，故时间内，重力对人做的总功为，故C错误；
D、该同学在内连续完成个完整的引体向上，克服重力做的总功约为，克服重力做功的平均功率约为，故D正确。
故选：。
单杠对人的作用力作用在手上，在“上引”或“下放”过程中，人的手没有发生位移，故单杠对人的作用力不做功；在“上引”过程中重力对人做负功，“下放”过程中重力对人做正功，一个完整的引起向上，重力做的总功为零，根据运动时间计算一次“上引”过程中克服重力所做的功，并根据平均功率公式求克服重力做功的平均功率。
 

6.【答案】 

【解析】解：、黑洞的第二宇宙速度不小于光速，第一宇宙速度是第二宇宙速度的倍，即黑洞的第一宇宙速度至少为，故A正确；
B、由万有引力提供向心力可得：

解得：
又
解得：，故B错误；
C、由半径的最大值和质量可以求出该黑洞的最小密度，故C错误；
D、物体绕该黑洞表面做匀速圆周运动时有

解得：，故D错误；
故选：。
根据第一宇宙速度和第二宇宙的速度的比值关系完成分析；
根据万有引力提供向心力，列式分析出黑洞的半径和绕黑洞的物体的速度。
本题主要考查了万有引力定律的相关应用，理解天体做圆周运动的向心力来源，熟悉公式间的推导即可完成分析。
 

7.【答案】 

【解析】解：、电源两端电压

灯泡亮度不变，总电流不变，所以电源两端电压不变，故A错误；
B、总电流不变，减小，电阻不变，根据分流规律电流增大，电流减小变暗，故B错误；
C、电子元件两端的电压

灯泡亮度不变，两端电压不变，灯变暗，两端电压减小，电子元件两端电压变大，故C错误；
D、电子元件中电流不变，电压变大，阻值与两端所加的电压成正比，故D正确；
故选：。
根据闭合电路欧姆定律分析路端电压变化；根据并联分流关系判断灯泡亮度；电子元件中电流不变，遵从欧姆定律，阻值与两端所加的电压成正比。
本题关键在于明确的结构，从而在整个电路中起到控制电流不变的作用；本题不能想当然地看作闭合电路欧姆定律的动态分析进行分析解答。
 

8.【答案】 

【解析】解：、由闭合电路欧姆定律得
，
当时，，由与纵轴的交点读出电动势为，根据两图线交点处的状态可知，将它们组成闭合回路时路端电压为，电流为，则电池的内阻为
，
故A错误，B正确；
C、硅光电池的输出功率
，
故C错误；
C、硅光电池的效率为
，
故D错误；
故选：。
由闭合电路欧姆定律得，当时，，由图可知电池的电动势；根据欧姆定律求出硅光电池的内阻；根据功率公式可求得输出功率。
该题考查了对图象的理解能力，对于线性元件欧姆定律可以直接利用；但对于非线性元件不能直接利用欧姆定律求解；同时对于电源的内阻往往根据电源的曲线研究斜率得到。
 

9.【答案】 

【解析】解：设运动员在斜面上所受的合力为，斜面倾角为，运动员在斜面上直线部分滑行的距离；根据动能定理，联立得，可见与成正比，轨迹图像为过原点的直线，故BC错误；进入圆弧轨道，由于变化，合力不再恒定，图像变为曲线，经过最低点后，重力和阻力都做负功，动能减小，但不是均匀减小，故A正确，D错误。
故选：。
运动员在斜面直线上滑行时所受合力恒定，动能与下滑距离成正比，进入圆弧轨道，合力不再恒定。
本题的关键在于根据物理情景，结合物理知识和数学知识构造函数，再从函数表达式作出判断。
 

10.【答案】 

【解析】解：、点电场强度是四个点电荷电场强度的叠加，处和处两个点电荷在点的电场强度抵消，处点电荷在点的电场强度大小不变，方向由，移动电荷在点的电场强度不断减小，方向由，则点电场强度不断增大，故A错误；
B、处和处两个点电荷对点电荷的静电力不变，方向由，移动电荷对处点电荷的静电力不断减小，方向沿，则点电荷所受静电力变小，故B错误；
C、移动电荷所受静电力方向由，则移动电荷所受静电力做正功，故C错误；
D、移动到无穷远处时，在处和处两个点电荷的电场中，段电场线方向由，点的电势高于点电势。在处点电荷和移动电荷的电场中，段电场线方向由，点的电势高于点电势，所以合电场中点的电势高于点电势，故D正确。
故选：。
点电场强度是四个点电荷电场强度的叠加，根据电场的叠加原理分析点电场强度的变化情况。根据库仑定律分析点电荷所受静电力变化情况。根据移动电荷所受静电力方向与位移方向的关系，判断静电力做功正负。根据电场线的方向情况判断电势高低。
本题考查应用合成的思想处理静电场的电场强度、电势的叠加问题的能力，要掌握点电荷电场的分布情况，能根据电场线方向判断电势高低。
 

11.【答案】        电压表的分流 

【解析】解：为方便实验操作，滑动变阻器应选择总阻值较小的，所以滑动变阻器选B。
由于一节干电池的内阻较小，为了减少实验误差，实验电路如图所示：

根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示；
闭合开关后，发现电压表指针有偏转，而电流表指针不偏转，在不断开电路的情况下，应该选用应选择多用电表的电压表进行测量，由于电源电动势约为，所以电压表应该选用直流电压挡检查电路故障，故C正确，ABD错误；
故选：；
根据坐标系内描出的点作出电源的图象，图象如图所示：

由图示电源图象可知，图象与纵轴交点坐标值为，电源电动势，
电源内阻：；
相对于电源来说，电流表采用外接法，电流表的测量值小于通过电源的电流，所以本实验误差产生的原因是电压表的分流造成的。
故答案为：；电路图、实物连接图见解析；；；；电压表的分流。
根据仪器的选取原则“安全性、准确性、操作方便”进行分析；
根据实验方法画出电路图，根据电路图进行连接实物图；
闭合开关前，为了防止电流表烧坏，确定滑动变阻器滑片的位置，根据分析电路的故障方法进行分析；
根据闭合电路的欧姆定律推导关系式，结合图象进行解答；
本实验误差产生的原因是电压表的分流造成的。
对于实验题，要弄清楚实验目的、实验原理以及数据处理、误差分析等问题，一般的实验设计、实验方法都是根据教材上给出的实验方法进行拓展，延伸，所以一定要熟练掌握教材中的重要实验。对于实验仪器的选取一般要求满足安全性原则、准确性原则和操作方便原则；解答本题还要知道图象的斜率和截距所表示的物理意义。
 

12.【答案】解：对砝码，静止时有：
万有引力等于重力：
联立解得：月球质量为 
由万有引力提供向心力得：

解得：
答：月球质量为；
若在月球上发射一颗月球卫星，该卫星的最小周期为。 

【解析】砝码受到的万有引力提供重力，列式计算出月球的质量；
根据万有引力提供向心力，列式计算出卫星的最小周期。
本题主要考查了万有引力定律的相关应用，理解物体受到的万有引力提供的力的类型，结合向心力公式即可完成分析。
 

13.【答案】解：由题意知，欧姆调零时要求表头指针满偏：，被测电阻接在两表笔间时，由于偏转角与电流成正比，所以有：，则被测电阻的阻值为：。
当欧姆表调零时有：，当两表笔两接电容器时，电容器的电荷量。
答：将被测电阻接在两表笔间，指针偏转的角度为，被测电阻大小为；
若已知两表笔直接接触时满偏电流，现用两表笔接电容的电容器，稳定时电容器带电量为。 

【解析】根据欧姆表的原理及电流表指针的偏转角与电流大小成正比，分别列式求出待测电阻的阻值；
根据电流表的满偏电流求欧姆电源的电动势，再根据电容的定义求所带的电荷量。
本题多用电表测电阻的实验原理、实验步骤变型、等问题；要掌握多用电表的使用方法、注意事项。使用多用电表测电阻时，要选择合适的挡位，然后进行欧姆调零，再测电阻。
 

14.【答案】解：对粒子，由题意

根据动能的计算公式：

设粒子从边射出，侧向位移为

水平位移为：
可得：
联立解得：
由动能定理得：

解得：
若粒子斜向上射出，设与水平方向的夹角为时。粒子最高点恰好与电场边界相切，则在电场方向上

又
解得：
即
若粒子斜向下射出，同理可得：

所以入射角的范围为斜向上与斜向下之间。
答：粒子在电场中的运动时间为；
粒子射出电场时的动能为；
入射角的范围为斜向上与斜向下之间。 

【解析】根据不同方向的运动特点，结合运动学公式计算出粒子的运动时间；
根据动能定理计算出粒子离开电场时的速度；
根据临界状态分析出粒子的临界角度，从而完成分析。
本题主要考查了带电粒子在电场中的运动，理解粒子的受力特点，分析出粒子的运动类型，结合几何关系和运动学公式即可完成分析。
 

15.【答案】解：小球在点，由于，，小球受重力、弹性绳的拉力、支持力和摩擦力作用
弹性绳的伸长量，弹性绳的弹力     
杆对球的支持力   
最大静摩擦力         
联立解得：
由于 
所以
小球在点的最大静摩擦力恒为     
小球所受摩擦力达到最大值且指向点时，转动的角速度最大，根据牛顿第二定律 
联立代入数据得：
克服弹簧弹力做功
克服摩擦力做功为
由动能定理 

答：小球受到的摩擦力大小为；
转动角速度的最大值为；
外力对装置所做的功为． 

【解析】根据共点力的平衡、胡克定律和滑动摩擦力公式可以求出最大静摩擦力和静摩擦力；根据牛顿第二定律和向心力公式可以求出最大转动角速度；根据功能关系和动能定理可求出外力做的功。
注意小球所受摩擦力达到最大值且指向点时，转动的角速度最大；克服弹力做功的过程就是转化为弹性势能的过程；外力是变力，外力做功用动能定理求解。