2021-2022学年江苏省常州市金坛区高一（下）期末物理试卷（含解析）

这是一份2021-2022学年江苏省常州市金坛区高一（下）期末物理试卷（含解析），共16页。试卷主要包含了0分），【答案】D，【答案】B，【答案】A等内容，欢迎下载使用。
绝密★启用前2021-2022学年江苏省常州市金坛区高一（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。  第I卷（选择题） 一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）甲、乙电阻阻值之比为：，在相同时间内流过甲的电荷量是乙的倍，则甲、乙两端的电压之比为(    )A. ： B. ： C. ： D. ：关于静电场的电场线和等势线，下列四个图中错误的是(    )A.  B.
C.  D. 汽车发动机通过变速箱将动力传输给运动系统，一般赛车的变速箱有挡到挡个逐次增高的前进挡位，在发动机输出功率不变时，挡位越高车速越快，加大油门可以增大发动机的输出功率。如图所示是赛车越野比赛时正在爬坡的情形，为了能够顺利爬上陡坡，司机应该(    )A. 拨挡，减小油门 B. 拨挡，加大油门
C. 拨挡，减小油门 D. 拨挡，加大油门如图所示，、为两颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，下列说法正确的是(    )A. 的运行周期比的大
B. 的角速度比的小
C. 的线速度比的大
D. 的向心加速度比的小小华同学利用如图所示的装置“验证机械能守恒定律”。下列说法正确的是(    )A. 电火花计时器工作电压约为
B. 实验中应先释放纸带，再启动电火花计时器
C. 实验中所测重物动能的增加量通常比其重力势能的减少量稍大
D. 若打出的纸带前面一小段被损毁，利用纸带剩余部分也能验证机械能守恒
 
 年月日晚，受强对流天气影响，狂风暴雨袭击川渝地区，据气象部门监测，九龙坡区局地风力已达级。小李同学用所学知识设计了一个电容式风力测量仪，如图所示，将电容器与静电计组成回路，可动电极在风力作用下向右移动，引起电容的变化，风力越大，移动距离越大两电极不接触。若极板上电荷量保持不变，在受到风力作用时，则(    )
A. 电容器电容变小 B. 极板间电场强度变大
C. 静电计指针张角变小 D. 静电计指针张角越大，风力越大真空中存在点电荷、产生的静电场，其电场线的分布如图所示，如图中、两点关于点电荷水平对称。、两点电场强度的大小分别为、，电势分别为、。一个带电粒子沿虚线轨迹从移动至。以下选项正确的是(    )
 A.
B.
C. 和带等量异种电荷
D. 此带电粒子带正电，它的电势能先变大后变小一根长为、横截面积为的金属棒，其材料的电阻率为，棒内单位体积自由电子数为，电荷量为在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为，则金属棒内的电场强度大小为(    )
A.  B.  C.  D. 如图甲所示是某电场中的一条电场线，若一质子以某一初速度仅在电场力的作用下，沿由点运动到点，所经位置的电势随距点的距离变化的规律如图乙所示。则以下关于电场强度、质子速度、动能、电势能随变化的图像，正确的是(    )
A.  B.
C.  D. 如图所示，小球沿竖直光滑圆轨道内侧运动到最高点时，小球的机械能、重力势能取圆轨道的最低点重力势能为零和动能的相对大小用柱形高度表示，可能正确的是(    )
 A.  B.  C.  D. 第II卷（非选择题） 二、实验题（本大题共1小题，共14.0分）在“测定金属丝电阻率”的实验中。

用螺旋测微器测金属丝直径，图甲中螺旋测微器的读数为______。
先用欧姆表粗略测量该段金属丝的电阻，选择开关置于“”挡时，发现表头指针偏转如图乙所示，应将选择开关置于______选填“”或“”挡，正确操作后，表盘的示数如图丙所示，则金属丝的电阻约为______。
在测定该金属丝的电阻率的实验中，为了减小实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范围，在测量其电阻时应选择的电路图是______。

采用以上电路图测得值比真实值偏______选填“大”或“小”。
某同学在进行电阻测量时，需要将一块满偏电流为、阻值为的小量程电流表改装成量程为的电压表，则需要选择一个阻值为______的电阻与这一电流表______选填“串”或“并”联。 三、计算题（本大题共4小题，共46.0分）如图所示是一对彼此绝缘、相距的平行金属带电极板、，板接地，在两极板间点有一带电量为的带电液滴，其质量，恰好处于静止状态，取。
求两板间的电势差；
若点到板的距离为，液滴在点的电势能为多少。质量的某物体同时受到两个在同一直线上的力、的作用，由静止开始做直线运动，力、与位移的关系图像如图所示，求：
内物体的加速度；
位移为时物体的动能；
在物体开始运动后的前内，当物体具有最大动能时对应的位移和最大动能。
雪车比赛是年北京冬奥会一项惊险刺激的竞技类项目，部分赛道如图所示，半径的圆弧与一倾斜直轨道相切于点，直轨道与水平面间的夹角，运动员俯卧在雪车上沿轨道滑动，运动员和雪车总质量，经过最低点时速度再经过点时的速度。已知雪车与轨道之间的动摩擦因数，重力加速度，，．
求经最低点时轨道对雪车的支持力大小．
求从最低点运动到点过程中雪车克服轨道摩擦力做的功．
若雪车到达直轨道最高点时速度刚好减为零，则轨道的长度为多少？
如图甲所示，点处有质量为、电荷量为的带电粒子连续不断地“飘入”电压为的加速电场，粒子经加速后从点水平射入两块间距、板长均为的水平金属板间，为两板左端连线的中点。荧光屏为半圆弧面，粒子从点沿直线运动到屏上点所用时间为。若在、两板间加电压，其电势差随时间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垂直打在荧光屏上被吸收．已知粒子通过板间所用时间远小于，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：
粒子在点时的速度大小；
图乙中的最大值；
粒子从点到打在屏上的最短时间。

答案和解析 1.【答案】 【解析】解：甲、乙两个电阻，在相同时间内流过甲的电荷量是乙的倍，根据公式，甲、乙两个电阻的电流之比为：，甲、乙两端的电阻之比为：，根据欧姆定律公式可知甲、乙两端的电压之比为：，故C正确，ABD错误。
故选：。
根据求解电流之比，再根据欧姆定律求解电压之比。
本题关键结合电流强度的定义公式和电阻的定义公式列式求解。
 2.【答案】 【解析】解：根据电场线的疏密判断场强的大小，电场线越密，场强越大；电场线越疏，场强越小，且依据等势线与电场线垂直，及等差等势面越密，电场强度越强，
A、由图看出，正点电荷的电场线向四周发射，越靠近点电荷的电场线越密，电场线与等势线垂直，并等差等势面越密，电场强度越强，故A正确；
B、由图可知，是等量异种电荷的电场线与等势面的分布，由上分析，可知，符合事实，故B正确；
C、由图可知，是匀强电场，除电场线平行外，还要等间距，故C错误；
D、依据电场线由正电荷出发终至于无穷远，且电场线与等势线垂直，电场线越密处，电场强度越强，等差等势面也越密，故D正确；
本题选择错误的，
故选：。
根据电场线的疏密判断场强的大小，结合电场线从正电荷出发终至于负电荷，并依据等势线与电场线垂直，及等差等势面越密，电场强度越强，从而即可判定。
考查电场线与等势线的关系，理解电场线疏密体现电场强度的强弱，注意对于等量异种点电荷和点电荷的电场线、等势线的分布是考试的热点，要抓住对称性进行记忆．
 3.【答案】 【解析】解：车辆上坡时要克服重力做功，因此需要较大的牵引力，由功率得牵引力为：，在保持发动机输出功率不变的情况下，应减小速度，才能获得更大的牵引力，因此应当将变速杆低速挡，并加大油门，故B正确，ACD错误。
故选：。
根据判断知，速度越小，牵引力越大，从而确定变速杆应推至低速挡．
解决本题的关键是清楚功率与牵引力以及速度的关系，即，据此进行答题．
 4.【答案】 【解析】解：人造地球卫星、绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有，可知
A、，由图示可知：，所以，故A错误；
B、，由图示可知：，所以，故B错误；
C、，由图示可知：，所以，故C正确；
D、，由图示可知：，所以所以，故D错误；
故选：。
根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、角速度、周期和向心力的表达式进行讨论即可。
本题关键抓住万有引力提供向心力，先列式求解出线速度、角速度、周期和加速度的表达式，再进行讨论。
 5.【答案】 【解析】解：、电火花计时器应接的交流电源，故A错误；
B、如果先放开纸带开始运动，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差；同时先打点，再释放纸带，可以使打点稳定，提高纸带利用率，可以使纸带上打满点，故B错误；
C、重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能有部分转化给摩擦产生的内能，所以重力势能的减小量略大于动能的增加量，故C错误；
D、前面的纸带损毁，利用后面纸带的从个相距较远的两点也能验证机械能守恒律：利用匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，可分别求出打下这两点的速度，进而可求出动能的增加量，量出两点的距离后，可以求出重力势能的减小量，然后两者对比，即可验证，故D正确。
故选：。
电火花计时器使用交流电源；质量大，体积小的物体受到的阻力较小；先接通电源，后释放纸带；从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能。
本题考查打点计时器的工作电流，理解释放重物的要求，掌握先打点后放纸带的原因，同时注意因阻力的存在，导致重力势能的减小量略大于动能的增加量。
 6.【答案】 【解析】解：、根据在受到风力作用时，减小，则电容器电容变大，由于电容器带电量不变，由可知极板间电压变小，静电计指针张角变小，故AD错误；C正确
B、极板间电场强度，不变，故B错误；
故选：。
根据判断电容的变化，电容与电源连接，电压不变，根据判断电量的变化，最后依据，来判定电场强度的变化
对电容器，要掌握电容的决定式和定义式及其综合应用．知道电容器与电源相连，则电势差不变；与电源断开，电荷量不变，根据电容的决定式和定义式进行判断。
 7.【答案】 【解析】解：、由图点电场线密，电场强度大，，故A错误；
B、沿电场线的方向电势降低，电场线越密的电势降落越快，，故B正确；
、根据电场线的方向可知两电荷带异种电荷，附近电场线密集，所以的电量最大，根据运动轨迹判定粒子受到斥力作用，为负电荷，所以此带电粒子也带负电，电场能先增大后减小，故CD错误。
故选：。
根据、两点处电场线的疏密比较电场强度的大小。根据沿电场线的方向电势降低，从而即可求解。根据运动轨迹判定受力方向，从而知做功情况，根据电场力做正功，电势能减小，知电势能的变化。
掌握电场线的特点：疏密表示强弱，沿电场线的方向电势降低。根据运动轨迹判定受力方向，从而知做功和能量变化情况。
 8.【答案】 【解析】解：金属棒中的电流为
金属棒的电阻为
金属棒两端的电压为
则金属棒内的电场强度大小为
联立解得，故A正确，BCD错误。
故选：。
已知棒内单位体积自由电子数为，电荷量为，自由电子定向运动的平均速率为，利用电流的微观表达式求出棒中电流，由电阻定律求出棒的电阻，由求出棒两端的电压，再由求电场强度。
解答本题的关键要掌握电流微观表达式，这是联系微观与宏观的桥梁。要知道电场强度与电压的关系为。
 9.【答案】 【解析】解：、由则知，图象切线的斜率大小等于电场强度，由几何知识得知，图象的斜率不变，则从到点场强不变。
由可知粒子运动过程中受到的电场力也不变，则加速度：不变；
由图看出，电势逐渐降低，可判断出电场线的方向从到，质子带负电，电场力方向从到，则在移动过程中，电场力做正功，质子的动能增大，速度增大，粒子的速度：
可知速度随位移不是均匀增大。故AC错误；
、增大的动能增大，电势能减小，由功能关系可得：
则动能：
由于沿方向电势的减小是均匀的，则质子的动能增大也是均匀的。故B正确，D错误。
故选：。
根据图象切线的斜率大小等于电场强度，分析场强的变化。由图看出，电势逐渐降低，可判断出电场线的方向，确定电势的高低，由电场力做功正负，分析速度的大小并判断电子电势能的变化。
本题关键要理解图象的斜率等于场强，由电势的高低判断出电场线的方向，来判断电场力方向做功情况，并确定电势能的变化。
 10.【答案】 【解析】解：设轨道半径为，则小球运动到最高点时，根据知，当轨道对小球的弹力时速度最小为，即动能不为零，则机械能大于重力势能；最高点的重力势能，最小动能为，即在最高点时的动能，故ABC错误，D正确。
故选：。
先计算出小球在最高点时的最小动能，知道机械能等于重力势能和动能之和，然后比较即可。
机械能等于重力势能和动能之和，所以在最高点时，机械能一定是大于重力势能的，还有这是个绳球模型，知道通过最高点时的最小速度，可以知道最小动能，然后做出解答。
 11.【答案】        小    串 【解析】解：螺旋测微器最小分度为，固定部分读数为，转动部分读数为，则其读数是：
将多用表选择开关置于“”挡并调零后，两表笔接触待测电阻的两端进行测量，表盘指针偏转很大，说明所测电阻减小，所选挡位太大，为了使测量值更准确，“选择开关”应置于挡，并将两表笔短接，调节图乙中欧姆调零旋钮重新调零后进行测量；由图丙可知读数为；
金属阻值只有，属于小电阻；在用伏安法测电阻时应该用电流表外接法，题干中要求实验中获得较大的电压调节范围，故滑动变阻器要采用分压式接法，故应选择对应的电路，故D正确，ABC错误。
故选：。
由于采用电流表外接法，测量的电流值偏大，而电压值正常，由欧姆定律可知，测出的电阻偏小；
设小量程电流表的内阻为，量程为，需要串联电阻的阻值为，电压表改装的原理图为：

改装电压表需要串联大电阻来分压；根据串联电路规律：
解得：。
故答案为：；；；；小；。
螺旋测微器固定刻度与可动刻度读数的和是螺旋测微器的读数。
用欧姆表测电阻要选择合适的挡位使指针指在中央刻度线附近；欧姆表换挡后要进行欧姆调零；根据题意确定电流表的接法；先确定电流表的分度值，然后根据指针位置进行读数。
因为要减小实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，故选择分压式；
根据电流表接法以及电表内阻带来的影响分析误差情况；
根据电压表改装的原理运用串并联电路的规律进行求解。
本题考查测定伏安法测电阻以及多用电表的使用；，解题关键是要知道分压式和限流式的优缺点，再根据题目要求合理选择，以及内外接选择的依据，明确误差来源并正确进行误差分析。
 12.【答案】解：由平衡条件得：
代入数据解得两板间的电场强度为：
根据公式，可得、间的电势差为：
、间的电势差为：
因为，
解得点的电势为：
则在点的电势能为：
答：两板间的电势差为；
若点到板的距离为，液滴在点的电势能为。 【解析】带电液滴受力平衡，根据平衡条件列式求解电场强度，根据求解电势差，；
根据求解点的电势，再根据求解在点电势能。
本题关键先根据平衡条件求解电场强度，然后结合公式列式解答，要注意电势虽是标量，但有正负之分。
 13.【答案】解：内，由牛顿第二定律得：

代入数据解得：
内，由动能定理得

解得：
由图像可知，动能最大时，两力的合力为，即

内，由动能定理得：

由图像可知


联立解得：
答：内物体的加速度为；
位移为时物体的动能为；
在物体开始运动后的前内，当物体具有最大动能时对应的位移为，最大动能为。 【解析】根据图像和牛顿第二定律得出物体的加速度；
根据动能定理计算出物体的动能；
理解图像的物理意义，结合动能定理计算出最大的动能。
本题主要考查了动能定理的相关应用，理解图像的物理意义，结合动能定理和牛顿第二定律即可完成分析。
 14.【答案】解：经最低点时，对运动员和雪车整体，由牛顿第二定律得
  
解得：
雪车从最低点运动到点过程中，根据动能定理得

解得雪车克服轨道摩擦力做的功：
设轨道的长度为。
雪车在轨道上运动过程，根据动能定理得

解得
答：经最低点时轨道对雪车的支持力大小为。
从最低点运动到点过程中雪车克服轨道摩擦力做的功为。
若雪车到达直轨道最高点时速度刚好减为零，则轨道的长度为。 【解析】经最低点时，对运动员和雪车整体，利用牛顿第二定律求轨道对雪车的支持力大小。
雪车从最低点运动到点过程中，重力做负功，摩擦力也做负功，根据动能定理求雪车克服轨道摩擦力做的功。
研究雪车在轨道上运动过程，根据动能定理求轨道的长度。
本题涉及力空间的积累效果时，要想到动能定理，利用动能定理可以求出雪车滑行的距离。
 15.【答案】解：由动能定理得
解得
粒子从极板右侧边缘射出时，对应的电压最大，
此时竖直偏转量
水平方向：
竖直方向：
根据牛顿第二定律有：
联立解得：
半圆荧光屏的圆心与两极板中心重合，才能使粒子全部垂直撞击在屏幕上，当粒子从极板右侧边缘射出时，水平总位移最小，故时间最短，

粒子从点沿直线运动到屏上点所用时间为。
则，
射出电场时的速度与水平方向夹角满足：，
，
解得或
根据平抛运动规律速度反向延长线过水平位移中点，且由几何关系得

为圆弧的圆心，由几何关系可得

则有

到的水平位移有，
最短时间为

联立解得：
答：粒子在点时的速度大小为；
图乙中的最大值为；
粒子从点到打在屏上的最短时间为。 【解析】粒子在加速电场中加速过程，利用动能定理列式即可求解粒子在点时的速度大小。
粒子从极板右侧边缘射出时，对应的电压最大，根据牛顿第二定律和分位移公式相结合求解。
半圆荧光屏的圆心与两极板中心重合，才能使粒子全部垂直撞击在屏幕上，当粒子从极板右侧边缘射出时，水平总位移最小。
本题考查带电粒子在电场中的运动，解题关键掌握类平抛运动学规律，注意速度反向延长线过水平位移中点。