江苏省常州市金坛区2021-2022学年高一物理下学期期末考试试题（Word版附解析）

2021~2022学年度第二学期期末质量调研

高一物理试卷

一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分，每小题只有一个选项最符合题意。

1. 甲、乙两个电阻阻值之比为，在相同时间内流过甲的电荷量是乙的2倍，则甲、乙电阻两端的电压之比为（　　）

A.  B.  C. 2：1 D. 1：2

【答案】A

【解析】

【详解】在相同时间内流过甲的电荷量是乙的2倍，由

可知，甲、乙中的电流之比为2：1，由欧姆定律可得

代入数据可得，则甲、乙电阻两端的电压之比为4：1。

故选A。

2. 关于静电场电场线和等势线，下列四个图中错误的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．是点电荷的电场线和等势线，电场线和等势线垂直，且由电势高的等势线指向电势低的等势线，A正确，不符合题意；

B．是等量异种电荷的电场线和等势线，是两簇对称曲面，B正确，不符合题意；

C．是匀强电场的电场线和等势线，在匀强电场中，电场线与等势线互相垂直，并且电场线互相平行且等间距，等势线也是互相平行且等间距，因此C错误，符合题意；

D．是形状不规则的带电导体附近的电场线和等势线，D正确，不符合题意。

故选C。

3. 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1挡到5挡5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1挡，减小油门 B. 拨1挡，加大油门

C. 拨5挡，减小油门 D. 拨5挡，加大油门

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】赛车爬坡时要克服重力做功，因此需要较大的牵引力，由功率P=Fv得牵引力为

为了能够顺利爬上陡坡，应增大发动机的输出功率和减小速度v，才能获得更大的牵引力F，因此应拨1挡，加大油门。

故选B。

4. 如图所示，M、N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. M的运行周期比N的大

B. M的角速度比N的小

C. M线速度比N的大

D. M的向心加速度比N的小

【答案】C

【解析】

【详解】A．由开普勒第三定律可知

因为

所以

A错误；

B．由圆周运动各物理量的关系，可知角速度与周期成反比，故

B错误；

C．由万有引力充当向心力

得

因为

所以

C正确；

D．由万有引力充当合力，由牛顿第二定律

得

因为

所以

D错误。

故选C。

5. 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8V

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

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．电火花计时器工作电压为220V，故A错误；

B．实验中应先启动电火花计时器，再释放纸带，故B错误；

C．由于纸带和限位孔之间存在摩擦以及空气阻力的作用，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小，故C错误；

D．若打出的纸带前面一小段被损毁，利用剩余部分纸带，通过测量任意两点A、B之间的高度差和计算出这两点的速度，根据

也能验证机械能守恒，故D正确

故选D。

6. 2022年4月11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10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

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据

在受到风力作用时，d减小，则电容器电容变大，A错误；

B．极板间电场强度可表示为

极板间电场强度不变，B错误；

C．极板间电压

可知U变小，静电计指针张角变小，C正确；

D．风力越大，d越小，极板间电压越小，则静电计指针张角越小，D错误。

故选C。

7. 真空中存在点电荷q1、q2产生的静电场，其电场线的分布如图所示，如图中P、Q两点关于点电荷q1水平对称。P、Q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M移动至N。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

【答案】B

【解析】

【详解】A．电场线的疏密程度表示场强的大小，由图可知

A错误；

B．P、Q两点关于点电荷q1水平对称，P到q1之间场强较大，电势降低较快，可知

B正确；

C．由电场线分布可知，带负电，带正电，但电场线分布不对称，故电荷量不相等，C错误；

D．此带电粒子做曲线运动，受到的电场力指向轨迹凹侧（左侧），与相应场强方向相反，故粒子带负电，电场力先做负功再做正功，故它的电势能先变大后变小，D错误。

故选B。

8. 一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e，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v，则金属棒内的电场强度大小为（　　）

A  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】由电流的微观表达式可得，导体中的电流为

I=neSv

由电阻定律可得，导体的电阻为

导体两端的电压为

U=RI

场强为

联立解得

故选A。

9. 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AB由A点运动到B点，所经位置的电势随距A点的距离x变化的规律如图乙所示。则以下关于电场强度E、质子速度v、动能、电势能随x变化的图像，正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】A．图线的斜率恒定，即

故场强恒定，为匀强磁场，A错误；

B．沿电场线方向电势降低，故场强向右，质子受到的电场力向右，由动能定理可得

B正确；

C．动能为

故不是一次函数关系，C错误；

D．电场力做正功，电势能减小，电势能的减小量可表示为

D错误。

故选B。

10. 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）的相对大小（用柱形高度表示），可能正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】设轨道半径为R，则小球运动到最高点时，速度最小为

即动能不为零，则机械能E机大于重力势能Ep，最高点的重力势能为

Ep=2mgR

相应的机械能为

若小球过最高点的速度大于，则机械能增大，即

但重力势能不变，对比可知，D选项符合题意。

故选D。

二、非选择题：共5题，14分+8分+12分+12分+14分，共60分。其中第12题-第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。

11. 在“测定金属丝电阻率”的实验中。

（1）用螺旋测微器测金属丝直径，图甲中螺旋测微器的读数为______mm。

（2）先用欧姆表粗略测量该段金属丝的电阻，选择开关置于“×10”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“×1”或“×100”）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______。

（3）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是______。

（4）采用以上电路图测得值比真实值偏______（选填“大”或“小”）。

（5）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G改装成量程为的电压表，则需要选择一个阻值为______Ω的电阻与这一电流表______（选填“串”或“并”）联。

【答案】    ①. 0.520    ②. ×1    ③.     ④. D    ⑤. 小    ⑥. 59200    ⑦. 串

【解析】

【详解】（1）[1]用螺旋测微器测金属丝直径，图甲中螺旋测微器的读数为

（2）[2]欧姆表指针在中间区域误差较小，选择开关置于“×10”挡时，发现表头指针偏转角太大（读数太小），要减小偏转角（增大读数），应减小倍率，应将选择开关置于×1挡，[3]正确操作后，表盘的示数如图丙所示，则金属丝的电阻约为。

（3）[4]由于金属丝阻值较小，为减小误差，电流表应采用外接法，为获得较大的电压调节范围，滑动变阻器应采用分压式接法，D选项的电路符合题意。

故选D。

（4）[5]采用以上电路图，由于电压表的分流作用，导致电流表示数偏大，故测得值比真实值偏小。

（5）[6][7]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G改装成量程为的电压表，则需要串联一个分压电阻，其阻值为

12. 如图所示是一对彼此绝缘、相距的平行金属带电极板M、N，N板接地，在两极板MN间A点有一带电量为的带电液滴，其质量，恰好处于静止状态，取。

（1）求两板间MN的电势差；

（2）若A点到N板的距离为，液滴在A点的电势能为多少。

【答案】（1）-50V；（2）

【解析】

【详解】（1）由平衡条件有

两板间的电压为

解得

U=50V

由于场强向上，N板电势较高，MN间的电势差为-50V。

（2）NA两点间的电势差

N点的电势为零，则A点的电势

则液滴在A点的电势能为

解得

13. 质量m=10kg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x的关系图像如图所示，求：

（1）内物体的加速度；

（2）位移为1m时物体的动能；

（3）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。

【答案】（1）；（2）100J；（3）2m，150J

【解析】

详解】（1）内，由牛顿第二定律有

代入数据解得

（2）内，由动能定理有

解得

（3）由图像可知，动能最大时，两力的合力为0，则

内，由动能定理有

由图像可知

，

联立解得

14. 雪车比赛是2022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AOB与一倾斜直轨道BC相切于B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，运动员和雪车的总质量，经过最低点O时速度，再经过B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：

（1）经最低点O时轨道对雪车的支持力大小；

（2）从最低点O运动到B点过程中雪车克服轨道摩擦力做的功；

（3）若雪车到达直轨道最高点C时速度刚好减为零，则BC轨道的长度为多少？（保留两位小数）

【答案】（1）4000N；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）在O点，由牛顿第二定律有

解得轨道对雪车的支持力大小为

（2）在从O至B的过程中，设克服摩擦力做的功为，由动能定理得

解得

（3）从B到C的过程中，由动能定理得

解得

15. 如图甲所示，P点处有质量为m、电荷量为q的带电粒子连续不断地“飘入”（初速度为0）电压为的加速电场，粒子经加速后从O点水平射入两块间距、板长均为l的水平金属板间，O为两板左端连线的中点、荧光屏为半圆弧面，粒子从O点沿直线运动到屏上点所用时间为。若在A、B两板间加电压，其电势差随时间t的变化规律如乙所示，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T，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：

（1）粒子在O点时的速度大小；

（2）图乙中U的最大值；

（3）粒子从O点到打在屏上的最短时间。

【答案】（1）；（2）2U0；（3）

【解析】

【详解】（1）由动能定理得

解得

（2）粒子从极板右侧边缘射出时，对应的电压最大，水平方向

竖直方向

根据牛顿定律有

联立解得

（3）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打在荧光屏上，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，如图所示

水平方向

设射出电场时速度与水平方向夹角为，则有

竖直分速度

由于速度反向延长线过水平位移中点，由几何关系得

E为圆弧的圆心，由几何关系可得

则有

则水平位移有

最短时间为