2022-2023学年江苏省泰州市高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析）

这是一份2022-2023学年江苏省泰州市高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析），共16页。试卷主要包含了单选题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。
1.在物理学的发展过程中，许多科学家做出了巨大贡献，他们的科学发现推动了人类社会的进步。下列说法正确的是( )
A. 卡文迪什发现了万有引力定律，并测出了引力常量
B. 库仑发现了电荷间相互作用规律，并发明了库仑扭秤
C. 牛顿在研究第谷的天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律
D. 法拉第首先提出了电场的概念，并用真实存在的电场线来描述电场
2.保护知识产权，抵制盗版是我们每个公民的责任与义务，小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有一个关键数据看不清，拿来问老师，如果你是老师，你认为数据可能是( )
A. 4.0×10−19CB. 4.2×10−19CC. 4.6×10−19CD. 4.8×10−19C
3.一个电容器充好电后，两极间通过连接一个电阻进行放电，放电电流随时间变化的图像如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 图中的阴影面积代表电容器在相应的时间内减少的电荷量
B. 随着电容器所带的电荷量的减少，电容器的电容也越来越小
C. 随着放电电流的减小，电容器两极板间的电压也越来越小
D. 当放电电流减为初值的一半时，电容器所带的电荷量也减为一半
4.在空中悬停的无人机因突然失去动力而下坠，在此过程中，其所受空气阻力与下坠速度成正比，则无人机下坠过程中( )
A. 机械能守恒
B. 机械能一直减小
C. 机械能一直增加
D. 所受合外力先做正功后做负功
5.晶体二极管是一种半导体元件，在生产和生活中有着广泛的应用，某二极管的伏安特性曲线如图所示，下列说法正确的是( )
A. 二极管是非线性元件
B. 加正向电压时，二极管阻值不变
C. 加正向电压时，二极管阻值随着电压的增大而增大
D. 加反向电压时，无论加多大电压，电流都很小
6.如图所示，实线为方向未知的三条电场线，从电场中M点以相同速度先后飞出a、b两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示，则( )
A. 此电场线是由带正电的点电荷产生的B. P点没有电场线，则该处电场强度为零
C. 两个粒子的电势能都减小D. 两个粒子的加速度都增加
7.天文观测发现，天狼星A与其伴星B是一个双星系统，它们始终绕着O点在两个不同椭圆轨道上运动。如图所示，实线为天狼星A的运行轨迹，虚线为其伴星B的轨迹。则( )
A. A的运行周期小于B的运行周期B. A的质量可能等于B的质量
C. A的加速度总是小于B的加速度D. A与B绕O点的旋转方向可能相反
8.高铁已成为中国的“国家名片”，是大多数人出行的首选。提高列车运动速率的有效途径是增大发动机的功率和减小阻力。某列车由若干节额定功率均为P的动力车厢组成，行驶时所受的阻力与速率的二次方成正比，即f=kv2，只启用一节动力车厢时列车能达到的最大速度为vm。列车由静止开始运动，下列说法正确的是( )
A. 若列车匀加速启动，则牵引力恒定
B. 若列车输出功率恒定，则做匀加速运动
C. 若启用4节动力车厢，则列车的最大速度为4vm
D. 若列车最大速度提高到2vm，则需要启用8节动力车厢
9.如图甲所示，真空中有一半径为R、电荷量为+Q的均匀带电球体，以球心为坐标原点，沿半径方向建立x轴。理论分析表明，x轴上各点的场强随x变化关系如图乙所示，其中x1=R4和x2=2R处的场强大小相等，则( )
A. x1和x2处场强方向相反
B. 球内部的电场为匀强电场
C. 负试探电荷在R位置的电势能比在x2位置的电动势大
D. x1位置的电势高于x2位置的电势
10.如图甲所示是一打桩机的简易模型。质量m=1kg的物体在拉力F作用下从与钉子接触处由静止开始运动，上升一段高度后撤去F，到最高点后自由下落，撞击钉子，将钉子打入4cm深度，且物体不再被弹起，若以初始状态物体与钉子接触处为零势能点，物体上升过程中，机械能E与上升高度h的关系图像如图乙所示。撞击前不计所有摩擦，钉子质量忽略不计，重力加速度g取10m/s2。则( )
A. 物体上升过程中的加速度为14m/s2
B. 物体上升过程中的最大速度为4m/s
C. 钉子受到的平均阻力为700N
D. 物体上升到0.5m高度处拉力F的瞬时功率为8W
二、实验题：本大题共1小题，共15分。
11.某小组测量一段合金丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器测合金丝的直径d，如图甲所示，其示数为______ mm。
(2)用多用电表测合金丝的电阻，选用欧姆挡“×100”进行测量，如图乙所示，指针静止在a位置；换挡调零后重新测量，指针静止在b位置，测得合金丝电阻为______Ω。
(3)用如图丙所示电路测量合金丝电阻，用毫米刻度尺测出合金丝______(选填“MP”“MN”或“PN”)间的长度为L。
(4)实验过程中，调节滑动变阻器，测出多组电压U和电流I的数据，作出U−I图像如图丁所示，图线的斜率为k，该合金丝的电阻率ρ=______(用d、L、k表示)。
(5)下列做法有助于减小实验误差的是______。
A.测合金丝直径时，只在中间位置测一次
B.使用大电流且通电较长时间后进行电表读数
C.直接使用多用电表的电阻测量值计算电阻率
D.测3次不同长度合金丝的电阻率，求出平均值
三、简答题：本大题共4小题，共45分。
12.宇航员登上某星球，在天体表面将一小球向上抛出，测得小球的速度随时间的变化情况如图所示，已知该星球半径为R，引力常量为G。求：
(1)该星球表面的重力加速度；
(2)该星球的质量和第一宇宙速度。
13.如图是有两个量程的电流表，表头的内阻Rg=200Ω，满偏电流Ig=100mA，电阻R1=24Ω，当使用A、C两个端点时，量程为0∼0.6A。求：
(1)电阻R2的阻值；
(2)使用A、B两个端点时的量程。
14.如图所示，在两条平行的虚线内存在着宽度为L、电场强度为E的匀强电场，在与右侧虚线相距2L处有一与电场平行的屏。现有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子(重力不计)，以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中，方向的延长线与屏的交点为O。求粒子：
(1)从射入到打到屏上所用的时间t；
(2)刚射出电场时的速度大小v；
(3)打到屏上的点到O点的距离Y。
15.如图所示，带底座的圆形轨道静置于水平地面上，两个完全相同可视为质点、质量均为m的小球，静止在轨道最低位置。两球中间夹有一压缩的微型轻弹簧，两小球之间距离可忽略不计，且与弹簧不栓接。现同时释放两个小球，弹簧完全弹开后，两球沿轨道内壁运动刚好能到达轨道最高点。已知圆形轨道质量为1.5m，半径为R，重力加速度为g。小球沿轨道上升过程中，轨道装置始终静止不动。求：
(1)弹簧压缩时的弹性势能；
(2)小球与圆心的连线和竖直方向夹角多大时，圆形轨道对地面的压力刚好为零；
(3)小球克服重力做功的功率最大时，小球在环上的位置(用小球与圆心连线和竖直方向之间夹角的三角函数值表示)。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：A.万有引力定律是牛顿发现的，卡文迪什测出了引力常量，故A错误；
B.库仑发现了电荷间相互作用规律，并发明了库仑扭秤，故B正确；
C.开普勒在研究第谷的天文观测数据的基础上，总结出了行星运动规律，故C错误；
D.法拉第首先提出了电场的概念，并用电场线来描述电场，但是电场线是虚拟的，不是真实存在的，故D错误。
故选：B。
根据万有引力定律、库仑定律、开普勒三大定律和电场的物理学史解答即可。
解题关键是掌握常见的物理学史，注重日常学习的积累。属于基础题。
2.【答案】D
【解析】解：任何带电体所带电荷量一定等于元电荷e的整数倍，即：4.8×10−19C=3×1.6×10−19C=3e，故ABC错误，D正确。
故选：D。
任何带电体所带电量一定等于元电荷e的整数倍，元电荷e=1.6×10−19C，据此即可求解。
解题关键是知道任何带电体所带电荷量一定等于元电荷e的整数倍，并且掌握元电荷e带电量为1.6×10−19C。属于基础题。
3.【答案】B
【解析】解：A、根据q=It可知，图中阴影面积表示电容器在相应的时间内减少的电荷量，故A正确；
B、电容器的电容自身的构造和材料决定，不随电容器所带电荷的变化而变化，故B错误；
C、随着放电电流的减少，电容器两极板所带电荷量减少，由电容的定义式C=QU可知，电容器两极板间的电压也越来越小，故C正确；
D、当放电电流减为初值的一半时，电阻的电流变为原来的一半，由欧姆定律可知，电阻两端的电压也变为原来的一半，故电容器两极板间的电压变为初值时的一半，由电容的定义式可知，电容器所带电量也减为原来的一半，故D正确。
本题选错误的，
故选：B。
根据图象的性质可知，图象与坐标轴围成的面积表示it；明确电容器的电容的大小是由电容器本身决定的；根据电容器电荷量电压的关系式Q=UC以及欧姆定律分析电流变为一半时的电量。
本题主要考查了同学们读图的能力，知道图象与坐标轴围成的面积表示电荷量是解题的关键。
4.【答案】B
【解析】解：A、无人机下坠运动中，受重力和空气阻力作用，不符合机械能守恒的条件，因此机械能不守恒，故A错误；
BC、在此过程中，一直受到空气阻力作用，空气阻力一直做负功，因此机械能一直减小，故B正确，C错误；
D、在下降过程中，若空气阻力一直小于重力，则一直在加速运动，所受合外力一直做正功；若空气阻力先小于重力，后与重力大小相等，则先加速后匀速，所受合外力先做正功后做功是零，故D错误。
故选：B。
理解机械能的定义，结合机械能守恒定律分析无人机的机械能是否守恒；
根据对无人机的受力分析，得出其运动状态和合外力的做功类型。
本题主要考查了机械能守恒定律、功能原理的相关应用，理解机械能的概念，结合对物体的受力分析和做功类型的判断即可完成分析，整体难度不大。
5.【答案】A
【解析】解：根据欧姆定律有
I=UR=1RU
I−U图线的斜率表示电阻的倒数。由题图可知，二极管加正向电压时电流较大，电阻较小，且随电压的增大，图线不为直线且与原点连线的斜率在增大，故电阻在减小，则二极管是非线性元件；加反向电压时开始电流很小，但当反向电压很大时，二极管被击穿，电流剧增。故A正确，BCD错误。
故选：A。
根据欧姆定律推导图像函数表达式，结合图像分析判断。
本题关键掌握利用图像解决问题的方法。
6.【答案】C
【解析】解：A.由于不知道电场线的方向，两个带电粒子的电性也不知道，故不能确定此电场线是由带正电的点电荷产生的，或者是由带负电的点电荷产生的，故A错误；
B.虽然P点没有画出电场线，但并不代表P点的电场强度为零，故B错误；
C.根据粒子运动的轨迹可知电场力方向与速度方向的夹角均小于90∘，如图所示：
电场力对两粒子均正功，粒子的速度增大，动能也增大，根据功能关系可知两个粒子的电势能都减小，故C正确；
D.电场线的疏密程度反映场强大小，从a粒子运动轨迹可知，电场强度越来越小，电场力越来越小，故加速度越来越小；从b粒子运动轨迹可知，电场强度越来越大，电场力越来越大，故加速度越来越大，故D错误。
故选：C。
题目中无法得知粒子的电性，所以无法判断出点电荷的电性；
根据电场线的疏密程度得出场强的大小，结合牛顿第二定律得出加速度的变化趋势；
根据电场力和速度的角度关系分析出粒子的运动类型，结合功能关系得出电势能的变化趋势。
本题主要考查了带电粒子在电场中的运动，熟悉电场力和速度的方向判断，结合功能关系即可完成分析。
7.【答案】C
【解析】解：A.天狼星A与其伴星B是一个双星系统，它们始终绕着O点在两个不同椭圆轨道上运动，可知天狼星A与其伴星B始终在O点的两侧，且两星与O点始终在一条直线上，因此天狼星A与其伴星B运行的角速度相同，周期相同，故A错误；
B.近似认为A、B在做圆周运动，设A的质量为mA、轨道半径为rA，B的质量为mB、轨道半径为rB，两星之间的距离为l，两星之间的万有引力提供各自做圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律可得：
GmAmBl2=mAω2rA，GmAmBl2=mBω2rB
其中，根据几何关系可得：
l=rA+rB
解得：mAmB=rBrA
因为B星的轨道半径大于A星的轨道半径，所以A星的质量大于B星的质量，故B错误；
C.天体受到的万有引力提供加速度，根据牛顿第二定律可得：
aA=GmBl2，aB=GmAl2
而mA>mB
可知aA