2023-2024学年江苏省泰州市高一（下）期末物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年江苏省泰州市高一（下）期末物理试卷（含解析），共14页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，下列选项中正确的是( )
A. 第谷提出了关于行星运动的三大定律
B. 库仑通过油滴实验测出了电子的电荷量
C. 卡文迪许利用扭秤实验测出了静电力常量k的值
D. 法拉第是第一个提出“场”的概念来研究电现象的科学家
2.真空中有两个静止的点电荷qA、qB，若它们之间的距离变为原来的2倍，电荷量都变为原来的2倍，则两电荷间的库仑力将变为原来的( )
A. 1倍B. 4倍C. 8倍D. 16倍
3.如图所示为运动员参加撑杆跳高比赛的示意图，对运动员在搼杆跳高过程中描述正确的是( )
A. 起跳上升过程中，运动员的重力做正功B. 起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增大
C. 起跳上升过程中，运动员的动能一直减小D. 起跳上升过程中，运动员的机械能不守恒
4.天启星座是我国首个正在建设的低轨卫星物联网星座.这些低轨道卫星的周期大约为100分钟.则关于这些做圆周运动的低轨道卫星，下列说法正确的是( )
A. 线速度可能大于11.2km/s
B. 角速度小于地球同步卫星的角速度
C. 加速度大于地球同步卫星的加速度
D. 所需的向心力一定大于地球同步卫星所需的向心力
5.如图所示，质量为m的飞机在水平甲板上，受到与竖直方向成θ角的斜向下的恒定拉力F作用，沿水平方向移动了距离s，飞机与水平甲板之间的摩擦阻力大小恒为f，则在此过程中( )
A. 力F做的功为FssinθB. 摩擦力做的功为fscsθ
C. 重力做的功为mgssinθD. 合力做的功为−Fssinθ
6.假设摩托艇受到的阻力大小与它的速率成正比.如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的9倍，则摩托艇的最大速率变为原来的( )
A. 2倍B. 3倍C. 4倍D. 6倍
7.在如图所示的电场中，各点电荷带电量大小都是q，甲图中的A、B为对称点，乙、丙两图的点电荷间距离都为L，虚线是两侧点电荷的中垂线，两点电荷连线上的O、C和O、D间距离也是L，下列说法正确的是( )
A. 图甲中A、B两点电场强度相同
B. 图乙和图丙中，O点的电场强度大小相等
C. 图乙中C点的电场强度大于图丙中D点的电场强度
D. 乙图中从O点沿虚线向上的电场强度变大，而丙图中变小
8.复兴号动车在世界上首次实现了速度350km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果.一列质量为M的动车，以恒定功率P在平直轨道上由静止开始运动，经时间t达到该功率下的最大速度vm，设动车行驶过程所受到的阻力f保持不变.动车在时间t内，下列说法不正确的是( )
A. 牵引力的功率P=f·vm
B. 牵引力做功等于Pt
C. 在时间t内通过的位移为s=vm2t
D. 做变加速直线运动，某时刻加速度大小可以为a=vmt
9.关于多用电表的使用，下列说法正确的是( )
A. 甲图是用多用电表直流电压档测量小灯泡两端的电压，表笔接法正确
B. 乙图是用多用电表直流电流档测量电路中的电流，表笔接法正确
C. 丙图中用的是多用电表电阻档测量二极管的反向电阻
D. 丁图中用的是多用电表电阻档测量二极管的正向电阻
10.如图甲所示，在“用传感器观察平行板电容器的放电”实验中，单刀双掷开关先置于1位置，待一段时间后，再置于2位置，利用电容器放电过程中记录的数据作出的I−t图像如图乙所示，已知电源电动势为8.0V，下列说法正确的是( )
A. t=2s到t=4s时间内，电容器放电量约为0.24C
B. 电容器的电容约为4.0×10−4F
C. 如果将一块陶瓷板放入电容器两板之间，则电容C变小
D. 如果将平行板电容器的板间距离增大，放电I−t图像距坐标原点会变远
二、实验题：本大题共1小题，共8分。
11.某实验小组做“测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率”的实验。
(1)先用螺旋测微器测其直径，如图甲所示，其直径为_____mm；用多用表粗测其电阻，如图乙所示选用“×1”倍率的电阻挡，其电阻为_____Ω。
(2)为了减小实验误差，要用伏安法较准确地测出其阻值，除待测圆柱体外，实验室还备有如下实验器材，则电压表应选_____(选填“V1”或“V2”)，要将电流表A的量程扩大至0.6A，应将电阻箱与电流表_____(选填“串联”或“并联”)。
A.两节新的干电池
B.电压表V1(量程0∼3V，内阻约为1kΩ)
C.电压表V2(量程0∼15V，内阻约为5kΩ)
D.电流表A(量程0∼100mA，内阻为10Ω)
F.滑动变阻器R2(0∼5Ω，额定电流1A)
G.滑动变阻器R3(0∼2000Ω，额定电流0.1A)
H.电键和导线若干
(3)改装后的电流表内阻已知(A为改装后的电流表)，为消除系统误差，电压表示数从0开始，则下列各图中最合理的______。
A. B．
C.
D．
三、计算题：本大题共4小题，共52分。
12.某中子星的质量大约与太阳的质量相等，为M，但是它的半径只有R，引力常量为G。
(1)求此中子星表面的自由落体加速度g。
(2)贴近中子星表面，求沿圆轨道运动的小卫星的速度v。
13.在匀强电场中把电荷量为−1×10−9C的点电荷从A点移动到B点，静电力做的功为1.6×10−7J。再把这个电荷从B点移动到C点，静电力做的功为4.0×10−7J。求：
(1)A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC分别为多少？
(2)把电荷量为−1.5×10−9C的点电荷从A点移动到C点电势能变化了多少？
14.如题图1所示，边长为l的正方形ABCD区域内存在平行于纸面竖直方向的匀强电场，在CD边右侧3l处平行CD放置荧光屏，O1O2是通过正方形中心O1和荧光屏中心O2的轴线。电子由静止经加速电压加速后以一定速度沿轴线连续射入电场。整个系统置于真空中，不计电子重力，已知电子电荷量为e、质量为m。
(1)若加速电压为u0，电子恰好从D点飞出，求电子从进入正方形区域到打到荧光屏上的时间t；
(2)若电子均以速度v0沿轴线射入正方形区域，正方形区域所加偏转电场如题图2所示，偏转电场变化周期为T，且T远大于电子在偏转电场中的运动时间，电子偏转后恰好全部从CD边射出偏转电场并能全部打在荧光屏上形成运动的光点，求最大电场强度Em以及荧光屏的最小长度d；
(3)求在(2)的条件下求荧光屏上光点经过O2的速度v大小。
15.下图是某城市广场喷泉喷出水柱的场景，喷泉喷出的水柱达到高度h；已知喷管的直径为d，水的密度为ρ。若不计空气阻力，重力加速度为g。求：
(1)水离开喷管口时速度v为多大；
(2)用于给喷管喷水的电动机输出功率P至少有多大；
(3)取地面处的重力势能为零，若喷水口直径约为10cm，水柱高约为100m，稳定时空中水的机械能E约为多大。π=3.14，重力加速度g取10m/s2
答案和解析
1.【答案】D
【解析】【分析】
详细解答和解析过程见【答案】
【解答】
A、开普勒提出了关于行星运动的三大定律，故A错误；
B、密立根通过油滴实验测出了电子的电荷量，故B错误；
C、卡文迪许利用扭秤实验测出了万有引力常量，故C错误；
D、法拉第是第一个提出“场”的概念来研究电现象的科学家，故D正确。
2.【答案】A
【解析】【分析】
根据库仑定律可知，两个静止的点电荷距离为 r 时，库仑力大小为F=kqaqbr2，当它们之间的距离变为原来的2倍，电荷量都变为原来的2倍，则两电荷间的库仑力将变为F′=k2qa×2qb(2r)2=F。
故选A。
【解答】
3.【答案】D
【解析】A.起跳上升过程中，重力竖直向下，位移向上，运动员的重力做负功，重力势能增加，故A错误；
B.起跳上升过程中，杆的弹性势能转化为运动员的机械能，所以杆的弹性势能减小，故B错误；
C.起跳上升过程中，开始时，杆对运动员的弹力大于运动员的重力，运动员加速上升，随着杆形变的变小，杆对运动员的弹力变小，当小于运动员重力时，运动员减速上升，所以运动员动能先增加后减小，故C错误；
D.起跳上升过程中，杆的弹性势能转化为运动员的机械能，运动员的机械能增加，不守恒，故D正确。
故选D。
4.【答案】C
【解析】【分析】解：A、地球第一宇宙速度7.9km/s为地球表面轨道处卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度，是人造地球卫星的最大运行速度，故这些做圆周运动的低轨道卫星线速度不可能大于11.2km/s，故A错误；
B、根据万有引力提供向心力可得GMmr2=m4π2T2r，解得：T= 4π2r3GM∝ r3，由于100minvm2t，故C错误；
D.根据v−t图像可知做变加速直线运动，某时刻加速度大小可以为a=vmt，故D正确．
9.【答案】B
【解析】A.甲图是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压，表笔的红黑表笔接错，电流应从红表笔流进，黑表笔流出，故A错误；
B.乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流，电流从红表笔流入，从黑表笔流出，表笔接法正确，故B正确；
CD.欧姆表内置电源正极与黑表笔相连，负极与红表笔相连，由图丙所示电路图可知，黑表笔接二极管正极，红表笔接二极管负极，多用电表测二极管正向电阻，由图丁所示电路图可知，黑表笔接二极管负极，红表笔接二极管正极，多用电表测二极管反向电阻，故CD错误。
故选B。
10.【答案】B
【解析】A.图像与坐标轴围成的面积等于电容器的放电量，则 t=2 到 t=4s 时间内，电容器放电量约为
ΔQ=7×0.4×0.2×10−3C=0.56×10−3C
故A错误；
B.电容器总的放电量为
Q=39×0.4×0.2×10−3C=3.12×10−3C
电容器的电容约为
C=QU≈4.0×10−4F
故B正确；
D.如果将平行板电容器的板间距离增大，则电容器的电容减小，根据
Q=CU
可知，电容器的带电量减小，则放电电量减小，则放电I−t图像距坐标原点会变近，故D错误；
C.如果匀速将一块陶瓷板放入电容器两板之间，根据
C=εS4πkd
可知，介电常数均匀增加，则电容C均匀变大，故C错误。
故选B。
11.【答案】(1) 1.846##1.844##1.845##1.847 6.0##6
(2) V1 并联
(3)D

【解析】(1)[1]根据螺旋测微器的读数规律，该读数为
1.5mm+34.6×0.01mm=1.846mm
[2]根据欧姆表的读数规律，该读数为
6.0×1Ω=6.0Ω
(2)[1]电源是两节干电池，电动势约为3V，为了确保电压表的安全与精度，电压表选择与电动势相差不多的量程，即选择量程为 0∼3V 的电压表 V1 ；
[2]要将电流表 A 的量程扩大至 0.6A ，应将电阻箱与电流表并联。
(3)电压表示数从0开始，则控制电路采用分压式，由于改装后的电流表内阻已知，电流表分压的具体值能够确定，可知，为消除系统误差，测量电路采用电流表内接法。
故选D。
12.【答案】(1) GMR2 ；(2) GMR
【详解】(1)在中子星表面有
GMmR2=mg
解得
g=GMR2
(2)对贴近中子星表面的圆轨道运动的小卫星有
GMmR2=mv2R
解得
v= GMR

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
13.【答案】(1)−160V； −400V ；(2)减少了 8.4×10−7J
【详解】(1)由
UAB=WABq
解得
UAB=−160V
由
UBC=WBCq
解得
UBC=−400V
(2)由A点到C点有
UAC=UAB+UBC
解得
UAC=−560V
所以
WAC=UACq=−ΔEp
解得
ΔEp=−8.4×10−7J
即电势能减少了 8.4×10−7J 。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】(1) 2l 2meu0 ；(2) mv02el ， 7l ；(3) 7lT
【详解】(1)电子从进入正方形区域到打到荧光屏，水平方向做匀速直线运动，设电子进入正方形区域的速度为 v1 ，则
eu0=12mv12
解得
v1= 2eu0m
时间为
t=l+3lv1=2l 2meu0
(2)电子在正方形区域中运动的时间
t2=lv0
当电场强度为 Em 时，电子出电场时在CD方向上的位移为 l2 ，则
12eEmmt 22=l2
解得
Em=mv02el
设电子打到荧光屏上的最小长度 d ，电子离开正方形区域时速度偏转的角度为 θ ，则
tanθ=l2l2=d2l2+3l
解得
d=7l
(3)当电场强度为 E 时，电子出电场时在CD方向上的位移为
y1=12eEmlv02
在荧光屏上偏转的位移y，则
y1l2=yl2+3l
解得
y=7×12eEmlv02
光点通过O2时的速度
v=ΔyΔt=72el2mv02ΔEΔt=72el2mv022EmT=7lT

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】(1) v= 2gh ；(2) p=14πρghd2 2gh ；(3) 3.14×106J
【详解】(1)设喷射速度为v，从离开喷口至最高点的过程中，由机械能守恒定律得
mgh=12mv2
v= 2gh
(2)在喷管喷水口处，设经过 Δt 的时间喷出水的质量为
Δm=ρπd22v⋅Δt
时间 Δt 电动机做功转化为水的动能
P⋅Δt=12Δmv2
化简得
P=18ρπd2v3
P=14πρghd2 2gh
(3)稳定时空中水的质量为
m=ρπd22v⋅t
水从喷出到落地所用时间为
t=2 2hg
根据机械能守恒定律，空中水的机械能等于这些水喷出时的动能
E=12mv2
E=πρgh2d2=3.14×106J

【解析】详细解答和解析过程见【答案】