[物理]江苏省常州市联盟学校2023-2024学年高一下学期期末考试试卷(解析版)

这是一份[物理]江苏省常州市联盟学校2023-2024学年高一下学期期末考试试卷(解析版)，共16页。试卷主要包含了单选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共10小题，共40分。
1. 下列各组物理量中，全部是矢量的是（ ）
A. 电势能、位移、平均速度、电量
B. 位移、电场强度、加速度、速度变化量
C. 位移、电势、功、加速度
D. 电流、瞬时速度、速度、加速度
【答案】B
【解析】A．电势能和电量只有大小，没有方向，是标量，故A错误；
B．位移、电场强度、加速度、速度变化量均是既有大小又有方向的矢量，故B正确；
C．功和电势是只有大小没有方向的标量，故C错误；
D．电流的运算法则不符合平行四边形定则，是标量，故D错误。
故选B。
2. 某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，图线上过 A 点的切线交 I 轴于 C 点， 则下列说法中正确的是（ ）

A. 加5V电压时，导体的电阻约是0.2Ω
B. 加12V电压时，导体的电阻约是24Ω
C. 由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断增大
D. 由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小
【答案】C
【解析】根据电阻的定义式
＝
A错误；
根据电阻的定义式
＝
B错误；
CD．由图可知Ｉ－Ｕ图像上任一点与原点连线的斜率逐渐减小，根据电阻的定义可知，导体的电阻不断增大，C正确，D错误。
故选Ｃ。
3. 某同学设想驾驶一辆由火箭提供动力的陆地太空两用汽车，沿赤道行驶且汽车相对于地球的速度可以任意增加，不计空气阻力。当汽车速度增加到某一值时，汽车将脱离地面成为绕地球做圆周运动的“航天汽车”。下列相关说法正确的是（已知地球半径R=6400km，g取）（ ）
A. 汽车速度达到7.9km/s时，将脱离地面
B. 汽车在地面上速度增加时，对地面的压力增大
C. 此“航天汽车”环绕地球做匀速圆周运动的最小周期为24h
D. 此“航天汽车”内可用天平称质量
【答案】A
【解析】A．当速度增大到某一值时，支持力恰好为零，重力全部提供向心力
汽车将离开地面绕地球做圆周运动，成为近地卫星，故A正确；
B．“航天汽车”绕地心做圆周运动，其重力、地面支持力的合力提供向心力，速度越大，支持力越小，对“航天汽车”的压力越小，故B错误；
C．当“航天汽车”围绕地球表面做匀速圆周运动时周期最小，根据
解得
故C错误；
D．天平实际上是等臂杠杆，根据杠杆平衡原理，被测物体的质量就等于砝码的质量，“航天汽车”完全失重，物体和砝码对天平两臂上的托盘的压力为零，天平始终平衡，无法测量物体的质量，故D错误。
故选A。
4. 某同学利用图甲所示的电路演示电容器的充、放电过程，先使开关S与1端相连，然后把开关S掷向2端，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 图像中两阴影面积一定相等
B. 放电过程中，电容器下极板带正电
C. 减小R可以增大图像中两阴影面积
D. 减小R可以延长充放电的时间
【答案】A
【解析】A．图像面积表示电荷量，所以两阴影面积分别表示充放电电荷总量，一定相等，故A正确；
B．电容器下极板与电源负极相连，所以下极板带负电，故B错误；
C．电容器所带的电荷量Q = CU，由于电源电动势不变，电容不变，所以减小电阻，只是增大了充电的电流，但电容器的电荷量不变，故C错误；
D．充电过程中，减小R可缩短充电时间，放电过程中，电阻是负载，减小R可缩短放电时间，故D错误。
故选A。
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. 打点计时器工作时使用直流电源
B. 实验中必须用天平测出重物的质量
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小
D. 实验中求重物在某点的速度可以根据v=gt或求解
【答案】C
【解析】A．电火花打点计时器工作电压为交流220V，电磁打点计时器工作电压约为交流8V，都是使用交流电，故A错误；
B．根据机械能守恒定律有
即验证
即可，故不用测量重物的质量，故B错误；
C．重物带动纸带下落过程中，除了受到重力还受到阻力，从能量转化的角度，由于阻力对重物做功，重物减少的重力势能部分转化为重物与空气摩擦产生的内能，因此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正确；
D．因为实验中求重物在某点的速度和对应的重物下落的高度都是由纸带上打点的数据而得，而v=gt或是根据机械能守恒定律直接或间接推导得到的，而实验的目的是验证机械能守恒定律，故不能据v=gt或求某点的速度，故D错误。
故选C。
6. 如图所示甲、乙、丙、丁是游乐场中比较常见的过山车，甲、乙两图的轨道车在轨道的外侧做圆周运动，丙、丁两图的轨道车在轨道的内侧做圆周运动，两种过山车都有安全锁（由上、下、侧三个轮子组成）把轨道车套在了轨道上，车中座椅是指底座、靠背以及安全卡扣组成的整体，四个图中轨道的半径都为R，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最高点时，座椅一定给人向上的力
B. 乙图中，轨道车过最底点的最大速度为
C. 丙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，座椅一定给人向上的力
D. 丁图中，轨道车过最高点的最小速度为
【答案】C
【解析】A．由重力提供向心力可得
轨道车通过最高点的临界速度为
若通过最高点速度大于临界速度，座椅给人的力向下，若通过最高点速度小于临界速度，座椅给人的力向上，故A错误；
B．乙图中轨道车合力向上，可得
由于不知轨道车和轨道弹力最大值，所以不能求出速度最大值，故B错误；
C．丙图中人合力向上提供向心力，所以座椅给人向上的力，故C正确；
D．丁图中，轨道可以提供轨道车向上弹力，属于圆周运动有支撑模型，所以最高点速度大于零即可，故D错误。
故选C。
7. 静电透镜被广泛应用于电子器件中，如图所示，阴极射线示波管的聚焦电场由四个电极构成，其中实线为电场线，虚线为等势线，任意两条相邻等势线间电势差相等，z轴为该电场的中心轴线，一电子从其左侧进入聚焦电场，为其轨迹上的三点。已知点所在等势线的电势为零，电子仅在电场力作用下从点运动到R点的过程中，电场力做功为下列说法正确的是（ ）
A. 点的电势高于
B. 从P至R的运动过程中，电子的电势能减小
C. 电子在点的加速度小于在R点的加速度
D. 从P至R的运动过程中，电子的动能先减小后增大
【答案】B
【解析】A．设相邻等差等势线电压为，由公式
可得，电子从点运动到点的过程中，电场力做功为
所以点电势大于小于，故A错误；
BD．根据能量守恒，电子从至的运动过程中，电场力做正功，则电势能减小，动能增大，故B正确，D错误；
C．由图，根据电场线越密电场强度越大可知，点的电场强度大于点的电场强度，由牛顿第二定律可知，电子在点的加速度大于在点的加速度，故C错误；
故选B。
8. 如图所示，在轴上的M、N两点分别固定电荷量为和的点电荷，轴上M、N之间各点对应的电势如图中曲线所示，点为曲线最低点，点位于PN之间，间距离大于PN间距离。以下说法中正确的是（ ）

A. 大于，且和均带负电
B. 点的左侧不存在与点场强相同的点
C. 点的电场强度最大
D. 点的左侧一定有与点电势相同的点
【答案】D
【解析】A．从坐标M到N电势先减小后增大，根据点电荷场强公式
得的电荷量一定大于的电荷量，根据场强方向得出两电荷一定是正电荷，故A错误；
B．根据点电荷形成的场强的特点，M点的左侧到无穷远处电场为0，且M点左侧与Q点电场方向均向左，则一定存在与Q点场强相同的点，故B错误；
C．图线的切线斜率表示电场强度的大小，可知P处场强为零，故C错误；
D．M点的左侧到无穷远处电势为0，故一定有与P点电势相同的点，故D正确。
故选D。
9. 如图所示，将绝缘细线的一端O点固定，另一端拴一带电的小球P，空间存在着方向水平向右的匀强电场E。刚开始小球静止于P处，与竖直方向的夹角为45°，给小球一个沿圆弧切线左下方的瞬时速度，让小球在竖直平面内做半径为r的圆周运动，下列分析正确的是（ ）

A. 小球可能带负电
B. 小球在右半圈从d运动到c的过程中其速度先减小后增大
C. 当小球运动到最高点a的速度v≥时，小球才能做完整的圆周运动
D. 当小球运动到最高点a时，小球电势能与动能之和最小
【答案】D
【解析】A．小球受重力、绳子的拉力和电场力三个力的作用，刚开始小球静止于P处，由受力平衡可知电场力方向水平向右，与电场方向相同，所以小球带正电，A错误；
B．小球静止于P处，与竖直方向的夹角为45°，可知电场力和重力的合力方向斜向右下方45°角，大小为
小球从d运动到c的过程中，绳子拉力不做功，合力做功即F做功，可以判断F先做正功再做负功，故小球的速度先增大后减小，B错误；
C．当小球运动到弧ab中点，且细线弹力为零时，有
小球能做完整的圆周运动，在该点的速度为
小球从该点运动到a点，由动能定理得
解得
因此，当小球运动到最高点a的速度时，小球才能做完整的圆周运动，C错误；
D．小球运动过程中，重力势能、电势能、动能的总和保持不变，最高点a时小球的重力势能最大，则电势能与动能之和最小，D正确；
故选D。
10. 如图所示，a、b两个小球穿在一根与水平面成角的光滑固定杆上，并用一细绳跨过光滑定滑轮相连。初始时两球静止，Oa绳与杆的夹角也为，Ob绳沿竖直方向。现沿杆缓慢向上拉动b球，至Ob与杆垂直后静止释放，则（ ）

A. a球质量是b球的2倍
B. b球返回到初始位置时，其速度是a球速度的倍
C. b球返回到初始位置时，其动能是a球动能的倍
D. 从释放至b球返回到初始位置，b球重力势能减小量小于b球返回初始位置时的动能
【答案】C
【解析】分别对a、b小球受力分析，如图所示
A．根据共点力平衡条件可得
，
解得
即
故A错误；
D．b球回到初始位置时，对b
由于绳子拉力对b球做负功
所以
即
D错误；
BC．b球回到初始位置时，连接a、b两个小球的绳子与杆的夹角分别为
，
此时两球的动能为
，
又
代入计算可得
B错误，C正确。
故选C。
二、实验题：本大题共1小题，共2分。
11. 用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图所示，此示数为_______mm。
【答案】6.124##6.125##6.126
【解析】螺旋测微器的固定刻度为6mm，可动刻度为12.5×0.01mm=0.125mm，所以最终读数为
6mm+0.125mm=6.125mm（6.124或6.126）
三、简答题：本大题共4小题，共46分。
12. 欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，测量范围尽可能大。现备有以下器材：
A．电池组（3 V，内阻1Ω）
B．电流表（0～3 A，内阻0.0125Ω）
C．电流表（0～0.6 A，内阻0.125Ω）
D．电压表（0～3 V，内阻3 kΩ）
E．电压表（0～15 V，内阻15 kΩ）
F．滑动变阻器（0～20Ω，额定电流1 A）
G．开关、导线
（1）上述器材中，电流表应选___________；电压表应选___________。（填写各器材的字母代号）
（2）设实验中，电流表、电压表的某组示数如下图所示，图示中I=___________A，U=___________V。
（3）为使通过待测金属导线的电流能在0～0.5 A范围内改变，请按要求将下图中给定的器材连成实验电路___________。
【答案】（1）C D （2）0.48 2.20 （3）
【解析】（1）因电源电动势为3V，故电压表应选择D；电流中的最大电流不超过
故电流表应选C；
（2）电流表最小刻度为0.02A，则读数为0.48A，电压表的最小刻度为0.1V，则示数2.20V。
（3）电路如图所示；
13. 如图是匀强电场中的一组等势面，相邻等势面间的距离都是25 cm，则：
（1） 求匀强电场的电场强度的大小和方向；
（2） 将电荷量q = 8 ×10 -19 C的正电荷放入电场中，该电荷受到的电场力大小；
【答案】（1），方向水平向右；（2）
【解析】（1）电场强度大小
方向水平向右；
（2）电场力
解得
14. 如图所示，让摆球从C位置由静止开始摆下，摆到最低点D处，摆线刚好被拉断，小球在粗糙的水平面上由D点向右做匀减速运动，到达A孔进入半径R＝0.3m的竖直放置的光滑圆弧轨道，当摆球进入圆轨道立即关闭A孔。已知摆线长L＝2m，θ＝53°，小球质量为m＝0.5kg，D点与A孔的水平距离s＝2m，g取10m/s2。（cs 53°＝0.6）
（1） 小球从C运动到D的过程中重力做的功；
（2） 摆线能承受的最大拉力；
（3） 要使摆球能做完整的圆周运动，摆球与平面间的动摩擦因数μ需要满足的条件。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）摆球由到过程
解得
（2）当摆球由到运动，根据动能定理有
在点，由牛顿第二定律可得
解得
（3）若摆球能过圆轨道的最高点则不会脱离轨道，当摆球恰好到达最高点时，在圆周的最高点，由牛顿第二定律可得
由动能定理可得
解得
综上所述，动摩擦因数的范围
15. 如图所示，第一象限中有沿x轴正方向匀强电场，第二象限中有沿y轴负方向的匀强电场，两电场的电场强度大小相等。一个质量为m，电荷量为 - q的带电小球以初速度v0从x轴上P （ - L，0 ）点经过y轴上的同一个点Q（未画出）射入第二象限，已知小球在第一和第二象限中都做直线运动，重力加速度g为已知量。则：
（1） 初速度v0与x轴正方向的夹角；
（2） 求P、Q两点间的电势差UPQ；
（3） 若将第一象限的电场方向调为水平向左，其他条件不变，则小球从P点飞出至再次回到x轴所用时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）带电质点在第二象限做匀速直线运动，有
且由带电质点在第一象限中做直线运动，有
解得
（2）到的过程，由动能定理有
解得
（3）带电质点在第二象限做匀速直线运动的时间
若将第一象限的电场方向调为水平向左，则在第一象限类平抛运动
即
由几何关系知
解得
另一解舍去；
从点至再次到轴的总时间为
四、计算题：本大题共1小题，共12分。
16. 两个正点电荷Q1＝＋Q和Q2＝＋4Q分别固定在光滑绝缘水平面上的A、B两点，A、B两点相距L，如图所示．
（1） 在A、B连线上，由A点到B点，电势如何变化？
（2） 将一正检验电荷置于A、B连线上靠近A处由静止释放，求它在A、B连线上运动的过程中能达到最大速度的位置离A点的距离。
【答案】（1）电势先降低后升高；（2）
【解析】（1）连线上电势先降低后升高。
（2）设检验电荷在连线上运动过程中能达到最大速度的位置离A点的距离为，它在连线上速度最大处所受合力应该为零，即
解得
在A、B连线上运动的过程中能达到最大速度的位置离A点的距离是。