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    2021-2022学年江苏省南通市高一(下)期末质量监测物理试题含解析

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    2021-2022学年江苏省南通市高一(下)期末质量监测物理试题含解析

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    这是一份2021-2022学年江苏省南通市高一(下)期末质量监测物理试题含解析,共22页。试卷主要包含了本试卷共6页等内容,欢迎下载使用。


      2021~2022学年(下)高一期末质量监测物理试卷

    注意事项

    考生在答题前请认真阅读本注意项及各题答题要求

    1.本试卷共6页。包括单项选择题(第1题~第10题,共40分)、简答题(第11题~15题,共60分)。本次考试满分100分,考试时间为75分钟。考试结束后,请将答题卡交回。

    2.答题前,请务必将自己的姓名、考试号等用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡上。

    3.请认真核对答题卡表头规定填写或填涂的项目是否准确。

    4.作答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置,在其它位置作答一律无效。作答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。

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

    1. 如图所示,ab两带电小球质量都是ma与悬点间用一根绝缘细线连接,系统处于静止状态,已知重力加速度为g,整个过程中不漏电。则(  )


     

    A. 绝缘细线的张力大小等于2mg B. ab两球可能带同种电荷

    C. a的电荷量一定大于b的电荷量 D. 剪断细线瞬时b球的加速度为g

    【答案】A

    【解析】

    【详解】A.以ab两带电小球整体作为研究对象,根据平衡条件可知,绳子拉力

    A正确;

    B.以b带电小球作为研究对象,由平衡条件可知,球对球的库仑力竖直向上,可知库仑力表现为吸引,ab两球带异种电荷,故B错误;

    C.由题意仅可得出两小球间库仑力大小为,无法判断两球的所带的电量,故C错误;

    D.剪断细线瞬时库仑力大小不变,所以受力情况不变,处于平衡状态,加速度为零。故D错误。

    故选A

    2. 如图所示的图像中,直线表示某电源的路端电压与电流的关系图线,曲线表示某电阻R的电压与电流的关系图线,虚线为交点处曲线的切线。现把该电源和电阻R连接成闭合电路,则电源的内阻r、电阻R、电源的输出功率P及电源的效率η分别为(  )


     

    A.  B.  C.  D.

    【答案】D

    【解析】

    【详解】A.由电源的图像可知电源内阻

    A错误;

    BC.由图可知,电源和电阻R连接成闭合电路的工作电压为3V,电流为1.5A,则电阻和电源的输出功率分别为

    BC错误;

    D.电源的效率

    D正确。

    故选D

    3. 如图所示,某卫星绕地球做椭圆轨道运动,轨道的半长轴为a,卫星运行周期为T,卫星在近地点A处的速度为v、与地球中心距离为b,卫星质量为m,地球质量为M,万有引力常量为G。则(  )


     

    A. 卫星经过A点时的速度最小 B. 卫星从AC的过程中机械能保持不变

    C. 与地球和卫星的质量都有关 D. 卫星在A处满足关系

    【答案】B

    【解析】

    【详解】A.由开普勒第二定律可知,卫星经过A点时的速度最大,A错误;

    B.卫星从AC的过程中只有万有引力做功机械能保持不变,B正确;

    C.由开普勒第三定律可知,只与地球质量有关,C错误;

    D.卫星在A处时做离心运动,应满足

    D错误;

    故选B

    4. 空心球形导体壳内放置一正点电荷,球壳内、外电场线分布如图所示。a点位于球壳内,bc两点分别位于球壳的内、外表面。abc三点电势分别为,则(  )

    A. b点的场强方向与球壳内表面相切,且

    B. b点的场强方向与球壳内表面相切,且

    C. b点的场强方向沿该点半径方向,且

    D. b点的场强方向沿该点半径方向,且

    【答案】D

    【解析】

    【详解】处于电场中的导体是一个等势体,因此b点电势和c点电势相等,沿着电场线方向电势逐渐降低,可知

    电场线方向垂直等势面,结合几何关系可知b点的场强方向沿该点半径方向,故D正确,ABC错误。

    故选D

    5. 如图所示,ab两点对称分布在均匀带电塑料薄板的两侧,一固定带正电的点电荷qab的连线上,已知a点的电场强度方向水平向右,则下列说法中正确的是(  )

    A. 塑料薄板带正电 B. a点的电势低于b点的电势

    C. b点的电场强度方向也可能向右 D. 塑料薄板表面处的电场方向都与薄板表面垂直

    【答案】B

    【解析】

    【详解】A.正电荷qa点的场强水平向左,而a点的合场强水平向右,说明带电塑料薄板在a点的场强水平向右,可知塑料薄板带负电,A错误;

    C.由对称性可知,带电塑料薄板在b点的场强水平向左,正电荷qb点的场强也水平向左,故b点的合场强方向水平向左,C错误;

    B.若只有带电塑料薄板,据对称性可知,ab两点电势相等,正电荷q左侧电场线向左,沿电场线方向电势降低,可知a点的电势低于b点的电势,B正确;

    D.只有处于静电平衡的导体表面处的电场方向与表面垂直,而塑料薄板不是导体,D错误。

    故选B

    6. 202265日,神舟十四号载人飞船点火发射,将3位航天员送入“天宫”空间站。空间站距离地表约400km,载入飞船首先到达距离空间站下方约200m的“停泊点”(飞船相对于空间站静止)位置,然后调整姿态,沿径向与空间站自主交会对接。下列说法中正确的是(  )

    A. 载人飞船在“停泊点”位置的动能大于空间站的动能

    B. 径向交会过程中,飞船与空间站绕地球的角速度相同

    C. 径向交会过程中,飞船与空间站绕地球的线速度相同

    D. 径向交会过程中,宇航员刘洋的加速度为零

    【答案】B

    【解析】

    【详解】A.飞船相对于空间站静止,则飞船与空间站具有相同的角速度,而飞船轨道半径较小,线速度较小,但由于飞船与空间站的质量关系未知,故无法比较他们的动能大小,A错误;

    B.径向交会过程中,地球、飞船、空间站始终在一条直线上,飞船与空间站绕地球的角速度相同,B正确;

    C.径向交会过程中,飞船绕地球的线速度较小,C错误;

    D.径向交会过程中,宇航员随飞船做匀速圆周运动,具有向心加速度,D错误。

    故选B

    7. 如图所示电路中,电源电动势为E、内阻为r为定值电阻,闭合开关S,增大可变电阻R的阻值,电压表、电流表示数变化量的绝对值分别为,则在电阻R增大的过程中(  )

    A. 两电表的示数都变大 B. 电容器支路中有向右的电流

    C. 电流表的示数大于电阻R中的电流 D. 的比值增大

    【答案】C

    【解析】

    详解】电阻R增大,电阻中总电阻减小,则电路中电流减小,根据

    可知路端电压增大,根据

    可知两端电压减小,则电阻两端电压变大,电压表示数变大,根据

    可知电容器极板上所带电荷量变大,电容器充电,则电容器支路中有向左的电流,可知电流表示数示数大于电阻R中的电流,电容器充电完成相当于断路,电容器充电过程中,电容器等效为电阻,阻值变小,则相当于与电容器并联部分电路电阻变小,则的比值变小,故C正确,ABD错误。

    故选C

    8. 探究电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系实验电路,如图所示,C1C2是两个完全相同的电容器,开始不带电,单刀双掷开关S1和开关S2都处于断开状态,实验过程如下:开关S1先接1,再接2,然后断开S1且闭合S2,断开S2S12每次操作稳定后数字电压表V示数为U1U2U3U4。则下列说法中正确的是(  )

    A.  B.

    C.  D.

    【答案】A

    【解析】

    【详解】开关S1先接1,电源对电容C1充电,两端电压为U1,再接2,两电容并联,总电荷量不变,相当于增大横截面积,由

    可知,总的电容变为原来2倍,电压变为原来,即

    然后断开S1,电容C1的电荷量是原来的一半,闭合S2,电容C2的电荷量被中和,电容C1在电容不变的情况下,电压变为最初的一半,即

    断开S2S12,同理可知

    只有A选项内容完全正确。

    故选A

    9. 如图所示,半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内,O是圆心,虚线OC水平。两个质量均为m的小球ab套在圆环上,两球之间用轻杆相连,从图示位置由静止释放,已知重力加速度为g。则(  )

    A. 运动过程中轻杆对b球始终是推力

    B. 运动过程中b球的最大速度为

    C. 若要使ab两球做完整的圆周运动,给a球的初速度至少为

    D. 若要使ab两球做完整的圆周运动,给a球的初速度至少为

    【答案】AC

    【解析】

    【详解】A B.对两球和杆组成的系统,只有重力做功,则系统的机械能守恒,当杆在最低水平位置时,系统的重力势能最小,则速度最大;

    根据系统机械能守恒定律得

    解得AB两球的速度达的最大值为

    b球运动到最低点时,系统减小的重力势能为mgR,由机械能守恒定律可知,

    2mv2=mgR

    解得

    从开始下落到b球运动到最低点,对b用动能定理

    解得

    可知杆对b为推力;

    b球运动到最低点到杆在最低水平位置时,对b球由动能定理

    解得

    可知杆对b也为推力;

    杆从该水平位置运动到右侧竖直位置,对b球由动能定理

    可知杆对b也为推力;同理杆从右侧竖直位置回到左侧竖直位置时,杆上的作用力始终也是推力,则选项A正确,B错误。

    CD.若要使ab两球做完整的圆周运动,则杆在最高点水平位置时速度至少为零,则由机械能守恒可知

    解得

    选项C正确,D错误;

    故选AC

    10. 某物体由静止释放,下落过程中物体所受空气阻力与速度大小成正比。取水平地面为重力零势能面,在物体下落过程中,加速度a、机械能E随时间t变化,动能Ek、重力的瞬时功率P随下落高度h变化的关系图像可能正确的是(  )

    A.  B.

    C.  D.

    【答案】D

    【解析】

    【详解】A.由牛顿第二定律可得

    解得

    随着速度v的增大,加速度a减小,物体做加速度减小的加速运动,a-t图像的斜率为

    随着加速度a减小,a-t图像斜率绝对值减小,所以a-t图像应是曲线,A错误;

    C.由动能定理可得

    mgh-fh=Ek-0

    Ek=(mg-kv)h

    随着速度v的增大,Ek-h图像的斜率减小,C错误;

    B.机械能的变化量等于克服阻力做的功,随着物体的不断下降,机械能始终在减少,不会出现刚开始一段时间机械能保持不变,B错误;

    D.重力的瞬时功率P可表示为

    物体做加速度减小的加速运动,当时加速度为零,速度达到最大,可知重力的瞬时功率先增大(图像斜率减小)后保持不变,D正确。

    故选D

    二、非选择题:共5题,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. 在温度为25℃时,合格纯净水的电阻率。现检测某品牌纯净水,将采集的水样注满绝缘性能良好的圆柱形容器,容器两端用金属圆片电极密封,测得该容器两电极间长度为5.0cm,内径圆面积为50cm2除待测水样Rx外,实验室还提供如下器材:

    A.电流表A(量程0~600μA,内阻约为100Ω

    B.电压表V(量程0~3V,内阻为5kΩ

    C.滑动变阻器R1,阻值范围0~20Ω,允许的最大电流2A

    D.滑动变阻器R2,阻值范围0~100kΩ,允许的最大电流0.5A

    E.电阻箱R3

    F.电源E(电动势为6V,内阻约

    G.开关和导线若干;

    1)要将电压表V量程扩大为原来的2倍,应该将电压表V和电阻箱R3___________联(填“串”、“并”),并把电阻箱R3的阻值调为___________Ω

    2)先用多用电表粗测容器内水样的电阻。一多用电表正确测量了一个19.0Ω的电阻,表盘如图甲所示。现用该表粗测水样电阻,在用红、黑表笔接触容器两端之前,选出必需的步骤,并按操作顺序排列:___________


     

    A.用螺丝刀调节表盘下中间部位的指针定位螺丝,使表针指向“0”;

    B.将红表笔和黑表笔接触;

    C.把选择开关旋转到“1k”位置;

    D.把选择开关旋转到“100”位置;

    E.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点。

    3)按图乙电路测量水样电阻Rx,其中滑动变阻器Rp选择___________(填器材选项代号);合上开关前滑片位于最___________端(填“左”、“右”);


     

    4)将实验中测得的数据,在U-I坐标系中描点连线,结果如图丙所示,则水样的电阻Rx=___________Ω


     

    5)根据实验数据,判断该水样是否合格?___________(选填“是”或“否”)。

    【答案】    ①.     ②. 5000    ③. CBE    ④. C    ⑤.     ⑥. 10000    ⑦.

    【解析】

    【详解】1[1]改装电压表应该将电压表V和电阻箱R3串联;

    [2]串联电阻的阻值为

    其中

    解得

    即应把电阻箱R3的阻值调为

    2[3]待测水样电阻约为

    故应选用“1k”档,在正确测量了一个19.0Ω的电阻后改用“1k”档时应进行的操作是:把选择开关旋转到“1k”位置;将红表笔和黑表笔接触;调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点;即按操作顺序排列为CBE

    3[4]图乙电路中滑动变阻器采用分压式接法,滑动变阻器应选用阻值较小的R1,故选C

    [5]闭合开关前应使流过测量电路的电流最小,即合上开关前滑片位于最左端;

    4[6]水样的电阻为

    5[7]根据实验数据,该水样的电阻率为

    小于合格纯净水的电阻率,故该水样不合格。

    12. 如图甲所示,电源电动势E=5V,内阻r=0.5Ω,电阻R1=1.0ΩR2=3.5Ω,微安表内阻不计,闭合开关S,电路稳定后,求:

    1)电源的输出电流I及路端电压U

    2)断开S后微安表的示数变化如图乙所示,估算电容器的电容C


     

    【答案】11A45V;(2

    【解析】

    【详解】1)闭合开关S,电路稳定后,由闭合电路欧姆定律可得

    路端电压为

    代入数据解得

    2图线与时间轴所围的面积表示流过微安表的电荷量,即电容器存储的电荷量,可得

    稳定后电容器两端电压为

    电容器电容为

    13. 在平行于纸面的圆形区域ABCD内有匀强电场,圆心为O、半径为R。如图甲所示,动点PA点沿圆周逆时针运动,θPO连线转过的角度,转动过程P所在位置的电势随角度θ的变化如图乙所示。求:

    1)电量为+q的带电粒子在A点处的电势能Ep

    2)匀强电场的场强大小E


     

    【答案】1;(2

    【解析】

    【详解】1)由题图可知,A点的电势为,电量为+q的带电粒子在A点处的电势能为


     

    2PO从角转到角的过程,恰好转过,故圆周上电势最大值与最小值恰好在一条直径上的两点,其连线与电场线平行,可得场强大小为

    14. 如图所示,长度为2L的光滑轻质细管与水平面的夹角为θ,可绕竖直轴O1O2转动,两根轻弹簧分别固定在轻管两端,弹簧的原长都是L,劲度系数均为k,两弹簧间栓接一质量为m的小球。已知重力加速度为g,不计空气阻力。

    1)当轻管静止时,每根弹簧的形变量x0

    2)当轻管绕竖直轴以角速度ω1匀速转动时,两弹簧刚好恢复原长,求ω1

    3)当轻管从静止开始绕竖直轴转动,转至弹簧的弹性势能与静止时相等。求外界对转动装置所做的功W

    【答案】1;(2;(3

    【解析】

    【详解】1)对小球由平衡知识可知

    解得

    2)当轻管绕竖直轴以角速度ω1匀速转动时,两弹簧刚好恢复原长,对小球分析可知

    解得

    3)当轻管从静止开始绕竖直轴转动,转至弹簧的弹性势能与静止时相等时,此时下边弹簧被拉长x0,上边弹簧被压缩x0,此时小球受弹力大小为

    F=2kx0=mgsinθ

    方向沿管向下,则

    外界对转动装置所做的功

    联立解得

    15. 如图所示,竖直平面内存在方向相反的两个有界匀强电场,x轴为两电场的交界,电场强度的方向平行于y轴,大小均为,电场的左边界是y轴,右边界与y轴平行,位于x=L处。一质量为m、带电量为q的小球以某初速度从y轴的A点沿水平方向进入电场,A点纵坐标为d1,经偏转后从电场的右侧沿水平方向离开,重力加速度为g,不计空气阻力。

    1)判断粒子的电性;

    2)求小球在下方电场中的竖直方向的最大偏移量d2

    3)求小球进入电场初速度v0的可能值。


     

    【答案】1)带正电;(2;(3)

    【解析】

    【详解】1)如果粒子带负电,则进入电场后受到向上电场力,向上偏转,沿纵轴方向速度不可能为零,即不可能沿水平方向离开电场,故粒子应带正电。

    2)小球进入下方磁场时的纵轴速度大小为

    当纵轴速度再次减为零时

    解得

    3)粒子沿纵轴速度周期性变化,第一次纵轴速度减为零所用时间为

    解得

    如水平离开电场区域,则有

    解得


     

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