2022-2023学年江苏省南京市高一(下)期末物理试卷（含解析）

2022-2023学年江苏省南京市高一(下)期末物理试卷

一、单选题（本大题共9小题，共36.0分）

1.  物体由于运动而具有的能叫动能，动能的大小等于物体质量与其速度平方乘积的一半。下列物体动能最大的是(    )

A. 射门时被踢出的足球 B. 从炮口飞出的炮弹
C. 被激怒而狂奔的大象 D. 即将进入近地轨道的运载火箭

2.  欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律，有一个长方体的金属电阻，材料分布均匀，边长分别为、、，且。电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻值最小的是(    )

A.  B.
C.  D.

3.  如图所示，小物块位于斜面光滑的斜面体上，斜面体位于光滑水平地面上，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面体对小物块的作用力(    )
 

A. 垂直于接触面，做功为零 B. 垂直于接触面，做负功
C. 不垂直于接触面，做功为零 D. 不垂直于接触面，做正功

4.  如图，为抛物线的顶点，、为抛物线上两点，点的切线水平。从、两点分别以初速度、水平抛出两小球，同时击中点，不计空气阻力，则两球(    )
 

A. 必须同时抛出 B. 初速度与相等
C. 击中点时速度相同 D. 击中点时重力的瞬时功率相等

5.  如图所示，两根完全相同的四分之一圆弧绝缘棒分别放置在第一、二象限，其端点在两坐标轴上。两棒带等量同种电荷且电荷均匀分布，此时点电场强度大小为。撤去其中一棒后，点的电场强度大小变为(    )
 

A.  B.  C.  D.

6.  如图所示，在板附近有一电子由静止开始向板运动，则关于电子到达板时的速度，下列说法正确的是(    )
 

A. 两板间距离越大，加速的时间就越长，获得的速度就越大
B. 两板间距离越小，加速度就越大，获得的速度就越大
C. 与两板间距离无关，仅与加速电压有关
D. 以上说法均不正确

7.  如图所示为一正四棱锥。底面四个顶点、、、上依次固定电荷量为、、、的点电荷，点为底面中心。无穷远处电势为零，则(    )
 

A. 点处电场强度为零，电势不为零
B. 点处电场强度方向由指向
C. 将一电子从点沿直线移动到边中点，其电势能逐渐减小
D. 将一电子从点沿直线移动到点，其电势能逐渐增加

8.  如图所示，虚线代表电场中的等势面，相邻两个等势面的电势差相等，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，、为轨迹上的两点，据此可得(    )
 

A. 三个等势面中，点电势最高 B. 该质点通过点时动能大于点
C. 该质点通过点时电势能大于点 D. 该质点通过点时加速度小于点

9.  某种小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示，三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路，四个电表均为理想电表。现闭合电键，电压表的示数为，以下说法正确的是(    )
 

A. 电压表的示数为 B. 灯泡的功率是的倍
C. 电流表的示数为 D. 电源的输出功率为

二、多选题（本大题共2小题，共8.0分）

10.  在如图所示的电路中，电源的电动势为，内阻为，平行板电容器的两金属板水平放置，和为定值电阻，为滑动变阻器的滑动触头，为灵敏电流表，为理想电流表。开关闭合后，的两板间恰好有一质量为、电荷量为的油滴处于静止状态。在向上移动的过程中，下列说法不正确的是(    )
 

A. 表的示数变大 B. 油滴向下加速运动
C. 中有由至的电流 D. 电源的输出功率一定变大

11.  如图所示，质量为的小球套在倾斜放置的固定光滑杆上，一根轻质弹簧一端固定于点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内，将小球沿杆拉到弹簧水平位置由静止释放，小球沿杆下滑，当弹簧位于竖直位置时，小球速度恰好为零，此时小球下降的竖直高度为，若全过程中弹簧始终处于伸长状态且处于弹性限度范围内，下列说法正确的是(    )
 

A. 弹簧与杆垂直时，小球速度最大
B. 弹簧与杆垂直时，小球的动能与重力势能之和最大
C. 小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量小于
D. 小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量等于

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

12.  在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示相邻记数点时间间隔为，那么：

纸带的________端与重物相连；

打点计时器打下计数点时，物体速度___________。

从起点到打下计数点的过程中物体的重力势能减少__________，此过程中物体动能的增加量__________取。

通过计算，数值上____，这是因为_______________________________。

若根据纸带算出各点的速度，量出各点下落距离，则以为纵轴，以为横轴画出的图线应是下图中的________。  

13.  在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，提供的实验器材有：

A.小灯泡额定电压为，额定电流约为；

B.电源：电动势为，内阻不计；

C.电压表：量程为，内阻约为；

D.电流表：量程为，内阻约为；

E.滑动变阻器：最大阻值为，额定电流为；

F.滑动变阻器：最大阻值为，额定电流为；

G.开关及导线若干

实验得到如下数据和分别表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压：

实验中滑动变阻器应选用_____请填写选项前对应的序号字母

请你不要改动已连接导线，在下面的实物连接图中把还需要连接的导线补上____，闭合开关前，应使变阻器滑片放在最________填“左”或“右”端

在下面的坐标系中画出小灯泡的曲线____

若将本题中的小灯泡接在电动势是，内阻是的电池两端，则小灯泡的实际功率约为_____保留两位有效数字

四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

14.  如图所示是一提升重物用的电动机工作时的电路图。电动机内电阻，电路中另一电阻，恒压电源输出电压，电压表示数。试求：

通过电动机的电流；

输入电动机的电功率；

若电动机以匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量。取

15.  如图所示，质量的木板静止在水平面上，木板的左侧有一个固定的半径的四分之一圆弧形轨道，轨道末端的切线水平，轨道与木板靠在一起，且末端高度与木板高度相同。现将质量可视为质点的小木块，从圆弧形轨道顶端由静止释放，小木块到达圆弧形轨道底端时的速度。之后小木块滑上木板并带动木板运动，当小木块离开木板右端时，木板的速度，在小木块在木板上滑行的过程中，小木块与木板总共损失的动能，小木块与木板间的动摩擦因数，木板与地面间的摩擦及空气阻力可忽略不计。取。求

小木块运动到圆弧形轨道末端时所受支持力的大小；

小木块在圆弧形轨道上下滑过程中克服摩擦力所做的功；

小木块在木板上运动过程中，小木块相对于地面的位移。

16.  如图甲所示，质量为、电荷量为的电子经加速电压加速后，在水平方向沿垂直进入偏转电场．已知形成偏转电场的平行板电容器的极板长为不考虑电场边缘效应，两极板间距为，为两极板的中线，是足够大的荧光屏，且屏与极板右边缘的距离也为求：
 

粒子进入偏转电场的速度的大小；

若偏转电场两板间加恒定电压，电子经过偏转电场后正好打中屏上的点，点与极板在同一水平线上，求偏转电场所加电压；

若偏转电场两板间的电压按如图乙所示作周期性变化，要使电子经加速电场后时刻进入偏转电场后水平击中点，试确定偏转电场电压以及周期分别应该满足的条件．

答案和解析

1.【答案】 

【解析】物体动能的表达式为

可知动能的大小不仅决定于质量，更主要决定于速度，踢出的足球质量和速度都不大，从炮口飞出的炮弹质量小速度大，被激怒而狂奔的大象质量大速度小，即将进入近地轨道的运载火箭质量和速度都很大，故动能最大。

故选D。

2.【答案】 

【解析】根据电阻定律

可知，横截面积越大，长度越短，则阻值越小。则选择面为电流的横切面，故ACD错误，B正确。

故选B。

3.【答案】 

【解析】由于斜面是光滑的，没有摩擦力的作用，所以斜面对物块只有一个支持力的作用，方向是垂直斜面向上的；小物块对斜面体的压力垂直于斜面斜向下，由于地面光滑，该力使斜面体水平向右运动。小物块所受支持力与位移方向如图所示

支持力与物块位移间的夹角大于，则斜面体对物块做负功。

故选B。

4.【答案】 

【解析】B.已知为抛物线顶点，则以为原点建立直角坐标系，

则设为

则两平抛运动在竖直方向为自由落体运动，有

联立解得

平抛在水平方向为匀速直线运动，有

联立可得

整理可得

故B正确；

A.因

则可得

故球先抛出才能同时击中点，故错误；

C.因  ，但竖直方向有

故两分速度合成后可知点的速度不同，故C错误；

D.两球在点重力瞬时功率为

即击中点时重力的瞬时功率不相等，故D错误。

故选B。

5.【答案】 

【解析】设两棒均带正电，由点电荷场强特点及场强叠加规律可知，左侧  圆弧产生的场强方向斜向右下方，与  方向夹角为  ，右侧  圆弧产生的场强方向斜向左下方，与  方向夹角为  ，它们大小均为，可得

解得

撤去其中一棒后，点的电场强度大小变为  。

故选B。

6.【答案】 

【解析】设两板间电势差为  ，根据动能定理有

解得

可知，两板间电压一定的情况下，增加板间距或减小板间距，电子到达板时的速度不变，即电子到达板时的速度与两板间距离无关，仅与加速电压有关。

故选C。

7.【答案】 

【解析】A.根据等量同种正点电荷连线中垂线上的电场分别特点，可知、两处等量同种正电荷，在点处电场强度方向由指向；根据等量异种点电荷连线中垂线上的电场分别特点，可知、两处等量异种点电荷，在点处电场强度方向与垂直，由场强叠加原理可知，点处电场强度不为零；根据点电荷电势分布特点结合对称性可知，四个点电荷产生电场在点处的电势绝对值相等，、、三处点电荷产生电场在点处的电势为正，处点电荷产生电场在点处的电势为负，则点处电势不为零，故A错误；

B.由场强叠加可知、两处等量同种正电荷在点的合场强为零，、两处等量异种点电荷在点的合场强由指向，则点处电场强度方向由指向，故B错误；

C.将一电子从点沿直线移动到边中点， 、两处等量异种点电荷产生的电场合力对电子不做功，、两处同种正电荷产生的电场合力对电子做负功，则电子电势能增加，故C错误；

D.将一电子从点沿直线移动到点，、两处等量异种点电荷产生的电场合力对电子不做功，、两处等量同种正电荷产生的电场合力对电子做负功，则电子电势能增加，故D正确。

故选D。

8.【答案】 

【解析】A.电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带正电，因此电场线指向右下方，沿电场线电势降低，故点电势最高，点的电势最低。故A错误；

B.根据质点受力情况可知，从到过程中电场力做正功，电势能降低，故点的动能小于点的动能。故B错误；

C.从到过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，故点的电势能大于点的电势能。故C正确；

D.等势线密的地方电场强度大，电荷受到的电场力大，则电荷的加速度大，故质点通过点时的加速度较大。故D错误。

故选C。

9.【答案】 

【解析】电压表的示数为，由图甲可知，电流表的示数为，则有小灯泡、每个的电流均为，可知电流表的示数为，则电压表的示数为，AC错误；

B.由电功率公式可得，小灯泡的功率为

小灯泡的功率为

可知灯泡的功率是的倍，B错误

D.路端电压为

干路电流为，则电源的输出功率为

D正确。

故选D。

10.【答案】 

【解析】A.在向上移动的过程中，滑动变阻器接入电路阻值增大，则电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流减小，路端电压增大；则电流表的示数变小，故A错误，满足题意要求；

B.由于电路总电流减小，路端电压增大，可知定值电阻  两端电压减小，定值电阻  两端电压增大，则电容器电压增大，根据

可知极板间场强增大，油滴受到的电场力增大，油滴向上加速运动，故B错误，满足题意要求；

C.根据电容器电容决定式

由于电容器电压增大，可知电容器电荷量增大，则中有由至的电流，故C正确，不满足题意要求；

D.当外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，虽然外电阻在变大，但不知外电阻与内电阻的大小关系，因此无法确定输出功率如何变化，故D错误，满足题意要求。

故选ABD。

11.【答案】 

【解析】A.弹簧与杆垂直时，弹力方向与杆垂直，合外力方向沿杆向下，小球继续加速，速度没有达到最大值．故A错误；

B.小球运动过程中，只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，此时弹簧伸长量最短，弹性势能最小，故动能与重力势能之和最大，故B正确；

小球下滑至最低点的过程中，系统机械能守恒，初末位置动能都为零，所以弹簧的弹性势能增加量等于重力势能的减小量，即为，故C错误，D正确．

12.【答案】 左端                         重物克服阻力做功，部分重力势能转化为内能      

【解析】重物自由下落，在相等的时间内位移越来越大，因此纸带的左端与重物相连。

由中间时刻的瞬时速度等于平均速度，可得打下计数点时物体速度

物体的重力势能减少

物体动能的增加量

通过计算，数值上  。

数值上  ，这是因为重物克服阻力做功，部分重力势能转化为内能。

由机械能守恒定律可得

则有

可知  与成正比关系，则  图像是过原点的倾斜直线，ABD错误，C正确。

故选C。

13.【答案】            左            

【解析】为方便实验操作，滑动变阻器应选E；

描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，灯泡正常发光时电阻为

电压表内阻为电压表内阻约为  ，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示；为保护电路，闭合开关前，滑片应置于左端；

根据表中实验数据在坐标系中描出对应点，然后用平滑的曲线把各点连接起来，作出灯泡的  图象，如图所示

在灯泡的  图象坐标系中作出电池的  图象，如图所示；由图象可知，用该电池给灯泡供电时，灯泡两端电压为  ，电流为  ，则灯泡实际功率

14.【答案】；； 

【解析】由电路中的电压关系可得电阻的电压

流过电阻的电流

  即通过电动机的电流

电动机两端电压

输入电动机的功率

电动机的发热功率

电动机输出的机械功率

又因

解得

15.【答案】；克服摩擦力做功； 

【解析】小物块滑到最低点时，由牛顿第二定律得

得

对小物块由动能定理得

得

木板由牛顿第二定律得

得

得

小木块与木板总共损失的动能

小木块相对于地面的位移

解得

16.【答案】解：电子经加速电场加速：
解得：
由题意知，电子经偏转电场偏转后做匀速直线运动到达点，设电子离开偏转电场时的偏转角为，则由几何关系得：
解得：
又
解得：
要使电子在水平方向击中点，电子必向上极板偏转，且，则电子应在时刻进入偏转电场，且电子在偏转电场中运动的时间为整数个周期，设电子从加速电场射出的速度为，则
因为电子水平射出，则电子在偏转电场中的运动时间满足
则
在竖直方向位移应满足
解得：  
答：粒子进入偏转电场的速度的大小。
偏转电场所加电压。
偏转电场电压，周期。 

【解析】根据动能定理求出粒子进入偏转电场的速度的大小。
粒子出电场后反向速度的反向延长线经过偏转电场中轴线的中点，根据几何关系得出速度与水平方向的夹角，结合牛顿第二定律和运动学公式求出偏转电压的大小。
要使电子在水平在水平方向击中点，电子必向上极板偏转，且，则电子应在时刻进入偏转电场，且电子在偏转电场中运动的时间为整数个周期。抓住时间与周期的关系求出周期的通项表达式。根据运动的对称性，知粒子在一半时间内在竖直方向上的位移等于，根据该关系求出偏转电压的通项表达式。
本题是带电粒子先加速后偏转问题，电场中加速根据动能定理求解获得的速度、偏转电场中类平抛运动的研究方法是运动的分解和合成。