2021-2022学年江苏省南京市江宁区高一(下)期末物理试题含解析

  2021-2022学年度第二学期高一期末调研

物理试卷

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡上的指定位置。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。

一、单项选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。每小题只有一个选项正确）

1. 一条导线中的电流为50μA，已知电子所带电荷量为，则在3.2s内通过这条导线某一横截面的电子个数为（　　）

A. 1×1015 B. 1×1019 C. 2×1016 D. 2×1017

【答案】A

【解析】

【详解】根据电流的定义式

可得3.2s内流过的电荷量为

在3.2s内通过这条导线某一横截面的电子个数

故选A。

2. 静电给人们带来很多方便，但有时也带来很多麻烦，甚至造成危害。因此我们在应用静电的同时也要注意防止，下列生活情境中，利用了静电屏蔽原理的是（　　）

A. 静电复印机

B. 燃气灶上电子点火器的针头电极

C. 超高压带电作业所穿衣服的织物中掺入了金属丝

D. 雷雨天，武当山金殿的屋顶常出现“雷火炼殿”的奇观

【答案】C

【解析】

【详解】A．静电复印机利用了静电吸附原理，A错误；

B．燃气灶上电子点火器的针头电极利用了尖端放电原理，B错误；

C．超高压带电作业所穿衣服的织物中掺入了金属丝利用了静电屏蔽原理，C正确；

D．雷雨天，武当山金殿的屋顶常出现“雷火炼殿”的奇观是放电现象，D错误；

故选C。

3. 2022年，我国的航天事业又一次取得了令人瞩目的壮举，神舟十三号航天员乘组在轨驻留六个月，并成功返航，标志着我国的空间站技术已趋成熟。若把飞船绕地球的运动看成匀速圆周运动，下列说法中正确的是（　　）

A 航天员乘坐飞船绕地球飞行时处于平衡状态

B. 飞船绕地球做匀速圆周运动的速度可为9km/s

C. 若飞船绕地球飞行的轨道半径变大，则其运行周期变大

D. 若飞船要实现降轨飞行，飞船在原轨道上需要先行加速

【答案】C

【解析】

【详解】A. 航天员乘坐飞船绕地球飞行时处于完全失重，故A错误；

B．第一宇宙速度是最大的运行速度，所以飞船绕地球做匀速圆周运动的速度不可能大于7.9km/s，故B错误；

C．根据开普勒第三定律可知，飞船绕地球飞行的轨道半径变大，其运行周期变大，故C正确；

D．若飞船要实现降轨飞行，飞船从高轨变为低轨运行，飞船在原轨道上需要先行减速，故D错误。

故选C。

4. 共享电动车已经成为我们日常生活中不可或缺的重要交通工具，某共享电动车和驾驶员的总质量为100kg，电动车的额定功率为560W。若电动车从静止开始以额定功率在水平路面沿直线行驶，行驶的最大速度为5.6m/s，假定行驶中所受阻力恒定，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（　　）

A. 电动车受到的阻力大小为100N

B. 加速阶段，电动车的加速度保持不变

C. 当电动车的速度为4m/s时，其加速度大小为1.4m/s2

D. 若电动车从静止开始以2m/s2的加速度匀加速启动，匀加速时间共2.8s

【答案】A

【解析】

【详解】A．依题意，可得电动车受到的阻力大小为

故A正确；

B．加速阶段，根据牛顿第二定律有

速度增大，则电动车的加速度逐渐减小，故B错误；

C．根据

的当电动车的速度为4m/s时，其加速度大小为

故C错误；

D．若电动车从静止开始以2m/s2的加速度匀加速启动，根据牛顿第二定律有

可得此过程的牵引力大小

当功率达到额定功率时，匀加速运动结束，此时速度大小为

则所用时间为

故D错误。

故选A。

5. 反天刀是生活在尼罗河的一种鱼类，沿着它身体的长度方向分布着电器官，这些器官能在鱼周围产生电场，如图为反天刀周围的电场线分布示意图，A、B、C为电场中的点，则下列说法中正确的是（　　）

A. 反天刀尾部带正电

B. B点电势高于C点电势

C. B点和C点的电场强度可能相同

D. 将一负电荷从A点沿虚线移到C点，电场力对其做负功

【答案】B

【解析】

【详解】A．反天刀尾部的电场线指向电荷本身，故尾部带负电，A错误；

B．沿着电场线方向电势降低，故B点电势高于C点电势，B正确；

C．电场线的切线方向表示场强方向，由图可知，B点和C点的场强方向不同，故电场强度不相同，C错误；

D．将一负电荷从A点沿虚线移到C点，电场力对其做正功，D错误。

故选B。

6. 随着生活水平的提高，电子秤已成为日常生活中不可或缺的一部分。如图所示是用平行板电容器制成的厨房用电子秤及其电路简图。称重时，把物体放到电子秤面板上，压力作用会导致平行板上层膜片电极下移，则下列说法正确的是（　　）

A. 电容器的电容减小 B. 电容器的带电电荷量减少

C. 膜片下移过程中，电流表有到的电流 D. 电容器两极板的电压增大

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据电容器表达式

当两个极板的距离减小时，电容器的电容增大，A错误；

BCD．根据电容器定义式

由于电容器一直和电源相连，电压不变，当电容增大时，带电荷量增大，即电容器被充电，电流表有从b到a的电流，B、D错误，C正确；

故选C。

7. 2022年2月7日，北京冬奥会单板滑雪男子坡面障碍技巧决赛，17岁中国小将苏翊鸣收获了中国体育代表团冬奥会历史上首枚单板滑雪奖牌。如图所示，单板滑雪U形池场地可简化为固定在竖直面内的半圆形轨道场地，若滑雪运动员从半圆形场地的坡顶下滑到坡底的过程中速率不变，则下列有关此过程的论述中正确的是（　　）

A. 合力对运动员做正功

B. 运动员所受重力的瞬时功率一直减小

C. 运动员滑到最低点时处于失重状态

D. 经前一半路程和后一半路程产生的热量相等

【答案】B

【解析】

【详解】A．运动员运动过程中速率不变，动能不变，根据动能定理可知合力对运动员不做功，故A错误；

B．运动员下滑过程中重力功率为

根据几何关系可知一直减小，则重力的功率一直减小，故B正确；

C．运动员滑到最低点时加速度竖直向上，处于超重状态，故C错误；

D．由（为运动员与圆心的连线与竖直方向的夹角）可知运动员下滑的过程中摩擦力逐渐减小，到坡底时摩擦力等于零，根据

结合分析可知前一半路程产生的热量大于后一半路程产生的热量，故D错误。

故选B。

8. 如图所示，真空中静止点电荷产生的电场中，A、B为同一条电场线上的两点。取无穷远处电势为零。电荷量为-q的检验电荷，在A点的电势能为EPA，在B点的电势能为EPB，则A、B两点间的电势差UAB等于（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】A与B两点间的电势差为

从A到B根据电场力做的功与电势能变化的关系，有

联立解得

故选D。

9. 已知一只表头的量程为0~100mA，内阻Rg=100Ω。现将表头改装成电流、电压两用的电表，如图所示，已知R1=200 Ω，R2=1kΩ，则下列说法正确的是（　　）

A. 用oa两端时是电压表，最大测量值为110V

B. 用ob两端时是电压表，最大测量值为160V

C. 用oa两端时是电流表，最大测量值为200mA

D. 用ob两端时是电流表，最大测量值为200mA

【答案】B

【解析】

【详解】AC．由电路图可知，用oa两端时是电流表，有

故AC错误；

BD．由电路图可知，用ob两端时是电压表，有

故B正确；D错误。

故选B。

10. 从地面竖直向上抛出一物体，其机械能等于动能与重力势能之和。取地面为重力势能零点，该物体的和随它离开地面的高度h的变化如图所示，重力加速度g取10m/s2。由图中数据可得（　　）

A. 物体的质量为2kg

B. 时，物体的动能

C. 物体上升过程中所受的阻力为2.5N

D. 从地面至，物体的动能减少了40J

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据题给图像可知时物体的重力势能

解得物体质量为

故A错误；

BC．从题图可知，当物体上升4m时，机械能减少了10J，根据功能原理可知，物体上升过程中克服阻力所做功为

可知物体上升过程中所受的阻力为

从物体开始抛出至上升到的过程中，由动能定理有

解得

故B错误，C正确；

D．从物体开始抛出至上升到的过程中，由动能定理有

解得

可知从地面至，物体的动能减少50J，故D错误。

故选C。

二、非选择题：本题共5题，共60分。其中第12题~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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

11. 江宁金属铸管厂生产的某种合金金属管的横截面如图（a）所示，现需测量其中空部分的面积，为此，制管师截取了一段粗细均匀的金属管进行测量：

（1）用毫米刻度尺测得该段金属管的长度为L，用螺旋测微器测量金属管的外径d，如图（b）所示，则读数d=________mm；

（2）用图（c）所示多用电表测量该段金属管的阻值，请完成下列测量步骤：

①旋动部件________（填字母“K ”、“S”或“T”），使电表指针对准电流的“0”刻线。

②将选择开关旋转到“Ω”挡×10的位置。

③将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，并将两表笔短接，旋动部件________（填字母“K”、“S”或“T”），使电表指针对准电阻的________。（填“0刻线”或“刻线”）

④将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触，若多用电表读数如图（d）所示，该电阻的阻值为R=_______Ω。

⑤测量完毕，将选择开关旋转到OFF位置。

（3）通过查表得知该合金材料的电阻率为ρ，则金属管中空部分的面积为____________________。（结果用字母符号表示）

【答案】    ①. 6.724##6.725##6.726    ②. S    ③. T    ④. 0刻线    ⑤. 190    ⑥.

【解析】

【详解】（1）[1]用螺旋测微器测量金属管的外径，依题意为

考虑到偶然误差，取值范围可取为。

（2）[2]用欧姆表测量电阻前，应先机械调零，即旋动部件S，使电表指针对准电流的“0”刻线。

[3][4] 用欧姆表测量电阻时，将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针指到表盘右侧的零刻度处，即将两表笔短接，旋动部件T，使电表指针对准电阻的 “0刻线”。

[5] 依题意，该电阻的阻值为

（3）[6]根据电阻定律，有

故横截面积为

则金属管中空部分的面积为

12. 如图所示，竖直面内分布有水平向右的匀强电场，一带电微粒的质量为1.0×10-3kg，所带电量为2.0×10-8C，该微粒沿图中虚线从a沿直线运动到b，虚线与水平方向的夹角为θ=45°，重力加速度g取10m/s2。求：

（1）画出带电粒子的受力分析图，并判断带电粒子的电性；

（2）电场强度E的大小。

【答案】（1），带负电；（2）5×105N/C

【解析】

【详解】（1）受力分析如图所示

带电粒子受到电场力的方向与电场线方向相反，所以带电粒子带负电

（2）由图可得

得

13. 在如图所示的电路中，电阻R1为10 Ω，R2为120 Ω，R3为40Ω。求：

（1）当C、D端短路时，A、B之间的等效电阻是多少；

（2）当A、B两端接通一个电压恒为50V的电源时，C、D两端的电压是多少。

【答案】（1）；（2）40V

【解析】

【详解】（1）当C、D端短路时，R2与R3并联，可得

解得

A、B之间的等效电阻为

（2）当A、B两端接通一个电压恒为50V的电源时，有

C、D两端的电压为

UCD=U3=IR3=40V

14. 如图所示，轨道AB部分为光滑的圆弧，半径R＝0.2m，A点与圆心等高。BC部分水平但不光滑，C端固定一轻质弹簧，OC为弹簧的原长。一个可视为质点、质量m＝1kg的物块从A点由静止释放，物块将弹簧压缩至最短的M点（图中未画出），又经弹簧反弹后停在D点（不再滑上轨道AB段）。已知物块与BC之间的动摩擦因数μ＝0.1，BO间距离xBO＝1.0m， OM间距离xOM＝0.25m，重力加速度g取10m/s2，试求：

（1）物块运动到B点时，轨道对物块的支持力FN；

（2）整个过程中弹簧的最大弹性势能；

（3）BD间距离xBD。

【答案】（1）30N；（2）0.75J；（3）0.5m

【解析】

【详解】（1）物块由A运动到B的过程，根据动能定理有

解得

在B点，重力和支持力的合力提供向心力有

解得

故轨道对物块的支持力大小为30N，方向竖直向上；

（2）当弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大，此时物块速度为零，根据能量守恒定律有

解得

（3）从M点到D点，根据能量守恒定律有

解得

故BD间的距离

15. 如图所示，水平放置的平行金属板A、B间距为d=20cm，板长L=30cm，在金属板的左端竖直放置一带有小孔的挡板，小孔恰好位于A、B中间，距金属板右端x=15cm处竖直放置一足够大的荧光屏。现在A、B板间加如图2所示的方波形周期电压，有大量质量m=1.0×10−7kg，电荷量q=-4.0×10−2C的带电粒子以平行于金属板的速度v0=1.0×104m/s持续射向挡板。已知U0=1.0×102V，粒子重力不计，求：

（1）粒子在电场中的运动时间；

（2）t=0时刻进入金属板间的粒子离开电场时在竖直方向的位移大小；

（3）撤去挡板后荧光屏上的光带宽度。

【答案】（1）；（2）0.07m；（3）19cm

【解析】

【详解】（1）假设粒子一直在电压U0下运动，则

解得

因此粒子不会撞击平行金属板，而粒子的水平分速度不变，则在电场中的运动时间

（2）在内粒子在竖直方向做匀加速直线运动，方向指向A金属板，在内粒子在指向A金属板的竖直方向做匀减速运动，以向下为正方向，两个运动过程中，加速度大小始终为

因此

所以位移大小为0.07m。

（3）粒子在电场中的运动时间等于电场变化的周期，故撤去挡板后，粒子离开电场的速度都相同，如图所示时刻进入的粒子向下偏转的距离最大，粒子先向下偏转做类平抛运动，加速度向下，再做加速度向上的类平抛运动。同样以向下为正方向，加速度大小仍为，前一段满足

所以

但是向下最大位移为向下的速度为零时，即
 

即在这个点射出的粒子出AB极板时向下位移最大为1cm，但是运动过程中最大位移为2cm，因此考虑这么一种粒子，在某位置出发，刚好向下位移最大2cm到达B极板，随后再向上运动，此时该粒子为光带最下端。

当粒子在射出时，粒子向上偏转最大，此时假设粒子出AB极板时恰好到达A极板右端，则此时粒子y方向速度为

因此恰好与光带最下端的粒子y方向上的速度相同，故两者相互平行射出，光带距离也即为出电场的竖直方向位移差

粒子离开电场时的速度方向相同，可知粒子打在荧光屏上产生的光带宽度为19cm。