[物理][期末]江苏省宿迁市2023-2024学年高一下学期期末统测试卷(解析版)

这是一份[物理][期末]江苏省宿迁市2023-2024学年高一下学期期末统测试卷(解析版)，共15页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题：每小题4分，共11题，计44分，每，题只有一个选项最符合题意。
1. 用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 实验时先释放纸带，后接通电源
B. 打点计时器两个限位孔可以不在同一竖直线上
C. 用计算某点速度
D. 某条纸带开头一段点迹不清晰，该纸带也能验证机械能守恒定律
【答案】D
【解析】A．为打点稳定，实验时先接通电源，后释放纸带，故A错误；
B．为减小纸带与限位孔间的阻力，打点计时器两个限位孔应在同一竖直线上，故B错误；
C．不可以用计算某点速度，因为这样就默认了机械能守恒，失去了验证的意义，故C错误；
D．实验中并非一定要选取开始速度为零的点，选取点迹比较清晰部分的纸带进行测量，也能验证机械能守恒定律，故D正确。
故选D。
2. 将带正电球C靠近不带电的导体棒，达到静电平衡。其中A、B为导体棒两个端点，则（ ）
A. 导体棒带正电B. 导体棒带负电
C A端电势等于B端D. A端电势高于B端
【答案】C
【解析】由于导体棒发生了静电感应现象，当导体棒达到静电平衡后，导体棒是等势体，故A端的电势等于B端相等，根据近异远同可知，导体棒的A端带负电，B端带正电。
故选C。
3. 如图所示，一轻弹簧上端固定在粗糙斜面顶端，下端挂一物体，物体在A点处于平衡状态。现用平行斜面向下的力拉物体，第一次直接拉到B点；第二次将物体拉到C点后，再让物体回到B点。则（ ）
A. 第一次物体的重力势能改变量大
B. 第二次弹簧的弹性势能改变量大
C. 两次过程中摩擦力对物体做的功相等
D. 两次过程中弹簧弹力对物体做的功相等
【答案】D
【解析】A．第一次直接将物体拉到B点，第二次将物体先拉到C点，再回到B点，两次初末位置一样，路径不同，根据重力做功的特点只跟始末位置有关，跟路径无关，所以两次重力做功相等，根据重力做功与重力势能变化的关系可知两次重力势能改变量相等，故A错误；
B．由于两次初末位置一样，即两次对应的弹簧的形变量一样，所以两次弹簧的弹性势能改变量相等，故B错误；
C．第一次直接将物体拉到B点，摩擦力对物体做的功
第二次将物体先拉到C点，再回到B点，摩擦力对物体做的功
故两次摩擦力对物体做的功不相等，故C错误；
D．由于两次初末位置一样，即两次对应的弹簧的形变量一样，两次过程中弹簧弹力对物体做的功相等，故D正确。
故选D。
4. 某同学乘缆车以速度v匀速上山，该段索道钢绳与水平方向夹角为α，悬臂竖直。已知该同学质量为m，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 车厢对同学的作用力为mg
B. 该过程中，同学的机械能守恒
C. t时间内，重力对同学做的功为mgvtsinα
D. t时刻，重力对同学做功的功率为mgv
【答案】A
【解析】A．该同学匀速上山，受力平衡，所以车厢对同学的作用力为大小等于mg，方向竖直向上，故A正确；
B．车厢对同学的作用力与速度方向夹角为锐角，车厢对该同学做正功，故该过程中，同学的机械能不守恒，故B错误；
C．t时间内，重力对同学做的功为
故C错误；
D．t时刻，重力对同学做功的功率为
故D错误。
故选A。
5. 成语“簸扬糠秕”源于如图所示的劳动场景。在恒定水平风力作用下，从同一高度静止释放米粒和糠秕，不计空气阻力，则从释放到落地的过程中（ ）
A. 米粒和糠秕的运动时间相等
B. 重力对米粒和糠秕做功相等
C. 风力对米粒和糠秕做功相等
D. 在同一高度处，米粒和糠秕的速度大小相等
【答案】A
【解析】A．空气阻力忽略不计，米粒和糠秕在竖直方向都做自由落体运动，由可知，运动时间相同，故A正确；
B．米粒和糠秕的区别是质量不同，由于从同一高度h释放，由WG=mgh可知，米粒和糠秕重力做功不同，故B错误；
C．在恒定水平风力作用下，由F=ma可知，由于米粒质量大，米粒水平运动的加速度小，由可知，米粒水平运动的距离小，在根据功的公式W=Fx可知，风力对米粒做功少，故C错误；
D．在恒定水平风力作用下，由F=ma可知，由于米粒质量大，米粒水平运动的加速度小，同一高度处根据可知米粒水平速度较小，竖直方向，根据
可知在同一高度处，米粒比糠秕的速度小，故D错误。
故选A。
6. 如图所示为静电除尘器装置示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向收尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。则（ ）
A. 带电尘埃带正电荷
B. 电场方向由电晕极指向收尘极
C. 带电尘埃在运动过程中加速度变小
D. 若电源正负极对调，尘埃将沉积在电晕极
【答案】C
【解析】A．由图可知，收尘极为正极，则到达收尘极的尘埃带负电荷，故A错误；
B．收尘极与电源正极相连，电场方向由收尘极指向电晕极，故B错误；
C．由图像可知，除尘器内电场在水平面上的分布类似于负电荷电场，尘埃向收尘极迁移过程中场强越来越小，受到的电场力越来越小，根据牛顿第二定律可知带电尘埃在运动过程中加速度变小，故C正确；
D．若电源正负极对调，带电尘埃由于电晕极放电将带上正电荷，仍将沉积在收尘极，故D错误。
故选C。
7. 如图所示，滑动变阻器的总阻值为R，灯泡阻值为R且保持不变。闭合开关S后，滑动变阻器滑片P由a滑向b的过程中（ ）
A. 灯泡变暗
B. 电源的效率减小
C. 电压表的示数增大
D. 滑动变阻器的功率先减小后增大
【答案】B
【解析】A．闭合开关S后，滑动变阻器滑片P由a滑向b的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路总电阻减小，电路总电流增大，灯泡变亮，故A错误；
B．电源的效率为
电路总电流增大，可知电源的效率减小，故B正确；
C．电路总电流增大，灯泡、电源内阻两端的电压增大，故滑动变阻器两端的电压减小，电压表的示数减小，故C错误；
D．将灯泡阻值看成等效电源内阻的一部分，当滑动变阻器的阻值等于灯泡阻值与电源内阻之和时，滑动变阻器的功率最大，由于滑动变阻器的总阻值等于灯泡阻值，则滑动变阻器的阻值小于灯泡阻值与电源内阻之和，滑动变阻器滑片P由a滑向b的过程中，滑动变阻器的功率一直减小，故D错误。
故选B。
8. 图甲为利用电流传感器观察电容器充放电的电路图。开关S先接1端，电源给电容器充电；开关S再接2端，电容器放电，放电过程中电流I随时间t变化的图像如图乙所示，则放电过程中（ ）
A. 电容器两端电压逐渐增加
B. 将R换成更大的阻值，放电时间变长
C. 将R换成更大的阻值，图像与坐标轴所围的面积变小
D. 图像与坐标轴所围图形的方格数约为40，则电容器释放的电荷量约为3.2C
【答案】B
【解析】A．放电过程中，电容器带电量逐渐减小，电容器两端电压逐渐减小，故A错误；
B．将R换成更大的阻值，放电电流减小，放电时间变长，故B正确；
C．图像与坐标轴围成的面积表示电容器放电量，将R换成更大的阻值，电容器放电量不变，图像与坐标轴所围的面积不变，故C错误；
D．图像与坐标轴所围图形的方格数约为40，则电容器释放的电荷量约为
故D错误。
故选B。
9. 如图所示，实线为电场线，虚线为带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则（ ）
A. 电场中a点的电场强度大于b点的电场强度
B. 电场中a点的电势高于b点的电势
C. 粒子在b点的电势能小于在c点的电势能
D. 粒子在b点的速度小于在c点的速度
【答案】D
【解析】A．电场线越密，电场强度越大，b点处电场线较密，故电场中a点的电场强度小于b点的电场强度，故A错误；
B．电场线的方向、带电粒子的电性不知，故无法判断电场中a、b点的电势高低，故B错误；
CD．曲线运动的合外力指向轨迹的凹侧，可知带电粒子受到的电场力大致向右，粒子从b点到c点运动过程中，电场力与速度的夹角为锐角，电场力做正功，电势能减小，动能增大，故粒子在b点的电势能大于在c点的电势能，粒子在b点的速度小于在c点的速度，故C错误，D正确。
故选D。
10. 两个半径为r、角速度为ω的转动圆盘，靠静摩擦力推送纸飞机，如图甲所示。图乙所示为纸飞机的实际飞行轨迹，从a点飞至e点。其中c点为轨迹最高点，b、d两点在同一水平线上，重力加速度为g。则纸飞机（ ）
A. 初速度为2ωr
B. c点的加速度等于g
C. b点和d点的机械能相等
D. 从a点运动到c点的时间小于从c点运动到e点的时间
【答案】D
【解析】A．纸飞机的初速度为
故A错误；
B．纸飞机在c点时除了受重力外还受到向后的空气阻力，合力大于重力，故c点的加速度大于g，故B错误；
C．从b点到d点过程中，空气阻力一直做负功，纸飞机的机械能逐渐减少，则b点和d点的机械能不相等，故C错误；
D．设纸飞机从a点运动到c点的过程中所受阻力的平均竖直分量为，从c点运动到e点的过程中所受阻力的平均竖直分量为，则前、后两个过程纸飞机的竖直平均加速度大小分别为
，
因
根据运动学规律可知，纸飞机从a点运动到c点的时间小于从c点运动到e点的时间，故D正确。
故选D。
11. 两个等量正点电荷固定在光滑绝缘水平桌面上，如图甲所示。一个带正电的小球沿两电荷连线的中垂线，由A点静止释放运动到B点，小球在此运动过程中v—t图像如图乙所示。则AB两点间电势φ、电场强度E随小球位移x的变化图像可能正确的是（取无穷远处电势为0）（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由图乙可知加速度逐渐增大，则电场强度逐渐增大，但A点的电场强度不为0，两个等量正点电荷中垂线的电势逐渐降低，B点的电势不为0。
故选B。
二、非选择题：共5题，计56分。其中第13题~第16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。
12. 将多个苹果串联制成“水果电池”，测量“水果电池”的电动势E和内阻r。
（1）利用多用电表粗测“水果电池”的电动势，选择直流电压档0~10V，如图甲所示为多用电表指针偏转位置，则读数为______V。
（2）利用下列器材测量该“水果电池”的电动势E和内阻r。
电流表A（量程5mA，内阻约20Ω）
电压表V（量程15V，内阻约4kΩ）
滑动变阻器R
待测“水果电池”（内阻r约为800Ω）
开关S，导线若干
①图乙中a、b两个实验电路中最合理电路为______（选填“a”或“b”）。
②根据实验数据画出U-I图线，如图丙所示。由图线可得“水果电池”的电动势E=______V，内阻r=______Ω。（计算结果保留3位有效数字）
③考虑电流表内阻的影响，采用所选电路测量“水果电池”电动势E的测量值与真实值相比______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）4.4 （2） ①. a ②. 4.95 776 ③. 偏小
【解析】
【小问1详解】
根据直流电压表的读数规则可知，该读数为
【小问2详解】
电压表内阻远大于电源内阻，则电流表采用相对电源的外接法，为方便调节电流，采用限流接法，实验电路图如图a所示；
由闭合电路欧姆定律知
所以图像的纵坐标表示电源电动势，即“水果电池”的电动势为
图像的斜率的绝对值表示电源的内阻
从电路图可以看出，当外电路断路时，电压表测量的是电压表的电压，小于电源电动势，所以E测量值小于真实值。
13. 如图为手持电风扇，因其小巧便携、可充电等特点深受人们的喜爱。已知某品牌手持电风扇正常工作的电压为3.6V、功率为5.4W。机内电池容量为3000mA·h。求：
（1）该风扇正常工作时电流I；
（2）该风扇连续正常工作的时间t。
【答案】（1）1.5A；（2）2h
【解析】（1）该风扇正常工作时电流为
（2）根据可知，该风扇连续正常工作的时间为
14. 如图所示，两个可看作点电荷的带电小球A、B。小球A紧贴在竖直绝缘墙上，轻质绝缘丝线连接小球B，一端悬挂在墙上C点，两球保持静止状态，此时丝线与AB连线垂直且与竖直方向夹角θ=30°，已知两球带电量相同，质量均为m，AB距离为x。重力加速度为g，静电力常量为k。求：
（1）小球的带电量大小q；
（2）剪断丝线瞬间，小球B的加速度大小a。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）对小球受力分析，如图
由平衡条件得
由库仑定律
联立可得小球的带电量大小
（2）剪断丝线前，对小球B受力分析，由平衡条件得
剪断丝线瞬间，小球B所受的合外力为
由牛顿第二定律
可得小球B的加速度大小为
15. 如图所示，竖直平面内倾角的粗糙斜面和固定圆轨道相切于B点，将一质量m=1kg的小滑块从斜面上A点静止释放，滑块沿轨道运动恰好通过最高点C。已知A、B两点间的高度差h=1.725m，圆轨道光滑且半径R=0.5m。g=10m/s2，，，不计空气阻力。
（1）滑块在C点的速度大小v；
（2）滑块与斜面间动摩擦因数μ；
（3）若滑块从A点下方某点静止释放，且滑块运动过程中恰好不脱离圆轨道，求整个运动过程中产生的热量Q。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）滑块恰好能通过最高点C，由重力提供向心力
解得
（2）从过程，由动能定理可知
解得滑块与斜面间动摩擦因数
（3）设从A点下方某点与B点的高度差为，从A点下方某点到圆心等高点，由动能定理可知
解得
整个运动过程中产生的热量
16. 如图甲所示，M、N为极板，PQ为荧光屏（足够长），M极板上O1处有一粒子源，t=0时刻开始连续释放初速度为零、比荷为的正粒子。粒子经过M、N间的加速电场后，从N极板上的细缝O2进入N和PQ之间的偏转电场。已知M、N间的电压UMN-t图像如图乙所示，O1O2连线的延长线与PQ交于O3，O2O3间距离为L，不计粒子在M、N间的加速时间，不计粒子重力和粒子间相互作用，求：
（1）粒子到达细缝O2时速度v的大小范围；
（2）若N和PQ间的偏转电场方向平行PQ向上，场强大小，粒子打到PQ上形成的亮线长度Δy；
（3）若N和PQ间的偏转电场为图丙所示的周期性变化电场，取平行PQ向上为正方向。从t=0时刻释放的粒子恰好打到O3，则t=T时刻释放的粒子打到PQ上的位置。
【答案】（1）；（2）4L；（3）
【解析】（1）粒子在极板间加速，根据动能定理有
根据图乙可知，粒子到达细缝O2时速度v的大小范围为
（2）粒子进入偏转电场后做类平抛运动，则有
水平方向有
竖直方向有
将速度的两个极值代入可解得
，
粒子打到PQ上形成的亮线长度
Δy=
（3）从t=0时刻释放的粒子恰好打到O3，根据竖直方向的运动规律可知，粒子在向上加速，向上减速，向下加速，向下减速，直至打到O3，则t=T时刻释放的粒子打到PQ上用时为T，根据竖直方向的运动规律有
解得