2024-2025学年江苏省无锡市某校高一（下）期末物理试卷（含解析）

这是一份2024-2025学年江苏省无锡市某校高一（下）期末物理试卷（含解析），共17页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共11小题，共44分。
1.静电现象在自然界普遍存在，在生产生活中也时常会发生静电现象。人们可让静电服务于生产生活，但也需对其进行防护，做到趋利避害。下列关于静电现象的说法正确的是( )
A. 静电除尘的原理是静电屏蔽
B. 避雷针利用了带电导体凸起尖锐的地方电荷稀疏、附近空间电场较弱的特点
C. 为了安全加油站工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装
D. 印刷车间的空气应保证适当潮湿，以便导走纸页间相互摩擦产生的静电
2.取一对用绝缘支柱支持的金属导体A和B，使它们彼此接触，起初它们不带电，贴在它们下部的金属箔是闭合的，现在把带正电荷的球C移近导体A，可以看到A、B上的金属箔都张开了，下列说法正确的是( )
A. 导体A的电势比导体B的电势低
B. 导体A内部的场强比导体B内部的场强大
C. 若先用手摸一下A端，再移走C，AB带正电
D. 若先用手摸一下A端，再移走C，AB带负电
3.将不带电的金属球B靠近带正电的金属球A，系统达到静电平衡状态后，纸面内的电场线分布如图所示，a、b两点关于两金属球的连线对称，c、d两点在连线上且与金属球B球面距离相等.下列说法正确的是( )
A. a、b两点电场强度相同
B. c、d两点电场强度方向相反
C. c点电势比d点电势高
D. 将带正电的试探电荷从a沿直线移到b点，电场力先做正功后做负功
4.两电荷量分别为q1和q2的点电荷，放在y轴上的O、M两点。若规定无限远处电势为零，则在两电荷连线上各点的电势φ随y变化的关系如图。其中，A、N两点的电势为零，ND段中C点的电势最高。则下列说法中正确的是( )
A. q1为正点电荷，q2为负点电荷
B. A、N两点的电场强度大小可能为零
C. 从N点沿y轴正方向，电场强度大小先增大后减小
D. 将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做负功后做正功
5.“世界上第一个想利用火箭飞行的人”是明朝的士大夫万户。他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力飞上天空，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及所携设备的总质量为M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m的炽热燃气相对地面以v0的速度竖直向下喷出。忽略此过程中空气阻力的影响，要增大火箭的发射速度大小，下列操作中可行的是( )
A. 减小v0的同时减小mB. 增大v0的同时减小M
C. 增大M的同时减小mD. 同比例增大M、m
6.平行板电容器两极板水平放置，与电源、电阻R及开关S组成如图所示的电路，闭合开关，待电容器充电结束后，将一带电油滴置于两板之间，油滴处于静止状态。接着进行三步操作：第一步，断开开关；第二步，将N板向上平移一小段距离；第三步，再闭合开关S。关于三步操作过程及操作后的现象，下列说法正确的是
A. 第二步操作后，板间的电场强度减少B. 第二步操作过程中，油滴的电势能不变
C. 第三步操作后，R中有向左的电流D. 第三步操作后，油滴会向下运动
7.一带正电微粒从静止开始经电压U1加速后，射入水平放置的平行板电容器，极板间电压为U2。微粒射入时紧靠下极板边缘，速度方向与极板夹角为45°，微粒运动轨迹的最高点到极板左右两端的水平距离分别为2L和L，到两极板距离均为d，如图所示。忽略边缘效应，不计重力。下列说法正确的是( )
A. L：d=2：1
B. U1：U2=2：1
C. 微粒穿过电容器区域的偏转角度的正切值为2
D. 仅改变微粒的质量或者电荷数量，微粒在电容器中的运动轨迹不变
8.如图甲所示电路中，两定值电阻R1=1Ω,R2=5Ω，电容器的电容C=200μF。闭合开关S，滑动变阻器R3的滑片P从最上端向最下端缓慢滑动过程中，分别记录电压表和电流表的示数，得到U−I图像如图乙所示。已知电表均为理想电表，下列说法正确的是( )
A. 电源电动势为8.0V，内阻为2.5Ω
B. 滑动变阻器R3的最大值为25Ω
C. 当滑片P滑到R3最下端时，电容器的带电量为6.0×10−4C
D. 滑片P从最上端向最下端滑动过程中，电流表示数最大值为3.0A
9.图甲所示为某电容器的充、放电过程示意图。电路中的电流传感器可以捕捉瞬时的电流变化，它与计算机相连，可显示电流随时间的变化规律。电源电动势E=8V、内阻不计，充电前电容器带电量为零，先使S与“1”端相连，电源向电容器充电，充电结束后，使S与“2”端相连，直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的I−t曲线如图乙所示，下列正确的是( )
A. 在电容器充电与放电过程中，通过电阻R0的电流方向相同
B. 图乙中阴影部分的面积S1R2
10.如图所示，某同学利用一块表头G和三个定值电阻设计了如图所示的多量程电流表，该电表有1、2两个量程．当只增大电阻R1的阻值时，下列说法中正确的是( )
A. 两个量程均变大B. 两个量程均变小
C. 1的量程变大，2的量程变小D. 1的量程变小，2的量程变大
11.质量为M的半圆形凹槽静置在光滑水平面上，质量为m的光滑小球静止在凹槽底部。初始时刻给小球一个水平初速度v0，计算机模拟得到小球的部分轨迹如图，已知图中轨迹顶点与凹槽端口等高，则( )
A. m>M
B. 仅增大M值后重新模拟，小球能飞离凹槽
C. 长时间观察，有些时间段内凹槽对地向左运动
D. 小球从图中A到B运动过程中，凹槽先加速后减速
二、实验题：本大题共1小题，共8分。
12.材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”，利用这种效应可以测量压力大小。某同学计划利用压敏电阻测量物体的质量，他先测量压敏电阻处于不同压力F时的电阻值RF。利用以下器材设计一个可以测量处于压力中的该压敏电阻阻值的电路，要求误差较小。
A.压敏电阻RF，无压力时阻值R0= 600Ω
B.滑动变阻器R1，最大阻值约为20Ω
C.滑动变阻器R2，最大阻值约为200Ω
D.灵敏电流计G，量程0∼2.5mA，内阻为30Ω
E.电压表V，量程0∼3V，内阻约为3kΩ
F.直流电源E，电动势为3V，内阻很小
G.开关S，导线若干
(1)实验电路如图1所示，滑动变阻器应选用_____(选填“R1”或“R2”)；
(2)实验中发现灵敏电流计量程不够，若要将其改装为量程30mA的电流表，需要 ____(选填“串联”或“并联”)一个电阻R＇，R＇=_______Ω(结果保留两位有效数字)；
(3)多次改变压力F，在室温下测出对应电阻值RF，可得到如图2所示压敏电阻的R0RF−F图线，其中RF表示压力为F时压敏电阻的阻值，R0表示无压力时压敏电阻的阻值；
(4)若利用图3所示电路测量静置于压敏电阻上物体的质量，需要将电压表表盘刻度值改为对应的物体质量。若质量m1>m2，则m1应标在电压值_____(选填“较大”或“较小”)的刻度上。该同学认为表示物体质量的示数刻度均匀，你是否同意他的观点？并说明理由。_____
三、计算题：本大题共4小题，共48分。
13.如图，物块A、B并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，用一长l=0.2m的细线将小球C(可看成质点)竖直悬挂在轻杆上O点，A、B、C质量均为M=0.03kg。初始时，物块A、B均固定在水平面上，质量为m=0.01kg的子弹以某一水平初速度射入小球C(射入时间极短且未射出)，小球C恰能到达与O点等高的P点。取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。
(1)求子弹初速度的大小。
(2)若解除物块A、B的固定，子弹仍以相同初速度射入小球C(射入时间极短且未射出)，求：
Ⅰ.小球C能上升的最大高度；
Ⅱ.物块B速度的最大值和刚达到最大值瞬间细线中拉力的大小。
14.如图所示，电源电动势E=6V，内电阻r=2Ω，定值电阻R1=R2=12Ω，电动机M的内电阻R3=2Ω，水平放置的平行板电容器电容C=2μF，板长l=20cm，板间距d=10cm，质量为m=2×10−5kg，带电量q=1×10−5C的微粒源源不断的从电容器左侧中央以一固定速度平行于板进入板间，电容器不带电时恰好从极板右侧下边缘射出电容器；闭合开关电动机稳定工作后，带电微粒从极板右侧上边缘射出电容器。若电动机除内电阻外其他损耗不计，g=10m/s2，求：
(1)电动机稳定工作时电容器的电荷量Q；
(2)电动机稳定工作时电路的路端电压U和电动机输出的机械功率P机(结果保留2位有效数字)。
15.如图所示，不可伸长的轻质细线下方悬挂一电荷量为q的带正电小球，另一端固定在O点，O点左侧某处有一钉子N，直线ON上方存在竖直向上的匀强电场，开始时，小球静止于A点。现给小球一方向水平向右、大小v0=3 gL2的初速度，使其在竖直平面内绕O点做圆周运动。途中细线遇到钉子后，小球绕钉子在竖直平面内做圆周运动，当小球运动到钉子正下方时，细线的拉力达到最大值，且刚好被拉断，然后小球会再次经过A点。已知小球的质量为m，细线的长度为L，重力加速度大小为g。求：
(1)O、N两点的距离；
(2)细线的最大拉力；
(3)匀强电场的电场强度大小的范围。
16.如图甲所示，P点处有质量为m、电荷量为q的带电粒子连续不断地“飘入”电压为U0的加速电场，粒子经加速后从O点水平射入两块间距、板长均为l的水平金属板间，O为两板左端连线的中点。荧光屏MO1N为半圆弧面，粒子从O点沿直线运动到屏上O1点所用时间为l 2mqU0。若在A、B两板间加电压，其电势差UAB随时间t的变化规律如图乙所示，所有粒子均能从平行金属板右侧射出，并且垂直打在荧光屏上。已知粒子通过板间所用时间远小于T，粒子通过平行金属板的过程中电场可视为恒定，粒子间的相互作用及粒子所受的重力均不计，求：
(1)粒子在O点时的速度大小；
(2)图乙中U的最大值；
(3)U取(2)中最大值，所有粒子均能从平行金属板右侧射出，并且垂直打在荧光屏上。求粒子从O点到垂直打在屏上的最短时间。
答案解析
1.【答案】D
【解析】解：A.静电除尘的原理是带电体能够吸引轻小物体，故A错误；
B.避雷针利用了带电导体尖端电荷密集、附近空间电场较强的特点，故B错误；
C.为了安全，加油站工作人员工作时间须穿导电性能良好的棉制工作服，故C错误；
D.印刷车间中，纸张间摩擦产生大量静电，由于有一定的湿度，能及时导走，故D正确。
故选：D。
A、静电除尘的原理是利用电场力将带电颗粒从气流中分离出来，达到净化空气的目的；
B、避雷针利用了尖端放电原理；
C、加油站工作人员在工作时间内必须穿着防静电工作服；
D、静电危害是由于相互间不断摩擦，从而产生大量的静电，不及时导走，会出现放电危害。
静电有应用也有防止，在学习中要注意正确区分哪些是应用，哪些是防止。
2.【答案】D
【解析】AB.电荷周围有电场存在，当带正电荷的球C移近导体A时，出现感应起电现象。在A的左端感应出负电荷，在B的右端出现正电荷，直到达到静电平衡，而处于静电平衡的导体，电荷只分布在外表面，内部电场强度为零，且导体是个等势体，故AB错误；
C.当人触摸A后，人与大地相连，电势为零，而A的电势高于人的电势，所以电子从人转移到A上面，即A上面的负电荷增多，所以移走C后，AB带负电，故C错误，D正确。
3.【答案】C
【解析】A.由对称性可知a点与b点电场强度大小相等，但方向不同，故A错误；
B.由于金属球A带正电，根据静电感应原理可知，金属球B左侧带负电，右侧带正电，AB间的场强方向由A指向B，B右侧的场强方向由B向右，所以c点和d点的场强方向均水平向右，故B错误；
C.AB间的场强方向由A指向B，B右侧的场强方向由B向右，电场线方向由A指向B，由B指向右，沿电场线方向电势降低，所以c点的电势比B球表面的电势高，B球表面的电势比d点的电势高，故c点电势比d点电势高，故C正确；
D.将带正电的试探电荷从a沿直线移到b点，从a沿直线到b点电势先升高后降低，电势能先增大后减小，电场力先做负功后做正功，故D错误。
4.【答案】A
【解析】A.由图象可知，M点附近的电势为负值、O点附近的电势为正值，所以q1为正点电荷，q2为负点电荷，故 A正确；
B.A、N点的电势为零，但φ−y图象的斜率不为零，所以场强不为零，故B错误；
C.从N点沿y轴正方向，电场强度的大小先减小后增大再逐渐减小，故C错误；
D.将一正点电荷从N点移到D点，电势能先增后减，所以电场力先做负功后做正功，故D错误。
5.【答案】B
【解析】点燃火箭后在极短的时间内，根据动量守恒可知
mv0=(M−m)v
解得
v=mv0M−m
所以要增大火箭的发射速度大小，应增大m和 v0 的同时减小 M 。
故选B。
6.【答案】C
【解析】AB.第一步，断开开关，则电容器所带电荷量保持不变；第二步，将N板向上平移一小段距离，则板间距离 d 减小，根据 E=Ud=QCd=QεrS4πkdd=4πkQεrS，可知板间的电场强度不变；则带电油滴处于静止状态，带电油滴所处位置与N板距离减小，根据 U=Ed 可知，带电油滴所处位置与N板间的电势差减小，则带电油滴所处位置电势降低；根据受力平衡可知，带电油滴受到的电场力竖直向上，油滴带负电，所以油滴的电势能增大，故AB错误；
CD.根据 C=εrS4πkd ， C=QU，第二步操作后，电容器电容增大，极板间电势差减小，则第三步，再闭合开关S后，电容器再次被充电， R 中有向左的电流；随着电容器所带电荷量的增加，板间场强增大，油滴受到的电场力增大，油滴会向上运动，故C正确，D错误。
故选C。
7.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查带电粒子在匀强电场中做抛体运动的相关计算；由运动学公式和动能定理解答。
【解答】
A.带电粒子在匀强电场中做类斜抛运动，从进入电场到最高点有
2L=vxt,d=vy2t,0=vy−at
又
tan45∘=vyvx
联立，解得
L：d=1:1
故A错误；
B.带电粒子在加速电场中，有
qU1=12mv02
带电粒子在偏转电场中，有
qU22=12mvy2
又
sin45∘=vyv0
联立，解得
U1：U2=1:1
故B错误；
C.设带电粒子进入偏转电场的速度方向与水平方向夹角为 α ，则有
tanα=tan45∘=1
设带电粒子射出偏转电场的速度方向与水平夹角为 β ，则有
tanβ=v′yvx
依题意，带电粒子从最高点运动到射出电场过程，有
L=vxt′,v′y=at′
联立，解得
tanβ=12
根据数学三角函数，可得
tanα+β=3
故C错误；
D.粒子射入最高点的过程水平方向和竖直方向的位移分别为
x=vxt,y=12⋅qU22mdt2
解得
y=U2x24dU1
可知带电粒子的轨迹方程与其质量或者电荷数量无关，即轨迹不会变化。故D正确。
故选D。
8.【答案】B
【解析】A.题意可知 R2、R3 并联再与 R1 串联，电压表测的是并联电路电压，根据闭合电路欧姆定律有 U=E−Ir+R1
结合图乙有 5.0V=E−1.2A×r+R1 ， 2.0V=E−2.4A×r+R1
代入题中数据，联立解得 E=8.0V、r=1.5Ω
故A错误；
B.题意可知滑片在滑动变阻器最上端时， R3 接入电路的阻值最大(设最大阻值为 Rmax )，此时电压表、电流表示数分为 U1=5.0V、I1=1.2A ，根据欧姆定律有 U1=I1R并=I1R2RmaxR2+Rmax
代入题中数据，联立解得 Rmax=25Ω
故B正确；
C.图甲可知电容器与 R1 并联，电容器两端电压与 R1 两端电压相同，滑片P滑到 R3 最下端时， R2 被短路，根据闭合电路欧姆定律可知 R1 两端电压 U0=ER1+r×R1
联立以上解得 U0=3.2V
则电容器的带电量为 Q=CU0=200×10−6×3.2C=6.4×10−4C
故C错误；
D.滑片P在滑动变阻器最下端时，整个电路电阻最小，电流最大，根据闭合电路欧姆定律可知最大电流 Imax=Er+R1=8.01.5+1A=3.2A
故D错误。
故选B。
9.【答案】C
【解析】A.由图甲可知，电容器充电时，通过电阻R0的电流方向向左，放电时通过R0的电流方向向右，故在电容器充电与放电过程中，通过电阻R0的电流方向相反，故A错误；
B.曲线图像与对应时间轴所围成的面积表示电荷量，充电和放电电荷量相等，所以乙图中阴影部分的面积相等，即 S1=S2，故B错误；
C.充完电后，电容器两端电压等于电源电动势，则该电容器的电容为 C=QU=QE=1000×10−38F=0.125F
故C正确；
D.由图乙可知，充电时的最大电流大于放电时的最大电流，则 R1F2，压敏电阻阻值R1