2020-2021学年江苏省苏州市苏州高新区第一中学高一下学期期末物理模拟试卷（三）

江苏苏州高新区一中2020-2021学年度下学期高一期末

物理模拟试卷（三）

一、单选题（本大题共11小题，共44.0分）

1. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即，实线为一带负电的质点仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知：

A. 三个等势面中，a点电势最高
B. 带电质点通过P点的电势能比Q点小
C. 带电质点通过P点的动能比Q点大
D. 带电质点通过P点时的加速度比Q点小
 

2. 如图所示，虚线MN下方存在着方向水平向左、范围足够大的匀强电场，场强，AB为绝缘光滑且固定的四分之一圆弧轨道，轨道半径为R，O为圆心，B位于O点正下方。一质量为m、电荷量为q的带正电小球，从A点由静止释放进入轨道。空气阻力不计，下列说法正确的是

A. 小球在运动过程中机械能守恒
B. 小球不能到达B点
C. 小球沿轨道运动的过程中，对轨道的压力一直增大
D. 小球沿轨道运动的过程中，动能的最大值为

3. 从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度h在3m以内时，物体上升、下落过程中动能随h的变化如图所示。重力加速度取。该物体的质量为

A. 2kg
B.
C. 1kg
D.

4. 如图所示，ABCD为一正方形，M、N、P、Q分别为正方形四条边的中点，空间存在与正方形平面平行且范围足够大的匀强电场。已知质子由A点运动到B点电场力做功为、质子由A点运动到C点电场力做功为。则下列说法正确的是

A. 电场强度的方向应由A指向C
B. 质子由Q点运动到N点的过程中，电场力不做功
C. 电子由M点运动到A点的过程中，电子的电势能增加15eV
D. 电子由B点运动到D点的过程中，电场力做功10eV
 

5. 如图所示为某一点电荷产生的电场中的7条电场线，电场线的分布关于y轴对称，O是坐标原点，M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆周上的4个点，其中M、N两点在y轴上，Q点在x轴上，P点在第5条电场线上，则下列说法正确的是

A. M点的电势和P点的电势相等
B. 将一正点电荷由M点移到P点，电势能减小
C. 将一负点电荷由N点分别移到Q点和P点，电场力做功
D. Q点的电场强度小于M点的电场强度
 

6. 如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点图中未标出。物块的质量为m，，物块与桌面间的动摩擦因数为。现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W。撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到达B点时速度为零，重力加速度为g。则上述过程中

A. 物块在A点时弹簧的弹性势能等于在B点时弹性势能
B. 物块在O点时动能最大
C. 物块在B点时，弹簧的弹性势能大于
D. 经过O点时，物块的动能小于

7. 一个带电粒子在电场中A点具有80eV的电势能，当它由A运动到B克服电场力做功30eV，则

A. 电子在B点的电势能是50eV B. 电子的电势能增加了30eV
C. B点的电势为110V D. B点的电势为

8. 一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图象如图所示。乘客所受支持力的大小用表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是

A. 时间内，v增大，
B. 时间内，v减小，
C. 时间内，v增大，
D. 时间内，v减小，
 

9. 如图所示用电压表和电流表测电阻，为待测电阻，如果电压表的读数是，电流表的读数是，电压表的内阻是，电流表的内阻是，那么的精确值为

A.  B.  C.  D.

10. 如图所示，，，，A，B两端接在电压恒定的电源上，则       

A. S断开时，与的电压之比为1：5
B. S闭合时，通过与的电流之比为5：1
C. S闭合时，与两端的电压之比为1：5
D. S断开与闭合两种情况下，电阻两端的电压之比为2：1
 

11. 如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡先后分别与电源1和电源2单独连接时，则下列说法不正确的是

A. 在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是
B. 在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是
C. 电源1和电源2的内阻之比是
D. 电源1和电源2的电动势之比是
 

二、实验题（本大题共2小题，共16.0分）

12. 如图1所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验。
    
    已准备的器材有打点计时器带导线、纸带、复写纸、铁架台和带夹子的重物，此外还必需要的器材是______ 、______ ；
    为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的______ ；
    A.速度变化量与高度变化量
    B.重力做功与重力势能变化量
    C.动能变化量与重力势能变化量
    D.合外力做的功与动能变化量
    下列关于该实验的一些说法正确的是______ ；
    A.做实验时，要先接通电源，再释放重物
    B.实验中的误差主要是由于存在空气阻力和摩擦阻力引起的
    C.若某同学通过描绘图像研究机械能是否守恒，合理的图像应该是过原点的一条直线，并且该直线的斜率应约为
    D.可以用来计算重物下落的速度
    安装好实验装置，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图2所示。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点0的距离分别为、、。设重锤质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T。为了验证此实验过程中机械能是否守恒，应满足下面的哪个等式______ 用题中所给字母表示。
    A.
    B.
    C.
    D.都不正确
13. 如下图1螺旋测微器读数为__________mm，如下图2游标卡尺读数为__________mm．

某表头满偏电流为1mA、内阻为。以下计算结果取整数

为了将表头改装成量程为3V的电压表，需要一个阻值为________的电阻与表头串联

为了测量一个”12V、5W“的小灯泡的不同电压下的功率．某位同学测得小灯泡的伏安特性曲线如下左图所示．某次测量时，电流表指针位置如下右图所示，电流表读数为_____A，此时小灯泡的实际功率为_____

三、计算题（本大题共4小题，共40.0分）

14. 如图所示，空间存在水平向左的匀强电场，质量为m、电荷量为q的带正电小球可为质点用轻质绝缘细线悬挂于O点，细线的长度为L。小球静止时轻绳与竖直方向的夹角为，重力加速度为g，，。
    求电场强度的大小；
    将小球缓慢拉到O点正下方，求外力需做的功。
    
    
    
    
    
    
     
15. 2020年9月15日，中智行5GAI无人驾驶汽车亮相上海5G科普活动，活动现场，中智行展示了公司最新研发的、具有百分百自主知识产权的无人驾驶技术。在一次性能测试中，质量的无人驾驶汽车以恒定加速度启动，达到额定功率后保持额定功率继续行驶，在刚好达到最大速度时，突然发现前方有一行人要横穿马路而紧急刹车，车载速度传感器记下了整个过程中速度随时间变化图像如图所示。已知汽车启动时所受阻力恒定，且是汽车刹车时所受阻力的。求：
    该无人驾驶汽车发动机的额定功率P；
    汽车从启动至再次静止的整个过程中所通过的路程。
    
    
    
    
    
    
     
16. 如图所示，C为固定的、电荷量为Q的正点电荷，A、B两点在C的正上方和C相距分别为h和。将另一质量为m、带电荷量未知的点电荷D从A点由静止释放，运动到B点时速度正好又变为零，若此电荷在A点处的加速度为，g为重力加速度，静电力常量为k，求：
    此电荷所带电荷量q和在B点处的加速度；
    、B两点间的电势差。
    
    
    
    
    
    
     
17. 如图所示，在倾角为的光滑斜面MN底端固定一个被压缩且锁定的轻弹簧，轻弹簧的上端静止放一质量的滑块，且滑块与斜面顶端N点相距现将弹簧解除锁定，滑块离开弹簧后经N点离开斜面，恰水平飞上顺时针始终匀速转动的传送带，已知传送带水平放置且足够长，传送带上端距N点所在水平面高度为，滑块A与传送带间的动摩擦因数取
    弹簧锁定时储存的弹性势能；
    若传送带速度为，求滑块飞上传送带后因摩擦产生的内能；
    传送带右端竖直固定半径的光滑半圆轨道，且轨道下端恰好与传送带相切，为使滑块能沿半圆轨道运动而不脱离半圆轨道，求传送带速度应当满足的条件．

答案和解析

1.【答案】A

【解析】解：A、电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带负电，因此电场线指向左上方，沿电场线电势降低，故c等势线的电势最低，a点的电势最高，故A正确；
B、根据质点受力情况可知，从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，故P点的电势能大于Q点的电势能，故B错误；
C、从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，故P点的动能小于Q点的动能，故C错误；
D、质点通过P点时的电场力比Q大，则其加速度比Q点大，故D错误。
故选：A。
2.【答案】D

【解答】
A.小球在运动过程中，电场力对小球做功，所以小球的机械能不守恒，故A错误；
B.假设小球通过到达B点，设小球到达B点时的速度为。小球从A点到B点的过程，根据动能定理得：

结合，解得，所以假设成立，小球能到达B点，故B错误；
C.重力和电场力的合力即等效重力大小为，设F的方向与竖直方向的夹角为，则，得，当F方向与速度方向垂直时速度最大，小球对轨道的压力最大，与单摆类比可知，小球沿轨道运动的过程中，对轨道的压力先增大后减小，故C错误；
D.当等效重力F的方向与速度方向垂直时小球的速度最大，动能最大，小球从A点到动能最大的位置，由动能定理得：，解得动能的最大值，故D正确。故选D。
3.【答案】C

【解答】
根据动能定理可得：，解得斜率的大小为；
上升过程中：
下落过程中：
设与运动方向相反的外力为F，根据牛顿第二定律可得：
上升过程中：，
下落过程中：，
联立解得：。
故C正确，ABD错误。故选C。
4.【答案】C

【解答】
A、由题意根据，可知，质子由A运动到B时，代入数据解得，同理可得，
假设A点的电势为0V，则B点的电势为10V，C点的电势为20V，由匀强电场的特点可知正方形对角线的交点O的电势为10V，因此BD连线为等势线，如图所示

 所以电场线的方向一定由C指向A，故A错误；
B、由于M、N、P、Q分别为正方形四条边的中点，则M点与Q点的电势均为15V，P点与N点的电势均为5V，则质子由Q点运动到N点的过程中，电场力做功为，代入数据解得，故B错误；
C、电子由M点运动到A点的过程中，电场力做功为，代入数据解得，则电子的电势能增加15eV，故C正确；
D.由于BD两点的电势相等，则电子由B点运动到D点的过程中电场力做功为零，故D错误；
故选：C。
5.【答案】C

【解答】
A.点电荷的等势面是以点电荷为球心的同心球面，且对正点电荷来说，距离点电荷越近的地方，电势越高，所以由图可知P点的电势高于M点的电势，故A错误；
B.将一正电荷由M点移到P点，电场力做负功，电势能增大，故B错误；
C.由图可知，所以将一负电荷由N点移到Q点克服电场力做的功小于由N点移到P点克服电场力做的功，即电场力做功，故C正确；
D.由点电荷电场线的特点可知，电场线密集的地方，电场强度答，所以Q点的电场强度大小大于M点的电场强度大小，故D错误。故选C。
6.【答案】D

【解答】
A.根据能量的转化与守恒定律可知，从A到B减少的弹性势能转化为内能，故在A点时弹簧的弹性势能一定大于在B点时弹性势能，故A错误；
B.物块在受力平衡位置处动能最大，即向左运动过程中在弹簧拉力与摩擦力相等的位置，一定在O点的右侧，动能最大，故B错误；
C.物块经O点到达B点时速度为零，根据A选项分析可知，，则物块经过的路程，故整个过程物体克服阻力做功，根据功能关系可知物块在B点时，弹簧的弹性势能小于，故C错误；
D.从O点开始到再次到达O点，物体路程大于a，故由动能定理得，物块的动能小于，D正确。故选D。
7.【答案】B

【解析】解：A、电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加。本题“克服电场力做功”即为电场力做负功，所以电势能增加。
根据得出：那电子在B处的电势能是。
 故A错误，B正确。
C、根据电势的定义，若带电粒子是电子，则在B点的电势等于，由于题目中没有告知带电量及电性，故CD错误。
 故选B。
通过电场力做功量度电势能的变化来分析问题．根据电势的定义得出电势的大小．
通过电场力做功量度电势能的变化来分析问题．根据电势的定义得出电势的大小．要注意电势有正负．不同的带电粒子在某处的电势能不同；而电势能与电量的比值定义为某处的电势，该处的电势与有无电荷或电荷量的多少无关．
8.【答案】D

【解析】解：A、由于图象的斜率表示速度，由图可知在时间内速度增加，即乘客的加速度向下运动，根据牛顿第二定律得：，解得：，则，处于失重状态，故A错误；
B、在时间内，图象的斜率保持不变，所以速度不变，即乘客匀速下降，则，故B错误；
CD、在时间内，图象的斜率变小，所以速度减小，即乘客的减速下降，根据牛顿第二定律得：，解得：，则，处于超重状态，故C错误，D正确；
故选：D。
9.【答案】A

【解答】
通过电压表的电流   A，则 ，故选A。故选A。
10.【答案】A

【解答】

A.S断开时，电阻与串联，电压与电阻成正比，所以与的电压之比为1：5，故A正确；
B.S闭合时，根据知通过与的电流之比为，故B错误；

C.闭合时，，与串联，根据串联分压原理知与两端的电压之比为，故C错误；

D.S断开与闭合两种情况下，电阻两端的电压之比为，故D错误。故选A。
11.【答案】A

【解答】

A.小灯泡与电源1连接时的电阻为，小灯泡与电源2连接时的电阻为所以在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是，A错误，符合题意；

B.小灯泡与电源1连接时小灯泡消耗的功率为小灯泡与电源2连接时小灯泡消耗的功率为

所以在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是，则B正确，不符合题意；

C.电源1的内阻为电源2的内阻为所以电源1和电源2的内阻之比是，C正确，不符合题意；

D.由图像可得电源1和电源2的电动势都为10V，则电源1和电源2的电动势之比是，D正确，不符合题意。故选A。
12.【答案】交流电源  刻度尺  C  AB  A

【解析】解：打点计时器需接交流电源，实验时还需要用刻度尺测量点迹间的距离，从而得出下降的高度、以及计算出瞬时速度；
为验证机械能是否守恒，需要比较重物落中任意两点间的动能增加量和重力势能的减小量是否相等，故C正确，ABD错误；
、为了提高纸带的利用率，要先接通电源后释放纸带，故A正确；
B、实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差，故B正确；
C、根据机械能守恒定律表达式可得：，所以图像应是过原点的直线，其斜率为，故C错误；
D、实验中如果利用计算速度，则即认为物体只受重力则机械能一定守恒，不需要再验证了，故D错误。
从起始点O开始到打下B点的过程中，重力势能的减小量，
而打B点时重物的速度，动能的增加量
若满足机械能守恒，则有
整理可得：，故A正确，BCD错误。
故答案为：交流电源、刻度尺；；；；
根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定所需的器材；
机械能守恒的条件是系统只有重力做功，从整个过程任找两点的机械能进行验证；
根据实验原理和实验操作注意事项分析；
根据下降的高度求出重力势能的减小量，根据某段时间内平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的瞬时速度，从而得出动能的增加量，进而判断机械能守恒的表达式。
本题考查了实验器材、实验数据处理等问题，知道实验原理与实验器材、实验数据处理方法是解题的关键，掌握基础知识即可解题，平时要注意基础知识的学习与掌握。
13.【答案】；   ；

解答：
螺旋测微器的固定刻度读数为，可动刻度读数为，所以最终读数为：。
游标卡尺的主尺读数为，游标读数为，所以最终读数为：。
量程为3V时，应串联一个电阻进行分析，根据串联电路规律可知：
串联电阻阻值为：。
电流表量程是A，每小格电流是 A，所以电流表读数为A；根据图象可知A时，小灯泡两端的电压V，所以小灯泡消耗的实际功率为 W。
故答案为：                ；
14.【答案】对静止小球受力分析如图，

由平衡条件得，代入数据，解得；
将小球缓慢拉到点正下方，重力做正功，为，
电场力做负功，大小为，
记外力做功为W，由动能定理得，代入数据，解得；
答：电场强度的大小为；
外力需做的功为。
15.【答案】解：由图像可知汽车刹车过程中的加速度大小为，
可知刹车时汽车所受阻力，
因此汽车启动时所受阻力，
汽车达到最大速度时，，该汽车发动机的额定功率；
在内，根据牛顿第二定律可知：，
且，，
联立解得：，
汽车在该段时间内的位移为，
在内，汽车功率恒定，阻力恒定，根据动能定理有：
，
解得，汽车该段时间内的位移为，
在内，汽车的位移，
故整个过程中，汽车通过的路程为。
答：该无人驾驶汽车发动机的额定功率P为60kW；
汽车从启动至再次静止的整个过程中所通过的路程为180m。
16.【答案】解：点电荷D从A点由静止释放，运动到B点时速度正好又变为零，则先做加速运动后做减速，则电荷受到库仑斥力作用，所以这一电荷必为正电荷，设其电荷量为q，由牛顿第二定律，在A点时有：

在B点时有：；
解得：，方向竖直向上
且另一点电荷的电量：
点电荷从A到B过程，由动能定理有：
，
故有：
答：此电荷带正电及电荷量的大小为；此电荷在B点处的加速度大小15g，方向竖直向上．
、B两点间的电势差为．
17.【答案】解：滑块离开斜面后，竖直方向由
得：
所以滑块离开斜面时，有：，
得：
对滑块，从开始到恰上斜面，机械能守恒，弹簧锁定时储存的弹性势能为：

解得：
滑块飞上传送带后，对滑块，由牛顿第二定律有：
，
得：；
由，
得：
此过程中传送带的位移为：
物块的位移为：
所以两者相对位移为：
滑块飞上传送带后因摩擦产生的内能为：
若滑块不能越过四分之一圆弧，对滑块，由机械能守恒定律得：，
则有：
若滑块能到达最高点，在最高点有最小速度，对滑块，由牛顿第二定律有：，
得：
从最低点到最高点，对滑块，由机械能守恒定律得：
 ，
得：
所以传送带运行速度应当满足的条件是：或
答：弹簧锁定时储存的弹性势能是17J；
若传送带速度为，滑块飞上传送带后因摩擦产生的内能是75J．
传送带运行速度应当满足的条件是或．