2022-2023学年江苏省常州重点中学高一（下）期末质量检查物理试卷（含解析）

2022-2023学年江苏省常州重点中学高一（下）期末质量检查物理试卷

1.  如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力(    )


 

A. 一直不做功 B. 一直做正功
C. 始终指向大圆环圆心 D. 始终背离大圆环圆心

2.  无风时，雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。一质量为的雨滴在地面附近以速率下落高度的过程中，克服空气阻力做的功为重力加速度大小为(    )

A.  B.  C.  D.

3.  在抢险救灾工作中常见到直升机的身影。如图为直升机抢救伤员的情景，直升机悬停在空中，用绳索将伤员由静止向上吊起，绳索对伤员做功的功率恒定。则在伤员加速上升的过程中不计空气阻力(    )
 

A. 绳索对伤员的拉力越来越大 B. 伤员克服重力做功的功率恒定
C. 伤员运动的速度变化越来越慢 D. 合力对伤员做功的功率越来越大

4.  如图甲所示，一长直导线沿南北方向水平放置，在导线下方有一静止的灵敏小磁针．现在导线中通以图甲所示的恒定电流，测得小磁针偏离南北方向的角度的正切值与小磁针离开导线的距离之间的关系如图乙所示．若该处地磁场的水平分量为，则下列判断中正确的是(    )
 

A. 通电后，小磁针的极向纸里偏转
B. 通电后，小磁针静止时极所指的方向即为电流在小磁针处产生的磁场方向
C. 电流在处产生的磁场的磁感应强度大小为
D. 处合磁场的磁感应强度大小为

5.  如图所示，电源电动势为，内阻恒为，是定值电阻，热敏电阻的阻值随温度的降低而增大，是平行板电容器，电路中的电表均为理想电表。闭合开关，带电液滴刚好静止在内。在温度降低的过程中，分别用、、和表示电流表、电压表、电压表和电压表的示数，用、、、和表示电流表、电压表、电压表和电压表的示数变化量的绝对值。温度降低时，关于该电路工作状态的变化，下列说法正确的是(    )
 

A. 、、一定都不变 B. 、和均不变
C. 带电液滴一定向下加速运动 D. 电源的工作效率一定变小

6.  如图为某一机器人上的电容式位移传感器工作时的简化模型图．当被测物体在左右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动，连接电容器的静电计会显示电容器电压的变化，进而能测出电容的变化，最后就能探测到物体位移的变化，若静电计上的指针偏角为，则被测物体(    )

 

A. 向左移动时，增加 B. 向右移动时，增加
C. 向左移动时，不变 D. 向右移动时，减少

7.  黑箱外有编号为、、、的四个接线柱，接线柱和、和、和之间各接有一个电阻，在接线柱间还接有另外一个电阻和一个直流电源。测得接线柱之间的电压，，。符合上述测量结果的可能接法是(    )
 

A. 电源接在、之间，接在、之间
B. 电源接在、之间，接在、之间
C. 电源接在、之间，接在、之间
D. 电源接在、之间，接在、之间

8.  在点处固定一个正点电荷，点在点右上方。从点由静止释放一个带负电的小球，小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动，其一段轨迹如图所示。、是轨迹上的两点，，，则小球(    )
 

A. 在运动过程中，电势能先增加后减少
B. 在点的电势能大于在点的电势能
C. 在点的机械能大于在点的机械能
D. 从点运动到点的过程中，电场力始终不做功

9.  如图，一质量为、长为的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为的小物块可视为质点从木板上的左端以速度开始运动。已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为，当物块从木板右端离开时(    )
 

A. 木板的动能一定等于 B. 木板的动能一定小于
C. 物块的动能一定大于 D. 物块的动能一定等于

10.  一带正电微粒从静止开始经电压加速后，射入水平放置的平行板电容器，极板间电压为。微粒射入时紧靠下极板边缘，速度方向与极板夹角为，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和，到两极板距离均为，如图所示。忽略边缘效应，不计重力。下列说法正确的是(    )
 

A.
B.
C. 微粒穿过电容器区域的偏转角度的正切值为
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

11.  在“测量金属丝的电阻率”实验中：

测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图所示，图中的导线端应与________选填“一”、“”或“”接线柱连接，端应与___________选填“”、“”或“”接线柱连接。开关闭合前，图中滑动变阻器滑片应置于____________选填“左”或“右”端。

合上开关，调节滑动变阻器，得到多组和数据。甲同学由每组、数据计算电阻，然后求电阻平均值；乙同学通过图像求电阻。则两种求电阻的方法更合理的是___________选填“甲”或“乙”。

两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流的表头改装成电流表。如图所示，表头两端并联长为的镍铬丝，调节滑动变阻器使表头满偏，毫安表示数为。改变，重复上述步骤，获得多组、数据，作出图像如图所示。

则图像斜率______。若要把该表头改装成量程为的电流表，需要把长为__________的镍铬丝并联在表头两端。结果均保留两位有效数字

12.  如图所示，电源电动势，内阻，闭合开关后，标有“，”的灯泡恰能正常发光，电动机的内阻，求：

电源的输出功率；

内电动机产生的热量；

电动机的机械功率．

13.  密立根油滴实验的示意图如图所示。两水平金属平板上下放置，间距固定，可从上板中央的小孔向两板间喷入大小不同、带电量不同、密度相同的小油滴。两板间不加电压时，油滴、在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动，速率分别为、；两板间加上电压后上板为正极，这两个油滴很快达到相同的速率，均竖直向下匀速运动。油滴可视为球形，所受空气阻力大小与油滴半径、运动速率成正比，比例系数视为常数。不计空气浮力和油滴间的相互作用。

 

求油滴和油滴的质量之比；

判断油滴和油滴所带电荷的正负，并求、所带电荷量的绝对值之比。 

14.  如图所示，水平地面上方分布着水平向右的匀强电场，有圆弧形的绝缘硬质管竖直固定在匀强电场中，圆心与管口在同一水平线上，管的半径为，下端管口切线水平，离水平地面的距离为，有一质量为的带电荷量的小球从管的上端口由静止释放，小球与管间摩擦不计，小球从下端管口飞出时，管壁对小球的作用力为，取。求：

小球运动到管口时的速度大小。

匀强电场的场强。

若，，小球落地时的速度大小。

15.  如图所示，一轻绳吊着粗细均匀的棒，棒下端离地面高、上端套着一个细环。棒和环的质量均为，相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力断开轻绳，棒和环自由下落。假设棒足够长，与地面发生碰撞时，触地时间极短，无动能损失。棒在整个运动过程中始终保持竖直；空气阻力不计。求：

棒第一次与地面碰撞后，弹起上升的过程中，环和棒的加速度；

棒第二次与地面碰撞前，环和棒的速度大小；

从断开轻绳到棒和环都静止，棒运动的总路程。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】

【分析】

小环在运动过程中，大环是固定在桌面上的，大环没有动，大环对小环的作用力垂直于小环的运动方向，根据功的定义分析做功情况。

本题考查了功的两要素：第一是有力作用在物体上；第二是物体在力的作用下产生位移。

【解答】

大圆环是光滑的，则小环和大环之间没有摩擦力；大环对小环的支持力总是垂直于小环的速度方向，所以大环对小环没有做功，故A正确，B错误；
，小环在运动过程中，在大环的上半部分运动时，大环对小环的支持力背离大环圆心，运动到大环的下半部分时，支持力指向大环的圆心，故CD错误。
故选A。

2.【答案】 

【解析】

【分析】
雨滴做匀速直线运动，在地面附近以速率下落高度的过程中，动能的变化量为零，根据动能定理列式求解克服阻力做功即可。
本题考查动能定理，解题关键是明确雨滴的运动情况和受力情况，结合动能定理列式求解即可。
【解答】
雨滴下落过程，在重力和阻力作用下做匀速直线运动，设克服空气阻力做的功为，则空气阻力对雨滴做功为，雨滴在地面附近以速率下落高度的过程中，由动能定理得：
解得：
故B正确，ACD错误。
故选：。  

3.【答案】 

【解析】

【分析】绳索对伤员做功的功率不变，由于伤员加速上升，速度逐渐增大，根据可知，拉力逐渐减小，伤员克服重力的功率逐渐增大，根据牛顿第二定律可判断出加速度变化，结合求得合外力功率变化。
本题主要考查了在额定功率下的变加速运动，抓住功率不变，速度增大，牵引力减小，明确瞬时功率，结合牛顿第二定律即可判断。
【解答】绳索对伤员的拉力做功的功率不变，而伤员加速上升，速度增大，由可知，绳索对伤员的拉力越来越小，项错误；

B.由可知伤员克服重力做功的功率不断增大，项错误；

C.由可知，伤员运动的加速度越来越小，速度变化得越来越慢，项正确；

D.合力对伤员做功的功率，由于不变，速度越来越大，则合力对伤员做功的功率越来越小，项错误。

故选C。

4.【答案】 

【解析】

【分析】由安培定则判断电流周围的磁场方向，分析小磁针的偏转情况；小磁针在地磁场与电流磁场共同作用下偏转；由磁场的叠加求解电流在处产生的磁场的磁感应强度大小。
分析出小磁针受到的磁场力是由于地磁场与电流磁场共同作用的结果是求解关键。

【解答】由安培定则可知，电流在小磁针处产生的磁场方向垂直纸面向里，故小磁针极应向纸面内偏转，A正确；
B.通电后小磁针静止时极所指的方向为电流产生的磁场与地磁场水平分量的合磁场方向，B错误；
C.由矢量合成知识可知，电流在处产生的磁场的磁感应强度大小，C正确；
D.处合磁场的磁感应强度大小应为，D错误．  

5.【答案】 

【解析】A.根据欧姆定律，有

依题意，温度降低时热敏电阻  的阻值增大。  不变，  、  都增大，故A错误；

B.根据欧姆定律，有

保持不变，由闭合电路欧姆定律，有

解得

保持不变，同理，可得

解得

保持不变，故B正确；

C.带电液滴在平行板中受到向上的电场力和向下的重力处于平衡状态，在温度降低的过程，热敏电阻阻值变大，回路中电流变小，路端电压增大，由于流过定值电阻的电流变小，所以分的电压也就变小，而路端电压增大，故读数增大，平行板间的电场强度也增大，导致带电液滴向上运动，故C错误；

D.电源的效率为

由于路端电压增大，所以电源的工作效率一定变大，故D错误。

故选B。

6.【答案】 

【解析】

【分析】
考查电容的定义式与决定式的应用，掌握比值定义法的含义，注意两式的区别，同时理解电荷量何时不变，电压何时不变的条件。
依据电容的决定式，结合电容的定义式，及针对本题电容器的电荷量不变，即可求解。
【解答】
被测物体向左移动时，电介质板向左移动，变大，由知，电容器的电容变大，由于电容器未与电源相连，所以电容器所带电荷量不变，由知，电容器极板间的电压变小，故减小，故AC错误；
被测物体向右移动时，电介质板向右移动，变小，由知，电容器的电容变小，由知，电容器极板间的电压变大，故变大，故B正确，D错误．  

7.【答案】 

【解析】依题意，有

联立，可得

在外电路中电流从高电势流向低电势，所以电源接在、之间。故AB错误；

当接在、之间时，和接线柱间的电路无电流，电势差为零。故C正确；D错误。

故选C。

8.【答案】 

【解析】A.依题意小球运动过程中，开始一段时间靠近正点电荷，电场力做正功其电势能减小，然后远离正点电荷，电场力做负功其电势能增加，故A错误；

B.由图可知，小球从点运动到点过程中，电场力做正功，电势能减小。所以在点的电势能大于在点的电势能，故B正确；

依题意  结合点电荷电势的分布特点可知

且从到过程，各点电势先升高再降低，即小球从从点运动到点的过程中，小球电势能先降低再升高，电场力先做正功后做负功。电场力总功为零，根据

易知在点的机械能等于在点的机械能，故CD错误。

故选B。

9.【答案】 

【解析】设物块离开木板时的速度为，此时木板的速度为，依题意有

设物块对地位移为，木板对地位移为，根据运动学公式，可得

联立，可得

则有

根据动能定理，有

可知

即木板的动能一定小于  。故A错误；B正确；

根据能量守恒定律，可得

整理，可得

故CD错误。

故选B。

10.【答案】 

【解析】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

又

联立，解得

故A错误；

B.带电粒子在加速电场中，有

带电粒子在偏转电场中，有

又

联立，解得

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  ，则有

设带电粒子射出偏转电场的速度方向与水平夹角为  ，则有

依题意，带电粒子从最高点运动到射出电场过程，有

联立，解得

根据数学三角函数，可得

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

解得

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。

11.【答案】 ；；左；
乙 ；
； 

【解析】

【分析】
本题考查测金属丝的电阻率实验，明确实验原理是解题关键，根据电路特点连接实验电路，根据欧姆定律变形得到图线的函数表达式结合图像数据求解。
【解答】
实验中用两节干电池供电，则图中的导线端应与“”接线柱连接；电压表测电阻两端的电压，因金属丝的电阻较小，电流表外接误差较小，故端应与“”接线柱连接；为了保护电表，开关闭合前，图中滑动变阻器滑片应置于左端。
做图象可以将剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度，减少实验的误差，则乙同学通过图像求电阻的方法更合理；
由图像可知图像斜率
方法一：由电路可知
解得
则
若要把该满偏电流为表头改装成量程为的电流表，则并联的电阻
解得
方法二：延长图像可知，当时可得
即  

12.【答案】解：由题意知，并联部分电压为，故内电压为，
总电流，
电源的输出功率；
流过灯泡的电流，
则流过电动机的电流，
电动机的热功率，
内电动机产生的热量；
电动机的总功率，
电动机的机械功率． 

【解析】根据路端电压求得电源内电压，再根据内电阻求得电源总电流，再根据路端电压和总电流求得电源的输出功率；
根据总电流求得电动机中的电流，再根据焦耳定律求得时间内电动机产生的热量；
分别求得电动机的输入功率和热功率，电动机的机械功率等于总功率与热功率之差。
对于电动机电路，要正确区分是纯电阻电路还是非纯电阻电路：当电动机正常工作时，是非纯电阻电路；当电动机被卡住不转时，是纯电阻电路。
 

13.【答案】解：设油滴的半径为，密度为，根据质量公式可得，油滴的质量为：

根据题意可知，速度为时，空气阻力的大小为：

当油滴匀速下落时，则油滴处于平衡状态，由此可得：

联立解得：
根据上述表达式可知，油滴的半径与成正比
则油滴的半径之比为：

根据质量的计算公式可知，油滴和油滴的质量之比为：
；
当两板加上电压后上板为正极，这两个油滴很快达到相同的速率，根据中的分析可知，油滴做的是减速运动，油滴做的是加速运动，由此可判断出油滴带负电，油滴带正电。
当油滴再次达到平衡状态时，根据其受力特点可得：
油滴：
油滴：
其中，根据油滴的前后速度的比值关系可知：


联立解得：。
答：油滴和油滴的质量之比为：；
油滴带负电，油滴带正电，、所带电荷量的绝对值之比为：。 

【解析】根据质量的计算公式得出油滴的质量比值关系，结合其运动状态和空气阻力的计算公式得出油滴的质量之比；
根据油滴的变速类型得出油滴所带电荷的电性，结合其受力分析得出电荷量的绝对值的比值关系。
本题主要考查了带电粒子在电场中的运动，熟悉球体的体积公式，根据物体的运动状态结合受力分析即可完成解答，整体难度不大。
 

14.【答案】解：小球从下端管口飞出时，根据牛顿第二定律有：

且支持力：
联立解得：
小球从运动到管口的过程中，只有重力和电场力做功，根据动能定理得：

解得：
小球离开管口后，水平方向做匀加运动，竖直方向做自由落体运动，有：

解得：

水平方向：，


代值解得：
答：小球运动到管口时的速度大小为；
匀强电场的场强大小为；
若，，小球落地时的速度大小。 

【解析】小球从下端管口飞出时，根据牛顿第二定律求解通过时的速度；
小球从运动到管口的过程中，只有重力和电场力做功，根据动能定理求解电场强度；
小球从下端管口飞出后，小球在电场和重力场的复合场中运动，运用运动的分解法求解小球落地时速度大小。
本题主要考查了圆周运动、动能定理的综合应用，小球在管中运动过程，重力和电场力做功，由动能定理求解电场强度。小球在电场和重力场的复合场中时，运用运动的分解法求解速度。
 

15.【答案】解：设棒第一次上升过程中，由牛顿第二定律得，对环有
  
解得  
方向竖直向上对棒有  
解得  
方向竖直向下  
环和棒第一次落地时的速度为，此后棒速度反向，向上减速，环向下减速，经分析可知棒相对环总是向上运动，受到的摩擦力总向下，设经过时间达到共同速度，以向下为正方向，则有   
解得   
此时共速为
棒距地面高度  
共速后两者一起以加速度向下加速，落地速度为，则有  
解得；
第一次碰后棒反弹上升的高度为  
第二次碰后棒反弹上升的高度为  
则有  
每次反弹的高度与前一次反弹的度成等比数列，则全过程棒运动的总路程为 。 

【解析】在棒上升的过程中，环要受到重力的作用，同时由于环向下运动而棒向上运动，环还要受到棒的向上的摩擦力的作用，根据牛顿第二定律列式可以求得加速度的大小；
在下落的过程中，棒、环系统机械能守恒，由此求得棒第一次落地的速度大小．当棒触地反弹时，环将继续下落，棒、环之间存在相对滑动，由牛顿第二定律求得两者的加速度．由速度时间公式求得环与棒将在空中达到相同速度．由运动学公式求得上升的最大高度．从最高点棒和环一起自由下落，由运动学公式求解棒与地面第二次碰撞前两者的瞬时速度；
根据棒每一次上升高度的特点结合数学知识计算棒运动的总路程。
本题综合性较强，涉及多过程运动分析，难点在于分析棒和环的相对运动，进而得出位移。