江苏省常州高级中学2022-2023学年高一下学期期末质量检查物理试卷(含答案)
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学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
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m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的过程中,克服空气阻力做的功为(重力加速度大小为g)( )
A.0 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θ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N极向纸面外偏转
B.通电后,小磁针静止时N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E,内阻恒为r,R是定值电阻,热敏电阻的阻值随温度的降低而增大,C是平行板电容器,电路中的电表均为理想电表。闭合开关S,带电液滴刚好静止在C内。在温度降低的过程中,分别用I、、和表示电流表A、电压表、电压表和电压表的示数,用、、、和表示电流表A、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θ,则被测物体( )
A.向左移动时,θ增加 B.向右移动时,θ增加
C.向左移动时,θ不变 D.向右移动时,θ减少
7、黑箱外有编号为1、2、3、4的四个接线柱,接线柱1和2、2和3、3和4之间各接有一个电阻,在接线柱间还接有另外一个电阻R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1、4之间,R接在1、3之间
B.电源接在1、4之间,R接在2、4之间
C.电源接在1、3之间,R接在1、4之间
D.电源接在1、3之间,R接在3、4之间
8、在O点处固定一个正点电荷,P点在O点右上方。从P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。M、N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P点的电势能大于在N点的电势能
C.在M点的机械能大于在N点的机械能
D.从M点运动到N点的过程中,电场力始终不做功
9、如图,一质量为M、长为l的木板静止在光滑水平桌面上,另一质量为m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f,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.
B.
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
二、实验题
11、在“测量金属丝的电阻率”实验中:
(1)测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图1所示,图中的导线a端应与________(选填“-”、“0.6”或“3”)接线柱连接,b端应与___________(选填“-”、“0.6”或“3”)接线柱连接。开关闭合前,图1中滑动变阻器滑片应置于____________(选填“左”或“右”)端。
(2)合上开关,调节滑动变阻器,得到多组U和I数据。甲同学由每组U、I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”)。
(3)两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流的表头G改装成电流表。如图2所示,表头G两端并联长为L的镍铬丝,调节滑动变阻器使表头G满偏,毫安表示数为I。改变L,重复上述步骤,获得多组I、L数据,作出图像如图3所示。
则图像斜率______。若要把该表头G改装成量程为的电流表,需要把长为__________m的镍铬丝并联在表头G两端。(结果均保留两位有效数字)
三、计算题
12、如图所示,电源电动势,内阻,闭合开关S后,标有“8 V,12 W”的灯泡恰能正常发光,电动机M的内阻,求:
(1)电源的输出功率;
(2)10 s内电动机产生的热量Q;
(3)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。
(1)求油滴a和油滴b的质量之比;
(2)判断油滴a和油滴b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R,下端管口切线水平,离水平地面的距离为h,有一质量为m的带电荷量的小球从管的上端口A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4mg,g取.求:
(1)小球运动到管口B时的速度大小;
(2)匀强电场的场强;
(3)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H、上端套着一个细环。棒和环的质量均为m,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:
(1)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;
(2)棒第二次与地面碰撞前,环和棒的速度大小;
(3)从断开轻绳到棒和环都静止,棒运动的总路程s。
参考答案
1、答案:A
解析:大圆环对小环的作用力总是沿大圆环半径方向,与速度方向垂直,故大圆环对小环的作用力不做功,选项A正确,B错误。开始时大圆环对小环的作用力方向背离大圆环圆心,一段时间后作用力方向指向大圆环圆心,故选项C、D错误。
2、答案:B
解析:结合题意可知,雨滴在地面附近下落过程做匀速运动,对雨滴下落高度h的过程分析,由动能定理有,即,B正确,ACD错误。
3、答案:C
解析:
4、答案:C
解析:
5、答案:B
解析:
6、答案:B
解析:
7、答案:C
解析:
8、答案:B
解析:
9、答案:B
解析:
10、答案:D
解析:
11、答案:(1)0.6;0.6;左
(2)乙
(3)2.1(2.1-2.5均可);0.24(0.24-0.28均可)
解析:(1)实验中用两节干电池供电,滑动变阻器分压式连接,电压从零开始调节,电流表选较小量程测量电流减小误差 ,则图中的导线a端应与“0.6”接线柱连接,电压表测电阻两端的电压,则金属丝的电阻较小,电流表外接误差较小,故b端应与 “0.6”接线柱连接。为了保护电表,开关闭合前,图1中滑动变阻器滑片应置于左端。
(2)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,求电阻的方法更合理;
(3)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G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:(1)16 W(2)10 J(3)3 W
解析:(1)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
(2)流过灯泡的电流
则流过电动机的电流
电动机的热功率
10s内电动机产生的热量
(3)电动机的总功率
电动机的机械功率
13、答案:(1)8:1
(2)油滴a带负电,油滴b带正电;4:1
解析:(1)根据题述有
设油滴a的质量为,油滴a以速率向下匀速运动,由平衡条件有
设油滴b的质量为,油滴b以速率向下匀速运动,由平衡条件有
联立解得
(2)由于当在上下平板加恒定电压(上板为高电势)时,这两个油滴很快以的速率竖直向下匀速运动,所以有
油滴a速度减小,说明油滴a受到了向上的电场力,则油滴a带负电荷
油滴b速度增大,说明油滴b受到了向下的电场力,则油滴b带正电荷
由和可知,甲乙油滴的半径之比为
由可知两个油滴均以速率竖直向下匀速运动时,所受阻力之比为
油滴b以速率竖直向下匀速运动时,所受阻力为
结合可知油滴b以速率竖直向下匀速运动时,所受阻力
油滴a以速率竖直向下匀速运动,所受阻力为
设油滴a所带电荷量的绝对值为,由平衡条件有
设油滴b所带电荷量的绝对值为,由平衡条件有
联立解得
14、
(1)答案:
解析: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:
(2)答案:
解析:小球从A运动到管口B的过程中,只有重力和电场力做功,根据动能定理得:
解得:
(3)答案:
解析:小球离开管口B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:
,
竖直方向:
则落地的速度为两方向的速度合成,为:
15、答案:(1),(2),(3)
解析:(1)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
(2)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t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g向下加速,落地速度为,则有
解得
(3)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
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