江苏省南通市2021-2022学年高一物理下学期期末试题（Word版附解析）

2021~2022学年（下）高一期末质量监测物理试卷注意事项考生在答题前请认真阅读本注意项及各题答题要求1.本试卷共6页。包括单项选择题（第1题~第10题，共40分）、简答题（第11题~15题，共60分）。本次考试满分100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卡交回。2.答题前，请务必将自己的姓名、考试号等用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡上。3.请认真核对答题卡表头规定填写或填涂的项目是否准确。4.作答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置作答一律无效。作答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分，每题只有一个选项最符合题意。1.如图所示，a、b两带电小球质量都是m，a与悬点间用一根绝缘细线连接，系统处于静止状态，已知重力加速度为g，整个过程中不漏电。则（　　）A.绝缘细线的张力大小等于2mgB.a、b两球可能带同种电荷C.a的电荷量一定大于b的电荷量D.剪断细线瞬时b球的加速度为g【答案】A【解析】【详解】A．以a、b两带电小球整体作为研究对象，根据平衡条件可知，绳子拉力故A正确；B．以b带电小球作为研究对象，由平衡条件可知，球对球的库仑力竖直向上，可知库仑力表现为吸引，a、b两球带异种电荷，故B错误；C．由题意仅可得出两小球间库仑力大小为，无法判断、两球的所带的电量，故C错误；D．剪断细线瞬时库仑力大小不变，所以受力情况不变，处于平衡状态，加速度为零。故D错误。故选A。2.如图所示的图像中，直线表示某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线表示某电阻R 的电压与电流的关系图线，虚线为交点处曲线的切线。现把该电源和电阻R连接成闭合电路，则电源的内阻r、电阻R、电源的输出功率P及电源的效率η分别为（　　）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】A．由电源的图像可知电源内阻故A错误；BC．由图可知，电源和电阻R连接成闭合电路的工作电压为3V，电流为1.5A，则电阻和电源的输出功率分别为故BC错误；D．电源的效率故D正确。故选D。3.如图所示，某卫星绕地球做椭圆轨道运动，轨道的半长轴为a，卫星运行周期为T，卫星在近地点A处的速度为v、与地球中心距离为b，卫星质量为m，地球质量为M，万有引力常量为G。则（　　）A.卫星经过A点时的速度最小B.卫星从A到C的过程中机械能保持不变 C.与地球和卫星的质量都有关D.卫星在A处满足关系【答案】B【解析】【详解】A．由开普勒第二定律可知，卫星经过A点时的速度最大，A错误；B．卫星从A到C的过程中只有万有引力做功机械能保持不变，B正确；C．由开普勒第三定律可知，只与地球质量有关，C错误；D．卫星在A处时做离心运动，应满足D错误；故选B。4.空心球形导体壳内放置一正点电荷，球壳内、外电场线分布如图所示。a点位于球壳内，b、c两点分别位于球壳的内、外表面。a、b、c三点电势分别为、、，则（　　）A.b点的场强方向与球壳内表面相切，且B.b点的场强方向与球壳内表面相切，且C.b点的场强方向沿该点半径方向，且D.b点的场强方向沿该点半径方向，且【答案】D【解析】【详解】处于电场中的导体是一个等势体，因此b点电势和c点电势相等，沿着电场线方向电势逐渐降低，可知 电场线方向垂直等势面，结合几何关系可知b点的场强方向沿该点半径方向，故D正确，ABC错误。故选D。5.如图所示，a、b两点对称分布在均匀带电塑料薄板的两侧，一固定带正电的点电荷q在a、b的连线上，已知a点的电场强度方向水平向右，则下列说法中正确的是（　　）A.塑料薄板带正电B.a点的电势低于b点的电势C.b点的电场强度方向也可能向右D.塑料薄板表面处的电场方向都与薄板表面垂直【答案】B【解析】【详解】A．正电荷q在a点的场强水平向左，而a点的合场强水平向右，说明带电塑料薄板在a点的场强水平向右，可知塑料薄板带负电，A错误；C．由对称性可知，带电塑料薄板在b点的场强水平向左，正电荷q在b点的场强也水平向左，故b点的合场强方向水平向左，C错误；B．若只有带电塑料薄板，据对称性可知，a、b两点电势相等，正电荷q左侧电场线向左，沿电场线方向电势降低，可知a点的电势低于b点的电势，B正确；D．只有处于静电平衡的导体表面处的电场方向与表面垂直，而塑料薄板不是导体，D错误。故选B。6.2022年6月5日，神舟十四号载人飞船点火发射，将3位航天员送入“天宫”空间站。空间站距离地表约400km，载入飞船首先到达距离空间站下方约200m的“停泊点”（飞船相对于空间站静止）位置，然后调整姿态，沿径向与空间站自主交会对接。下列说法中正确的是（　　）A.载人飞船在“停泊点”位置的动能大于空间站的动能 B.径向交会过程中，飞船与空间站绕地球的角速度相同C.径向交会过程中，飞船与空间站绕地球的线速度相同D.径向交会过程中，宇航员刘洋的加速度为零【答案】B【解析】【详解】A．飞船相对于空间站静止，则飞船与空间站具有相同的角速度，而飞船轨道半径较小，线速度较小，但由于飞船与空间站的质量关系未知，故无法比较他们的动能大小，A错误；B．径向交会过程中，地球、飞船、空间站始终在一条直线上，飞船与空间站绕地球的角速度相同，B正确；C．径向交会过程中，飞船绕地球的线速度较小，C错误；D．径向交会过程中，宇航员随飞船做匀速圆周运动，具有向心加速度，D错误。故选B。7.如图所示电路中，电源电动势为E、内阻为r，为定值电阻，闭合开关S，增大可变电阻R的阻值，电压表、电流表示数变化量的绝对值分别为、，则在电阻R增大的过程中（　　）A.两电表的示数都变大B.电容器支路中有向右的电流C.电流表的示数大于电阻R中的电流D.与的比值增大【答案】C【解析】详解】电阻R增大，电阻中总电阻减小，则电路中电流减小，根据可知路端电压增大，根据可知两端电压减小，则电阻两端电压变大，电压表示数变大，根据 可知电容器极板上所带电荷量变大，电容器充电，则电容器支路中有向左的电流，可知电流表示数示数大于电阻R中的电流，电容器充电完成相当于断路，电容器充电过程中，电容器等效为电阻，阻值变小，则相当于与电容器并联部分电路电阻变小，则与的比值变小，故C正确，ABD错误。故选C。8.探究电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系实验电路，如图所示，C1、C2是两个完全相同的电容器，开始不带电，单刀双掷开关S1和开关S2都处于断开状态，实验过程如下：开关S1先接1，再接2，然后断开S1且闭合S2，断开S2且S1接2，…每次操作稳定后数字电压表V示数为U1、U2、U3、U4。则下列说法中正确的是（　　）A.，B.，C.，D.，【答案】A【解析】【详解】开关S1先接1，电源对电容C1充电，两端电压为U1，再接2，两电容并联，总电荷量不变，相当于增大横截面积，由，可知，总的电容变为原来2倍，电压变为原来，即然后断开S1，电容C1的电荷量是原来的一半，闭合S2，电容C2的电荷量被中和，电容C1在电容不变的情况下，电压变为最初的一半，即断开S2且S1接2，同理可知只有A选项内容完全正确。故选A。 9.如图所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，O是圆心，虚线OC水平。两个质量均为m的小球a、b套在圆环上，两球之间用轻杆相连，从图示位置由静止释放，已知重力加速度为g。则（　　）A.运动过程中轻杆对b球始终是推力B.运动过程中b球的最大速度为C.若要使a、b两球做完整的圆周运动，给a球的初速度至少为D.若要使a、b两球做完整的圆周运动，给a球的初速度至少为【答案】AC【解析】【详解】AB．对两球和杆组成的系统，只有重力做功，则系统的机械能守恒，当杆在最低水平位置时，系统的重力势能最小，则速度最大；根据系统机械能守恒定律得解得A、B两球的速度达的最大值为b球运动到最低点时，系统减小的重力势能为mgR，由机械能守恒定律可知，（2m）v2=mgR解得从开始下落到b球运动到最低点，对b用动能定理解得 可知杆对b为推力；从b球运动到最低点到杆在最低水平位置时，对b球由动能定理解得可知杆对b也为推力；杆从该水平位置运动到右侧竖直位置，对b球由动能定理可知杆对b也为推力；同理杆从右侧竖直位置回到左侧竖直位置时，杆上的作用力始终也是推力，则选项A正确，B错误。CD．若要使a、b两球做完整的圆周运动，则杆在最高点水平位置时速度至少为零，则由机械能守恒可知解得选项C正确，D错误；故选AC。10.某物体由静止释放，下落过程中物体所受空气阻力与速度大小成正比。取水平地面为重力零势能面，在物体下落过程中，加速度a、机械能E随时间t变化，动能Ek、重力的瞬时功率P随下落高度h变化的关系图像可能正确的是（　　）A.B. C.D.【答案】D【解析】【详解】A．由牛顿第二定律可得解得随着速度v的增大，加速度a减小，物体做加速度减小的加速运动，a-t图像的斜率为随着加速度a减小，a-t图像斜率绝对值减小，所以a-t图像应是曲线，A错误；C．由动能定理可得mgh-fh=Ek-0即Ek=(mg-kv)h随着速度v的增大，Ek-h图像的斜率减小，C错误；B．机械能的变化量等于克服阻力做的功，随着物体的不断下降，机械能始终在减少，不会出现刚开始一段时间机械能保持不变，B错误；D．重力的瞬时功率P可表示为物体做加速度减小的加速运动，当时加速度为零，速度达到最大，可知重力的瞬时功率先增大（图像斜率减小）后保持不变，D正确。故选D。二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题~第15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。11.在温度为25℃时，合格纯净水的电阻率 。现检测某品牌纯净水，将采集的水样注满绝缘性能良好的圆柱形容器，容器两端用金属圆片电极密封，测得该容器两电极间长度为5.0cm，内径圆面积为50cm2除待测水样Rx外，实验室还提供如下器材：A．电流表A（量程0~600μA，内阻约为100Ω）B．电压表V（量程0~3V，内阻为5kΩ）C．滑动变阻器R1，阻值范围0~20Ω，允许的最大电流2AD．滑动变阻器R2，阻值范围0~100kΩ，允许的最大电流0.5AE．电阻箱R3F．电源E（电动势为6V，内阻约2Ω）G．开关和导线若干；（1）要将电压表V量程扩大为原来的2倍，应该将电压表V和电阻箱R3___________联（填“串”、“并”），并把电阻箱R3的阻值调为___________Ω；（2）先用多用电表粗测容器内水样的电阻。一多用电表正确测量了一个19.0Ω的电阻，表盘如图甲所示。现用该表粗测水样电阻，在用红、黑表笔接触容器两端之前，选出必需的步骤，并按操作顺序排列：___________；A．用螺丝刀调节表盘下中间部位的指针定位螺丝，使表针指向“0”；B．将红表笔和黑表笔接触；C．把选择开关旋转到“1k”位置；D．把选择开关旋转到“100”位置；E．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点。（3）按图乙电路测量水样电阻Rx，其中滑动变阻器Rp选择___________（填器材选项代号）；合上开关前滑片位于最___________端（填“左”、“右”）； （4）将实验中测得的数据，在U-I坐标系中描点连线，结果如图丙所示，则水样的电阻Rx=___________Ω；（5）根据实验数据，判断该水样是否合格？___________（选填“是”或“否”）。【答案】①.串②.5000③.CBE④.C⑤.左⑥.10000⑦.否【解析】【详解】（1）[1]改装电压表应该将电压表V和电阻箱R3串联；[2]串联电阻的阻值为其中解得即应把电阻箱R3的阻值调为；（2）[3]待测水样电阻约为 故应选用“1k”档，在正确测量了一个19.0Ω的电阻后改用“1k”档时应进行的操作是：把选择开关旋转到“1k”位置；将红表笔和黑表笔接触；调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点；即按操作顺序排列为CBE；（3）[4]图乙电路中滑动变阻器采用分压式接法，滑动变阻器应选用阻值较小的R1，故选C；[5]闭合开关前应使流过测量电路的电流最小，即合上开关前滑片位于最左端；（4）[6]水样的电阻为（5）[7]根据实验数据，该水样的电阻率为小于合格纯净水的电阻率，故该水样不合格。12.如图甲所示，电源电动势E=5V，内阻r=0.5Ω，电阻R1=1.0Ω，R2=3.5Ω，微安表内阻不计，闭合开关S，电路稳定后，求：（1）电源的输出电流I及路端电压U；（2）断开S后微安表的示数变化如图乙所示，估算电容器的电容C。【答案】（1）1A，45V；（2）【解析】【详解】（1）闭合开关S，电路稳定后，由闭合电路欧姆定律可得 路端电压为代入数据解得，（2）图线与时间轴所围的面积表示流过微安表的电荷量，即电容器存储的电荷量，可得稳定后电容器两端电压为电容器电容为13.在平行于纸面的圆形区域ABCD内有匀强电场，圆心为O、半径为R。如图甲所示，动点P从A点沿圆周逆时针运动，θ为PO连线转过的角度，转动过程P所在位置的电势随角度θ的变化如图乙所示。求：（1）电量为+q的带电粒子在A点处的电势能Ep；（2）匀强电场的场强大小E。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）由题图可知，A点的电势为，电量为+q的带电粒子在A点处的电势能为（2）PO从角转到角的过程，恰好转过，故圆周上电势最大值与最小值恰好在一条直径上的两点，其连线与电场线平行，可得场强大小为 14.如图所示，长度为2L的光滑轻质细管与水平面的夹角为θ，可绕竖直轴O1O2转动，两根轻弹簧分别固定在轻管两端，弹簧的原长都是L，劲度系数均为k，两弹簧间栓接一质量为m的小球。已知重力加速度为g，不计空气阻力。（1）当轻管静止时，每根弹簧的形变量x0；（2）当轻管绕竖直轴以角速度ω1匀速转动时，两弹簧刚好恢复原长，求ω1；（3）当轻管从静止开始绕竖直轴转动，转至弹簧的弹性势能与静止时相等。求外界对转动装置所做的功W。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）对小球由平衡知识可知解得（2）当轻管绕竖直轴以角速度ω1匀速转动时，两弹簧刚好恢复原长，对小球分析可知解得（3）当轻管从静止开始绕竖直轴转动，转至弹簧的弹性势能与静止时相等时，此时下边弹簧被拉长x0，上边弹簧被压缩x0，此时小球受弹力大小为F=2kx0=mgsinθ 方向沿管向下，则外界对转动装置所做的功联立解得15.如图所示，竖直平面内存在方向相反的两个有界匀强电场，x轴为两电场的交界，电场强度的方向平行于y轴，大小均为，电场的左边界是y轴，右边界与y轴平行，位于x=L处。一质量为m、带电量为q的小球以某初速度从y轴的A点沿水平方向进入电场，A点纵坐标为d1，经偏转后从电场的右侧沿水平方向离开，重力加速度为g，不计空气阻力。（1）判断粒子的电性；（2）求小球在下方电场中的竖直方向的最大偏移量d2；（3）求小球进入电场初速度v0的可能值。【答案】（1）带正电；（2）；（3）【解析】【详解】（1）如果粒子带负电，则进入电场后受到向上电场力，向上偏转，沿纵轴方向速度不可能为零，即不可能沿水平方向离开电场，故粒子应带正电。（2）小球进入下方磁场时的纵轴速度大小为 当纵轴速度再次减为零时解得（3）粒子沿纵轴速度周期性变化，第一次纵轴速度减为零所用时间为解得如水平离开电场区域，则有解得