重庆市 2022-2023学年高一物理下学期期末试题（Word版附解析）

高2025届高一（下）期末考试物理试卷一、单选题（共10题，每题3分，共30分，每题只有一个选项符合题目要求）1.洗衣机的脱水桶把湿衣服甩干主要利用了（　　）A.直线运动B.离心运动C.平抛运动D.斜抛运动【答案】B【解析】【详解】洗衣机的脱水桶把湿衣服甩干主要利用了离心运动，即水滴做圆周运动需要的向心力大于提供的向心力。故选B。2.物理学科核心素养包括“物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任”。下列关于物理核心素养的认识，正确的是（　　）A.物体做自由落体运动，机械能一定守恒B.有力对物体做负功，物体的动能一定减小C.滑动摩擦力一定做负功D.物体动能增大，机械能一定增大【答案】A【解析】【详解】A．物体做自由落体运动，只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒，故A正确；B．根据动能定理可知，合力对物体做负功，物体的动能一定减小，但有力对物体做负功，物体的动能不一定减小，例如物体加速下落，空气阻力做负功，空气阻力小于重力，物体的动能增大，故B错误；C．滑动摩擦力可能做负功，也有可能做正功，例如将物块A放在B上，用力拉A，使A、B同时向右运动，且A相对于B向右运动，此时B对A的滑动摩擦力对A做负功，A对B的滑动摩擦力对B做正功，故C错误；D．物体动能增大，机械能不一定增大，例如物体加速下落，空气阻力小于重力，物体的动能增大，空气阻力做负功，物体的机械能减小，故D错误。故选A。3.关于静电现象，下列说法正确的是（　　）A.摩擦起电现象是电荷转移而形成的 B.感应起电现象不遵从电荷守恒定律C.摩擦起电现象的物体中创生了电荷D.两种不同材料的不带电绝缘体互相摩擦后，可以同时带上等量同种电荷【答案】A【解析】【详解】AC．摩擦起电现象是电子从一个物体转移到另一个物体上形成的，摩擦起电现象并没有创生电荷，故A正确，C错误；B．感应起电现象遵从电荷守恒定律，故B错误；D．两种不同材料的不带电绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷，故D错误；故选A。4.如图所示，一个方形的金属盒原来不带电，现将一个带电荷量为＋Q的点电荷放在盒左边附近，达到静电平衡后，盒上的感应电荷在盒子内部产生的电场分布情况正确的是(　　)A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】由点电荷的电场强度公式E=k得带电量为q的点电荷在周围空间中产生的电场强度为：E=，长方体金属盒达到静电平衡后，长方体金属盒上感应电荷在某点处产生的场强大小与点电荷q在该处产生的电场强度大小相等，则为：E′=E=k．感应电荷的电场与点电荷的电场的方向相反．所以只有C正确．故选C．【点睛】 感应带电的本质是电荷的转移，当金属导体处于电场时会出现静电平衡现象，关键要理解并掌握静电平衡的特点．5.“天问一号”火星探测器被火星捕获，成功实现火星环绕，经过系列变轨后从调相轨道进入停泊轨道，为着陆火星做准备，如图所示，下列说法正确的是（　　）A.“天问一号”在停泊轨道上点的加速度比在点小B.“天问一号”从调相轨道进入停泊轨道时需在点处减速C.“天问一号”在停泊轨道上运行的周期比在调相轨道上的大D.“天问一号”在停泊轨道上运行的机械能比在调相轨道上的大【答案】B【解析】【详解】A．根据万有引力提供向心力有解得所以“天问一号”在停泊轨道上点的加速度比在点大，故A错误；BD．根据变轨原理可知“天问一号”从调相轨道进入停泊轨道时需在点处减速，机械能变小，故B正确，D错误；C．根据开普勒第三定律可知“天问一号”在停泊轨道上运行的周期比在调相轨道上的小，故C错误；故选B。6.在一闭合电路中，当外电路的电阻分别为和时，单位时间内在外电路上产生的热量正好相等，则该电源的内电阻是（　　）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】设电源电动势为，内阻为，外电路电阻为，则根据题意可知单位时间内外电路产生的热量在数值上等于外电路功率，即 则当外电路的电阻分别为和时功率相等，即解得故选D。7.一粒子从A点射入电场，从B点射出电场，电场的等差等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行且间隔均匀，不计粒子的重力。下列说法正确的是（　　）A.无法判断电荷的电性B.粒子的加速度先不变，后变大C.粒子的速度一直减小D.粒子的电势能先减小，后增大【答案】C【解析】【详解】ACD．电场线始终垂直于等势面，且沿着电场线的方向电势降低，电场强度的方向与任意一点处电场线的方向相同，根据所给带电粒子在电场中的运动轨迹可知，带电粒子先做直线运动，后做曲线运动，而曲线运动的轨迹夹在速度方向与所受合外力方向之间，在粒子运动轨迹与第6个等势面相交处做出速度方向与所受电场力方向如图所示可知电场力的方向与电场强度的方向相反，由此可判断该粒子带负电，则粒子从A到B的过程中电场力始 终对粒子做负功，粒子的速度一直减小，而粒子的电势能始终增大，故AD错误，C正确；B．匀强电场的等势面互相平行且间距相等，图中左侧前三个等势面彼此平行且间隔均匀，则可知此处电场为匀强电场，因此带电粒子在该区域运动时加速度恒定，另根据等差等势面越密集的地方电场强度越大，结合所给等差等势面的分布可知，粒子从A点到B点的过程中，加速度先不变，后减小，故B错误。故选C。8.如图所示，匀强电场内有一矩形区域，电荷量为的某带电粒子从B点沿方向以的动能射入该区域，粒子恰好经过A点。已知矩形区域的边长，，三点的电势分别为，不计粒子重力，下列判断正确的是（　　）A.粒子带负电B.电场强度的大小为C.粒子到达A点时动能为D.仅改变粒子在B点初速度的方向，该粒子可能经过点【答案】C【解析】【详解】A．连接AC则O为AC中点，A、B、C三点的电势分别为10V、12V、14V，则O点电势为12V，BD为等势面，电场线如图所示，粒子从B点射入，A点射出，则粒子带正电，故A错误；B．由几何关系得又 解得由U=Ed可得故B错误；C．对粒子从B到A由动能定理，得又解得故C正确；D．粒子想要经过C点需要克服电场力做功2eV，其初动能为2eV，依题意粒子必须沿电场线方向斜向上才能到达与C点等势的位置，此时末速度为零，所以不能到达C点，故D错误。故选C。9.如图所示，电容器电容分别为和，定值电阻的阻值分别为和，电源电动势、内阻不计。下列说法正确的是（　　）A.开关断开时，两点间的电势差为B.开关闭合后，带的电荷量均减小C.开关断开时，带的电荷量比带的电荷量少 D.不论开关断开还是闭合，带的电荷量总比带的电荷量多【答案】B【解析】【详解】AC．开关断开时，两点间以及电容器的电势差等于电源电动势，根据带的电荷量比带的电荷量多，AC错误；B．开关闭合后，两定值电阻串联，两点容器电势差均小于电源电动势，则电荷量均减小，B正确；D．开关闭合时，电流为两点容器电荷量分别为电荷量相等，D错误。故选B。10.离其他恒星较远的四星系统的形式如图所示，三颗星体位于边长为的等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道做匀速圆周运动，而第四颗星体刚好位于三角形的中心不动。设每颗星体的质量均为，引力常量为，则（　　）A.位于等边三角形三个顶点上的每颗星体做圆周运动的向心加速度大小与无关B.三星的总动能为C.若距离不变，四颗星体的质量均变为，则角速度变为原来的2倍D.若四颗星体的质量均不变，距离均变为，则周期变为原来的倍【答案】D 【解析】【详解】A．依题意，根据万有引力定律及几何知识，可求得位于等边三角形三个顶点上每颗星体做圆周运动的合外力为根据牛顿第二定律可得，每颗卫星的的向心加速度大小为故A错误；B．三星的总动能为根据由几何知识得联立求得故B错误；C．结合选项A分析可知，每颗卫星受到的合外力若距离不变，四颗星体的质量均变为，则每颗卫星受到的合力将变为原来的4倍，根据可知每颗卫星的角速度将变为原来的倍，故C错误；D．若四颗星体的质量均不变，距离均变为，根据 结合选项A，可得每颗卫星做匀速圆周运动的周期则周期变为原来的倍，故D正确。故选D。二、多选题（共5题，每题4分，共20分，每题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，有错选的得0分）11.如图所示，A、B、C三个相同的滑块从均匀的粗糙斜面上的同一高度同时开始运动A由静止释放；B的初速度方向沿斜面向下，大小为；B的初速度方向沿水平方向，大小也为。斜面足够大，A、B、C运动过程中不会相碰。下列说法正确的是（　　）A.B和C将同时滑到斜面底端B.滑到斜面底端时，A的动能最大C.滑到斜面底端时，C的摩擦生热量最多D.滑到斜面底端时，A和B的机械能减少一样多【答案】CD【解析】【详解】A．B、C两个滑块所受的滑动摩擦力大小相等，B所受滑动摩擦力沿斜面向上，C沿斜面向上的力是滑动摩擦力的分力，可知沿斜面向下方向上，C的加速度大于B的加速度，但B具有向下的初速度，故无法判断B和C是否同时滑到斜面底端，故A错误；B．重力做功相同，滑动摩擦力做功与路程有关，C运动的路程最长，A、B运动的路程相等，故摩擦力对A、B做功相同，C克服摩擦力做功最大，而B有初速度，则滑到斜面底端时，由动能定理可知B滑块的动能最大，故B错误；CD．滑动摩擦力做功与路程有关，C运动的路程最长，C克服摩擦力做功最大，则滑到斜面底端时，C的摩擦生热量最多；A、B运动的路程相等，故A、B克服摩擦力做功相等，则A和B的机械能减少一样多，故CD正确。 故选CD。12.以点电荷A、B的连线为轴，以点电荷B为坐标原点建立如图所示的坐标系，点电荷A、B带电荷量分别为，间距为。一电子以一定的初速度进入该电场，由靠近坐标原点的位置沿轴正方向运动，其电势能的变化如图中实线所示。图线与轴交点的横坐标为，图线最高点对应的横坐标为，则下列判断正确的是（　　）A.A电荷带负电，B电荷带正电B.之间电场强度沿轴负方向C.D.【答案】AC【解析】【详解】A．从O到的过程中，电场力水平向左做负功，合电场强度水平向右，之后，电场力水平向右做正功，合电场强度水平向左，可知A电荷带负电，B电荷带正电，故A正确；B．从O到的过程中，电子的电势能增大，说明电场力对电子做负功，即电场力沿x轴负方向，电场强度沿x轴正方向，故B错误；CD．根据电场力大小公式可知，图像斜率为电场力，所以在处，电场力为零，合电场强度为零，所以有解得 故C正确，D错误。故选AC。13.在如图所示电路中，闭合开关，当滑动变阻器滑动触头向上滑动时，六个理想电表的示数都发生了变化，电表的示数分别用和（下同）表示，电表示数变化量的大小分别用和表示。下列分析结论正确的是（　　）A.示数均减小B.C.、、均变化D.均不变【答案】AD【解析】【详解】A．当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，滑动变阻器的有效电阻增大，电路总电阻增大，干路电流变小，外电压增大。即变小，增大，变小，并联电路部分电压增大，即增大，增大，变小，故A正确；B．根据则故B错误；C．表示电阻，该阻值不变；表示滑动变阻器的有效阻值，该阻值增大；而 因为变小，增大，则变小，所以变小，故C错误；D．表示电阻，不变，所以与是线性关系，即不变；根据闭合电路的欧姆定律得所以的绝对值表示电源内阻，其比值不变；根据则有不变，故D正确。故选AD。14.如图甲所示，长为的两水平金属板、组成一间距为的平行板电容器，电容器的板接地，板电势随时间的变化关系如图乙所示，其周期。为靠近板左侧的一粒子源，能够水平向右发射初速度为的相同带电粒子。已知时刻发射的粒子刚好能从板右侧边缘离开电容器，则下列判断正确的是（　　）A.任何时刻发射的粒子都能离开电容器B.该粒子源发射的粒子的比荷为C.时刻射入的粒子离开电容器时的电势能等于射入时的电势能D.任何时刻发射的粒子在电场中的速度大小不会超过【答案】CD 【解析】【详解】AC．根据题意可知，能离开电容器的粒子在电容器中的运动时间为粒子在竖直方向上的加速阶段和减速阶段的加速度大小均为则在时刻进入的粒子在竖直方向上先向下加速后减速，然后又向上加速后减速，在持续的时间内，根据对称性可知粒子在竖直方向的总位移为0，即时刻从粒子源射出的粒子，刚好从A板右侧上方离开，且与粒子源在同一直线上，所以其电势能不变。在时刻开始的任一个完整周期的时刻之后进入的粒子会打到A极板。故A错误，C正确；B．在时刻开始的2个周期内，粒子在竖直方向上运动的距离为d，由匀变速直线运动的规律可得又因为，可解得故B错误；D．粒子速度最大时，在竖直方向上加速时间最长，减速时间最短，例如时刻发射的粒子，最长加速时间为，粒子在竖直方向的分速度为故此时粒子的速度大小为则任何时刻发射的粒子在电场中的速度大小不会超过。故D正确。故选CD。15.如图所示，质量的重物B和质量的小圆环A用细绳跨过一光滑滑轮轴连接，A端绳与轮连接，B端绳与轴相连接，不计轮轴的质量，轮与轴有相同的角速度且轮和轴的直径之比为 ．重物B放置在倾角为固定存水平地面的斜面上，轻绳平行于斜面，B与斜面间的动摩擦因数，圆环A套在竖直固定的光滑直杆上，滑轮轴中心与直杆的距离为。现将圆环A从与滑轮轴上表面等高处静止释放，当下降到达位置时，圆环的速度达到最大值，已知直杆和斜面足够长，不计空气阻力，取。下列判断正确的是（　　）A.圆环到达位置时，A、B组成的系统机械能减少了B.圆环速度最大时，环与重物B的速度之比为C.圆环能下降的最大距离为D.圆环下降过程，作用在重物B上的拉力先大于后小于【答案】AD【解析】【详解】A．根据题意，轮与轴有相同的角速度，且轮与轴的半径之比为，根据线速度与角速度之间的关系可知轮与轴的线速度大小之比为由此可知两绳的收缩量之比为由已知条件即图像可知，小圆环A所在绳子绳长了可知重物所在绳子缩短了1m，则由能量守恒可知，损失的机械能在数值上等于克服摩擦力所做的功，即有故A正确； B．当小环A的加速度为零时速度达到最大值，设与小环相连的绳子与竖直方向的夹角为，根据几何关系可得设此时小环的速度为，则根据速度的关联性可得轮上的切向速度为则轴上的切向速度为而轴上的切向速度始终等于重物B的速度，即联立以上各式可得，圆环A速度最大时，环A与重物B的速度之比为故B错误；C．当小环A下降距离最大时，重物B上升的距离为重物B与斜面摩擦产生的热量为有能量守恒可得代入数据可得故C错误；D．圆环A下降过程中先加速后减速，则可知重物B也先加速后减速，因此对重物B，根据牛顿第二定律，加速阶段有减速阶段有 解得，因此可知，圆环A下降过程，作用在重物B上的拉力先大于后小于，故D正确。故选AD。三、实验题（共2题，16题6分，17题7分，共13分）16.巴蜀中学实验小组在物理实验室进行“验证机械能守恒定律”的实验，他们进行如下操作：①用天平测出小球的质量为；②用游标卡尺测出小球的直径为；③用刻度尺测出小球球心到光电门的距离为；④电磁铁先通电，让小球吸在其下端；⑤电磁铁断电时，小球自由下落；⑥在小球通过光电门时，计时装置记下小球通过光电门所用的时间为，由此可算出小球通过光电门的速度。（1）由以上测量数据可计算得出小球重力势能的减少量______，小球动能的变化量______。（取，计算结果均保留三位有效数字）（2）从实验结果中发现______（选填“大于”“小于”或“等于”），试分析可能的原因：______。【答案】①.0.402②.0.400③.大于④.小球在下落过程受到空气阻力作用，需要克服阻力做功【解析】【详解】（1）[1]小球重力势能的减少量为[2]小球通过光电门的速度小球动能的变化量解得 代入数据解得（2）[3][4]从上述数据可知大于，小球在下落过程受到空气阻力作用，需要克服阻力做功。17.同学们利用实验室提供的器材测量某种电阻丝材料的电阻率，所用电阻丝的电阻约为30Ω。他们首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度，可供选择的器材还有：电池组E（电动势为3.0V，内阻约1Ω）；电流表A1（量程0~0.6A，内阻约0.2Ω）；电流表A2（量程0~100mA，内阻约5Ω）；电阻箱R（0~999.9Ω）；开关、导线若干。小明的实验操作步骤如下：A．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径；B．根据所提供的实验器材，设计并连接好如图甲所示的实验电路；C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关；D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏，重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；F．断开开关。（1）小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示，则这次测量中该电阻丝直径的测量值 d=_________________；（2）实验中电流表应选择_________________（选填“A1”或“A2”）；（3）小明用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图丙所示的R-L关系图线，图线在R轴的截距为R0，在L轴的截距为L0，再结合测出的电阻丝直径d，可求出这种电阻丝材料的电阻率ρ=_________________（用给定的物理量符号和已知常数表示）。（4）若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误，由于电流表内阻的存在，那么电阻率的测量值_________________真实值。（填“大于”、“小于”或“等于”）【答案】①.0.730②.A2③.④.等于【解析】【详解】（1）[1]螺旋测微器读数为固定刻度与可动刻度之和，所以所测金属丝的直径为（2）[2]电路最大电流约为如果使用电流表A1实验误差较大，因此电流表应选A2。（3）[3]由实验步骤可知，外电路电阻不变，由串联电路特点可知，外电路总电阻由图像可知，当电阻丝接入电路的长度为零时，电路总电阻等于R0，则图像的斜率为则电阻率（4）[4]由 可知，应用R-L关系图像法处理实验数据，仅与图像的斜率有关，与电流表内阻rg无关，所以对实验结果没有影响。四、解答题（共3题，18题10分，19题12分，20题15分，共37分，每题要求写出必要的文字说明、方程式和步骤）18.如图所示，电动机的线圈电阻，定值电阻，电源电动势，断开开关S，理想电流表的示数；闭合开关，理想电流表的示数为，求：（1）闭合开关后，通过电阻的电流；（2）闭合开关后，电动机输入功率和输出功率。【答案】（1）0.75A；（2）0.9W；0.896W【解析】【详解】（1）电源电动势为，当S断开时，理想电流表的示数，根据闭合电路欧姆定律可知解得电源内阻开关S闭合时，理想电流表的示数，则电源内阻上的电压为路端电压为通过电阻R的电流为（3）通过电动机的电流 电动机两端的电压电动机的输入功率输出功率19.如图所示，半径为的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的上端点和圆心的连线与水平方向的夹角，下端点为轨道的最低点且与粗糙水平面相切，一根轻质弹簧右端固定在竖直挡板上。质量的小物块（叮视为质点）从点以的速度被水平抛出（不计空气阻力），恰好从点沿轨道切线方向进入轨道，经过点后沿水平面向右运动到点时，弹簧被压缩至最短，两点间的水平距离，小物块与水平面间的动摩擦因数。求：（1）小物块经过圆弧轨道上点时速度的大小；（2）小物块经过圆弧轨道上点时对轨道的压力大小；（3）弹簧的弹性势能的最大值。【答案】（1）4m/s；（2）112N；（3）38J【解析】【详解】（1）小物块恰好从B点沿切线方向进入轨道，据几何关系有（2）小物块由B运动到C，根据机械能守恒定律有在C点处，根据牛顿第二定律有 解得根据牛顿第三定律，小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道压力大小为112N；（3）小物块从B运动到D，根据能量守恒定律有代入数据解得20.如图建立xOy直角坐标系，在其第二象限中放置平行金属板A、B和平行于金属板的细管C，细管C开口紧靠金属板右侧且与两板等距，另一开口在y轴上。放射源P在A极板左端，可以沿任意方向发射某一速度的带电粒子。当A、B板加上某一大小为U的电压时，有带电粒子刚好能以速度v0从细管C水平射出，进入位于第一象限的静电分析器并恰好做匀速圆周运动，t=0时刻带电粒子垂直于x轴进入第四象限的交变电场中，交变电场随时间的变化关系如图乙（图上坐标均为已知物理量），规定沿x轴正方向为电场正方向，静电分析器中电场的电场线为沿半径方向指向圆心O，场强大小为E0。已知带电粒子电荷量为+q，质量为m，重力不计。求：（1）粒子源发射带电粒子的速度v；（2）带电粒子在静电分析器中的轨迹半径r和运动时间t0；（3）当t=nT时，带电粒子的坐标。（n=1，2，3……）【答案】（1）；（2），；（3）（，）（n=1，2，3…）【解析】【详解】（1）设带电粒子运动到C处时速度为v0，粒子反方向的运动为类平抛运动，水平方向有竖直方向有 由牛顿第二定律有联立解得粒子从放射源发射出到C的过程，由动能定理解得（2）由牛顿第二定律解得同时有解得（3）时，粒子在x方向的速度为所以一个周期内，离子在x方向的平均速度 根据运动的对称特点，每个周期粒子在x正方向前进距离为因为开始计时时粒子横坐标为所以nT时，粒子的横坐标为粒子的纵坐标为