江苏省镇江市重点中学2021-2022学年高一下学期期末测试物理试题（Word版含答案）

镇江市重点中学2021-2022学年高一下学期期末测试
物理
2022.6
一、单项选择题（本题共11小题，每小题4分，共计44分，每小题只有一个选项符合题意。）
1. 自然科学中很多物理量的表达式都有不止一个，通常都有其定义式和决定式，它们反应人们对自然界认识的不同层次。定义式侧重描述客观世界，决定式侧重对因果关系的解释。下列表达式中，侧重解释因果关系的是（　　）
A． 电阻 B． 电容
C． 加速度 D． 电场强
2. 如图所示，足够大的绝缘粗糙薄板水平固定放置，薄板上、下两侧的A、B两点固定有两个点电荷，其中A处点电荷的电荷量为+Q，B处点电荷的电荷量为—Q，A、B两点连线与薄板垂直，且垂足O为A、B连线的中点。将一轻质细绳一端固定在O点，另一端连接一带电小球，小球恰能在薄板平面上以速度绕O点做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　）
A． 小球带正电
B． 薄板对小球的弹力竖直向上
C． 小球运动过程中，减少的电势能等于因摩擦而增加的内能
D． 小球运动过程中所受电场力始终不变
3. 某同学制作了一除尘装置，装置由带正电的金属圆筒Q和带负电的线状电极P组成。由于制作失误线状电极偏离圆心，形成如图所示的电场线。若A、B两点到P距离相等，A、C两点到Q距离相等，则（　　）
A． A、B两点电场强度相等
B． A点的电势比B点电势高
C． 带负电的粉尘从B点运动到C点电场力做负功
D． 带电荷量均为—q的粉尘在A、C两点所受电场力大小相等
4. 两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示，一带电粒子以某一速度从图中a点进入电场，其运动轨迹为图中实线所示，若粒子只受静电力作用，则粒子电势能（　　）
A． 先变大后变小，b点和d点的电场强度相同
B． 先变大后变小，b点和d点的电场强度不同
C． 先变小后变大，b点和d点的电场强度不同
D． 先变小后变大，b点和d点的电场强度相同
5. 如图所示，D是一只理想二极管，水平放置的平行板电容器的A、B两极板间有一带电液滴，在P点处于静止状态。以O表示电容器储存的电荷量，U表示两极板间的电压，表示P点的电势，B极板接地。若保持极板B不动，第一次将极板A稍向下平移，第二次将极板A稍向上平移（移动后极板A的位置还在P点上方），则下列说法正确的是（　　）
A． 两次移动后Q相同
B． 两次移动后点电荷都保持静止
C． 第一次移动后U变小，第二次移动后U变大
D． 第一次移动后增大，第二次移动后不变
6. 如图所示，质量相等的两个带电液滴1和2从水平方向的匀强电场中O点自由释放后，分别抵达B、C两点，若，则它们带电荷量之比等于（　　）
A． B． C. D.
7. 在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为和；当电动机正常运转时，电流表和电压表的示数分别为和。不计一切阻力，则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是（　　）
A． 电动机的内电阻为
B． 电动机正常工作时的效率为
C． 电动机的输出功率为
D． 若电动机拉着重物m以速度v匀速上升，则
8. 在“测定金属的电阻率”的实验中，按图所示的电路图测量金属丝的电阻。将滑动变阻器、分别接入实验电路，，调节滑动变阻器的滑片P的位置，以R表示滑动变阻器可接入电路的最大阻值，以表示滑动变阻器接入电路的电阻值，以U表示两端的电压值，下图中实线表示接入时的情况，虚线表示接入时的情况。在图中U随变化的图像可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
9. 如图（a）所示电路，R1为滑动变阻器，为定值电阻。从左向右移动变阻器的滑片，根据电表数据得到U—I图像如图（b）所示，则（　　）
A．的最大功率为4W
B．的最大功率为3W
C． 电源的最大输出功率为4W
D． 电源的输出功率先增大后减小
10. 如图所示，场强大小为E，方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd，水平边ab长为s，竖直边ad长为h。质量均为m，带电量分别为+q和-q的两粒子，由a，c两点先后沿ab和cd方向以速率进入矩形区域（两粒子不同时出现在电场中）。不计重力，若两粒子轨迹恰好相切，则等于（　　）
A． B． C． D．
11. 粒子直线加速器在科学研究中发挥着巨大的作用，简化如图所示：沿轴线分布O（为薄金属环）及A、B、C、D、E5个金属圆筒（又称漂移管），相邻漂移管分别接在高压电源MN的两端，O接M端。质子飘入（初速度为0）金属环O轴心沿轴线进入加速器，质子在金属圆筒内做匀速运动且时间均为T，在金属圆筒之间的狭缝被电场加速，加速时电压U大小相同。质子电量为e，质量为m，不计质子经过狭缝的时间，则（　　）
A． 质子从圆筒E射出时的速度大小为
B． 圆简E的长度为T
C． MN所接电源是直流恒压电源
D． 金属圆筒A的长度与金属圆筒B的长度之比为
二、非选择题：共5小题，共56分，其中第13—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。
12.（4分）甲读数___________cm，乙读数___________mm：
13.（15分）某同学要精确测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供以下器材；
A． 一节干电池（电动势约15V，内阻约2Ω
B． 电流表A（量程1mA，内阻
C． 定值电阻（阻值1950Ω）
D． 电阻箱R（阻值范围0—999.9Ω，额定电流1A
E．开关及导线若干
该同学根据实验室提供的器材设计了如图甲、乙所示的两个电路。
（1）你认为电路合理的是___________（选填“甲”或“乙”）；
（2） 请你根据选取的电路用笔画线代替导线，将下列实物图连接完整；
（3） 为了确保电阻箱的安全，闭合开关前，将电阻箱的阻值调到___________（选填“最大”或“最小”），闭合开关，多次调节电阻箱，记录电阻R及电流表对应的读数I，作出图像，得出图像的斜率为k，与纵轴的截距为a，则电池的电动势E=___________，电池的内阻r=___________。（均用已知和测量的物理量符号表示）
14.（8分）如图的电路中，电源电动势、内阻不计，，求：
（1）当S、均闭合且稳定后，电容器C所带电荷量；
（2）保持S闭合，断开S'至电路稳定的过程中，通过的电荷量。
15.（14分）竖直平面内的一个光滑绝缘轨道由相切于B点的两段组成，直段AB与水平面夹角为，弯段BCD为一个圆弧，半径为r，AD在同一高度。在圆心处固定一个负点电荷。将一质量为m的带正电小环（可看作质点）套在轨道上从A点静止释放，下滑经B、C后滑上右边圆弧。已知小环刚从A点下滑时，恰好不受轨道的作用力：到C点时，小球的速度。问：
（1）小环在A点时所受的库仑力的大小和方向；
（2）小环在C点时所受的轨道作用力的大小：
（3）定量说明小环从A到D过程中电势能的变化情况。
16.（15分）如图，真空中A点固定放置一电量为+Q的点电荷A，一质量为m、电量为+q的检验电荷B在距A为处，仅在电场力作用下以大小为的速度正对A运动，AB连线上有间距相等的a、b、c三点。已知：取无穷远处电势为零，真空中静止正点电荷电场中某点电势可表示为：，其中k为静电力恒量、O为场源电荷电量、r为该点到场源电荷的距离。
（1）用线条描绘点电荷A周围电场强度和电势的分布情况：
（2）分析、比较ab间电势差与bc间电势差的大小；
（3）求运动过程中检验电荷B与点电荷A之间的最小距离；
（4）描述电场能量性质分布的等势线与重力场中的等高线有很多相似之处。如图（b）为一山地，地形的等高线分布图，每两条等高线间表示相同的高度差。试比较该等高线分布图与点电荷电场的等势线分布图，从能量的角度分析两者有何共同特点：
（5）如图（c）所示，现有5个间隔相等的小球，以相同的速度并排冲向图（b）中的山地，不考虑摩擦作用的不同，试在右侧框图中画出5个小球接下来的大致运动轨迹。
镇江市重点中学2021-2022学年高一下学期期末测试
物理 参考答案
2022.6
1. C【解析】
【详解】
ABD． 电阻、电容、电场强度分别都仅与导体自身、电容器结构、电场自身有关，没有侧重解释因果关系，故ABD错误；
C． 加速度是因为力而产生的，所以加速度侧重解释因果关系，故C正确。
故选C。
2. D【解析】
【详解】
BC． 依题意，小球恰能做匀速圆周运动，所以小球必定不受滑动摩擦力作用，则小球必定不受薄板的弹力作用。故BC错误；
A． 根据等量异种点电荷的电场分布特点可知，薄板处的电场强度方向竖直向下，小球竖直方向受力平衡，所以电场力必定竖直向上，则小球带负电。故A错误：
D． 圆周轨迹上的电场强度大小、方向均相同，则小球运动过程中所受电场力始终不变。故D正确。
故选D。
3. B【解析】【详解】
AD． 根据电场线的疏密程度与电场强度的关系，由图可知，A点的电场强度大于B点的电场强度和C点的电场强度，由可知，带电荷量均为—q的粉尘在A、C两点所受电场力大小不相等，故AD错误：
B． 根据题意可知，A、B两点到P距离相等，由A分析可知，P左侧的平均电场强度大于右侧的平均电场强度，由公式可得
则
故B正确；
C． 由图可知，电场方向为由B点到C点，则带负电的粉尘从B点运动到C点电场力做正功，故C错误；
故选B。
4. B【解析】
【详解】
粒子从a到b再到c的过程中电场力做负功，粒子从c到d再到e的过程中电场力做正功，即在整个过程中电场力先做负功后做正功，电势能先变大后变小：b点和d点的电场强度的大小相等但方向不同，即b点和d点的电场强度不同。
故选B。
5. D【解析】
【详解】
AC． 第一次极板A稍向下平移，平移极板间距d减小，由电容器决定式
可知电容C增大，电源可通过二极管对电容器充电，Q增大，电压U不变。
第二次极板A稍向上平移，极板间距d增大，由知电容C减小，若电容器两端电压U不变，电容器所带电量O将减小，由于二极管具有单向导电性，电容器的电荷不能回到电源，所以电容器的电量Q不变。由于电容C减小，由电容的定义式知，U变大。AC错误；
BD． 由和可得
可知第一次A稍向下平移，因为两极板间距d减小，U不变，故场强增大，电荷向上移动。因为极板B接地，电势为零，P点到极板B的电势差增大，P点电势增大。
第二次将极板A稍向上平移，Q、S都不变，故场强不变，电荷保持静止。因为极板B接地，电势为零，P点到极板B的距离不变，则P点到极板B的电势差不变，故P点不变。故D正确，B错误。
故选D。
6. B【解析】
【详解】
粒子在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀加速运动，则
解得
因为
可知
故选B。
7. B【解析】
【详解】
A． 依题意，电动机停止转动时，为纯电阻，其内电阻为
故A错误；
C． 电动机正常工作时，输出功率为
联立，可得
故C错误；
B． 电动机正常工作时的效率为
故B正确；
D． 若电动机拉着重物m以速度v匀速上升，则
即
故D错误。
故选B。
8. A【解析】
【详解】
两端电压值为
说明在R和Rx不变时，U与不为一次函数关系，图线为曲线，四个选项均满足，当R分别取和时，根据公式可知，在相同的前提下，R越大，U越小，所以虚线在实线下方，且根据公式可知，对两个图线来讲，斜率刚开始变化得快。
故选A。
9. B【解析】
【详解】
根据欧姆定律可知
所以图（b）中斜率为正的图线反映的伏安特性。
设电源电动势为E，内阻为r。根据闭合电路欧姆定律有
所以
所以图（b）中斜率为负的两条图线中，斜率绝对值较大的图线反映了表示数随I的变化，则
斜率绝对值较小的图线反映了表示数随I的变化，则
A．的输出功率为
根据数学知识可知当时，有最大值为
故A错误；
B． 当电路中电流最大时，的功率最大，此时接入电路的阻值为零，所以
故B正确；
CD． 电源的输出功率为
从左向右移动变阻器的滑片，增大，根据数学知识可知当时，P随的增大而减小，当时，P有最大值为
故CD错误。
故选B。
10. B【解析】
【详解】
两个粒子都做类平抛运动，轨迹相切时，速度方向恰好相反，在该点，速度方向与水平方向夹角相同，而，两个粒子都做类平抛运动，水平方向：竖直方向：，由以上各式整理得：，因此B正确，ACD错误
11. BC【解析】
【详解】
A． 质子从O点沿轴线进入加速器，质子经5次加速，由动能定理可得
质子从圆筒E射出时的速度大小为
故A错误；
B． 质子在圆筒内做匀速运动，所以圆筒E的长度为
故B正确；
C． 因由直线加速器加速质子，其运动方向不变，由题图可知，A的右边缘为负极时，则在下一个加速时需B右边缘为负极，所以MN所接电源的极性应周期性变化，故C正确：
D． 由AB可知，金属圆筒A的长度
金属圆筒B的长度
则金属圆筒A的长度与金属圆筒B的长度之比为，故D错误。
故选BC。
12. 10.230 4.950#4.948#4.949#4.951##4.952
【解析】
【详解】
[1]20分度游标卡尺的精度为0.05mm，游标卡尺的主尺读数为102mm，游标尺上第6个刻度与主尺对齐，所以读数表示为
[2]螺旋测微仪的固定刻度读数为4.5mm，可动刻度读数为0.450mm，所以螺旋测微仪的读数表示为
13. 乙 最大
【解析】
【详解】
（1）[1]电流表量程过小，直接连接在干路中测量电流容易损坏电表，可以将电流表与定值电阻串联，改装成电压表，从而测量路端电压，故乙比较合理。
（2）[2]根据电路图，连接实物图如下
（3）[3]为了确保电阻箱的安全，闭合开关前，将电阻箱的阻值调到最大。
[4][5]根据闭合电路欧姆定律
整理得
根据题意
解得
14.（1：（2）
【解析】
【详解】
（1）S、S'均闭合且稳定后，由欧姆定律得，通过、的电流
电容器两极板的电压
a板电势较高
电容器所带的电荷量为
（2）S闭合，S'断开且稳定后，通过、的电流仍为I，电容器两极板间电压
b板电势较高
电容器所带的电荷量为
保持S闭合，断开S'至电路稳定的过程中通过的电荷量
15.（1）mg，由A指向电势能变小了2mgr
【解析】
【分析】
【详解】
（1）小环在A点，小环受力分析有只受重力和电场力。恰好不受轨道的作用力的条件为
解得
由A指向O
（2）小环在C点设库仑力大小为，由牛顿第二定律有
由库仑定律公式
由几何关系可得：
则有
小环在C点时所受的轨道作用力的大小
（3） 右边圆弧为圆心处固定的负点电荷的等势面，所以小环从B到D过程中电势能保持不变：小环从B到C过程有
小环从A到B过程有
由功能关系有
由上几式解得
小环从A到B过程中电势能变小了2mgr。
右边圆弧为圆心处固定的负点电荷的等势面，所以小环从B到D过程中电势能保持不变；综上可知：小环从A到D过程中电势能变小了2mgr。
16.（1）见解析：（2）；（3）（4）见解析；（5）见解析
【解析】
【详解】
（1）正点电荷周围电场强度和电势的分布情况如图所示
电场强度离点电荷越远，电场强度越小。以点电荷为圆心的同心圆是等势面。
（2）设
x
则有
所以
故
（3） 由题意知，检验电荷B仅在电场力作用下以大小为的速度正对A运动，所以由能量守恒定律得
解得最小距离为
（4） 重力做功对应着重力势能的变化，重力做正功，重力势能减少，反之增加。电场力做功特点和重力做功类似，即电场力做功对应着电势能的变化，电场力做正功，电势能减少，反之增加。且由
可知，离点电荷越近，等差等势面间距越小，同理，重力场中，离山顶越近，等差等势线间距越小。
（5） 类比点电荷，越靠近场源电荷，受到的库仑力越大，则越靠近山顶，偏转角度越大，即大致轨迹如图所示