精品解析：江苏省南京市中华中学2023-2024学年高一下学期期末物理试卷

2023-2024学年度第二学期期末学情调研试卷 高一物理 本卷调研时间：75分钟总分：100分 一、单选题（共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意） 1. 关于静电场的下列说法中正确的是（　　） A. 带电粒子沿电场线运动，电势能一定变化 B. 正电荷只在电场力作用下一定从高电势到低电势 C. 在电势越高的地方电荷具有的电势能也越高 D. 匀强电场中，两点电势差与两点间距离成正比 2. 如下图所示，AB是电场中的一条电场线，若将一负电荷从A点由静止释放，负电荷沿电场线从A到B运动过程中速度时间图线如图Ⅱ所示，不计重力，则下列判断正确的是（ ） A. A＞B，EA＞EB B. A＞B，EA＜EB C. A＜B，EA＞EB D. A＜B， EA＜EB 3. 两根同种材料制成的导线，横截面积之比为，长度之比为，则它们的电阻之比为（　　） A B. C. D. 4. 扫地机器人能有效清除地板上的灰尘等颗粒垃圾。若扫地机器人电动机线圈电阻为r，当它正常工作时，电动机两端所加的电压为U，则（　　） A. 通过线圈的电流小于 B. 通过线圈的电流等于 C. 电动机电功率为I2r D. 电动机输出的机械功率为UI 5. 如图所示，将一个带正电的小球用绝缘细线悬挂在天花板上，将一个原来不带电的枕形实心金属靠近带电小球（两者始终不接触）。当系统处于平衡状态时，下列分析正确的是（　　） A. 金属N端带负电 B. 金属内部的电场强度大于0 C. 带电小球在M端产生的电场强度为0 D. 细线向左偏转 6. 关于用多用电表测量电学中的物理量的实验，下列操作正确的是（　　） A. 测量未知直流电源两端电压时，应先用小量程再逐渐增大到合适的量程 B. 用“×100Ω”挡测电阻时指针如图所示，应改用“×10Ω”挡，欧姆调零后再测 C. 待测电阻若连接在电路中，不用把它与其他元件断开后再测量 D. 使用结束时，应把选择开关置于直流电压最高挡 7. 在如图所示电路中，当滑动变阻器滑片P向下移动时，则( ) A. A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮 B. A灯变亮、B灯变亮、C灯变暗 C. A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗 D. A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮 8. 甲乙两电路图分别是滑动变阻器的两种连接方式，丙丁两电路图分别为两种电压电流表连接方式。下列说法正确的是（　　） A. 甲乙两图中待测电阻的电压可调节范围一样 B. 在闭合开关前，甲、乙两图中滑片P都应置于b端 C. 若采用丙图，误差是由电压表分流引起 D. 若采用丁图，电阻的测量值大于真实值 9. 如图所示，A、B为两块平行带电金属板，A带负电，B带正电且与大地相接，两板间P点处固定一负电荷，设此时两极板间的电势差为U，P点场强大小为E，电势为，负电荷的电势能为Ep，现将A、B两板水平错开一段距离（两板间距不变），下列说法中正确的是（　　） A. U变大，E变小 B. U变小，变小 C. 变小，Ep变大 D. 变大，Ep变小 10. 空间存在着平行纸面的匀强电场，但电场的具体方向未知，现在纸面内建立直角坐标系xOy，用仪器沿Ox、Oy两个方向探测该静电场中各点电势，得到各点电势与横、纵坐标的函数关系如图所示。关于该电场的电场强度E，下列说法正确的是（　　） A. E=300V/m，方向沿x轴正方向 B. E=500V/m，方向指向第二象限 C. E=400V/m，方向沿y轴负方向 D. E=500V/m，方向指间第四象限 11. 如图甲所示，真空中两正点电荷M、N固定在x轴上，其中M位于坐标原点，和两点将M、N之间的线段三等分。一质量为m、电荷量为q（q远小于M、N的电荷量）的带正电微粒P仅在电场力作用下，以大小为的初速度从处沿x轴正方向运动。取无穷远处的电势为零，P在M、N间由于受到M、N的电场力作用而具有的电势能随位置x变化的关系图像如图乙所示，图乙中，均已知，且在处图线的切线水平。下列说法正确的是（　　） A. 与两点间的电势差 B. P运动到处时加速度可能不为零 C. M、N电荷量的大小关系为 D. P在M，N间运动过程中的最大速度 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的字说明、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. 小明同学在研究由某种材料制成的圆柱体电学元件（图甲所示）的过程中，进行了如下操作： （1）用20分度的游标卡尺测量其长度如如图乙所示，由图可知其长度为__________mm，用螺旋测微器测量其直径如图丙所示，其直径为__________cm。 （2）小明为研究通过该电学元件的电流I随两端电压U变化的关系，设计了实验电路。为使该电学元件两端电压能从零开始调起，请你用笔画线代替导线帮他将图丁中的实物图连接完整____。 （3）小明利用（2）中实验电路测得相关数据如下表所示，请你在图戊的坐标系中描点并画出图像___。 U/V 0 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.32 1.50 I/A 0 0.20 0.45 0.80 1.25 1.80 2.20 2.81 （4）通过图像会发现，随着两端电压U的逐渐变大，该电学元件的电阻越来越___________（选填“大”或“小”）。 13. 如图所示，一质量为m、带电量为q的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线向左与竖直方向成θ角，重力加速度为g。 (1)判断小球带何种电荷。 (2)求电场强度E。 (3)若在某时刻将细线突然剪断，求经过t时间小球的速度v。 14. 有一个电流表G，内阻，满偏电流。 （1）要把它改装为量程为0~3V的电压表，要串联多大的电阻R1？请画出改装后的电压表的电路图； （2）要把它改装为量程为0~0.6A电流表，要并联多大的电阻R2？请画出改装后的电流表的电路图（此题答案保留一位有效数字）。 15. 如图所示，电源电动势E=10V，内阻。固定电阻的阻值，，电容器的电容。求： （1）闭合开关S，电路稳定后电源的输出功率； （2）闭合开关S，电路稳定后电容器所带的电量； （3）断开开关S，电容器带电量的变化量。 16. 如图甲所示，平行金属板间距离为d、板长，其下极板的A端与右侧竖直放置的光滑圆弧形绝缘轨道相切，轨道半径为d，轨道处在水平向左的匀强电场中。平行金属板间电场强度随时间的变化规律如乙图所示，时刻，带正电的小球以一定的初速度沿中线射入两板间，时间内小球匀速运动，T时刻小球运动至A点。当小球沿着轨道运动到最高点B时，小球对轨道的压力恰好为零。已知小球的质量为m，重力加速度的大小为g，为已知量，T未知。求： （1）小球的带电量q； （2）小球的初速度大小v0； （3）水平向左的匀强电场的电场强度大小E。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023-2024学年度第二学期期末学情调研试卷 高一物理 本卷调研时间：75分钟总分：100分 一、单选题（共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意） 1. 关于静电场的下列说法中正确的是（　　） A. 带电粒子沿电场线运动，电势能一定变化 B. 正电荷只在电场力作用下一定从高电势到低电势 C. 在电势越高的地方电荷具有的电势能也越高 D. 匀强电场中，两点电势差与两点间距离成正比 【答案】A 【解析】 【详解】A．带电粒子沿电场线运动，电场力一定做功，电势能一定变化，故A正确； B．运动的正电荷只在电场力作用下，可能做减速运动，不一定从高电势到低电势，故B错误； C．根据 可知在电势越高的地方，正电荷具有的电势能越大，但负电荷具有的电势能越小，故C错误； D．根据 可知匀强电场中，两点电势差与两点沿电场方向的距离成正比，故D错误。 故选A。 2. 如下图所示，AB是电场中的一条电场线，若将一负电荷从A点由静止释放，负电荷沿电场线从A到B运动过程中速度时间图线如图Ⅱ所示，不计重力，则下列判断正确的是（ ） A. A＞B，EA＞EB B. A＞B，EA＜EB C. A＜B，EA＞EB D. A＜B， EA＜EB 【答案】D 【解析】 【详解】速度图象的斜率等于物体的加速度，由图可知点电荷从A向B运动的过程中加速度越来越大，故A点的场强小于B点场强；由于物体沿电场线运动过程当中做加速运动，故点电荷所受电场力方向由A指向B，又由于负电荷所受电场力的方向与场强的方向相反，所以电场线的方向由B指向A，所以而沿电场线的方向电势降低，即φA＜φB，故D正确；故选D. 【点睛】速度图象的斜率等于物体的加速度，故A点的场强小于B点场强；负电荷所受电场力的方向与场强的方向相反，沿电场线的方向电势降低是解决本题的突破口． 3. 两根同种材料制成导线，横截面积之比为，长度之比为，则它们的电阻之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据电阻定律 可知两根导线的电阻之比为。 故选C。 4. 扫地机器人能有效清除地板上的灰尘等颗粒垃圾。若扫地机器人电动机线圈电阻为r，当它正常工作时，电动机两端所加的电压为U，则（　　） A. 通过线圈的电流小于 B. 通过线圈的电流等于 C. 电动机的电功率为I2r D. 电动机输出的机械功率为UI 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据能量守恒有 即 即 得 故A正确，B错误； C．电动机的电功率为 故C错误； D．电动机输出的机械功率为 故D错误。 故选A。 5. 如图所示，将一个带正电的小球用绝缘细线悬挂在天花板上，将一个原来不带电的枕形实心金属靠近带电小球（两者始终不接触）。当系统处于平衡状态时，下列分析正确的是（　　） A. 金属N端带负电 B. 金属内部的电场强度大于0 C. 带电小球在M端产生的电场强度为0 D. 细线向左偏转 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由于小球带正电，根据静电感应原理，可知金属N端带负电，M端带正电；达到静电平衡时，金属内部的电场强度等于0，故A正确，B错误； C．带电小球在M端产生的电场强度不为0，故C错误； D．由于靠近小球的金属N端带负电，小球受到库仑吸引力的作用，所以细线向右偏转，故D错误。 故选A。 6. 关于用多用电表测量电学中的物理量的实验，下列操作正确的是（　　） A. 测量未知直流电源两端电压时，应先用小量程再逐渐增大到合适的量程 B. 用“×100Ω”挡测电阻时指针如图所示，应改用“×10Ω”挡，欧姆调零后再测 C. 待测电阻若是连接在电路中，不用把它与其他元件断开后再测量 D. 使用结束时，应把选择开关置于直流电压最高挡 【答案】B 【解析】 【详解】A．测量未知直流电源两端电压时，为保护电表安全，应先用大量程再逐渐减小到合适的量程，故A错误； B．用“×100Ω”挡测电阻时指针如图所示，可知待测电阻较小，则应改用“×10Ω”挡，欧姆调零后再测，故B正确； C．待测电阻若连接在电路中，需要把它与其他元件断开后再测量，故C错误； D．使用结束时，应把选择开关置于交流电压最高挡或者“OFF”挡，故D错误。 故选B。 7. 在如图所示电路中，当滑动变阻器滑片P向下移动时，则( ) A. A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮 B. A灯变亮、B灯变亮、C灯变暗 C. A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗 D. A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮 【答案】D 【解析】 【详解】试题分析：滑动变阻器滑片P从上向下移动时，电路总电阻减小，电流总电流增大，所以通过A灯的电流增大，A两端的电压增大，所以A灯变亮，路端电压减小，所以并联电路的电压减小，故B两端的电压减小，所以B灯变暗，总电流时增大的，同过B的电流是减小的，所以通过C的电流增大，故C等变亮，D正确，故选D 考点：考查闭合电路的动态变化 点评：本题难度较小，电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法 8. 甲乙两电路图分别是滑动变阻器的两种连接方式，丙丁两电路图分别为两种电压电流表连接方式。下列说法正确的是（　　） A. 甲乙两图中待测电阻的电压可调节范围一样 B. 在闭合开关前，甲、乙两图中滑片P都应置于b端 C. 若采用丙图，误差是由电压表分流引起 D. 若采用丁图，电阻的测量值大于真实值 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中滑动变阻器采用限流式接法，滑片滑到b时，待测电阻两端的电压最小，但无法调节到零；图乙中滑动变阻器采用分压式接法，滑片滑到b时，待测电阻两端的电压为0，所以甲乙两图中待测电阻的电压可调节范围不一样，故A错误； B．在闭合开关测量前，甲图中滑动变阻器应该全部接入电路，滑片P都应置于b端，乙图中两端的电压应该从零开始变化，滑片P都也应置于b端，故B正确； C．若采用丙图，电流表采用内接法，误差是由电流表分压引起的，故C错误； D．若采用丁图，电流表采用外接法，误差是由电压表分流引起的，使得电流表的读数大于电阻的电流，根据欧姆定律 可知电阻的测量值小于真实值，故D错误。 故选B。 9. 如图所示，A、B为两块平行带电金属板，A带负电，B带正电且与大地相接，两板间P点处固定一负电荷，设此时两极板间的电势差为U，P点场强大小为E，电势为，负电荷的电势能为Ep，现将A、B两板水平错开一段距离（两板间距不变），下列说法中正确的是（　　） A. U变大，E变小 B. U变小，变小 C. 变小，Ep变大 D. 变大，Ep变小 【答案】C 【解析】 【详解】根据 ， 将A、B两板水平错开一段距离，则极板正对面积减小，电容减小，由于电荷量不变，则两极板间的电势差变大，根据 可知板间场强变大，则P点与B板间的电势差变大，由于B板接地电势不变，且B带正电，所以P点电势变小，根据 由于电荷带负电，所以负电荷的电势能变大。 故选C。 10. 空间存在着平行纸面的匀强电场，但电场的具体方向未知，现在纸面内建立直角坐标系xOy，用仪器沿Ox、Oy两个方向探测该静电场中各点电势，得到各点电势与横、纵坐标的函数关系如图所示。关于该电场的电场强度E，下列说法正确的是（　　） A. E=300V/m，方向沿x轴正方向 B. E=500V/m，方向指向第二象限 C. E=400V/m，方向沿y轴负方向 D. E=500V/m，方向指间第四象限 【答案】B 【解析】 【详解】沿电场方向电势降低，由图可知，轴方向的分电场方向沿轴负方向，场强大小为 轴方向的分电场方向沿轴正方向，场强大小为 则该电场的电场强度大小为 方向指向第二象限。 故选B 11. 如图甲所示，真空中两正点电荷M、N固定在x轴上，其中M位于坐标原点，和两点将M、N之间的线段三等分。一质量为m、电荷量为q（q远小于M、N的电荷量）的带正电微粒P仅在电场力作用下，以大小为的初速度从处沿x轴正方向运动。取无穷远处的电势为零，P在M、N间由于受到M、N的电场力作用而具有的电势能随位置x变化的关系图像如图乙所示，图乙中，均已知，且在处图线的切线水平。下列说法正确的是（　　） A. 与两点间的电势差 B. P运动到处时加速度可能不为零 C. M、N电荷量的大小关系为 D. P在M，N间运动过程中的最大速度 【答案】D 【解析】 【分析】本题考查电场的图像问题。 【详解】A．由电场力做功与电势能的关系，可知 解得 A项错误； B．由于图像的斜率绝对值表示电场力的大小，题图乙中x=x2处斜率是零，P运动到x=x2处时所受电场力是零，由牛顿第二定律可知，此时P的加速度是零，B项错误； C．x=x2处的电场强度是零，则 因为 所以 C项错误； D．P在M、N间运动过程中只有电场力做功，动能和电势能相互转化，总量不变，则在x=x2处电势能最小，动能最大，由 解得 D项正确。 故选D。 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的字说明、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. 小明同学在研究由某种材料制成的圆柱体电学元件（图甲所示）的过程中，进行了如下操作： （1）用20分度的游标卡尺测量其长度如如图乙所示，由图可知其长度为__________mm，用螺旋测微器测量其直径如图丙所示，其直径为__________cm。 （2）小明为研究通过该电学元件的电流I随两端电压U变化的关系，设计了实验电路。为使该电学元件两端电压能从零开始调起，请你用笔画线代替导线帮他将图丁中的实物图连接完整____。 （3）小明利用（2）中实验电路测得相关数据如下表所示，请你在图戊的坐标系中描点并画出图像___。 U/V 0 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.32 1.50 I/A 0 0.20 045 0.80 1.25 1.80 2.20 2.81 （4）通过图像会发现，随着两端电压U的逐渐变大，该电学元件的电阻越来越___________（选填“大”或“小”）。 【答案】（1） ①. 50.45 ②. 0.4700 （2）见解析 （3）见解析 （4）小 【解析】 【小问1详解】 [1]20分度游标卡尺的精确值为，由图可知其长度为 [2]螺旋测微器的精确值为，由图可知其直径为 【小问2详解】 为使该电学元件两端电压能从零开始调起，滑动变阻器应采用分压接法，完整实物连线如图所示 【小问3详解】 根据表格数据描点，作出图像如图所示 【小问4详解】 根据欧姆定律可知，图像点与原点连线斜率等于电阻的倒数，则通过图像可知，随着两端电压U的逐渐变大，该电学元件的电阻越来越小。 13. 如图所示，一质量为m、带电量为q的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线向左与竖直方向成θ角，重力加速度为g。 (1)判断小球带何种电荷。 (2)求电场强度E。 (3)若在某时刻将细线突然剪断，求经过t时间小球的速度v。 【答案】(1)小球带负电；(2) ；(3) ，方向与竖直方向成角 【解析】 【详解】(1)小球静止即受力平衡，根据重力竖直向下，绳子拉力斜向右上方判断，电场力方向水平向左，即电场力方向与电场方向相反，所以该粒子带负电。 (2)小球受力分析图如下 有几何关系可得 即 方向水平向右 (3)根据上面的受力分析，线断后小球在重力和电场力的作用下做匀加速运动，合力 因此加速度 那么经过时间后的速度 方向与竖直方向成角。 14. 有一个电流表G，内阻，满偏电流。 （1）要把它改装为量程为0~3V的电压表，要串联多大的电阻R1？请画出改装后的电压表的电路图； （2）要把它改装为量程为0~0.6A的电流表，要并联多大的电阻R2？请画出改装后的电流表的电路图（此题答案保留一位有效数字）。 【答案】（1），图见解析；（2），图见解析 【解析】 【详解】（1）把电流表改装成量程0~3V的电压表，则有 可得串联的电阻大小为 改装后的电压表的电路图如图所示 （2）把电流表改装为量程0~0.6A的电流表，则有 可得并联的电阻大小为 改装后的电流表的电路图如图所示 15. 如图所示，电源电动势E=10V，内阻。固定电阻的阻值，，电容器的电容。求： （1）闭合开关S，电路稳定后电源的输出功率； （2）闭合开关S，电路稳定后电容器所带的电量； （3）断开开关S，电容器带电量的变化量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）闭合开关S，电路稳定后根据闭合电路欧姆定律可得 则电源的输出功率为 （2）闭合开关S，电路稳定后电容器两端电压等于两端电压，则有 电容器所带的电量为 （3）断开开关S，电容器两端电压等于电源电动势，则有 电容器所带的电量变为 则电容器带电量的变化量为 16. 如图甲所示，平行金属板间距离为d、板长，其下极板的A端与右侧竖直放置的光滑圆弧形绝缘轨道相切，轨道半径为d，轨道处在水平向左的匀强电场中。平行金属板间电场强度随时间的变化规律如乙图所示，时刻，带正电的小球以一定的初速度沿中线射入两板间，时间内小球匀速运动，T时刻小球运动至A点。当小球沿着轨道运动到最高点B时，小球对轨道的压力恰好为零。已知小球的质量为m，重力加速度的大小为g，为已知量，T未知。求： （1）小球的带电量q； （2）小球的初速度大小v0； （3）水平向左的匀强电场的电场强度大小E。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由题意得 解得 （2）水平方向 竖直方向 解得 （3）根据动能定理有 在B点由牛顿第二定律 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$