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省锡中高一年级5月阶段性学情调研

高一物理试卷（选修）

（本试卷满分100分，考试时间75分钟）

一、单项选择题：本题共11题，每题4分，共44分，每题只有一个选项最符合题意。

1. 科技发展，造福民众。近两年推出的“智能防摔马甲”是一款专门为老年人研发的科技产品。该装置的原理是通过马甲内的传感器和微处理器精准识别穿戴者的运动姿态，在其失衡瞬间迅速打开安全气囊进行主动保护，能有效地避免摔倒带来的伤害。在穿戴者着地的过程中，安全气囊可以（　　）

A. 减小穿戴者动量的变化量 B. 减小穿戴者动量的变化率

C. 增大穿戴者所受合力的冲量 D. 减小穿戴者所受合力的冲量

【答案】B

【解析】

详解】依题意，根据动量定理，可得

可知安全气囊的作用是延长了人与地面的接触时间，从而减小人所受到的合外力，即减小穿戴者动量的变化率，而穿戴者动量的变化量，也即穿戴者所受合力的冲量均未发生变化。

故选B。

2. 如图所示，一段长为、宽为、高为的导体，将其中的两个对立面接入电路中时，最大的电阻为，则最小的电阻为（　　）

A. B. C. D.

【答案】C

【解析】

【详解】根据电阻定律，可知若使电阻最小，则导体的横截面积应最大，长度应最小，反之则电阻最大；由题意可得最大电阻为

最小电阻为

所以

故选C。

3. 有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流，若将该细胞膜视为的电容器，在内细胞膜两侧的电势差从变为，则该过程中跨膜电流的平均值为（　　）

A. B. C. D.

【答案】D

【解析】

【详解】根据

Q=CU

可知

∆Q=C∆U=10^-8×(30+70)×10^-3C=10^-9C

则该过程中跨膜电流的平均值为

故选D。

4. 如图所示，线段a表示电源甲两端的电压随电流变化的图线，线段b表示某电阻乙两端电压随电流变化的图线，图中α＞β，若将电源甲和电阻乙连成闭合电路，则下列判断正确的是（　　）

A. 电阻乙的阻值小于电源甲的内阻

B. 阴影部分的面积表示电源的内阻消耗的功率

C. α值越大，电源甲的效率越高

D. α值越大，电源甲的输出功率越大

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据闭合电路欧姆定律可得

所以a图线的斜率的绝对值表示电源内阻，根据欧姆定律可得

即b图线的斜率表示电阻乙的阻值，当

则电阻乙的阻值大于电源甲的内阻，故A错误；

B．阴影部分的面积表示乙电阻的功率，即电源的输出功率，故B错误；

C．α值越大，乙电阻越大，根据

可知，电源甲效率越高，故C正确；

D．当α=β时，乙电阻与电源内阻相等，此时电源的输出功率最大，故D错误。

故选C。

5. 锂离子电池已被广泛地用于智能手机、智能机器人、电动自行车、电动汽车等领域，锂离子电池主要依靠锂离子（）在电池内部正极和负极之间移动来工作，某款手机充电锂离子电池的标识如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. 该锂离子电池放电时，锂离子从正极运动到负极

B. 该锂离子电池把化学能转化为电能的本领比电动势为1.5V的干电池弱

C. 该锂离子电池充满电后可贮存约的电能

D. 若该锂离子电池的待机电流为15mA，则其最长待机时间约为96h

【答案】C

【解析】

【详解】A．锂离子电池放电时，在电池外部电流由正极流向负极，在电池内部，电流由负极流向正极，锂离子带正电，在电池内部锂离子从负极运动到正极，故A错误；

B．电动势表示电池把其他能转化为电能本领大小的物理量，电动势越大，该项本领越大，所以3.8V锂离子电池把化学能转化为电能的本领比电动势为1.5V的干电池强，所以故B错误；

C．该锂离子电池充满电后可贮存的电能为

故C正确；

D．若该锂离子电池的待机电流为15mA，则其最长待机时间为

故D错误。

故选C。

6. 多用电表表盘指针指在如图所示的位置，下列说法正确的是（　　）

A. 若该读数是选用电阻挡“”倍率得到的，应该更换“”倍率，欧姆调零后再测

B. 若选用的是直流电压“”量程，则指针读数为

C. 测直流电压时，必须让黑表笔接外电路的正极，红表笔接外电路负极

D. 测二极管的正向电阻时，必须让黑表笔接二极管正极，红表笔接二极管负极

【答案】D

【解析】

【详解】A．欧姆表的读数为倍率×指针示数，该图指针所示位置电阻读数小，说明倍率选大了，应该改用的倍率，欧姆调零后再测，故A错误；

B．若使用直流电压10V量程，最小分度为0.2V，读数应该为9.0V左右，故B错误；

C．测直流电压或直流电流时，应该让电流从红表笔流进，从黑表笔流出，以保证表盘指针能够正偏，必须让红表笔接外电路的正极，黑表笔接外电路负极，故C错误。

D．测二极管的正向电阻时，应该让电流从红表笔流进，从黑表笔流出，黑表笔应接二极管正极，红表笔应接二极管负极，故D正确。

故选D

7. 如图所示，A、B两物体的质量之比，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑。当弹簧突然释放后，A、B两物体被反向弹开，则A、B两物体滑行过程中（　　）

A. 若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统动量守恒

B. 若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数之比为，A、B组成的系统动量守恒，机械能守恒

C. 若A、B所受的动摩擦力大小相等，A、B组成的系统动量守恒

D. 若A、B所受的动摩擦力大小不相等，则A、B、C组成的系统动量不守恒

【答案】C

【解析】

【详解】A．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，则有

由于A、B受到的滑动摩擦力大小不相等，可知A、B组成的系统受到的合外力不为零，A、B组成的系统动量不守恒，故A错误；

B．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数之比为，则有

由于A、B受到的滑动摩擦力大小相等，可知A、B组成的系统受到的合外力为零，A、B组成的系统动量守恒，但A、B的动能都在增加，A、B组成的系统机械能增加，故B错误；

C．若A、B所受的动摩擦力大小相等，可知A、B组成的系统受到的合外力为零，A、B组成的系统动量守恒，故C正确；

D．若A、B所受的动摩擦力大小不相等，但摩擦力是A、B、C组成的系统的内力，A、B、C组成的系统受到的合外力一定为零，A、B、C组成的系统动量一定守恒，故D错误。

故选C。

8. 如图所示为某地一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为R的圆面。假定某时间内该地区的风速是v，撞击叶片后速度变为零，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，若该风机将风能转化为电能的效率为，下列说法正确的是（　　）

A. 单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积为

B. 单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为

C. 此风力发电机发电的功率为

D. 若风速变为原来2倍，则电功率将变为原来4倍

【答案】C

【解析】

【详解】A．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面气流的体积为

故A错误；

B．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的质量为

单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为

故B错误；

C．此风力发电机发电的功率为

故C正确；

D．若风速变为原来2倍，则电功率将变为

故B错误。

故选C。

9. 图（a）所示的电路中，K与L间接一智能电源，用以控制电容器C两端的电压U_C。如果U_C随时间t的变化如图（b）所示，则下列描述电阻R两端电压U_R随时间t变化的图像中，正确的是（　　）

A. B.

C. D.

【答案】A

【解析】

【详解】根据电容器的定义式可知

结合图像可知，图像的斜率为，则内的电流与内的电流关系为

且两段时间中的电流方向相反，根据欧姆定律可知两端电压大小关系满足

由于电流方向不同，所以电压方向不同。

故选A。

10. 如图所示，是某汽车公司设计的能垂直起飞的飞行汽车，该车通过固定在车上的两个单旋翼的高速转动对空气施加向下的力，利用空气的反作用力使汽车上升。已知该汽车空车质量，单旋翼的面积为。某次试飞时，试飞员的质量，试飞员让汽车起飞后悬停在空中。已知空气的密度ρ=1.20kg/m³，重力加速度。则此时旋翼使其下方空气获得的速度v约为（　　）

A. 8m/s B. 17m/s C. 24m/s D. 33m/s

【答案】B

【解析】

【详解】设飞行汽车受到空气的作用力F，根据平衡条件得

设在Δt时间内通过一个单旋翼的空气质量为Δm，根据动量定理得

根据密度公式得

解得

故选B。

11. 如图所示，电源电动势E、内阻r恒定，定值电阻R₁的阻值等于r，定值电阻R₂的阻值等于2r，闭合开关S，平行板电容器两板间有一带电液滴刚好处于静止状态。将滑动变阻器滑片向上滑动，理想电压表V₁、V₂、V₃的示数变化量的绝对值分别为∆U₁、∆U₂、∆U₃，理想电流表A示数变化量的绝对值为∆I，下列说法正确的是（　　）

A. 带电液滴将向下运动，定值电阻R₂中有从a流向b的瞬间电流

B. ∆U₁>∆U₂

C.

D. 电源的输出功率一定变小

【答案】D

【解析】

【详解】A．当开关S闭合，滑动变阻器与定值电阻R₁串联后接在电源两端；将滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路总电阻变大，干路电流减小，则理想电流表A示数减小；理想电压表V₁测量定值电阻R₁两端的电压，根据欧姆定律可得

干路电流减小，则U₁变小，即理想电压表V₁示数减小；而理想电压表V₂测量电源的路端电压，根据闭合电路欧姆定律可得

干路电流减小，电源内阻上分得的电压变小，电源路端电压U₂增大，理想电压表V₂的示数增大，理想电压表V₃测量滑动变阻器两端的电压，根据闭合电路欧姆定律可得

干路电流减小，则U₃增大，根据

可知电容器的电荷量Q增大，电容器充电，所以定值电阻R₂中有从b流向a的瞬间电流；由于

所以电容器内部电场强度E增大，即向上的电场力增大，则质点将向上运动，故A错误；

B．由以上分析可得

由于

所以

故B错误；

C．由于

所以

故C错误；

D．电源的输出功率与外电阻变化的图像如下

定值电阻R₁的阻值等于电源内阻r的阻值，将滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路的外电阻阻值从大于内阻r继续增大，则电源的输出功率减小，故D正确。

故选D。

二、非选择题:（共6题，共56分．第14题~第17题请写必要的文字说明、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. 某实验小组在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。

（1）该小组的同学用螺旋测微器测量金属丝的直径d，其中某一次测量结果如图甲所示，其读数应为___________mm。

（2）已知该金属丝的阻值约为5Ω。现用伏安法测量其阻值R_x，要求测量结果尽量准确，使待测金属丝两端的电压能从零开始变化，现备有以下器材：

A．电池组（3V，内阻不计）

B．电流表（0～3A，内阻约为0.1Ω）

C．电流表（0～0.6A，内阻约为0.2Ω）

D．电压表（0～3V，内阻约为3kΩ）

E．电压表（0～15V，内阻约为15kΩ）

F．滑动变阻器（0～20Ω）

G．滑动变阻器（0～2000Ω）

H．开关、导线

上述器材中，电流表应选___________，电压表应选___________，滑动变阻器应选___________。

（3）请按要求在下面方框中画出实验原理图___________。

【答案】    ①. 0.398##0.399##0.400##0.401    ②. C    ③. D    ④. F    ⑤.

【解析】

【详解】（1）[1]金属丝直径为d=0＋40.0×0.01mm=0.400mm。

（2）[2][3][4]正确连接后通过金属丝最大的电流约为

I=≈0.6A

为了使结果更精确，安全的前提下，我们选择量程较小的电流表，所以电流表选择C；由于电源电动势为3V，所以电压表选择D；要求电压从0开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择总阻值较小的F。

（3）[5]由于

所以金属丝为小电阻，应采用电流表外接法，实验原理图如图所示。

13. 某中学兴趣小组自制了“水果电池”，甲乙两名同学通过实验测量电池的电动势（约）和内阻（约）。

（1）甲同学借助以下器材进行实验：

A.微安表G₁（量程为，内阻为）；        

B.微安表G₂（量程为，内阻约为）；

C.电压表V（量程为）                       

D.滑动变阻器；

E.滑动变阻器；                      

F.定值电阻（阻值为）：

G.定值电阻（阻值为）；                    

H.开关、导线若干。

①为了测量结果更准确，电表应选择___________和___________，滑动变阻器应选择___________，定值电阻应选择___________。（填写器材前的字母）

②在方框中画出实验电路图___________。

（2）乙同学利用量程合适的电压表和电流表进行实验，分别采用了两种不同的电路接法，如图（a）、（b），为定值电阻，把两个实验电路测量出的电压和电流数据描绘在同一个图内，如图（c）所示，则图线Ⅱ是通过电路___________（填“a”或“b”）测得的。根据图像坐标信息可以修正该实验的系统误差，则修正后这个水果电池的电动势___________，内阻___________结果用、、、、中的字母表示）。

【答案】    ①. A    ②. B    ③. E    ④. G    ⑤. 见解析    ⑥. a    ⑦.     ⑧.

【解析】

【详解】（1）①[1][2][3][4]由于电动势约，可知电压表量程太大，不能选用；则需要选用已知内阻的微安表G₁与定值电阻串联改成大量程的电压表，选择微安表G₂测电流，故电表应选择A和B；定值电阻应选择G；由于电池内阻约，为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选择E。

②[5]实验电路图如图所示

（2）[6]图（a）电路误差来源于电压表分流，使得电动势和内阻测量值都小于真实值；图（b）电路误差来源于电流表的分压，使得电动势测量值等于真实值，内阻测量值大于真实值；根据图像的纵轴截距等于电动势测量值，斜率绝对值等于内阻测量值，可知则图线Ⅱ是通过电路a测得的。

[7][8]对于图（a）电路，当电压表示数为零时，电压表分流为零，此时图线Ⅱ的横轴截距是准确点；对于图（b）电路，当电流表示数为零时，电流表分压为零，此时图线Ⅰ的纵轴截距是准确点；连接两准确点即为准确的图线，如图所示

根据闭合电路欧姆定律可得

可得

可知图像的纵轴截距等于电动势，则有

图像的斜率绝对值为

解得内阻为

14. 如图所示，是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图。电动机内电阻r＝0.8 Ω，电路中另一电阻R＝10 Ω，直流电压U＝160 V，电压表示数U_V＝110 V。试求：

（1）通过电动机的电流；

（2）输入电动机的电功率；

（3）若电动机以v＝1 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量。（g取10 m/s²）

【答案】（1）5A；（2）550 W；（3）53 kg

【解析】

【详解】（1）由电路中的电压关系可得电阻R的分压为

则流过电阻R的电流为

则通过电动机的电流为

（2）输入电动机的电功率为

（3）电动机的发热功率

电动机输出的机械功率

又

可得

15. 如图所示，甲、乙两船的总质量（包括船、人和货物）分别为12m、14m，两船沿同一直线、同一方向运动，速度分别为2v₀、v₀。为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住后恰好不相撞（不计水的阻力），则：

（1）甲船接住货物后的速度是多少；

（2）乙抛出货物的速度是多少（相对于地面）。

【答案】（1）；（2），方向向左。

【解析】

【分析】

【详解】（1）恰好不相撞时，两船速度相等，甲、乙两船及货物满足动量守恒

解得

（2）乙抛出货物时，乙船和货物满足动量守恒

可得抛出货物的速度

因此抛出货物速度大小为，方向向左。

16. 如图所示是一个简单的欧姆表电路示意图，其中电流表电流为，内阻为100Ω，电池电动势为1.5V，内阻为1Ω；变阻器最大阻值为5000Ω。

（1）欧姆调零后测量某定值电阻时，指针恰好指在刻度盘的正中央，求该定值电阻阻值；

（2）使用一段时间后电池老化，电动势下降到1.4V、内阻增大到4Ω，但仍可调零，正确操作后，测量另一个定值电阻，欧姆表读数为300Ω，求这个电阻的阻值。

【答案】（1）3000Ω    

（2）280Ω

【解析】

【小问1详解】

调零后，欧姆表内阻为

指针指在刻度盘的正中央，表盘中值电阻等于欧姆表内阻，即

【小问2详解】

电动势变为1.4V调零后，欧姆表内阻为

由300Ω对应的电流列出关系式知

代入得

17. 在如图所示的电路中，定值电阻R₁=3Ω、R₂=2Ω、R₃=1Ω、R₄=3Ω、R₅=4Ω，电容器的电容C=4μF，电源的电动势E=10V，内阻不计。闭合开关S₁、S₂，电路稳定后，求：

（1）电容器所带电荷量，并说明电容器哪个极板带正电？

（2）保持开关S₁闭合，断开开关S₂，电路稳定后，流过R₅的电荷量；

（3）保持开关S₁、S₂闭合，电阻R₃突然断路，电路稳定后，流过R₅的电荷量。

【答案】（1）1.4×10^-5C，下极板带正电    

（2）2.4×10^-5C    

（3）3.0×10^-5C

【解析】

【小问1详解】

设电源负极的电势为0，根据闭合电路欧姆定律得

下极板带正电；电容器所带电荷量为

【小问2详解】

断开开关S₂，电容器并联在R₃两端，稳定后a、b的电势分别为

上极板带正电，电容器所带电荷量为

流过R₅的电荷量为

【小问3详解】

R₃突然断路，电容器并联在R₂两端，稳定后a、b的电势分别为

上极板带正电，电容器所带电荷量为

流过R₅的电荷量为