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江苏省淮安市2023-2024学年高一下学期期末调研测试物理试卷

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．如图所示，绝缘轻绳悬挂一带电小球，静止于水平向右的匀强电场中，此时绳与竖直方向间的夹角，则小球所受电场力（　　）

A．方向竖直向上 B．方向水平向右 C．等于重力 D．大于重力

【答案】B

【知识点】带电物体（计重力）在电场中的平衡问题

【详解】AB．对小球受力分析共受三力，电场力、绳子拉力和重力，其中重力竖直向下，电场力水平方向，拉力沿绳向左上，根据平衡条件可得，电场力水平向右，故A错误，B正确；

CD．根据矢量法则结合数学知识可知

得电场力小于重力，故CD错误。

故选B。

2．2023年8月25日，我国发射了世界首颗高轨合成孔径雷达卫星。如图所示，与近地卫星相比，该卫星绕地球运动的（　　）

A．周期更长 B．角速度更大 C．速度更大 D．加速度更大

【答案】A

【知识点】不同轨道上的卫星各物理量的比较

【详解】根据万有引力等于向心力为

解得

因为合成孔径雷达卫星的半径大于近地卫星的半径，故其线速度、角速度和加速度都小于近地卫星的线速度、角速度和加速度，而其周期大于近地卫星的周期。

故选A。

3．如图所示，足球被踢出后从地面上的A点运动到C点，其中B为轨迹的最高点，不计空气阻力，则该足球（　　）

A．从A到B过程，重力的瞬时功率变大 B．从B到C过程，重力的瞬时功率变小

C．从A到C过程，重力的平均功率等于0 D．从A到B重力的平均功率比从B到C的大

【答案】C

【知识点】平均功率与瞬时功率的计算

【详解】A．不计空气阻力，足球做斜抛运动，B为最高点，根据

从A到B过程，竖直方向的速度减小，则重力的瞬时功率变小，故A错误；

B．根据

从B到C过程，竖直方向的速度增大，重力的瞬时功率变大，故B错误；

C．从A到C过程，竖直方向位移为零，重力做功为0，重力的平均功率等于0，故C正确；

D．根据对称性，从A到B和从B到C的时间相同，从A到B克服重力做功和从B到C重力做功相同，则从A到B重力的平均功率等于从B到C重力的平均功率，故D错误。

故选C。

4．如图所示，物体先后由静止开始从两斜面的顶端A分别下滑至底端C、D，若物体与两斜面间的动摩擦因数相同，两个过程中重力对物体做功分别为、，摩擦力对物体做功分别为、，则（　　）

A． B． C． D．

【答案】D

【知识点】摩擦力做功的计算

【详解】AB．根据

h相同，则重力对物体做功相同，即

故AB错误；

CD．设斜面的倾角为，动摩擦因数为，则摩擦力对物体做功大小

所以

故D正确，C错误。

故选D。

5．2024年5月8日，执行月背“挖宝”任务的嫦娥六号探测器，成功从绕月停泊轨道Ⅰ进入环月圆轨道Ⅱ，如图所示。关于嫦娥六号探测器下列说法中正确的是（　　）

A．在轨道Ⅰ上，经P点的速度比经Q的小

B．在轨道Ⅰ上的运行周期比在Ⅱ上的长

C．从轨道Ⅰ上的P点进入到轨道Ⅱ需加速

D．经P点时，在轨道Ⅰ上的加速度比在轨道Ⅱ上的小

【答案】B

【知识点】不同轨道上的卫星各物理量的比较、开普勒第二定律、开普勒第三定律

【详解】A．根据开普勒第二定律知，在轨道Ⅰ上，经近月点P的速度比经远月点Q的大，故A错误；

B．在轨道Ⅰ上的运行轨道半长轴比在Ⅱ上轨道半径大，根据开普勒第三定律知在轨道Ⅰ上的运行周期比在Ⅱ上的长，故B正确；

C．从轨道Ⅰ上的P点进入到轨道Ⅱ由高轨道进入低轨道做近心运动，需减速，故C错误；

D．根据牛顿第二定律

解得

经P点时，在轨道Ⅰ上与在轨道Ⅱ上到月心的距离r相同，则经P点时，在轨道Ⅰ上的加速度等于在轨道Ⅱ上的加速度，故D错误。

故选B。

6．如图所示的图像中，直线a、b分别为两个电源的路端电压与电流的关系，曲线c为小灯泡的两端电压与电流的关系，三条线交于Q点。若将小灯泡先后分别与这两电源直接相连组成闭合回路，则（　　）

A．电源电动势 B．电源内阻

C．电源的输出功率 D．电源的总功率

【答案】D

【知识点】利用电源的U-I图像求解可变电阻的实际功率

【详解】AB．根据闭合电路得欧姆定律有

由图像可得电源电动势

电源内阻

故AB错误；

C．电源的输出功率

由图知小灯泡先后分别与这两电源直接相连组成闭合回路，路端电压U、电流I相同，则

故C错误；

D．电源的总功率

因为

电流I相等，则

故D正确。

故选D。

7．如图所示，为电子显微镜中电场线的分布示意图。虚线为一电子由M向N运动的轨迹，则电子在（　　）

A．M点的电势能大于N点 B．M点的动能大于N点

C．M点的加速度大于N点 D．M点由静止释放可一直沿电场线运动

【答案】A

【知识点】根据带电粒子的运动轨迹判断其运动、受力、电势高低和能量转化情况

【详解】A．沿着电场线方向电势降低，电子带负电，负电荷在电势低的地方电势能大，则电子在M点的电势能大于N点的电势能，故A正确；

B．电子所受电场力与速度方向成锐角，则由M到N运动过程电场力做正功，电子的动能增大，M点的动能小于N点，故B错误；

C．电场线的疏密程度表示电场强弱，N点的电场线比M点的电场线密，则N点的场强大，则N点的加速度大于M点，故C错误；

D．由图知该电场不是匀强电场，则电子在M点由静止释放不能一直沿电场线运动，故D错误。

故选A。

8．微信运动步数的测量是通过手机内的电容式加速度传感器实现的，其简化原理图如图所示，M极板固定，当手机的加速度变化时，N极板能上下运动，进而改变电容器的电容，将运动信号转化为电信号，图中R为定值电阻，则手机（　　）

A．静止时，电容器两极板不带电

B．匀速运动时，电流表示数不为零

C．向前突然减速使N板向上移动，电流表中电流方向由a向b

D．向前突然加速使N板向下移动，电容器两极板间电场强度不发生变化

【答案】C

【知识点】电容器两极间电势差一定时，Q、E随电容器的变化、改变极板间距，正对面积、填充物等，判断电容的变化、两个电容器相连时的电荷分布

【详解】A.静止时，电流表示数为零，但两极板与电源连接，带正、负电荷，故A错误；

B.两极板与电源连接，电势差不变，匀速运动时，两极板间距离不变，电容不变，电荷量不变，则电流表示数为零，故B错误；

C.向前突然减速使N板向上移动，极板间距离d减小，根据

知电容C增大，由

电荷量增大，电容器充电，则电流表中电流方向由a向b，故C正确；

D.向前突然加速使N板向下移动，极板间距离d增大，电势差U不变，由

电容器两极板间电场强度减小，故D错误。

故选C。

9．如图所示，匀强电场中有一边长为L的正方形质量为m、电和量为q的正点电荷，由A移到B的过程中，电场力做的功为；由B移到C的过程中，电场力做的功，取A点的电势为零。下列说法正确的是（　　）

A．由C到D电场力做的功为W B．由D到A电场力做的功为2W

C．电场的方向沿AC方向 D．电场的方向沿BD方向

【答案】B

【知识点】等势面与电场的关系、静电力做功与电势差的关系

【详解】AB．匀强电场中

由电势差的定义

知，由C到D电场力做的功为；由D到A电场力做的功为2W，故A错误，B正确；

CD．取BC的中点为E，根据题意可知，从A点到E点电场力做功为零，则AE两点的电势相等，电场的方向垂直AE，故CD错误。

故选B。

10．小球由静止从某高处竖直下落，若所受阻力恒定，用x表示下落的高度，t表示下落的时间，表示动能，表示势能，E表示机械能。下列图像可能正确的是（　　）

A．   B．  

C．   D．  

【答案】B

【知识点】自由落体运动的三个基本公式、常见力做功与相应的能量转化

【详解】A．根据能量守恒，重力势能转换为动能加阻力损耗，由此可得

由此可得，与x成正比，故A错误；

B．机械能

可知机械能E与x成线性关系，故B正确；

D．动能为

， 

解得

可知与t成抛物线关系，故D错误。

C．重力势能

其中

可得

可得与t为抛物线关系，图像开口向下，故C错误。

故选B。

11．如图所示，电表均为理想电表，其中电流表、、示数变化量的绝对值分别用、、表示，电压表示数的变化量用表示，则滑动变阻器的滑片向a端移动过程中（　　）

A．电压表V示数变小 B．电流表示数变大

C． D．变大

【答案】C

【知识点】利用局部→整体→局部的方法分析动态电路

【详解】详细解答和解析过程见

【解答】B．滑动变阻器向a端移动，接入电路的阻值变大，总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律知总电流减小，即示数减小，故B错误；

A．总电流减小，内电压减小，则外电压路端电压）增大，即V的示数增大，故A错误；

D．根据

可知，则不变，故D错误；

C．根据

知增大，则的示数

增大。而减小，则的示数

减小，则

故C正确。

故选C。

二、实验题

12．电导率（电阻率的倒数）是衡量水质是否合格的一项重要指标。某实验小组为测量小区使用自来水的电导率，进行如下实验：

（1）为方便测量水的电阻，将采集的水样装满塑料圆柱形容器，此时圆柱形水样的横截面积为S，长为l如图甲所示；

（2）先用多用电表欧姆挡“×10”倍率粗测该水样的电阻，指针指在如图乙中a位置，则应换成           （选填“×100”或“×1k”）倍率，重新欧姆调零后，指针指在如图乙中b位置，则电阻值为           ；

（3）为更精准测量水样的电阻R，设计如图丙所示电路图。将滑动变阻器滑片调至合适位置并保持不变，将1分别接2、3两个位置，发现电压表的示数变化不明显，电流表的示数变化明显，则测量时应将1接       （选填“2”或“3”），测量结果        （选填“=”、“>”或“<”）；

（4）改变滑动变阻器滑片位置，测量多组电流I及对应电压U的值，并描绘其图像如图丁所示，图线斜率为k，则该水样的电导率（电阻率的倒数）   （用“k”、“l”、“S”表示）。

【答案】          1300               

【知识点】测量电阻丝电阻率的数据处理方法、多用电表测电阻的方法、操作步骤、注意事项和读数、测量电阻丝电阻率的实验电路、实验步骤和注意事项

【详解】（2）[1][2]先用多用电表粗测其电阻。将选择开关调到欧姆挡“”挡位并调零，测量时发现指针偏转角度太小，说明阻值太大，所以倍率挡选择的过低，结合示数可知将选择开关换成欧姆挡的“”挡位；重新欧姆调零后，指针指在如图乙中b位置，则电阻值为

（3）[3][4]将滑动变阻器滑片调至合适位置并保持不变，将1分别接2、3两个位置，发现电压表的示数变化不明显，电流表的示数变化明显，说明电压表的分流作用明显，所以测量时应将1接3；此时测量电压偏大，根据可知，测量结果大于真实值；

（4）[5]根据题意可得电阻，根据电阻定律可得

联立可得

三、解答题

13．如图所示，电源电动势、内阻，电动机线圈电阻，流过电动机的电流求此时：

（1）电源的路端电压U；

（2）电动机的输出功率

【答案】（1）；（2）

【知识点】计算电源的输出电压、总功率、输出功率、效率、含有电动机电路综合计算

【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律电源的路端电压为

（2）电动机消耗的总功率

电动机消耗的热功率为

电动机的输出功率为

14．2024年4月26日，神舟十八号三名航天员成功入驻“天宫”空间站。空间站绕地球的运动可视为匀速圆周运动，已知地球半径为R，万有引力常量为G，空间站的运行周期为T，轨道高度为h，忽略地球自转的影响。求：

（1）空间站的运行速率v；

（2）地球的质量

【答案】（1）；（2）

【知识点】计算中心天体的质量和密度、周期、角速度、转速、频率与线速度之间的关系式

【详解】（1）根据速度与周期的关系有

解得

（2）根据万有引力提供向心力，可得

解得

15．如图甲所示为某小组设计的轨道示意图。长、倾角的斜面AB，与足够长的水平面BC平滑连接，处于同一竖直面内。质量的小物块，从斜面顶端A点由静止滑下，到达B点时速度大小，物块与水平面间的动摩擦因数与到B点距离x的关系如图乙所示。不计空气阻力，物块视为质点，，，g取，取水平面BC为零势能面。求物块：

（1）在A点的重力势能；

（2）从A到B运动过程中，摩擦力对物体做功W；

（3）在水平面BC上滑行的最大距离。

【答案】（1）；（2）；（3）

【知识点】用动能定理求解外力做功和初末速度、应用动能定理解多段过程问题

【详解】（1）物块在A点的重力势能

解得

（2）物块从A到B过程，根据动能定理有

解得

（3）在水平面BC上滑行最大距离过程中，图乙与横轴围成的面积乘以mg等于在水平面BC上克服摩擦力做功，根据动能定理有

解得

16．如图所示，长为3L、间距为2L的两平行金属板水平放置，两板与开关S、直流电源相连。闭合开关S，质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以速度从上极板边缘水平射入，恰能从下极板边缘飞出，粒子受到的重力和空气阻力均忽略不计，已知。

（1）粒子离开电场时速度大小v；

（2）若粒子以速度2v₀从上极板边缘水平射入，求粒子离开电场时的动能E_k；

（3）将题中直流电源换为交流电源，其电压U随时间t变化关系的图像如图乙所示，其中U₀（未知）等于原直流电源的电动势，时刻粒子仍以速度从上极板边缘水平射入，求粒子离开电场时的侧位移y。

【答案】（1）；（2）；（3）

【知识点】带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算、带电粒子在周期性变化的电场运动（初速度垂直电场）

【详解】（1）粒子在电场中作类平抛运动，水平方向满足

竖直方向满足

解得

所以

（2）设飞行时间为，则

解得

所以

则

所以动能为

（3）由于等于原直流电源的电动势，所以粒子在电场中运动的加速度a大小保持不变第（1）问中，粒子水平方向上做匀速运动

竖直方向：第一个时间内，做初速度为0的匀加速运动；第二个时间内，做匀减速运动，直至速度为0；第三个时间内，再做初速度为0的匀加速运动。粒子每个时间内，发生的侧位移

联立可得

所以，粒子离开电场时的侧位移