湖南省长沙市雅礼中学2022-2023学年高一下学期期末物理试题（含解析）.docx

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1、雅礼中学2023年上学期期末考试试卷高一物理时量：75分钟分值：100分第卷选择题（共44分）一、选择题（本题共10小题，单选每题4分，多选每题5分，共44分。其中第1-6题为单选题，只有一个选项符合题目要求。第7-10题为多选题，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错得0分）1. 下列说法错误的是（）A. 一个电阻R和一根电阻为零的理想导线并联，总电阻为零B. 并联电路的总电阻一定小于任意的支路电阻C. 电阻R和阻值无穷大的电阻并联，总电阻为无穷大D. 在并联电路中，任意支路电阻增大或减小时，总电阻将随之增大或减小2. 如图所示，小球甲在真空

2、中做自由落体运动，另一相同的小球乙在油中由静止开始下落。它们都由高度为的地方下落到高度为h2的地方。在这两种情况下，下列说法正确的是（）A. 甲球的重力势能变化量大B. 甲球的机械能变化大C. 甲球的平均速度小D. 甲球的重力平均功率大3. 厦门大学天文学系顾为民教授团队利用我国郭守敬望远镜积累的海量恒星光谱，发现了一个处于宁静态的中子星与红矮星组成的双星系统，质量比约为，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动，研究成果于2022年9月22日发表在自然天文期刊上。则此中子星绕O点运动的（）A. 角速度大于红矮星的角速度B. 线速度小于红矮星的线速度C. 轨道半径大于红矮星的轨道半径D. 向心力大

3、小约为红矮星的2倍4. 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2ms内细胞膜两侧的电势差从变为30mV，则该过程中跨膜电流的平均值为（）A. B. C. D. 5. 如图所示电路中，直流电源内阻，、为定值电阻，滑动变阻器最大阻值为，。开关K闭合且电路稳定后，滑动变阻器滑片P缓慢从b向a滑动过程中（）A. 电流表示数变小B. 电源的效率增加C. 通过的电流方向为从d到cD. 滑动变阻器消耗的功率一直减小6. 如图所示，ABCD为真空中一正四面体区域，E和F分别为BC边和BD边的中点，B处和C处分别有等量异种点电荷+Q和-Q（Q0）。

4、则（）A. A、D处场强大小相等，方向不同B. 电子在E点电势能小于在F点的电势能C. 将一试探正电荷从A处沿直线AD移动到D处，电场力做正功D. 将位于C处的电荷-Q移到A处，D处的电势不变，此时E、F点场强大小相等7. 一块均匀的长方体样品，长为a，宽为b，厚为c电流沿CD方向时测得样品的电阻为R，则下列说法正确的是（）A. 样品的电阻率为B. 样品的电阻率为C. 电流沿AB方向时样品的电阻为D. 电流沿EF方向时样品的电阻为8. 在x轴上有两点电荷和，如图所示为x轴上各点电势随x变化的关系，则以下说法正确的是（）A. 与为等量异种电荷B. A点电场强度与C点的电场强度方向相同C. 将一负

5、点电荷从A点移动至C点，电场力先减小后增大D. 将一负点电荷从A点移动至C点，电场力先做负功后做正功9. 现代科技中常常利用电场来控制带电粒子运动。某控制装置由加速电场、偏转电场和收集装置组成，如图所示。加速电场可以提供需要的电压，偏转电场为辐向电场，其内外圆形边界的半径分别为、，在半径相等的圆周上电场强度大小都相等，方向沿半径向外，且满足（r为半径），已知处的电场强度大小为，带电粒子的质量为m，电荷量为，不计带电粒子的重力及粒子间的相互作用。则（）A. 加速电场电压无论取多少，粒子只要垂直PB飞入电场，就一定能做匀速圆周运动B. 要使粒子由静止加速后能从A点沿半径的圆形轨迹1到达C点，则加速

6、电场的电压为C. 若粒子从B点垂直于OP方向射入，对应的轨迹2可能是抛物线D. 若加速后从PB间垂直PB方向进入的粒子都能做匀速圆周运动而到达收集装置，则粒子做圆周运动周期T与轨迹对应半径r应满足的关系式10. 如图所示，将一根光滑的硬质金属导线制成四分之一圆弧轨道AB后固定在竖直平面内，为轨道的圆心，水平。质量为m的细圆环P套在轨道上，足够长的轻质细绳绕过光滑的细小定滑轮、分别连接圆环P与另一质量也为m的小球Q，为一边长为R的正方形。若将细圆环P从圆弧轨道的最高点A由静止释放，圆环P在细绳拉动下将沿轨道运动。已知重力加速度为g，空气阻力忽略不计，则细圆环P下滑至B点的过程中，下列说法正确的是

7、（）A. 小球Q的机械能先增加后减少B. 细圆环P机械能先增加后减少C. 小球Q的速度为零时，细圆环P的速度大小为D. 细圆环P运动到B点时，圆弧轨道对圆环P的弹力大小为2mg第卷非选择题（共56分）二、实验题（本题共3个小题，每空2分，共26分）11. 有一个量程为、内电阻约为的电压表，现用如图所示的电路测量其内电阻(1)实验中可供选择的滑动变阻器有两种规格，甲的最大阻值为，乙的最大阻值为。应选用_。（选填“甲”或“乙”）(2)实验过程的主要步骤如下，请分析填空。A.断开开关，把滑动变阻器的滑片滑到_端；（选填“”或“”）B.将电阻箱的阻值调到零；C.闭合开关，移动滑片的位置，使电压表的指针

8、指到D.开关处于闭合状态保持滑片的位置不变，调节电阻箱的阻值使电压表指针指到_，读出此时电阻箱的阻值，此值即为电压表内电阻的测量值(3)电压表内电阻的测量值和真实值相比，有_。（选填“”或“0）。则（）A. A、D处场强大小相等，方向不同B. 电子在E点电势能小于在F点的电势能C. 将一试探正电荷从A处沿直线AD移动到D处，电场力做正功D. 将位于C处的电荷-Q移到A处，D处的电势不变，此时E、F点场强大小相等【答案】D【解析】【详解】A因为是正四面体，所以各边长相等，又因为B、C处固定等量异种电荷点电荷，根据点电荷的电场强度公式所以两点电荷在A和D处产生的各自电场强度大小相等但因为电场强度是

9、矢量，其叠加遵循平行四边形法则，根据电场强度的叠加原理可知，两点电荷在A和D处的合电场强度的大小相等、方向相同，A错误；B根据等量异种电荷的电势分布规律可知，其E点的电势为零，其F点的电势为正值，即根据电势能的公式因为电子带负电，所以其电势越高，电势能越小，故E点电势能大于F点电势能，B错误；C因为B、C处固定等量异种电荷点电荷，根据等量异种电荷的电势分布规律可知，AD所在平面为等势面，且电势为零，所以将一试探正电荷从A处沿直线AD移动到D处，电场力不做功，C错误；D开始时，根据等量异种电荷的电势分布规律，在D处电势为零。将位于C处的电荷移到A处，根据等量异种电荷的电势分布规律可知，D处的电势

10、仍然为零，所以D处的电势不变。因为是正三棱柱，移动后A、B两处为等量异种电荷，根据几何关系可知以及电场强度的叠加原理可知，其E、F两点的电场强度大小相等，D正确。故选D。7. 一块均匀的长方体样品，长为a，宽为b，厚为c电流沿CD方向时测得样品的电阻为R，则下列说法正确的是（）A. 样品的电阻率为B. 样品的电阻率为C. 电流沿AB方向时样品的电阻为D. 电流沿EF方向时样品的电阻为【答案】BC【解析】【详解】AB沿CD方向测得的电阻为R，根据电阻定律即有那么电阻率为A错误，B正确；CD根据电阻定律，那么沿AB方向的电阻沿EF方向的电阻C正确，D错误。故选BC。8. 在x轴上有两点电荷和，如图

11、所示为x轴上各点电势随x变化的关系，则以下说法正确的是（）A. 与为等量异种电荷B. A点电场强度与C点的电场强度方向相同C. 将一负点电荷从A点移动至C点，电场力先减小后增大D. 将一负点电荷从A点移动至C点，电场力先做负功后做正功【答案】BC【解析】【详解】A由图像可知，沿x轴正方向电势逐渐降低，B点电势为零，所以带正电，带负电。且B距的距离大于距的距离，由，所以知，故A错误；B-x图像的斜率表示电场强度E，有图像可知，A点电场强度与C点的电场强度方向相同。故B正确；C将一负点电荷从A点移动至C点，根据图像可知，图像切线的斜率先减小后增大，即从A点至C点的电场强度先减小后增大，根据可知，电

12、场力先减小后增大。故C正确；D将一负点电荷从A点移动至C点，根据可知，从A点到C点的过程中，电势能始终逐渐增大，电场力始终做负功。故D错误。故选BC。9. 现代科技中常常利用电场来控制带电粒子的运动。某控制装置由加速电场、偏转电场和收集装置组成，如图所示。加速电场可以提供需要的电压，偏转电场为辐向电场，其内外圆形边界的半径分别为、，在半径相等的圆周上电场强度大小都相等，方向沿半径向外，且满足（r为半径），已知处的电场强度大小为，带电粒子的质量为m，电荷量为，不计带电粒子的重力及粒子间的相互作用。则（）A. 加速电场电压无论取多少，粒子只要垂直PB飞入电场，就一定能做匀速圆周运动B. 要使粒子由

13、静止加速后能从A点沿半径的圆形轨迹1到达C点，则加速电场的电压为C. 若粒子从B点垂直于OP方向射入，对应的轨迹2可能是抛物线D. 若加速后从PB间垂直PB方向进入的粒子都能做匀速圆周运动而到达收集装置，则粒子做圆周运动周期T与轨迹对应半径r应满足的关系式【答案】BD【解析】【详解】A设加速电场电压U，粒子垂直PB飞入电场，做匀速圆周运动，则联立两式得A错误；B带电粒子在电场中加速，有粒子在偏转电场中做匀速圆周运动，由电场力提供向心力，可得又联立上式解得B正确；C若粒子从B点垂直于OP方向射入，且恰能从右侧3r0处D点垂直于OD方向射出，其轨迹如图中轨迹2所示，粒子在轨迹2的位置离O的距离为r

14、时，粒子受到的电场力为对比万有引力表达式可知粒子在偏转电场中运动的受力特点与行星绕太阳转动的受力特点相似，故粒子在偏转电场中运动特点与行星的运动特点相似，粒子在偏转电场中的轨迹为椭圆，C错误；D若粒子在偏转电场中做圆周运动的半径为r，由电场力提供向心力可得又联立解得D正确；故选BD。10. 如图所示，将一根光滑的硬质金属导线制成四分之一圆弧轨道AB后固定在竖直平面内，为轨道的圆心，水平。质量为m的细圆环P套在轨道上，足够长的轻质细绳绕过光滑的细小定滑轮、分别连接圆环P与另一质量也为m的小球Q，为一边长为R的正方形。若将细圆环P从圆弧轨道的最高点A由静止释放，圆环P在细绳拉动下将沿轨道运动。已知

15、重力加速度为g，空气阻力忽略不计，则细圆环P下滑至B点的过程中，下列说法正确的是（）A. 小球Q的机械能先增加后减少B. 细圆环P的机械能先增加后减少C. 小球Q的速度为零时，细圆环P的速度大小为D. 细圆环P运动到B点时，圆弧轨道对圆环P的弹力大小为2mg【答案】BC【解析】【详解】A在细圆环P下滑至B点的过程中，小球Q先向下运动，后向上运动，细绳拉力对Q先做负功后做正功，因此小球Q的机械能先减少后增加，故A错误；B细绳拉力对细圆环P先做正功后做负功，因此细圆环P的机械能先增加后减少，故B正确；C根据速度的合成与分解可知，细圆环P的速度沿细绳方向的分量大小等于Q的速度大小，当小球Q的速度为零

16、时，细圆环P的速度方向与细绳垂直，根据几何关系可知，此时细绳与水平方向的夹角为45，根据机械能守恒定律有解得故C正确；D细圆环P运动到B点时，P、Q的速度大小相等，设为v，根据机械能守恒定律可得在B点，对细圆环P有解得圆弧轨道对圆环P的弹力大小故D错误。故选BC。第卷非选择题（共56分）二、实验题（本题共3个小题，每空2分，共26分）11. 有一个量程为、内电阻约为的电压表，现用如图所示的电路测量其内电阻(1)实验中可供选择的滑动变阻器有两种规格，甲的最大阻值为，乙的最大阻值为。应选用_。（选填“甲”或“乙”）(2)实验过程的主要步骤如下，请分析填空。A.断开开关，把滑动变阻器的滑片滑到_端；

17、（选填“”或“”）B.将电阻箱的阻值调到零；C.闭合开关，移动滑片的位置，使电压表的指针指到D.开关处于闭合状态保持滑片的位置不变，调节电阻箱的阻值使电压表指针指到_，读出此时电阻箱的阻值，此值即为电压表内电阻的测量值(3)电压表内电阻的测量值和真实值相比，有_。（选填“”或“【解析】【详解】(1)1滑动变阻器在电路中为分压使用，为保证测量电路供电电压不受滑片位置的影响，减小实验误差，滑动变阻器的最大电阻应远小于测量电路的电阻，故应选择的，即应选用乙；(2)2在闭合前，滑动变阻器滑片应移到某一端使电压表示数为0，即滑片应移到端；3当电阻箱阻值为0时，电压表满偏为；接入电阻箱后认为电路测量部分的

18、总电压不变，仍为；当电压表读数为时，电阻箱两端电压也为，则电压表内电阻与电阻箱阻值相等；(3)4电阻箱与电压表串联后，测量电路的电阻增加，则测量电路两端的总电压稍大于，则电阻箱两端的电压稍大于，则电阻箱的阻值大于电压表的阻值，即有测真12. 二极管具有单向导电性，其正向电阻很小，反向电阻很大，现有一个二极管其正极记为A、负极记为B，某小组同学用实验研究其正、反向电阻：（1）先用多用电表的欧姆挡测量二极管电阻，多用电表的红表笔应接_（填“A”或“B”），选用“1”的倍率，指针指示如图甲所示，则所测正向电阻为_。（2）若查元件型号其反向电阻约为30k，则用多用电表的欧姆挡测其反向电阻时应选用的倍率

19、为_。（填“10”、“100”或“1k”）（3）该小组同学进一步设计了如图乙所示的电路用伏安法进一步测量该二极管正反向电压均为2V时的电阻值，二极管接在1、2之间，电压表的内阻约为40k，选用多用电表的直流电流挡作为电流表接在3、4之间。该多用电表的直流电流有三个量程，量程和对应的内阻分别为：100A，内阻约100；100mA，内阻约为50；0.6A，内阻约为10。则在测二极管的反向电阻时，电流表的量程应选用_（填“”、“”或“”），单刀双掷开关S2应合向_（填“5”或“6”）。【答案】 B . 22 . 1k . . 6【解析】【详解】（1）1用多用电表测电阻时红表笔与表内电池的负极相接，故

20、测二极管的正向电阻时红表笔应与二极管的负极相连，即与B相连；2 选用“1”的倍率，则所测正向电阻为（2）3二极管反向电阻约为30k，则用多用电表欧姆挡测其反向电阻时应选用的倍率为 “1k”；（3）4电压为2V时，二极管反向电阻约为30k，其中通过的电流约为67A，故适合选用量程；5由于二极管反向电阻远大于电流表内阻，应采用电流表内接法，单刀双掷开关S2应合向6。13. 某学习小组用两种不同的金属电极插入柠檬做了一个“水果电池”，为了测量该电池的电动势和内阻，同学们经过讨论设计的实验电路图如图甲所示。（1）在图甲中，应为_表。（填“电流”或“电压”）（2）正确连接电路闭合开关，调节滑动变阻器的滑

21、片，记录多组U和I的值，并以U为纵坐标、I为横坐标，作出U-I图如图乙所示，该水果电池的电动势E=_V、内阻r=_。（结果均保留三位有效数字）（3）为测未知电阻，某同学将改接在A、B之间，其他部分保持不变，电路如图丙所示。正确连接电路后重新实验，得到另一条U-I图线，分析发现图线满足关系，则未知电阻的阻值_。（用b、k和r表示）【答案】 . 电压 . 1.46 . 192 . 【解析】【详解】（1）12在图甲中，电压表并联测量电路电压，电流表串联电路中测电流，故应为电压表，应为电流表。（2）34该水果电池的电动势E=1.46V内阻（3）5由电路可知对比可知b=Ek=r+Rx则Rx =k -r三

22、、计算题（本题共3个小题，共30分，要求有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只有结果没有过程的不能得分，有数值计算的必须写出数值和单位）14. 如图所示，电源电动势，小灯泡标有“，”。开关接1，当变阻器调到时，小灯泡正常发光；现将开关接2，小灯泡和微型电动机M均正常工作，电动机的线圈电阻为。求：（1）电源的内阻；（2）正常工作时电动机的输出功率。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）小灯泡正常发光，干路电流根据闭合电路欧姆定律解得（2）电动机两端电压正常工作时电动机的输出功率解得15. 如图所示，是竖直平面内的光滑圆弧形滑道，由两个半径都是的圆周平滑连接而成，圆心、与两圆弧的连接点

23、在同一竖直线上，与水池的水面平齐。一小滑块可由弧的任意点由静止开始下滑。（1）若小滑块从圆弧上某点释放，之后在两个圆弧上滑过的弧长相等，求释放点和的连线与竖直线的夹角；（2）若小滑块能从点脱离滑道，求其可能的落水点在水面上形成的区域长度。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设释放点和的连线与竖直线的夹角，由于小滑块在两个圆弧上滑过的弧长相等，则小滑块在圆弧离开点与的连线与竖直线的夹角也，设离开圆弧时的速度为，根据动能定理可得小滑块在离开圆弧位置，根据牛顿第二定律可得联立可得解得（2）若小滑块能从点脱离滑道，设小滑块刚好能从点脱离滑道的速度为，则有解得当小滑块在点静止释放时，小滑块达到点

24、的速度为，根据动能定理可得解得可知小滑块能从点脱离滑道的速度范围为小滑块离开滑道后做平抛运动，竖直方向有解得水平方向有可得小滑块的水平位移满足则小滑块可能的落水点在水面上形成的区域长度为16. 如图甲所示，P点处有质量为m、电荷量为q的带电粒子连续不断地“飘入”电压为的加速电场，粒子经加速后从O点水平射入两块间距、板长均为l的水平金属板间，O为两板左端连线的中点。荧光屏为半圆弧面，粒子从O点沿直线运动到屏上点所用时间为。若在A、B两板间加电压，其电势差随时间t的变化规律如图乙所示，所有粒子均能从平行金属板右侧射出，并且垂直打在荧光屏上。已知粒子通过板间所用时间远小于T，粒子通过平行金属板的过程

25、中电场可视为恒定，粒子间的相互作用及粒子所受的重力均不计，求：（1）粒子在O点时的速度大小；（2）图乙中U的最大值；（3）U取（2）中最大值，所有粒子均能从平行金属板右侧射出，并且垂直打在荧光屏上。求粒子从O点到垂直打在屏上的最短时间。【答案】（1）（2）；（3）【解析】【详解】（1）由动能定理得解得（2）粒子从极板右侧边缘射出时，对应的电压最大，此时竖直偏转量水平方向竖直方向解得（3）半圆荧光屏的圆心与两极板中心重合，才能使粒子全部垂直撞击在屏幕上，当粒子从极板右侧边缘射出时，水平总位移最小，故时间最短，如图由题意得设出电场时速度与水平方向夹角为，则有解得水平由于速度反向延长线过水平位移中点，且由几何关系得E为圆弧的圆心，由几何关系可得则有则水平位移有最短时间为