2022-2023學(xué)年江蘇省徐州市高一（下）期末物理試卷卷（含解析）

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一、單選題（本大題共11小題，共44.0分）

1.下列說法符合物理學(xué)發(fā)展史的是()

A.牛頓測得引力常量B.安培提出分子電流假說

C.庫侖最早測出元電荷的電荷量D.法拉第發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)

2.我國北斗衛(wèi)星三號系統(tǒng)中，有離地表面高度約為倍地球半徑的同步軌道衛(wèi)星，也有近地面低軌道衛(wèi)星，均繞地球做勻速圓周運動。關(guān)于北斗衛(wèi)星，下列說法正確的是()

A.同步軌道衛(wèi)星線速度小于第一宇宙速度

B.同步軌道衛(wèi)星在繞地運行時處于平衡狀態(tài)

C.低軌道衛(wèi)星繞地運行時所受地球引力不變

D.低軌道衛(wèi)星的向心加速度小于同步軌道衛(wèi)星的向心加速度

3.某同學(xué)用如圖所示的裝置驗證機械能守恒定律，下列說法正確的是()

A.電火花打點計時器的工作電壓為直流電

B.手提紙帶上端，先釋放紙帶再啟動打點計時器

C.某條紙帶開頭一段點跡不清晰，該紙帶也能驗證機械能守恒定律

D.可以根據(jù)求紙帶上打某點時重物的瞬時速度

4.如圖所示，直導(dǎo)線中通有豎直向上的電流，導(dǎo)線右側(cè)同一平面內(nèi)有一矩形金屬線框，下列說法正確的是()

A.線框內(nèi)磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向外

B.將線框向右平移，框中磁通量不變

C.電流增大過程中，框中無感應(yīng)電流

D.以導(dǎo)線為軸，順時針轉(zhuǎn)動線框，框中無感應(yīng)電流

5.如圖所示，小物塊沿光滑曲面從點靜止下滑。已知點離地面高度為，點離地面高度為，當?shù)刂亓铀俣葹?，以點所在位置的水平面為參考平面。下列說法中正確的是()

A.小物塊在點的重力勢能為

B.下滑到點過程中，小物塊的機械能先增大后減小

C.小物塊在點的機械能為

D.下滑到點過程中，小物塊重力勢能的變化量為

6.年月日，中國東方航空使用全球首架國產(chǎn)大型客機，從上海虹橋機場起飛開啟商業(yè)的首航。假設(shè)客機運行過程中受到的阻力與速度的平方成正比，客機以馬赫馬赫相當于的速度勻速水平飛行，發(fā)動機的功率為。當客機以馬赫的速度勻速水平飛行，發(fā)動機的功率為()

A.B.C.D.

7.如圖所示，材質(zhì)均勻的某種長方體金屬材料樣品，長為，寬為，厚為。恒定電流沿方向通過時，樣品兩端電壓大小為；恒定電流沿方向通過時，樣品兩端電壓大小為()

A.B.C.D.

8.如圖所示，虛線是電場中的電場線，實線為一個電子僅在電場力作用下的運動軌跡，、是軌跡上的兩點。則()

A.點的電勢比點的電勢低

B.電子在點時的加速度比在點時的加速度小

C.電子在點時的速度比在點時的速度大

D.電子在點時的電勢能比在點時的電勢能大

9.電路如圖所示，為一平行板電容器。開始時閉合，單刀雙擲開關(guān)接位置。下列說法正確的是()

A.將電容器右側(cè)極板右移，電容器電容變大

B.僅增大的阻值，電容器的帶電量變大

C.僅增大的阻值，電容器兩端的電壓減小

D.開關(guān)從打到過程中，中電流方向向右

10.如圖所示，帶電荷量均為的兩個點電荷固定在同一豎直線上，一根粗細均勻的光滑絕緣桿水平放置，與兩點電荷連線的垂直平分線重合，桿上，兩點關(guān)于兩電荷連線對稱，一個帶負電的小球套在桿上可自由滑動。給小球一個向右的初速度，小球加速度為，速度為，電勢能為，連線上電勢為。小球從點運動到點的過程中，下列圖像可能正確的是()

A.B.

C.D.

11.如圖所示，輕彈簧勁度系數(shù)為，一端固定于擋板上，另一端與質(zhì)量為的物塊相連接，物塊處于靜止狀態(tài)。跨過滑輪的細繩，一端與物塊連接，另一端連接掛鉤，掛鉤上掛一個質(zhì)量也為的物塊后，物塊、由靜止開始運動。細繩與斜面始終平行，始終未接觸地面，斜面足夠長，傾角為，重力加速度為，滑輪、細繩和掛鉤質(zhì)量及一切摩擦都不計。下列說法正確的是()

A.物塊剛掛上時，的加速度為

B.物塊的最大速度為

C.物塊從靜止上升到最高點過程中，彈性勢能的增加量大于物塊的重力勢能的減少量

D.物塊從靜止上升到速度最大的過程中，繩對做的功等于的機械能增加量

二、實驗題（本大題共1小題，共15.0分）

12.在“測定電阻絲的電阻率”實驗中，所用測量儀器均已校準。待測電阻絲接入電路部分的長度為。

用螺旋測微器測量電阻絲的直徑，其中某一次測量結(jié)果如圖甲所示，其讀數(shù)應(yīng)為______該值接近多次測量的平均值。

用伏安法測電阻絲的電阻，實驗所用器材為：

電池組、電流表、電壓表約、滑動變阻器、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干。

為了更準確地測量電阻絲的電阻，電路設(shè)計如圖乙所示，請用筆畫線代替導(dǎo)線，在圖丙中完成實物連接。

某同學(xué)選擇滑動變阻器連入電路，開始前將滑片移至最左端。閉合開關(guān)，依次改變滑動變阻器的阻值，記錄電流表和電壓表的示數(shù)。測量時發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)開始比較小，當滑片接近最右端時，電流表示數(shù)明顯變大。造成這種現(xiàn)象的原因是______。

該同學(xué)重新選擇器材，連接電路進行實驗，記錄數(shù)據(jù)如下表。請在圖丁中描繪出圖線。

次數(shù)

測得電阻絲的阻值______保留三位有效數(shù)字。

電阻絲的電阻率表達式______用、、表示，電壓表內(nèi)阻對電阻絲電阻率的測量______填“有”“無”影響。

三、簡答題（本大題共4小題，共41.0分）

13.年月日，搭載神舟十六號載人飛船的三名宇航員成功進入中國空間站。若空間站繞地球做周期為的勻速圓周運動，地球表面的重力加速度為，引力常量為，地球半徑為，忽略地球自轉(zhuǎn)的影響，求：

地球密度；

中國空間站的軌道半徑。

14.現(xiàn)有一微型電機，電機參數(shù)如表所示，一同學(xué)用此電機按圖所示電路圖組裝工作電路。已知電源電動勢為，內(nèi)阻為，求：

電機內(nèi)阻；

保證電機以額定功率工作時的阻值。

微型直流電機參數(shù)

額定輸出功率

額定電壓

額定電流

15.如圖所示，在平面直角坐標系第一象限存在豎直向下的勻強電場，場強大小為；第二象限和第三象限存在水平向右的勻強電場，場強大小也為；第四象限存在豎直向上的勻強電場，場強大小為。一質(zhì)量為、電荷量為的正離子從點靜止釋放，點位置坐標為。不計該離子的重力，求：

離子第一次通過軸時的速度大??；

離子第一次通過軸時的位置坐標；

離子第六次通過軸時離點的水平距離。

16.如圖甲所示，一條長為的剛性輕繩跨過定滑輪，點為定滑輪最上面的端點。輕繩的兩端各系一個小球和，球質(zhì)量為，球的質(zhì)量為。球起初被鎖定在地面上，球離地的高度為?，F(xiàn)對小球施加一外力作用使其緩慢上移，繩逐漸從豎直狀態(tài)調(diào)整為水平狀態(tài)，運動過程輕繩始終處于繃緊狀態(tài)。已知當?shù)刂亓铀俣葹椋ɑ嗁|(zhì)量、滑輪大小及各種阻力忽略不計。

如圖乙所示，當繩與豎直方向夾角為時，力和繩垂直，求外力的大??；

當繩處于水平狀態(tài)時，撤去外力，小球從靜止開始向下擺動。求小球在豎直方向速度達到最大時其下降的高度；

如圖丙所示，現(xiàn)將球套在水平光滑細桿上，解除球鎖定的同時，對球施加方向向右、大小為的水平恒力作用。此后，球從靜止開始向右運動，球始終保持豎直向上運動。求球向右移動距離為時，球的速度大小。

答案和解析

1.【答案】

【解析】解：卡文迪什通過扭秤實驗測得了萬有引力常量，故A錯誤；

B.安培提出了分子電流假說，故B正確；

C.密立根最早通過油滴實驗測出了元電荷的電荷量，故C錯誤；

D.法拉第首先提出了電場的概念，電流的磁效應(yīng)是奧斯特發(fā)現(xiàn)的，故D錯誤。

故選：。

根據(jù)萬有引力定律、分子電流假說、元電荷和電流磁效應(yīng)的發(fā)展史解答即可。

解題關(guān)鍵是掌握基礎(chǔ)的物理學(xué)史，注重日常學(xué)習(xí)的積累。屬于基礎(chǔ)題。

2.【答案】

【解析】解：第一宇宙速度是所有環(huán)繞地球做圓周運動的衛(wèi)星的最大速度，故A正確；

B.同步軌道衛(wèi)星在繞地做勻速圓周運動，不是處于平衡狀態(tài)，故B錯誤；

C.低軌道衛(wèi)星繞地運行時所受地球引力大小不變，但是方向不斷變化，故C錯誤；

D.根據(jù)萬有引力提供向心力

可得

低軌道衛(wèi)星的向心加速度大于同步軌道衛(wèi)星的向心加速度，故D錯誤。

故選：。

第一宇宙速度是所有環(huán)繞地球做圓周運動的衛(wèi)星的最大速度；

勻速圓周運動受力不平衡；

力是矢量，分析時注意方向變化；

根據(jù)萬有引力提供向心力，分析向心加速度大小。

本題考查學(xué)生對第一宇宙速度特征、平衡狀態(tài)、力的矢量性的掌握，其中萬有引力提供向心力解答向心力大小問題是典型題。

3.【答案】

【解析】解：根據(jù)打點計時器的工作原理電火花打點計時器的工作電壓為交流電，故A錯誤；

B.手提紙帶上端，先啟動打點計時器再釋放紙帶，故B錯誤；

C.實驗中并非一定選取開始速度為零的點，選取點跡比較清晰部分的紙帶進行測量即可完成實驗，故C正確；

D.如果用公式計算重物的速度，相當于默認重物做自由落體運動，而自由落體運動一定遵守機械能守恒定律，失去了驗證的目的，故D錯誤。

故選：。

根據(jù)實驗原理分析出工作電壓并掌握正確的實驗操作；某條紙帶開頭的點跡不清晰，也可以通過點跡清晰的部分驗證機械能守恒定律；正確理解重物速度的計算公式。

本題主要考查了機械能守恒定律的驗證實驗，根據(jù)實驗原理掌握正確的實驗操作，結(jié)合機械能守恒定律即可完成分析。

4.【答案】

【解析】解：、根據(jù)安培定則可知，直導(dǎo)線右側(cè)磁場垂直紙面向里，則線框內(nèi)磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向里，故A錯誤；

B、將線框向右平移，磁場減弱，穿過線框的磁感線條數(shù)減少，則框中磁通量減小，故B錯誤；

C、電流增大過程中，直導(dǎo)線周圍產(chǎn)生的磁場增強，穿過導(dǎo)線框的磁通量增加，則框中有感應(yīng)電流，故C錯誤；

D、以導(dǎo)線為軸，順時針轉(zhuǎn)動線框，穿過導(dǎo)線框的磁通量不變，則框中無感應(yīng)電流，故D正確。

故選：。

根據(jù)安培定則判斷磁感應(yīng)強度方向，根據(jù)磁感線條件分析穿過線框磁通量變化情況，根據(jù)磁通量有無變化，判斷線框有無感應(yīng)電流。

解決本題的關(guān)鍵要掌握安培定則和產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，而磁通量可根據(jù)磁感線的條數(shù)來分析。

5.【答案】

【解析】解：、以點所在位置的水平面為參考平面，根據(jù)重力勢能的計算式可得小物塊在點的重力勢能為，小物塊在點的重力勢能為，重力勢能的變化量為，故AD錯誤；

、小物塊下滑到點過程中，只有重力做功，小物塊的機械能守恒，初始時機械能為零，故小物塊在點的機械能為零，故C正確，B錯誤。

故選：。

根據(jù)重力勢能的計算公式求解重力勢能大小；對照機械能守恒的條件分析小物塊的機械能是否守恒；小物塊從到運動過程中機械能守恒，小物塊在點的機械能等于小物塊在點的機械能；根據(jù)初末位置高度差求重力勢能的變化量。

本題主要考查機械能守恒定律。要知道機械能的守恒條件是只有重力或彈力做功，知道重力勢能的大小與參考平面的選取有關(guān)，當物體在參考平面下方時，重力勢能是負的。

6.【答案】

【解析】解：根據(jù)題意，阻力的大小為：

為常數(shù)

勻速飛行時，客機處于平衡狀態(tài)，則牽引力與阻力大小相等，以馬赫飛行時

以馬赫的速度勻速水平飛行時，發(fā)動機的功率為

，故D正確，ABC錯誤；

故選：。

根據(jù)阻力的計算公式，結(jié)合功率的表達式聯(lián)立等式得出發(fā)動機的功率。

本題主要考查了功率的相關(guān)應(yīng)用，理解空氣阻力的計算公式，結(jié)合功率的表達式和客機的平衡狀態(tài)即可完成分析，整體難度不大。

7.【答案】

【解析】解：恒定電流沿方向通過時，根據(jù)電阻定律得：

樣品兩端電壓大小，由歐姆定律得：

恒定電流沿方向通過時，根據(jù)電阻定律得：

樣品兩端電壓大小，由歐姆定律得：

聯(lián)立解得：

，故A正確，BCD錯誤。

故選：。

根據(jù)電阻定律，結(jié)合題中的連接方式，分清不同連接方式下的長和橫截面積，求出電阻表達式，再根據(jù)歐姆定律電壓表達式，聯(lián)立求解樣品兩端電壓大小。

本題考查電阻定律和歐姆定律的應(yīng)用，注意分清在不同接法下的長度和橫截面積的大小，代入數(shù)據(jù)運算即可。

8.【答案】

【解析】解：根據(jù)曲線運動的知識可知，電子所受電場力指向運動軌跡的凹側(cè)，且沿電場線的切線方向，則電子在點所受電場力方向如圖所示；由于電子帶負電，則電場方向與電場力方向相反，可確定電場方向如圖；等勢面和電場線處處垂直，作出過、兩點的等勢面如圖所示。

由于沿電場線方向電勢降低，所以，故A錯誤；

B.由于點所處位置電場線較密，而電場線的疏密程度表示場強的大小，所以，根據(jù)牛頓第二定律可知

由此可分析出，故B錯誤；

電子在某點的電勢能為，由于，且電子帶負電，所以電子在點時的電勢能比在點時的電勢能??；根據(jù)能量守恒定律可知，電子在點時的動能比在點時的動能大，則電子在點時的速度比在點時的速度大，故C正確，D錯誤。

故選：。

根據(jù)曲線運動的知識得出電場力的方向，結(jié)合電子的電性得出場強的方向，從而分析出不同位置點的電勢高低；

根據(jù)電場線的疏密程度得出場強的大小關(guān)系，結(jié)合牛頓第二定律得出加速度的大小關(guān)系；

根據(jù)電勢能的表達式結(jié)合功能關(guān)系分析出電子在不同位置的動能和電勢能的大小關(guān)系，進而分析出速度的大小關(guān)系。

本題主要考查了帶電粒子在電場中的運動，能根據(jù)電場線分析出場強的大小和方向，結(jié)合牛頓第二定律和功能關(guān)系即可完成解答。

9.【答案】

【解析】解：、根據(jù)，將電容器右側(cè)極板右移，則增大，電容器的電容變小，故A錯誤；

B、僅增大的阻值，兩端電壓變大，兩端電壓變小，電容器與并聯(lián)，電壓相等，故電壓也變小，電容不變，根據(jù)，電容器的帶電量變小，故B錯誤；

C、電容器兩端的電壓等于兩端電壓，僅增大的阻值，電容器兩端的電壓不變，故C錯誤；

D、刀雙擲開關(guān)接位置電容器右極板與電源正極相連，刀雙擲開關(guān)接位置電容器右極板與電源負極相連，開關(guān)從打到過程中，中電流方向向右，故D正確。

故選：。

本題根據(jù)平行板電容器的決定式，判斷電容的變化，根據(jù)串并聯(lián)關(guān)系判斷電壓的變化，結(jié)合電容的變化，就可以判斷電量的變化。

解答本題的關(guān)鍵是掌握電容器的電壓的變化情況，結(jié)合平行板電容器的決定式解答，注意電容器和哪部分電路并聯(lián)，電壓等于哪部分電壓。

10.【答案】

【解析】解：帶負電小球過程中受引力向右，過點后引力向左，在點，所以點加速度為，故A錯誤；

B.在運動過程中，靜電力的方向和位移方向先相同后相反，則電場力先做正功后做負功，因此速度先增大后減小，故B錯誤；

C.在連線上距離兩正電荷越遠的位置電勢越低，點電勢最高，則從到點電勢先增大后減小，故C正確；

D.根據(jù)上述分析可知，從到，庫侖力做正功時，動能增加，減少，從到庫侖力做負功時，動能減小，增加，所以先減小后增大，故D錯誤。

故選：。

根據(jù)小球的受力特點得出其加速度的變化趨勢；

根據(jù)電場力和位移的方向，分析出電場力的做功特點，從而得出速度的變化趨勢，結(jié)合功能關(guān)系得出電勢能的變化趨勢；

根據(jù)距離的變化和點電荷的電性分析出電勢的變化趨勢。

本題主要考查了點電荷的電場特點，熟悉等量同種正電荷周圍的場強特點，結(jié)合功能關(guān)系和圖像的物理意義即可完成分析。

11.【答案】

【解析】解：設(shè)靜止時彈簧彈力為，由共點力平衡條件得：

解得：

物塊剛掛上時，的加速度為，對整體，由牛頓第二定律得：

解得：，故A錯誤；

B.當、組成的系統(tǒng)受力平衡時，速度最大，則

解得：

此時，彈簧伸長量與靜止時壓縮量相等，即彈性勢能相等，設(shè)物塊的最大速度為，物塊從靜止上升到速度最大的過程中，整體的機械能守恒，由機械能守恒定律得：

聯(lián)立解得：，故B錯誤；

C.物塊從靜止上升到最高點過程中，兩物塊速度為零，系統(tǒng)機械能守恒，由機械能守恒定律知彈性勢能的增加量與重力勢能的增加量之和等于重力勢能減少量，則彈性勢能的增加量小于物塊的重力勢能的減少量，故C錯誤；

D.物塊從靜止上升到速度最大的過程中，彈簧對做功為零，則繩對做的功等于的機械能增加量，故D正確。

故選：。

物塊剛開始運動時，以和組成的整體為研究對象，由牛頓第二定律列式可求解加速度；物塊處于靜止時，彈簧受到的壓力等于的重力沿斜面向下的分力，由平衡條件和胡克定律求出彈簧的壓縮量，當?shù)募铀俣葹榱銜r，速度達到最大，由系統(tǒng)的機械能守恒定律可以求出最大速度；根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒分析物塊從靜止上升到最高點過程中，彈性勢能增加量與物塊的重力勢能減少量的關(guān)系；根據(jù)功能關(guān)系分析物塊從靜止上升到速度最大的過程中，繩對做的功與的機械能增加量的關(guān)系。

本題考查牛頓第二定律的應(yīng)用及機械能守恒定律；要分析清楚物體的運動過程，應(yīng)用牛頓第二定律與機械能守恒定律可以正確解題。此題需要注意速度最大時彈簧伸長量與靜止時壓縮量相等這一條件的運用，可以充分體現(xiàn)了學(xué)生的探究發(fā)現(xiàn)能力。

12.【答案】滑動變阻器左端與電源斷開無

【解析】解：螺旋測微器的最小分度值為，讀數(shù)為

如圖

滑片在做左端時電流較小，說明電阻較大；在右端時電流較大，說明電阻較小。是因為滑動變阻器左端與電源斷開，導(dǎo)致滑動變阻器限流式接入電路。

如圖

測得電阻絲的阻值為

電阻絲的電阻率表達式為

由于電流表內(nèi)阻已知，可求出電流表分壓，可測出電阻絲電流和電壓的真實值，則電壓表內(nèi)阻對電阻絲電阻率的測量沒有影響。

故答案為：；；滑動變阻器左端與電源斷開；；；，無。

先確定螺旋測微器的最小分度值再讀數(shù)；

根據(jù)電路圖連接實物圖；

由電流表示數(shù)明顯變大分析電壓變化，確定故障原因；

根據(jù)表格中數(shù)據(jù)在坐標系中描點連線畫出圖像；

根據(jù)圖像斜率計算電阻阻值；

根據(jù)電阻定律和幾何知識推導(dǎo)；分析電壓表內(nèi)阻對測量電路的影響。

本題關(guān)鍵掌握實驗原理、掌握利用圖像處理數(shù)據(jù)。

13.【答案】解：在地表附近，根據(jù)萬有引力等于重力，地球質(zhì)量

密度

根據(jù)萬有引力提供向心力

可得空間站的軌道半徑

答：地球密度；中國空間站的軌道半徑。

【解析】在地表附近，根據(jù)萬有引力等于重力，求質(zhì)量，再求密度；

根據(jù)萬有引力提供向心力，求軌道半徑。

本題解題關(guān)鍵是掌握在地表附近，萬有引力等于重力，星球上空的衛(wèi)星萬有引力提供向心力。

14.【答案】解：根據(jù)功率之間的關(guān)系可得：

代入數(shù)據(jù)得：

解得電機內(nèi)阻為：

干路電流為

的電流為

的阻值為

答：電機內(nèi)阻為；

保證電機以額定功率工作時的阻值為。

【解析】根據(jù)電動機工作時的功率關(guān)系求解電機的內(nèi)阻；

根據(jù)閉合電路歐姆定律求得電阻的阻值。

本題主要考查了閉合電路的歐姆定律，熟悉電路構(gòu)造的分析，結(jié)合功率的計算公式和歐姆定律即可完成分析。

15.【答案】解：根據(jù)動能定理和

解得離子第一次通過軸時的速度大小為

離子在第一象限做類平拋