2023-2024學(xué)年江蘇省無錫市錫山高級中學(xué)高一（下）期末物理試卷（選修）（含解析）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2023-2024學(xué)年江蘇省無錫市錫山高級中學(xué)高一（下）期末物理試卷（選修）一、單選題：本大題共10小題，共40分。1.如圖所示，小車停在光滑的桌面上，車上固定一個(gè)用膠塞塞住封口的試管。試管內(nèi)充滿空氣，用車上的酒精燈加熱試管尾端。當(dāng)試管內(nèi)的空氣達(dá)到一定溫度時(shí)，膠塞從試管口噴出，以整個(gè)裝置為系統(tǒng)，下列說法正確的是(

)A.水平方向動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒 B.水平方向動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒

C.水平方向動(dòng)量不守恒，機(jī)械能守恒 D.水平方向動(dòng)量不守恒，機(jī)械能不守恒2.在靜電場中有a、b兩點(diǎn)，試探電荷在兩點(diǎn)的靜電力F與電荷量q滿足如圖所示的關(guān)系，請問a、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小關(guān)系是(

)A.Ea=Eb

B.Ea=23.“電測井”技術(shù)，用鉆頭在地上鉆孔，在鉆孔中進(jìn)行電特性測量，可以反映地下的有關(guān)情況。一鉆孔如圖所示，其形狀為圓柱狀，半徑為r=10cm，設(shè)里面充滿某濃度均勻的鹽水，其電阻率ρ=0.314Ω?m，現(xiàn)在鉆孔的上表面和底部加上電壓，測得U=75V，I=50mA，則該鉆孔的深度?約為(

)A.50m

B.100m

C.120m

D.150m4.如圖電路，R3為熱敏電阻(阻值隨溫度升高而降低)其余為定值電阻。當(dāng)R3所在處出現(xiàn)火情時(shí)，以下說法正確的是(

)A.電壓表示數(shù)不變

B.電壓表示數(shù)變大

C.電流表示數(shù)變小

D.電流表示數(shù)變大5.如圖1所示，用充電寶為一手機(jī)電池充電，其等效電路如圖2所示。在充電開始后的一段時(shí)間t內(nèi)，充電寶的輸出電壓U、輸出電流I可認(rèn)為是恒定不變的，設(shè)手機(jī)電池的內(nèi)阻為r，則時(shí)間t內(nèi)(

)A.手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱為U2rt B.手機(jī)的輸入功率為UI

C.充電寶產(chǎn)生的熱功率為I26.在短道速滑接力賽中，“接棒”運(yùn)動(dòng)員甲在“交棒”運(yùn)動(dòng)員乙前面向前滑行，追上時(shí)乙猛推甲一把，使甲獲得更大的速度向前沖出。不計(jì)阻力，則(

)A.乙對甲的沖量與甲對乙的沖量大小相等

B.甲的動(dòng)量變化一定比乙的動(dòng)量變化快

C.甲的動(dòng)量變化量與乙的動(dòng)量變化量大小不等

D.甲的速度變化量與乙的速度變化量大小相等7.如圖所示，直線A為電源a的路端電壓與電流的關(guān)系圖象；直線B為電源b的路端電壓與電流的關(guān)系圖象；直線C為一個(gè)電阻R的兩端電壓與電流的關(guān)系圖象。如果將這個(gè)電阻R分別接到a、b兩電源上，那么有(

)A.R接電源a和電源b，R上分得的電壓相等

B.R接電源a和電源b，R上流經(jīng)的電流相等

C.R接到電源a上，電源的輸出功率較小

D.R接到電源b上，電源的輸出功率較小8.某同學(xué)要將一量程為250μA的微安表改裝為量程為20mA的電流表。改裝后利用一標(biāo)準(zhǔn)毫安表進(jìn)行校準(zhǔn)(如圖1，虛線框內(nèi)是改裝后的電表)。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)毫安表的示數(shù)為16.0mA時(shí)，微安表的指針位置如圖2，產(chǎn)生上述問題的原因可能是(

)A.微安表串聯(lián)電阻偏大 B.微安表串聯(lián)電阻偏小

C.微安表并聯(lián)電阻偏大 D.微安表并聯(lián)電阻偏小9.某同學(xué)用內(nèi)阻Rg=200Ω、滿偏電流Ig=5mA的毫安表及相關(guān)元件制作了一個(gè)簡易歐姆表，電阻刻度值尚未標(biāo)定，電路如圖。該同學(xué)將兩表筆短接，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R使毫安表指針滿偏，再將阻值為600Ω的電阻接在兩表筆之間，此時(shí)毫安表指針位置如圖乙所示。下列說法正確的是(

)A.該電源電動(dòng)勢為3V B.該電源電動(dòng)勢為4.5V

C.刻度1mA處標(biāo)注3000Ω D.刻度1.5mA處標(biāo)注1500Ω10.莊老師、王老師喜歡比賽打水漂(圖1)。我們可以將打水漂簡化成如下理想模型(圖2)。質(zhì)量為m的彈性薄片沿傾斜方向落到足夠大水平彈性面上，碰前瞬間速度為v0，與水平方向的夾角α=30°。薄片與彈性面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2。不計(jì)空氣阻力，碰撞過程中忽略薄片重力。薄片每次碰撞前后豎直方向的速度大小保持不變，并且在運(yùn)動(dòng)過程中始終沒有旋轉(zhuǎn)。下列說法正確的是(

)

A.由于忽略薄片重力，所以薄片與水平面間的摩擦力也可忽略

B.薄片每次與水平面碰撞過程中，水平面對彈片豎直方向支持力的沖量都相同

C.薄片每次碰撞后離開水平面瞬間，速度方向與水平面間夾角仍為30°

D.薄片在與水平面多次碰撞后，最終將靜止在水平面上二、實(shí)驗(yàn)題：本大題共1小題，共16分。11.在“測量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)中，電路圖如圖1，可選用的實(shí)驗(yàn)器材有：

電壓表V1(量程3V)；電壓表V2(量程15V)；電流表A1(量程0.6A)；電流表A2(量程3A)；滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值20Ω)；滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值300Ω)；干電池；開關(guān)S；導(dǎo)線若干；

(1)選擇合適的器材：電壓表應(yīng)選______，電流表應(yīng)選______，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選______(填寫所選器材前的符號)。

(2)測得的7組數(shù)據(jù)已標(biāo)在如圖2所示U?I坐標(biāo)系上，用作圖法求干電池的電動(dòng)勢E=______V和內(nèi)阻r=______Ω。(注意縱坐標(biāo)未從0開始)

(3)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組用不同的電池完成了上述的實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)各電池電動(dòng)勢相同，只是內(nèi)阻有差異。同學(xué)們選擇了內(nèi)阻差異較大的甲、乙兩個(gè)電池進(jìn)一步探究電池的內(nèi)阻熱功率P隨路端電壓U變化的關(guān)系，畫出了圖3所示的P?U圖像。已知甲電池組的內(nèi)阻較大，則下列各圖中可能正確的是______。

(4)按照圖1的測量方法，某同學(xué)利用圖像分析由電表內(nèi)電阻引起的實(shí)驗(yàn)誤差。在圖4中，實(shí)線是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖得到的U?I圖像；虛線是該電源的路端電壓U隨電流I變化的U?I圖像(沒有電表內(nèi)電阻影響的理想情況)。下列圖像中哪一個(gè)是該實(shí)驗(yàn)的分析______。

(5)圖4中虛線U(I)的函數(shù)解析式是U=?r?I+E，如果考慮電表內(nèi)阻影響，圖4實(shí)線U(I)的函數(shù)解析式是U=______三、計(jì)算題：本大題共4小題，共44分。12.測量元電荷電量大小的裝置如圖，在真空容器中有正對的兩平行金屬板A和B，兩板與外部電路連接，兩板相距d。外部電路電源電動(dòng)勢為ε，內(nèi)阻為r，保護(hù)電阻R0，電阻箱阻值調(diào)為R，現(xiàn)閉合開關(guān)S1、S2，穩(wěn)定后求：

(1)AB兩板間的電壓；

(2)從顯微鏡發(fā)現(xiàn)，一個(gè)質(zhì)量為m的油滴在兩板中間處于靜止?fàn)顟B(tài)，該油滴所帶電量。(重力加速度為13.在平靜的水面上漂浮著一塊質(zhì)量M=150g的帶有支架的木板，木板左邊的支架上靜靜地蹲著一只質(zhì)量為m=50g的青蛙，支架高為?=20cm，支架右方的水平木板長s=120cm，突然青蛙向右水平跳出。水的阻力不計(jì)，g=10m/s2。

(1)如果青蛙相對地面跳出的初速度是0.3m/s，則木板后退的速度是多大？

(2)如果青蛙水平跳出恰好入水，則對地跳出的初速度至少為多少？14.如圖1，豎直平面內(nèi)A、B兩點(diǎn)分別固定有一對等量同種點(diǎn)電荷，電荷量均為Q(Q>0)。A、B、M、N四點(diǎn)距O點(diǎn)的距離均為2L，以O(shè)為原點(diǎn)，豎直向上為正方向建立x軸。若取無窮遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn)，則OM上的電勢ψ隨位置x的變化關(guān)系如圖2所示(k為靜電力常量)。一電荷量為Q(Q>0)質(zhì)量為m的小球S以一定初動(dòng)能從M點(diǎn)豎直下落，一段時(shí)間后經(jīng)過N點(diǎn)。求：

(1)小球S從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的過程中，MO間的電勢差和電場力做的功；

(2)小球S從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到x=L2處，動(dòng)能的變化量；

(3)小球在OM段運(yùn)動(dòng)的加速度大小a隨位置x的變化關(guān)系如圖3所示(g為重力加速度大小)。為保證小球S能運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，小球S從M15.智能手機(jī)內(nèi)置加速度傳感器，管老師將平放的手機(jī)從一定高度處自由下落到床墊上，“p?yp?ox”APP(圖1)顯示手機(jī)下落過程中的加速度隨時(shí)間變化的圖像如圖2，已知手機(jī)的質(zhì)量為0.2kg，忽略空氣阻力，自由落體加速度g=10m/s2，求：

(1)手機(jī)剛接觸床墊時(shí)的速度大??；

(2)床墊對手機(jī)的最大彈力；

(3)手機(jī)第一次與床墊碰撞過程中，床墊對手機(jī)的沖量大小以及該過程損失的能量；

(4)如圖3，有一彈性小球，手機(jī)質(zhì)量是它的100倍，將其置于手機(jī)上方(間距很小)，一起從原來的高度自由下落，手機(jī)第一次從床墊反彈恰好離開床墊時(shí)，彈性小球剛好與手機(jī)發(fā)生彈性碰撞，求彈性小球彈起的高度比釋放時(shí)高了多少米？

注意：本題進(jìn)行了適當(dāng)簡化與理想化，可能用到的計(jì)算：

1962=38416

3922=153664

380101=3.76答案解析1.B

【解析】解：以整個(gè)裝置為系統(tǒng)，水平方向的合外力為0，所以水平方向系統(tǒng)動(dòng)量守恒，膠塞從試管口噴出，氣體對外做功，內(nèi)能減少，系統(tǒng)的機(jī)械能增加，所以機(jī)械能不守恒，故ACD錯(cuò)誤，B正確。

故選：B。

系統(tǒng)動(dòng)量守恒的條件是不受外力或所受的外力之和為零，根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)能和勢能之和是否保持不變，判斷系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒。

解決本題的關(guān)鍵掌握系統(tǒng)動(dòng)量守恒的條件，以及知道當(dāng)系統(tǒng)只有動(dòng)能和勢能之間相互轉(zhuǎn)化時(shí)，系統(tǒng)機(jī)械能守恒。2.D

【解析】解：根據(jù)電場力的計(jì)算公式F=qE可知，F(xiàn)?q圖像的斜率分別表示ab兩點(diǎn)的場強(qiáng)大小，因?yàn)閳D線a的斜率大于圖線b的斜率，則Ea>Eb，根據(jù)題意無法得知場強(qiáng)的倍數(shù)關(guān)系，故D正確，ABC錯(cuò)誤。

故選：D。3.D

【解析】解：鹽水的電阻為R=UI=7550×10?3Ω=1500Ω，根據(jù)電阻定律有R=ρ?πr2，其中r=10cm=0.1m，代入數(shù)據(jù)解得?=150m，故4.C

【解析】解：R3所處環(huán)境溫度升高所以阻值減小，根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，電路的總電阻減小，根據(jù)歐姆定律I=ER總，可知總電流增大，根據(jù)閉合電路的歐姆定律E=U外+Ir可得U外減小，所以電壓表示數(shù)減小，電流增大，所以R1兩端電壓增大，所以R2所在支路兩端電壓減小，所以電流表示數(shù)減小，故C正確，ABD5.B

【解析】解：A、手機(jī)電池不是純電阻，所以電路中的電流I≠Ur，手機(jī)電池產(chǎn)生的焦耳熱為Q=I2rt，故A錯(cuò)誤；

B、手機(jī)的輸入功率為P=UI，故B正確；

C、因?yàn)椴恢莱潆妼毜膬?nèi)阻，所以充電寶的熱功率不能計(jì)算，I2r是手機(jī)電池的熱功率，故C錯(cuò)誤；

D、手機(jī)電池消耗的電能為UIt，一部分用來發(fā)熱，一部分轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來，所以手機(jī)電池儲(chǔ)存的化學(xué)能為小于UIt，故D錯(cuò)誤。

故選：B6.A

【解析】解：A.因?yàn)闆_量是矢量，甲對乙的作用力與乙對甲的作用力大小相等、方向相反，由沖量的定義I=Ft分析可知，甲對乙的沖量與乙對甲的沖量大小相等，故A正確；

B.動(dòng)量變化率大小為F，即動(dòng)量的變化率大小為二者的相互作用力，大小相等，由于系統(tǒng)動(dòng)量守恒，所以甲的動(dòng)量變化與乙的動(dòng)量變化一樣快，故B錯(cuò)誤；

C.由I=Δp知即甲、乙的動(dòng)量變化一定大小相等，方向相反，故C錯(cuò)誤；

D.由Δp=mΔv，可知由于甲、乙的質(zhì)量大小關(guān)系未知，所以甲的速度變化量與乙的速度變化量大小不一定相等，故D錯(cuò)誤。

故選：A。

根據(jù)沖量的定義I=Ft分析沖量關(guān)系。忽略運(yùn)動(dòng)員與冰面間在水平方向上的相互作用，甲乙系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律分析動(dòng)量變化的關(guān)系。

本題要明確運(yùn)動(dòng)員間的相互作用力的沖量等于對方的動(dòng)量變化，又有作用時(shí)間相同，相互作用力等大、反向，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)員組成的系統(tǒng)總動(dòng)量守恒。7.C

【解析】解：AB、根據(jù)I?U圖像可以看出，R接到電源a和電源b上時(shí)，通過R的電流不相等，且R上分得的電壓也不相等，故AB錯(cuò)誤；

CD、U?I圖像與坐標(biāo)軸所圍圖形的面積表示電源的輸出功率，由圖可知，R接到電源a上時(shí)，圖像和坐標(biāo)軸所圍的面積較小，即R接到電源a上時(shí)，電源的輸出功率較小，故C正確，D錯(cuò)誤。

故選：C。

直接根據(jù)圖像可以讀出R上經(jīng)過的電流以及R上所分得的電壓；根據(jù)U?I圖像所包圍的面積表示電源的輸出功率分析。

理解電阻的U?I圖像與電源的U?I圖像的交點(diǎn)所代表的物理意義，以及圖像與坐標(biāo)軸所圍的面積表示電源的輸出功率是解題的基礎(chǔ)。8.D

【解析】解：電流表擴(kuò)大量程，需要給微安表并聯(lián)一個(gè)電阻，改裝后的電流表的讀數(shù)為

I=2050×32.0mA=12.8mA<16.0mA

則讀數(shù)偏小，說明微安表分得的電流偏小，則并聯(lián)的電阻偏小了，故D正確，ABC錯(cuò)誤。

故選：D。

9.B

【解析】解：AB.滿偏時(shí)Ig=ER內(nèi)，將阻值為RX=600Ω的電阻接在兩表筆之間時(shí)讀數(shù)為I=3mA，則I=ER內(nèi)+Rx，解得E=4.5V，R內(nèi)=900Ω，故A錯(cuò)誤，B正確；

C.刻度1mA處，根據(jù)I=ER內(nèi)+Rx1，可得RX1=3600Ω，即刻度1mA處標(biāo)注3600Ω，故C錯(cuò)誤；

D.刻度1.5mA10.B

【解析】解：A、水平方向，薄片受到水平面的摩擦力做減速運(yùn)動(dòng)，薄片與水平面間的摩擦力不可忽略，故A錯(cuò)誤；

BD、薄片每次與水平面碰撞過程中，豎直方向速度大小不變，以豎直向上為正方向，根據(jù)動(dòng)量定理有

IF=FNt=2mv0sin30°=mv0

故薄片每次與水平面碰撞過程中，水平面對薄片豎直方向支持力的沖量都相等，水平方向有

?μFNt=mΔvx

整理上式解得Δvx=?0.2v0

可知每次與水平面碰撞一次后，水平方向動(dòng)量減小0.2mv0，薄片與水平面多次碰撞后水平方向動(dòng)量減為零，即水平方向位移將不再增加，薄片將在豎直方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，故B正確，D錯(cuò)誤；11.V1

A1

R1

1.50

1.04

B

A

?【解析】解：(1)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢大約1.5V，電壓表應(yīng)選擇量程為0～3V的V1。

一節(jié)干電池的內(nèi)阻大約1Ω，為了精確測量電路中電流，電流表應(yīng)選擇量程為0～0.6A的A1。

電路中的最大電阻約為R=EIg=1.50.6Ω=2.5Ω，為了便于調(diào)節(jié)電路，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇最大阻值與2.5Ω相差不多的R1。

(2)根據(jù)圖中的點(diǎn)跡作圖如下：

根據(jù)閉合電路歐姆定律得：U=E?Ir

根據(jù)U?I圖像的縱截距可知干電池的電動(dòng)勢：E=1.50V

根據(jù)U?I圖像的斜率可知干電池的內(nèi)阻：r=1.50?1.000.48Ω≈1.04Ω

(3)由焦耳定律可得電源內(nèi)阻熱功率為：P=I2r=(E?Ur)2r=U2r?2UEr+E2r

P與U為二次函數(shù)關(guān)系，圖像的開口向上的拋物線的一部分，由于電動(dòng)勢相同，當(dāng)U=0時(shí)，縱軸截距為E2r，內(nèi)阻越大，縱截距越小，已知甲電池組的內(nèi)阻較大，則甲的縱軸截距較小，故B正確，ACD錯(cuò)誤。

故選：B。

(4)圖1的實(shí)驗(yàn)誤差來自于電壓表的分流作用，當(dāng)電壓表示數(shù)為零時(shí)無電流通過電壓表，此時(shí)測量值等于真實(shí)值，電壓表的示數(shù)越大，實(shí)際流過外電路的電流與理論上流過外電路電流的差值越大，故對應(yīng)圖4的U?I圖像是A，故A正確，BCD錯(cuò)誤。

故選：A。

(5)由閉合電路歐姆定律可得：E=U+(I+IV)r=U+(I+URV)r

解得：U=?RVr12.解：(1)設(shè)AB兩板間電壓為U，電路中的電流為I，根據(jù)閉合電路的歐姆定律有

I=?R+r+R0

U=IR

解得U=?RR+r+R0

(2)設(shè)油滴所帶電荷量為q，根據(jù)平衡條件有

mg=qUd

解得：q=mgd(R+r+R0)?R【解析】(1)根據(jù)閉合電路的歐姆定律計(jì)算即可；

(2)根據(jù)平衡條件計(jì)算。

本題考查了閉合電路的歐姆定律，平衡條件，難度不大，基礎(chǔ)題。13.解：(1)對青蛙和木板組成的系統(tǒng)，在水平方向上動(dòng)量守恒，規(guī)定青蛙水平向右的初速度v1=0.3m/s的方向?yàn)檎较?，設(shè)木板速度為v2，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有

mv1+Mv2=0，代入數(shù)據(jù)解得v2=?0.1m/s，負(fù)號表示向左后退；

(2)如果青蛙水平跳出恰好入水，設(shè)青蛙的對地跳出初速度為v3，木板對地速度為v4，根據(jù)動(dòng)量守恒有mv3+Mv4=0，兩邊同時(shí)乘以時(shí)間t，變形為mL3【解析】(1)根據(jù)水平方向上動(dòng)量守恒定律列式求解；

(2)根據(jù)水平方向上動(dòng)量守恒推導(dǎo)變形式，結(jié)合路程的幾何關(guān)系以及利用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律列式聯(lián)立解答。

考查人船模型和平拋運(yùn)動(dòng)問題，要學(xué)會(huì)找出其中的幾何關(guān)系并列式聯(lián)立解答。14.解：(1)小球S從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的過程中，MO間的電勢差：UMO=φM?φO=kQL?2kQL=(1?2)kQL，電場力做的功W=UMQQ=(1?2)kQ2L；

(2)小球S從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到x=L2處，根據(jù)動(dòng)能定理有：mg(2L?L2)+UQ=ΔEk，其中U=kQL?4kQ3L=?kQ3L，聯(lián)立解得：ΔEk=22?12mgL?kO23L；【解析】(1)根據(jù)φ?x圖像得到MO間的電勢差，再根據(jù)W=Uq計(jì)算電場力做的功；

(2)小球S從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到x=L2處，小球受重力和電場力，根據(jù)動(dòng)能定理列式求解動(dòng)能的變化