江苏省2020-2021学年高一物理下学期期末模拟试题三

江苏省苏州市苏州高新区第一中学2020-2021学年高一物理下学

期期末模拟试题（三）

一、单选题（本大题共11小题，共44.0分）

1.如图所示，虚线a、6、c代表电场中的三个等势面，相邻

等势面之间的电势差相等，即［/2=〃％,实线为一带负

电的质点仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹，

P、。是这条轨迹上的两点，据此可知：

A.三个等势面中，a点电势最高

B.带电质点通过一点的电势能比。点小

C.带电质点通过尸点的动能比0点大

D.带电质点通过尸点时的加速度比0点小

2.如图所示，虚线1邠下方存在着方向水平向左、范围足够大的匀强电场，场强E=誓,

4q

46为绝缘光滑且固定的四分之一圆弧轨道，轨道半径为兄。为圆心，8位于。点

正下方。一质量为勿、电荷量为9的带正电小球，从4点由静止释放进入轨道。空

气阻力不计，下列说法正确的是（）

A.小球在运动过程中机械能守恒

B.小球不能到达6点

C.小球沿轨道运动的过程中，对轨道的压力一直增大

D.小球沿轨道运动的过程中，动能的最大值为\mgR

3.从地面竖直向上抛出•物体，物体在运动过程中除受到

重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反

的外力作用。距地面高度方在30以内时，物体上升、

下落过程中动能&随人的变化如图所示。重力加速度取

10m/s2«该物体的质量为（）

A.2kg

B.1.5kg

C.\kg

D.0.5kg

4.如图所示，A8CD为一正方形，M、N、只。分别为正方形四（：,-----------

条边的中点，空间存在与正方形平面平行且范围足够大的匀

强电场。已知质子由A点运动到8点电场力做功为一103、

质子由4点运动到C点电场力做功为一20eX则下列说法正〃

确的是（）

A.电场强度的方向应由4指向C

B.质子由。点运动到N点的过程中，电场力不做功

C.电子由M点运动到1点的过程中，电子的电势能增加15e，

D.电子由占点运动到〃点的过程中，电场力做功10e『

5.如图所示为某一点电荷产生的电场中的7条电场线，电

场线的分布关于y轴对称，。是坐标原点，材、N、P、Q

是以。为圆心的一个圆周上的4个点，其中以N两点在

y轴上，。点在x轴上，尸点在第5条电场线上，则下列

说法正确的是（）

A.〃点的电势和夕点的电势相等

B.将一正点电荷由材点移到P点，电势能减小

C.将一负点电荷由川点分别移到0点和P点,电场力做功WNQ<印取

D.0点的电场强度小于"点的电场强度

6.如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一彳^W\M<\A/WW47r

端与小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于。万1

点（图中未标出卜物块的质量为勿，AB=a,物块与桌面间的动摩擦因数为〃。现

用水平向右的力将物块从。点拉至4点，拉力做的功为也撤去拉力后物块由静止

向左运动，经。点到达8点时速度为零，重力加速度为g。则上述过程中（）

2

A.物块在｛点时弹簧的弹性势能等于在6点时弹性势能

B.物块在〃点时动能最大

C.物块在夕点时，弹簧的弹性势能大于W-^fimga

D.经过。点时，物块的动能小于W-nmga

7.一个带电粒子在电场中4点具有80e『的电势能，当它由力运动到6克服电场力做

功30e，，贝火）

A.电子在6点的电势能是50e/B.电子的电势能增加了30e『

C.8点的电势为110MD.6点的电势为T10U

8.一质量为明的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时fS.

I

间大的关系图象如图所示。乘客所受支持力的大小用/

I7H.

F酒示，速度大小用P表示。重力加速度大小为g。

以下判断正确的是（）hLt

A.0〜h时间内，P增大，FN>mg

B.I]〜t2时间内，v减小'FN<mg

C.t2〜13时间内，P增大，FN<mg

〜今时间内，【/减小，

D.t2FN>mg

9.如图所示用电压表和电流表测电阻，a为待测电阻,如果电压表的读数是3.50V-

电流表的读数是lO.OmA电压表的内阻是L50kC，电流表的内阻是10C，那么R,

的精确值为（）

0-----

A.4570B.350nC.360nD.1200c

凡

10.如图所示，

Hi=2QR2==10n>R3=10/，s两—匚=

端接在电压恒定的电源上,则（）

A.S断开时，&与A2的电压之比为1：5

B.S闭合时，通过飞与R2的电流之比为5：1

C.S闭合时，％与&两端的电压之比为1：5

D.S断开与闭合两种情况下，电阻&两端的电压之比为2：1

11.如图所示，直线I、II分别是电源1与电源2的路

端电压随输出电流变化的特性图线，曲线HI是一个

小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡先后分别

与电源1和电源2单独连接时，则下列说法不正确

的是（）

A.在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1:2

B.在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1:2

C.电源1和电源2的内阻之比是11:7

D.电源1和电源2的电动势之比是1:1

二、实验题（本大题共2小题，共16.0分）

12.如图1所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落,

利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验。

夹十。

母帝一

H3

困1

（1）已准备的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台和带夹子的重物,

此外还必需要的器材是、；

4

(2)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的；

4速度变化量与高度变化量

B.重力做功与重力势能变化量

C动能变化量与重力势能变化量

D.合外力做的功与动能变化量

(3)下列关于该实验的一些说法正确的是;

4做实验时，要先接通电源，再释放重物

笈实验中的误差主要是由于存在空气阻力和摩擦阻力引起的

C若某同学通过描绘卢—九图像研究机械能是否守恒，合理的图像应该是过原点的

一条直线，并且该直线的斜率应约为9.8

D.可以用v=gt来计算重物下落的速度

(4)安装好实验装置，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图2所示。在纸带

上选取三个连续打出的点点B、C,测得它们到起始点0的距离分别为以、逅、/。

设重锤质量为加当地重力加速度为g,打点计时器打点周期为7。为了验证此实

验过程中机械能是否守恒，应满足下面的哪个等式(用题中所给字母表示)。

22

A.8ghBT=(hc-hA)

2

B.4g=(M-h4)

2

C2ghgT=(he-hA)2

D.都不正确

13.(i)如下图1螺旋测微器读数为nun,如下图2游标卡尺读数为

__________mni.

图1图2

某表头满偏电流为1成、内阻为982/2。以下计算结果取整数

个为了将表头改装成量程为3『的电压表，需要一个阻值为。的

电阻与表头串联

为了测量一个“12K5『”的小灯泡的不同电压下的功率.某位同学测得小

灯泡的伏安特性曲线如下左图所示.某次测量时，电流表指针位置如下右图所示,

电流表读数为A,此时小灯泡的实际功率为

三、计算题(本大题共4小题，共40.0分)

14.如图所示，空间存在水平向左的匀强电场，质量为皿、电荷

量为。的带正电小球B(可为质点)用轻质绝缘细线悬挂于0

点，细线的长度为几小球静止时轻绳与竖直方向的夹角为

8=37",重力加速度为g,sin370=0.6,cos37O=0.8»

(1)求电场强度的大小；

(2)将小球缓慢拉到。点正下方，求外力需做的功。

6

15.2020年9月15日，中智行5曲/无人驾驶汽车亮相上海

5G科普活动，活动现场，中智行展示了公司最新研发的、

具有百分百自主知识产权的无人驾驶技术。在一次性能

测试中，质量m=lOOOJcg的无人驾驶汽车以恒定加速度

启动，达到额定功率后保持额定功率继续行驶，在刚好

达到最大速度时，突然发现前方有一行人要横穿马路而紧急刹车，车载速度传感器

记下了整个过程中速度随时间变化图像如图所示。已知汽车启动时所受阻力恒定，

且是汽车刹车时所受阻力的,求:

(1)该无人驾驶汽车发动机的额定功率P;

(2)汽车从启动至再次静止的整个过程中所通过的路程。

16.如图所示，。为固定的、电荷量为0的正点电荷，4、8两点在。的正

上方和。相距分别为和0.25儿将另一质量为伍带电荷量未知的点

电荷〃从/点由静止释放，运动到6点时速度正好又变为零，若此电

荷在1点处的加速度为Lg,g为重力加速度，静电力常量为在，求：

(1)此电荷所带电荷量g和在6点处的加速度;

(2)4、8两点间的电势差。

17.如图所示，在倾角为e=30,的光滑斜面切'底端固定一个被压缩且锁定的轻弹簧,

轻弹簧的上端静止放一质量m=2Ag的滑块，且滑块与斜面顶端1点相距

x=0.10m.现将弹簧解除锁定，滑块离开弹簧后经/V点离开斜面，恰水平飞上顺时

针始终匀速转动的传送带，已知传送带水平放置且足够长，传送带上端距N点所在

水平面高度为九=0.20m,滑块1与传送带间的动摩擦因数〃取10m/s2).

(1)弹簧锁定时储存的弹性势能；

(2)若传送带速度为7百m/s，求滑块飞上传送带后因摩擦产生的内能；

(3)传送带右端竖直固定半径H=0.1m的光滑半圆轨道，且轨道下端恰好与传送带

相切，为使滑块能沿半圆轨道运动而不脱离半圆轨道，求传送带速度应当满足的条

8

答案和解析

1.【答案】A

【解析】解：/、电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带负电，因此电场线指向左

上方，沿电场线电势降低，故c等势线的电势最低，a点的电势最高，故4正确；

8、根据质点受力情况可知，从尸到0过程中电场力做正功，电势能降低，故尸点的电

势能大于0点的电势能，故8错误；

C、从一到。过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，故。点的动能小于0点的

动能，故C错误；

D、质点通过0点时的电场力比。大，则其加速度比。点大，故。错误。

故选:Ao

2.【答案】D

【解答】

4小球在运动过程中，电场力对小球做功，所以小球的机械能不守恒，故4错误；

6.假设小球通过到达6点，设小球到达6点时的速度为打。小球从4点到6点的过程，

根据动能定理得：

mgR—qER=~mvg-0

结合E=等，解得益=电装>0,所以假设成立，小球能到达占点，故8错误；

C.重力和电场力的合力即等效重力大小为F=J(mg)2+(qE)2设厂的方向与

竖直方向的夹角为a,则tana=^=],得a=37。，当厂方向与速度方向垂直时速度最

mg4

大，小球对轨道的压力最大，与单摆类比可知，小球沿轨道运动的过程中，对轨道的压

力先增大后减小，故C错误；

〃当等效重力尸的方向与速度方向垂直时小球的速度最大，动能最大，小球从4点到动

能最大的位置，由动能定理得：mgRcosa—qER(l—sina)=Ekm—0,解得动能的最

大值=故。正确。故选。

3.【答案】C

【解答】

根据动能定理可得：ma\Ah\=|AER|,解得斜率的大小为ma=|若卜

>236

上升过程中：mat==~N=12N

下落过程中：ma2=|等|=竺了N=8N

I的I3

设与运动方向相反的外力为凡根据牛顿第二定律可得：

上升过程中：mg+F=mai，

下落过程中：mg-F=ma2<

联立解得：m=1kg。

故C正确，4初错误。故选C„

4.【答案】C

【解答】

4、由题意根据W=qU,可知，质子由4运动到6时叫a=qU4B，代入数据解得

=-10V,同理可得U"=-20V,

假设4点的电势为0匕则6点的电势为10匕C点的电势为20匕由匀强电场的特点可

知正方形对角线的交点。的电势为10匕因此初连线为等势线，如图所示

所以电场线的方向一定由。指向4,故4错误；

B、由于KN、P、0分别为正方形四条边的中点，则材点与0点的电势均为15匕一点

与N点的电势均为5匕则质子由0点运动到M点的过程中，电场力做功为WQN=q%，

代入数据解得WQN=10eV,故6错误；

C、电子由材点运动到1点的过程中，电场力做功为卬乂A=qAs，代入数据解得

WMA=-ISeV,则电子的电势能增加15e，，故C正确；

D.由于劭两点的电势相等，则电子由8点运动到〃点的过程中电场力做功为零，故D

10

错误；

故选：a

5.【答案】c

【解答】

4点电荷的等势面是以点电荷为球心的同心球面，且对正点电荷来说，距离点电荷越近

的地方，电势越高，所以由图可知户点的电势高于〃点的电势，故4错误；

8.将一正电荷由"点移到尸点，电场力做负功，电势能增大，故8错误；

C.由图可知UNQ<“所以将一负电荷由N点移到0点克服电场力做的功小于由N点、

移到一点克服电场力做的功，即电场力做功卬回<卬刖，故，正确；

〃由点电荷电场线的特点可知，电场线密集的地方，电场强度答，所以0点的电场强度

大小大于材点的电场强度大小，故。错误。故选心

6.【答案】D

【解答】

4根据能量的转化与守恒定律可知，从1到8减少的弹性势能转化为内能，故在1点时

弹簧的弹性势能一定大于在8点时弹性势能，故4错误：

B.物块在受力平衡位置处动能最大，即向左运动过程中在弹簧拉力与摩擦力相等的位

置，一定在。点的右侧，动能最大，故6错误；

C.物块经。点到达6点时速度为零，根据4选项分析可知，0A>0B,则物块经过的路

程s>a+g=与，故整个过程物体克服阻力做功叼>\nmga，根据功能关系可知物块

在8点时，弹簧的弹性势能小于故C错误；

〃从。点开始到再次到达。点，物体路程大于a,故由动能定理得，物块的动能小于

W—fimga,〃正确。故选〃。

7.【答案】B

【解析】解：从电场力做正功，电势能减少：电场力做负功，电势能增加。本题“克

服电场力做功”即为电场力做负功，所以电势能增加。

根据W建=AEp堂得出：那电子在27处的电势能是Ep=80eV+30eU=110W。

故4错误，8正确。

C、根据电势的定义，若带电粒子是电子，则在8点的电势等于租=生=3=-110了,

qr

由于题目中没有告知带电量及电性，故切错误。

故选B。

通过电场力做功量度电势能的变化来分析问题.根据电势的定义得出电势的大小.

通过电场力做功量度电势能的变化来分析问题.根据电势的定义得出电势的大小.要注

意电势有正负.不同的带电粒子在某处的电势能不同；而电势能与电量的比值定义为某

处的电势，该处的电势与有无电荷或电荷量的多少无关.

8.【答案】D

【解析】解：尔由于s-t图象的斜率表示速度，由图可知在0〜0时间内速度增加，即

乘客的加速度向下运动，根据牛顿第二定律得：mg--ma,解得：F=mg-ma,

FNN

则F,v<mg，处于失重状态，故1错误；

B、在0~t2时间内，s-t图象的斜率保持不变，所以速度不变，即乘客匀速下降，则

mg,故错误；

FN=6

CD、在t2~t3时间内，s-t图象的斜率变小，所以速度减小，即乘客的减速下降，根据

牛顿第二定律得：Fv—mg=ma.解得：FN=mg+ma.则F,v>mg,处于超重状态,

故。错误，。正确；

故选：Do

9.【答案】A

【解答】

通过电压表的电流=A=-X10-3A,则

RyliOXlu3

nU3S0

心=元=由于『na457O'故选人故选人

10.【答案】A

【解答】

4s断开时，电阻D与D串联，电压与电阻成正比，所以D与0的电压之比为1：5,

故力正确；

6.S闭合时，根据，_u知通过D与0的电流之比为04,故6错误；

I——R]/?22:1

12

C.5闭合时,%=霓=5n,义与心串联,根据串联分压原理知后与七两端的电压

之比为2:5,故C错误;

〃.s断开与闭合两种情况下，电阻两端的电压之比为127,故〃错误。故选儿

———

712

11.【答案】A

【解答】

，小灯泡与电源1连接时的电阻为八圻触,

小灯泡与电源2连接时的电阻为

R=T-=出所以在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是］83/错误'符合题

2h6

忌；

8.小灯泡与电源1连接时小灯泡消耗的功率为乃LW1=3x5\V15W小灯泡与电

源2连接时小灯泡消耗的功率为P>U>I,-5x6W3UW

所以在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是《则8正确，不符合题意；

C电源1的内阻为…与2)电源2的内阻为

A/j7-0i

『2=|当|—=的所以电源1和电源2的内阻之比是「7,C正确，不符

|ZA/2|li—()1111•/

合题意;

D.由图像可得电源I和电源2的电动势都为10，,则电源I和电源2的电动势之比是1.

X•

〃正确，不符合题意。故选人

12.【答案】交流电源刻度尺CABA

【解析】解：(1)打点计时器需接交流电源，实验时还需要用刻度尺测量点迹间的距离，

从而得出下降的高度、以及计算出瞬时速度；

(2)为验证机械能是否守恒，需要比较重物落中任意两点间的动能增加量和重力势能的

减小量是否相等，故。正确，4劭错误;

(3)4、为了提高纸带的利用率，要先接通电源后释放纸带，故力正确；

从实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，可以通过减小空气阻力和

摩擦阻力的影响来减小该误差，故8正确；

C、根据机械能守恒定律表达式mgh=呵得：v2=2gh＞所以层―h图像应是过原

点的直线，其斜率为2g=19.6m/s2,故C错误；

D、实验中如果利用v=gt计算速度，则即认为物体只受重力则机械能一定守恒，不需

要再验证了，故〃错误。

(4)从起始点。开始到打下8点的过程中，重力势能的减小量△Ep=rnghe，

而打6点时重物的速度与=竽=詈，动能的增加量AEk=加诏

若满足机械能守恒，则有△Ep=AEk

整理可得：89奴72=(姐-心)2,故/正确，顺错误。

故答案为：(1)交流电源、刻度尺；(2)C；(3)AB;(4)4

(1»艮据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定所需的器材；

(2那械能守恒的条件是系统只有重力做功，从整个过程任找两点的机械能进行验证；

(3)根据实验原理和实验操作注意事项分析；

(4)根据下降的高度求出重力势能的减小量，根据某段时间内平均速度等于中间时刻的

瞬时速度求出6点的瞬时速度，从而得出动能的增加量，进而判断机械能守恒的表达式。

本题考查了实验器材、实验数据处理等问题，知道实验原理与实验器材、实验数据处理

方法是解题的关键，掌握基础知识即可解题，平时要注意基础知识的学习与掌握。

13.【答案】(1)0.900；14.50(2)①2018(3)0.40；2.4

解答：

(1)螺旋测微器的固定刻度读数为0.5mm,可动刻度读数为0.01x40.0mm=0.40(hnm,

14

所以最终读数为：0.5mm+0.400mm=0.900mm。

游标卡尺的主尺读数为l.4cm=14mm,游标读数为0.05x10mm=0.50mm,所以最

终读数为：14mm+0.50mm=14.50m?7io

(2)量程为3,时，应串联一个电阻进行分析，根据串联电路规律可知：

串联电阻阻值为：&=找一凡=焉一982=2018/2。

(3)电流表量程是0.&I，每小格电流是0.02A,所以电流表读数为0.40/1；根据图象可知

/=0.404时，小灯泡两端的电压6.0匕所以小灯泡消耗的实际功率为「=U[=2.4肌

故答案为：(1)0.90014.50(2)2018(3)0.40;2.4

14.【答案】(1)对静止小球受力分析如图，

由平衡条件得Eq=mgtan37。，代入数据，解得E=詈；

(2涉小球缓慢拉到点正下方，重力做正功，为WG=mgL(i-cos370)，

电场力做负功，大小为卬至=-qELsln37°,

记外力做功为先由动能定理得W+WG-W量=0,代入数据，解得W=：mgL；

答：(1)电场强度的大小为骡；

(2)外力需做的功为:mgL。

15.【答案】解：(1)由图像可知汽车刹车过程中的加速度大小为

22

a2==ym/s=10m/s>

可知刹车时汽车所受阻力F7=ma2=1000xION=1x104M

43

因此汽车启动时所受阻力尸尸=1FZ1=1xlx10iV=2x10iV,

汽车达到最大速度时，Q=Ffi，该汽车发动机的额定功率

34

P=Fsvtn0Jt=2x10x30W=6x10卬=60kW；

(2世0-4s内，根据牛顿第二定律可知：F-Ffi=ma,

且F=—,a

v1tl

联立解得：=12m/s,

汽车在该段时间内的位移为X[==yx4m=24m，

在4s-14s内，汽车功率恒定，阻力恒定，根据动能定理有：

Pt2-F"2=\mV^aX-

解得，汽车该段时间内的位移为牝=111m,

在14s-17s内，汽车的位移必=等t=Tx3m=45