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浙江省宁波市慈溪市2023-2024学年高一下学期期末测试物理试题
1．（2024高一下·慈溪期末）下列物理量为矢量的是（　　）
A．功率 B．电场强度 C．电势 D．电流强度
【答案】B
【知识点】矢量与标量；电势
【解析】【解答】本题考查矢量和标量的概念，熟悉各物理量的标量或者矢量性特点。功率、电势只有大小、没有方向，是标量；电场强度既有大小、又有方向，遵循矢量运算是矢量；电流强度虽然有大小、也有方向但是遵循代数运算是标量。
故选B。
【分析】根据矢量和标量的概念进行分析判断。
2．（2024高一下·慈溪期末）2023年9月21日，在距离地球400公里的中国空间站，3位航天员老师进行了第四节“太空授课”。小张同学认真观看了太空授课后，思考：以下几个物理课中的实验可以在太空中完成的有（　　）
A．按图甲进行“探究两个互成角度的力的合成规律”实验
B．按图乙进行“探究物体加速度与力、质量的关系”实验
C．按图丙进行“探究平抛运动的规律”实验
D．按图丁进行“探究机械能守恒定律”实验
【答案】A
【知识点】验证力的平行四边形定则；探究加速度与力、质量的关系；验证机械能守恒定律；研究平抛物体的运动
【解析】【解答】正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、所测数据、误差分析等，会起到事半功倍的效果。由于在太空中处于完全失重状态，涉及到重力的实验探究无法正常完成，则图乙、图丙、图丁这三个实验无法在太空中进行探究，而按图甲进行“探究两个互成角度的力的合成规律”实验不需要利用重力，所以能在太空中进行探究。
故选A。
【分析】从实验原理的角度分析作出选择。
3．（2024高一下·慈溪期末）“福建舰”在海面上行驶时进行“转向”操作，沿圆周曲线由M向N匀速率转弯。则在转向中航母所受的合力F方向，正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】向心力
【解析】【解答】 本题关键明确物体做曲线运动的条件，知道航母速率不变，则没有沿切向上的分力存在。依题意，航母做匀速圆周运动，合力提供向心力，指向轨迹圆的圆心。
故选A。
【分析】“福建舰”在海面上转弯，所做的运动为曲线运动，故在半径方向上合力不为零且是指向圆心的，同时明确是匀速率转弯，所以没有速度大小的变化，不存在沿切向上的分力。
4．（2024高一下·慈溪期末）观察下列四幅图片，有关物理现象说法正确的是（　　）
A．如图甲，“天问一号”火星探测器经过图中椭圆轨道P点时速度最小
B．如图乙，机翼末端一根根像“针”一样的金属棒，在飞机飞行中起到避雷针作用
C．如图丙，运动员穿着底部装有弹簧的弹跳鞋竖直起跳，在离开地面时动能最大
D．如图丁，心电图检测时，多个电极放在人体不同位置获得了不同的电势，从而获得心脏活动时的微弱电信号
【答案】D
【知识点】开普勒定律；机械能守恒定律；电场强度的叠加；电势
【解析】【解答】本题考查了开普勒第二定律、尖端放电、电流产生的原因等知识点，需要熟练掌握，尤其是掌握物体在受力平衡时速度最大。A．图甲中，由开普勒第二定律可知，“天问一号”火星探测器经过图中椭圆轨道P点时速度最大，故A错误；
B．图乙中，机翼末端一根根像“针”一样的金属棒，是飞机在飞行时与大气摩擦在表面产生静电，采用尖端放电的原理释放静电，故B错误；
C．图丙中，运动员在离开地面前先做加速运动后做减速运动，当弹跳鞋的弹力等于运动员重力时，运动员的速度最大，动能最大，故C错误；
D．图丁中，心电图检测时，多个电极放在人体不同位置获得了不同的电势，从而获得心脏活动时的微弱电信号，故D正确。
故选D。
【分析】根据开普勒第二定律分析；这是尖端放电的应用；当运动员受力平衡时速度最大；根据电流产生的条件分析。
5．（2024高一下·慈溪期末）图中的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是（　　）
A．甲表是电流表，R增大时量程增大
B．甲表是电压表，R增大时量程增大
C．乙表是电流表，R增大时量程减小
D．乙表是电压表，R增大时量程增大
【答案】D
【知识点】表头的改装
【解析】【解答】本题考查电表改装原理的理解能力，当电流计的指针满偏时，电流表或电压表的指针满偏，所测量的电流或电压达到最大值。AB．灵敏电流计G改装电压表需串联大电阻分压，改装成电流表需并联小电阻分流，根据图可知，甲表为电流表，并联的电阻越大，则分流越小，量程越小。故AB错误；
CD．同理，乙表是电压表，R越大，则分压越大，量程越大。故C错误；D正确。
故选D。
【分析】灵敏电流计G和变阻器R并联时，由于变阻器的分流，测量的电流增大，改装成电流表，而灵敏电流计G和变阻器R串联时，由于变阻器的分压，测量的电压增大，改装成电压表；甲表中，R增大时，变阻器分流减小，量程减小．乙表中，R增大时，变阻器分担的电压增大，量程增大。
6．（2024高一下·慈溪期末）将一带正电的点电荷Q固定在水平放置且带负电的正方形金属薄板中心的正上方，点电荷Q与薄板间的电场线竖直切面如图所示。其中两点在同一竖直且垂直于薄板的电场线上，三点在同一条平行于薄板的直线上，关于b点对称。关于各点的电场强度及电势的判断，下列说法中正确的是（　　）
A．a点与c点的电场强度相同 B．b点与d点的电场强度相同
C．a点电势等于b点电势 D．b点电势高于d点电势
【答案】D
【知识点】电场线；电势
【解析】【解答】AB．题中电场与等量一种点电荷的电场分布一样，由对称性可知，a点电场强度与c点电场强度大小相等，方向不同，b点电场强度与d点电场强度方向相同，大小不同。故AB错误；
CD．由沿着电场线的方向电势逐渐降低可知，越靠近正点电荷，电势越高，所以a点电势比b点电势低，b点电势高于d点电势。故C错误；D正确。
故D。
【分析】 沿着电场线的方向电势降低；电场线密的地方电场强度大；电场强度是矢量，两点的电场强度相同时大小相等、方向相同。
该题考查电场线、电场强度等物理量之间的关系以及大小比较，是电场中的重点和难点，在平时训练中要加强这方面的练习，以加深对概念的理解。
7．（2024高一下·慈溪期末）工程人员在测量距离时会用到手推式测距仪，如图所示。已知某款手推式测距仪测距轮子直径，当轮子边缘以的平均速率向前滚动时，滚轮的转速约为（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】根据
可得
又
联立，解得
故选B。
【分析】 根据线速度和角速度以及转速的关系计算即可。掌握角速度和线速度的关系以及角速度和转速之间的关系是解题的基础。
8．（2024高一下·慈溪期末）2022年10月7日21时，中国成功将北斗低轨导航增强试验卫星送入离地高度约的近地轨道。目前在轨运行的中国空间站“天宫一号”，离地高度约。气象卫星“风云四号”在地球赤道上空约，相对地球静止。若将它们绕地球的运动均视作匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）
A．试验卫星的动能大于“风云四号”的动能
B．试验卫星的线速度小于“天宫一号”的线速度
C．试验卫星的角速度小于“风云四号”的角速度
D．试验卫星的运行周期小于“天宫一号”的运行周期
【答案】B
【知识点】卫星问题；动能
【解析】【解答】本题考查万有引力定律的应用问题，知道万有引力提供向心力，能根据牛顿第二定律分别得到线速度、角速度和向心加速度的表达式。BCD．根据
解得
依题意，有
可知试验卫星的线速度小于“天宫一号”的线速度，试验卫星的角速度大于“风云四号”的角速度，试验卫星的运行周期大于“天宫一号”的运行周期，故B正确、CD错误；
A．同理，可知试验卫星的线速度大于“风云四号”的线速度，但是二者质量关系未知，由
可知动能大小无法比较，故A错误。
故选B。
【分析】根据牛顿第二定律列式求出速度、角速度的表达式，结合半径的变化关系进行判断；
根据动能的决定因素进行分析判断。
9．（2024高一下·慈溪期末）学校每周一举行升旗仪式，小张同学担任升旗手，当国歌响起时，他拉动绳子使国旗由静止开始以的加速度匀加速上升，已知国旗及附件总质量。不计绳子重力和一切阻力，重力加速度取。关于上述加速过程，下列说法正确的是（　　）
A．国旗增加的动能为 B．国旗增加的重力势能为
C．国旗增加的机械能为 D．小张对国旗做的功为
【答案】C
【知识点】功能关系
【解析】【解答】本题主要考查了动能、重力势能、机械能及其变化量的计算，同时考查了动能定理的应用，要掌握用动能定理来求解变力做功。A．依题意，国旗做匀加速运动，2s时的速度为
增加的动能为
故A错误；
B.2s时国旗上升的高度为
国旗增加的重力势能为
故B错误；
C．国旗增加的机械能为
故C正确；
D．小张对国旗做的功为
故D错误。
故选C。
【分析】根据动能的公式，可以计算国旗增加的动能。根据重力势能的公式，可以计算国旗增加的重力势能。国旗增加的机械能等于国旗增加的动能与国旗增加的重力势能之和。根据动能定理，可计算小张对国旗做的功。
10．（2024高一下·慈溪期末）自动体外除颤器能有效应对心脏骤停风险的发生。其原理主要是通过电源对电容充电，再利用已充电的电容器释放脉冲电流作用于心脏，实施电击治疗。已知某型号除颤器的电容器电容是，医学规范要求首次除颤能量为，电容器可释放的能量为（q为电容器带电量、U为电容器两端电压），则下列说法正确的是（　　）
A．用该除颤仪进行首次除颤时理论上需要的充电电压应为
B．用该除颤仪在首次除颤过程中放出的电量为
C．若该除颤仪在时间内完成首次除颤放电，则通过人体的平均电流约为
D．除颤仪两个电极置于人体左前胸和右后肋，则所加的平均电场强度约为
【答案】C
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】本题以生活中的除颤仪为背景考查电容器的相关知识，要牢记电容的定义式，电流的定义式等相关公式，难度不大。A．假设用该除颤仪进行首次除颤时理论上需要的充电电压为U，则电容器的电量为
电容器可释放的能量为
联立解得，用该除颤仪进行首次除颤时理论上需要的充电电压应为
故A错误；
B．用该除颤仪在首次除颤过程中放出的电量为
故B错误；
C．根据可得，通过人体的平均电流约为
故C正确；
D．人体左前胸和右后肋间距大约是25cm，所以除颤仪两个电极置于人体左前胸和右后肋，则所加的平均电场强度约为
故D错误。
故选C。
【分析】将电容器的能量表达式和电容的定义式联立求出所需的充电电压；根据电容的定义式变形得到q=CU，从而求出除颤过程放出的电荷量；根据电流的定义式求出平均电流；根据电场强度与电压关系求出平均电场强度大小。
11．（2024高一下·慈溪期末）电子墨水屏电纸书具有纸质书籍的阅读体验。其原理主要是电子墨水屏表面附着很多体积很小的“微胶囊”，封装了带有电荷的黑色颗粒和白色颗粒，底部电极接有如图所示的电源，使黑色和白色的颗粒有序排列，从而呈现出黑白分明的可视化效果。下列说法正确的有（　　）
A．图中白色颗粒带有正电，黑色颗粒带有负电
B．当画素颜色变化（黑白反转）时，电场力对白色颗粒做正功，对黑色颗粒做负功
C．当画素颜色变化（黑白转换）时，白色颗粒电势能增加，黑色颗粒电势能减少
D．除维持亮度外，电子墨水屏只有在画素颜色变化时才消耗电能
【答案】D
【知识点】电势能
【解析】【解答】本题主要考查了带电粒子在电场中的运动，从电场力做功的角度分析其电势能变化情况。A．由图可知，黑色颗粒被负电极吸引，所以黑色颗粒带有正电荷，白色颗粒被正电极吸引，所以白色颗粒带有负电荷，故A错误；
BCD．当画素颜色变化（黑白反转）时，电场力对白色颗粒、黑色颗粒均做正功，它们的电势能减少。所以除维持亮度外，电子墨水屏只有在画素颜色变化时才消耗电能，故BC错误、D正确。
故选D。
【分析】根据极板的正负极判断黑色颗粒和白色颗粒的电性；根据电场力做功情况判断电势能的变化情况和电能的消耗情况。
12．（2024高一下·慈溪期末）如图所示为一辆新研发的风电混合动力小汽车，其最前边装一类似于电风扇的风力发电机。已知风扇叶片长度约为，空气密度为，假设风力发电机能将的风能转化为电能，则当该车在无风天气以速度匀速行驶时，风力发电机发电的功率约为（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】电功率和电功；能量守恒定律
【解析】【解答】本题考查了功率的计算，解题的关键是把吹向风扇的空气看作柱状，利用m=ρV可得空气柱的质量。设t时间到达发动机叶片上的空气质量为m，则有
可得
联立，解得
故选C。
【分析】把吹向风扇叶片的空气看作柱状，可得空气柱的质量，利用动能表达式则可得空气柱的动能，由题意和可得风力发电机发电的功率。
13．（2024高一下·慈溪期末）某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。如图所示，来自质子源的质子初速度为零，经加速电压U加速后，沿图中四分之一圆弧虚线通过辐向电场，再从P点竖直向上进入存在水平向右的匀强电场的圆形区域，最终轰击处在圆上Q点的肿瘤细胞。已知四分之一圆弧虚线处的场强大小为E0，方向沿半径指向圆心O，圆O'与OP相切于P点，OP = R0，圆形区域的半径为R，Q点位于OP上方处，质子质量为m、电量为e。不计质子间相互作用，则下列说法正确的是（　　）
A．在辐向电场中做匀速圆周运动，速度大小
B．在加速电场中做匀加速直线运动，电压
C．在匀强电场中做匀变速曲线运动，场强
D．若肿瘤细胞位于圆上S处（OP上方为R），只需将电压调整为就能击中
【答案】C
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】本题考查了带电粒子在加速电场和偏转电场的运动，解题的关键是知道质子在偏转电场中水平方向做匀加速直线运动，竖直方向做匀速直线运动，注意加速电场的电压增大，则速度增大，辐向电场中的电场强度增大，质子才能做匀速圆周运动。A．在辐向电场中做匀速圆周运动，可得
解得
故A错误；
B．在加速电场中做匀加速直线运动，有
联立，解得
故B错误；
C．在匀强电场中做匀变速曲线运动，有
又
联立，解得
故C正确；
D．将电压调整为，则有
根据
可得
即质子不能沿图中四分之一圆弧虚线通过辐向电场，更不可能击中肿瘤细胞，故D错误。
故选C。
【分析】质子在辐向电场中利用牛顿第二定律可得质子速度大小，质子在加速电场由动能定理可得电压；根据质子在匀强电场中水平方向和竖直方向的位移，由运动学公式列式，联立方程可得解；根据质子在匀强电场中水平方向和竖直方向的位移，由运动学公式列式，在加速电场由动能定理列式，则可得加速电场电压与原来电压的关系，根据辐向电场电场力提供向心力，可知场强大小也要改变。
14．（2024高一下·慈溪期末）下列关于教材中的四幅插图说法正确的是（　　）
A．甲中汽车通过凹形路面时，汽车需减速，这样可以减少对桥的压力
B．乙中汽车在水平面内转弯时，由地面的滑动摩擦力提供转弯所需的向心力
C．丙中在铁路转弯处的外轨比内轨高，可以减轻转弯时火车外侧轮缘与轨道的挤压
D．丁中洗衣机脱水桶脱水的原因是水滴受到的离心力大于它受到的向心力
【答案】A,C
【知识点】生活中的圆周运动；离心运动和向心运动；竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】本题考查了圆周运动和离心运动的相关知识，理解合外力提供向心力是解决此类问题的关键。A．甲中汽车通过凹形路面时，根据
解得
可知汽车需减速，这样可以减少对桥的压力，故A正确；
B．乙中汽车在水平面内转弯时，由地面的静摩擦力提供转弯所需的向心力，故B错误；
C．丙中在铁路转弯处的外轨比内轨高，火车所受弹力与水平面有一个夹角，这样一来火车转弯时所需的向心力可以由弹力的水平方向分力提供，就减轻了转弯时火车外侧轮缘与轨道的挤压，故C正确；
D．丁中洗衣机脱水桶脱水的原因是水滴受到的衣服提供的附着力小于它所需的向心力，做离心运动，故D错误。
故选AC。
【分析】根据合外力提供向心力，结合在不同场景下的合外力的表示方式分析求解。
15．（2024高一下·慈溪期末）“雪地转转”是北方小朋友在冬季经常玩的一种游戏，乘坐雪圈绕轴在水平雪地上匀速转动，如图所示。“南方小土豆”小张寒假去东北旅游时乘坐了“雪地转转”，他发现当转速为时，绳子与水平杆垂直，绳子张力为，已知他和雪圈总质量为，水平杆长为，离地高为，绳长为，取，则下列说法正确的是（　　）
A．小张绕转轴转动的角速度大小为
B．小张和雪圈对地面的压力大小为
C．地面对雪圈的摩擦力大小为，方向与运动方向相反
D．绕转轴旋转一周，绳子拉力对小张和雪圈做功
【答案】A,C,D
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】本题借助“雪地转转”考查圆周运动、平衡知识和公的计算，立体图形转化为平面图形是解题关键。A．小张绕转轴转动的角速度大小为
故A正确；
B．设绳子与水平面夹角为，根据几何关系，可得
解得
对小张和雪圈受力分析，可知竖直方向受力平衡，可得
解得
根据牛顿第三定律可知，小张和雪圈对地面的压力大小为
故B错误；
C．画出俯视图如图
由几何关系可知
，
可得
地面对雪圈的摩擦力方向与运动方向相反，即与轨道半径垂直，可得
又
联立，解得
故C正确；
D．绕转轴旋转一周，绳子拉力对小张和雪圈做功满足
解得
故D正确。
故选ACD。
【分析】根据ω=2πn计算角速度；小张和雪圈为研究对象，受力分析，竖直方向上合理为零，根据平衡知识列式求解小张和雪圈对地面的压力大小，水平方向合力为零，根据平衡知识确定地面对雪圈的摩擦力大小和方向；根据动能定理列式求解绕转轴旋转一周，绳子拉力对小张和雪圈做功。
16．（2024高一下·慈溪期末）如图甲，小张同学做“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减小量ΔEp =　 　，动能增加量ΔEk =　 　。
（2）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_______。
A．利用公式v = gt计算重物速度
B．利用公式计算重物速度
C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D．没有采用多次实验取平均值的方法
（3）小张同学继续应用纸带上各点到起始点O的距离h，计算出相应点对应的速度v，以h为横轴、v2为纵轴作出了如图丙的图线，当地重力加速度为g，该图线的斜率应_______。
A．等于g B．小于2g C．等于2g D．大于2g
【答案】（1）；
（2）C
（3）B
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】本题主要考查了机械能守恒定律的验证实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合运动学公式和机械能守恒定律即可完成分析。
（1）重力做正功，重力势能减小，重力势能减小量
B是AC段的时间中点，B点的速度等于AC段的平均速度，即
动能增加量
联立，解得
（2）AB．该实验中存在摩擦、空气阻力，实际加速度不是g，不能用运动学公式，
计算瞬时速度，只能通过纸带上点迹求该点相邻两点间平均速度，故AB错误；
C．因存在空气阻力和摩擦阻力的影响，减少的重力势能一部分转化为重物的动能，还有一部分转化为内能，说明重力势能的减少量大于动能的增加量，故C正确；
D．该实验误差属系统误差，采用多次实验取平均值的方法不能改变误差大小，故D错误。
故选C。
（3）根据动能定理可知
可得
由此可知，在丙图图像中，斜率为
故选B。
【分析】（1）根据势能、动能定义求出动能、势能变化量；
（2）根据实验数据分析出可能导致误差的原因；
（3）根据动能定理列式求出当地加速度作出判断。
（1）[1]重力做正功，重力势能减小，重力势能减小量
[2]B是AC段的时间中点，B点的速度等于AC段的平均速度，即
动能增加量
联立，解得
（2）AB．该实验中存在摩擦、空气阻力，实际加速度不是g，不能用运动学公式
，
计算瞬时速度，只能通过纸带上点迹求该点相邻两点间平均速度，故AB错误；
C．因存在空气阻力和摩擦阻力的影响，减少的重力势能一部分转化为重物的动能，还有一部分转化为内能，说明重力势能的减少量大于动能的增加量，故C正确；
D．该实验误差属系统误差，采用多次实验取平均值的方法不能改变误差大小，故D错误。
故选C。
（3）根据动能定理可知
可得
由此可知，在丙图图像中，斜率为
故选B。
17．（2024高一下·慈溪期末）小张同学为了测量一段均匀的金属圆柱体的电阻率，完成如下操作：
（1）用游标卡尺测量金属圆柱体的长度：如图甲所示，其长度为　 　；
（2）用螺旋测微器测量金属圆柱体的直径：如图乙所示，其直径为　 　；
（3）测量金属圆柱体的电阻：
①用多用电表测金属圆柱体的电阻，选择电阻“”档，结果如图丙所示，其电阻为　 　；
②用伏安法测金属圆柱体的电阻，可供选择的仪器有：
A.电流表（量程，内阻）
B.电流表（量程，内阻约为）
C.定值电阻
D.定值电阻
E.滑动变阻器，最大阻值为
F.滑动变阻器，最大阻值为
G.电源（电动势约为，内阻很小）
H.开关一只，导线若干
本实验中需要先改装一个电压表，选择的仪器为　 　（选填序号字母）；
实验要求电压电流从零开始测量，用改装好的电压表组装电路，滑动变阻器选择　 　（选填序号字母）。以下电路图中应当采用的最佳电路为　 　。
小张同学正确完成了实验操作，在坐标系中标出了测量数据的坐标点，如图所示。请在图戊中描绘出图线　 　，由图线计算该金属丝的电阻值　 　，由以上数据可以计算出该金属的电阻率为　 　（结果均保留两位有效数字）。
【答案】（1）29.8
（2）0.680
（3）4；AD；E；C；；；
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用；导体电阻率的测量；电压表、电流表欧姆表等电表的读数
【解析】【解答】本题考查了螺旋测微器读数，要掌握常用器材的使用及读数方法，螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数，螺旋测微器需要估读；分析清楚实验电路，应用欧姆定律即可解题。
（1）游标卡尺测量金属圆柱体的长度：如图甲所示，其长度为
29mm+8×0.1mm=29.8mm
（2）用螺旋测微器测量金属圆柱体的直径：如图乙所示，其直径为
0.5mm+18.0×0.01mm=0.680mm
（3）用多用电表测金属圆柱体的电阻，选择电阻“”档，结果如图丙所示，其电阻为4。
电流表内阻已知，电源电动势约为3V，根据
解得
可知改装一个电压表，选择的仪器为AD。
实验要求电压电流从零开始测量，用改装好的电压表组装电路，滑动变阻器需要采用分压式接法，所以选择最大阻值较小的E。
又因为改装好的电压表内阻已知，则为测量精确，测量电路采用电流表外接法。
故选C。
用平滑的直线连接各点，适当舍弃误差太大的点，描绘出如图所示的图线
由图线计算该金属丝的电阻值
由
代入数据可以计算出该金属的电阻率为
【分析】（1）根据游标卡尺的读数规则读取金属丝的长度。
（2）螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读；
（3）①欧姆表指针示数与挡位的乘积是欧姆表示数；②根据电压表的改装原理求分压电阻的值。根据题意与实验电路图，应用欧姆定律分析答题。根据题意应用电阻定律求出电阻率的大小。
（1）游标卡尺测量金属圆柱体的长度：如图甲所示，其长度为
29mm+8×0.1mm=29.8mm
（2）用螺旋测微器测量金属圆柱体的直径：如图乙所示，其直径为
0.5mm+18.0×0.01mm=0.680mm
（3）[1]用多用电表测金属圆柱体的电阻，选择电阻“”档，结果如图丙所示，其电阻为4。
[2]电流表内阻已知，电源电动势约为3V，根据
解得
可知改装一个电压表，选择的仪器为AD。
[3]实验要求电压电流从零开始测量，用改装好的电压表组装电路，滑动变阻器需要采用分压式接法，所以选择最大阻值较小的E。
[4]又因为改装好的电压表内阻已知，则为测量精确，测量电路采用电流表外接法。
故选C。
[5]用平滑的直线连接各点，适当舍弃误差太大的点，描绘出如图所示的图线
[6]由图线计算该金属丝的电阻值
[7]由
代入数据可以计算出该金属的电阻率为
18．（2024高一下·慈溪期末）北京时间2024年4月25日20时，神舟十八号载人飞船圆满发射成功，并于25日6时成功对接于天和核心舱。已知天和核心舱距离地面高度h，环绕地球运动视为匀速圆周运动，运行周期为T，地球半径为R，引力常量为G，假设地球可视为质量分布均匀的球体。则：
（1）神舟十八号飞船在转移轨道上从近地点P运动到远地点Q的过程中，地球引力对其 （选填“做正功”“做负功”或“不做功”），飞船的动能将 （选填“增加”“减少”或“不变”）；
（2）地球的质量M（用题中所给字母表示）；
（3）飞船从近地点P到远地点Q的时间t（用题中所给字母表示）。
【答案】解：（1）由图可知，飞船在转移轨道上从近地点P运动到远地点Q的过程中，与地球的距离越来越大，地球引力对其做负功，飞船的动能将减少。
（2）由
解得
（3）由开普勒第三定律
解得
【知识点】开普勒定律；万有引力定律；重力势能的变化与重力做功的关系
【解析】【分析】（1）根据引力做功分析机械能变化，地球引力对其做负功，飞船的动能将减少；
（2）根据万有引力提供向心力解答；
（3）根据开普勒第三定律分析解答。
19．（2024高一下·慈溪期末）如图所示为某品牌的桶装饮用水电动抽水器，内置充电电池、电动机和小型水泵。已知充电电池的容量，输入电压，电流。电动机输入电压，额定功率，电动机的输出功率等于小水泵所需要的输入功率，且不计电动机的机械损耗。小型水泵的抽水效率为。用该电动抽水器倒水喝时，出水口与桶内水面高度差为，出水速度为，出水量为，忽略水在管道中的机械能损失，重力加速度。求：
（1）电动抽水器充满电所需的时间t；
（2）小水泵的输出功率P；
（3）电动机的内阻r。
【答案】解：（1）充满电的时间
（2）水泵的输出功率
（3）电动机的输出功率
电动机工作电流
由
解得
【知识点】焦耳定律；电流、电源的概念
【解析】【分析】（1）根据电荷量和电流的关系计算充电时间；
（2）根据功能关系计算单位时间内小水泵对水做的功，再根据公式计算功率；
（3）根据效率计算输出功率，再依题意根据公式计算电流，结合总功率和机械功率和热功率关系式列式计算线圈电阻。
20．（2024高一下·慈溪期末）如图所示，在竖直平面内存在两个电场区域。区域I是水平偏转电场，P点是边缘中间点，下极板接地，板长，板间距，偏转电压U可连续调节。区域Ⅱ中存在一个光滑圆形绝缘轨道，轨道两端与区域I的两平行金属板非常接近，在圆心O固定一个电量的正点电荷，O点与P点等高。一个带正电小球从P点以水平进入电场，经偏转后，恰好从A点无碰撞地进入区域Ⅱ的光滑圆形轨道，连线与竖直方向的夹角。已知带电小球质量。静电力常量、重力加速度，忽略两电场间相互及边缘影响。求：
（1）上极板的电势；
（2）当小球即将离开圆形轨道时，立即调节偏转电压U，使小球恰好能水平返回P点，则：
①小球返回P点时的速度；
②此过程中，上极板的电势。
【答案】解：（1）小球受电场力和重力作用，由牛顿第二定律可得
又
故
依题意，有
，
得
即
（2）①圆轨道库仑力不做功，重力做功
得
速度分解得
②返回时小球仍受电场力和重力作用
，
故
由对称性知
，
得
即
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】 （1）小球在区域Ⅰ做类平抛运动，将运动沿水平方向与竖直方向分解，根据运动学公式求得加速度，根据牛顿第二定律求得电场强度，以及电势差。
（2）①根据动能定理求得小球到达A'时的速度大小。小球由A'返回P点的逆过程为类平抛运动，小球返回P点时的速度等于在A'时的水平分速度大小；
②返回时在区域Ⅰ运动过程，与（1）同理，求得电势差，判断上极板的电势的正负，根据电势差与电势的关系求得上极板的电势。
21．（2024高一下·慈溪期末）2023年慈溪市的总量首次突破2500亿大关，稳坐浙江第一强县。小张作为慈溪人，感到非常自豪，自制了一个意为“慈溪”的“”型轨道。轨道由三部分组成，为一段粗糙的斜面，长度为，动摩擦因数，倾角，上端固定一段弹簧。为半径的光滑圆轨道的一部分，圆心上方部分为圆管，端点B和D位于同一竖直面，且与圆心的连线和竖直方向夹角。为一个倾斜放置的传送带，长度为，动摩擦因数，倾角，以速度逆时针转动。倾斜轨道和圆轨道相切于B点，倾斜传送带和圆轨道相切于D点，斜面轨道与传送带略微错开，既是的中点又是的中点，且与圆轨道的圆心等高，B点与E点等高。现将质量的滑块（视为质点）压缩弹簧后由A点静止释放，A点与D点等高，滑块恰好经过圆轨道的最高点，。求：
（1）滑块经过圆轨道最低点C时对轨道的压力；
（2）释放滑块时，弹簧的弹性势能；
（3）滑块在传送带上运动过程中产生的热量Q。
【答案】解：（1）滑块最高点，由机械能守恒
得
由向心力公式
得
故滑块对轨道最低点的压力为，方向竖直向下。
（2）滑块从A运动到C过程，有
得
（3）最高点到D，有
得
滑块在传送带上运动的加速度
由
得
相对位移
产生的热量
【知识点】牛顿运动定律的综合应用；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）由机械能守恒求解最高点速度，结合牛顿第二定律求滑块经过圆轨道最低点C时对轨道的压力；
（2）由能量守恒求释放滑块时，弹簧的弹性势能Ep；
（3）由能量守恒求解最高点速度，结合牛顿第二定律求解加速度，由运动学公式、功能关系求滑块在传送带上运动过程中产生的热量Q。
1 / 1浙江省宁波市慈溪市2023-2024学年高一下学期期末测试物理试题
1．（2024高一下·慈溪期末）下列物理量为矢量的是（　　）
A．功率 B．电场强度 C．电势 D．电流强度
2．（2024高一下·慈溪期末）2023年9月21日，在距离地球400公里的中国空间站，3位航天员老师进行了第四节“太空授课”。小张同学认真观看了太空授课后，思考：以下几个物理课中的实验可以在太空中完成的有（　　）
A．按图甲进行“探究两个互成角度的力的合成规律”实验
B．按图乙进行“探究物体加速度与力、质量的关系”实验
C．按图丙进行“探究平抛运动的规律”实验
D．按图丁进行“探究机械能守恒定律”实验
3．（2024高一下·慈溪期末）“福建舰”在海面上行驶时进行“转向”操作，沿圆周曲线由M向N匀速率转弯。则在转向中航母所受的合力F方向，正确的是（　　）
A． B．
C． D．
4．（2024高一下·慈溪期末）观察下列四幅图片，有关物理现象说法正确的是（　　）
A．如图甲，“天问一号”火星探测器经过图中椭圆轨道P点时速度最小
B．如图乙，机翼末端一根根像“针”一样的金属棒，在飞机飞行中起到避雷针作用
C．如图丙，运动员穿着底部装有弹簧的弹跳鞋竖直起跳，在离开地面时动能最大
D．如图丁，心电图检测时，多个电极放在人体不同位置获得了不同的电势，从而获得心脏活动时的微弱电信号
5．（2024高一下·慈溪期末）图中的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是（　　）
A．甲表是电流表，R增大时量程增大
B．甲表是电压表，R增大时量程增大
C．乙表是电流表，R增大时量程减小
D．乙表是电压表，R增大时量程增大
6．（2024高一下·慈溪期末）将一带正电的点电荷Q固定在水平放置且带负电的正方形金属薄板中心的正上方，点电荷Q与薄板间的电场线竖直切面如图所示。其中两点在同一竖直且垂直于薄板的电场线上，三点在同一条平行于薄板的直线上，关于b点对称。关于各点的电场强度及电势的判断，下列说法中正确的是（　　）
A．a点与c点的电场强度相同 B．b点与d点的电场强度相同
C．a点电势等于b点电势 D．b点电势高于d点电势
7．（2024高一下·慈溪期末）工程人员在测量距离时会用到手推式测距仪，如图所示。已知某款手推式测距仪测距轮子直径，当轮子边缘以的平均速率向前滚动时，滚轮的转速约为（　　）
A． B． C． D．
8．（2024高一下·慈溪期末）2022年10月7日21时，中国成功将北斗低轨导航增强试验卫星送入离地高度约的近地轨道。目前在轨运行的中国空间站“天宫一号”，离地高度约。气象卫星“风云四号”在地球赤道上空约，相对地球静止。若将它们绕地球的运动均视作匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）
A．试验卫星的动能大于“风云四号”的动能
B．试验卫星的线速度小于“天宫一号”的线速度
C．试验卫星的角速度小于“风云四号”的角速度
D．试验卫星的运行周期小于“天宫一号”的运行周期
9．（2024高一下·慈溪期末）学校每周一举行升旗仪式，小张同学担任升旗手，当国歌响起时，他拉动绳子使国旗由静止开始以的加速度匀加速上升，已知国旗及附件总质量。不计绳子重力和一切阻力，重力加速度取。关于上述加速过程，下列说法正确的是（　　）
A．国旗增加的动能为 B．国旗增加的重力势能为
C．国旗增加的机械能为 D．小张对国旗做的功为
10．（2024高一下·慈溪期末）自动体外除颤器能有效应对心脏骤停风险的发生。其原理主要是通过电源对电容充电，再利用已充电的电容器释放脉冲电流作用于心脏，实施电击治疗。已知某型号除颤器的电容器电容是，医学规范要求首次除颤能量为，电容器可释放的能量为（q为电容器带电量、U为电容器两端电压），则下列说法正确的是（　　）
A．用该除颤仪进行首次除颤时理论上需要的充电电压应为
B．用该除颤仪在首次除颤过程中放出的电量为
C．若该除颤仪在时间内完成首次除颤放电，则通过人体的平均电流约为
D．除颤仪两个电极置于人体左前胸和右后肋，则所加的平均电场强度约为
11．（2024高一下·慈溪期末）电子墨水屏电纸书具有纸质书籍的阅读体验。其原理主要是电子墨水屏表面附着很多体积很小的“微胶囊”，封装了带有电荷的黑色颗粒和白色颗粒，底部电极接有如图所示的电源，使黑色和白色的颗粒有序排列，从而呈现出黑白分明的可视化效果。下列说法正确的有（　　）
A．图中白色颗粒带有正电，黑色颗粒带有负电
B．当画素颜色变化（黑白反转）时，电场力对白色颗粒做正功，对黑色颗粒做负功
C．当画素颜色变化（黑白转换）时，白色颗粒电势能增加，黑色颗粒电势能减少
D．除维持亮度外，电子墨水屏只有在画素颜色变化时才消耗电能
12．（2024高一下·慈溪期末）如图所示为一辆新研发的风电混合动力小汽车，其最前边装一类似于电风扇的风力发电机。已知风扇叶片长度约为，空气密度为，假设风力发电机能将的风能转化为电能，则当该车在无风天气以速度匀速行驶时，风力发电机发电的功率约为（　　）
A． B． C． D．
13．（2024高一下·慈溪期末）某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。如图所示，来自质子源的质子初速度为零，经加速电压U加速后，沿图中四分之一圆弧虚线通过辐向电场，再从P点竖直向上进入存在水平向右的匀强电场的圆形区域，最终轰击处在圆上Q点的肿瘤细胞。已知四分之一圆弧虚线处的场强大小为E0，方向沿半径指向圆心O，圆O'与OP相切于P点，OP = R0，圆形区域的半径为R，Q点位于OP上方处，质子质量为m、电量为e。不计质子间相互作用，则下列说法正确的是（　　）
A．在辐向电场中做匀速圆周运动，速度大小
B．在加速电场中做匀加速直线运动，电压
C．在匀强电场中做匀变速曲线运动，场强
D．若肿瘤细胞位于圆上S处（OP上方为R），只需将电压调整为就能击中
14．（2024高一下·慈溪期末）下列关于教材中的四幅插图说法正确的是（　　）
A．甲中汽车通过凹形路面时，汽车需减速，这样可以减少对桥的压力
B．乙中汽车在水平面内转弯时，由地面的滑动摩擦力提供转弯所需的向心力
C．丙中在铁路转弯处的外轨比内轨高，可以减轻转弯时火车外侧轮缘与轨道的挤压
D．丁中洗衣机脱水桶脱水的原因是水滴受到的离心力大于它受到的向心力
15．（2024高一下·慈溪期末）“雪地转转”是北方小朋友在冬季经常玩的一种游戏，乘坐雪圈绕轴在水平雪地上匀速转动，如图所示。“南方小土豆”小张寒假去东北旅游时乘坐了“雪地转转”，他发现当转速为时，绳子与水平杆垂直，绳子张力为，已知他和雪圈总质量为，水平杆长为，离地高为，绳长为，取，则下列说法正确的是（　　）
A．小张绕转轴转动的角速度大小为
B．小张和雪圈对地面的压力大小为
C．地面对雪圈的摩擦力大小为，方向与运动方向相反
D．绕转轴旋转一周，绳子拉力对小张和雪圈做功
16．（2024高一下·慈溪期末）如图甲，小张同学做“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减小量ΔEp =　 　，动能增加量ΔEk =　 　。
（2）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_______。
A．利用公式v = gt计算重物速度
B．利用公式计算重物速度
C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D．没有采用多次实验取平均值的方法
（3）小张同学继续应用纸带上各点到起始点O的距离h，计算出相应点对应的速度v，以h为横轴、v2为纵轴作出了如图丙的图线，当地重力加速度为g，该图线的斜率应_______。
A．等于g B．小于2g C．等于2g D．大于2g
17．（2024高一下·慈溪期末）小张同学为了测量一段均匀的金属圆柱体的电阻率，完成如下操作：
（1）用游标卡尺测量金属圆柱体的长度：如图甲所示，其长度为　 　；
（2）用螺旋测微器测量金属圆柱体的直径：如图乙所示，其直径为　 　；
（3）测量金属圆柱体的电阻：
①用多用电表测金属圆柱体的电阻，选择电阻“”档，结果如图丙所示，其电阻为　 　；
②用伏安法测金属圆柱体的电阻，可供选择的仪器有：
A.电流表（量程，内阻）
B.电流表（量程，内阻约为）
C.定值电阻
D.定值电阻
E.滑动变阻器，最大阻值为
F.滑动变阻器，最大阻值为
G.电源（电动势约为，内阻很小）
H.开关一只，导线若干
本实验中需要先改装一个电压表，选择的仪器为　 　（选填序号字母）；
实验要求电压电流从零开始测量，用改装好的电压表组装电路，滑动变阻器选择　 　（选填序号字母）。以下电路图中应当采用的最佳电路为　 　。
小张同学正确完成了实验操作，在坐标系中标出了测量数据的坐标点，如图所示。请在图戊中描绘出图线　 　，由图线计算该金属丝的电阻值　 　，由以上数据可以计算出该金属的电阻率为　 　（结果均保留两位有效数字）。
18．（2024高一下·慈溪期末）北京时间2024年4月25日20时，神舟十八号载人飞船圆满发射成功，并于25日6时成功对接于天和核心舱。已知天和核心舱距离地面高度h，环绕地球运动视为匀速圆周运动，运行周期为T，地球半径为R，引力常量为G，假设地球可视为质量分布均匀的球体。则：
（1）神舟十八号飞船在转移轨道上从近地点P运动到远地点Q的过程中，地球引力对其 （选填“做正功”“做负功”或“不做功”），飞船的动能将 （选填“增加”“减少”或“不变”）；
（2）地球的质量M（用题中所给字母表示）；
（3）飞船从近地点P到远地点Q的时间t（用题中所给字母表示）。
19．（2024高一下·慈溪期末）如图所示为某品牌的桶装饮用水电动抽水器，内置充电电池、电动机和小型水泵。已知充电电池的容量，输入电压，电流。电动机输入电压，额定功率，电动机的输出功率等于小水泵所需要的输入功率，且不计电动机的机械损耗。小型水泵的抽水效率为。用该电动抽水器倒水喝时，出水口与桶内水面高度差为，出水速度为，出水量为，忽略水在管道中的机械能损失，重力加速度。求：
（1）电动抽水器充满电所需的时间t；
（2）小水泵的输出功率P；
（3）电动机的内阻r。
20．（2024高一下·慈溪期末）如图所示，在竖直平面内存在两个电场区域。区域I是水平偏转电场，P点是边缘中间点，下极板接地，板长，板间距，偏转电压U可连续调节。区域Ⅱ中存在一个光滑圆形绝缘轨道，轨道两端与区域I的两平行金属板非常接近，在圆心O固定一个电量的正点电荷，O点与P点等高。一个带正电小球从P点以水平进入电场，经偏转后，恰好从A点无碰撞地进入区域Ⅱ的光滑圆形轨道，连线与竖直方向的夹角。已知带电小球质量。静电力常量、重力加速度，忽略两电场间相互及边缘影响。求：
（1）上极板的电势；
（2）当小球即将离开圆形轨道时，立即调节偏转电压U，使小球恰好能水平返回P点，则：
①小球返回P点时的速度；
②此过程中，上极板的电势。
21．（2024高一下·慈溪期末）2023年慈溪市的总量首次突破2500亿大关，稳坐浙江第一强县。小张作为慈溪人，感到非常自豪，自制了一个意为“慈溪”的“”型轨道。轨道由三部分组成，为一段粗糙的斜面，长度为，动摩擦因数，倾角，上端固定一段弹簧。为半径的光滑圆轨道的一部分，圆心上方部分为圆管，端点B和D位于同一竖直面，且与圆心的连线和竖直方向夹角。为一个倾斜放置的传送带，长度为，动摩擦因数，倾角，以速度逆时针转动。倾斜轨道和圆轨道相切于B点，倾斜传送带和圆轨道相切于D点，斜面轨道与传送带略微错开，既是的中点又是的中点，且与圆轨道的圆心等高，B点与E点等高。现将质量的滑块（视为质点）压缩弹簧后由A点静止释放，A点与D点等高，滑块恰好经过圆轨道的最高点，。求：
（1）滑块经过圆轨道最低点C时对轨道的压力；
（2）释放滑块时，弹簧的弹性势能；
（3）滑块在传送带上运动过程中产生的热量Q。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】矢量与标量；电势
【解析】【解答】本题考查矢量和标量的概念，熟悉各物理量的标量或者矢量性特点。功率、电势只有大小、没有方向，是标量；电场强度既有大小、又有方向，遵循矢量运算是矢量；电流强度虽然有大小、也有方向但是遵循代数运算是标量。
故选B。
【分析】根据矢量和标量的概念进行分析判断。
2．【答案】A
【知识点】验证力的平行四边形定则；探究加速度与力、质量的关系；验证机械能守恒定律；研究平抛物体的运动
【解析】【解答】正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、所测数据、误差分析等，会起到事半功倍的效果。由于在太空中处于完全失重状态，涉及到重力的实验探究无法正常完成，则图乙、图丙、图丁这三个实验无法在太空中进行探究，而按图甲进行“探究两个互成角度的力的合成规律”实验不需要利用重力，所以能在太空中进行探究。
故选A。
【分析】从实验原理的角度分析作出选择。
3．【答案】A
【知识点】向心力
【解析】【解答】 本题关键明确物体做曲线运动的条件，知道航母速率不变，则没有沿切向上的分力存在。依题意，航母做匀速圆周运动，合力提供向心力，指向轨迹圆的圆心。
故选A。
【分析】“福建舰”在海面上转弯，所做的运动为曲线运动，故在半径方向上合力不为零且是指向圆心的，同时明确是匀速率转弯，所以没有速度大小的变化，不存在沿切向上的分力。
4．【答案】D
【知识点】开普勒定律；机械能守恒定律；电场强度的叠加；电势
【解析】【解答】本题考查了开普勒第二定律、尖端放电、电流产生的原因等知识点，需要熟练掌握，尤其是掌握物体在受力平衡时速度最大。A．图甲中，由开普勒第二定律可知，“天问一号”火星探测器经过图中椭圆轨道P点时速度最大，故A错误；
B．图乙中，机翼末端一根根像“针”一样的金属棒，是飞机在飞行时与大气摩擦在表面产生静电，采用尖端放电的原理释放静电，故B错误；
C．图丙中，运动员在离开地面前先做加速运动后做减速运动，当弹跳鞋的弹力等于运动员重力时，运动员的速度最大，动能最大，故C错误；
D．图丁中，心电图检测时，多个电极放在人体不同位置获得了不同的电势，从而获得心脏活动时的微弱电信号，故D正确。
故选D。
【分析】根据开普勒第二定律分析；这是尖端放电的应用；当运动员受力平衡时速度最大；根据电流产生的条件分析。
5．【答案】D
【知识点】表头的改装
【解析】【解答】本题考查电表改装原理的理解能力，当电流计的指针满偏时，电流表或电压表的指针满偏，所测量的电流或电压达到最大值。AB．灵敏电流计G改装电压表需串联大电阻分压，改装成电流表需并联小电阻分流，根据图可知，甲表为电流表，并联的电阻越大，则分流越小，量程越小。故AB错误；
CD．同理，乙表是电压表，R越大，则分压越大，量程越大。故C错误；D正确。
故选D。
【分析】灵敏电流计G和变阻器R并联时，由于变阻器的分流，测量的电流增大，改装成电流表，而灵敏电流计G和变阻器R串联时，由于变阻器的分压，测量的电压增大，改装成电压表；甲表中，R增大时，变阻器分流减小，量程减小．乙表中，R增大时，变阻器分担的电压增大，量程增大。
6．【答案】D
【知识点】电场线；电势
【解析】【解答】AB．题中电场与等量一种点电荷的电场分布一样，由对称性可知，a点电场强度与c点电场强度大小相等，方向不同，b点电场强度与d点电场强度方向相同，大小不同。故AB错误；
CD．由沿着电场线的方向电势逐渐降低可知，越靠近正点电荷，电势越高，所以a点电势比b点电势低，b点电势高于d点电势。故C错误；D正确。
故D。
【分析】 沿着电场线的方向电势降低；电场线密的地方电场强度大；电场强度是矢量，两点的电场强度相同时大小相等、方向相同。
该题考查电场线、电场强度等物理量之间的关系以及大小比较，是电场中的重点和难点，在平时训练中要加强这方面的练习，以加深对概念的理解。
7．【答案】B
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】根据
可得
又
联立，解得
故选B。
【分析】 根据线速度和角速度以及转速的关系计算即可。掌握角速度和线速度的关系以及角速度和转速之间的关系是解题的基础。
8．【答案】B
【知识点】卫星问题；动能
【解析】【解答】本题考查万有引力定律的应用问题，知道万有引力提供向心力，能根据牛顿第二定律分别得到线速度、角速度和向心加速度的表达式。BCD．根据
解得
依题意，有
可知试验卫星的线速度小于“天宫一号”的线速度，试验卫星的角速度大于“风云四号”的角速度，试验卫星的运行周期大于“天宫一号”的运行周期，故B正确、CD错误；
A．同理，可知试验卫星的线速度大于“风云四号”的线速度，但是二者质量关系未知，由
可知动能大小无法比较，故A错误。
故选B。
【分析】根据牛顿第二定律列式求出速度、角速度的表达式，结合半径的变化关系进行判断；
根据动能的决定因素进行分析判断。
9．【答案】C
【知识点】功能关系
【解析】【解答】本题主要考查了动能、重力势能、机械能及其变化量的计算，同时考查了动能定理的应用，要掌握用动能定理来求解变力做功。A．依题意，国旗做匀加速运动，2s时的速度为
增加的动能为
故A错误；
B.2s时国旗上升的高度为
国旗增加的重力势能为
故B错误；
C．国旗增加的机械能为
故C正确；
D．小张对国旗做的功为
故D错误。
故选C。
【分析】根据动能的公式，可以计算国旗增加的动能。根据重力势能的公式，可以计算国旗增加的重力势能。国旗增加的机械能等于国旗增加的动能与国旗增加的重力势能之和。根据动能定理，可计算小张对国旗做的功。
10．【答案】C
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】本题以生活中的除颤仪为背景考查电容器的相关知识，要牢记电容的定义式，电流的定义式等相关公式，难度不大。A．假设用该除颤仪进行首次除颤时理论上需要的充电电压为U，则电容器的电量为
电容器可释放的能量为
联立解得，用该除颤仪进行首次除颤时理论上需要的充电电压应为
故A错误；
B．用该除颤仪在首次除颤过程中放出的电量为
故B错误；
C．根据可得，通过人体的平均电流约为
故C正确；
D．人体左前胸和右后肋间距大约是25cm，所以除颤仪两个电极置于人体左前胸和右后肋，则所加的平均电场强度约为
故D错误。
故选C。
【分析】将电容器的能量表达式和电容的定义式联立求出所需的充电电压；根据电容的定义式变形得到q=CU，从而求出除颤过程放出的电荷量；根据电流的定义式求出平均电流；根据电场强度与电压关系求出平均电场强度大小。
11．【答案】D
【知识点】电势能
【解析】【解答】本题主要考查了带电粒子在电场中的运动，从电场力做功的角度分析其电势能变化情况。A．由图可知，黑色颗粒被负电极吸引，所以黑色颗粒带有正电荷，白色颗粒被正电极吸引，所以白色颗粒带有负电荷，故A错误；
BCD．当画素颜色变化（黑白反转）时，电场力对白色颗粒、黑色颗粒均做正功，它们的电势能减少。所以除维持亮度外，电子墨水屏只有在画素颜色变化时才消耗电能，故BC错误、D正确。
故选D。
【分析】根据极板的正负极判断黑色颗粒和白色颗粒的电性；根据电场力做功情况判断电势能的变化情况和电能的消耗情况。
12．【答案】C
【知识点】电功率和电功；能量守恒定律
【解析】【解答】本题考查了功率的计算，解题的关键是把吹向风扇的空气看作柱状，利用m=ρV可得空气柱的质量。设t时间到达发动机叶片上的空气质量为m，则有
可得
联立，解得
故选C。
【分析】把吹向风扇叶片的空气看作柱状，可得空气柱的质量，利用动能表达式则可得空气柱的动能，由题意和可得风力发电机发电的功率。
13．【答案】C
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】本题考查了带电粒子在加速电场和偏转电场的运动，解题的关键是知道质子在偏转电场中水平方向做匀加速直线运动，竖直方向做匀速直线运动，注意加速电场的电压增大，则速度增大，辐向电场中的电场强度增大，质子才能做匀速圆周运动。A．在辐向电场中做匀速圆周运动，可得
解得
故A错误；
B．在加速电场中做匀加速直线运动，有
联立，解得
故B错误；
C．在匀强电场中做匀变速曲线运动，有
又
联立，解得
故C正确；
D．将电压调整为，则有
根据
可得
即质子不能沿图中四分之一圆弧虚线通过辐向电场，更不可能击中肿瘤细胞，故D错误。
故选C。
【分析】质子在辐向电场中利用牛顿第二定律可得质子速度大小，质子在加速电场由动能定理可得电压；根据质子在匀强电场中水平方向和竖直方向的位移，由运动学公式列式，联立方程可得解；根据质子在匀强电场中水平方向和竖直方向的位移，由运动学公式列式，在加速电场由动能定理列式，则可得加速电场电压与原来电压的关系，根据辐向电场电场力提供向心力，可知场强大小也要改变。
14．【答案】A,C
【知识点】生活中的圆周运动；离心运动和向心运动；竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】本题考查了圆周运动和离心运动的相关知识，理解合外力提供向心力是解决此类问题的关键。A．甲中汽车通过凹形路面时，根据
解得
可知汽车需减速，这样可以减少对桥的压力，故A正确；
B．乙中汽车在水平面内转弯时，由地面的静摩擦力提供转弯所需的向心力，故B错误；
C．丙中在铁路转弯处的外轨比内轨高，火车所受弹力与水平面有一个夹角，这样一来火车转弯时所需的向心力可以由弹力的水平方向分力提供，就减轻了转弯时火车外侧轮缘与轨道的挤压，故C正确；
D．丁中洗衣机脱水桶脱水的原因是水滴受到的衣服提供的附着力小于它所需的向心力，做离心运动，故D错误。
故选AC。
【分析】根据合外力提供向心力，结合在不同场景下的合外力的表示方式分析求解。
15．【答案】A,C,D
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】本题借助“雪地转转”考查圆周运动、平衡知识和公的计算，立体图形转化为平面图形是解题关键。A．小张绕转轴转动的角速度大小为
故A正确；
B．设绳子与水平面夹角为，根据几何关系，可得
解得
对小张和雪圈受力分析，可知竖直方向受力平衡，可得
解得
根据牛顿第三定律可知，小张和雪圈对地面的压力大小为
故B错误；
C．画出俯视图如图
由几何关系可知
，
可得
地面对雪圈的摩擦力方向与运动方向相反，即与轨道半径垂直，可得
又
联立，解得
故C正确；
D．绕转轴旋转一周，绳子拉力对小张和雪圈做功满足
解得
故D正确。
故选ACD。
【分析】根据ω=2πn计算角速度；小张和雪圈为研究对象，受力分析，竖直方向上合理为零，根据平衡知识列式求解小张和雪圈对地面的压力大小，水平方向合力为零，根据平衡知识确定地面对雪圈的摩擦力大小和方向；根据动能定理列式求解绕转轴旋转一周，绳子拉力对小张和雪圈做功。
16．【答案】（1）；
（2）C
（3）B
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】本题主要考查了机械能守恒定律的验证实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合运动学公式和机械能守恒定律即可完成分析。
（1）重力做正功，重力势能减小，重力势能减小量
B是AC段的时间中点，B点的速度等于AC段的平均速度，即
动能增加量
联立，解得
（2）AB．该实验中存在摩擦、空气阻力，实际加速度不是g，不能用运动学公式，
计算瞬时速度，只能通过纸带上点迹求该点相邻两点间平均速度，故AB错误；
C．因存在空气阻力和摩擦阻力的影响，减少的重力势能一部分转化为重物的动能，还有一部分转化为内能，说明重力势能的减少量大于动能的增加量，故C正确；
D．该实验误差属系统误差，采用多次实验取平均值的方法不能改变误差大小，故D错误。
故选C。
（3）根据动能定理可知
可得
由此可知，在丙图图像中，斜率为
故选B。
【分析】（1）根据势能、动能定义求出动能、势能变化量；
（2）根据实验数据分析出可能导致误差的原因；
（3）根据动能定理列式求出当地加速度作出判断。
（1）[1]重力做正功，重力势能减小，重力势能减小量
[2]B是AC段的时间中点，B点的速度等于AC段的平均速度，即
动能增加量
联立，解得
（2）AB．该实验中存在摩擦、空气阻力，实际加速度不是g，不能用运动学公式
，
计算瞬时速度，只能通过纸带上点迹求该点相邻两点间平均速度，故AB错误；
C．因存在空气阻力和摩擦阻力的影响，减少的重力势能一部分转化为重物的动能，还有一部分转化为内能，说明重力势能的减少量大于动能的增加量，故C正确；
D．该实验误差属系统误差，采用多次实验取平均值的方法不能改变误差大小，故D错误。
故选C。
（3）根据动能定理可知
可得
由此可知，在丙图图像中，斜率为
故选B。
17．【答案】（1）29.8
（2）0.680
（3）4；AD；E；C；；；
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用；导体电阻率的测量；电压表、电流表欧姆表等电表的读数
【解析】【解答】本题考查了螺旋测微器读数，要掌握常用器材的使用及读数方法，螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数，螺旋测微器需要估读；分析清楚实验电路，应用欧姆定律即可解题。
（1）游标卡尺测量金属圆柱体的长度：如图甲所示，其长度为
29mm+8×0.1mm=29.8mm
（2）用螺旋测微器测量金属圆柱体的直径：如图乙所示，其直径为
0.5mm+18.0×0.01mm=0.680mm
（3）用多用电表测金属圆柱体的电阻，选择电阻“”档，结果如图丙所示，其电阻为4。
电流表内阻已知，电源电动势约为3V，根据
解得
可知改装一个电压表，选择的仪器为AD。
实验要求电压电流从零开始测量，用改装好的电压表组装电路，滑动变阻器需要采用分压式接法，所以选择最大阻值较小的E。
又因为改装好的电压表内阻已知，则为测量精确，测量电路采用电流表外接法。
故选C。
用平滑的直线连接各点，适当舍弃误差太大的点，描绘出如图所示的图线
由图线计算该金属丝的电阻值
由
代入数据可以计算出该金属的电阻率为
【分析】（1）根据游标卡尺的读数规则读取金属丝的长度。
（2）螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读；
（3）①欧姆表指针示数与挡位的乘积是欧姆表示数；②根据电压表的改装原理求分压电阻的值。根据题意与实验电路图，应用欧姆定律分析答题。根据题意应用电阻定律求出电阻率的大小。
（1）游标卡尺测量金属圆柱体的长度：如图甲所示，其长度为
29mm+8×0.1mm=29.8mm
（2）用螺旋测微器测量金属圆柱体的直径：如图乙所示，其直径为
0.5mm+18.0×0.01mm=0.680mm
（3）[1]用多用电表测金属圆柱体的电阻，选择电阻“”档，结果如图丙所示，其电阻为4。
[2]电流表内阻已知，电源电动势约为3V，根据
解得
可知改装一个电压表，选择的仪器为AD。
[3]实验要求电压电流从零开始测量，用改装好的电压表组装电路，滑动变阻器需要采用分压式接法，所以选择最大阻值较小的E。
[4]又因为改装好的电压表内阻已知，则为测量精确，测量电路采用电流表外接法。
故选C。
[5]用平滑的直线连接各点，适当舍弃误差太大的点，描绘出如图所示的图线
[6]由图线计算该金属丝的电阻值
[7]由
代入数据可以计算出该金属的电阻率为
18．【答案】解：（1）由图可知，飞船在转移轨道上从近地点P运动到远地点Q的过程中，与地球的距离越来越大，地球引力对其做负功，飞船的动能将减少。
（2）由
解得
（3）由开普勒第三定律
解得
【知识点】开普勒定律；万有引力定律；重力势能的变化与重力做功的关系
【解析】【分析】（1）根据引力做功分析机械能变化，地球引力对其做负功，飞船的动能将减少；
（2）根据万有引力提供向心力解答；
（3）根据开普勒第三定律分析解答。
19．【答案】解：（1）充满电的时间
（2）水泵的输出功率
（3）电动机的输出功率
电动机工作电流
由
解得
【知识点】焦耳定律；电流、电源的概念
【解析】【分析】（1）根据电荷量和电流的关系计算充电时间；
（2）根据功能关系计算单位时间内小水泵对水做的功，再根据公式计算功率；
（3）根据效率计算输出功率，再依题意根据公式计算电流，结合总功率和机械功率和热功率关系式列式计算线圈电阻。
20．【答案】解：（1）小球受电场力和重力作用，由牛顿第二定律可得
又
故
依题意，有
，
得
即
（2）①圆轨道库仑力不做功，重力做功
得
速度分解得
②返回时小球仍受电场力和重力作用
，
故
由对称性知
，
得
即
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】 （1）小球在区域Ⅰ做类平抛运动，将运动沿水平方向与竖直方向分解，根据运动学公式求得加速度，根据牛顿第二定律求得电场强度，以及电势差。
（2）①根据动能定理求得小球到达A'时的速度大小。小球由A'返回P点的逆过程为类平抛运动，小球返回P点时的速度等于在A'时的水平分速度大小；
②返回时在区域Ⅰ运动过程，与（1）同理，求得电势差，判断上极板的电势的正负，根据电势差与电势的关系求得上极板的电势。
21．【答案】解：（1）滑块最高点，由机械能守恒
得
由向心力公式
得
故滑块对轨道最低点的压力为，方向竖直向下。
（2）滑块从A运动到C过程，有
得
（3）最高点到D，有
得
滑块在传送带上运动的加速度
由
得
相对位移
产生的热量
【知识点】牛顿运动定律的综合应用；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）由机械能守恒求解最高点速度，结合牛顿第二定律求滑块经过圆轨道最低点C时对轨道的压力；
（2）由能量守恒求释放滑块时，弹簧的弹性势能Ep；
（3）由能量守恒求解最高点速度，结合牛顿第二定律求解加速度，由运动学公式、功能关系求滑块在传送带上运动过程中产生的热量Q。
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