重庆市南开中学校2024-2025学年高一下学期期末考试 物理试题（含解析）

重庆南开中学高2027届高一 (下)期末考试
物理试题
本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分120分，考试时间120分钟。第1卷日如Ⅱ卷都答在答题卷上。
第1卷 (选择题 共54分)
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，请选出。不选、多选成错选均不得分。
1. 下列说法正确的是
A.电子就是元电荷
B.感应起电说明了电荷能创生
C.点电荷就是电荷量很小的电荷
D.处于静电平衡状态下的导体是一个等势体
2. 关于机械报动和机械波，下列说法正确的是
A.有机械波一定有机械振动
B.质点振动的速度就是波的传播速度
C.一列机械波通过不同的介质时，周期会发生变化
D.机械波是质点随波迁移，也是振动能量的传递
3. 关于地球的卫星。下列说法正确的是
A.近地卫星运行速度大于7.9km/s
B.所有卫星的发射速度都必须大于11.2km/s
C.同步卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大
D.近地卫星的向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等
4.两个电荷量为-2Ω和+4Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F。若两小球相互充分接触后再分开一定距离，库仑力大小变为 则此时两小球相距
A. 2r B. r c. r
5. 题5图为某物体做简谐运动的图像，下列说法正确的是
A. 0.2s与0.4s时刻, 物体的回复力相同
B. 0.2s与0.4s时刻, 物体的速度相同
C. 0.1s~0.2s内, 物体加速度在增:
D..0.1s~0.2s内, 系统的势能在减.
6.在足够长的光滑水平面上有两个相同的弹性小球A、B，质量都为M，现B球静止，A球向B 球运动，发生正碰。己知碰撞过程中总机械能守恒。两球压缩最紧时系统弹性势能为 Ep，则碰前A 球速度大小为
C.
7. 如图所示为两电量绝对值相等的点电荷A、B激发的电场，矩形 abcd的中心正好与两电荷连线的中点O重合，ad边平行于点电荷连线，e、f、g、h分别为矩形各边与两电荷连线及中垂线的交点，取无穷远处为零电势处.则下述正确的是( ) A.若A、B是同种电荷，则e、f两点场强相同 B. 若A、B是同种电荷, 则a、b、c、d四点电势相同
C.若A、B是异种电荷，则g、h两点的电势为零 D.若A、B是异种电荷，则a、c两点场强相同
8. 如题8图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A，轻质定滑轮下方悬挂重物B，两滑轮相距足够，且悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时A、B均处干静止状态，释放后A、B开始运动。已知A、B质量相等，摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度为g，当B下降2h时其速度大小为
9. 如图所示，某人把一个质量 的小球从 高处以角斜向上抛出，初速度 不计空气阻力，重力加速度 则下列说法正确的是 ()
A.抛出过程中，人对球做的功是16J
B.物体被抛出后会继续上升，故从抛出到落地过程中重力对小球所做的功大于16J
C.小球落地时速度大小为
D.小球到达最高点的速度为0
10.如图10图所示，足够大的光滑水平桌面上，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在桌面左墙，另一端与一质量为m的小球A拴接。开始时，小球A用细线跨过光滑的定滑轮连接相同小球B，-桌面上方的细线与桌面平行，系统处于静止状态.此时小球A 的位置记为O、现用外力缓慢推小球A 至弹簧原长后释放，在小球A 向右运动至最远点时细线断裂。已知弹簧振子的振动周期 (其中m为瓶子的温量。k为弹簧的劲度系数)，弹簧的弹性势能 (x为弹簧的形变量)，小球B距下方地面足够远，重力加速度为g，空气阻力不计，弹簧始终在弹性限度内。则细线断裂后 A.小球A做简谐振动的振幅为
B.小球A第一次向右运动至最远点时到O点的距离为
C.小球A返回O点时速度大小为
D.从细线断裂开始计时，小球A第一次返回O点所用的时间为
二、多项选择题：水履共6小题，每小题4分，共24分。在何小顺给出的四个选项中，原少有两个原项符合题
11 下列关于静电场的说法、正确的是
A.若在电场中某点不放试探电荷.则该点的电场强度一定为零
B、电场中电荷的受力方向就是电场强度的方向
C.匀强电场中、电势降低的方向就是电场线方向
D.电场中电场强度为零的地方电势不一定为零
12.近期有研究团队发现，银河系超大质量黑洞附近发现双星系统，这也是迄今为止在超大能量震剧附近发现的第一对恒星，该发现为研究银河系恒星动力学和演化历程带来了新见解，如照12图所示，领设一个双腰系续中的两颗恒压a、b绕O点做匀速圆周运动，a、b中心到O点的延速之比为3∶5，则
A. a、b的角速度之比为4：1 B. a、b的质量之比：
C. a、b的线速度大小之比为3：4 D. a、b的向心加速度大小之比为3：5 13.如题 13图所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0和t=3g时刻的波形图。已知p=0时刻，x=2m处的P点向y轴正方向运动。若该波的周期T>3n，则
A.时刻 处的质点沿y轴负方向振动
B.该波的传播速度大小为
C. t=5s时刻，P点沿y轴负方向运动
D.0~6s内，平衡位置在x=1.5m 处的质点通过的路程一定为8cm
14.如题14图所示. A、B是由两水平放置的金属板构成的平行板电容器，先将开关S闭合，等电路稳定后再将了新开，两极板间有一带电油滴 P恰好处于静止状态。现将B板水平向左平移一小段距离，则下列说法正确的是（ ）
A.电容器充电过程中，流过电阻R的电流方向为b
B.油滴P带流电
C.油滴 P向上运动
D.油溅 P的下运动
15.如题15图所示，竖直平面的匀强电场中，长L=0.8m的绝缘轻质细线一端固定于0点，另一端系着一个电荷量 的禁正电小球(可视为质点)，小球静止在 E点，OE 与竖直方向的夹角为37°。以O为圆心，线长为半径作圆，其中BD为竖直直径，A、C两点位于圆上且与圆心等高。下列说法正确的是（ ） 已知A点的电势为600 V.D点的电势为300V，C点的电势为0V，则(sin37°=0.6, g取
A.匀强电场的场强方向沿AD方向
B. 匀强电场的场强大小为3.75×10 N/C
C. 小球的质量为0.02kg
D.小球运动过程中的最大电势能为0.96J 16、如题16图所示，质量为m的小球P和质量为3m 的小球Q用自然长度为I的弹性轻绳狭接，让绳水平伸直且无弹力，两球静止在同一高度h处。现给P球一沿轻绳方向向右的初速度v ，同时将Q球由静止释放，两球在空中发生两次弹性正碰后落到水平地面上，已知重力加速度为g，碰撞时间极短，不计空气阻力，则
A、第一次碰撞前瞬时，P球的竖直速度大小为 v=gt =gLv
B.第一次碰撞过程中，P球对Q球的冲量大小为
C、第二次碰撞前瞬时，P球的水平速度大小为ve
D.两球第一次碰后到第二次碰前过程中，轻绳对Q球做的功
第11卷 (非选择题 共66分)
三、实验题：本题共2小题，17题6分，18题9分，共15分。
17.(6分)
“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如题17图1所示。
(1)下列说法正确的是 (填正确答案标号)。
A.组装仪器时单缝和双缝应该相互垂直放置
B.若增大双缝到光屏的距离，则相邻两亮条纹中心的距离变窄
C.若将蓝色滤光片换成红色滤光片，则相邻两亮条纹中心的距离变宽
(2)已知双缝到光屏的距离L=1.20m,双缝之间的距离d=0.300mm,单缝到双缝的距离s=100mm,某同学在用测量头测量时，调整手轮，将测量头的分划板中心刻线与某一亮条纹(记为第1条亮条纹)的中心对齐，其示数如题17图2所示，则该读数为 mm。继续转动手轮使分划板中心刻线与第4条充条纹的中心对齐时，手轮读数为8.202mm，则所测单色光的波长为 nm(结果保留3位有效数字)。
18. (9分)
在“用单摆测量重力加速度”的实验中，小南同学将力传感器固定在 O点，并将长度为I的轻质细线一端固定在力传感器上，另一端(A点)连接一直径为d的均质小球，制成了如题18图1所示的单摆。
(1)该同学将小球拉塞坐衡位置一个角度0(0<5°)，由静止释放后，通过与力位感网连接的电脑得到了力传感器的示数与时间的关系，如题18图2所示(其中 to已知)。则此时单据的周期7个 (用fo表示>，由此可得重力加速度大小g= (用1、d、t 表示)。
(2)若某次实验找不到均质小球，只有一个质地均匀、形状不规则的小石块， 实用细线悬挂起来强成单摆、该同学用<1>的方法分别在细线长为11和10时做了两次实验，两次实验小石块的悬挂点相同(均为R点)，测得单摆两次摆动的周期分别为T 和T ，且T >T ，则重力加速度大小 小石块炭心到A点的距离d'= 。(均用h、l 、T 、T 表示)
四、解答题:本题共4小题, 19题10分,20题10分, 21题14分, 22题17分,共51分。请写出列式依据、重要演算步骤算，只写出最后结果计0分。
19.(10分)
如题19图所示，某透明均质光学元件的截面是边长为a的正方形。一细束单色光从AB边上中点P处以入射角α=45°从空气中射入该光学元件，折射光线不经过反射能通过C点，已知光在真空中的传播速度为c.
求：
(1)识元件对该单色光的折射率，
(2)该单色光在该元件中运动的时间。
20.(10分)
如题20图1所示，两只小昆虫水黾(mǐn)s、b分别浮停在足够大的池塘水面上O、P两点， 为两波源,其中O为S;S 中点, OP=d, S S =L. 且OP⊥S S ,某时刻, 两波源S 、S 间时在竖直方向持续级简谐振动。其援助图像均如题20图2所示。当水龟n随水面开始在竖直方向运动时，又经过时间t水龟b开始随水而在竖直方向运动，此时水组a恰好处于原先浮停的高度。忽略水晶重力及体积的影响。
且两水晶可花为质点。
(1)求进源产生水波的波速大小。
(2)求波逐振动的周期T：
(3)水组a为脉斑水面上下振动带来的影响，面尽快速离到安全区(无水面振动)，求其运动到安全区的最小路程的表达XL.
21.(14 分)
如题21图所示，一质量为m的光滑小球A静止在足够长的水平面上，质量均为3v°的木板B和物块C静止于A右侧，B左端与A 相距L。某时刻给 A 一水平向右的初速度 vn，此后A与B发生弹性碰撞(不计碰撞时间)，A返回水平面位置时，B、C恰好间时停止运动。已知B、C间动摩擦因数是B与地面间动摩擦因数 的2倍，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，C始终在B上. A. C均可视为质点，重力加速度为g，不计空气阻力。求：
(1)A、B碰撞后人的速度大小；
(2)A、B碰撞后至B、C停止运动的过程中，整个系统因摩擦产生的总热量：
(3)B与地面间的动摩擦因数。
22. (17分)
利用电场控制带电粒子运动有着重要的理论和应用价值。如题22图1所示，xOy平面直角坐标系中，点M、N的坐标分别为(d，0.75d)、(d，0)，虚线与坐标轴围成的矩形区域内分布有周期为T(T未知)且可调节的交变电场，电场强度大小为E、方向与y轴平行，其变化规律如题22图2所示 (一个周期T内正、负电场持续的时间相同)。t=0时刻，一质量为m、电荷量为ε的电子，以初动能E 从O点射入电场，入射角(与+y轴夹角)为θ(θ未知)，在xOy平面内运动，不计电子重力及电子间的相互作用，忽略电场方向突变的影响。
(1) 当 时，若该电子能从MN边射出，求该电子通过电场的时间：
(2) 当( 时，t=T时刻关闭电场后，若该电子能通过M点，求对应的交变电场的周期T：
(3)当 时，r=0时刻N个电子从O点在θ为 范围内同时均匀射入电场、对( 时刻M点有电子射出：若调整电场的周期T、t=0时刻N个正电子(质量为m、电荷量为（+e、 从0点在θ为 范围内间时均匀射入电场，则 时刻M点有正电子射出。求两种情形下，从MN边射出的电子与正电子的数量之比
参考答案
1. D
电子不是原电荷，感应起电没有创造电荷，处于静电平衡状态下的静体是一个等势体。
2. A
机械波观形成，必须要有机械振动，所以要有介质，激动的速度跟波传播的速度完全不是一固拿儿、机械洗绳过不同介屑时，萌麻不变，照期也不变。
3. C
近地卫星运行的速度一定小于7.9m/s， 卫星的发射速度只要大于7.9千米每秒就可以。近地卫星的向心加速度比静止在赤道上物体的向心加速度额大
4. B
当两个小球接触以后，电荷先中和再平分，每一个小球的电荷最大小都是Q，如果力变成原来的1/2，则距离应该变成原来的1/2。
5. D
0.2s 与 0.4s时物体的问复力方向相反，物体的速度完全相同，0.1s-0.2s内物体在衡位置，如速度在减少，速度在增加，系统的势能在减小。
6. A
解得
7. D
【详解】A、B：若P，Q为等量同种点电荷，则关于其连线中点中心对称的两点 A、C电势相同，电场强度大小相同，方向不同，故A、B错误；
C、D：若P，Q为等量异种点电荷，则关于其连线中点中心对称的两点 B、D电场强度大小和方向都相同，电势不同，故C错误，D正确。
8. B
【详解】当B下降2h时，由滑轮组合关系可知：A此时上升h，且 vB=2vA。由 A、B 整体机械能守恒：解得
9. C
【详解】A：由于带正电的小球进入电场后向下偏转，即受到向下的电场力，故电场强度方向向下，上极板带正电：B：小球运动过程中，电场力做正功，小球电势能减少；C，D：在电场中： 则小球在竖直方向： 由于恰好从下极板右端点飞出，则运动时间： 即飞出时速度 极板长度x=v r=0.6m, 故C正确, D错误。
10. C
【详解】.M能守恒， 为 故自律慢；之后附线斯掉，小辣雀做的磷运动的中制作胃哪弹簧叩长位冀、 牧振州为 得 故C正确，从细线断裂到第一次返回O点，即Af应简谐运动从最大位移处运动到一半振幅处，时间应为 故D错误。
11. 答案: BD
A、电场强度由电场本身决定，跟放不放试探电荷没有关系，该点的电场强度不为零。
B、只有当电场线是直线时，电子由静止释放后才沿电场线运动，否则不沿电场线运动。
C、电场强度的方向指向电势降低最快的方向。
D、电场强度与电势分别描述电场的两个不同方面的性质，二者的大小没有直接的关系，电场中电场强度为零的地方其电势不一定为零，如等势休的内部。
12. 答案: CD
A、双星系统中的两颗恒星a、b绕O点做圆周运动，两颗星体的角速度相等
B、万有引力提供向心力， 可得
C、 v=ωr, va: w=3: 5
D、万有引力提供向心力， 可得
13. 答案: BCD
A、t=0时刻，P点向y轴正方向运动，由同侧法可知，波向x轴正方向传播
B、波沿x轴正方向传播，可知由实线传播到虚线需要时间为
解得T=412+15, n=0, 1, 2, ……)。已知该波的周期T>3s, n只能取0, 可得T=12s;
C、t=6s，P 点经半个周期，回到平衡位置。t=5s，P未回到平衡位置向y轴负方向运动。
D、任意半个周期内，质点路程为2A=8cm
14. 答案: AC
A、开关S断开前，电容器充电，流过电阻R的电流方向为：b→a
B、上级板带正电，下级板带负电，电场竖直线下，油滴p在电场力和重力作用下静止，油滴带负电
C、B板水平向左平移一小段距离，S减小，C减小，Q不变，U增大，E增大，电场力增
大，向上运动。
15. 答案: BD
A、匀强电场、A点的电势为600V，C点的电势为0V，所以O点电势300V，OD为等势线，电场线方向为AC
得：
C、小球静止在E点.
D.由于总能量保持不变，所以小球在圆上最左侧的O点时，电势能最大，机械能最小.
小球在C点的电势能最大，为：
16. 答案: BD
A 、P球抛出后经过时间r与Q球发生碰撞 第一次碰撞前瞬间，P球的竖直速度大小为
B 、P、Q两球第一次碰撞过程中，以水平向右的方向为正方向，水平方向动量守恒、系统机械能守恒，则
解得
第一次碰撞过程中，P球对Q球的冲量大小为
C、设P、Q两球第二次碰撞前的速度分别为 以水平向右的方向为正方向，由水平方向动量守恒和系统机械能守恒得
解得
D、根据动能定理，轻绳对Q球做的功
17、答案:c 0.642 630
(1)A.组装仪器时单缝和双缝应该相互平行放置
B.若出现了不够清晰的干涉图样，则需要调节拨杆
C.若将蓝色滤光片换成红色滤光片，波长变大， 相邻两亮条纹中心的距离变宽
(2)螺旋测微器的精度为0.01mm，但可动刻度必须估读，所以图乙的示数为：
(3)根据双 缝 干 涉条纹间距 公 式 ： 变 形 后 得 波 长： =630
18、答案:2tn
(1)单摆在一个周期内两次经过平衡位置，由图知两次时间间隔为2tn，故该单摆的振动周期为210、由单摆的周期公式 可得重力加速度
(2)根据单摆周期公式可得
联立解得重力加速度为
摆件质心到A 点的距离为
19(10分) 解: (1) 由 (5分)
(2)光线在元件中的传播速度 (1分)
光线在元件中由P 运动到C
运动时间 =
20.(10分) 解: (1) 由 (2分)
得 (1分)
(2) 由 (2分)
得 (1分)
(3)水波波长 λ=vT (1分)
(1分)
O为干涉相长点，安全区为干涉相消点，最近的干涉相消点在 O点左、右两侧，
相距为λ= (1分)
则：最小路程 1分)
21.(14 分) 解: (1) A、B碰撞 (1 分)
(1分)
得 (2分)
(2)全程，由能量关系 (2分)
得 (2分)
(3) 碰后对 B、C (1分)
(1分)
(1分)
又 (1分)
得 (2分)
22. (17分) 解: (1) 由 (1分)
(1分)
得 (2分)
(2) 由 (1分)
(1分)
d-2x=(0.75d-2y)tanθ (1分)
得 (2分)
(3)r=37时刻. M点恰好有电子射出
由 d=v sinθ ·37 (1分)
(1分)
得 (1分)
恰好不从ON 边射出，应满足
(1分)
得 (1分)
对正电子，同理：
由
得 (2分)
(1分)
(其中