江西省丰城中学2024-2025学年高一下学期期末物理试卷（含答案）

丰城中学2024-2025学年下学期高一期末考试试卷物 理
一、选择题（本题共10小题，共46分;其中第1-7小题只有一个选项符合要求，每小题4分，选错得0分，选对得4分；第8-10小题有多项符合要求，每小题6分，选对但选不全得3分，选错得0分，全部选对得6分。）
1．关于电场线和等势面，下列说法中正确的是（　　）
A．电场线密集处场强大，电势高 B．场强为零处，电势也一定为零
C．等势面一定垂直于电场线 D．沿电场线方向场强一定减小，电势一定降低
2．在水平轨道上，由静止开始做匀加速度直线运动的高铁所受阻力不变，则高铁牵引力的瞬时功率（　　）
A．与时间成正比 B．与位移成正比
C．与时间的平方成正比 D．与位移的平方成正比
3．某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，图线上过 A 点的切线交 I 轴于 C 点， 则下列说法中正确的是（ ）

A．加5V电压时，导体的电阻约是0.2Ω
B．加12V电压时，导体的电阻约是24Ω
C．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小
D．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断增大
4．如图所示，Q为一带正电的点电荷，P为原来不带电的枕形金属导体，a、b为导体内的两点．当导体P处于静电平衡状态时（　　）
A．a、b两点的场强大小Ea、Eb的关系为Ea＞Eb
B．a、b两点的场强大小Ea、Eb的关系为Ea＜Eb
C．感应电荷在a、b两点产生的场强大小Ea′和Eb′的关系是Ea′=Eb′
D．感应电荷在a、b两点产生的场强大小Ea′和Eb′的关系是Ea′>Eb′
5．如图所示，水平放置的平行板电容器充电后与电源断开，一带电粒子从A点沿半圆ABC的直径方向始终以速度v水平射入电场，恰好经过半圆的最低点B，粒子重力不计．下列分析正确的（ ）
A．若仅将下板水平右移少许，粒子轨迹与半圆ABC的交点在B点的左侧
B．若仅将下板水平右移少许，粒子轨迹与半圆ABC的交点在B点的右侧
C．若仅将下板竖直下移少许，粒子轨迹与半圆ABC的交点在B点的左侧
D．若仅将下板竖直下移少许，粒子轨迹与半圆ABC的交点在B点的右侧
6．如图甲所示，在水平地面上放置一木块，其质量，木块在水平推力F作用下运动，推力F的大小随位移x变化的图像如图乙所示。已知木块与地面间的动摩擦因数，重力加速度g取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　）
A．木块先做匀变速直线运动，后做匀速直线运动
B．木块运动的过程中，其克服摩擦力所做的功200J
C．木块运动的过程中，合力做的功为
D．木块在运动过程中的加速度一直变大
7．将质量为1kg的物体从地面竖直向上抛出，一段时间后物体又落回抛出点。在此过程中物体所受空气阻力大小不变，其动能Ek随距离地面高度h的变化关系如图所示。取重力加速度。下列说法正确的是（　　）
A．物体能上升的最大高度为3m
B．物体受到的空气阻力大小为2N
C．上升过程中物体加速度大小为10m/s2
D．下落过程中物体克服阻力做功为24J
8．发射地球静止卫星，可简化为如下过程：先将卫星发射到近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于P点，轨道2、3相切于Q点，如图所示。则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法正确的是（　　）
A．地球静止卫星可能经过北京上空
B．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
C．卫星在轨道2上从P点向Q点运动的过程中机械能守恒
D．卫星在轨道1上经过P点时的速率小于它在轨道2上经过P点时的速率
9．如图所示，固定光滑斜面的倾角为，与光滑水平面在点连接。质量均为的两个小球、用长为的轻杆相连，外力作用在小球上，使得小球靠在斜面上，小球位于水平面上的点。撤去外力后两球由静止开始运动。重力加速度大小为，取，。对于从两球开始运动到轻杆与水平面的夹角为的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小球的动能增加量大于小球的动能增加量
B．小球的动能增加量为
C．小球的机械能减少量等于b球的动能增加量
D．轻杆对小球做的功小于
10．图1的平行金属板M、N间加有图2所示的交变电压，是M、N板间的中线，当电压稳定时，板间为匀强电场。时，比荷为的带电粒子甲从O点沿方向、以的速率进入板间，时飞离电场，期间恰好不与极板相碰。若在时刻，带电粒子乙以的速率沿从O点进入板间，已知乙粒子在运动过程中也恰好不与极板碰撞，不计粒子受到的重力，则下列说法中正确的是（　　）
A．T时刻，乙粒子离开电场
B．乙粒子的比荷为
C．甲、乙两粒子通过电场偏转的位移大小之比为2：3
D．甲、乙两粒子通过电场偏转的位移大小之比为1：2
二、实验题（2分每空，共16分）
11．在“研究平抛物体的运动规律”的实验中：
（1）如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则下列说法中正确的是 。
A．小球平抛的初速度不同
B．小球每次的运动轨迹不同
C．小球在空中运动的时间均不同
D．小球通过相同的水平位移所用时间可能相同
（2）研究平拋物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=1.6cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示。则小球平抛的初速度的计算式为v0= （用L、g表示），小球在b点的速率为 m/s。(取两位有效数字，g取10m/s2)
12．某同学用如图1所示的实验装置验证系统机械能守恒定律。实验操作步骤如下：
①用天平测出滑块和遮光条的质量M、钩码的质量m；
②调整气垫导轨水平，按图连接好实验装置，固定滑块；
③测量遮光条中点与光电门光源之间距离L及遮光条宽度d，将滑块由静止释放，光电门记录遮光条遮光时间t；
④重复以上实验多次。
根据上述实验操作过程，回答下列问题：
(1)下列关于该实验的说法正确的是 。
A．本实验的研究对象仅是滑块 B．实验中不需要保证m远小于M
C．滑块运动过程中速度大小始终与钩码相等 D．本实验可以不用测量M和m
(2)某同学测量得消块和遮光条的质量M=390.0g、钩码的质量m=120.0g、遮光条宽度d=0.50cm，某次实验中滑块静止时遮光条中点与光电门光源之间距离L=75.00cm，遮光条遮光时间t=3.35ms，当地重力加速度。遮光条通过光电门时v= m/s，测量过程中系统重力垫能的减少量 J（均保留三位有效数字）
(3)另一同学改变遮光条中点与光电门光源之间距离L，记录每次遮光条遮光时间t，重复以上实验多次，作出如图2所示图像，如果图像斜率k= （物理量用题中所给字母表示），则可验证系统机械能守恒。
(4)经过多次实验，发现图像斜率总是小于（3）中所求的理论值，造成这种结果的可能原因是 。
A．系统运动过程中受空气阻力影响 B．滑轮和细绳之间存在摩擦
C．没有考虑动滑轮的机械能变化 D．选取的遮光条宽度过宽
三、计算题（10分+12分+16分，共38分）
13．两个完全相同的质量都为m、带等量电荷的小球A、B分别用等长的绝缘细线悬挂在同一水平面上相距为的M、N两点，平衡时小球A、B的位置如图甲所示，已知小球B带负电，此时两球相距为l，细线与竖直方向夹角均为θ = 45°，若外加水平向左的匀强电场，两小球平衡时位置如图乙所示，细线刚好沿竖直方向，已知静电力常量为k，重力加速度为g，求：
（1）A球的电性及所带的电荷量Q；
（2）外加匀强电场的场强E的大小。
14．一杂技演员踩小独轮车沿图示路径表演。轨道是由水平直轨道和圆弧轨道构成，两轨道在点相切，是倾角为的传送带，连线水平，间距，轨道和传送带在同一竖直平面内。演员沿轨道行进，在点腾空，在沿方向以臀部接触传送带的坐姿滑上传送带。演员裤料和传送带间的动摩擦因数，传送带长，以的速度顺时针匀速转动，演员的质量为，重力加速度取，独轮车的质量不计，演员和独轮车均可视为质点，不计空气阻力，，求：
(1)演员在点的速度大小；
(2)演员从运动到的过程中，传送带对演员所做的功。
15．如图所示，在竖直向下的匀强电场中有轨道ABCDFMNP，其中BC部分为水平轨道，与曲面AB平滑连接。CDF和FMN是竖直放置的半圆轨道，在最高点F对接，与BC在C点相切。NP为一与FMN相切的水平平台，P处固定一轻弹簧。点D、N、P在同一水平线上。水平轨道BC粗糙，其余轨道均光滑，一可视为质点的质量为的带正电的滑块从曲面AB上某处由静止释放。已知匀强电场场强，BC段长度，CDF的半径，FMN的半径，滑块带电量，滑块与BC间的动摩擦因数，重力加速度，求
（1）滑块通过F点的最小速度vF；
（2）若滑块恰好能通过F点，求滑块释放点到水平轨道BC的高度h0；
（3）若滑块在整个运动过程中，始终不脱离轨道，且弹簧的形变始终在弹性限度内，求滑块释放点到水平轨道BC的高度h需要满足的条件。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C A D D A C B CD BC ABD
11． AB/BA 1.0
12．(1)B (2) 1.49 0.450 (3) (4)C
13．（10分）（1）正电，；（2）
【详解】（1）已知小球B带负电，由甲图可知，A球带正电，...............................2分
对A球受力分析，由平衡条件可得
...............................2分
解得A球所带的电荷量为...............................2分
加电场后对A球受力分析，由平衡条件可得...............................2分
解得...............................2分
14．（12分）(1) (2)W=-8040J
【详解】（1）如图所示，演员离开运动到，做斜抛运动，设速度与水平方向夹角为，由对称性，知
将速度分解，水平方向有..........................1分
竖直方向有...............................1分
设运动时间为，有..........................1分
水平位移...............................1分
代入数据得...............................1分
（2）演员沿方向以臀部接触传送带的坐姿滑上传送带，，先做匀减速运动，设运动加速度大小为，演员与传动带共速所用时间为，位移为，依据牛顿第二定律，有...............................1分
依据匀变速规律，有，...............................1分
...............................1分
解得...............................1分
匀减速阶段，传送带对演员所做的功...............................1分
演员速度等于传送带的速度时，因，此后演员随传送带一起做匀速运动，传送带对演员所做的功...............................1分
演员从D运动，传送带对演员做的总功W=W1+W2=-8040J...............................1分
15．（16分）（1）；（2）；（3）见解析
【详解】（1）小球在F点有...............................2分
解得 ...............................1分
（2）设小球由h0处释放恰好通过F点，对小球从释放至F点这一过程由动能定理得
...............................3分
解得...............................1分
（3）讨论：
（ⅰ）小球第一次运动到D点速度为零，对该过程由动能定理得...............................1分
解得...............................1分
则当时，小球不过D点，不脱离轨道
（ⅱ）小球第一次进入圆轨道可以经过F点，压缩弹簧被反弹，沿轨道PNMFDCBA运动，再次返回后不过D点，小球恰好可以经过F点，由动能定理可得...............................1分
解得...............................1分
则当时，小球可以通过F点
小球再次返回刚好到D点...............................1分
解得...............................1分
则当时，小球被弹簧反弹往复运动后不过D点
综上
小球第一次进入圆轨道可以通过F点，往复运动第二次后不过D点，满足始终不脱离轨道
（ⅲ）小球第一次进入圆轨道可以经过F点，压缩弹簧被反弹，第二次往复运动时满足小球恰好可以经过F点，由动能定理可得解得...............................1分
则当时，小球可以两次通过F点
小球再次返回刚好到D点解得...............................1分
则当时，小球被弹簧反弹第二次往复运动后不过D点
综上
小球第一、二次进入圆轨道可以通过F点，往复运动第二次后不过D点，满足始终不脱离轨道
（ⅳ）由数学归纳法可知，满足（，1，2，3……）......................1分
小球不脱离轨道