山东省济宁市2024-2025学年高一下学期期末考试 物理试卷（含答案）

2024～2025 学年度第二学期质量检测高一物理试题
2025.07
一、单项选择题：本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分。每小题只有一个选项符合题目要求。
如图所示，济宁儿童乐园的摩天轮以恒定的角速度在竖直平面内匀速转动。该摩天轮中的一游客从最低点 A 到达最高点 B 的过程中，下列说法正确的是
速度不变 B．加速度不变 C．机械能不守恒
D．在最低点受重力、支持力、向心力三个力的作用
如图所示，计算机键盘每个键下面都连有一块小金属片，该金属片与下面固定的另一块小金属片组成一个可变电容器。若该电容器的两金属片间电压不变，按下该键时，下列说法正确的是
电容变小 B．电容器的电荷量变小 C．两金属片间的电场强度不变 D．两金属片间的电场强度变大
如图所示，真空中等量异种点电荷分别固定在 A、B 两点，O 点是 A、B 连线的中点，c、d 两点在 A、B
连线上关于 O 点对称，e、f 两点在 A、B 连线的中垂线上关于 O 点对称。下列说法正确的是
c、d 两点的电势相等
c、d 两点的电场强度相同
e、f 两点的电场强度不相同
若两点电荷的电荷量均变为原来的 2 倍，c 点电场强度大小将变为原来的 4 倍
“开普勒-90”星系是一个类太阳系的恒星系统。其中一颗行星“开普勒-90d”的公转轨道半径约为地球
1
公转轨道半径的
3
1
，公转周期约为地球公转周期的
6
。该星系中心天体与太阳的质量之比约为
4:3 B．9:4 C．3:1 D．4:1
如图所示，三根长度相同的绝缘均匀带电棒组成等边三角形，带电量分别为+Q、+Q 和 Q，其中一根
2
带电量为+Q 的带电棒在三角形中心 O 产生的电场强度大小为 E，则 O 点电场强度的大小为
1 E
2
B．E C． 3 E
2
D． 13 E
2
如图所示，半径为 R 的倾斜圆盘倾角为θ，绕过圆心 O 且垂直于盘面的转轴匀速转动。将一质量为 m 的小物块（可视为质点）放在圆盘边缘，并能随圆盘一起转动。已知小物块与圆盘间的动摩擦因数
μ 2tanθ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g 。则圆盘匀速转动的最大角速度为


D．
全球无人机市场预计 2030 年突破 5835 亿美元，中国将占据消费级市场七成份额。一厂家生产的某款无人机质量为 9.8kg，额定功率为 1kW。某次进行性能测试时，让其以额定功率由静止竖直上升，6s 末达到最大速度。若运动过程中所受的空气阻力大小恒为 2N，重力加速度大小 g=10m/s2。则在 0 6s 内无人机上升的高度为
A．30.0m B．55.1 m C．56.2m D．60.0m
如图所示，一光滑大圆环固定在竖直平面内，圆心为 O，小圆环套在大圆环上。若小圆环从静止开始由大圆环顶端 Q 点自由下滑，滑至 P 点时大圆环与小圆环的作用力为零，则 OP 与竖直方向 OQ 的夹角 θ满足的关系式正确的是
sinθ 1
3
sinθ 2
3
cosθ 1
3
cosθ 2
3
二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得 4
分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。
在某电场中以O 点为坐标原点建立 x 坐标轴，轴上各点的电势φ随坐标 x 的变化关系如图所示，a、b 为 x 轴上两点。一带正电粒子从 O 点由静止释放，仅在电场力作用下沿 x 轴运动，关于该粒子下列说法正确的是
在 a 点时加速度为零
在 a 点时动能最大
在b 点时电势能最小
从 O 点到 b 点一直做加速运动
10．2025 年 3 月 26 日，我国成功将地球同步轨道数据中继卫星“天链二号 04 星”发射升空，人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道。假设图示三个轨道均是“天链二号 04 星”绕地球飞行的轨道，其中轨道Ⅰ、Ⅲ均为圆形轨道，轨道Ⅱ为椭圆形轨道，三个轨道在同一平面内，轨道Ⅱ与轨道Ⅰ相切于 A 点，与轨道Ⅲ相切于 B 点，不计该卫星在变轨过程中的质量变化。关于该卫星下列说法正确的是
在轨道Ⅰ的运行周期大于在轨道Ⅲ的运行周期
在 B 点瞬间加速才能使运行轨道由Ⅱ变为Ⅲ
沿椭圆轨道Ⅱ从 A 点飞向 B 点过程中机械能守恒
在轨道Ⅰ经过 A 点的加速度大于在轨道Ⅱ经过 A 点的加速度
如图所示，匀强电场中有一个等边三角形 ABC，其边长为 2cm，三角形所在的平面跟匀强电场平行。已知 A、B、C 三点的电势分别为 3V、5V、7V，下列说法正确的是
匀强电场的方向垂直于 AC 边 B．匀强电场的电场强度大小为 2V/cm C．等边三角形中心的电势为 5V
将一个电子从 A 点移到 B 点，其电势能增加了 2eV
如图所示，质量为 m 的物块从 A 点由静止开始下落，下落 H 高度到达 B 点与一轻弹簧接触，又下落 h高度到达最低点 C。已知弹簧的劲度系数为 k，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为 g，不计空气阻力。下列说法正确的是
从 B 到 C 过程中，物块的机械能逐渐减小
从 B 到 C 过程中，物块的重力势能和弹簧弹性势能的和逐渐增加
从 A 到 C 过程中，物块的最大动能为 mg(H mg )
k
从 A 到 C 过程中，弹簧的最大弹性势能为 mg(H+h)
三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分。
13．（6 分）某探究小组用如图甲所示的装置来探究向心力大小的表达式，挡板 A、B、C 到各自转轴的距离之比为 1∶2∶1，标尺显示格数表示向心力的大小；图乙是左、右塔轮的三种组合方式，从第一层到第三层的左、右半径之比分别为 1∶1、2∶1 和 3∶1。请回答以下问题：
若选择第一层的左、右塔轮组合方式，将两个质量相等的钢球分别放在 B、C 位置，可探究向心力的大小与 （选填“质量”、“半径”或“角速度”）的关系；
若选择第一层的左、右塔轮组合方式，将两个质量不相等的小球分别放在挡板 C 和挡板
（选填“A”或“B”）处，可探究向心力大小与小球质量的关系；
根据实验结论，若选择第二层的左、右塔轮组合方式，将两个质量相等的小球分别放在挡板 B
和 C 处，匀速摇动手柄，则左、右两标尺显示的格数之比为 。
14．（8 分）某物理兴趣小组利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，该小组同学让质量为 m 的重物带动纸带从静止开始自由下落，按正确操作步骤得到了一条完整的纸带如图乙所示。
除图示器材外，下列器材中一定需要的是 ；
A．交流电源（8V） B．交流电源（220V） C．秒表 D．刻度尺
在图乙所示的纸带中，A、B、C 为三个连续打出的点，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，打点计时器的打点周期为 T。从 O 点到 B 点的过程中，重物
的重力势能减少量 EP
= ，动能增加量 ΔEk= 。
该小组尝试求解实验中受到的阻力，他们作出纸带上各点速度的平方 v2 与各点到起始点 O 的距离 h 的关系图像恰好为一倾斜直线，如图丙所示，该图线的斜率为 k，当地重力加速度为 g，则该实验中重物和纸带所受到的阻力为 。(计算时不考虑纸带质量）
15．（8 分）2025 年 5 月 20 日我国成功发射了地球静止轨道同步卫星“中星 3B”，首次在国产卫星上应用太赫兹通信载荷，传输速率较前代提升 5 倍。已知地球的自转周期为 T，地球半径为 R，地球表面的重
力加速度为 g，引力常量为 G，忽略地球自转的影响，由以上数据求：
地球的第一宇宙速度；
“中星 3B”卫星在同步轨道上运行时距地面的高度。
16．（8 分）某同学自制呼啦圈的简化模型如图所示。不可伸长的轻绳一端拴接配重（可视为质点），另一端通过光滑轻圆环 P 与钢性特制腰带相连。水平固定好腰带，通过人体的微小扭动，使配重和圆环 P 一起在水平面内做圆周运动。已知腰带的半径为 R=0.12m，配重的质量为 m=0.4kg，绳长为 L=0.3m，轻
20
绳能承受的最大拉力为 Fm N ，不计空气阻力，重力加速度大小 g=10m/s2， sin 37 0.6 ， cos 37 0.8 。
求配重做匀速圆周运动时，轻绳与竖直方向的最大夹角 ；
当配重匀速转动且轻绳与竖直方向夹角 θ=37o 时，求配重运动的角速度 ω。
17．（14 分）如图所示，直角坐标系 xOy 中，第一象限存在沿 y 轴负方向的匀强电场Ⅰ，第三象限存在沿 x轴正方向的匀强电场Ⅱ，两象限内的电场强度大小相等，在第一象限内有一点 a，其坐标为（10L， 5L）。质量为 m、电荷量为 q 的带正电的粒子，从 a 点沿 x 轴负方向以初速度 v0 开始运动，经 O 点进入第三象限，最终到达 y 轴上的 b 点，粒子重力忽略不计。求：
电场强度的大小；
粒子经过 O 点时的速度；
（3）O 点与 b 点之间的距离。
18．（16 分）如图所示，在竖直平面内，一过山车轨道模型与传送带平滑连接。过山车轨道模型由三部分组成，AB 段为倾角θ 37 的直轨道，BCDE 段为半径 R 0.5m 的光滑圆形轨道，EF 段为光滑水平轨道，三部分之间平滑连接。传送带的长度为 L 2m ，与水平面的夹角也为θ。一质量为 m 0.5kg 的
滑块（可视为质点）从倾斜轨道上的 A 点由静止开始下滑，并恰好能通过圆形轨道的最高点 D，最终
可滑上传送带。已知滑块和倾斜轨道、传送带间的动摩擦因数分别为μ 3 、μ 3 ，滑动摩擦力等
1 8 2 4
于最大静摩擦力，传送带顺时针转动的速率v 1m/s ，重力加速度大小 g 10m/s2 ， sin 37 0.6 ， cos 37 0.8 。求：
（1）滑块经过圆形轨道最低点 C 时对轨道的压力 FN 的大小；
（2）A 点距 B 点的高度差 h；
电动机因传送滑块多消耗的电能。
2024～2025 学年度第二学期质量检测
高一物理参考答案及评分标准
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 C D B A C B B D CD BC BC AD
13．（6 分）（1）半径 （2）A （3）1:2 （每空 2 分）
14．（8 分）（1）BD （2）mghB （3） （每空 2 分）
15．（8 分）解析：
物体在地面附近绕地做匀速圆周运动。
忽略地球自转影响，可得G m地m
R2
m m
mg （1 分）
v2 （2 分）
万有引力提供向心力，可得G 地 m
R2 R
解得 ...............................................................................................................（1 分）
设“中星 3B”卫星离地面的高度为 h。
轨道半径 r=R+h （1 分）
m m 4 2 （2 分）
万有引力提供向心力，可得G 地 卫
r 2
m卫 r T 2
解得 .................................................................................................（1 分）
16．（8 分）解析：
当轻绳拉力最大时，绳子与竖直方向夹角最大。
竖直方向...............................................................................................（2 分）
解得 ...................................................................................................................（1 分）
当配重匀速转动且当绳子与竖直方向夹角θ=37o 时。
由几何关系可知，配重运动的半径为 r R L sin （1 分）
代入已知得 r=0.3m （1 分）
对配重，竖直方向 F cos mg （1 分）
水平方向 F sin m 2 r （1 分）
解得 5rad/s （1 分）
高一物理答案 第 1页(共 3页)
17．（14 分）解析：
在匀强电场Ⅰ中
x 轴方向 10L=v0t1 （.
1 分）
y 轴方向 .......................................................................................................（1 分）
qE ma （1 分）
解得 ............................................................................................................（1 分）
粒子经过 O 点时
x 轴方向分速度v v （1 分）
y 方向分速度v at （1 分）
解得 vy=v0 （1 分）
过 O 点时速度 v 大小v
2v0
. （1 分）
v 与 y 轴负向的夹角θ的正切值 ..............................................................（1 分）
则 45 （1 分）
设粒子在电场Ⅱ中运动时间为 t2。
x 轴方向 .......................................................................................................（2 分）
y 轴方向 y v t （1 分）
解得 y=20L （1 分）
18．（16 分）解析：
v2
在 D 点，mg m D （1 分）
R
从 C 到 D， mg 2R 1 mv2 1 mv2 （1 分）
2 D 2 C
解得vC 5m/s （1 分）
2
滑块经过 C 点时，由牛顿第二定律得 FN mg m C （1 分）
R
由牛顿第三定律可得滑块经过C 点时对轨道的压力 FN FN 30N （. 1 分）
从 A 到 C 的过程中 mg (h R R cos ) mg cos L 1 mv2 （2 分）
1 AB 2 C
高一物理答案 第 2页(共 3页)
LAB
h
sin
. （1 分）
解得 h 2.3m （. 1 分）
滑块在传送带上减速运动时 mg sin 2mg cos ma （1 分）
滑块与传送带达到共速所用时间为t ，则v vC at （1 分）
因为 tan ， x v vC t 1m L
2 2
所以滑块和传送带共速后一起匀速运动。 （1 分）
滑块相对于传送带的位移 x x vt （1 分）
因摩擦产生的内能 Q 2mg cos x （. 1 分）
电动机因传送滑块多消耗的电能 E Q mgL sin ( 1 mv2 1 mv2 ) （. 1 分）
2 2 C
解得 E 2J （. 1 分）
高一物理答案 第 3页(共 3页)