湖南省耒阳市第一中学等多校联考2024-2025学年高一下学期期末考试物理试卷（含答案）

湖南省耒阳市第一中学等多校联考2024-2025学年高一下学期期末考试
物理试题
一、单选题
1．下列说法正确的是（ ）
A．元电荷就是点电荷
B．点电荷产生的电场是匀强电场
C．电场强度是矢量，方向与试探电荷的正负有关
D．电场线在电场中不相交
2．某一静电喷涂装置接上高压电源后在喷口和被涂物间产生强电场，电场线分布如图所示。带电粒子从M点由静止释放后沿直线运动到N点，不计带电粒子受到的重力。下列说法正确的是（ ）
A．该粒子带正电
B．M点处的电场强度小于N点处的电场强度
C．粒子经过M点时的电势能大于经过N点时的电势能
D．粒子经过M点时的加速度小于经过N点时的加速度
3．某质点在同一平面内的力作用下处于平衡状态，力的示意图如图所示，已知的方向水平向右，的方向竖直向上，下列说法正确的是（ ）
A．力的合力竖直向上
B．力的合力竖直向下
C．力的合力水平向右
D．力的合力水平向右
4．如图所示，质量为1kg的物块放置在水平地面上。0时刻用大小为8N、方向水平向右的恒力F作用在物块上，使物块由静止开始运动。已知物块在0~2s内运动的位移大小为10m，取重力加速度大小。下列说法正确的是（ ）
A．物块的加速度大小为
B．第2s末物块的速度大小为5m/s
C．物块与地面间的动摩擦因数为0.3
D．若在第2s末撤去恒力F，则物块继续运动2.5s后静止
5．如图所示，竖直平面内的一光滑细杆连接在O点处，细杆与竖直方向的夹角为，杆上套有可视为质点的小球。现让杆绕过底部O点所在的竖直轴以大小为的角速度匀速转动，小球相对于杆静止在某位置，重力加速度大小为g，小球到O点的距离为（ ）
A． B． C． D．
6．某颗卫星发射过程的部分轨迹如图所示。卫星先在近地轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，经P点时变速进入椭圆轨道Ⅱ，经椭圆轨道Ⅱ时再变速进入轨道Ⅲ继续绕地球做匀速圆周运动。已知卫星的质量为m，地球的质量为M，轨道Ⅰ、Ⅲ的半径分别为R、2R，引力常量为G，卫星在变轨过程中质量不变。取无穷远处引力势能为零，质量为m的卫星在距离地球球心为r时的引力势能（M为地球的质量）。下列说法正确的是（ ）
A．卫星在轨道Ⅰ上运行时的动能为
B．卫星从轨道Ⅰ变轨至轨道Ⅲ的过程中增加的机械能为
C．卫星经过轨道Ⅰ上P点的速度大于经过椭圆轨道Ⅱ上P点的速度
D．卫星从轨道Ⅰ变轨至轨道Ⅲ的过程中增加的机械能为
二、多选题
7．如图所示，x轴上的A、B点分别固定有正点电荷、负点电荷，A、B两处电荷的电荷量之比为，C点为AB的中点，则下列说法正确的是（ ）
A．C点处的电场强度方向指向x轴正方向
B．C点处的电场强度与试探电荷的电荷量成正比
C．x轴上A点左侧有电场强度为0的位置（无穷远处除外）
D．x轴上B点右侧有电场强度为0的位置（无穷远处除外）
8．如图所示，空间存在平行于菱形ABCD所在平面的匀强电场（图中未画出），菱形的边长为4m，，A、B两点的电势差，A、D两点的电势差。下列说法正确的是（ ）
A．匀强电场的电场强度方向由A点指向C点
B．匀强电场的电场强度方向由A点指向B点
C．匀强电场的电场强度大小为
D．匀强电场的电场强度大小为
9．如图所示，倾角为37°、足够长的斜面固定在水平地面上。某时刻薄木板AB和物块叠放在斜面上，物块处于木板中间位置，木板和物块由静止开始运动。已知木板、物块的质量分别为1kg、0.5kg，物块与木板间、木板与斜面间的动摩擦因数分别为0.5、0.6，且接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，。下列说法正确的是（　　）
A．物块刚运动时，物块的加速度大小为2m/s2
B．物块刚运动时，物块相对于木板静止
C．物块刚运动时，木板的加速度大小为0.8 m/s2
D．若仅改变物块与木板间的动摩擦因数，则物块可能从木板的B端滑离
10．如图所示，质量分别为4m、m的小球A、B固定在轻质等腰直角支架两端，支架可绕着固定点O在竖直平面内无摩擦地转动，AO=BO=L。现将小球A从图示位置由静止释放，此时小球A到O点的连线与竖直方向的夹角为37°，一段时间后小球A第一次运动到最低点。重力加速度大小为g，sin37°=0.6，不计空气阻力。从释放小球A至小球A第一次运动到最低点的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小球A重力势能的减少量等于小球B机械能的增加量
B．小球A、B构成的系统机械能守恒
C．小球A运动到最低点时的速度大小为
D．支架对小球B做的功为
三、实验题
11．某同学验证做圆周运动的物体所受向心力大小与角速度大小的关系的实验装置如图所示。固定有遮光条的滑块套在光滑水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一轻质细绳连接滑块，用来测量细绳上的拉力大小F。测得滑块做匀速圆周运动时宽度为d的遮光条经过光电门的遮光时间为t，滑块到竖直杆的距离为L。滑块可视为质点。
(1)滑块的线速度大小 ，角速度大小 。（均用d、t、L中的部分或全部物理量表示）
(2)实验中改变滑块做圆周运动的角速度大小的同时，应控制滑块 和 保持不变。
12．小李用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。绕过定滑轮的细线上悬挂重物a、b，重物a下端连接着纸带，纸带穿过竖直固定在铁架台上的打点计时器。已知重物a（含纸带）的质量为m，重物b的质量为2m，当地重力加速度大小为g，打点计时器的打点周期为T．
(1)下列说法正确的是______。
A．实验时应先释放重物b再接通打点计时器
B．打点计时器连接的可能是直流电源
C．纸带与打点计时器的限位孔应在同一竖直线上
(2)小李按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为纸带上相邻的三个计时点，到O点的距离分别为。纸带上打出B点时重物b的速度大小为 ，从纸带上打出O点到纸带上打出B点的过程中，重物a（含纸带）和重物b构成的系统动能的增加量 ．重力势能的减少量 ．若在误差允许范围内成立，则说明系统机械能守恒。（均用题目中给定的物理量符号表示）
(3)实验结果显示，系统重力势能的减少量总是略大于动能的增加量，原因可能是 （写出一条即可）。
四、解答题
13．如图所示，场源电荷A、B固定在同一竖直线上，C点为AB连线的中点。质量、电荷量的带正电小球恰好静止于C点。已知场源电荷A、B和小球均可视为点电荷，场源电荷A所带电荷量，静电力常量，B、C间的距离，取重力加速度大小。求：
(1)场源电荷A、B在C点处产生电场的合电场强度大小E；
(2)场源电荷B所带电荷的电性及电荷量。
14．如图所示，长为L的细线一端固定于O点，另一端系着可视为质点的小球，在O点正下方处钉有一颗光滑小钉子，O点离水平地面的高度为。将小球拉至与小钉子等高位置处，此时细线绷直，由静止释放小球。细线碰到钉子前瞬间细线上的拉力大小为F，细线碰到钉子后细线立即断开，细线断开瞬间小球的速度不受影响。重力加速度大小为g，不计空气阻力。求：
(1)小球的质量m；
(2)细线碰到钉子后瞬间（未断开前）细线上的拉力大小F′；
(3)细线断开后小球在空中运动的水平位移大小x。
15．如图所示，跨过光滑定滑轮O的轻绳连接着物块与小球，小球套在竖直固定的光滑直杆上，物块通过轻质竖直弹簧连接在水平台面上，物块与定滑轮之间的轻绳始终竖直且足够长。小球在外力作用下静止于A点时，小球与定滑轮之间的轻绳水平且长度，轻绳上的弹力为0。撤去外力后，小球运动到B点时，轻绳与竖直杆的夹角；小球运动到C点时速度为0，轻绳与竖直杆的夹角，弹簧的弹力大小与物块受到的重力大小相等。已知小球的质量，物块和小球均可视为质点，弹簧的弹性势能E满足关系式，式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，弹簧始终在弹性限度内，取重力加速度大小，，。求：
(1)物块的质量M；
(2)小球经过B点时弹簧的弹力大小F；
(3)小球经过B点时小球的速度大小v．
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D C B C A B AD BC AC BD
11．(1)
(2) 质量 做圆周运动的半径
【详解】（1）[1]滑块的线速度大小
[2]角速度大小为
（2）[1][2]实验中改变滑块做圆周运动的角速度大小的同时，应控制滑块质量和做圆周运动的半径保持不变。
12．(1)C
(2)
(3)细线与滑轮间存在摩擦或纸带与打点计时器间存在摩擦
【详解】（1）A．实验时应先接通打点计时器，待打点稳定后再释放重物，故A错误；
B．打点计时器连接的是交流电源，故B错误；
C．纸带与打点计时器的限位孔应在同一竖直线上，以减小摩擦对实验的影响，故C正确。
故选C。
（2）[1]纸带上打出点时重物的速度大小
[2]从纸带上打出点到纸带上打出点的过程中，重物（含纸带）和重物构成的系统动能的增加量
[3]重力势能的减少量
（3）细线与滑轮间存在摩擦或纸带与打点计时器间存在摩擦，导致系统的机械能减少。
13．(1)
(2)正电,
【详解】（1）对带电小球受力分析有
由电场强度定义式有
解得
（2）场源电荷A对小球的库仑力
由，可知场源电荷应带正电
场源电荷对小球的库仑力
解得
14．(1)
(2)
(3)L
【详解】（1）从释放小球至细线碰到钉子前瞬间有
对小球受力分析有
解得，
（2）细线碰到钉子后瞬间（未断开前），对小球受力分析有
解得
（3）细线断开后小球做平抛运动，竖直方向上有
水平方向上有
解得
15．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）根据题意可知，小球经过A点时和经过C点时弹簧的弹性势能相等，小球和物块的速度均为0，小球下降的高度
物块上升的高度
在小球从A点运动到C点的过程中，对物块和小球构成的系统有
解得
（2）结合前面分析可知，释放小球前弹簧的形变量
对物块受力分析有
在小球从A点运动到B点的过程中，物块上升的高度
小球经过B点时弹簧的形变量
弹簧弹力大小
解得
（3）小球经过B点时物块的速度大小
小球从A点运动到B点的过程，对小球、物块和弹簧构成的系统有
其中
解得