精品解析：贵州省贵阳市北京师范大学附属中学2024-2025学年高一下学期半期考试物理试题

贵州省贵阳市北京师范大学附属中学2024-2025学年高一下学期半期考试物理 一、单选题（每题4分，共32分） 1. 真空中有两个相同金属小球，可视为点电荷，带电量分别为和，固定在相距为的两处，它们间的库仑力大小为。两者相互接触后再放回原处，则此时两球间的库仑力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】开始时，根据库仑定律有 两者相互接触后再放回原处，两球所带电荷量均变为q，则此时两球间的库仑力大小为 故选A。 2. 如图所示，在正点电荷形成的电场中，一条电场线上的a、b、c三点，其电场强度大小分别用 、、表示，则（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】根据点电荷的场强公式有 则离点电荷越远其场强越小，再根据正点电荷的场强方向是由正点电荷指向外面是发散型的，所以正点电荷在左边，则，所以D正确；ABC错误； 故选D。 3. 物体由静止出发从光滑斜面顶端自由滑下，当所用时间是其由顶端下滑到底端所用时间的一半时，物体的动能与势能(以斜面底端为零势能参考平面)之比为（ ） A. 1∶4 B. 1∶3 C. 1∶2 D. 1∶1 【答案】B 【解析】 【详解】物体由静止出发从光滑斜面顶端自由滑下，做初速度为零的匀加速直线运动，根据位移时间关系公式，有 ， 故 假设斜面倾角为，，，下滑时由动能定理可得 下滑时所处位置的重力势能为 故动能与重力势能之比为，故选B。 4. 火星的质量和半径分别约为地球的和，地球的第一宇宙速度为v，则火星的第一宇宙速度约为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】由 求得第一宇宙速度 故 所以 故A正确，BCD错误。 故选A。 5. 如图所示，不带电的金属导体A和B放在绝缘支柱上并相互接触，带正电的小球C靠近A，以下说法中正确的是（　　） A. A、B带等量同种电荷 B. B带负电，A带正电 C. 若先将A、B分开，再把C移走，A带负电，B带正电 D. 若先将C移走，再把A、B分开，B带正电，A带负电 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．带正电的小球C靠近A端，由于感应起电，等量异种电荷，A端带负电，B端带正电，将A、B分开，再移走C，则A整体带负电，B整体带正电，故AB错误，C正确； D．将C移走，A、B上的电荷又马上中和，不再带电，再把A、B分开，A、B都不带电，故D错误。 故选C。 6. 如图，在点电荷的电场中，放着一块带有一定电量、电荷均匀分布的绝缘矩形薄板，MN为其对称轴，O点为几何中心．点电荷与a、O、b之间的距离分别为d、2d、3d。已知图中a点的电场强度为零，静电力常数为，则图中b点处的电场强度的大小和方向分别为（ ） A. ，水平向右 B. ，水平向右 C. ，水平向左 D. ，水平向右 【答案】B 【解析】 【详解】由于a点的电场强度为零，则带电矩形薄板在a点的电场强度E1与点电荷在a点的电场强度大小相等，方向相反，有 由对称性可知，带电矩形薄板在b点的电场强度大小也为E1，方向水平向右，与点电荷在b点的电场强度叠加，则b点处的电场强度方向水平向右，大小为 故选B。 7. 如图所示，物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体A、B的质量分别为m、，开始时细绳伸直，用手托着物体A使弹簧处于原长且与地面的距离为h，物体B静止在地面上、放手后物体A下落，到与地面将接触时速度为v，此时物体B对地面恰好无压力，不计一切摩擦阻力。则上述过程中（　　） A. 物体A的机械能守恒 B. 物体A与地面将接触时加速度最大 C. 弹簧对物体A做的功为 D. 物体A速度最大时离地面高度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．对A分析可知，其重力以外，弹簧的拉力也对A做功，所以物体A的机械能不守恒，故A项错误； B．依题意可知，物体A下落到与地面即将接触时，此时物体B对地面恰好无压力，此时细绳的拉力为，所以弹簧对物体A的拉力也为，即从小于A的重力到大于A的重力，根据牛顿第二定律可知，A的加速度先减小后增大，方向先竖直向下，后竖直向上，初始时物体A的加速度大小为 解得 物体A接触地面瞬间的加速度大小为 解得 所以物体A刚下落是加速度最大，故B项错误； C．以地面为零势能面，上述过程中，物体A的初始机械能为 物体A末态的机械能为 根据功能关系可知，弹簧对物体A做的功等于物体A机械能的变化量，有 故C项错误； D．当弹簧的弹力等于物体A的重力时，物体A的速度最大，设此时弹簧的形变量为x，有 又因为物体A落体时物体B对地面恰好无压力，有 解得 所以此时弹簧的伸长量为，所以此时物体A离地面的高度为 故D项正确。 故选D。 8. 甲、乙两颗人造卫星质量相等，均绕地球做圆周运动，甲的轨道半径是乙的2倍。下列应用公式进行的推论正确的有（已知重力加速度为g）（ ） A. 由可知，甲的速度是乙的倍 B. 由可知，甲的向心加速度是乙的2倍 C. 由可知，甲的向心力是乙的 D. 由可知，甲的周期是乙的2倍 【答案】C 【解析】 【详解】ABD．由引力作为向心力可得 解得 ，， 甲的轨道半径是乙的2倍，可知，甲的速度是乙的倍，甲的向心加速度是乙的倍，甲的周期是乙的倍，ABD错误； C．由可知，甲的向心力是乙的，C正确。 故选C。 二、多选题（每题6分，共12分） 9. “神舟”载人飞船在发射至返回的过程中，以下哪些阶段中返回舱（与地球组成的系统）的机械能是守恒的（　　） A. 飞船升空的阶段 B. 飞船绕地球在椭圆轨道上的运行阶段 C. 返回舱在大气层以外向着地球做无动力飞行的阶段 D. 降落伞张开后，返回舱下降的阶段 【答案】BC 【解析】 【详解】A．飞船升空的阶段，推力做正功，飞船的机械能增加，A错误； B．飞船在椭圆轨道上绕地球运行的阶段，只受万有引力作用，重力势能和动能之和保持不变，飞船的机械能守恒，B正确； C．返回舱在大气层外向着地球做无动力飞行阶段，只有万有引力做功，飞船势能减小，动能增加，飞船的机械能守恒，C正确； D．降落伞张开后，返回舱下降的阶段，飞船克服空气阻力做功，机械能减小，D错误。 故选BC。 10. 如图所示，水平面上有一个正方形，M、N、P、Q是其四条边上的中点，M、N两点连线与P、Q两点连线交于O点，在O点处固定一个负点电荷。现加一平行于纸面的匀强电场后，Q点的场强为零，则加匀强电场后（　　） A. P点的场强大小大于N点的场强 B. 正电荷在M点的电势能大于N点的电势能 C. M点的场强方向由M指向Q D. 把正电荷从N点移到Q点电场力做负功 【答案】AC 【解析】 【详解】根据负电荷的电场的特点可知，负电荷产生的电场的场强方向指向负电荷，加之强电场后，Q点的场强为零，匀强电场的电场与负电荷在Q点产生的电场E0的大小相等，方向相反，可知强电场的电场强度的方向向下。 A．负电荷在P点产生的电场的方向向下，加匀强电场后 N点的场强方向水平向左，大小为E0，根据矢量运算得 A正确； B．负电荷产生的电场在 M、N 两点的电势相等，匀强电场方向向下，在 M、N两点的电势也相等，所以M、N两点的电势相等，正电荷在M点的电势能等于N点的电势能，B错误； C．负电荷在 M点产生的电场的方向向右，匀强电场的方向向下，二者大小相等，由几何关系知，合成后合场强的方向由 M指向Q，C正确； D．负电荷产生的电场在 N、Q两点的电势相等，匀强电场方向向下，即匀强电场在 N点的电势高于在 Q点的电势，所以整体 N 点的电势高于Q点的电势，把正电荷从N点移到Q点电场力做正功，D错误。 故选AC。 三、实验题（14分） 11. 如图所示为探究影响电荷间相互作用力的因素实验。 是一个带正电的物体，把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图中等位置，比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小。使小球处于同一位置，增大（或减小）小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。 （1）图中实验采用的方法是_______（填正确选项前的字母） A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 微小量放大法 D. 控制变量法 （2）图中实验可依据下列选项中反映小球受带电体的作用力大小的是___________； A. 电荷间的距离 B. 丝线偏离竖直方向的角度 C. 带正电物体的电荷量 D. 小球的电荷量 （3）实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的______而增大，随其所带电荷量的______而增大。（选填“增大”或“减小”） 【答案】（1）D （2）B （3） ①. 减小 ②. 增大 【解析】 【小问1详解】 图中实验采用的方法是控制变量法。 故选D。 【小问2详解】 图中实验可知电场力 F=mgtanθ 则可依据丝线偏离竖直方向的角度来反映小球受带电体的作用力大小。 故选B。 【小问3详解】 [1][2]实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的减小而增大，随其所带电荷量的增大而增大。 12. 在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图1所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图2所示。O点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外4个连续打下的点。 ①为了减小实验误差，对体积和形状相同的重物，实验时选择密度大的理由是___________。 ②已知交流电频率为，重物质量为，当地重力加速度，则从O点到C点，重物的重力势能变化量的绝对值___________J、C点的动能___________J（计算结果均保留3位有效数字）。比较与的大小，出现这一结果的原因可能是___________。 A.工作电压偏高 B.存在空气阻力和摩擦力 C.接通电源前释放了纸带 【答案】 ①. 阻力与重力之比更小（或其它合理解释） ②. 0.547 ③. 0.588 ④. C 【解析】 【分析】 【详解】①[1]在验证机械能守恒实验时阻力越小越好，因此密度大的阻力与重力之比更小 ②[2]由图中可知OC之间的距离为，因此重力势能的减少量为 [3]匀变速运动时间中点的速度等于这段时间的平均速度，因此 因此动能的增加量为 [4]工作电压偏高不会影响实验的误差，存在摩擦力会使重力势能的减少量大于动能的增加量，只有提前释放了纸带，纸带的初速度不为零，下落到同一位置的速度偏大才会导致动能的增加量大于重力势能的减少量。 四、解答题 13. 如图所示，半径的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与水平地面相切于圆环的端点A。一质量m=0.1kg的小球从A点冲上竖直半圆环，沿轨道运动到B点飞出，最后落在水平地面上的C点（图上未画），已知A、C间距离为1.6m，g取。求： （1）小球在B点的速度大小； （2）小球在B点对轨道的压力。 【答案】（1）；（2），竖直向上 【解析】 【详解】（1）小球从B点运动到C点做平抛运动，竖直方向 水平方向 x=vBt 解得 vB=4m/s （2）小球在B点，由牛顿第二定律可得 解得 F=3N 根据牛顿第三定律可知，小球在B点对轨道的压力大小为3N，方向竖直向上。 14. 如图所示，用一条长的绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量，所带电荷量。现加一水平方向的匀强电场，电场区域足够大，平衡时绝缘绳与竖直方向夹角，已知，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）求匀强电场电场强度的大小； （2）若将轻绳向右拉至水平后由静止释放，求小球到达最低点时绝缘轻绳拉力大小； （3）若在图中所示位置剪断轻绳，分析说明小球此后的运动情况。 【答案】（1）；（2）；（3）剪断轻绳后，小球只受重力和电场力作用，二者的合力为恒力，所以将做从静止开始的匀加速直线运动 【解析】 【详解】（1）小球静止，受力平衡，对小球受力分析如图所示 可得 Eq=mgtan37° 解得 （2）小球由静止释放至最低点过程中，由动能定理可得 解得 v= 1m/s 小球到达最低点时，根据牛顿第二定律，可得 解得 （3）略。 15. 如图所示，质量M=3.0kg、长L=6.0m的绝缘木板静止放在倾角为37°的光滑斜面上，质量m=1.0kg、带电荷量（的物块放在木板的中点，木板和物块间的动摩擦因数所在空间加有一个方向垂直斜面向下、场强E=4.0×104V/m的匀强电场。t=0时，对木板施加一平行于斜面向上的恒定拉力F=24N，同时给物块沿斜面向上v0=8m/s的初速度。已知斜面足够长，物块视为质点，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）当物块沿斜面向上的速度变为v1=2m/s时，木板的速度大小v2； （2）当物块从开始运动到速度减为零时，经历的时间t； （3）在从t=0到物块从木板的下端滑离的过程中，拉力F做的功W。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设定向上为正方向，物块先向上做减速运动，设其加速度为a1，木板的加速度为a2，可得 带入解得 ， 当物块沿斜面向上的速度变为v1=2m/s时，可得 ， 解得 ， （2）当物块沿斜面向上的速度变为v1=2m/s时，物块和木板速度相同，接下来物块还是继续减速，木板还是做加速运动，但是摩擦力方向反向，设此时物块的加速度为a3，木板的加速度为a4，可得 解得 ， 设此后再经历t2的时间物块速度变为0，可得 解得 当物块从开始运动到速度减为零时，经历的时间为 （3）当物块速度为0后，会加速下滑，设此时物块的加速度仍为a3，木板的加速度仍为a4，当物块从开始运动到速度减为零时，物块经历的位移为 木板的位移为 可知此时物块在木板上的距离底端的距离为 随后物块开始向下加速运动，设此时到当物块从木板的下端滑离所用的时间为t3，同时此时木板的速度为 可得 解得 可得木板位移的距离为 可得在从t=0到物块从木板的下端滑离的过程中，拉力F做的功W为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 贵州省贵阳市北京师范大学附属中学2024-2025学年高一下学期半期考试物理 一、单选题（每题4分，共32分） 1. 真空中有两个相同金属小球，可视为点电荷，带电量分别为和，固定在相距为的两处，它们间的库仑力大小为。两者相互接触后再放回原处，则此时两球间的库仑力大小为（　　） A. B. C. D. 2. 如图所示，在正点电荷形成的电场中，一条电场线上的a、b、c三点，其电场强度大小分别用 、、表示，则（　　） A. B. C. D. 3. 物体由静止出发从光滑斜面顶端自由滑下，当所用时间是其由顶端下滑到底端所用时间的一半时，物体的动能与势能(以斜面底端为零势能参考平面)之比为（ ） A. 1∶4 B. 1∶3 C. 1∶2 D. 1∶1 4. 火星的质量和半径分别约为地球的和，地球的第一宇宙速度为v，则火星的第一宇宙速度约为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，不带电的金属导体A和B放在绝缘支柱上并相互接触，带正电的小球C靠近A，以下说法中正确的是（　　） A. A、B带等量同种电荷 B. B带负电，A带正电 C. 若先将A、B分开，再把C移走，A带负电，B带正电 D. 若先将C移走，再把A、B分开，B带正电，A带负电 6. 如图，在点电荷的电场中，放着一块带有一定电量、电荷均匀分布的绝缘矩形薄板，MN为其对称轴，O点为几何中心．点电荷与a、O、b之间的距离分别为d、2d、3d。已知图中a点的电场强度为零，静电力常数为，则图中b点处的电场强度的大小和方向分别为（ ） A. ，水平向右 B. ，水平向右 C. ，水平向左 D. ，水平向右 7. 如图所示，物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体A、B的质量分别为m、，开始时细绳伸直，用手托着物体A使弹簧处于原长且与地面的距离为h，物体B静止在地面上、放手后物体A下落，到与地面将接触时速度为v，此时物体B对地面恰好无压力，不计一切摩擦阻力。则上述过程中（　　） A. 物体A的机械能守恒 B. 物体A与地面将接触时加速度最大 C. 弹簧对物体A做的功为 D. 物体A速度最大时离地面高度为 8. 甲、乙两颗人造卫星质量相等，均绕地球做圆周运动，甲的轨道半径是乙的2倍。下列应用公式进行的推论正确的有（已知重力加速度为g）（ ） A. 由可知，甲的速度是乙的倍 B. 由可知，甲的向心加速度是乙的2倍 C. 由可知，甲的向心力是乙的 D. 由可知，甲的周期是乙的2倍 二、多选题（每题6分，共12分） 9. “神舟”载人飞船在发射至返回的过程中，以下哪些阶段中返回舱（与地球组成的系统）的机械能是守恒的（　　） A. 飞船升空的阶段 B. 飞船绕地球在椭圆轨道上的运行阶段 C. 返回舱在大气层以外向着地球做无动力飞行的阶段 D. 降落伞张开后，返回舱下降的阶段 10. 如图所示，水平面上有一个正方形，M、N、P、Q是其四条边上的中点，M、N两点连线与P、Q两点连线交于O点，在O点处固定一个负点电荷。现加一平行于纸面的匀强电场后，Q点的场强为零，则加匀强电场后（　　） A. P点的场强大小大于N点的场强 B. 正电荷在M点的电势能大于N点的电势能 C. M点的场强方向由M指向Q D. 把正电荷从N点移到Q点电场力做负功 三、实验题（14分） 11. 如图所示为探究影响电荷间相互作用力的因素实验。 是一个带正电的物体，把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图中等位置，比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小。使小球处于同一位置，增大（或减小）小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。 （1）图中实验采用的方法是_______（填正确选项前的字母） A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 微小量放大法 D. 控制变量法 （2）图中实验可依据下列选项中反映小球受带电体的作用力大小的是___________； A. 电荷间的距离 B. 丝线偏离竖直方向的角度 C. 带正电物体的电荷量 D. 小球的电荷量 （3）实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的______而增大，随其所带电荷量的______而增大。（选填“增大”或“减小”） 12. 在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图1所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图2所示。O点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外4个连续打下的点。 ①为了减小实验误差，对体积和形状相同的重物，实验时选择密度大的理由是___________。 ②已知交流电频率为，重物质量为，当地重力加速度，则从O点到C点，重物的重力势能变化量的绝对值___________J、C点的动能___________J（计算结果均保留3位有效数字）。比较与的大小，出现这一结果的原因可能是___________。 A.工作电压偏高 B.存在空气阻力和摩擦力 C.接通电源前释放了纸带 四、解答题 13. 如图所示，半径的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与水平地面相切于圆环的端点A。一质量m=0.1kg的小球从A点冲上竖直半圆环，沿轨道运动到B点飞出，最后落在水平地面上的C点（图上未画），已知A、C间距离为1.6m，g取。求： （1）小球在B点的速度大小； （2）小球在B点对轨道的压力。 14. 如图所示，用一条长的绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量，所带电荷量。现加一水平方向的匀强电场，电场区域足够大，平衡时绝缘绳与竖直方向夹角，已知，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）求匀强电场电场强度的大小； （2）若将轻绳向右拉至水平后由静止释放，求小球到达最低点时绝缘轻绳拉力大小； （3）若在图中所示位置剪断轻绳，分析说明小球此后的运动情况。 15. 如图所示，质量M=3.0kg、长L=6.0m的绝缘木板静止放在倾角为37°的光滑斜面上，质量m=1.0kg、带电荷量（的物块放在木板的中点，木板和物块间的动摩擦因数所在空间加有一个方向垂直斜面向下、场强E=4.0×104V/m的匀强电场。t=0时，对木板施加一平行于斜面向上的恒定拉力F=24N，同时给物块沿斜面向上v0=8m/s的初速度。已知斜面足够长，物块视为质点，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）当物块沿斜面向上的速度变为v1=2m/s时，木板的速度大小v2； （2）当物块从开始运动到速度减为零时，经历的时间t； （3）在从t=0到物块从木板的下端滑离的过程中，拉力F做的功W。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $