北京市清华大学附属中学2024-2025学年高一下学期期末物理试题

高一第二学期期末试卷 物理 (清华附中高24级)2025.07 学部 班姓名考号、 一、单项选择题（本题共10小题，每小题2分，共20分。在每小题给出的四个选项中， 只有一项是符合题意的。） 1.最早测得元电荷的数值，并因此获得诺贝尔物理学奖的物理学家是() A.卡文迪什 B.库仑 C.富兰克林 D.密立根 2.比值定义法是物理学中常用的研究方法，它用两个基本的物理量的“比”来定义一个新 的物理量。定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性，它不随定义所用物理量的大小 而改变，下面式子属于比值定义法的是() F A.加速度a= B.电场强度E=k号 m C.电势p=且 S D.电容C= Ankd 3.下列关于碰撞的理解正确的是() A,碰撞是指相对运动的物体相遇时，在很长时间内它们的运动状态未发生显著变化 的过程 B.在碰撞现象中，一般内力都远远大于外力，所以可以认为碰撞时系统的总动量守恒 C.如果碰撞过程中机械能也守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞 D.微观粒子的碰撞由于不发生直接接触，所以不满足动量守恒的条件，不能应用动 量守恒定律求解 4.如图所示为某质点沿x轴做简谐运动的图像，根据图像可知该质点() A.在任意1s内通过的路程相同 ◆x/cm B.在第2s末和第4s末的速度相同 5 C.在1s3s内所受回复力始终沿x轴正方向 D.在2.5s3s内位移方向与瞬时速度方向相同 0 12 3/456s 5.一个单摆在地面附近做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图 所示，下列说法正确的是() ◆A/cm A.此单摆的固有周期为0.5s 4 B.此单摆的摆长约为0.5m C.若摆长增大，单摆的固有频率减小 D,若摆长增大，共振曲线的峰值将向右移动 00.51.01.52 第1页，共9页 6.给一个额定电压为25V的固定电容器充电，这个电容器在充电过程中电压U和电容C 之间的关系图像正确的是() 7.如图所示，一水平弹簧振子在P、Q间做简谐运动，振幅为A,取平衡位置0处为原 点，向右为正，则图中表示振子速度ⅴ与振动位移x关系的图像可能正确的是() (已知弹簧弹性势能的表达式为：E,= 2，x为形变量） 0000000000015 77777777777777777777777 0 0 8.如图，倾角30°的光滑斜面固定在地面上，现将一长度为1的轻绳一端固定在O'点，另 一端系一小球（可视为质点），小球静止在斜面上的O点，现将小球拉开一很小角度日后 由静止释放运动到最低点时的速度为v。已知小球质量m,重力加速度g,不计空气阻 力，则小球从最高点第一次运动到最低点的过程中() 0 A,运动时间为 27 2\g B.小球经过最低点O时加速度为零 C.最低点时重力的瞬时功率为mgy D.减小小球释放角度日，小球运动的周期将减小 第2页，共9页 9.如图所示，一固定的不带电金属球壳接地，半径为R,球心为A,将一带电量为+q的 点电荷固定在离球心为2R的B点，D、E是AB连线上的两点，BD=BE,BC与球壳相 ☑于球壳外表面的C点，球亮静电平衡时，C点的场强三。一，下列说法正确的是 () A.C点电势低于A点 B.D点电势高于E点 C.A点的场强E,=织 E +q 4R2 D.球上的感应电荷在C处的场强大小E= 3R2 10.一带正电的球A用绝缘细线悬挂在O点，另一带正电的球B固定在O点正下方的水 平地面上，在静电力的作用下，细线偏离竖直方向，球A处于平衡状态。两球均可视为 点电荷。若球A的电荷量缓慢减小为原来的。，则在此过程中(） A.细线的拉力逐渐变大 B。细线的拉力减小为原来的4 A C.A、B之间的静电力逐渐减小 DB D.A、B之间的距离减小为原来的 2 7777777 二、不定项选择题（本题共6小题，每小题3分，共18分。每题至少有一个正确答案。选 对得3分，选对但不全得2分，错选、多选，该小题不得分) 11.如图所示是一个水平面上弹簧振子做阻尼振动的振动图像，曲线上A、B两点的连线 与横轴平行，下列说法正确的是() A,振子在A时刻的动能等于在B时刻的动能 B.振子在A时刻的势能等于在B时刻的势能 C.振子在A时刻的机械能大于在B时刻的机械能 D.振子在A时刻的动量大于在B时刻的动量 12.如图所示，一小型渔港的防波堤两端M、N相距约60m,在防波堤后A、B两处有两 个小船进港躲避风浪。某次海啸引起的波浪沿垂直于防波是的方向向防波堤传播，下列说 法正确的有() M A.假设波浪的波长约为1m,则A、B两处小船基本不受波浪影响 B.假设波浪的波长约为1m,则A、B两处小船明显受到波浪影响 C.假设波浪的波长约为60m,则A、B两处小船基本不受波浪影响 D.假设波浪的波长约为60m,则A、B两处小船明显受到波浪影响 第3页，共9页 13.一列简谐横波在x轴上传播，在x=5m处的质点的振动图像如图甲所示，在 x=11m处的质点的振动图像如图乙所示，以下说法正确的是() y/cm ◆lcm 1518 121518/s 甲 A. 该波的传播速度可能为m/5 3 B,该波的传播速度可能 13 m/s C.在0-4s内x=5m处的质点通过的路程可能为4+25(cm) D.在0-4s内x=5m处的质点通过的路程一定为8-25(cm) 14.在图甲的直角坐标系中，x轴上固定两等量的点电荷M、N,距坐标原点O均为L,y 轴上有R、B、B三点，其纵坐标值分别为5L、三L、一巨L。y轴上各点电场强度 2 2 2 E随y变化的关系如图乙所示，图中0二L的阴影部分面积为a,0一5L的阴影部分 2 2 面积为b。一个质量为m,电荷量为一g(g>0)的带电粒子，由R点静止释放，仅在电场力 作用下，将沿y轴负方向运动，则下列说法正确的是( y ◆E 2 M 0 025 P 22 Eo 甲 A,M、N是等量正电荷 B,带电粒子在R、两点处的加速度大小之比为√：√ C.带电粒子运动过程中在y=三L达到最大速度为， 2q(b-a） 2 m D.带电粒子运动到R位置时动能为q(b-a) 15.如图所示，水平面内有A、B、C、D、M、N六个点，它们均匀分布在半径为R=2cm 的同一圆周上，空间有一方向与圆平面平行的匀强电场。已知A、C、M三点的电势分别 为P4=(2-√5)V、9c=2V、M=(2+V5)V,下列判断正确的是（) 第4页，共9页 入电场强度的方向由A指向D B.电场强度的大小为1V/m C,该圆周上的点电势最高为4V D沿圆周将电子从D点经M点移到N点，电场力先做正功后做 负功 16、如图是某款家用空气净化器及其原理示意图，污浊空气通过过滤网后尘埃带电。图中 充电极b、d接电源正极，集尘极a、c、e接电源负极（接地）。以下说法正确的是() 净化空气 污 be 空 -ef 过滤网 G,e为集尘极 bd为充电极 活性炭过滤器 A,通过过滤网后空气中的尘埃带正电 B.cd两个电极之间的申场方向竖直向下 C.尘埃在被吸附到集尘极e的过程中动能增大 D.尘埃被吸附到集尘极a的过程中所受电场力做负功 三、实验题（每空2分，共16分） 17.高一年级某学组用以下器材测量了圆明园附近的重力加速度。为了便于携带，该组同 学将一单摆固定于某一深度为h(未测量)且开口向下的透明塑料杯顶端（单摆的下半部 分露于筒外)，如图甲所示。每次实验前，组内同学利用钢板尺测出杯子的下端口到小球 悬点的距离L,并通过改变L而测出对应的摆动周期T。实验开始时，将悬线拉离平衡位 置一个小角度后由静止释放，且单摆在摆动过程中悬线不会碰到杯壁，最后利用测得的数 据，以T2为纵轴、L为横轴作出函数关系图像，那么就可以通过此图像求出小筒的深度h 和当地的重力加速度g。 T2/s2 0 2 主尺cm LLLLLLLLU -300 30 TTTTT市 0 -1.20 游标尺10 丙 (1)实验时用10分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图所示，该摆球的直径d= mm。 (2)测量单摆的周期时，某同学在摆球某次通过最低点时按下停表开始计时，同时数0，当 摆球第二次通过最低点时数1，依此法往下数，当他数到60时，按下停表停止计时，读 第5页，共9页 出这段时间，则该单摆的周期为 A B.295 c (3)如果实验中所得到的T2-L关系图线如图乙中的所示（选填a,b,c),当地的重 力加速度g=_一m/s2(π取3.14，结果保留三位有效数字) (4)根据以上数据，结合得到的T2-L关系图线，可以求出透明塑料杯的探度h= cm。 18.1785年，库仑发表了《关于电学和磁学的第一篇科学论文报告》，记述了他受万有引 力的启发，通过类比思想测定电荷之间的引力是否遵从距离平方反比定律，库仑当时的思 考和实验过程如下： (1)根据单摆做简谐运动的周期公式及地球表面物体所受重力与万有引力的关系，可以 得到地球表面摆长L的单摆的周期T和地球半径R的关系」 。 已知地球质量 为M,万有引力常量为G. (2)库仑把电荷之间引力与万有引力进行类比，设计了电摆实验仪，其结构如图所示。 G为绝缘支架上的金属球，S为一端有镀金的小圆纸片的绝缘小木棍，悬挂在丝线下端。 让G与圆片带上异号电荷。由于圆片受G的电引力作用，圆片将在水平面上摆动，测量 出G的球心与圆片在距离r取不同值时，圆片摆动的周期，就可以判断周期与距离？的关 系。已知圆片的振动可视为单摆。某次实验的测量数据如下： 实验次数 r/cm 15次振动所需时间/s 18 20 36 43 3 54 69 (3)类比万有引力的思想，上表中三次实验的周期之比应为 ，而实际测量时， 第二次和第三次周期比理论值偏大，库仑猜想这可能是由于实验过程中带电球在缓慢漏电 造成的。请你设计一个方案，仍然使用该实验的器材，验证他的猜想是否合理。 第6页，共9页 四、计算题（本题共4小题，共46分。要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。有 数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位) 19.(9分)在光滑水平地面上有两个体积相同的弹性小球A、B,A的质量mA为1kg, B的质量ma为3kg。现B球静止，A球以初速度w-4m/s向B球运动，发生正碰，已知 碰撞过程中总机械能守恒，求： (1)碰撞分离后A、B的速度v,% (2)A球在碰撞前后的动量的变化量△， 20.(10分)用一长1m的轻质柔软绝缘细线拴一个质量为0.2kg、电荷量为2.0×10‘C的 小球，细线的上端固定于O点，现加一水平向右的匀强电场，平衡时细线与竖直方向成 37°(g取10m/82,sin37°=0.6，cos37°=0.8).求： ()细线对小球的拉力F大小： (2)匀强电场的场强E大小： (3)把小球从A点移到B点，OA=OB,此时细线与竖直方向成53°，小球的电势能是增加 还是减少？电势能变化量△E,为多少？ 第7页，共9页 21.(12分)人们对静电场的性质进行研究时，引入物理量电场强度E和电势p定量描述 静电场，也可以用电场线和等势面形象描绘。如图所示，两点电荷A和B,A的电量是B 的电量的4倍，B带电量为+q。实线为电场线，虚线为等势线。以点电荷A位置作为坐标 原点，A指向B为x轴正方向，A、B距离为L, (1)根据电场强度E的定义和库仑定律，推导出距场源点电荷Q为r处的电场强度表达 式。 (2)用EA和EB分别表示点电荷A、B产生的场强。请求出在x轴上EA与EB组同的点的坐 标x1 (3)求出A、B连线上，在0<<L的范围内，电势最低的点的坐标x2,并定性画出过该点的 等势线。 (4)已知取无限远处为引力势能零点，间距为“、质量分别为m和2的两质点组成的系统 具有的引力势能可表示为E。=-G心少，式中G为引力常量。根据类比的思想，取无限 远处为电势零点，请写出场源电荷电量为Q,与场源电荷的距离为处的电势P的表达 式，已知静电力常数k。并计算(3)中x?处的电势92 第8页，共9页 22.(15分)某同学甲设想沿地球直径建设一条隧道，封闭后抽成真空，就可以用运输仓 在几乎不消耗能量的情况下把物体从地球的一侧运到另一侧。若地球可看作质量分布均匀 的球体，表面重力加速度为g,半径为R,隧道大小远小于地球半径，如图甲所示。运输 仓从地球表面隧道口A处由静止释放，C为隧道中的一点，且C到地心O的距离为 r=0,5R。已知：质量为m的物体做简谐运动的回复力为F=-c,其周期为T=2侵： 均匀球壳对其内部物体引力为0。求： (1)运输仓经过C点时的加速度大小a: (2)运输仓经过C点时的速率？及从A第一次到达C所需的时间4： (3)考虑到未来地球表面环境可能会恶化，为了解决人类生存问题，同学乙设想以AC 为直径挖出一个球形空腔（如图乙所示），建立一个超级地下城。将一物体从A由静止释 放，求物体运动到C的速率2及所需的时间2各为多少？ c 8 甲 之 第9页，共9页 高一第二学期期末物理试卷参考答案 (清华附中高24级)2025.7 单进惠 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D C B D D B A D 二、不定项 11 12 13 14 15 16 BCD AD ABD AD CD AC 三.实验愿 17.(1)12.0 (2)C (3) a 9.86 (4)29.4 L 18. (1) T=2πR (3)1:2:3; 将r从大到小变化，再做一组实验 GM 四.计算题 19.(1)初速度方向为正v=-2m/s;V=2m/8(或直接答与初速度方向关系) (2)△p=6kgm/s,方向与初速度方向相反 20.(1)2.5N (2)7.5×10N/C (3)增加，2.1J 2(0B=k号 (2)￥=2L (3) 2L ④p=k2,p=9k号 【详解】(1)根据库仑定律，检验电荷受到的电场力 1/4