内蒙古锡林郭勒盟第二中学2024-2025学年高一下学期期末考试物理试题

1 锡盟二中 2024-2025 学年第二学期期末质量检测 高一物理 （考试时间 75 分钟 试卷满分 100 分） 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场号和座位号填写在答题卡上。本试 卷满分 100 分，考试时间 75 分钟。 2.作答时，请考生将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，请考生将答题卡交回，将试题自行保留。 一、选择题（本题共 10 小题，共 46 分。在每小题给出的四个选项中，第 1-7 题只 有一项符合题目要求，每小题 4 分；第 8-10 题有多个选项符合题目要求，每小题 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。） 1、如图所示，感应起电实验中，带正电小球 C 靠近不带电的枕形体时，枕形体的 A、B 两端箔 片张开。下列说法正确的是（ ） A．枕形体 A、B 可以采用绝缘材料制作 B．枕形体内部的正、负电荷同时分别向 B 端和 A 端移动 C．若先将 C 拿走，再将 A、B 分开，则枕形体的 A端和 B 端箔片均闭合 D．感应起电后感应电荷在枕形体内部产生的场强处处为零 2、如图所示，A、B、C 是三个相同金属球（可视为质点），分别位于边长为 l的正三角形的三 个顶点，其中 A 球带电量为 Q，B 球和 C 球均不带电。现将 B 球先后与 A、C 接触后放回原处， 则 A 球所受静电力为（ ） A. 2 24 kQ l B． 2 28 kQ l C． 2 2 3 4 kQ l D． 2 2 3 8 kQ l 3、竖直放置的轻弹簧上端固定，下端栓接一个小球，用手托起小球，使弹簧处于压缩状态，如 图所示。则放手后在小球向下运动过程中（不计空气阻力）（ ） A．小球的机械能守恒 B．小球重力势能和弹簧弹性势能之和不断增大 C．小球动能与弹簧弹性势能之和不断增大 D．小球动能和重力势能之和不断减小 2 4、一种电子透镜的部分电场分布如图所示，虚线为等差等势面。电子枪发射的电子仅在电场力 作用下的运动轨迹如图中实线所示，a、b、c是轨迹上的三个点，取 c 点电势为 0V，电子从 a 点运动到 b 点电势能变化了 10eV，则（ ） A．a点电势为 15V B．电子在 b 点的电势能为 5eV C．b 点的电场强度比 c点的大 D．电子的运动轨迹与其中的一条电场线重合 5、2021 年 10 月 25 日，如图甲所示的全球最大“上回转塔机”成功首发下线，又树立了一面 “中国高端制造”的新旗帜。若该起重机某次从 t=0 时刻由静止开始向上提升质量为 m 的物体， 其 a-t 图像如图乙所示，t1时刻达到额定功率，t1--t2时间内起重机保持额定功率运动，重力加 速度为 g，不计其它阻力，下列说法正确的是（ ） A．0-t1时间内物体处于失重状态 B．t1--t2时间内物体做减速运动 C．0-t1时间内重力对物体做功为 2 0 1 1 ( ) 2 m a t D．t1--t2时间内起重机额定功率为 0 0 1( )mg ma a t 6、如图是等量异种电荷电场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F 是连线中垂线上关于 O 对称的两点，B、C 和 A、D是两电荷连线上关于 O对称的两点．则（ ） A．E、F两点电场强度不同 B．B、C两点电势相等 C．E、F两点电势相等，且比 D点的电势高 D．电子在 B点的电势能大于在 C 点的电势能 7、如图甲所示，�1、�2为两个固定点电荷，其中�1带正电，它们连线的延长线上有 a、b两点。 一带正电的试探电荷以一定的初速度沿直线从b点开始经 a点向远处运动，其速度图像如图乙 所示。则下列说法正确的是（ ） A． 1Q 的电荷量可能小于 2Q 的电荷量 3 B．b点右侧的电势先降低后升高 C．在 1Q 、 2Q 之间放置一个点电荷，该点电荷可能处于平衡状态 D．在 1Q 左侧的连线延长线上不存在电场强度为零的点 8、一已充电的平行板电容器与静电计连接如图所示。已知静电计指针张角随着电容器两板间的 电势差的增大而增大。现保持电容器的电量不变，且电容器 N 板位置不动。下列说法中正确的 是（  ） A．将 M 板向左平移，则静电计指针张角增大 B．将 M 板向右平移，则静电计指针张角增大 C．将 M 板竖直向上平移，则静电计指针张角减小 D．在两板之间插入云母片，则静电计指针张角减小 9、2024 年 3 月 20 日，鹊桥二号中继星成功发射升空，为嫦娥六号在月球背面的探月任务提供 地月间中继通讯。鹊桥二号采用周期为 24h 的环月椭圆冻结轨道（如图），近月点 A距月心约为 32.0 10 km ，远月点 B 距月心约为 41.8 10 km ，CD 为椭圆轨道的短轴，已知万有引力常量 11 2 26.67 10 N m / kgG    。下列说法正确的是（ ） A．利用题中的条件可以估算月球的质量 B．鹊桥二号从 C经 B到 D的运动时间为 12h C．鹊桥二号在 A、B 两点的速度大小之比约为 1：9 D．鹊桥二号在 A、B 两点的加速度大小之比约为 81：1 10、两点电荷 M、N 分别固定在 40cmx   和坐标原点处，若取无穷远处电势为 0，则两点电荷 所形成电场的电势在 x 轴正半轴上的分布如图所示，图线与 x 轴交于 x0处，x=40cm 处电势最低。 现有一正点电荷 q 从 x0处由静止释放，其只在电场力作用下运动。下列说法中正确的是（ ） A．点电荷 M 带正电、N带负电 B．x0处的电场强度为 0 C．点电荷 M、N 所带电荷量大小之比为 4∶1 D．正点电荷 q 沿 x 轴正方向运动的过程中，电势能先减小后增大 4 二、实验题（本题共两个小题，共 15分） 11、（6 分）如图所示为某物理兴趣小组验证“向心力与线速度大小关系”的实验装置。 实验步骤如下： ①按照图示安装仪器，半径为 R 的圆弧形轨道固定在压力传感器 上，轨道上放置一小钢球，小钢球静止时刚好位于光电门中央； ②将小钢球放置在轨道最低处 A 处，读出此时压力传感器的示数 0F； ③将小钢球从轨道适当高度处由静止释放，记录光电计时器小钢球遮光时间 t，力的传感器示 数最大值 F； ④改变小钢球的释放位置，重复步骤③。 (1)实验测得小钢球直径为 d，且d R ，小钢球经过光电门时线速度表达式为 ； (2)实验中使用的小钢球的质量为 m，小钢球运动到最低点时外界提供的向心力为 （ 用 F， 0F 表示），所需要的向心力为 （用 m，d，R，t表示）。 12、用如图所示装置验证机械能守恒定律，装有遮光条的滑块放置在气垫导轨上的 A 位置，细 线绕过固定在导轨右端的定滑轮，一端与滑块连接，另一端悬吊钩码。测出遮光条的宽度 d， 滑块与遮光条的总质量 M，A 到光电门中心距离 x。调节气垫导轨水平，由静止释放滑块，读出 遮光条通过光电门的挡光时间 t。将遮光条通过光电门的平均速度看作滑块中心到达光电门中 心点时的瞬时速度。已知钩码的质量为 m，当地重力加速度为 g。 (1)（4分）滑块从A处到达光电门中心处时，m和 M组成的系统动能增加量可表示为ΔEk= ， 系统的重力势能减少量可表示为ΔEp= ，在误差允许的范围内，若ΔEk=ΔEp，则可认为系 统的机械能守恒。（均用题中字母表示） (2)（2 分）某同学实验时，保持光电门的位置不变，改变滑块的位置 A，测出多组对应的 x与 t 的数值，经过计算发现系统动能的增加量大于钩码重力势能的减少量，其原因可能是______。 5 A．钩码质量太大 B．气垫导轨未完全调水平，左端高于右端 C．系统受到空气阻力 (3）（2 分）某同学为了减小误差，通过调整 A的位置来改变 x，测出对应的通过光电门的时间 t，得到若干组数据后，在坐标纸上描点，拟合出直线，则该同学描绘的是______图像。 A．x-t B．x- 1 t C．x- 2 1 t D．x-t2 (4)（1 分）某同学实验时，气泵不能工作，他想到用使轨道倾斜的方法来平衡摩擦力，如果已 经平衡了摩擦力， （选填“能”或“不能”）用此装置验证系统机械能守恒。 三、计算题（共 39分） 13、（10 分）如图甲所示，将一倾角 37  的粗糙绝缘斜面固定在地面上，空间存在一方向沿 斜面向上的匀强电场，一质量 0.2kgm  ，带电荷量 32.0 10 Cq    的小物块从斜面底端静止释 放，运动 0.1s 后撤去电场，小物块运动的 v t 图像如图乙所示（取沿斜面向上为正方向）， 210m / sg  。求物体和斜面间的动摩擦因数  及电场强度 E的大小。 sin37 0.6,cos37 0.8    14、（12 分）如图所示，一个质量为 m、电荷量为+q 的静止的带电粒子经过加速电场后射入偏 转电场，最终从偏转电场射出。加速电场两极板间电压为 U1，偏转电场两极板间电压为 U2、极 板长为 L、板间距为 d。不计粒子重力。求： (1)带电粒子经过加速场后速度的大小 v0 以及在偏转电 场的运动时间。 (2)a.偏转电场的电场强度大小； b.带电粒子离开偏转电场时竖直方向的位移大小 y。 6 15、（17 分）如图所示，固定的粗糙弧形轨道下端 B 点水平，上端 A 与 B 点的高度差为 1 0.3mh  ， 倾斜传送带与水平方向的夹角为 37  ，传送带的上端 C点与 B 点的高度差为 2 0.1125mh  （传 送带传动轮的大小可忽略不计），一质量为 1kgm  的滑块（可看作质点）从轨道的 A 点由静止 滑下，然后从 B 点水平抛出，恰好以平行于传送带的速度从 C 点落到传送带上，传送带逆时针 转动，速度大小为 0.5m / sv  ，滑块与传送带间的动摩擦因数为 0.8  ，且传送带足够长，滑 块运动过程中空气阻力忽略不计， 210m / sg  ， sin37 0.6  ， cos37 0.8  ，试求： (1)滑块运动至 C点时的速度 Cv 大小； (2)滑块由 A到 B运动过程中克服摩擦力做的功 fW ； (3)滑块在传送带上运动时与传送带摩擦产生的热量 Q。 物理答案详解 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C D C B D C D AD AD CD 1、【答案】C 【详解】A．枕形体 A、B 不可以采用绝缘材料制作，否则实验现象会消失，故 A 错误； B．金属中能自由移动的是负电荷电子，正电荷不能移动，故 B 错误； C．先拿走 C，再分开 A、B，两端的异种电荷会中和，则 A、B 均不带电，则枕形体的 A端 和 B端箔片均闭合，故 C 正确； D．感应起电后感应电荷在枕形体内部产生的场强不为零，根据静电屏蔽可知，内部合场强 为 0，故 D 错误。 故选 C。 2、【答案】D 【详解】将 B 球先后与 A、C 接触后，A、B、C 分别带电量为 2 4 4 Q Q Q ， ， ，放回原处后 A 球所 受静电力为 2 2 2 32 42 cos30 8 Q Q kQF k l l    故选 D。 3、 【答案】C 【详解】A．小球和弹簧系统的机械能守恒，但是小球的机械能不守恒，选项 A 错误； BCD．小球开始时受向下的弹力和重力，加速度向下，则小球先向下做加速运动，随弹力减 小，加速度减小，当弹力变为向上且等于重力时加速度为零，速度最大，以后小球向下减速 直到速度为零到达最低点，可知小球的速度先增加后减小，动能先增加后减小，因小球和弹 簧系统的机械能守恒，可知小球重力势能和弹簧弹性势能之和先减小后增加；因重力势能不 断减小，可知小球动能与弹簧弹性势能之和不断增大；因弹性势能先减小后增加，可知小球 动能和重力势能之和先增加后减小，选项 BD 错误，C 正确。 故选 C。 4、【答案】B 【详解】A．根据电场线的方向与等势面的垂直，可知图中电场线的方向大体沿左上—右下 方向；电子从 a到 c的过程中向上弯曲，说明电子受到的电场力的方向指向左上方，则电子 从 a到 c的过程中受到的电场力的方向与电场线方向之间的夹角为钝角，电场力做负功，所 以电子从 a点运动到 b点电势能增大 10eV，电子带负电，则 b点的电势比 a点的电势低 10V， 结合图可知相邻两等势面间的电势差为 5V，取 c点电势为 0V，则 a点的电势为 5V 3 0V 15Va     故 A 错误； B．取 c点电势为 0V，相邻两等势面间的电势差为 5V，可知 b处电势为 5V，则电子在 b点 的电势能为 p 5V 5eVbE e e       故 B 正确； C．根据等势面的疏密表示电场的强弱可知 b点的电场强度小于 c点的电场强度，故 C 错误； D．电场线的方向与等势面垂直，由图可知电子运动的轨迹与等势面不垂直，则电子的运动 轨迹不可能与其中的一条电场线重合，故 D错误。 故选 B。 5、【答案】D 【详解】A．0~t1时间内物体向上加速运动，则物体处于超重状态，故 A 错误； B．t1~t2时间内物体做加速度减小的加速运动，故 B 错误； C．0~t1时间内重力对物体做功为 2 2G 0 1 0 1 1 1 2 2 W mg a t mga t     故 C 错误； D．t1~t2时间内起重机额定功率为 1 0 0 1( )P Fv mg ma a t   故 D 正确。 故选 D。 6、【答案】C 【详解】A．根据等量异种电荷电场的电场线分布可知，结合对称性，则 E、F两点电场强 度大小方向均相同，选项 A 错误； BD．沿电场线电势逐渐降低，可知 B点电势高于 C点，负电荷在高电势点的电势能较小， 可知电子在 B点的电势能小于在 C点的电势能，选项 BD 错误； C．E、F两点电势相等且为零，因 D点电势小于零，可知 E、F两点电势比 D点的电势高， 选项 C 正确； 故选 C。 7、【答案】D 【详解】A．根据 v-t图线可知，试探电荷经过 a点时的加速度为零，所以电荷在 a点所受 的电场力为零，a点的电场强度必为零，即 Q1、Q2在 a点产生的电场强度等大、反向，故 Q2一定带负电，因 Q1距离 a点较远，根据点电荷的电场强度公式： 2 QE k r  ，可知，Q1所 带电荷量一定大于 Q2所带电荷量，故 A 错误； B．分析图象可知，试探电荷从 b点向右侧运动的过程中，速度先减小后增大，则动能先减 小后增大，只有电场力做功，动能和电势能之和恒定，则电势能先增大后减小，由于试探电 荷为正，则 b点右侧的电势先升高后降低，故 B 错误； C．因 Q2带负电，在 Q1、Q2之间电场强度向右，放置一个点电荷，不能处于平衡状态，故 C 错误； D．a点的场强为零，根据库仑定律可知，电荷量 Q1＞Q2，在 Q1的左侧，场强方向向左， 不存在为零的位置，故 D正确。 故选 D。 8、【答案】AD 【详解】A．根据 4 SC kd    ， QC U  将 M 板向左平移，可知 d增大，电容C减小，由于保持电容器的电量不变，可知U增大， 则静电计指针张角增大，故 A 正确； B．根据 4 SC kd    ， QC U  将 M 板向右平移，可知 d减小，电容C增大，由于保持电容器的电量不变，可知U减小， 则静电计指针张角减小，故 B 错误； C．根据 4 SC kd    ， QC U  将 M 板竖直向上平移，正对面积S减小，电容C减小，由于保持电容器的电量不变，可知U 增大，则静电计指针张角增大，故 C 错误； D．根据 4 SC kd    ， QC U  在两板之间插入云母片，电容C增大，由于保持电容器的电量不变，可知U减小，则静电 计指针张角减小，故 D 正确； 故选 AD。 9、【答案】AD 【详解】A．假设有一圆轨道的卫星绕月球做匀速圆周运动，该圆轨道半径等于环月椭圆冻 结轨道的半长轴，根据开普勒第三定律可知，该圆轨道的运行周期为 24h，由万有引力提供 向心力可得 2 2 2 4GMm m r r T   可得月球的质量为 2 3 2 4 rM GT   则利用题中的条件可以估算月球的质量，故 A 正确； B．鹊桥二号围绕月球做椭圆运动，根据开普勒第二定律可知，从 A→C→B做减速运动，从 B→D→A做加速运动，则从 C→B→D的运动时间大于半个周期，即大于 12h，故 B 错误； C．鹊桥二号围绕月球做椭圆运动，根据开普勒第二定律可得 1 1 2 2A A B B v t r v t r     可得鹊桥二号在 A、B两点的速度大小之比为 4 3: : 1.8 10 : 2.0 10 9 :1A B B Av v r r     故 C 错误； D．根据牛顿第二定律可得 2 GMm ma r  可知桥二号在 A、B两点的加速度大小之比为 2 4 2 2 3 2 (1.8 10 ) 81 (2.0 10 ) 1 A B B A a r a r      故 D 正确。 故选 AD。 10、【答案】CD 【详解】A．根据电势变化情况可知，自 0x  区域从左至右电势先降低后升高，所以场强方 向先沿 x轴正方向后沿 x轴负方向，可知点电荷 M 带负电，点电荷 N 带正电，故 A 错误； B．在 x  图像中，斜率表示电场强度，在 0x 处的图像斜率不为零，则电场强度也不为零， 故 B 错误； C．在 40cmx  处图像斜率为零，电场强度为0，则满足   1 2 2 22 Q Qk k rr  可知点电荷 M、N 所带电荷量大小之比为 1 2: 4 :1Q Q  故 C 正确； D．一正点电荷 q从 0x 处由静止释放，正点电荷会向电势低的方向运动，正点电荷 q沿 x轴 正方向运动的过程中，电势先降低后升高，由于 pE q 可知，正点电荷的电势能先减小后 增大，故 D正确。 故选 CD。 11、【答案】(1) d t (2) 0F F 2 2 md Rt 【详解】（1）已知小钢球的直径为 d，小钢球遮光时间为 t，则小钢球经过光电门时瞬时速 度表达式为 dv t  ； （2）[1]由题知，将小钢球悬挂静止不动，此时力的传感器示数为 0F ，则有 0F mg 小钢球经过光电门时力的传感器示数为 F，则小钢球经过光电门时所受合力为 F F mg 向 联立可得 0F F F 向 ； [2]钢球经过光电门时所需向心力的表达式为 2vF m R  向 又 dv t  联立可得 2 2 mdF Rt  向 12、【答案】(1) 2 22 m M d t （ ） mgx (2)B (3)C (4)不能 【详解】（1）[1]滑块从 A 到达光电门的速度为 v= d t 则动能的增加量 2 2 k 2 1 ( )( )( ) 2 2 d m M dE m M t t      [2]系统的重力势能减少量可表示为 pE mgx  （2）A．钩码质量大小对实验不产生影响，A 错误； B．未完全调水平，左端高于右端，则滑块的重力势能会减少，系统动能增加量等于系统重 力势能的减少量，所以系统动能的增加量大于钩码重力势能的减少量，B 正确； C．若存在空气阻力，则ΔEp会略大于ΔEk，C 错误。 故选 B。 （3）根据 k pE E   则有 2 22 m M d mgx t   （ ） 整理可得 2 2 1 2 m M dx mg t   （ ） 描绘的是 2 1x t  图像 故选 C。 （4）若已经平衡了摩擦力，对整个系统，该装置仍不能验证系统机械能守恒，因为有摩擦 力做功，没有满足只有重力做功，机械能不守恒。 13、【答案】μ=0.5，E＝3.0×103N/C 【详解】由图像得，加速时的加速度大小为 a1＝ 1 1 v t   ＝20m/s 2 减速时的加速度为 22 2 2 10m sva t      由牛顿第二定律得，加速时 1sin cosEq mg mg ma     减速时 2sin cosmg mg ma     联立得μ=0.5，E＝3.0×103N/C 14、【答案】(1) 10 2qUv m  ； 12 mt L qU  (2)a. 2 UE d  ；b. 2 2 14 U Ly U d  【详解】（1）根据动能定理，有 21 0 1 2 qU mv 得 10 2qUv m  在偏转电场的运动时间 0 12 L mt L v qU   （2）a.偏转电场的电场强度 2 UE d  b.粒子在偏转电场中运动的时间 0 Lt v  加速度 2 qUqEa m md   带电粒子离开偏转电场时竖直方向的位移大小 21 2 y at 联立得 2 2 14 U Ly U d  15、【答案】(1)2.5m/s (2)1J (3)32J 【详解】（1）由于弧形轨道下端 B点水平，所以滑块到 B点时，竖直分速度为零，它由 B 经平抛运动到 C点时，有 2 22yv gh 在 C点，竖直分速度 22 1.5m / syv gh  由 sin37y Cv v  解得 2.5m / sCv  （2）由平抛运动中，水平方向做匀速运动可知，C点的水平分速度与 B点的速度相等，则 cos37 2m / sB x Cv v v    从 A点到 B点的过程中，根据动能定理得 21 f 1 2 B mgh W mv  解得 f 1JW  （3）滑块在传送带上运动时，根据牛顿第二定律有 cos37 sin37mg mg ma    解得 20.4m / sa  达到共同速度所需时间 5sC v vt a    两者间的相对位移Δ 5m 2 Cv vx t vt   由于 sin37 cos37mg mg  ，此后滑块将做匀速运动，故滑块在传送带上运动时与传送带摩 擦产生的热量 cos37 Δ 32JQ mg x   