精品解析：上海市曹杨第二中学2024-2025学年高一下学期期末考试物理试卷

上海市曹杨二中2024学年度第二学期 高一年级期终考试物理试卷 试卷共6页2张 考生注意： 1、答卷前，考生务必将姓名、班级、学号等在指定位置填写清楚。 2、本试卷共有18道试题，满分100分，考试时间60分钟。请考生用黑色水笔或钢笔将答案直接写在答题卷上。 3、本试卷标注“多选”的问题，每小题应选2个或3个选项，选对但不全得部分分，错选、不选不得分；未特别标注的选择类问题，每小题只能选1个选项。 4、本试卷标注“计算”的问题，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 5、除特别说明外，本卷所用重力加速度大小g取9.8m/s2. 一、火星探测 我国发射的“天问一号”火星探测器实现了中国在深空探测领域的技术跨越而进入世界先进行列。“天问一号”的名称源于屈原长诗《天问》，寓意探求科学真理征途漫漫，追求科技创新永无止境。已知火星质量约为地球质量的10%，半径约为地球半径的50%。 1. 从地球上发射火星探测器，发射速度需大于地球的（　　） A. 第一宇宙速度 B. 第二宇宙速度 C. 第三宇宙速度 2. “祝融”号火星车在地球表面与在火星表面受到的引力的比值约为（　　） A. 0.2 B. 0.4 C. 2.0 D. 2.5 3. 已知火星半径为R，探测器环绕火星表面飞行的速率为v，引力常量为G，火星自转的周期为T，则火星的质量为_____，火星表面的重力加速度为_____，火星同步卫星轨道的半径为_____。 【答案】1. B 2. D 3. ①. ②. ③. 【解析】 【1题详解】 从地球上发射火星探测器，探测器脱离地球引力束缚但未脱离太阳引力束缚，发射速度须大于地球的第二宇宙速度而小于第三宇宙速度。 故选B。 【2题详解】 “祝融”号火星车在地球表面与在火星表面受到的引力的比值 故选D。 【3题详解】 [1]对于探测器，根据万有引力提供向心力有 得 [2]火星表面的重力加速度即探测器绕火星表面飞行的向心加速度，故 [3]对于环绕火星表面飞行的探测器和火星同步卫星，根据开普勒第三定律有 其中 解得火星同步卫星轨道的半径为 二、滑动变阻器 滑动变阻器是能改变接入电路中电阻大小的元件，在电路中有着非常重要的应用。 4. 滑动变阻器接入电路中的电阻改变的原因是：接入电路中金属丝的_____（选涂：A．材料B．长度C．横截面积D．温度）发生了变化。 【答案】B 【解析】 【详解】滑动变阻器接入电路中的电阻改变的原因是：接入电路中金属丝的长度发生了变化，故选B。 5. 为了测量滑动变阻器上金属丝的电阻率，小安用一个已损坏的滑动变阻器进行实验。他截取了滑动变阻器上一段长为L=35.27cm、横截面直径为d=1.156mm的金属丝，测量该金属丝电阻的实验电路图如图1所示。 （1）在图2中用笔线代替导线，将实物图补充完整。 （2）通过电流表电流的方向为_____（选涂：A．M指向N　　B．N指向M） （3）（计算）若测得金属丝的电阻为R=0.58Ω，求该电阻丝的电阻率ρ（结果保留3位有效数字）。 【答案】（1） （2）B （3） 【解析】 【小问1详解】 将实物图补充完整如图所示 【小问2详解】 在外电路电流方向由正极流向负极，故通过电流表电流的方向为N指向M。 故选B。 【小问3详解】 根据得 其中 代入得 6. 如图所示电路中，定值电阻，滑动变阻器连入电路的阻值，电源内阻r=1Ω，此时滑动变阻器R2两端电压U2=4V。由此可得，电源电动势E=_____V，内电压_____V。 【答案】 ①. 6 ②. 1 【解析】 【详解】[1]电路中的电流为 电源电动势 [2]内电压 7. 如图所示电路中，移动滑动变阻器可得到如图所示的U-I图像，其中U为路端电压，I为通过电源的电流。通过图像可知，电源的电动势E=_____V，电源的内阻r=_____Ω，短路电流为Is=_____A． 【答案】 ①. 6.0 ②. 2.0 ③. 3.0 【解析】 【详解】[1][2]图像的纵截距表示电源电动势，斜率的绝对值表示电源内阻，故, [3]短路电流 三、自行车 近年来，共享单车和电动自行车已成为了人们出行必不可少的交通工具。 8. 某共享单车的传动结构如图所示，其中I是半径的牙盘（大齿轮），II是半径的飞轮（小齿轮），III是半径的后轮。小理匀速蹬脚踏板，使其每分钟转30圈，则脚踏板的转速为_____r/s，牙盘转动的角速度为_____rad/s，自行车匀速前进的速度为_____m/s（均保留3位有效数字）。 【答案】 ①. 0.500 ②. 3.14 ③. 2.83 【解析】 【详解】[1]脚踏板的转速为 [2]牙盘转动的角速度为 [3]自行车匀速前进的速度为 9. 某同学骑电动自行车绕如图所示的400m标准水平跑道运动，电动车上车速表一直显示15km/h，则（ ） A. 自行车的速度一直保持不变 B. 自行车在沿圆弧弯道BCD运动过程中，加速度保持不变 C. 自行车绕跑道一周的平均速度等于零 D. 自行车在沿圆弧弯道BCD运动时车身保持竖直 【答案】C 【解析】 【详解】A．自行车做曲线运动的速度改变，A错误； B．沿圆弧弯道运动过程中，加速度方向始终改变，B错误； C．自行车绕跑道一周的位移为零，则平均速度为零，C正确； D．转弯过程中，由于需要向心力，则地面对自行车的作用力应斜向上，自行车应保持倾斜，D错误。 故选C。 10. 小安骑着电动自行车从静止开始沿倾角为的斜坡向上骑行。小安和电动自行车的总质量为m=120kg，电动车的额定功率为P=2500W，在行驶过程中车始终受到与行驶方向相反的阻力，且该阻力恒为电动自行车对地面压力的0.05倍。若加速过程中电动车始终以额定功率运行，取，求：（结果均保留3位有效数字） （1）当车速为v=5m/s时，电动车的加速度大小a； （2）电动车的最大速度vm。 【答案】（1）1.93 m/s² （2）9.30 m/s 【解析】 【小问1详解】 电动自行车运动过程的受力图，如图所示 由牛顿第二定律有 其中， 解得 【小问2详解】 依题意，当时，电动车达到最大速度，有 其中 解得 四、电容器 电容器作为储能器件，在生产生活中有广泛的应用。我们常用图示的电路给平行板电容器充电和放电。 11. 某小组同学通过实验研究电容器充放电的规律。 （1）若通过图中电流表的电流方向向左，则此时单刀双掷开关S应置于接线柱_____（选涂：A．1B．2），电容器处于_____（选涂：A．充电　　B．放电）过程中。 （2）（多选）用电压传感器和电流传感器分别代替图中的电压表与电流表，采集所测电路的电压、电流信号，则放电过程中，正确的图像有（　　） A. B. C. D. 【答案】（1） ①. B ②. B （2）BD 【解析】 【小问1详解】 [1][2]若将开关接与1上，则电源给电容器充电，电路中的电流方向顺时针，若开关接与2上，则电容器放电，电路中的电流方向逆时针，故两空均选B。 【小问2详解】 AB．电容器放电时，电容器两端的电压逐渐减小，A错误，B正确； CD．电容器放电过程中，一开始电容器两端电压大，电荷多，放电快，随着电压逐渐减小，放电越来越慢，C错误，D正确。 故选BD。 12. 圆柱形电容器由两个金属圆柱面构成，其截面如图所示实线表示电场线。在该电容器中，有一带电粒子从M点运动到N点，虚线表示其的轨迹。 （1）内金属壳带_____电（选涂：A．正　　B．负）； （2）带电粒子从M点运动到N点的过程中，电势_____（选涂：A．升高B．降低），电势能_____（选涂：A．增大　　B．减小）。 （3）某电子仅受电场力，在该电容器中做匀速圆周运动，已知该电容器中电场强度满足，其中r为该点到圆心的距离，已知元电荷为e，电子质量为m，则该电子做圆周运动的速度大小为_____。 【答案】（1）A （2） ①. B ②. A （3） 【解析】 【小问1详解】 因电场线从内金属壳指向外金属壳，可知内金属壳带正电，故选A； 【小问2详解】 [1]沿电场线电势降低，则带电粒子从M点运动到N点的过程中，电势降低，故选B； [2]根据粒子的运动轨迹可知，粒子受电场力指向内金属壳，可知带电粒子从M点运动到N点的过程中，电场力做负功，电势能增大，故选A。 【小问3详解】 根据， 解得 13. 平行板电容器的两个极板接在电压为40V的恒定电源上，两极板间距为4cm，电容器两极板的电荷量为分别为4×10-8C和-4×10-8C，则该电容器的电容为_____F． 【答案】10-9 【解析】 【详解】电容器带电量为Q=4×10-8C，两极板电压为U=40V，则电器的电容 14. 如图所示，平行板电容器的两个极板M、N长均为L，极板间距离为d、一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从M板的左端沿板方向以速度v0射入极板间，粒子恰好从N板的右端射出。不计粒子的重力和空气阻力。求M、N间的电压U。 【答案】 【解析】 【详解】粒子在两极板间做类平抛运动，有， 又， 联立解得 五、无人机 无人机因机动性能好，生存能力强，无人员伤亡，风险等优点，被广泛应用在生产生活中。 15. 一质量为m=2.0kg的无人机对一轿车进行拍摄。如图所示，无人机以车中心所在的竖直线为轴线，在地面上方的水平面内做半径为R=4.0m、角速度为ω=1.5rad/s的匀速圆周运动。 （1）空气对无人机的作用力方向为（　　） A. 竖直向上 B. 斜向上 C. 水平方向 （2）空气对无人机的作用力大小为_____N（结果保留3位有效数字）。 【答案】（1）B （2）26.9 【解析】 【小问1详解】 空气对无人机的作用力与重力的合力提供圆周运动所需的向心力，无人机的受力情况如图所示 故空气对无人机的作用力方向为斜向上。 故选B。 【小问2详解】 无人机做匀速圆周运动所需的向心力为 空气对无人机的作用力大小为 16. 某同学利用无人机玩投球游戏。无人机在距地高为H水平面内匀速直线运动，释放可视为质点的小球，小球飞行过程中不计空气阻力，已知重力加速度为g。 （1）小球在空中飞行过程中，小球加速度方向为（　　） A. B. C. D. （2）若小球到达水平地面时，速度方向与水平方向间的夹角为θ，则无人机匀速飞行时的速度大小为_____。 【答案】（1）C （2） 【解析】 【小问1详解】 小球在空中飞行过程中，由于只受重力作用，可知加速度竖直向下。 故选C。 【小问2详解】 到达地面时 其中 解得 17. 一质量为m的无人机从地面静止开始竖直向上飞行，该过程中加速度a随上升高度h的变化关系如图所示（图中g为重力加速度）。无人机飞至高为2h0处时，空气对其作用力大小为_____；无人机飞至3h0处时的速度为_____。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]无人机飞至高为2h0处时，加速度为 根据牛顿第二定律有 解得空气对其作用力大小为 [2]在一段很短的时间内，有 上式等号两边求和得 其中S为对应的图像与横轴所包围的面积，设无人机飞至3h0处时的速度为v，因无人机初速度为零，则有 故 六、计算题 18. 如图所示，水平绝缘轨道，其段光滑，段粗糙且长，为半径的光滑半圆轨道，竖直线右侧存在水平向右，场强为的匀强电场质量、电量可视为质点的带电滑块P与固定于墙边的轻弹簧接触但不连接。从原长B点向左压缩弹簧，当弹性势能时，由静止释放滑块。已知滑块与间的动摩擦因数，取重力加速度。 （1）滑块在B点的速度大小； （2）滑块在段运动的时间； （3）滑块在半圆轨道最右端D点时对轨道的压力大小。 【答案】（1） （2） （3）4N 【解析】 【小问1详解】 在A到B过程，弹簧的弹性势能全部转化为滑块的动能，根据能量守恒定律，代入数值可知，则 【小问2详解】 在BC段，，滑块受到摩擦力，电场力为，根据牛顿第二定律，则加速度为，再根据运动学公式，则，可得或，根据实际情况舍去。 【小问3详解】 先求滑块到达C点的速度vC，根据，，从C到D，根据动能定理代入数值解得，在D点，，根据牛顿第三定律，滑块对轨道的压力为4N。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 上海市曹杨二中2024学年度第二学期 高一年级期终考试物理试卷 试卷共6页2张 考生注意： 1、答卷前，考生务必将姓名、班级、学号等在指定位置填写清楚。 2、本试卷共有18道试题，满分100分，考试时间60分钟。请考生用黑色水笔或钢笔将答案直接写在答题卷上。 3、本试卷标注“多选”的问题，每小题应选2个或3个选项，选对但不全得部分分，错选、不选不得分；未特别标注的选择类问题，每小题只能选1个选项。 4、本试卷标注“计算”的问题，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 5、除特别说明外，本卷所用重力加速度大小g取9.8m/s2. 一、火星探测 我国发射的“天问一号”火星探测器实现了中国在深空探测领域的技术跨越而进入世界先进行列。“天问一号”的名称源于屈原长诗《天问》，寓意探求科学真理征途漫漫，追求科技创新永无止境。已知火星质量约为地球质量的10%，半径约为地球半径的50%。 1. 从地球上发射火星探测器，发射速度需大于地球的（　　） A. 第一宇宙速度 B. 第二宇宙速度 C. 第三宇宙速度 2. “祝融”号火星车在地球表面与在火星表面受到的引力的比值约为（　　） A. 0.2 B. 0.4 C. 2.0 D. 2.5 3. 已知火星半径为R，探测器环绕火星表面飞行的速率为v，引力常量为G，火星自转的周期为T，则火星的质量为_____，火星表面的重力加速度为_____，火星同步卫星轨道的半径为_____。 二、滑动变阻器 滑动变阻器是能改变接入电路中电阻大小的元件，在电路中有着非常重要的应用。 4. 滑动变阻器接入电路中的电阻改变的原因是：接入电路中金属丝的_____（选涂：A．材料B．长度C．横截面积D．温度）发生了变化。 5. 为了测量滑动变阻器上金属丝的电阻率，小安用一个已损坏的滑动变阻器进行实验。他截取了滑动变阻器上一段长为L=35.27cm、横截面直径为d=1.156mm的金属丝，测量该金属丝电阻的实验电路图如图1所示。 （1）在图2中用笔线代替导线，将实物图补充完整。 （2）通过电流表电流的方向为_____（选涂：A．M指向N　　B．N指向M） （3）（计算）若测得金属丝的电阻为R=0.58Ω，求该电阻丝的电阻率ρ（结果保留3位有效数字）。 6. 如图所示电路中，定值电阻，滑动变阻器连入电路的阻值，电源内阻r=1Ω，此时滑动变阻器R2两端电压U2=4V。由此可得，电源电动势E=_____V，内电压_____V。 7. 如图所示电路中，移动滑动变阻器可得到如图所示的U-I图像，其中U为路端电压，I为通过电源的电流。通过图像可知，电源的电动势E=_____V，电源的内阻r=_____Ω，短路电流为Is=_____A． 三、自行车 近年来，共享单车和电动自行车已成为了人们出行必不可少的交通工具。 8. 某共享单车的传动结构如图所示，其中I是半径的牙盘（大齿轮），II是半径的飞轮（小齿轮），III是半径的后轮。小理匀速蹬脚踏板，使其每分钟转30圈，则脚踏板的转速为_____r/s，牙盘转动的角速度为_____rad/s，自行车匀速前进的速度为_____m/s（均保留3位有效数字）。 9. 某同学骑电动自行车绕如图所示的400m标准水平跑道运动，电动车上车速表一直显示15km/h，则（ ） A. 自行车的速度一直保持不变 B. 自行车在沿圆弧弯道BCD运动过程中，加速度保持不变 C. 自行车绕跑道一周的平均速度等于零 D. 自行车在沿圆弧弯道BCD运动时车身保持竖直 10. 小安骑着电动自行车从静止开始沿倾角为的斜坡向上骑行。小安和电动自行车的总质量为m=120kg，电动车的额定功率为P=2500W，在行驶过程中车始终受到与行驶方向相反的阻力，且该阻力恒为电动自行车对地面压力的0.05倍。若加速过程中电动车始终以额定功率运行，取，求：（结果均保留3位有效数字） （1）当车速为v=5m/s时，电动车的加速度大小a； （2）电动车的最大速度vm。 四、电容器 电容器作为储能器件，在生产生活中有广泛的应用。我们常用图示的电路给平行板电容器充电和放电。 11. 某小组同学通过实验研究电容器充放电的规律。 （1）若通过图中电流表的电流方向向左，则此时单刀双掷开关S应置于接线柱_____（选涂：A．1B．2），电容器处于_____（选涂：A．充电　　B．放电）过程中。 （2）（多选）用电压传感器和电流传感器分别代替图中的电压表与电流表，采集所测电路的电压、电流信号，则放电过程中，正确的图像有（　　） A. B. C. D. 12. 圆柱形电容器由两个金属圆柱面构成，其截面如图所示实线表示电场线。在该电容器中，有一带电粒子从M点运动到N点，虚线表示其的轨迹。 （1）内金属壳带_____电（选涂：A．正　　B．负）； （2）带电粒子从M点运动到N点的过程中，电势_____（选涂：A．升高B．降低），电势能_____（选涂：A．增大　　B．减小）。 （3）某电子仅受电场力，在该电容器中做匀速圆周运动，已知该电容器中电场强度满足，其中r为该点到圆心的距离，已知元电荷为e，电子质量为m，则该电子做圆周运动的速度大小为_____。 13. 平行板电容器的两个极板接在电压为40V的恒定电源上，两极板间距为4cm，电容器两极板的电荷量为分别为4×10-8C和-4×10-8C，则该电容器的电容为_____F． 14. 如图所示，平行板电容器的两个极板M、N长均为L，极板间距离为d、一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从M板的左端沿板方向以速度v0射入极板间，粒子恰好从N板的右端射出。不计粒子的重力和空气阻力。求M、N间的电压U。 五、无人机 无人机因机动性能好，生存能力强，无人员伤亡，风险等优点，被广泛应用在生产生活中。 15. 一质量为m=2.0kg的无人机对一轿车进行拍摄。如图所示，无人机以车中心所在的竖直线为轴线，在地面上方的水平面内做半径为R=4.0m、角速度为ω=1.5rad/s的匀速圆周运动。 （1）空气对无人机的作用力方向为（　　） A. 竖直向上 B. 斜向上 C. 水平方向 （2）空气对无人机的作用力大小为_____N（结果保留3位有效数字）。 16. 某同学利用无人机玩投球游戏。无人机在距地高为H水平面内匀速直线运动，释放可视为质点的小球，小球飞行过程中不计空气阻力，已知重力加速度为g。 （1）小球在空中飞行过程中，小球加速度方向为（　　） A. B. C. D. （2）若小球到达水平地面时，速度方向与水平方向间的夹角为θ，则无人机匀速飞行时的速度大小为_____。 17. 一质量为m的无人机从地面静止开始竖直向上飞行，该过程中加速度a随上升高度h的变化关系如图所示（图中g为重力加速度）。无人机飞至高为2h0处时，空气对其作用力大小为_____；无人机飞至3h0处时的速度为_____。 六、计算题 18. 如图所示，水平绝缘轨道，其段光滑，段粗糙且长，为半径的光滑半圆轨道，竖直线右侧存在水平向右，场强为的匀强电场质量、电量可视为质点的带电滑块P与固定于墙边的轻弹簧接触但不连接。从原长B点向左压缩弹簧，当弹性势能时，由静止释放滑块。已知滑块与间的动摩擦因数，取重力加速度。 （1）滑块在B点的速度大小； （2）滑块在段运动的时间； （3）滑块在半圆轨道最右端D点时对轨道的压力大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $