精品解析：江苏省南京市金陵中学2024-2025学年高一下学期期末物理试题

金陵中学2024-2025学年第二学期期末考试 高一物理试卷 一、单选题：共12题，每题4分，共48分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 如图所示，带正电的金属球靠近不带电的验电器金属小球 ，则关于验电器金属小球 和金属箔 ，下列说法正确的是（　　） A. 和 都带正电 B. 和 都带负电 C. 带负电， 带正电 D. 带正电， 带负电 【答案】C 【解析】 【详解】由图可知，验电器本来不带电，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，正金属球靠近不带电验电器金属小球 ，使得金属球a带负电荷，从而导致金属箔b带上正电荷。 故选C。 2. 某一区域的电场线分布如图所示，电场中三个点A、B、C的电场强度大小分别为、、，由图可知（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】电场线的疏密反映场强大小，因B点电场线最密集，C点电场线最稀疏，可知B点场强最大，C点场强最小，即 故选B。 3. 如图所示，物块A、B在外力F的作用下一起沿水平地面做匀速直线运动的过程中，下列关于A对地面的滑动摩擦力做功和B对A的静摩擦力做功的说法，正确的是（　　） A. 静摩擦力做正功，滑动摩擦力做负功 B. 静摩擦力不做功，滑动摩擦力做负功 C. 静摩擦力做正功，滑动摩擦力不做功 D. 静摩擦力做负功，滑动摩擦力做正功 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A对地面虽然有摩擦力，但在力的作用下地面没有发生位移，所以滑动摩擦力不做功，B对A的静摩擦力向右，A的位移也向右，所以该静摩擦力做正功，故C正确，ABD错误。 故选C。 4. 如图所示，DO是水平面，AB是斜面，初速度为v0的物体从D点出发沿DBA滑动到顶点A时速度刚好为零，如果斜面改为AC，让该物体从D点出发沿DCA滑动到A点且速度刚好为零，则物体具有的初速度（已知物体与斜面及水平面之间的动摩擦因数处处相同且不为零）（　　） A. 等于v0 B. 大于v0 C. 小于v0 D. 取决于斜面 【答案】A 【解析】 【详解】根据题意，设斜面的倾角为，滑块由从D点出发沿DBA滑动到顶点A的过程中，由动能定理有 整理可得 可知，该物体从D点出发恰好滑动到A点的过程，克服重力与摩擦力做的功与斜面底端在OD上的位置无关，即让该物体沿DCA恰好滑动到A点应具有的初动能为，故物体具有的初速度等于。 故选A。 5. 如图所示，质量为m 的小球在水平面内作匀速圆周运动，细线长L， 与竖直方向夹角为θ，线的拉力为F， 小球作圆周运动的角速度为ω， 周期为T， 在时间内质点所受合力的冲量大小为（　　） A. 0 B. C. 2mωLsinθ D. 2mωL 【答案】C 【解析】 【详解】根据动量定理，则在时间内质点所受合力的冲量大小为 故选C。 6. A、B两小球静止在光滑水平面上，用水平轻弹簧相连接，A、B两球的质量分别为m和M（m<M）。若使A球获得瞬时速度v（如图甲），弹簧压缩到最短时的长度为L1；若使B球获得瞬时速度v（如图乙），弹簧压缩到最短时的长度为L2，则L1与L2的大小关系为（　　） A. L1>L2 B. L1<L2 C. L1＝L2 D. 不能确定 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】当弹簧压缩到最短时，两球的速度相同，对题图甲，取A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得 mv＝（m＋M）v1 由机械能守恒定律得 Ep＝mv2－（m＋M）v12 联立解得，弹簧压缩到最短时 同理，对题图乙，取B的初速度方向为正方向，当弹簧压缩到最短时有 Mv＝（m＋M）v2 由机械能守恒定律得 Ep＝Mv2－（m＋M）v22 故两种情况下弹簧弹性势能相等，则有：L1＝L2，故ABD错误；C正确； 故选C。 7. 如图所示，在同一点用两根长度不同的绝缘细线悬挂两个带同种电荷的小球A和B，两小球的质量分别为和，带电量分别为和，两球平衡时悬线与竖直方向的夹角分别为和，且，两小球处于同一水平线上，下列说法正确的是（ ） A. 若，则 B. 若，则 C. 若，则 D. 与电荷量无关， 【答案】D 【解析】 【详解】根据题意，小球A、B处于静止状态，受力平衡，水平方向一对库仑力等大反向，根据平衡条件有 解得 可知与电荷量无关，由于 故 故选D。 8. 如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分别位于O、M、P点，由O点静止释放的电子恰好能运动到P点，现将C板向右平移到P′点，则由O点静止释放的电子（ ） A. 运动到P点返回 B. 运动到P和P′点之间返回 C. 运动到P′点返回 D. 穿过P′点 【答案】A 【解析】 【详解】设A、B板间的电势差为U1，B、C板间的电势差为U2，板间距为d，电场强度为E，第一次由O点静止释放的电子恰好能运动到P点，根据动能定理得 则有 将C板向右移动，B、C板间的电场强度变为 则将C板向右平移到P′点，B、C间电场强度E不变， 所以电子还是运动到P点速度减小为零，然后返回。 故选A。 9. 如图所示，平行板电容器实验装置中，极板A接地，B与一个灵敏的静电计相接。若电容器的电容为C，两极板间的电压为U，静电计张角为θ，两极板间的电场强度为E，则（　　） A. 将A极板向上移动，C变大，U变小，θ变大，E变小 B. 将A极板向下移动，C变小，U变大，θ变小，E不变 C. 将A极板向右移动，C变大，U变小，θ变小，E变小 D. 将A极板向左移动，C变小，U变大，θ变大，E不变 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据电容器 可知，将A极板上、下移动时，变小，电容器的电容 变小，电容器的电荷量 不变，根据 可知，电容器两端的电压变大,结合匀强电场电场强度与电势差的关系可的 电压变大，两极板间的距离不变，故电场强度变大，AB错误； CD．将A极板向右移动时，根据 可知，极板间的距离减小，电容器的电容增大，根据 可知，电容器两端的电压变小,结合匀强电场电场强度与电势差的关系可的 可知电场强度不变，当A极板向左移动时，同理可知，此时电容器的电容C变小，U变大，θ变大，E不变，D正确。 故选D。 10. 如图，静电场中虚线为等势面1、2、3、4，且相邻等势面之间的电势差相等，其中等势面2的电势为0。一带正电的粒子只在静电力的作用下运动，从1到4依次经过四个等势面，经过1和4两个等势面时的动能分别为30eV和3eV。下列说法正确的是（　　） A. 电势 B. 当粒子的动能为5eV时，其电势能为16eV C. 粒子在经过四个等势面时，加速度在不断增大 D. 粒子在等势面2的电势能大于在等势面3的电势能 【答案】B 【解析】 【详解】ACD．由于粒子经过1和4两个等势面时的动能分别为30eV和3eV，根据能量守恒定律可知粒子经过等势面1时的电势能比经过等势面4时的电势能小，又因为粒子带正电，所以1的电势低于4的电势，则有 进而可知粒子在等势面2的电势能小于在等势面3的电势能，且粒子在经过四个等势面时，电势能不断增大，动能不断减小，速度不断降低，相邻等势面之间距离大致相同，则各处电场强度大小大致相等，由牛顿第二定律可知加速度大小大致相等，故ACD错误； B．由题意，设等势面1和4之间的电势差为3U，粒子电荷量为q，则由动能定理有 解得粒子经过等势面2时的动能为 又因为等势面2的电势为0，所以粒子的总能量为 根据能量守恒定律可知当粒子的动能为5eV时，其电势能为16eV，故B正确。 故选B。 11. 将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比，皮球从抛出到落回抛出点过程中，其运动的动能Ek与上升高度h之间关系的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据动能定理 可知图像的切线斜率绝对值等于合力大小； 上行过程的合力大小为 可知上行过程随着速度的减小，合力大小逐渐减小，则图像的切线斜率绝对值逐渐减小； 下行过程的合力大小为 可知下行过程随着速度的增大，合力大小逐渐减小，则图像的切线斜率绝对值逐渐减小； 由于空气阻力总是做负功，所以经过同一位置时，上行时的动能总是比下行时的动能大。 故选A。 12. 试探电荷q在点电荷Q的电场中所具有电势能可以用来计算（式中k为静电力常量，r为试探电荷与场源电荷间的距离）。真空中两个点电荷相距15cm固定在x轴的两个点上，取无限远处的电势为零，x轴正方向上各点的电势随x的变化关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 两个点电荷可能带同种电荷 B. 两个点电荷的电量之比为2∶1 C. x=5cm处电场强度等于零 D. 两个点电荷之间电势为零的位置坐标为x=-3cm 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图像可知，该区域电势有正有负，则两个点电荷不可能带同种电荷，选项A错误； BC．由图像可知，原点位置放置一正电荷Q1，因图像的斜率等于电场强度，在x轴正方向电场强度方向先沿x轴正方向后沿x轴负方向，可知在x轴的负方向上放置电量为-Q2的负电荷，因x=5cm的位置图像斜率不为零，则场强不为零；x=5cm处的电势为零，则 可得 选项BC错误； D．两个点电荷之间电势为零的位置距离原点为l，则由 解得l=3cm 可知该点坐标为x=-3cm，选项D正确。 故选D。 二、非选择题 13. 小明同学利用图甲的实验装置验证动量守恒定律。在长木板上安装光电门I和II，A、B为材料相同、带有等宽遮光条的滑块，A、B的质量分别为m1、m2，让滑块A与静止的滑块B在斜面上发生碰撞，碰撞时间极短，然后通过光电门对滑块进行测速，进而验证动量守恒定律并判断碰撞是否为弹性碰撞，请完成下列填空： （1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d时，游标卡尺的示数如图乙所示，则d=________。将长木板一端垫高，调整长木板与水平面的夹角，轻推滑块直到经过两光电门的时间相同。 （2）某次实验中，滑块通过光电门I时的挡光时间为，则滑块A过光电门I的速度为_______（用相应的物理量符号表示），滑块A、B碰撞后通过光电门II的挡光时间分别为、。 （3）若要验证动量守恒定律，需要验证_______与_______在误差允许范围内相等即可验证动量守恒定律（用m1、m2、、和表示）。 【答案】（1）5.00mm （2） （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以 【小问2详解】 滑块A过光电门I的速度为 【小问3详解】 [1][2]碰撞后A、B两滑块的速度分别为 若碰撞过程系统动量守恒，则 即 即需要验证与在误差允许范围内相等即可验证动量守恒定律。 14. 有一种“电测井”技术，用钻头在地上钻孔，通过在钻孔中进行电特性测量，可以反映地下的有关情况。如图所示为一钻孔，其形状为圆柱体，半径为10 cm，设里面充满浓度均匀的盐水，其电阻率ρ＝0.314 Ω·m，现在钻孔的上表面和底部加上电压，测得U＝100 V，I＝100 mA。求该钻孔的深度。 【答案】100m 【解析】 【详解】盐水电阻 由电阻定律 而 S=πr2=3.14×10-2m2 解得 h=100m 15. 如图，在某次高空作业平台测试中，平台缆绳断裂后向下坠落。已知下落过程中两侧制动装置对平台施加的滑动摩擦力共为，平台刚接触缓冲轻弹簧时速度为，此后经平台停止运动，轻弹簧被压缩了。若平台的质量为，取，不考虑空气阻力。求： （1）轻弹簧的最大弹性势能； （2）下落过程中轻弹簧对平台的冲量。 【答案】（1） （2），方向竖直向上 【解析】 【小问1详解】 根据能量守恒可知 代入数据，解得 【小问2详解】 取竖直向上为正方向，根据动量定理可得 代入数据，解得 方向与正方向相同，竖直向上。 16. 如图（a），同一竖直平面内A、B、M、N四点距O点的距离均为，O为水平连线AB的中点，M、N在AB连线的中垂线上。A、B两点分别固定有一点电荷，电荷量均为。以O为原点，竖直向下为正方向建立x轴。若取无穷远处为电势零点，则ON上的电势随位置x的变化关系如图（b）所示。一电荷量为的小球以一定初动能从M点竖直下落，一段时间后经过N点，其在ON段运动的加速度大小a随位置x的变化关系如图（c）所示。图中g为重力加速度大小，k为静电力常量。求： （1）M点的电场强度； （2）小球的重力； （3）小球从M点运动到N点过程中，小球的电势能增加量。 【答案】（1），方向：竖直向上 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设A到M点的距离为，A点的电荷对小球的库仑力大小为，由库仑定律有 设小球在M点所受电场力大小为，由力的合成有 由几何关系可得 联立并代入数据得，则M点的电场强度 方向：竖直向上。 【小问2详解】 设O点下方处为C点，A与C的距离为，小球在C处所受的库仑力大小为，由库仑定律和力的合成有 式中 设小球的质量为，小球在C点的加速度大小为a，由牛顿第二定律有 由图（c）可知，式中 联立并代入数据得 则小球的重力 【小问3详解】 根据对称性 从M点到N点小球的电势能变化量 17. 如图（a）所示，水平放置的平行金属板AB间的距离d=0.1m，板长L=0.3m，在金属板的左端竖直放置一带有小孔的挡板，小孔恰好位于AB板的正中间，距金属板右端x=0.5m处竖直放置一足够大的荧光屏，现在AB板间加如图（b）所示的方波形电压，已知U0=1.0×102V，在挡板的左侧，有大量带正电的相同粒子以平行于金属板方向的速度持续射向挡板，粒子的质量m=1.0×10-7kg，电荷量q=1.0×10-2C，速度大小均为v0=1.0×104m/s，带电粒子的重力不计。 则：（1）求带电粒子在电场中的运动时间； （2）求在t=0时刻进入的粒子打在荧光屏上的位置到O点的距离； （3）若撤去挡板，求荧光屏上出现的光带长度。 【答案】（1）（2）（3）0.95m 【解析】 【详解】（1）假设粒子可以从电场中射出，则进入电场的粒子在水平方向不受力，做匀速直线运动， 粒子在电场中运动时间 从t=0时刻进入的粒子偏移量最大， 竖直方向其中粒子匀加速运动，接着粒子匀减速直线运动， 由于电压大小一样，所以加速度大小相等 ， 离开电场时竖直方向速度 竖直方向位移 ， 假设成立，所以粒子在电场中运动时间 （2）粒子在电场运动时间一共是， 根据两极板电压变换图b，竖直方向其中粒子匀加速运动，接着粒子匀减速直线运动，由于电压大小一样，所以加速度大小相等 离开电场时竖直方向速度 竖直方向位移 ， 离开电场后到金属板的过程， 水平方向匀速直线运动 x=v0t 竖直方向匀速直线运动 ， 所以打到荧光屏的位置到O点的距离 （3）撤去挡板后，所有离开电场的粒子速度都相同，示意图如下： t=0时刻进入的粒子，偏转位移最大，且运动过程中没有速度反向 ， 若粒子进入的位置合适，粒子可以从极板的下边沿离开电场，打在离荧光屏O点最远位置为 时刻进入的粒子反向偏转过程中位移最大是速度减小到0的时候， 若粒子位置合适，粒子此时刚好到达上极板，随后开始加速，时间为 此粒子上面的粒子将打在上极板上而不能离开电场．此粒子正向偏移离O点距离 根据离开粒子速度大小方向相同，判断打在荧光屏上面的光带长度为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 金陵中学2024-2025学年第二学期期末考试 高一物理试卷 一、单选题：共12题，每题4分，共48分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 如图所示，带正电的金属球靠近不带电的验电器金属小球 ，则关于验电器金属小球 和金属箔 ，下列说法正确的是（　　） A. 和 都带正电 B. 和 都带负电 C. 带负电， 带正电 D. 带正电， 带负电 2. 某一区域的电场线分布如图所示，电场中三个点A、B、C的电场强度大小分别为、、，由图可知（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，物块A、B在外力F的作用下一起沿水平地面做匀速直线运动的过程中，下列关于A对地面的滑动摩擦力做功和B对A的静摩擦力做功的说法，正确的是（　　） A. 静摩擦力做正功，滑动摩擦力做负功 B. 静摩擦力不做功，滑动摩擦力做负功 C. 静摩擦力做正功，滑动摩擦力不做功 D. 静摩擦力做负功，滑动摩擦力做正功 4. 如图所示，DO是水平面，AB是斜面，初速度为v0的物体从D点出发沿DBA滑动到顶点A时速度刚好为零，如果斜面改为AC，让该物体从D点出发沿DCA滑动到A点且速度刚好为零，则物体具有的初速度（已知物体与斜面及水平面之间的动摩擦因数处处相同且不为零）（　　） A. 等于v0 B. 大于v0 C. 小于v0 D. 取决于斜面 5. 如图所示，质量为m 的小球在水平面内作匀速圆周运动，细线长L， 与竖直方向夹角为θ，线的拉力为F， 小球作圆周运动的角速度为ω， 周期为T， 在时间内质点所受合力的冲量大小为（　　） A. 0 B. C. 2mωLsinθ D. 2mωL 6. A、B两小球静止在光滑水平面上，用水平轻弹簧相连接，A、B两球的质量分别为m和M（m<M）。若使A球获得瞬时速度v（如图甲），弹簧压缩到最短时的长度为L1；若使B球获得瞬时速度v（如图乙），弹簧压缩到最短时的长度为L2，则L1与L2的大小关系为（　　） A. L1>L2 B. L1<L2 C. L1＝L2 D. 不能确定 7. 如图所示，在同一点用两根长度不同的绝缘细线悬挂两个带同种电荷的小球A和B，两小球的质量分别为和，带电量分别为和，两球平衡时悬线与竖直方向的夹角分别为和，且，两小球处于同一水平线上，下列说法正确的是（ ） A. 若，则 B. 若，则 C. 若，则 D. 与电荷量无关， 8. 如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分别位于O、M、P点，由O点静止释放的电子恰好能运动到P点，现将C板向右平移到P′点，则由O点静止释放的电子（ ） A. 运动到P点返回 B. 运动到P和P′点之间返回 C. 运动到P′点返回 D. 穿过P′点 9. 如图所示，平行板电容器实验装置中，极板A接地，B与一个灵敏的静电计相接。若电容器的电容为C，两极板间的电压为U，静电计张角为θ，两极板间的电场强度为E，则（　　） A. 将A极板向上移动，C变大，U变小，θ变大，E变小 B. 将A极板向下移动，C变小，U变大，θ变小，E不变 C. 将A极板向右移动，C变大，U变小，θ变小，E变小 D. 将A极板向左移动，C变小，U变大，θ变大，E不变 10. 如图，静电场中虚线为等势面1、2、3、4，且相邻等势面之间的电势差相等，其中等势面2的电势为0。一带正电的粒子只在静电力的作用下运动，从1到4依次经过四个等势面，经过1和4两个等势面时的动能分别为30eV和3eV。下列说法正确的是（　　） A. 电势 B. 当粒子的动能为5eV时，其电势能为16eV C. 粒子在经过四个等势面时，加速度在不断增大 D. 粒子在等势面2的电势能大于在等势面3的电势能 11. 将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比，皮球从抛出到落回抛出点过程中，其运动的动能Ek与上升高度h之间关系的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 12. 试探电荷q在点电荷Q的电场中所具有电势能可以用来计算（式中k为静电力常量，r为试探电荷与场源电荷间的距离）。真空中两个点电荷相距15cm固定在x轴的两个点上，取无限远处的电势为零，x轴正方向上各点的电势随x的变化关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 两个点电荷可能带同种电荷 B. 两个点电荷的电量之比为2∶1 C. x=5cm处电场强度等于零 D. 两个点电荷之间电势为零的位置坐标为x=-3cm 二、非选择题 13. 小明同学利用图甲的实验装置验证动量守恒定律。在长木板上安装光电门I和II，A、B为材料相同、带有等宽遮光条的滑块，A、B的质量分别为m1、m2，让滑块A与静止的滑块B在斜面上发生碰撞，碰撞时间极短，然后通过光电门对滑块进行测速，进而验证动量守恒定律并判断碰撞是否为弹性碰撞，请完成下列填空： （1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d时，游标卡尺的示数如图乙所示，则d=________。将长木板一端垫高，调整长木板与水平面的夹角，轻推滑块直到经过两光电门的时间相同。 （2）某次实验中，滑块通过光电门I时的挡光时间为，则滑块A过光电门I的速度为_______（用相应的物理量符号表示），滑块A、B碰撞后通过光电门II的挡光时间分别为、。 （3）若要验证动量守恒定律，需要验证_______与_______在误差允许范围内相等即可验证动量守恒定律（用m1、m2、、和表示）。 14. 有一种“电测井”技术，用钻头在地上钻孔，通过在钻孔中进行电特性测量，可以反映地下的有关情况。如图所示为一钻孔，其形状为圆柱体，半径为10 cm，设里面充满浓度均匀的盐水，其电阻率ρ＝0.314 Ω·m，现在钻孔的上表面和底部加上电压，测得U＝100 V，I＝100 mA。求该钻孔的深度。 15. 如图，在某次高空作业平台测试中，平台缆绳断裂后向下坠落。已知下落过程中两侧制动装置对平台施加的滑动摩擦力共为，平台刚接触缓冲轻弹簧时速度为，此后经平台停止运动，轻弹簧被压缩了。若平台的质量为， 取，不考虑空气阻力。求： （1）轻弹簧的最大弹性势能； （2）下落过程中轻弹簧对平台的冲量。 16. 如图（a），同一竖直平面内A、B、M、N四点距O点的距离均为，O为水平连线AB的中点，M、N在AB连线的中垂线上。A、B两点分别固定有一点电荷，电荷量均为。以O为原点，竖直向下为正方向建立x轴。若取无穷远处为电势零点，则ON上的电势随位置x的变化关系如图（b）所示。一电荷量为的小球以一定初动能从M点竖直下落，一段时间后经过N点，其在ON段运动的加速度大小a随位置x的变化关系如图（c）所示。图中g为重力加速度大小，k为静电力常量。求： （1）M点的电场强度； （2）小球的重力； （3）小球从M点运动到N点过程中，小球的电势能增加量。 17. 如图（a）所示，水平放置的平行金属板AB间的距离d=0.1m，板长L=0.3m，在金属板的左端竖直放置一带有小孔的挡板，小孔恰好位于AB板的正中间，距金属板右端x=0.5m处竖直放置一足够大的荧光屏，现在AB板间加如图（b）所示的方波形电压，已知U0=1.0×102V，在挡板的左侧，有大量带正电的相同粒子以平行于金属板方向的速度持续射向挡板，粒子的质量m=1.0×10-7kg，电荷量q=1.0×10-2C，速度大小均为v0=1.0×104m/s，带电粒子的重力不计。 则：（1）求带电粒子在电场中的运动时间； （2）求在t=0时刻进入的粒子打在荧光屏上的位置到O点的距离； （3）若撤去挡板，求荧光屏上出现的光带长度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $