精品解析：江苏省南京市秦淮区2024-2025学年高一下学期期末考试物理试题

2024-2025学年度第二学期第二阶段学业质量监测试卷 高一物理 （满分：100分考试时间：75分钟） 一、单项选择题：（本题共11小题，每小题4分，共44分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项最符合题意） 1. 关于对元电荷和点电荷的理解正确的是（　　） A. 两个带电体无论多大，它们都可以看作点电荷 B. 点电荷在生活中很常见 C. 体积很小的带电体就是点电荷 D. 元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量，通常取作e=1.6×10-19 C 2. 质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地面的高度为h，如图所示。若以桌面为参考面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化是（　　） A. mgh，减少mg（H-h） B. mgh，增加mg（H+h） C. -mgh，增加mg（H-h） D. -mgh，减少mg（H+h） 3. 下列物理问题或实验的探究过程中，所蕴含的科学方法相同的是（ ） ①一般曲线运动的研究方法（图1） ②研究物体沿曲面运动时重力做的功（图2） ③利用向心力演示器探究向心力大小的表达式 ④动能定理的推导是将牛顿第二定律作为已知，经历数学推导，从而得到的新结论 A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ②④ 4. 关于下列四幅图像的说法正确的是（　　） A. 图甲中，毛皮与橡胶棒摩擦起电时，毛皮带正电是因为在摩擦过程中它得到正电荷 B. 图乙中，处于静电平衡状态的导体腔内表面有电荷，导体壳壁W内电场强度不为0，导体壳内空腔C电场强度为0 C. 图丙中，工作人员在超高压带电作业时，穿绝缘橡胶服比金属丝编制的工作服更安全 D. 图丁中，避雷针防止建筑物被雷击的原理是尖端放电 5. 已知地球半径为，某卫星离地高度为，地球表面的重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 该卫星运行的速率比近地圆轨道卫星的速率大 B. 该卫星运行的周期比近地圆轨道卫星的周期小 C. 该卫星的向心加速度大小为 D. 该卫星的发射速度可能小于7.9km/s 6. 某无人机测试中，操作员控制无人机在竖直平面内沿一段圆弧轨道向上飞行。如图所示，无人机飞行过程中保持速度大小始终不变。则无人机在运动过程中（　　） A. 所受合外力为0 B. 加速度恒定 C. 机械能守恒 D. 所受的各个力做功总和为零 7. 我国发射的天问一号探测器经霍曼转移轨道到达火星附近后被火星捕获，经过系列变轨后逐渐靠近火星，如图所示，Ⅰ轨道和Ⅱ轨道为其中的两个轨道。图中阴影部分为探测器与火星的连线在相等时间内扫过的面积，下列说法正确的是（　　） A. 两阴影部分的面积相等 B. 探测器在Ⅱ轨道上通过P点时的加速度小于在Ⅰ轨道上通过P点时的加速度 C. 探测器在Ⅱ轨道上通过P点时的速度小于在Ⅰ轨道上通过P点时的速度 D. 探测器在Ⅰ轨道运行的周期小于在Ⅱ轨道运行的周期 8. 如图所示，充好电的平行板电容器上极板带正电荷，且与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一个固定在P点的带正电的试探电荷，以E表示两极板间电场的电场强度，表示试探电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角；若保持上极板不动，将下极板从虚线位置向下移动一小段距离至图中实线位置，则（　　） A. 试探电荷所受电场力增大 B. 静电计指针的偏角减小 C. 两极板间电场的电场强度E不变 D. 试探电荷在P点的电势能减小 9. 真空中两点电荷分别放在x轴上的O点和M点，两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则下列说法正确的是（　　） A. 两点电荷的电性相同 B. A点的电场强度为零 C. N点的电场强度大于C点的电场强度 D. 质子从N点运动到C点的过程中电势能减小 10. 某汽车从静止开始以加速度a匀加速启动，达到额定功率后保持功率不变，最后汽车做匀速运动。已知汽车的质量为m，额定功率为P，匀加速运动的末速度为v1，匀速运动的速度为vm，所受阻力为f。如图所示是反映汽车牵引力、加速度和功率随速度变化以及速度随时间变化的图像，其中不正确的是（　　） A. B. C. D. 11. 如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然伸长状态，有一质量为m的小物块，以一定的初速度v从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止。物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未越出弹性限度。在上述过程中（ ） A. 物块克服摩擦力做的功为零 B. 物块克服摩擦力做的功为μmgs C. 弹簧的最大弹性势能为 D. 物块压缩弹簧后被弹回向右运动过程中，在弹簧自然伸长状态时物块速度最大 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 在利用如图所示的装置“验证机械能守恒定律”的实验中 （1）供实验选择的重物有以下四个，应选择__________。 A. 质量为10g的砝码 B. 质量为200g的木球 C. 质量为50g的塑料球 D. 质量为200g的铁球 （2）实验中，某实验小组得到如图所示的一条理想纸带，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量____，动能增加量____。 （3）大多数同学的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，主要原因是__________ A. 利用公式计算重物速度 B. 利用公式计算重物速度 C. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D. 没有采用多次实验取平均值的方法 （4）某同学利用他自己实验时打出的纸带，分别测量出打出的各点到第一个点之间的距离h，算出各点对应的速度v，以h为横轴，为纵轴画出了如图所示的图线，图线未过原点O的原因是____________________。 三、解答题（13题8分，14题8分，15题10分，16题15分，共41分） 13. 如图所示，将长为3L的轻杆穿过光滑水平转轴O，两端分别固定质量为m的球A和质量为3m的球B，A到O的距离为L，现使杆在竖直平面内转动，当球A运动到最高点时，恰好与轻杆没有作用力，两球均视为质点。已知重力加速度为g，求： （1）A球在最高点的速度大小； （2）A球在最高点时，轻杆对B小球的作用力大小； 14. “嫦娥四号”探月卫星即将登月。它的主要任务是更深层次、更全面的科学探测月球地貌等方面的信息，完善月球档案资料。已知万有引力常量为，月球半径为，忽略月球自转。假如“嫦娥四号”探月卫星靠近月球后，先在近月轨道上做周期为的匀速圆周运动，后经过一系列过程下落至月球表面。求： （1）月球的第一宇宙速度； （2）月球的密度的大小。 15. 如图所示，一初速度为零的电子经电压加速后，从正中间垂直电场方向进入板长与间距相等的平行金属板，并恰好能穿出金属板。电子的质量为m，电荷量为e，不计电子所受的重力。求： （1）电子刚进入两金属板间时的速度大小v； （2）两金属板间的电压U。 16. 如图，套在光滑竖直细杆上质量为m的A环由跨过小定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连，杆与定滑轮的距离为L。现让A环与定滑轮等高，静止释放A环，环下落的最大距离为，此时重物B未接触到滑轮，且环未碰到底座，重力加速度大小为g，取，求： （1）A环从静止下落到最低点的过程中其重力做的功W； （2）重物B的质量； （3）A环下落L时的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年度第二学期第二阶段学业质量监测试卷 高一物理 （满分：100分考试时间：75分钟） 一、单项选择题：（本题共11小题，每小题4分，共44分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项最符合题意） 1. 关于对元电荷和点电荷的理解正确的是（　　） A. 两个带电体无论多大，它们都可以看作点电荷 B. 点电荷在生活中很常见 C. 体积很小的带电体就是点电荷 D. 元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量，通常取作e=1.6×10-19 C 【答案】D 【解析】 【详解】A．两个带电体的大小如果和它们之间的距离相比不能忽略，就不能看作点电荷，不是无论多大都能看作点电荷，故A错误。 B．点电荷是理想模型，在实际生活中严格意义的点电荷是很少见的，故B错误； C．体积小的带电体，如果其大小和形状对所研究的问题有影响，就不是点电荷，体积小不是看作点电荷的充分条件，故C错误。 D．元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量，通常取作这是最小的电荷量单位，故D正确。 故选D。 2. 质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地面的高度为h，如图所示。若以桌面为参考面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化是（　　） A. mgh，减少mg（H-h） B. mgh，增加mg（H+h） C. -mgh，增加mg（H-h） D. -mgh，减少mg（H+h） 【答案】D 【解析】 【详解】以桌面为零势能参考平面，那么小球落地时的重力势能为 整个过程中小球的重力做正功，故重力势能减少，重力势能的减少量为 故选D。 3. 下列物理问题或实验的探究过程中，所蕴含的科学方法相同的是（ ） ①一般曲线运动的研究方法（图1） ②研究物体沿曲面运动时重力做的功（图2） ③利用向心力演示器探究向心力大小的表达式 ④动能定理的推导是将牛顿第二定律作为已知，经历数学推导，从而得到的新结论 A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ②④ 【答案】A 【解析】 【详解】①一般曲线运动看成很多个圆周运动的一部分的组合，这是微元法的思想； ②研究物体沿曲面运动时重力做的功时，将曲线运动细分变成直线运动，即采用了微元法； ③利用向心力演示器探究向心力大小的表达式，采用了控制变量法； ④动能定理的推导是将牛顿第二定律作为已知，经历数学推导，从而得到的新结论，运用了科学推理法。 故选A。 4. 关于下列四幅图像的说法正确的是（　　） A. 图甲中，毛皮与橡胶棒摩擦起电时，毛皮带正电是因为在摩擦过程中它得到正电荷 B. 图乙中，处于静电平衡状态的导体腔内表面有电荷，导体壳壁W内电场强度不为0，导体壳内空腔C电场强度为0 C. 图丙中，工作人员在超高压带电作业时，穿绝缘橡胶服比金属丝编制的工作服更安全 D. 图丁中，避雷针防止建筑物被雷击的原理是尖端放电 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲中，毛皮带正电是因为在摩擦过程中失去电子，故A错误； B．图乙中，处于静电平衡状态的导体腔，内表面没有电荷，导体壳壁W内电场强度为0，导体壳内空腔C电场强度也为0，故B错误； C．图丙中，工作人员在超高压带电作业时，金属丝编制的衣服可起到静电屏蔽的作用，因此穿金属丝编制的工作服比绝缘像胶服更安全，故C错误； D．图丁中，避雷针防止建筑物被雷击的原理是尖端放电，故D正确。 故选D。 5. 已知地球半径为，某卫星离地高度为，地球表面的重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 该卫星运行的速率比近地圆轨道卫星的速率大 B. 该卫星运行的周期比近地圆轨道卫星的周期小 C. 该卫星的向心加速度大小为 D. 该卫星的发射速度可能小于7.9km/s 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力有 得 故轨道半径越大，线速度越小，该卫星的轨道半径比近地圆轨道卫星的轨道半径大，故该卫星运行的速率比近地圆轨道卫星的速率小，故A错误； B．根据万有引力提供向心力有 得 故轨道半径越大，周期越大，该卫星的轨道半径比近地圆轨道卫星的轨道半径大，该卫星运行的周期比近地圆轨道卫星的周期大，故B错误； C．对于该卫星，根据牛顿第二定律有 得 根据地球表面的物体所受重力等于万有引力有 得 故，故C正确； D．轨道半径越大则发射速度越大，故该卫星的发射速度必大于第一宇宙速度，即大于，故D错误。 故选C。 6. 某无人机测试中，操作员控制无人机在竖直平面内沿一段圆弧轨道向上飞行。如图所示，无人机飞行过程中保持速度大小始终不变。则无人机在运动过程中（　　） A. 所受合外力为0 B. 加速度恒定 C. 机械能守恒 D. 所受的各个力做功总和为零 【答案】D 【解析】 【详解】A．无人机做匀速圆周运动，速度大小不变但方向变化，存在向心加速度，合外力不为零，故A错误； B．加速度方向始终指向圆心，随位置变化而改变，故B错误； C．无人机高度增加，重力势能增大，动能不变，机械能增加，故C错误； D．根据动能定理，合外力做功等于物体动能的变化。因速度大小不变，动能变化为零，故合外力做功总和为零，故D正确。 故选D。 7. 我国发射的天问一号探测器经霍曼转移轨道到达火星附近后被火星捕获，经过系列变轨后逐渐靠近火星，如图所示，Ⅰ轨道和Ⅱ轨道为其中的两个轨道。图中阴影部分为探测器与火星的连线在相等时间内扫过的面积，下列说法正确的是（　　） A. 两阴影部分的面积相等 B. 探测器在Ⅱ轨道上通过P点时的加速度小于在Ⅰ轨道上通过P点时的加速度 C. 探测器在Ⅱ轨道上通过P点时的速度小于在Ⅰ轨道上通过P点时的速度 D. 探测器在Ⅰ轨道运行的周期小于在Ⅱ轨道运行的周期 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律可知，卫星绕同一中心天体运动时，在同一轨道上相等时间内，卫星与中心天体连线扫过的面积相等，图中两个阴影部分是不同轨道上连线扫过的面积，则两阴影部分的面积不相等，故A错误； B．根据牛顿第二定律有 解得 可知，探测器在Ⅱ轨道上通过P点时的加速度等于在Ⅰ轨道上通过P点时的加速度，故B错误； C．Ⅱ轨道相对于Ⅰ轨道是低轨道，由低轨道变轨到高轨道需要再切点位置加速，可知，探测器在Ⅱ轨道上通过P点时的速度小于在Ⅰ轨道上通过P点时的速度，故C正确； D．探测器在Ⅰ轨道运行的半长轴大于在Ⅱ轨道运行的半长轴，根据开普勒第三定律可知，探测器在Ⅰ轨道运行的周期大于在Ⅱ轨道运行的周期，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，充好电的平行板电容器上极板带正电荷，且与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一个固定在P点的带正电的试探电荷，以E表示两极板间电场的电场强度，表示试探电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角；若保持上极板不动，将下极板从虚线位置向下移动一小段距离至图中实线位置，则（　　） A. 试探电荷所受电场力增大 B. 静电计指针的偏角减小 C. 两极板间电场的电场强度E不变 D. 试探电荷在P点的电势能减小 【答案】C 【解析】 【详解】AC．根据 可知 即两极板间电场的电场强度E不变，试探电荷所受电场力不变，A错误，C正确； B．根据 结合 可知d变大，电容器的电容C减小，Q不变，U增大，即静电计指针的偏角增大，B错误； D．根据 可知试探电荷在Р点的电势能增大。D错误。 故选C。 9. 真空中两点电荷分别放在x轴上的O点和M点，两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则下列说法正确的是（　　） A. 两点电荷的电性相同 B. A点的电场强度为零 C. N点的电场强度大于C点的电场强度 D. 质子从N点运动到C点的过程中电势能减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题图已知，在O点放的是正电荷，在M点放的是负电荷，即二者的电性相反，故A错误； BC．图像的斜率表示电场强度，A、N点的斜率不为零，C点的斜率为零，故B错误，C正确； D．质子带正电，从N点运动到C点的过程中电势能增大，故D错误。 故选C。 10. 某汽车从静止开始以加速度a匀加速启动，达到额定功率后保持功率不变，最后汽车做匀速运动。已知汽车的质量为m，额定功率为P，匀加速运动的末速度为v1，匀速运动的速度为vm，所受阻力为f。如图所示是反映汽车牵引力、加速度和功率随速度变化以及速度随时间变化的图像，其中不正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．匀加速阶段，牵引力F=f+ma恒定；达到额定功率后，，v增大，F减小，匀速时F=f恒定，故A正确； B．匀加速阶段，加速度a恒定；达到额定功率后，牵引力F减小，加速度也减小，最终匀速时a=0，而不是a0，故B错误； C．匀加速阶段，有，因F恒定，v均匀增大，故P均匀增大；达到额定功率后，P保持额定功率不变，故C正确； D．匀加速阶段，汽车做匀加速直线运动，速度 图像是过原点的倾斜直线，末速度 达到额定功率后，汽车做加速度减小的加速运动，速度逐渐趋近于 图像符合速度变化规律，故D正确。 本题选择不正确的，故选B。 11. 如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然伸长状态，有一质量为m的小物块，以一定的初速度v从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止。物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未越出弹性限度。在上述过程中（ ） A. 物块克服摩擦力做的功为零 B. 物块克服摩擦力做的功为μmgs C. 弹簧的最大弹性势能为 D. 物块压缩弹簧后被弹回向右运动过程中，在弹簧自然伸长状态时物块速度最大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．整个过程中，物块所受的摩擦力 大小恒定，摩擦力一直做负功，根据功的定义可得物块克服摩擦力做的功为 Wf = μmg•2s = 2μmgs AB错误； C．整个过程中，根据能量守恒 ① 向左运动过程中，根据动能定理可知 解得 Ep = 0.5mv2−μmgs② 联立①②得 C正确； D．物块压缩弹簧后被弹回向右运动过程中，在弹簧弹力等于摩擦力时物块速度最大，D错误。 故选C。 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 在利用如图所示的装置“验证机械能守恒定律”的实验中 （1）供实验选择的重物有以下四个，应选择__________。 A. 质量为10g的砝码 B. 质量为200g的木球 C. 质量为50g的塑料球 D. 质量为200g的铁球 （2）实验中，某实验小组得到如图所示的一条理想纸带，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量____，动能增加量____。 （3）大多数同学的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，主要原因是__________ A. 利用公式计算重物速度 B. 利用公式计算重物速度 C. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D. 没有采用多次实验取平均值的方法 （4）某同学利用他自己实验时打出的纸带，分别测量出打出的各点到第一个点之间的距离h，算出各点对应的速度v，以h为横轴，为纵轴画出了如图所示的图线，图线未过原点O的原因是____________________。 【答案】（1）D （2） ①. ②. （3）C （4）该同学先释放纸带之后才接通了打点计时器的电源或打第一个点时重物下落的速度不为0 【解析】 【小问1详解】 为了减小空气阻力的影响，重物应选用质量大、密度大的小球，则最优选择为质量为200g的铁球。 故选D。 【小问2详解】 [1]打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量为 [2]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则重物在B点的速度大小为 打O点到打B点的过程中，动能变化量为 【小问3详解】 AB．使用该公式计算可以得出速度大小从而求出动能变化量，但这默认了机械能是守恒的，重力势能变化大小等于动能变化大小，故AB错误； C．实验中重力势能的减少量大于动能的增加量，原因为空气阻力和摩擦阻力的影响，故C正确； D．没有采用多次实验取平均值的方法会导致偶然误差较大，不会使大多数实验结果相同，故D错误。 故选C。 【小问4详解】 图线不过原点，说明开始时物体已经具有速度，因此该同学先释放纸带之后才接通了打点计时器的电源或打第一个点时重物下落的速度不为0。 三、解答题（13题8分，14题8分，15题10分，16题15分，共41分） 13. 如图所示，将长为3L的轻杆穿过光滑水平转轴O，两端分别固定质量为m的球A和质量为3m的球B，A到O的距离为L，现使杆在竖直平面内转动，当球A运动到最高点时，恰好与轻杆没有作用力，两球均视为质点。已知重力加速度为g，求： （1）A球在最高点的速度大小； （2）A球在最高点时，轻杆对B小球的作用力大小； 【答案】（1） （2）9mg 【解析】 【小问1详解】 A球重力充当向心力 可得： 【小问2详解】 A球和B球角速度相等，根据 可得： 对B球应用牛顿第二定律： 可得F=9mg 14. “嫦娥四号”探月卫星即将登月。它的主要任务是更深层次、更全面的科学探测月球地貌等方面的信息，完善月球档案资料。已知万有引力常量为，月球半径为，忽略月球自转。假如“嫦娥四号”探月卫星靠近月球后，先在近月轨道上做周期为的匀速圆周运动，后经过一系列过程下落至月球表面。求： （1）月球的第一宇宙速度； （2）月球的密度的大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 月球的第一宇宙速度等于近月卫星的运行速度，则有 【小问2详解】 近月卫星绕月球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得 又 联立解得月球的密度为 15. 如图所示，一初速度为零的电子经电压加速后，从正中间垂直电场方向进入板长与间距相等的平行金属板，并恰好能穿出金属板。电子的质量为m，电荷量为e，不计电子所受的重力。求： （1）电子刚进入两金属板间时的速度大小v； （2）两金属板间的电压U。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）对电子经电压加速的过程，根据动能定理有 解得 （2）设两金属板间的距离为d，电子在两金属板之间运动的加速度大小 设电子在两金属板之间运动的时间为t，有 解得 16. 如图，套在光滑竖直细杆上质量为m的A环由跨过小定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连，杆与定滑轮的距离为L。现让A环与定滑轮等高，静止释放A环，环下落的最大距离为，此时重物B未接触到滑轮，且环未碰到底座，重力加速度大小为g，取，求： （1）A环从静止下落到最低点的过程中其重力做的功W； （2）重物B的质量； （3）A环下落L时的速度大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）A环从静止下落到最低点的过程中重力做的功为 （2）由几何关系可得，当A环下落至最低点时滑轮左边绳长为 B上升高度为 对A、B组成的系统由机械能守恒得 解得 （3）当A环下落L时，B上升高度为 此时B的速度为 根据系统机械能守恒定律有 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $