精品解析：江苏启东市第一中学2024-2025学年第二学期高一年级期中考试物理试卷

2024-2025学年度第二学期高一年级期中考试物理学科试卷 一、选择题（每题4分，共40分） 1. 下列情况下机械能守恒的是（　　） A. 跳伞运动员从空中匀速下落过程 B. 物体以8m/s2的加速度在空中下落过程 C. 物体做平抛运动过程 D. 物体在细线拉力作用下沿光滑斜面上滑过程 【答案】C 【解析】 【详解】A．跳伞运动员从空中匀速下落过程，动能不变，重力势能减小，则其机械能减小，故A错误； B．物体以8m/s2的加速度在空中下落过程，加速度小于重力加速度，说明物体一定受阻力的作用且阻力对物体做负功，故机械能不守恒，故B错误； C．物体做平抛运动，只受重力且只有重力做功，则机械能守恒，故C正确； D．物体在细线拉力作用下沿光滑斜面上滑过程，拉力对物体做功，其机械能不守恒，故D错误。 故选C。 2. 关于“嫦娥五号”月球探测器的发射速度，下列说法正确的是（　　） A. 小于7.9km/s B. 介于7.9km/s和11.2km/s C. 介于11.2km/s和16.7km/s D. 大于16.7km/s 【答案】B 【解析】 【详解】“嫦娥五号”月球探测器并没有脱离地球的束缚，所以“嫦娥五号”月球探测器的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间，即介于7.9km/s和11.2km/s。 故选B。 3. 如图所示，运动员把质量为m的足球从水平地面踢出，足球在空中达到的最高点高度为h，在最高点时的速度为v，不计空气阻力，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 运动员踢球时对足球做功 B. 运动员对足球做功 C. 克服重力做功 D. 足球上升过程人对足球做功 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．足球上升过程，重力做功为 则克服重力做功为；根据动能定理可得 可得运动员踢球时对足球做功为 故AC错误，B正确； D．足球上升过程，人对足球没有作用力，人对足球没有做功，故D错误。 故选B。 4. 如图所示，四个相同的小球A、B、C、D，其中A、B、C位于同一高度h处，A做自由落体运动，B沿光滑斜面由静止滑下，C做平抛运动，D从地面处做斜抛运动，其运动的最大高度也为h。在每个小球落地的瞬间，其重力的功率分别为PA、PB、PC、PD。下列关系式正确的是（　　） A. PA＝PC＞PB＝PD B. PA＝PC＝PD＞PB C. PA＝PB＝PC＝PD D. PA＞PC＝PD＞PB 【答案】B 【解析】 【详解】ACD三个球下落过程中，竖直方向做自由落体运动，则 ACD三个球落地瞬间竖直方向速度大小为 B球下落过程中，根据动能定理 解得 设斜面的倾角为，B球落地瞬间竖直方向速度大小为 小球落地的瞬间，其重力的功率为 可得 故选B。 5. “蹦极”就是蹦极者把一根一端固定在跳台上的长弹性绳绑在脚踝处，然后从数十米高的跳台跳下去的一项极限运动。现将蹦极过程近似为在竖直方向上的运动，忽略空气阻力，某人从开始跳下到最低点过程的v—t图像如图所示，其中0~t1时间内的图线为直线。则（　　） A. t2时刻弹性绳恰好处于原长 B. t2时刻弹性绳中弹力最大 C. t1~t3时间内弹性绳弹性势能先增大后减小 D. t1~t3时间内弹性绳弹性势能一直增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．人开始跳下后将做自由落体运动，弹性绳处于松弛状态，此过程v—t图像为一条直线，当弹性绳处于原长后，人受到重力和逐渐增大的弹力作用下向下运动，开始时弹力小于重力，重力和弹力的合力方向向下，其合力逐渐减小，结合牛顿第二定律知，此过程人做加速度减小的加速运动，由于v—t图像斜率表示加速度，则该过程的v—t图像为一条曲线，可知，t1时刻弹性绳恰好处于原长，故A错误； B．结合上述，当弹力等于重力时，人所受的合力为0，此时人的速度最大；当弹力大于重力时，重力和弹力的合力方向向上，其合力逐渐增大，结合牛顿第二定律知，此过程人做加速度逐渐增大的减速运动，当人的速度减为0时，弹性绳拉得最长，此时弹性绳的弹力最大，可知，t3时刻弹性绳中弹力最大，故B错误； CD．结合上述可知，t1~t3时间内，人一直向下运动，弹性绳的形变量一直在增大，则时间内弹性绳弹性势能一直增大，故C错误，D正确。 故选D。 6. 图为中学生做引体向上的示意图。引体向上分为两个过程：身体从最低点升到最高点的“上引”过程，身体从最高点回到最低点的“下放”过程。某同学在内连续做了15个完整的引体向上。则（　　） A. “上引”过程单杆对人做正功 B. “下放”过程单杆对人做负功 C. 在内重力做的总功约为 D. 在内克服重力做功的平均功率约为 【答案】D 【解析】 【详解】A．“上引”过程中，单杠对人有力，但没有位移，故不做功，故A错误； B．“下放”过程中，单杠对人有力，但没有位移，故不做功，故B错误； C．某同学在30s内连续做了15个完整的引体向上。在30s内重力做的总功约为零，故C错误； D．中学生身高约为1.75m，体重为60kg，引体向上重心上升的高度约为0.5m，完成一次引体向上克服重力做功为 在30s内克服重力做的总功约为 在30s内克服重力做功的平均功率约为 故D正确。 故选D。 7. 光滑绝缘水平面上相距为的点电荷、带电荷量分别为和，如图所示，今引入第三个点电荷，使三个点电荷都处于平衡状态，则的电荷量和放置的位置是（　　） A. ，在左侧距为处 B. ，在左侧距为处 C. ，在右侧距为处 D. ，在右侧距为处 【答案】C 【解析】 【详解】、、三个点电荷要平衡，三个点电荷必须在一条直线上，外侧两个点电荷相互排斥，中间的点电荷吸引外侧两个点电荷，所以外侧两个电荷电性相同，中间电荷与它们电性相反；要平衡中间电荷的吸引力，必须外侧点电荷的电荷量大，中间点电荷的电荷量小，所以必须带正电，在的右侧。 设所在位置与的距离为，则所在位置与的距离为，设的电荷量为，对由平衡条件得 解得 对点电荷由平衡条件得 解得 即带正电，电荷量为，在的右侧距为处，故C正确，ABD错误。 故选C。 8. 如图所示为低空跳伞极限运动表演，运动员从悬崖上一跃而下，实现了自然奇观与极限运动的完美结合。假设质量为m的跳伞运动员，由静止开始下落（空气阻力不可忽略），在打开伞之前，下落高度h时速度达到v。在运动员下落h的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 运动员的重力做功为 B. 运动员的重力势能减少了 C. 运动员的动能增加了mgh D. 运动员的机械能减少了 【答案】D 【解析】 【详解】AB．运动员的重力做功为mgh，故运动员的重力势能减少了mgh，故AB错误； C．运动员的动能增加了，但由于空气阻力不可忽略，则mgh大于，故C错误； D．根据功能关系可知，运动员的机械能减少了 故D正确。 故选D。 9. 如图所示，实线为某一点电荷的电场线，虚线为某带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则（　　） A. 粒子一定带负电 B. 粒子一定是从a点运动到b点 C. 粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度 D. 该电场可能是由负点电荷产生的 【答案】C 【解析】 【详解】A．做曲线运动的物体，合力指向运动轨迹的内侧，由此可知，带电粒子受到的静电力的方向为沿着电场线向左，所以粒子带正电，故A错误； B．粒子可能是从a点沿轨迹运动到b点，也可能是从b点沿轨迹运动到a点，故B错误； C．由电场线的疏密程度可知，c点处电场线密集，场强较大，粒子在c点处受静电力较大，加速度一定大于在b点的加速度，故C正确； D．由图可知，电场线由点电荷出发指向无穷远处，所以该电场是由正点电荷产生的，故D错误。 故选C。 10. 如图所示，一小物块由静止开始沿固定斜面下滑，最终停在水平地面上。设物块在水平地面上的重力势能为零，斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与水平地面间动摩擦因数相等。该过程中，物块的动能、机械能E与水平位移x的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设释放时物块离地面的高度为H，物块的水平位移为x，斜面倾角为θ，当物体在斜面上运动时，由动能定理得 解得物块的动能 物块的机械能 则物体在斜面上运动时，Ek-x图像是一条过原点的直线，E-x图像是一条向下倾斜的直线，其纵轴截距为正值； 当物块在水平地面上运动时，由动能定理得 解得物块的动能Ek=mgH-μmgx 物块的机械能E=Ek=mgH-μmgx Ek-x图像和E-x图像都是一条斜向下倾斜的直线，其中物块在水平地面时E-x图像的斜率和在斜面上的E-x图像的斜率相同，故D正确，ABC错误。 故选D。 二、实验（15分） 11. 利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。 （1）除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是________。 A．交流电源 B．刻度尺 C．天平(含砝码) （2）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点、、，测得它们到起始点的距离分别为、、。已知当地重力加速度为，打点计时器打点的周期为。设重物的质量为，从打点到打点的过程中，重物的重力势能变化量________，动能变化量_______。 （3）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，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）如果计算出A、B、C各点的瞬时速度vA、vB、vC，然后以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出-h图象，若图线是________线，且图线斜率_________，才能验证机械能守恒。 【答案】 ①. AB ②. mghB ③. ④. C ⑤. 过原点的直线 ⑥. 在实验误差允许范围内等于当地的重力加速度 【解析】 【详解】（1）[1]打点计时器需接交流电源，实验中需要用刻度尺测量点迹间的距离，从而求出瞬时速度以及重力势能的减小量．实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要用天平测量质量，故选AB； （2）[2][3]从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量 B点的瞬时速度 则动能的增加量 （3）[4] AB．利用AB方法计算，则默认机械能守恒，应该两者应该没有误差，AB错误； C．由于纸带在下落过程中，重锤和空气之间存在阻力，纸带和打点计时器之间存在摩擦力，所以减小的重力势能一部分转化为动能，还有一部分要克服空气阻力和摩擦力阻力做功，故重力势能的减少量大于动能的增加量，C正确； D．题中信息为“大多数同学”，则说明已经多次实验了，故D错误。 故选C。 （4）[5] [6]因为若机械能守恒，则有 变形 故图线是过原点的直线，且斜率等于当地的重力加速度g 三、计算题 12. 如图所示，一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B，静止在图示位置，左端固定着另一个带正电的小球A，已知B球的质量为m，带电荷量为q，静止时张角θ=30°，A和B在同一条水平线上，A、B间的距离为r，整个装置处于真空中，（A、B可视为质点，静电力常数为k，重力加速度为g）。求： （1）此时小球B受到的电场力为多大？ （2）小球B所在处的电场强度为多大？方向如何？ （3）小球A带电量Q为多少？ 【答案】（1）；（2），方向由A指向B；（3） 【解析】 【分析】 【详解】（1）对于小球B，根据平衡条件有 其所受电场力 （2）电场强度 方向由A指向B。 （3）根据库仑定律 解得 13. 如图所示，半径为R=0.9m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与光滑水平面相切于圆环的端点B.可视为质点的物块静止在A点，在水平恒力F作用下从A点运动B点，到B点后立即撤去拉力，物块恰好能运动到圆环最高点C，已知AB间距离x=0.1m，物块质量m=0.2kg，取g=10m/s2，求： （1）物块运动到C点时速度v的大小； （2）水平恒力F的大小； （3）用FN表示物块在C点受到弹力，改变水平恒力F大小时可以得到不同的FN，写出FN与F的关系。 【答案】（1）3m/s；（2）45N；（3） 【解析】 【详解】（1）物块运动到C点时，则 解得C点的速度 v=3m/s （2）从A到C点由动能定理 解得 F=45N （3）从A到C点由动能定理 在C点时 联立解得 14. 某娱乐装置的简化模型如图所示，水平传送带长，以的速度逆时针运动，与倾角为37°的斜面的底端在点平滑连接。将一质量的小物块从点静止释放。已知、的距离，物块与斜面、传送带间的动摩擦因数分别为、，取重力加速度，，。求物块： （1）滑过点时的速度大小； （2）在传送带上运动的时间； （3）与传送带间摩擦产生的热量。 【答案】（1）；（2）；（3）。 【解析】 【分析】 【详解】（1）对物块，由，由动能定理有 解得 （2）牛顿第二定律 设物块减速至传送带速度所用时间为，根据运动学公式 解得 位移 解得 所以物块从运动到先匀减速后匀速运动，匀速运动 解得 在传送带上运动的时间 （3）时间内传送带的位移 与传动带间摩擦产生的热量 解得 15. 太极柔力球运动融合了太极拳和现代竞技体育特征，是一项具有民族特色的体育运动项目。某次训练时，运动员舞动球拍，球拍带动小球在竖直平面内做匀速圆周运动，小球始终与球拍保持相对静止，其运动过程如图乙所示，小球做圆周运动的半径为0.8m，A点为圆周最高点，B点与圆心O等高，C点为最低点。已知小球质量为0.1kg，在C点时球与球拍间的弹力大小为3.0N，重力加速度g取，不计空气阻力，求： （1）小球在C点的速度大小； （2）小球从C运动到A的过程中，球拍对小球做功的平均功率； （3）小球运动到B点时，球拍对小球的作用力大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）在C点时，由牛顿第二定律 解得 （2）小球从C运动到A的过程中，所用时间为t，则 由动能定理 小球从C运动到A的过程中，球拍对小球做功的平均功率 解得 （3）小球运动到B点时，设球拍对球的作用力为F，合力提供向心力，由力的合成规则 其中 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年度第二学期高一年级期中考试物理学科试卷 一、选择题（每题4分，共40分） 1. 下列情况下机械能守恒的是（　　） A. 跳伞运动员从空中匀速下落过程 B. 物体以8m/s2的加速度在空中下落过程 C. 物体做平抛运动过程 D. 物体在细线拉力作用下沿光滑斜面上滑过程 2. 关于“嫦娥五号”月球探测器的发射速度，下列说法正确的是（　　） A. 小于7.9km/s B. 介于7.9km/s和11.2km/s C. 介于11.2km/s和16.7km/s D. 大于16.7km/s 3. 如图所示，运动员把质量为m的足球从水平地面踢出，足球在空中达到的最高点高度为h，在最高点时的速度为v，不计空气阻力，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 运动员踢球时对足球做功 B. 运动员对足球做功 C. 克服重力做功 D. 足球上升过程人对足球做功 4. 如图所示，四个相同的小球A、B、C、D，其中A、B、C位于同一高度h处，A做自由落体运动，B沿光滑斜面由静止滑下，C做平抛运动，D从地面处做斜抛运动，其运动的最大高度也为h。在每个小球落地的瞬间，其重力的功率分别为PA、PB、PC、PD。下列关系式正确的是（　　） A. PA＝PC＞PB＝PD B. PA＝PC＝PD＞PB C. PA＝PB＝PC＝PD D. PA＞PC＝PD＞PB 5. “蹦极”就是蹦极者把一根一端固定在跳台上的长弹性绳绑在脚踝处，然后从数十米高的跳台跳下去的一项极限运动。现将蹦极过程近似为在竖直方向上的运动，忽略空气阻力，某人从开始跳下到最低点过程的v—t图像如图所示，其中0~t1时间内的图线为直线。则（　　） A. t2时刻弹性绳恰好处于原长 B. t2时刻弹性绳中弹力最大 C. t1~t3时间内弹性绳弹性势能先增大后减小 D. t1~t3时间内弹性绳弹性势能一直增大 6. 图为中学生做引体向上的示意图。引体向上分为两个过程：身体从最低点升到最高点的“上引”过程，身体从最高点回到最低点的“下放”过程。某同学在内连续做了15个完整的引体向上。则（　　） A. “上引”过程单杆对人做正功 B. “下放”过程单杆对人做负功 C. 在内重力做的总功约为 D. 在内克服重力做功的平均功率约为 7. 光滑绝缘水平面上相距为的点电荷、带电荷量分别为和，如图所示，今引入第三个点电荷，使三个点电荷都处于平衡状态，则的电荷量和放置的位置是（　　） A. ，在左侧距为处 B. ，在左侧距为处 C. ，在右侧距为处 D. ，在右侧距为处 8. 如图所示为低空跳伞极限运动表演，运动员从悬崖上一跃而下，实现了自然奇观与极限运动的完美结合。假设质量为m的跳伞运动员，由静止开始下落（空气阻力不可忽略），在打开伞之前，下落高度h时速度达到v。在运动员下落h的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 运动员的重力做功为 B. 运动员的重力势能减少了 C. 运动员的动能增加了mgh D. 运动员的机械能减少了 9. 如图所示，实线为某一点电荷的电场线，虚线为某带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则（　　） A. 粒子一定带负电 B. 粒子一定是从a点运动到b点 C. 粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度 D. 该电场可能是由负点电荷产生的 10. 如图所示，一小物块由静止开始沿固定斜面下滑，最终停在水平地面上。设物块在水平地面上的重力势能为零，斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与水平地面间动摩擦因数相等。该过程中，物块的动能、机械能E与水平位移x的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 二、实验（15分） 11. 利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。 （1）除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是________。 A．交流电源 B．刻度尺 C．天平(含砝码) （2）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点、、，测得它们到起始点的距离分别为、、。已知当地重力加速度为，打点计时器打点的周期为。设重物的质量为，从打点到打点的过程中，重物的重力势能变化量________，动能变化量_______。 （3）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，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）如果计算出A、B、C各点的瞬时速度vA、vB、vC，然后以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出-h图象，若图线是________线，且图线斜率_________，才能验证机械能守恒。 三、计算题 12. 如图所示，一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B，静止在图示位置，左端固定着另一个带正电的小球A，已知B球的质量为m，带电荷量为q，静止时张角θ=30°，A和B在同一条水平线上，A、B间的距离为r，整个装置处于真空中，（A、B可视为质点，静电力常数为k，重力加速度为g）。求： （1）此时小球B受到的电场力为多大？ （2）小球B所在处的电场强度为多大？方向如何？ （3）小球A带电量Q为多少？ 13. 如图所示，半径为R=0.9m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与光滑水平面相切于圆环的端点B.可视为质点的物块静止在A点，在水平恒力F作用下从A点运动B点，到B点后立即撤去拉力，物块恰好能运动到圆环最高点C，已知AB间距离x=0.1m，物块质量m=0.2kg，取g=10m/s2，求： （1）物块运动到C点时速度v的大小； （2）水平恒力F的大小； （3）用FN表示物块在C点受到弹力，改变水平恒力F大小时可以得到不同的FN，写出FN与F的关系。 14. 某娱乐装置的简化模型如图所示，水平传送带长，以的速度逆时针运动，与倾角为37°的斜面的底端在点平滑连接。将一质量的小物块从点静止释放。已知、的距离，物块与斜面、传送带间的动摩擦因数分别为、，取重力加速度，，。求物块： （1）滑过点时的速度大小； （2）在传送带上运动的时间； （3）与传送带间摩擦产生的热量。 15. 太极柔力球运动融合了太极拳和现代竞技体育特征，是一项具有民族特色的体育运动项目。某次训练时，运动员舞动球拍，球拍带动小球在竖直平面内做匀速圆周运动，小球始终与球拍保持相对静止，其运动过程如图乙所示，小球做圆周运动的半径为0.8m，A点为圆周最高点，B点与圆心O等高，C点为最低点。已知小球质量为0.1kg，在C点时球与球拍间的弹力大小为3.0N，重力加速度g取，不计空气阻力，求： （1）小球在C点的速度大小； （2）小球从C运动到A的过程中，球拍对小球做功的平均功率； （3）小球运动到B点时，球拍对小球的作用力大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $