江苏南京市2025-2026学年高一下学期期末物理模拟练习

**基本信息** 南京市高一物理期末模拟卷，以人教版必修二至必修三核心内容为载体，融合火星卫星、新能源汽车等科技情境，注重物理观念建构与科学思维培养。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|10/40|万有引力定律、重力势能、电场线等|结合火星卫星、卫星发射等科技情境，考查运动与相互作用观念| |解答题|5/60|机械能守恒实验、带电粒子运动、卫星追及等|设计多过程力学问题（如平抛与圆周运动结合），体现科学探究与模型建构|

南京市2025-2026学年高一第二学期期末模拟练习 物理 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ （测试范围：人教版2019版必修二第七章+第八章-必修三第九章+第十章） 一、单选题（本部分每题4分，共10小题40分，注意每题只有一个正确选项。） 1．火星的两颗卫星分别为“火卫一”和“火卫二”，它们的轨道近似为圆，已知“火卫一”的轨道半径小于“火卫二”，它们的周期分别为和，线速度大小分别为和，则下列关系正确的是（　　） A． B． C． D． 2．在研究重力势能的过程中，用到了如图所示的情景，小球从A位置到B位置过程，则（　　） A．小球下滑过程中重力势能增加 B．小球沿光滑曲面下滑比沿粗糙曲面下滑时重力做功少 C．无论沿什么路径从A到B，小球重力势能变化量都相等 D．小球从A到B过程，重力势能的变化与零参考平面的选取有关 3．下列关于物理学史的说法正确的是（　　） A．库仑通过扭秤实验装置得到电荷间的作用力与电荷间距离二次方成反比 B．开普勒在研究了第谷行星观测记录的基础上，得到了行星绕太阳按圆周轨道运行的结论 C．牛顿通过月地检验证明地面上的物体受到地球的引力和月球受到地球的引力满足同样的规律，从而提出万有引力定律，并据此测出了地球的质量 D．法拉第通过油滴实验，发现带电体的电量为某一数值的整数倍，从而测得了元电荷的电荷量 4．如图，在O点用两根长度相同的绝缘细线分别悬挂带电小球A和B，系统稳定后两球处于同一水平高度。则A、B两球（　　） A．质量一定相等 B．所带电荷量一定相等 C．一定都带正电 D．一定都带负电 5．电子显微镜利用电场控制电子的运动，其电场分布简化示意图如图所示，实线为电场线，虚线为一电子的运动轨迹。则（　　） A．A点的电场强度比B点的大 B．A点的电势比B点的高 C．电子从A点运动到B点，电势能不断增大 D．电子从A点运动到B点，速率不断增大 6．甲、乙两个点电荷在空间产生电场的部分电场线如图所示，下列说法正确的是（　　） A．P点的电势低于Q点的电势 B．甲所带的电荷量小于乙所带的电荷量 C．质子在P点受到的电场力大于在Q点受到的电场力 D．电子在P点具有的电势能大于在Q点具有的电势能 7．北京时间2025年4月1日12时00分，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将卫星互联网技术试验卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。如图所示是在同一轨道平面上的三颗不同的人造地球卫星，关于各物理量的关系，下列说法正确的是（     ） A．根据可知 B．根据万有引力定律可知 C．角速度 D．向心加速度 8．当前我国新能源汽车销量达到世界汽车的34.5%的份额，事业发展迅猛，某国产新能源汽车的质量为m，在水平路面上由静止开始启动，其图像如图所示，已知时间内为过原点的直线，时刻速度为，功率达到额定功率，此后保持额定功率不变，在时刻达到最大速度后做匀速运动。汽车运动中阻力f大小恒定，下列说法正确的是（　　） A．时刻以后，汽车的牵引力为零 B．至，汽车的加速度和速度都增大 C．汽车的额定功率为 D．汽车的最大速度为 9．如图所示，两根轻质绝缘细线挂着两个质量相同的小球A、B。原来两球不带电，上、下两细线的拉力分别为FA和FB；现使两球带上异种电荷，此时上、下两细线的拉力分别变为F′A和F′B。则（　　） A．FA=F′A，FB>F′B B．FA=F′A，FB<F′B C．FA<F′A，FB<F′B D．FA>F′A，FB>F′B 10．如图所示，在正方体上顶点A、C、、处分别放置了点电荷，电荷量分别为、、、。M点和N点分别为上表面和下表面的中心，关于这些点电荷形成的电场，下列判断正确的是（　　） A．M点和N点的电场强度大小 B．B点和D点的电场强度大小 C．M点和N点的电势 D．B点和D点的电势 二、解答题（本部分共5小题，共60分。） 11．(1)某实验小组利用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 ①除带夹子的重锤、纸带、铁架台（含铁夹）、打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是( ) A．交流电源    B．刻度尺    C．天平（含砝码） ②实验时，由静止释放重锤，得到如图乙所示的一条纸带，其中O为打点计时器打下的第一个点，由此可知纸带________（填“左”或“右”）端连接重锤；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h1、h2、h3，已知打点计时器打点的周期为T，重力加速度为g。从打O点到打B点的过程中，若满足________，则重锤在上述过程中机械能守恒。 (2)某同学发现利用如图丙所示的装置也可以完成“验证机械能守恒定律”的实验，其操作步骤如下： ①在铁架台的O点固定一个力传感器，将一根长为L且不可伸长的细线一端与力传感器相连，另一端系一个质量为m的小球； ②将小球向右拉至某一高度由静止释放（细线一直保持紧绷状态，小球始终在竖直平面内运动）； ③记录释放点小球球心与最低点小球球心的高度差h以及小球在运动过程中力传感器示数的最大值F；. ④改变h，重复②③步骤，绘制F与h的图像。 该同学理论分析认为，如果小球运动的过程中机械能守恒，F-h图线应如图丁中的虚线所示，其与纵轴的交点坐标为（0，b）。已知重力加速度为g，则b=________。若空气阻力对小球运动的影响不可忽略，实验得到的图线（实线）与理论图线（虚线）之间的关系可能正确的是( ) A．    B．  C．    D． 12．（6分）如图所示，在一足够大的空间内存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小为E；有一个质量为m的带负电小球，用长度为L的绝缘轻细绳悬挂起来；当细绳向左偏离竖直方向的角度时，带电小球恰好静止。若将小球向左拉到细绳水平后静止释放，经过一段时间小球到达竖直最低点。重力加速度大小为g，不计空气阻力。（，） (1)求小球所带的电荷量q的大小； (2)求小球到达竖直最低点时速度大小和绳子拉力的大小。 13．（8分）如图所示，两颗卫星绕某行星在同一平面内做匀速圆周运动，两卫星绕行方向相同（图中为逆时针方向）。已知行星的半径为，卫星1为近地卫星，其运行的周期为，到行星中心的距离为。卫星2到行星中心的距离为。引力常量为。图示时刻两卫星与行星中心连线之间的夹角为。求：（题干中、、已知） (1)行星的质量； (2)行星表面重力加速度的大小（忽略行星自转的影响）； (3)从图示时刻开始，经过多长时间两卫星第一次相距最近。 14．（14分）如图所示，竖直平面内固定的圆弧轨道BCD和圆管轨道DE在D处平滑连接，O为圆弧圆心，半径均为，C点和E点分别是轨道的最低点和最高点，OB和OD连线与竖直直径的夹角分别为60°和37°，BF是与轨道共面的倾角为α（α未知）的直线，在该直线上某点A将一质量为的小球以某一初速度水平抛出，恰好从B点沿圆弧轨道的切线进入轨道，经过C点时速度大小为4m/s。已知小球直径略小于圆管内径，且远小于圆弧半径，不计轨道摩擦和空气阻力，，，。求： (1)小球经过C点时对轨道压力的大小； (2)小球平抛初速度的大小； (3)若从直线BF上水平抛出的小球均能从圆弧轨道的B点沿切线进入轨道，且小球能够到达E点，则抛出点到B点的竖直高度h的最小值是多少。 15．（16分）如图甲所示，某装置由直线加速器、偏转电场和荧光屏三部分组成。直线加速器由个金属圆筒依次排列（图中只画出4个），直线加速器的交变电压的变化规律如图乙所示，在时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值，此时位于序号为0的金属圆板中央的一个电子由静止开始加速，冲进圆筒1，电子穿过圆筒与圆筒之间各个间隙时，都能恰好使所受静电力的方向与运动方向相同而不断加速。已知电子的质量为、电荷量为、交变电压的绝对值为，周期为，电子通过圆筒间隙的时间忽略不计。偏转电场由两块相同的平行金属极板与组成，板长为，两板间距为，板间电压为，忽略边缘效应，距两极板右侧处竖直放置一足够大的荧光屏。电子自直线加速器射出后，沿两板的中心线射入偏转电场，最后打到荧光屏上。 (1)求电子到达第3个金属圆筒的左端速度和第三个金属圆筒的长度； (2)若金属圆筒个数，、板间电压，求电子打在荧光屏的位置与点间的距离； (3)若、板间电压为某一定值，且当金属圆筒个数取某定值时，电子打在荧光屏上的最小动能为，求的大小。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C A A D C C D A C 1．D 【知识点】比较不同轨道上的卫星物理量 【详解】AB．根据 解得 “火卫一”的轨道半径小于“火卫二”，则有，AB错误； CD．根据 解得 “火卫一”的轨道半径小于“火卫二”，则有，C错误，D正确。 故选D。 2．C 【知识点】重力势能的相对性、重力势能的变化和重力做功的关系 【详解】A．小球从A到B高度降低，重力做正功，重力势能减小，故A错误； B．重力做功的特点是只和初末位置的高度差有关，与路径粗糙程度无关，A到B高度差不变，两种情况重力做功相等，故B错误； C．重力势能的变化量仅由初末位置的高度差决定，和运动路径无关，因此无论沿什么路径从A到B，重力势能变化量都相等，故C正确； D．重力势能的大小与零参考平面选取有关，但重力势能的变化量只和初末位置的高度差有关，与零参考平面的选取无关，故D错误。 故选C。 3．A 【知识点】库仑的实验——静电力常量、物理学史 【详解】A．库仑通过扭秤实验直接验证了电荷间作用力与距离的二次方成反比，故A正确； B．开普勒基于第谷观测数据提出行星运动轨道为椭圆（开普勒第一定律），而非圆周，故B错误； C．牛顿通过月地检验验证了万有引力定律的普适性，但未据此测出地球质量（卡文迪什通过扭秤实验首次测得），故C错误； D．密立根通过油滴实验测得元电荷数值，而非法拉第（法拉第主要贡献在电磁学），故D错误。 故选A。 4．A 【知识点】共线的自由电荷的平衡问题 【详解】A．由图可知，小球A、B等高时，两细线与竖直方向夹角θ相等，根据受力平衡可知静电力F=mgtanθ，小球A、B之间的静电力大小相等 mAgtanθ=mBgtanθ 所以两球质量一定相等，故A正确； B．A、B之间的静电力与两球电荷量乘积有关，与两球电荷量是否相等无关，故B错误； CD．由图可知小球A、B之间的静电力为斥力，则小球A、B带同种电荷，但不一定都带正电或负电，故CD错误。 故选A。 5．D 【知识点】电场线、等势面和运动轨迹的定性分析 【详解】A．由图可知，B点电场线较A点密，则A点的电场强度比B点的小，故A错误； B．沿电场线方向电势降低，可知A点的电势比B点的低，B错误； CD．由于电子所受电场力的方向与场强方向相反，所以若电子从A运动到B，电场力一直做正功，动能不断增大，电势能不断减小，故C错误，D正确。 故选D。 6．C 【知识点】根据电场线的疏密比较电场强弱、比较电势能的大小、电势和电场线的关系 【详解】A．沿电场线方向电势降低，由图可知，P点电势高于Q点，A错误； B．根据图像可知，靠近甲的位置的电场线分布比靠近乙的位置的电场线分布密集一些，则甲的电荷量大于乙的电荷量，B错误； C．P点位置的电场线分布的密集程度大于Q点位置的电场线分布的密集程度，可知，P点的电场强度大于Q点的电场强度，根据 可知质子在P点受到的电场力大于在Q点受到的电场力，C正确； D．电子带负电，所受电场力方向与电场方向相反，可知，电子从P点移动到Q点，电场力做负功，电势能增大，即电子在P点的电势能低于Q点的电势能，D错误。 故选C。 7．C 【知识点】比较不同轨道上的卫星物理量 【详解】ACD．由题图知三颗人造地球卫星的轨道半径关系为，由万有引力提供向心力得 ，， 可知，，，故AD错误，C正确； B．由于三颗卫星的质量关系不确定，故万有引力大小不确定，故B错误。 故选C。 8．D 【知识点】以恒定加速度启动、利用v-t图像求加速度、以额定功率启动、机车的额定功率、阻力与最大速度的关系 【详解】A．时刻后汽车匀速运动，牵引力等于阻力，A错误； B．​阶段汽车保持额定功率不变，根据 速度增大时，牵引力减小，加速度​也减小，汽车做加速度减小的加速运动，B错误； C．汽车做匀加速直线运动，加速度​​ 根据牛顿第二定律 可得牵引力 因此额定功率，C错误； D．汽车达到最大速度时，牵引力等于阻力，满足 代入的表达式推导 ，D正确。 故选 D。 9．A 【知识点】整体法与隔离法解决共点力平衡问题、共线的自由电荷的平衡问题 【详解】设两球质量均为m，两球不带电时，根据两球整体受力平衡有 根据B球受力平衡有 两球带上异种电荷时，设两球间的库仑力大小为F，根据两球整体受力平衡有 根据B球受力平衡有 解得 所以， 故选A。 10．C 【知识点】点电荷周围电势及叠加计算、电场强度的叠加法则 【详解】AC．A和C处点电荷在M和N点的电场强度大小关系是 方向竖直向下，电势关系 如图所示，点、处点电荷在M和N点的电场强度关系是 方向相同。连线的中垂线为等势面，可知电势关系 根据场强和电势的叠加法则可知，，故A错误，C正确； BD．A和C处点电荷在B和D点的电场强度大小关系是 方向相反，沿方向，电势关系为 点、处点电荷在B和D点的电场强度大小关系是 电势关系为 如图所示，与成钝角，同理可得与成锐角，根据电场强度矢量合成，得 电势求和知，故BD错误。 故选C。 11．(1) AB 左 (2) mg D 【知识点】验证机械能守恒定律 【详解】（1）[1] A．打点计时器需要接交流电源，故A正确； B．需要刻度尺来测量点与点间距，故B正确； C．通过单个物体验证机械能守恒时，公式两侧质量可消掉，不需要测量质量，故C错误。 故选AB。 [2]重锤下落做加速运动，纸带上打出的点间距应越来越大，靠近重锤的点先打出，所以纸带左端连接重锤。 [3] 从打O点到打B点的过程中，重力势能的变化量 在B点的瞬时速度 动能的变化量 机械能守恒定律得 联立得 （2）[1] 传感器示数最大时，小球位于最低点，此时重力与拉力的合力充当向心力，列式得 从最高点到最低点，根据机械能守恒定律得 联立得 对比一次函数解析式 可得截距 [2] 若空气阻力对小球运动的影响不可忽略，则空气阻力做负功，机械能减少，重力势能的减少量大于动能的增加量，即 又 联立得 即实际值小于理论值。 又空气阻力做负功与位移正相关，即与正相关，所以随着增大，误差也增大。 故选D。 12．(1) (2)， 【知识点】带电物体（计重力）在匀强电场中的圆周运动、带电物体（计重力）在电场中的平衡问题 【详解】（1）小球恰好静止时，对小球受力分析如图所示 根据平衡条件可知 解得 （2）小球由释放到最低点，由动能定理可知 在最低点，由牛顿第二定律可知 联立，解得， 13．(1) (2) (3) 【知识点】其他星球表面的重力加速度、卫星的追及相遇问题、计算中心天体的质量 【详解】（1）对于卫星1，由万有引力提供向心力得 解得行星的质量为 （2）忽略行星自转的影响，在行星表面有 可得行星表面重力加速度的大小为 （3）设卫星2的周期为，由万有引力提供向心力得 解得 设从图示时刻开始，经过时间两卫星第一次相距最近，则有 解得 14．(1) (2) (3) 【知识点】杆/管道模型、应用动能定理解决多段过程问题 【详解】（1）球经过点时，由牛顿第二定律有    解得 由牛顿第三定律，小球对轨道的压力 （2）从到，由动能定理有   根据几何关系有   解得 （3）小球经过D点的最小速度满足   设小球恰能通过时，平抛初速度为，经过点时速度的竖直分量为，则，   从抛出点到点，根据动能定理，有   解得 设小球到达E点时速度为，从到E由动能定理，有   解得 即小球能够到达E点，故抛出点到点的竖直距离的最小值 15．(1)， (2) (3) 【知识点】带电粒子在周期性变化电场中做直线运动、带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算 【详解】（1）电子加速3次过程，根据动能定理有 得 第3个金属圆筒的长度 得 （2）电子在两极板之间偏转过程，有， 根据牛顿第二定律有 解得 电子出极板后，做匀速直线运动打在荧光屏上，速度的反向延长线过水平位移的中点，由相似三角形有 得 （3）电子通过个圆筒后，根据动能定理有 电子在两极板之间偏转过程，有， 根据牛顿第二定律有 令电子打在荧光屏上的动能为，根据动能定理有 得 当代入上式，整理得 根据数学函数知识可知，上式有唯一解时，有 得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $