精品解析：浙江嘉兴市2025-2026学年第二学期期末测试高一物理试题

嘉兴市2025~2026学年第二学期期末测试 高一物理试题卷 考生须知： 1．答案填在答题卡或答题卷相应位置，填在试题卷上无效。 2．不得使用计算器。 3．除特殊说明外，本卷中g取10m/s2。 选择题部分 一、选择题（本大题共18小题，每小题3分，共54分。在每小题给出的四个备选项中，只有一个是符合题目要求的，选对得3分，不选、错选或多选得0分） 1. 下列物理量为矢量的是（　　） A. 功 B. 电场强度 C. 电势 D. 重力势能 【答案】B 【解析】 【详解】A．矢量是既有大小又有方向、运算遵循平行四边形定则的物理量，标量是只有大小没有方向的物理量，功只有大小没有方向，正负表示是动力做功还是阻力做功，属于标量，故A错误； B．电场强度既有大小又有方向，运算遵循平行四边形定则，属于矢量，故B正确； C．电势只有大小没有方向，正负表示相对于零电势点的高低，属于标量，故C错误； D．重力势能只有大小没有方向，正负表示相对于零势能面的高低，属于标量，故D错误。 故选B。 2. 下列关于物理学史的叙述中正确的是（　　） A. 库仑测得了元电荷 B. 密立根首先提出了电场的概念 C. 第谷总结出了行星沿椭圆轨道绕太阳运动 D. 卡文迪许利用扭秤实验装置测出了万有引力常量 【答案】D 【解析】 【详解】A．元电荷的数值是密立根通过油滴实验测得的，库仑的主要贡献是总结出库仑定律，故A错误； B．首先提出电场概念的科学家是法拉第，密立根的主要贡献是测量得到元电荷的数值，故B错误； C．第谷积累了大量精确的行星天文观测数据，开普勒基于这些数据总结出行星运动定律，其中行星沿椭圆轨道绕太阳运动是开普勒第一定律的内容，故C错误； D．牛顿提出万有引力定律后，卡文迪许利用扭秤实验装置首次测出了万有引力常量 的数值，故D正确。 故选D。 3. 某电场的电场线如图所示，M、N为其中两点，则（　　） A. M点场强大于N点场强 B. M点场强小于N点场强 C. M点电势高于N点电势 D. M点电势低于N点电势 【答案】A 【解析】 【详解】AB．电场线分布的疏密程度能够间接表示电场的强弱，M点位置电场线分布比N点位置密集，可知，M点场强大于N点场强，故A正确，B错误； CD．沿电场线方向电势降低，由于图中电场线的方向未知，则M、N两点电势大小关系不能够确定，故CD错误。 故选A。 4. 如图所示，用带正电的玻璃棒靠近或接触验电器的金属球时，验电器的金属箔片会张开，则（　　） A. 甲图中，金属球、金属箔片均带正电 B. 甲图中，金属球带负电、金属箔片带正电 C. 乙图中，金属球、金属箔片均带负电 D. 乙图中，金属球带正电、金属箔片带负电 【答案】B 【解析】 【详解】AB．甲图中，玻璃棒靠近验电器时，验电器产生静电感应现象，则靠近玻璃棒的金属球带负电、远离玻璃棒的金属箔片带正电，故A错误，B正确； CD．乙图中，玻璃棒接触验电器时，验电器上的电子向玻璃棒转移，则金属球、金属箔片均带正电，故CD错误。 故选B。 5. 如图所示，一小朋友坐在旋转木马的小车里做匀速圆周运动，她的左右脚时刻相同的物理量是（　　） A. 线速度 B. 角速度 C. 向心加速度 D. 向心力 【答案】B 【解析】 【详解】A．线速度满足 ，左右脚做圆周运动的转动半径不同，因此线速度大小不同，A错误； B．同轴转动的各部分角速度相等，因此左右脚角速度相同 ，B正确； C．向心加速度满足  转动半径不同，因此加速度大小不同，且向心加速度始终指向圆心，左右脚位置不同，方向也不同，所以向心加速度不同，C错误； D．向心力 结合向心加速度不同，可知向心力的大小、方向都不同，D错误。 故选 B。 6. 战国时期的《甘石星经》描述了金、木、水、火、土五大行星的运行规律。若五大行星的运动如图所示，且绕中心天体做匀速圆周运动，则（　　） A. 火星的线速度大于水星的线速度 B. 地球的角速度大于土星的角速度 C. 木星的周期小于金星的周期 D. 金星的向心加速度小于火星的向心加速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．行星绕中心天体做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得  解得 ，所以火星的线速度小于水星的线速度，A错误； B．行星绕中心天体做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得 ，所以地球的角速度大于土星的角速度，B正确； C．行星绕中心天体做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得 ，所以木星的周期大于金星的周期，C错误； D．行星绕中心天体做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得 ，所以金星的向心加速度大于火星的向心加速度，D错误。 故选B 。 7. 如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 图甲，带电作业的工人穿戴的工作服可以起到静电屏蔽作用 B. 图乙，雷雨云接近建筑物时，安装在屋顶的避雷针带上了与云层同种的电荷 C. 图丙，两个小球沿光滑圆锥筒内壁不同水平面做匀速圆周运动，角速度大小相等 D. 图丁，火车超过规定速度转弯时，内轨和轮缘间会有挤压 【答案】A 【解析】 【详解】A．高压带电作业的工人穿戴的工作服，由含金属导体的织物制成，可起到静电屏蔽作用，保护工人安全，A正确； B．雷雨云接近建筑物时，由于静电感应，避雷针会带上与云层异种的电荷，方便尖端放电中和云层电荷，B错误； C．对做匀速圆周运动的小球受力分析，设圆锥半顶角为，圆周运动半径为，竖直方向受力平衡得 水平方向向心力得 整理得 位置更高的小球运动半径r更大，角速度更小，二者角速度不相等，C错误； D．火车转弯时，重力和支持力的合力提供向心力，当速度超过规定速度时，合力不足以提供所需向心力，火车会向外偏移， 外轨与轮缘间产生挤压，D错误。 故选A 。 8. 如图所示，一同学正在垫排球，排球离开手臂后先竖直向上运动h，再落回原位置。假设此过程中，排球受到的空气阻力大小恒为f，则此过程中（　　） A. 空气阻力对排球做功为-2fh B. 重力对排球做功为-mgh C. 各力对排球做的总功为零 D. 排球的动能变化量为零 【答案】A 【解析】 【详解】A．空气阻力对排球所做的功为，故A正确； B．重力做功只与初末位置有关，球又回到原来的位置，重力对排球做功为零，故B错误； C．各力对排球做的总功为，故C错误； D．根据动能定理可知 则排球的动能变化量为，故D错误。 故选A。 9. 一款机器人的柔性电子皮肤采用了电容传感器，其上、下皮层薄膜作为极板，中间由特殊材料作为支撑层，结构如图所示。工作时，电容器两极板间电压恒定，当皮肤受到垂直挤压时，支撑层被压缩，则（　　） A. 电容器的电荷量不变 B. 电容器的电荷量变小 C. 两极板间的电场强度不变 D. 两极板间的电场强度变大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．当皮肤受到垂直挤压时，支撑层被压缩，电容器两极板间距离减小，根据电容的决定式可知，电容器的电容变大；工作时电容器两极板间电压恒定，根据可知，电容器的电荷量变大，故AB错误； CD．工作时电容器两极板间电压恒定，两极板间距离减小，根据可知，两极板间的电场强度变大，故C错误，D正确。 故选D。 10. 如图所示，MN是某电场中的一条电场线，一个带负电的粒子仅受静电力作用沿虚线从a运动到b，则（　　） A. 该电场一定是由位于N右侧的负点电荷产生 B. 带电粒子在a点加速度大于b点加速度 C. 带电粒子在a点电势能大于b点电势能 D. 带电粒子在a点的动能大于b点的动能 【答案】C 【解析】 【详解】A．做曲线运动的物体合力指向轨迹的凹面，粒子带负电，且仅受电场力，所以该粒子所受电场力水平向左，静电力方向与电场强度方向相反，因此电场强度方向向右。该电场可以是左侧正点电荷产生，也可以是右侧负点电荷产生，不是一定由右侧负点电荷产生，A错误； B．电场线的疏密反映场的强弱，因此无法通过一条电场线确定a、b两点的场强大小 ，B错误； C．粒子从运动到，静电力方向向左，位移沿水平方向的分量向左，因此静电力做正功，电势能减小，可得a点电势能大于b点电势能，C正确； D．粒子仅受静电力，静电力对粒子做正功，由动能定理知，带电粒子从a到b动能增加，故a点的动能小于b点的动能， D错误。 故选C。 11. 一辆汽车在半圆形的赛道上行驶，它在几个位置的速度矢量如图所示，则描述汽车在相应位置的加速度矢量图正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由图可知，速度矢量逐渐增大，汽车做加速圆周运动，故合外力方向与速度方向的夹角应小于，即加速度与速度夹角小于，根据向心加速度 可知，圆周运动的半径不变，速度增大，向心加速度变大，合加速度变大。 故选C。 12. 如图所示，把一个带弹簧但质量未知的签字笔笔尖朝上，沿竖直方向压缩到底，无初速释放后笔上升的最大高度为h；再把笔水平放置在桌面上，沿水平方向压缩到底，无初速释放后，笔在桌面上滑行的最大距离为s，忽略空气阻力，则由上述物理量可估算出（　　） A. 弹簧的弹性势能的最大值 B. 上升过程中重力所做的功 C. 水平滑行过程中摩擦力所做的功 D. 笔与桌面间的动摩擦因数 【答案】D 【解析】 【详解】A．设笔的质量为m，笔竖直上升到达最高点，根据能量守恒定律可得弹簧的弹性势能的最大值为 由于笔的质量未知，所以不能计算出弹簧的弹性势能的最大值，故A错误； B．上升过程中重力所做的功为 由于笔的质量未知，所以不能计算出上升过程中重力所做的功，故B错误； CD．笔在水平滑行过程中，有 所以 由此可知，不能计算出水平滑行过程中摩擦力所做的功，但可以计算出笔与桌面间的动摩擦因数，故C错误，D正确。 故选D。 13. 如图所示，风力发电机的叶片转动时可形成半径为30m的圆面。该地区某段时间内的风速为4.0m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为1.2kg/m3，假如这个风力发电机能将10%的空气动能转化为电能，则（　　） A. 单位时间内冲击叶片圆面的气流的体积约为1100m3 B. 单位时间内冲击叶片圆面的气流的动能约为2.16×104J C. 此风力发电机发电的功率约为1.08×104W D. 若该地区风速4.0m/s持续时间为2小时，能转化得到2.16×104J的电能 【答案】C 【解析】 【详解】A．单位时间内冲击叶片的气流体积 ，A错误； B．单位时间内冲击气流的质量 ，单位时间气流的动能  代入数值得，B错误； C． 发电机发电功率等于单位时间转化的电能， C正确； D．风速持续2小时，则，总电能  ，远大于，D错误。 故选C 。 14. 如图所示，竖直固定的粗糙绝缘细杆足够长，质量为m、电荷量为q（正负未知）的小环套在细杆上，小环与细杆之间的动摩擦因数为μ。空间存在水平向右且大小可调的匀强电场，小环恰好处于静止状态。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（　　） A. 小环带正电 B. 此时电场强度 C. 当电场强度时，小环仍处于静止状态 D. 当电场强度时，小环的加速度为 【答案】C 【解析】 【详解】A．对小环进行受力分析，水平方向电场力与杆的弹力平衡，（与小环电性无关，弹力大小恒为），竖直方向摩擦力与重力平衡；无论小环带正电还是负电，电场力都沿水平方向，杆的弹力都可以平衡电场力，不影响竖直方向受力，无法判断小环电性，故A错误； B．小环恰好静止时，重力等于最大静摩擦力 解得电场强度大小为，故B错误； C．当时， 最大静摩擦力 因此静摩擦力大小等于，小环合力为零，仍保持静止，故C正确； D．当​时， 滑动摩擦力 由牛顿第二定律 解得，D错误。 故选C。 15. 如图所示，商场的自动扶梯与水平面的夹角为30°，质量为60kg的人站立在扶梯的水平踏板上，从静止开始随扶梯向上做加速直线运动，运动2.5m后达到最大速度1m/s。重力加速度取10m/s2，则此过程中（　　） A. 人只受重力和踏板的支持力的作用 B. 人的重力势能增加了1500J C. 踏板对人做的功等于780J D. 支持力对人做的功为750J 【答案】C 【解析】 【详解】A．人随扶梯向上做加速直线运动，水平方向有向左的加速度，受水平向左的摩擦力，如图所示，人受重力、踏板的支持力和摩擦力的作用，故A错误； B．运动2.5m后达到最大速度1m/s，可得人的重力势能增加，故B错误； C．踏板对人做的功为，根据动能定理有 解得，故C正确； D．运动2.5m后达到最大速度1m/s，有 解得加速度为 加速度的竖直分量为 竖直方向有 支持力对人做的功为，故D错误。 故选C。 16. 如图甲所示，倾角为θ=37°的粗糙斜面固定在水平地面上。滑块以一定的初速度从斜面底端开始上滑。若斜面足够长，上滑过程中滑块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则（　　） A. 图像②表示机械能随位移变化的关系 B. 滑块上滑过程中，重力势能增加了5E0 C. 滑块的重力大小为 D. 滑块受到的摩擦力大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．滑块上滑时，摩擦力一直做负功，机械能不断减小，但到最高点时动能减为0，机械能不为0。因此，斜率更大、终点在 的图线②是动能随位移变化的关系，斜率更小、终点机械能不为0的图线①是机械能随位移变化的关系，A错误； B．最高点处动能为0，机械能等于重力势能，由图像乙可知初始重力势能为0，因此重力势能增量等于最高点的机械能，即增加了，B错误； C．由动能定理得 ，所以图线②斜率绝对值为 又因为 解得 已知，可得，C错误； D．由功能关系得 ，由图像乙可知图线①斜率的绝对值为摩擦力 即，D正确。 故选D。 17. 某人造地球卫星运行轨道与赤道共面，绕行方向与地球自转方向相同。该卫星持续发射信号，位于赤道的某观测站接收到的信号强度随时间变化的规律如图所示，T为地球自转周期。已知该卫星的运动可视为匀速圆周运动，地球质量为M，万有引力常量为G。则该卫星轨道半径为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设卫星转动的周期为，根据题意可得 可得 根据万有引力提供向心力 可得 代入 可得 故选A。 18. 如图所示，某粒子控制装置由加速电场、偏转电场和收集装置MN组成。加速电场电压可调。偏转电场为以O点为中心的辐向电场，其范围在两个半径分别为r0、3r0的半圆之间，在半径相等的圆周上电场强度大小都相等，且满足（r为半径），方向沿半径向外。轨迹1是以O为圆心，半径为2r0的圆。已知r0处的电场强度大小为E0，带电粒子的质量为m，电荷量为-q，不计带电粒子的重力及粒子间的相互作用。则（　　） A. 粒子垂直PB飞入电场，无论加速电压取多少，粒子一定能做匀速圆周运动 B. 若粒子由静止加速后能沿轨迹1到达C点，则加速电场的电压为 C. 若加速后从PB间垂直PB方向进入的粒子都能做匀速圆周运动而到达收集装置，则粒子运动的周期T与轨迹对应半径r应满足的关系式 D. 若粒子从B点垂直PB方向射入，对应的轨迹2的运动时间 【答案】D 【解析】 【详解】由题意知，在处的电场强度大小为，根据可得 即比例系数 电场中任意半径处的电场强度为 带电粒子受到的向心电场力大小为 A．若粒子做匀速圆周运动，电场力提供向心力，即。由此可知，在特定半径的轨道上，粒子必须具备一个唯一确定的线速度。 根据，粒子的进入速度由加速电压决定。因此，必须施加特定大小的加速电压，粒子才能做匀速圆周运动，故A错误； B．轨迹1是半径为的圆。该处的电场强度为 由牛顿第二定律得 解得粒子的动能为 根据动能定理，加速电场的电压满足 解得，故B错误； C．若粒子在半径为的轨道上做匀速圆周运动，由向心力公式有 化简可得粒子运动的周期，故C错误； D．轨迹2起于B点（半径为），止于N点（半径为）。由于受到的中心力与距离平方成反比，粒子沿轨迹2的运动为一个椭圆轨道的一半。该椭圆的近日点为，远日点为，所以该椭圆轨道的半长轴为 根据开普勒第三定律，在平方反比中心力场中，周期的平方与半长轴的立方成正比，即不论是圆轨道还是椭圆轨道，只要半长轴（圆轨道即为半径）相同，周期就相同。半长轴的椭圆周期，等同于半径的圆周运动周期。 将代入C选项推导出的周期公式中有 粒子从B点运动到N点刚好历经半个椭圆，其运动时间为，故D正确。 故选D。 非选择题部分 二、非选择题（本题共4小题，共46分） 19. 某实验小组用如图所示的装置来探究向心力大小的表达式，挡板A、B、C到各自转轴的距离之比为1：2：1；如图是左、右塔轮的三种组合方式，从第一层到第三层的左、右半径之比分别为1：1、2：1和3：1。请回答以下问题： （1）若选择第一层的左、右塔轮组合方式，将两个质量相等的钢球分别放在B、C位置，可探究向心力的大小与______（选填“质量”、“半径”或“角速度”）的关系； （2）根据实验结论，若选择第二层的左、右塔轮组合方式，将两个质量相等的小球分别放在挡板B和C处，匀速摇动手柄，则左、右两标尺显示的格数之比为______。 （3）题（2）中，当加速摇动手柄时，左、右两标尺显示的格数之比______（选填“变大”、“变小”或“不变”） 【答案】（1）半径 （2） （3）不变 【解析】 【小问1详解】 若选择第一层的左、右塔轮组合方式，则左、右塔轮的半径相等，由于左、右塔轮边缘处的线速度大小相等，根据可知，左、右塔轮的角速度相等；将两个质量相等的钢球分别放在B、C位置，则可探究向心力的大小与半径的关系。 【小问2详解】 若选择第二层的左、右塔轮组合方式，则左、右塔轮的半径之比为，由于左、右塔轮边缘处的线速度大小相等，根据可知，左、右塔轮的角速度之比为；将两个质量相等的小球分别放在挡板B和C处，则小球做圆周运动的半径之比为；匀速摇动手柄，根据可知，左、右两小球的向心力之比为，则左、右两标尺显示的格数之比为。 【小问3详解】 题（2）中，当加速摇动手柄时，由于两小球质量相等，角速度之比为，做圆周运动的半径之比为；根据可知，左、右两标尺显示的格数之比仍为，即左、右两标尺显示的格数之比不变。 20. 某实验小组利用图甲所示的装置验证机械能守恒定律。 （1）关于本实验的下列操作步骤，正确的是（　　） A. 准备释放纸带时手可以捏住纸带中段 B. 需用秒表测量重物下落的时间 C. 需用刻度尺测量重物下落的高度 D. 需用天平测量重物的质量 （2）实验得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到重物下落的起始点O的距离分别为hA、hB、hC，其中hA=53.86cm，hB=60.48cm，hC=67.48cm。若已知重物质量m=0.30kg，当地重力加速度g=9.80m/s2，计时器打点周期为0.02s。打点计时器打下B点时，重物的速度为______m/s；从O点到B点的过程中，重物重力势能的减少量为______J。（计算结果保留3位有效数字） （3）某同学用两个重物分别进行实验，实验操作规范，多次记录下落的高度h和对应的速度大小v，作出v2-h图像分别如图丙的P、Q所示。则选择与图像______（选填“P”或“Q”）对应的重物实验误差更小。 【答案】（1）C （2） ①. 3.41 ②. 1.78 （3）P 【解析】 【小问1详解】 A．释放纸带时，需捏住纸带上端使纸带竖直拉直，保证纸带竖直且与限位孔无摩擦，捏住纸带中段会导致纸带弯曲，增大实验误差，故A错误； B．打点计时器本身具备计时功能，不需要额外用秒表测量时间，故B错误； C．实验需要测量重物下落的高度，必须使用刻度尺，故C正确； D．验证机械能守恒时，等式中质量可约去，不需要测量重物质量，故D错误。 故选C。 【小问2详解】 [1]根据匀变速直线运动规律，中间时刻瞬时速度等于这段的平均速度，可得B点的速度​​ [2]O点到B点的过程，重物重力势能减少量 【小问3详解】 若考虑空气阻力和纸带的阻力，由动能定理有 整理可得 即图像的斜率 则重物质量越大，​越小，斜率越接近真实值，阻力影响越小，误差越小。由图丙可知，P的斜率更大，更接近，因此P对应的重物实验误差更小。 21. 某实验小组利用如图甲所示电路“观察电容器的充、放电现象”。实验前电容器不带电。实验时，先将开关S接1，待电路稳定后，将开关S接2，电流、电压传感器将信息传入计算机。计算机记录的电流随时间变化的i-t曲线如图乙所示。 （1）将开关S接1时，电流从_____（填“a到b”或“b到a”）流过电阻器R； （2）乙图中图像与坐标轴围成的面积S1______S2（选填“>”、“<”或“=”）； （3）实验小组先后对同一个不带电的电容器充电，i-t曲线分别如图丙所示，造成图像不同的主要原因可能是改变了______（填“电源两端电压”或“电阻器的电阻”）。 【答案】（1）b 到 a （2）= （3）电源两端电压 【解析】 【小问1详解】 [1] 将开关 S 接 1 时，电容器开始充电，常规电流由电源正极经开关、电流传感器流向电容器上极板，电容器下极板与电源负极之间的电流通过电阻器 从流向，故电流从 到流过电阻器。 【小问2详解】 [2] 图像与坐标轴围成的面积大小表示通过电路的电荷量。电容器充电稳定后所带电荷量等于放电过程中释放的电荷量，所以 【小问3详解】 [3] 对同一电容器，充电后电荷量 。若只改变电阻器的电阻，充电电流大小和持续时间会改变，但图像面积对应的总电荷量不变；图丙两次图像面积不同，说明电容器最终所带电荷量不同，主要原因可能是改变了电源两端电压。 22. 如图所示是一种新型粒子收集装置，一个粒子源放置在立方体中心O（固定在竖直轴上），粒子源可以向水平各方向均匀地发射一种带正电粒子，粒子比荷为。立方体处在竖直向下的匀强电场中，电场强度E=2×103N/C，立方体棱长L=0.4m，除了上下两个面以外，其余四个侧面均为荧光屏。不考虑粒子源的尺寸大小、粒子重力以及粒子间的相互作用，粒子打到荧光屏上后被荧光屏所吸收，不考虑荧光屏吸收粒子后的电势变化。 （1）求粒子打出后，在电场中运动的加速度a的大小； （2）求打到CCʹ边的中点E的粒子运动的时间t； （3）要使所有粒子都打到荧光屏上，则发射时的最小速度为多少？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子打出后，在竖直向下的匀强电场中受到的电场力 根据牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 粒子在电场中做类平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，到达边的中点时，竖直方向的位移为，根据运动学公式有 解得 【小问3详解】 要使所有粒子都打到荧光屏上，需要保证在水平方向上位移最大的粒子（即沿正方形底面中心向四个角方向发射的粒子）也能在离开电场前打在侧面荧光屏上，该粒子运动到侧面棱的水平距离，有 解得 23. 如图甲所示，果农在山上采摘水果时用“小火车”运输水果。某段“小火车”轨道可近似看成θ=30°倾斜直轨道，模型可简化为如图乙所示。某次“小火车”从起点A由静止开始运动到途中某点B，且到达B前已经匀速。已知A到B过程发动机对“小火车”的驱动功率P=3.6kW保持不变，“小火车”在运动过程中的牵引力始终沿直轨道AB方向，“小火车”（含货物）总质量为m=240kg，AB间距离L=30m，“小火车”运行过程中受到的摩擦力恒定不变且为轨道受到压力的倍，忽略空气阻力，重力加速度。求： （1）“小火车”匀速上行时的速度v大小； （2）“小火车”速度v1=0.6m/s时的加速度大小； （3）整个过程中牵引力对“小火车”做的功； （4）“小火车”从A到B所用的时间。（计算结果保留3位有效数字） 【答案】（1）2m/s （2）17.5m/s2 （3） （4）15.1s 【解析】 【小问1详解】 “小火车”匀速上行时，受力平衡。设轨道受到“小火车”的压力大小为，受到的摩擦力为，则， 由平衡条件可知，牵引力 根据功率公式 联立解得 【小问2详解】 “小火车”速度为时，此时的牵引力 根据牛顿第二定律有 其中 解得 【小问3详解】 从到的整个过程中，根据动能定理有 解得牵引力对“小火车”做的功 【小问4详解】 整个过程发动机的驱动功率恒定，根据 解得时间 24. 一游戏装置如图所示，左端光滑水平面AB上固定一轻弹簧，水平面平滑连接一个竖直圆轨道BCD，半径R=0.6m，圆轨道右端与水平传送带DE平滑连接，传送带长L=2m，以速度v0=1m/s顺时针转动，传送带右端与铺有特殊材料的水平面EF平滑连接，EF长s=2m，水平面右端平滑连接一个四分之一圆弧FG。现有一个小滑块，质量m=0.2kg，将轻弹簧压缩到某位置（未超过弹簧弹性限度），从静止释放，小滑块恰好运动到圆轨道最高点C，已知小滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5。除传送带与水平面EF，其余阻力均忽略。 （1）求小滑块运动到圆轨道最高点时速度vC的大小； （2）求最初被压缩的弹簧储存的弹性势能Ep； （3）小滑块第一次滑到传送带右端E时速度vE的大小； （4）若小滑块与水平面EF之间的动摩擦因数为μ1，小滑块最终停在EF中点H（图中未画出），试讨论μ1可能的取值。 【答案】（1） （2）3J （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 小滑块恰好运动到圆轨道最高点C，到C点时轨道与滑块间没有弹力，根据牛顿第二定律 解得 【小问2详解】 从静止开始，到滑块运动到C点过程中，根据机械能守恒 解得 【小问3详解】 滑块从C运动到D点过程中，根据机械能守恒 解得 滑块从D到E的过程中，应用动能定理 解得 【小问4详解】 若小滑块第一次向右运动停在H点 可得 若小滑块第一次向左运动停在H点 可得 若小滑块第一次向左运动到E点时速度恰好为，则    可得 若，滑块将停在EH之间的某个位置上，与题意不符。 当时，小滑块将向左滑上传送带，设滑块与传送带间相对滑动距离为时，二者共速 解得 因,滑块返回E点时，速度大小为，以后运动过程中，若滑块滑上传送带，都将原速返回。 根据动能定理 解得 综上 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 嘉兴市2025~2026学年第二学期期末测试 高一物理试题卷 考生须知： 1．答案填在答题卡或答题卷相应位置，填在试题卷上无效。 2．不得使用计算器。 3．除特殊说明外，本卷中g取10m/s2。 选择题部分 一、选择题（本大题共18小题，每小题3分，共54分。在每小题给出的四个备选项中，只有一个是符合题目要求的，选对得3分，不选、错选或多选得0分） 1. 下列物理量为矢量的是（　　） A. 功 B. 电场强度 C. 电势 D. 重力势能 2. 下列关于物理学史的叙述中正确的是（　　） A. 库仑测得了元电荷 B. 密立根首先提出了电场的概念 C. 第谷总结出了行星沿椭圆轨道绕太阳运动 D. 卡文迪许利用扭秤实验装置测出了万有引力常量 3. 某电场的电场线如图所示，M、N为其中两点，则（　　） A. M点场强大于N点场强 B. M点场强小于N点场强 C. M点电势高于N点电势 D. M点电势低于N点电势 4. 如图所示，用带正电的玻璃棒靠近或接触验电器的金属球时，验电器的金属箔片会张开，则（　　） A. 甲图中，金属球、金属箔片均带正电 B. 甲图中，金属球带负电、金属箔片带正电 C. 乙图中，金属球、金属箔片均带负电 D. 乙图中，金属球带正电、金属箔片带负电 5. 如图所示，一小朋友坐在旋转木马的小车里做匀速圆周运动，她的左右脚时刻相同的物理量是（　　） A. 线速度 B. 角速度 C. 向心加速度 D. 向心力 6. 战国时期的《甘石星经》描述了金、木、水、火、土五大行星的运行规律。若五大行星的运动如图所示，且绕中心天体做匀速圆周运动，则（　　） A. 火星的线速度大于水星的线速度 B. 地球的角速度大于土星的角速度 C. 木星的周期小于金星的周期 D. 金星的向心加速度小于火星的向心加速度 7. 如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 图甲，带电作业的工人穿戴的工作服可以起到静电屏蔽作用 B. 图乙，雷雨云接近建筑物时，安装在屋顶的避雷针带上了与云层同种的电荷 C. 图丙，两个小球沿光滑圆锥筒内壁不同水平面做匀速圆周运动，角速度大小相等 D. 图丁，火车超过规定速度转弯时，内轨和轮缘间会有挤压 8. 如图所示，一同学正在垫排球，排球离开手臂后先竖直向上运动h，再落回原位置。假设此过程中，排球受到的空气阻力大小恒为f，则此过程中（　　） A. 空气阻力对排球做功为-2fh B. 重力对排球做功为-mgh C. 各力对排球做的总功为零 D. 排球的动能变化量为零 9. 一款机器人的柔性电子皮肤采用了电容传感器，其上、下皮层薄膜作为极板，中间由特殊材料作为支撑层，结构如图所示。工作时，电容器两极板间电压恒定，当皮肤受到垂直挤压时，支撑层被压缩，则（　　） A. 电容器的电荷量不变 B. 电容器的电荷量变小 C. 两极板间的电场强度不变 D. 两极板间的电场强度变大 10. 如图所示，MN是某电场中的一条电场线，一个带负电的粒子仅受静电力作用沿虚线从a运动到b，则（　　） A. 该电场一定是由位于N右侧的负点电荷产生 B. 带电粒子在a点加速度大于b点加速度 C. 带电粒子在a点电势能大于b点电势能 D. 带电粒子在a点的动能大于b点的动能 11. 一辆汽车在半圆形的赛道上行驶，它在几个位置的速度矢量如图所示，则描述汽车在相应位置的加速度矢量图正确的是（　　） A. B. C. D. 12. 如图所示，把一个带弹簧但质量未知的签字笔笔尖朝上，沿竖直方向压缩到底，无初速释放后笔上升的最大高度为h；再把笔水平放置在桌面上，沿水平方向压缩到底，无初速释放后，笔在桌面上滑行的最大距离为s，忽略空气阻力，则由上述物理量可估算出（　　） A. 弹簧的弹性势能的最大值 B. 上升过程中重力所做的功 C. 水平滑行过程中摩擦力所做的功 D. 笔与桌面间的动摩擦因数 13. 如图所示，风力发电机的叶片转动时可形成半径为30m的圆面。该地区某段时间内的风速为4.0m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为1.2kg/m3，假如这个风力发电机能将10%的空气动能转化为电能，则（　　） A. 单位时间内冲击叶片圆面的气流的体积约为1100m3 B. 单位时间内冲击叶片圆面的气流的动能约为2.16×104J C. 此风力发电机发电的功率约为1.08×104W D. 若该地区风速4.0m/s持续时间为2小时，能转化得到2.16×104J的电能 14. 如图所示，竖直固定的粗糙绝缘细杆足够长，质量为m、电荷量为q（正负未知）的小环套在细杆上，小环与细杆之间的动摩擦因数为μ。空间存在水平向右且大小可调的匀强电场，小环恰好处于静止状态。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（　　） A. 小环带正电 B. 此时电场强度 C. 当电场强度时，小环仍处于静止状态 D. 当电场强度时，小环的加速度为 15. 如图所示，商场的自动扶梯与水平面的夹角为30°，质量为60kg的人站立在扶梯的水平踏板上，从静止开始随扶梯向上做加速直线运动，运动2.5m后达到最大速度1m/s。重力加速度取10m/s2，则此过程中（　　） A. 人只受重力和踏板的支持力的作用 B. 人的重力势能增加了1500J C. 踏板对人做的功等于780J D. 支持力对人做的功为750J 16. 如图甲所示，倾角为θ=37°的粗糙斜面固定在水平地面上。滑块以一定的初速度从斜面底端开始上滑。若斜面足够长，上滑过程中滑块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则（　　） A. 图像②表示机械能随位移变化的关系 B. 滑块上滑过程中，重力势能增加了5E0 C. 滑块的重力大小为 D. 滑块受到的摩擦力大小为 17. 某人造地球卫星运行轨道与赤道共面，绕行方向与地球自转方向相同。该卫星持续发射信号，位于赤道的某观测站接收到的信号强度随时间变化的规律如图所示，T为地球自转周期。已知该卫星的运动可视为匀速圆周运动，地球质量为M，万有引力常量为G。则该卫星轨道半径为（ ） A. B. C. D. 18. 如图所示，某粒子控制装置由加速电场、偏转电场和收集装置MN组成。加速电场电压可调。偏转电场为以O点为中心的辐向电场，其范围在两个半径分别为r0、3r0的半圆之间，在半径相等的圆周上电场强度大小都相等，且满足（r为半径），方向沿半径向外。轨迹1是以O为圆心，半径为2r0的圆。已知r0处的电场强度大小为E0，带电粒子的质量为m，电荷量为-q，不计带电粒子的重力及粒子间的相互作用。则（　　） A. 粒子垂直PB飞入电场，无论加速电压取多少，粒子一定能做匀速圆周运动 B. 若粒子由静止加速后能沿轨迹1到达C点，则加速电场的电压为 C. 若加速后从PB间垂直PB方向进入的粒子都能做匀速圆周运动而到达收集装置，则粒子运动的周期T与轨迹对应半径r应满足的关系式 D. 若粒子从B点垂直PB方向射入，对应的轨迹2的运动时间 非选择题部分 二、非选择题（本题共4小题，共46分） 19. 某实验小组用如图所示的装置来探究向心力大小的表达式，挡板A、B、C到各自转轴的距离之比为1：2：1；如图是左、右塔轮的三种组合方式，从第一层到第三层的左、右半径之比分别为1：1、2：1和3：1。请回答以下问题： （1）若选择第一层的左、右塔轮组合方式，将两个质量相等的钢球分别放在B、C位置，可探究向心力的大小与______（选填“质量”、“半径”或“角速度”）的关系； （2）根据实验结论，若选择第二层的左、右塔轮组合方式，将两个质量相等的小球分别放在挡板B和C处，匀速摇动手柄，则左、右两标尺显示的格数之比为______。 （3）题（2）中，当加速摇动手柄时，左、右两标尺显示的格数之比______（选填“变大”、“变小”或“不变”） 20. 某实验小组利用图甲所示的装置验证机械能守恒定律。 （1）关于本实验的下列操作步骤，正确的是（　　） A. 准备释放纸带时手可以捏住纸带中段 B. 需用秒表测量重物下落的时间 C. 需用刻度尺测量重物下落的高度 D. 需用天平测量重物的质量 （2）实验得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到重物下落的起始点O的距离分别为hA、hB、hC，其中hA=53.86cm，hB=60.48cm，hC=67.48cm。若已知重物质量m=0.30kg，当地重力加速度g=9.80m/s2，计时器打点周期为0.02s。打点计时器打下B点时，重物的速度为______m/s；从O点到B点的过程中，重物重力势能的减少量为______J。（计算结果保留3位有效数字） （3）某同学用两个重物分别进行实验，实验操作规范，多次记录下落的高度h和对应的速度大小v，作出v2-h图像分别如图丙的P、Q所示。则选择与图像______（选填“P”或“Q”）对应的重物实验误差更小。 21. 某实验小组利用如图甲所示电路“观察电容器的充、放电现象”。实验前电容器不带电。实验时，先将开关S接1，待电路稳定后，将开关S接2，电流、电压传感器将信息传入计算机。计算机记录的电流随时间变化的i-t曲线如图乙所示。 （1）将开关S接1时，电流从_____（填“a到b”或“b到a”）流过电阻器R； （2）乙图中图像与坐标轴围成的面积S1______S2（选填“>”、“<”或“=”）； （3）实验小组先后对同一个不带电的电容器充电，i-t曲线分别如图丙所示，造成图像不同的主要原因可能是改变了______（填“电源两端电压”或“电阻器的电阻”）。 22. 如图所示是一种新型粒子收集装置，一个粒子源放置在立方体中心O（固定在竖直轴上），粒子源可以向水平各方向均匀地发射一种带正电粒子，粒子比荷为。立方体处在竖直向下的匀强电场中，电场强度E=2×103N/C，立方体棱长L=0.4m，除了上下两个面以外，其余四个侧面均为荧光屏。不考虑粒子源的尺寸大小、粒子重力以及粒子间的相互作用，粒子打到荧光屏上后被荧光屏所吸收，不考虑荧光屏吸收粒子后的电势变化。 （1）求粒子打出后，在电场中运动的加速度a的大小； （2）求打到CCʹ边的中点E的粒子运动的时间t； （3）要使所有粒子都打到荧光屏上，则发射时的最小速度为多少？ 23. 如图甲所示，果农在山上采摘水果时用“小火车”运输水果。某段“小火车”轨道可近似看成θ=30°倾斜直轨道，模型可简化为如图乙所示。某次“小火车”从起点A由静止开始运动到途中某点B，且到达B前已经匀速。已知A到B过程发动机对“小火车”的驱动功率P=3.6kW保持不变，“小火车”在运动过程中的牵引力始终沿直轨道AB方向，“小火车”（含货物）总质量为m=240kg，AB间距离L=30m，“小火车”运行过程中受到的摩擦力恒定不变且为轨道受到压力的倍，忽略空气阻力，重力加速度。求： （1）“小火车”匀速上行时的速度v大小； （2）“小火车”速度v1=0.6m/s时的加速度大小； （3）整个过程中牵引力对“小火车”做的功； （4）“小火车”从A到B所用的时间。（计算结果保留3位有效数字） 24. 一游戏装置如图所示，左端光滑水平面AB上固定一轻弹簧，水平面平滑连接一个竖直圆轨道BCD，半径R=0.6m，圆轨道右端与水平传送带DE平滑连接，传送带长L=2m，以速度v0=1m/s顺时针转动，传送带右端与铺有特殊材料的水平面EF平滑连接，EF长s=2m，水平面右端平滑连接一个四分之一圆弧FG。现有一个小滑块，质量m=0.2kg，将轻弹簧压缩到某位置（未超过弹簧弹性限度），从静止释放，小滑块恰好运动到圆轨道最高点C，已知小滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5。除传送带与水平面EF，其余阻力均忽略。 （1）求小滑块运动到圆轨道最高点时速度vC的大小； （2）求最初被压缩的弹簧储存的弹性势能Ep； （3）小滑块第一次滑到传送带右端E时速度vE的大小； （4）若小滑块与水平面EF之间的动摩擦因数为μ1，小滑块最终停在EF中点H（图中未画出），试讨论μ1可能的取值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $