江西抚州市临川第一中学2024-2025学年高一下学期期末物理试题

**基本信息** 以神舟二十号出舱、天问二号探测等科技前沿及“牛转翻车”文化传承为情境，通过平抛运动实验、卫星运动计算等题，融合物理观念与科学思维，实现基础巩固与创新应用的梯度考查。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选|7/28|电场概念、圆周运动、v-t图像等|中国高铁齿轮传动考线速度关系，体现模型建构| |多选|3/18|卫星变轨、电容器动态分析|天问一号变轨问题考查科学推理，强化运动与相互作用观念| |非选择|5/54|平抛实验、牛顿第二定律验证、天体运动综合计算|平抛频闪照片分析（科学探究），弹簧-传送带多过程题（能量观念）|

2024—2025学年（下）高一年级期末物理试题 (试卷满分：100分 考试用时：75分钟) 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分．每小题只有一项是符合题目要求. 1．下列有关电场、电荷的说法正确的是（     ） A．电荷量很小的电荷就是元电荷 B．物体所带电荷量可以是任意值 C．电场是物质存在的一种形式 D．元电荷的数值是由法国科学家库仑测得的 2．我国明代出版的天工开物中记录了我们祖先的劳动智慧，如图所示为“牛转翻车”，利用畜力转动不同半径齿轮来改变水车的转速，从而将水运送到高处。祖先的智慧在今天也得到了继承和发扬。我国自主研发的齿轮传动系统，打破了国外垄断，使中国高铁持续运行速度达到350 km/h，中国高铁成为中国制造的一张“金名片”。图中A、B是两个齿轮边缘点，齿轮半径比，在齿轮转动过程中（     ） A．A、B的周期之比 B．A、B的角速度之比 C．A、B的线速度大小之比 D．A、B的向心加速度大小之比 3．一汽车在靠近路口时发现红灯即将变亮，于是提前开始缓慢制动减速，在靠近停止线时一宠物突然冲出，汽车立即进行紧急制动，该段时间内汽车的速度—时间图像如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．内，汽车的加速度大小为 B．时汽车的加速度方向发生改变 C．汽车刹车过程的总位移为 D．汽车刹车过程的平均速度为 4．如图所示，A、B两点在同一条竖直线上，A点离地面的高度为2h，B点离地面高度为。将两个小球分别从A、B两点水平抛出，两球同时落在水平地面上的同一点。不计空气阻力，已知重力加速度为g，则（　　） A．两个小球可能同时抛出 B．两个小球抛出的初速度大小可能相等 C．两个小球抛出的时间间隔为 D．两个小球抛出的初速度大小之比 5．晓宇在练习投篮时，某次将可视为质点、质量为m的篮球以速度v0从P点抛出，最终在Q点落入篮筐，如图所示。已知篮球离手瞬间距离地面的高度为h，篮筐距离地面的高度为H，重力加速度为g，规定地面为零势能面，忽略空气阻力。下列说法正确的是（     ） A．篮球抛出时的机械能为 B．从P到Q篮球重力做功为 C．篮球在Q点的重力势能为 D．篮球在Q点的机械能为 6．如图所示，在边长为的正六边形的顶点依次放、、、、、六个点电荷，静电力常量为，则中心处的电场强度大小为（     ） A． B． C． D． 7．北京时间2025年5月22日神舟二十号乘组指令长陈冬在乘组首次出舱活动中，率先从天和核心舱节点舱出舱。如图所示为地球的同步卫星和可视为近地卫星的中国空间站围绕地球做圆周运动的轨道示意图。已知同步卫星和中国空间站绕行地球的运动方向相同，同步卫星离地高度约为地球半径的6倍，空间站的运行周期为，下列说法正确的是（　　） A．在轨运行时空间站的向心力等于同步卫星的向心力 B．出舱后的宇航员不受地球引力的作用 C．在相同时间内空间站及同步卫星分别和地心的连线扫过的面积之比约为 D．宇航员看到同步卫星在头顶正上方的最短时间间隔约为 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．每小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分. 8．“天问一号”是我国第一颗人造火星卫星，“天问一号”被火星捕获的运动轨道如图所示，它从圆形轨道上的点变轨后沿椭圆轨道到达近火点。则关于“天问一号”的运动，下列说法正确的是（　　） A．在由圆形轨道变成椭圆轨道过程中需要减速 B．在从椭圆轨道点到达近火点过程中机械能减小 C．在点的速度小于沿椭圆轨道运动时经过点的速度 D．在点的加速度比在点的加速度大 9．如图所示，甲为赤道上的物体，乙、丙为地球的两颗卫星，它们均绕地球做匀速圆周运动，运动周期都为，将地球看成球体。则下列判断正确的是（　　） A．乙、丙两卫星到地面的高度相同 B．乙、丙两卫星所受的万有引力大小一定相等 C．乙卫星的轨道半径大于同步卫星的轨道半径 D．甲物体的线速度一定小于乙卫星的线速度 10．如图所示，平行板电容器与静电计相连接，一带负电的粒子从平行板电容器左端的正中央以初速度沿水平方向射入，经过一段时间粒子刚好从下极板的边缘离开，点为电容器中的一点，保持电容器所带的电荷量不变，仅将电容器的下极板向下移动少许，粒子的重力忽略不计，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．电容器的电容减小 B．静电计的指针偏角增大 C．点的电势升高 D．粒子打在下极板上 三、非选择题：本题共5小题，共54分. 11．用图1、2实验装置探究平抛运动的规律，图1装置用小锤击打C，小球A水平抛出。图2中两个完全相同的轨道M、N，末端切线水平且在同一竖直线上，轨道N的末端与光滑水平面相切，两个相同的小球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，切断电源，两个小球以相同的初速度同时通过轨道末端。 (1)经过多次实验，关于图1、2中两个实验过程，下列说法正确的是________（多选）。 A．图1实验发现A、B两个小球总是同时落地，说明平抛运动竖直方向上的分运动是自由落体运动 B．图1实验发现A、B两个小球总是同时落地，说明平抛运动水平方向上的分运动是匀速直线运动 C．图2实验发现P、Q两个小球在E点碰撞，说明平抛运动竖直方向上的分运动是自由落体运动 D．图2实验发现P、Q两个小球在E点碰撞，说明平抛运动水平方向上的分运动是匀速直线运动 (2)在图2实验中用频闪相机对准小球P及方格背景照相，拍到了如图3所示的照片，已知每个小方格的边长是2.5cm，重力加速度g取，1、2、3、4、5为连续相等时间间隔小球的位置，由于相机的问题位置4没拍到，小球P运动到位置4时水平速度大小是________m/s，竖直速度大小是________m/s。（结果均保留2位有效数字） 12．某同学用图1所示的装置做验证牛顿第二定律实验，操作步骤如下： ①轻绳绕过定滑轮后系在质量为的滑块上，滑块放置在水平长木板上； ②在轻绳另一端悬挂质量为的钩码后，滑块在轻微扰动下做匀速直线运动； ③在质量为的钩码上添加不同质量的钩码，添加的钩码的质量记为，用轻质加速度传感器（图中未画出）测出在不同钩码下滑块运动的加速度，获得多组数据； ④作出与的图像如图2所示。 已知重力加速度，不计空气阻力。 (1)以下说法正确的是________。 A．将带滑轮的长木板右端垫高，以对摩擦力进行补偿 B．位于定滑轮和滑块之间的细线应与长木板平行 C．实验中不需要满足的条件 (2)已知图2图像斜率为，则滑块质量为________（结果用、表示）。 (3)若实验中没有进行步骤②，直接悬挂不同质量的钩码做实验测滑块的加速度，则作出的与的图像________（选填“能”或“不能”）过原点，图像的斜率________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 13．如图甲所示，玩具小车静止在水平面上。现用遥控器启动小车，玩具小车的速度大小随时间的变化关系如图所示。已知玩具小车质量为，在0~6s内运动的位移为，运动过程中玩具小车所受的阻力为自身重力的0.2倍，重力加速度大小为，求： (1)4s~6s内，玩具小车受到的牵引力的大小； (2)0~6s内，玩具小车受到的牵引力的最大功率。 14．2025年5月29日我国在西昌卫星发射中心，成功将天问二号探测器发射升空。天问二号主要任务是对小行星2016HO3进行探测、取样并返回地球，返回舱预计2027年底着陆地球并完成回收。天问二号围绕小行星2016HO3运动时的轨道如图所示，已知小行星2016HO3的质量为M，半径为R，天问二号在A点时距小行星2016HO3最近，到表面的距离为R，在B点时距小行星2016HO3最远，到表面的距离为3R，引力常量为G。求： (1)天问二号在A点时的加速度大小； (2)天问二号从A点第一次到B点的时间。 15．如图所示，一轻弹簧的一端固定在倾角为的光滑斜面底端处，另一端放置一可视为质点的滑块，滑块的质量，滑块与弹簧不连接。在外力作用下将滑块沿斜面向下缓慢推到某一位置时，再撤去外力，滑块从静止开始沿斜面运动到顶端点后离开斜面，恰好水平飞上顺时针匀速运行的水平传送带。已知滑块离开斜面时弹簧已恢复原长，滑块沿斜面向上运动的距离，传送带上表面距点的竖直高度，滑块与传送带间的动摩擦因数，传送带的长度为，重力加速度。求： (1)滑块飞上传送带时的速度大小，及弹簧初始时储存的弹性势能； (2)若传送带的速度为，求滑块第一次滑到传送带右端时，传送带多消耗的电能； (3)传送带右端竖直固定两个半径为的光滑半圆弧轨道，且轨道下端恰好与传送带相切，若使滑块不能离开传送带和圆弧构成的轨道，传送带的速度大小应满足什么条件。 物理试卷第1页，共2页 物理试卷第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $2024一2025学年（下)高一年级期末物理试题 配套参考答案 1.C 【详解】A.元电荷是自然界最小的电荷量单位，数值等于单个电子或质子的带电量绝对值， 不是指电荷量小的带电粒子，带电微粒即使电荷量很小，也可能为元电荷的整数倍，不是元 电荷本身，故A错误： B.所有带电体的电荷量只能是元电荷的整数倍，不能取任意连续值，故B错误： C.电场是不依赖人的意识客观存在的特殊物质，属于物质存在的一种形式，故C正确： D.元电荷的数值最早是由美国科学家密立根通过油滴实验测得的，库仑的主要贡献是总结 了点电荷间相互作用的库仑定律，故D错误。 故选C。 2.B 【详解】ABC.两齿轮接触传动，故A、B处线速度相等，根据v=a”可得A、B的角速度 之比@=2=2 @B TA 3 由T=2可得2=- 0 T:@A 2 故AC错误，B正确： D.根据a=r可得4= ,故D错误。 as@Ig 3 故选B。 3.C 【详解】A。速度时间图像，图线斜率的大小表示加速度的大小，则0~2s内，由a=会 解得汽车的加速度大小为4=1m/s2,A错误： B.由图可知，2s前后，图线斜率都为负，故加速度都为负，加速度方向没有改变，B错误： C.速度一时间图像，图线与时间轴围的面积表示位移，则刹车过程的位移为 1 x三S=号8+10)×2+3-2)x8=22m,C正确 D.由下= t 解得下= 22 mS,D错误。 故选C 4.C 【详解】AC.两个小球抛出的时间间隔为 =-,2h=3, 1 解得△f 2- 1 A错误，C正确： 答案第1页，共8页 BD.根据平抛运动规律得 H,=w 解得6=班 两个小球抛出的初速度大小之比 3 1, BD错误。 故选C。 5.D 【详解】AD.规定地面为零势能面，篮球抛出时的机械能为E=gh+二，由于篮球在 2 空中只受重力作用，机械能守恒，所以篮球在Q点的机械能为三后+gh,故A错误，D 正确： B.从P到Q篮球重力做功为W。=-g(H-h),故B错误： C.篮球在Q点的重力势能为E。=gH,故C错误。 故选D。 6.C 【详解】正六边形放+9、+2q、+3q、+4g、+5q、+6g电荷的顶点分别记为A、B、C、 D、E、F,如图所示 F +6q +5 A+q ●O 29 +3q 由对称关系可知，顶点A、B、C处的电荷在中心O处产生的场强与顶点D、E、F处等 量电荷在中心O处产生的场强大小相等，方向相反，刚好抵消。正六边形边长为L,则各顶 点到中心O处的距离均为L,O处的场强相当于顶点D、E、F处剩余电荷产生的场强， 顶点D、B、P处剩余电荷均为+39，在中心0处产生的电场强度大小相等，为8=☐ 顶点D、F处在中心O处产生的电场强度方向夹角为120°，则合场强大小也为E,方向由O 指向B;顶点E在O处产生的场强方向也由O指向B 因此中心0处的电场强度大小B。=2B=6g 方向由O指向B。 故选C。 7.D 答案第2页，共8页 【详解】A.空间站与同步卫星离地球的距离不同，二者质量一般也不同，则受地球的引力 般不同，即向心力一般不同，故A错误； B.出舱后的宇航员仍然受地球引力的作用，故B错误； c白cm 相同时间△1内，与地心的连线扫过的面积S=,1 则S=AL GMF 且可知同步卫星运动半径为中国空间站的7倍，则在相同时间内空间站及同步卫星分别和地 心的连线扫过的面积之比约为S:S,=√R:√7R=1:√7，故C错误； D.对同步卫星，有G=4元 2sm 对空间站，有G=m4r 且r=7R 联立，解得T'=72T 二者绕行地球的运动方向相同，则从图示位置开始，设宇航员下一次看到同步卫星在头顶正 上方时间为，则有子子1 3 联立，解得t=一T,故D正确。 72-1 故选D。 8.AD 【详解】A.卫星在由圆形轨道变成椭圆轨道过程中，需要在P点减速使得万有引力大于所 需向心力，从而让卫星做近心运动沿椭圆轨道运行，故A正确： B.在从椭圆轨道点P到达近火点2过程中，只有万有引力对卫星做功，卫星的机械能不变， 故B错误： C.根据开普勒第二定律可知，卫星在Q点的速度大于沿椭圆轨道运动时经过P点的速度， 故C错误： 儿.根轻0物-脑 GM 可得卫星加速度a= ,产，由于。<？，可知卫星在点的加速度比在P点的加速度大，故 D正确。 故选AD。 9.AD 【详解】A.根据万有引力提供向心力G ,4元2 -=l- 3 解得T 4πr GM 答案第3页，共8页 可知因乙、丙两卫星周期相同，则轨道半径相同，到地面的高度相同，故A正确： B.乙、丙两卫星的质量关系不确定，则不能比较两卫星所受的万有引力的大小关系，故B 错误： CD.甲物体与同步卫星的角速度相同，根据v=r 可知甲物体的线速度小于同步卫星的线速度：而根据G加-m4红 2m 解得T 4π1 GM 因乙的周期小于同步卫星的周期，可知乙的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，根据 GMin 解得v= GM r 可知乙卫星的线速度大于同步卫星的线速度，可知甲物体的线速度一定小于乙卫星的线速度， 故C错误，D正确。 故选AD。 10.AB 【详解】A.仅将电容器的下极板向下移动少许，两极板之间的距离增大，由公式C=￡S 4xkd 可知电容器的电容减小，故A正确： B.由于电荷量保持不变，因此由公式V=9可知，电容器两极板间的电压增大，则静电计 的指针偏角增大，故B正确： C。由公式6-子，综合以上两式，整理得E-g ES 电容器的下极板向下移动少许，两极板间的电场强度不变，又P点到上极板的距离不变，则 上极板与P点间的电势差不变，P点的电势不变，故C错误； D.粒子的侧偏位移为y=,at 又a=9E 1= L 整理得y=g驱r 2w6 由于电场强度不变，因此粒子的侧偏位移不变，粒子仍从原位置离开平行板，又下极板向下 移动少许，则不会打在下极板上，故D错误。 故选AB。 11.(1)AD (2)1.0 1.8 【详解】(1)AB.改变实验装置离地高度，多次实验，A、B两小球总是同时落地，这说明 两球在竖直方向的运动完全相同，即做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动，故A 正确，B错误； CD,图2实验发现P、Q两个小球在E点碰撞，这说明做平抛运动的P球在水平方向上的 答案第4页，共8页 运动情况与Q球相同，为匀速直线运动，故C错误，D正确。 故选AD。 (2)[1]小球P在竖直方向上做自由落体运动，根据逐差法可得△y=gT 其中Ay=y2-y1=2d-d=d=0.025m 解得频闪相机的频闪周期为T=0.05s 小球P在水平方向上做匀速直线运动x=T 其中x=2d=0.05m 解得=1.0m/s 回小球P运动到位置2时，竖直分速度大小为y,产-0756 则小球P运动到位置4时，竖直分速度大小为y,4=y2+8×2T=1.75m/s≈1.8m/s 12.(1)BC (2②% 1 (3)不能 变大 【详解】(1)A.实验步骤②相当于平衡摩擦力，因此不需要再将带滑轮的长木板右端垫高 来平衡摩擦力了，故A错误： B.位于定滑轮和滑块之间的细线必须与长木板平行，才能确保细线对滑块的拉力沿着滑块 的运动方向，故B正确： C.本实验中，以滑块和钩码整体为研究对象，根据牛顿第二定律可得 (l+)8=(M+m+)a l+一g 解得a=M+m+o 因此无需满足m+,≤M,故C正确。 故选BC。 （2)以滑块和钩码整体为研究对象，根据牛顿第二定律可得 (n+%)g-uMg=(M++%)a 1 一m(g-a) 解得a=M+ 因此在a-m(g-a图像中，其斜率为k= 1 M+no 解得M=名叫 (3)若没有进行步骤②，根据牛顿第二定律则有g-Mg=M血+a 1 解得a=立mg-0-g 答案第5页，共8页 故此时a-m(g一a)图像不过原点，其斜率为E=>,】 ΓMM+ 即a-m(g-a)图像的斜率变大。 13.(1)12N (2)180W 【详解】(1)令4=4s,t=6s,由于速度时间图像与时间轴围成的面积表示位移，则0~6s 内有号西 解得ym=12m/s -(图像的斜率表示加速度，4s6s内加速度大小4,66m/3 在此过程对小车进行分析，设牵引力为F2,受到的阻力为0.2g,根据牛顿第二定律有 F3+f=ma 解得乃=12N （2)在0~4s内对小车进行分析，根据牛顿第二定律有耳-f=☑ 在04s内的加速度4==3m/s t 解得乃=15N>乃=12N 即玩具小车在04s内的受到的牵引力大于在4s6s的受到的牵引力，在加速过程速度达到 最大时，功率最大，则有卫m=m 解得=180W 14.()4R 、GM 3R3 2)37GM 【详解】(1)天问二号在A点时距离小行星表面的距离为R,则距离小行星中心的距离为 MnL $2$,设天问二号的质量为，根据万有引力定律和牛顿第二定律有G (2R)2 解得a兴 (2)天问二号在B点时距离小行星表面的距离为$3R$,则距离小行星中心的距离为$4R$, 天问二号做椭圆运动的半长轴为=2R+4松 2 解得=3R 答案第6页，共8页 设天问二号的运动周期为T,根据开普勒第三定律可将其等效为半径为的圆周运动，由万 有引力提供向心力有G血=m4 20 3R 解得T=6πGM 天问二号从A点第一次运动到8点的时间为半个周期，即t=? 解得t=3π 3R3 GM 15.(1)W2m/s,(4+10W2J (2)8(V1o-V2)J (3)0<v<2m/s 【详解】(1)设飞上传送带后速度为，滑块从N飞上传送带过程，逆向思维法，可知在N 点时竖直方向速度=2gh 因为y=otan8 能量守恒有点，=g(:n0+小+m 联立解得=√2m/sE。=(4+10v2J (2)滑块飞上传送带后Lg=a 假设全程加速吗-=2al 解得yp=√10m/s<4m/s 可知假设成立，则传送带多消耗的电能B。=mg1-)+)m-) 因为yp-V。=t 联立解得E多=8V10-√2J (3)若滑块恰好能到达圆弧最高点时，在最高点速度为零，从最低点到最高点，由动能定 理有2eR=m时 代入数据，解得=2m/s 答案第7页，共8页 滑块以=2m/s的速度向左返回传送带时向左的最远位移x= 2a 联立解得x=lm<d 可知滑块不会离开传送带，故传送带速度应满足0<<2m/S。 答案第8页，共8页