精品解析：山东德州市2025-2026学年高一下学期期末考试物理试题

高一物理试题 本试题卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间90分钟。 注意事项： 1、答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。 2、选择题答案必须使用2B铅笔正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 3、请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。 一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 关于静电的防止与应用，下列说法不正确的是（ ） A. 燃气灶的点火器做成针尖状是利用了尖端放电的原理 B. 电气设备的金属屏蔽罩是利用了静电平衡时导体内部电场强度为零的原理 C. 油罐车的尾部拖一条铁链是利用了摩擦起电的原理 D. 优质耳机线内包裹着金属丝网是利用了静电屏蔽的原理 2. 下列关于电场的描述中正确的是（ ） A. 由可知，电场强度与成正比，与成反比 B. 在中，是点电荷在处产生的电场的电场强度大小 C. 由可知，匀强电场中两点间的距离越大，两点间的电势差越大 D. 在公式中，同一个电荷在电势越高的地方电势能越大 3. 德州地处山东省西北部，自古便是“九达天衢”、“神京门户”，是重要的交通枢纽，位于北纬至之间。一物体处在纬度为的德州市某地随地球自转做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ） A. 把该物体挪到地球赤道上同一海拔处其重力变大 B. 把该物体挪到同纬度的高山上某点其重力变大 C. 把该物体挪到纬度更高的北京市的同一海拔处其重力变大 D. 把该物体挪到纬度较低的南京市的同一海拔处其向心力变小 4. 物理学家密立根利用如图所示的油滴实验装置测定了电子的电荷量，因而获得了1923年诺贝尔物理学奖。两块水平放置的金属板、分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，图中油滴P悬浮在两板间保持静止。若要使原本静止的油滴向下运动，下列做法可行的是（ ） A. 保持两极板间电压不变，把下极板向上移 B. 断开电源，把下极板向右移 C. 断开电源，把下极板向下移 D. 断开电源，在两极板间插入电介质 5. 如图所示为德州市又一个标志性设施摩天轮“德州之眼”，游客坐在上面随着摩天轮慢慢地转动，既能体会登高的刺激又能欣赏远处的风景。假设摩天轮匀速转动，当游客随摩天轮转动的过程中（ ） A. 游客的速度保持不变 B. 游客处在和圆心等高的左右两侧位置时受到的支持力不同 C. 游客重力的功率保持不变 D. 游客的机械能随高度的变化在变化 6. 五角星是大家非常喜欢的图形之一。如图所示，在五角星的四个顶点上各放置电荷量为的点电荷，第五个顶点上放置电荷量为的点电荷。已知五角星顶点到中心的距离为，静电力常量为，则五角星中心处的电场强度大小为（ ） A. B. C. D. 7. 如图所示，不可伸长的细线一端固定于点，另一端系一个小球，把小球从点由静止自由释放，用一把直尺水平置于悬点的正下方点右侧，用来挡住细线（点在点所在的水平面上方某处）。图示为小球运动过程中的频闪照片，不计空气阻力。下列结论中正确的是（ ） A. 细线碰到直尺后，细线的拉力对小球做负功 B. 小球向右摆动的最大高度明显低于点 C. 如果把直尺稍微竖直向上平移一定高度，小球向右摆动的最大高度明显高于点 D. 如果把直尺稍微竖直向上平移一定高度，细线与直尺碰撞后的瞬间，小球受到的拉力比没动直尺前变小 8. 现有一半径为的均匀带电球体，为球心，以为原点建立坐标轴。已知电荷均匀分布的球壳在壳内产生的电场为零。关于该带电球体产生的电场强度随的变化关系，下列图中正确的是（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 9. 如图所示，正方体的、两点分别固定等量的异种点电荷，下列说法正确的是（ ） A. 从沿直线到电场强度先增大后减小 B. 、两点的电场强度相同 C. 从沿直线移动电子到，电场力做负功 D. 从沿直线到电势一直降低 10. 2026年5月24日，神舟二十三号载人飞船成功发射，并完成与空间站对接，其发射过程简化如图所示：飞船先以速度进入半径为的圆轨道Ⅰ，然后在点点火加速，以速度进入转移轨道Ⅱ，到达远地点时，再次点火加速，以速度进入半径为的目标圆轨道Ⅲ并与空间站实现对接。已知地球的质量为，引力常量为。下列说法正确的是（ ） A. 飞船在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ稳定运行时经过点的加速度不相同，大小分别为和 B. 飞船在轨道Ⅱ和轨道Ⅲ稳定运行时经过点的加速度相同，大小为 C. 飞船沿目标轨道Ⅲ运行的机械能小于在轨道Ⅰ上运行的机械能 D. 飞船的三个速度大小关系是 11. 如图所示为某种粒子飞行时间探测器的简化工作原理图。开关闭合，在真空室内，电容器极板间的加速电压为，两极板中央开有小孔，为接收端，间为无场漂移区域。有一质量为、电荷量为的带电粒子自A极板小孔飘入（忽略初速度），经加速区域和漂移区域到达端结束，时间探测器显示整个过程的时间为。不计粒子重力，则（ ） A. 保持闭合，仅将增大，变短 B. 保持闭合，仅将变小，变短 C. 保持闭合，仅将B极板向右移动，变短 D. 将断开，仅将B极板向右移动，变短 12. 如图所示，倾角的斜面固定在水平地面上，物块和通过不可伸长的轻绳连接并跨过轻质定滑轮，轻绳与斜面平行。已知的质量，的质量，开始时距斜面底端的距离，与定滑轮间的距离足够大。现将、从静止释放，到达地面时无能量损失，不计一切摩擦，。则（ ） A. 到达地面时速度的大小为 B. 到达地面时速度的大小为 C. 到达地面后继续上升 D. 到达地面后继续上升 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 利用下图甲所示电路观察电容器的充、放电现象。 （1）实验过程中电压表的示数随时间变化的图像如图乙所示，图乙是电容器____________（选填“充电”或“放电”）过程得到的。 （2）下列关于电容器充电时，电流与时间的关系、所带电荷量与两极板间的电压的关系正确的是            。 A. B. C. D. （3）已知电源的输出电压为3 V，通过导线的电荷量与电流的关系式为，实验过程中描绘的电容器放电图像如下图所示，图像与坐标轴围成的有效格数为55格，则该电容器的电容大小约为____________F（保留二位有效数字）。 14. （1）某实验小组利用如图1所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 实验时，由静止释放重锤，得到如图2所示的一条纸带，其中为打点计时器打下的第一个点，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、、，已知打点计时器打点的周期为，重力加速度为。 ①点对应的速度为=___。 ②从打点到打点的过程中，若满足___，则重锤在上述过程中机械能守恒。 （2）另一实验小组利用如图3所示的装置也可以完成“验证机械能守恒定律”的实验，框架上装有光电门1和光电门2；框架竖直部分紧贴一刻度尺，零刻度线在上端，可以测量出两个光电门到零刻度线的距离和；框架水平部分用电磁铁吸住一个质量为的小铁球，小铁球的球心所在高度恰好与刻度尺零刻度线对齐，小铁球的直径为。切断电磁铁线圈中的电流时，小铁球由静止释放，当小铁球先后经过两个光电门时，读取小铁球通过两个光电门的遮光时间依次为，，已知重力加速度为。（本题结果均用题中的字母表示） ①小铁球经过光电门1和光电门2的速度分别为___和___。 ②若符合机械能守恒定律，小铁球从光电门1运动到光电门2的过程中应满足的关系式为___。 15. 2026年5月31日，长征二号丁运载火箭在西昌发射中心发射成功，将卫星互联网技术试验卫星精准送入预定轨道，验证手机直连卫星宽带技术。卫星对地球的最大覆盖角为，绕地球近似做匀速圆周运动。已知卫星的质量为，卫星在地球表面受到的重力为，地球半径为，引力常量为，忽略地球自转的影响。求： （1）地球质量； （2）卫星运行的周期。 16. 如图所示，竖直面内半径为的光滑绝缘圆轨道置于水平向右的匀强电场中，一可视为质点的质量为、电荷量为的带电小球置于圆轨道内。小球静止时的位置和圆心的连线与竖直方向的夹角为。已知重力加速度为，，。求： （1）电场强度的大小； （2）仅将此电场的方向调整为竖直向下，小球从图示位置运动到最低点时受到的支持力多大。 17. 如图所示，倾角的固定光滑斜面的底端与水平面平滑相连，水平面长度，水平面右侧固定有一圆心角，半径的光滑圆弧轨道，轨道最低点右侧等高处紧挨着放置一个足够长、质量的木板，其上表面粗糙，下表面光滑。将质量的小物块从斜面上高处的点由静止释放，经水平面右端点水平抛出后恰好从点沿着圆弧切线方向进入轨道，经最低点后滑上木板。已知物块与水平面之间的动摩擦因数为，物块与木板之间的动摩擦因数为，，，，，。求： （1）物块运动到点的速度大小； （2）物块运动到点时受到的支持力大小； （3）从物块滑上木板到它们第一次相对静止时，两者因摩擦产生的热量。 18. 物理学家经常利用电场来约束带电粒子的运动，如图所示为某约束装置的示意图。平面直角坐标系的第一象限内存在沿轴负方向的匀强电场（大小未知），第二象限内存在沿轴正方向的匀强电场（大小未知），第四象限内的区域存在沿轴正方向的匀强电场，第四象限内的区域存在沿轴正方向的匀强电场（大小未知）。一质量为、电荷量为的带正电粒子在点由静止释放，经过轴时的速度大小为，第一次经过轴上的点坐标为，然后穿过电场强度为的区域，刚好没有穿出电场强度为的区域。不计粒子重力和电场的边缘效应。求： （1）的大小； （2）的大小； （3）的大小； （4）带电粒子第二次经过轴时到坐标原点的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一物理试题 本试题卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间90分钟。 注意事项： 1、答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。 2、选择题答案必须使用2B铅笔正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 3、请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。 一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 关于静电的防止与应用，下列说法不正确的是（ ） A. 燃气灶的点火器做成针尖状是利用了尖端放电的原理 B. 电气设备的金属屏蔽罩是利用了静电平衡时导体内部电场强度为零的原理 C. 油罐车的尾部拖一条铁链是利用了摩擦起电的原理 D. 优质耳机线内包裹着金属丝网是利用了静电屏蔽的原理 【答案】C 【解析】 【详解】A．燃气灶点火器做成针尖状，利用了导体尖端电荷密度大、易发生尖端放电击穿空气实现点火的原理，故A正确； B．电气设备的金属屏蔽罩处于静电平衡状态时，导体内部电场强度为零，可隔绝外部电场对内部设备的干扰，利用了静电平衡的特点，故B正确； C．油罐车运输过程中油和罐体摩擦会产生静电，尾部拖铁链是为了将积累的静电导入大地，避免静电放电引发爆炸，是为了消除摩擦起电的危害，并非利用摩擦起电原理，故C错误； D．耳机线内的金属丝网可形成静电屏蔽层，隔绝外界电场对音频电信号的干扰，利用了静电屏蔽原理，故D正确。 本题选不正确的，故选C。 2. 下列关于电场的描述中正确的是（ ） A. 由可知，电场强度与成正比，与成反比 B. 在中，是点电荷在处产生的电场的电场强度大小 C. 由可知，匀强电场中两点间的距离越大，两点间的电势差越大 D. 在公式中，同一个电荷在电势越高的地方电势能越大 【答案】B 【解析】 【详解】A．是电场强度的定义式，电场强度由电场本身的性质决定，与试探电荷所受电场力、试探电荷的电荷量均无关，故A错误； B．点电荷场强公式为 库仑定律 受到的电场力是产生的电场施加的，将除以，可得在位置产生的场强大小为，故B正确； C．中的是匀强电场中两点沿电场线方向的距离，若两点沿垂直电场线方向分布，即使两点实际距离很大，沿电场线方向的，电势差也为0，故C错误； D．电势能的大小和电荷电性有关：若电荷为负电荷（），电势越高，电势能反而越小，故D错误。 故选B。 3. 德州地处山东省西北部，自古便是“九达天衢”、“神京门户”，是重要的交通枢纽，位于北纬至之间。一物体处在纬度为的德州市某地随地球自转做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ） A. 把该物体挪到地球赤道上同一海拔处其重力变大 B. 把该物体挪到同纬度的高山上某点其重力变大 C. 把该物体挪到纬度更高的北京市的同一海拔处其重力变大 D. 把该物体挪到纬度较低的南京市的同一海拔处其向心力变小 【答案】C 【解析】 【详解】A．地球表面物体的万有引力可分解为重力和随地球自转的向心力 赤道处，同一海拔相同，更大，更大，重力更小，故A错误； B．同纬度的高山上更大，万有引力更小，同时更大，重力更小，故B错误； C．纬度更高则更小，同一海拔相同故万有引力大小相同，更小，因此重力更大，故C正确； D．纬度更低则更大，更大，故D错误。 故选C。 4. 物理学家密立根利用如图所示的油滴实验装置测定了电子的电荷量，因而获得了1923年诺贝尔物理学奖。两块水平放置的金属板、分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，图中油滴P悬浮在两板间保持静止。若要使原本静止的油滴向下运动，下列做法可行的是（ ） A. 保持两极板间电压不变，把下极板向上移 B. 断开电源，把下极板向右移 C. 断开电源，把下极板向下移 D. 断开电源，在两极板间插入电介质 【答案】D 【解析】 【详解】图中油滴P悬浮在两板间保持静止，可知油滴受到的电场力与重力平衡；要使原本静止的油滴向下运动，应减小油滴受到的电场力，即减小板间的电场强度；根据，， 可得 A．保持两极板间电压不变，把下极板向上移，板间距离减小，则电场强度增大，油滴向上运动，故A错误； B．断开电源，则电容器所带电荷量不变，把下极板向右移，正对面积减小，根据可知，电场强度增大，油滴向上运动，故B错误； C．断开电源，则电容器所带电荷量不变，把下极板向下移，根据可知，电场强度不变，则油滴处于静止状态，故C错误； D．断开电源，则电容器所带电荷量不变，在两极板间插入电介质，根据可知，电场强度减小，油滴向下运动，故D正确。 故选D。 5. 如图所示为德州市又一个标志性设施摩天轮“德州之眼”，游客坐在上面随着摩天轮慢慢地转动，既能体会登高的刺激又能欣赏远处的风景。假设摩天轮匀速转动，当游客随摩天轮转动的过程中（ ） A. 游客的速度保持不变 B. 游客处在和圆心等高的左右两侧位置时受到的支持力不同 C. 游客重力的功率保持不变 D. 游客的机械能随高度的变化在变化 【答案】D 【解析】 【详解】A．速度是矢量，匀速圆周运动中游客的速率不变，但速度方向沿圆周切线方向，时刻发生改变，因此游客的速度是变化的，故A错误； B．游客和圆心等高时，合加速度沿水平方向指向圆心，水平方向的摩擦力、安全带的拉力共同提供向心力，竖直方向加速度为0，座位的支持力大小均等于重力；因此游客受到的支持力相同，故B错误。 C．重力的功率​，是速度的竖直分量，游客运动过程中，不同位置的竖直分速度不断变化，因此重力的功率不断变化，故C错误； D．机械能等于动能与重力势能之和，摩天轮匀速转动，游客动能不变，重力势能随高度升高而增大，因此游客的机械能随高度变化而改变，故D正确。 故选 D。 6. 五角星是大家非常喜欢的图形之一。如图所示，在五角星的四个顶点上各放置电荷量为的点电荷，第五个顶点上放置电荷量为的点电荷。已知五角星顶点到中心的距离为，静电力常量为，则五角星中心处的电场强度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】若五个顶点都放置，五个电荷关于中心成五重旋转对称，中心处合电场强度为实际情况可看成上述对称分布中顶端电荷由变为，等效为在顶端再叠加电荷量为的点电荷。该等效点电荷在中心产生的电场方向指向顶端负电荷，大小是单个在中心产生场强的倍，故中心处电场强度大小为. 故选C。 7. 如图所示，不可伸长的细线一端固定于点，另一端系一个小球，把小球从点由静止自由释放，用一把直尺水平置于悬点的正下方点右侧，用来挡住细线（点在点所在的水平面上方某处）。图示为小球运动过程中的频闪照片，不计空气阻力。下列结论中正确的是（ ） A. 细线碰到直尺后，细线的拉力对小球做负功 B. 小球向右摆动的最大高度明显低于点 C. 如果把直尺稍微竖直向上平移一定高度，小球向右摆动的最大高度明显高于点 D. 如果把直尺稍微竖直向上平移一定高度，细线与直尺碰撞后的瞬间，小球受到的拉力比没动直尺前变小 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球从点由静止释放向右摆动的运动过程中，细线碰到直尺前的瞬间与碰到直尺后的瞬间，小球线速度大小不变，但运动半径减小，细线的拉力始终与小球的运动方向垂直，因此细线的拉力对小球不做功，故A错误； B．由于整个过程中只有重力做功，小球与细线组成的系统机械能守恒，小球向右摆动到最高点时，速度为零，根据机械能守恒定律可知，两侧最高点的高度相同，即向右摆动的最大高度与点等高，故B错误； C．同理，若把直尺稍微竖直向上平移一定高度，系统机械能仍然守恒，小球向右摆动的最大高度仍与点等高，故C错误； D．设小球下摆到悬点正下方时的速度为，小球下摆的竖直高度为，根据动能定理有 解得 在直尺碰撞前、后瞬间，小球均处于最低点，根据牛顿第二定律有 可得细线拉力为 其中为小球做圆周运动的半径，当把直尺稍微竖直向上平移一定高度后，细线与直尺碰撞点的位置变高，碰撞后小球做圆周运动的半径变大，由于速度不变，半径变大，则小球受到的拉力比没动直尺前的拉力变小，故D正确。 故选D。 8. 现有一半径为的均匀带电球体，为球心，以为原点建立坐标轴。已知电荷均匀分布的球壳在壳内产生的电场为零。关于该带电球体产生的电场强度随的变化关系，下列图中正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】电荷均匀分布的球壳在壳内产生的电场为零，在均匀带电球体内部（即），以半径为的球面为界，该球面外部的球壳在球面内部产生的电场强度为零，因此距离球心为处的电场强度仅由半径为的球体内所带的电荷量产生，带电球体的总电荷量为，总体积为 半径为的内球电荷量为，体积为 由电荷均匀分布可知，其电荷密度 解得 将内球体所带电荷等效为球心处的点电荷，根据库仑定律和电场强度的定义式，在半径为处产生的电场强度为 由公式可知，当时，电场强度与成正比，在图像中表现为过原点的倾斜直线；在均匀带电球体外部（即），可以将整个带电球体所带总电荷量等效为位于球心处的点电荷，根据库仑定律和电场强度的定义式，距离球心为处的电场强度为 由公式可知，当时，电场强度与的平方成反比，在图像中表现为双曲线的一支。 故选A。 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 9. 如图所示，正方体的、两点分别固定等量的异种点电荷，下列说法正确的是（ ） A. 从沿直线到电场强度先增大后减小 B. 、两点的电场强度相同 C. 从沿直线移动电子到，电场力做负功 D. 从沿直线到电势一直降低 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由等量异种点电荷的电场分布可知，直线是线段的垂直平分线，从沿直线到，各点到两点电荷的距离先减小后增大，则电场强度先增大后减小，故A正确； B．根据对称性，由于、两点关于平面对称，且均在两点电荷连线的垂直平分面上，两点处的电场强度大小相等、方向相同，即电场强度相同，故B正确； C．平面为等量异种点电荷连线的垂直平分面，是一等势面，则、两点电势相等，电子从沿直线移动到的过程中电场力不做功，故C错误； D．点靠近正电荷，点靠近负电荷，根据电势的叠加可知，从沿直线到的过程中，到正电荷的距离一直增大，到负电荷的距离一直减小，所以电势一直降低，故D正确。 故选ABD。 10. 2026年5月24日，神舟二十三号载人飞船成功发射，并完成与空间站对接，其发射过程简化如图所示：飞船先以速度进入半径为的圆轨道Ⅰ，然后在点点火加速，以速度进入转移轨道Ⅱ，到达远地点时，再次点火加速，以速度进入半径为的目标圆轨道Ⅲ并与空间站实现对接。已知地球的质量为，引力常量为。下列说法正确的是（ ） A. 飞船在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ稳定运行时经过点的加速度不相同，大小分别为和 B. 飞船在轨道Ⅱ和轨道Ⅲ稳定运行时经过点的加速度相同，大小为 C. 飞船沿目标轨道Ⅲ运行的机械能小于在轨道Ⅰ上运行的机械能 D. 飞船的三个速度大小关系是 【答案】BD 【解析】 【详解】A．加速度由万有引力提供，同一位置到地心的距离相同，万有引力相同，因此飞船在两个轨道经过点的加速度相同，且轨道Ⅱ为椭圆，点的加速度不等于​​，故A错误； B．加速度由万有引力决定，点到地心的距离为，不管在轨道Ⅱ还是轨道Ⅲ，点的万有引力产生的加速度都为​，加速度相同，故B正确； C．从轨道Ⅰ到轨道Ⅲ，飞船需要两次点火加速，发动机对飞船做功，机械能增加，因此轨道Ⅲ的机械能大于轨道Ⅰ的机械能，故C错误； D．A点从圆轨道Ⅰ变轨到椭圆轨道Ⅱ需要加速，因此​； 圆轨道满足万有引力提供向心力 可得​​，轨道半径越大线速度越小，所以 因此，三个速度大小关系是 ，故D正确。 故选BD 。 11. 如图所示为某种粒子飞行时间探测器的简化工作原理图。开关闭合，在真空室内，电容器极板间的加速电压为，两极板中央开有小孔，为接收端，间为无场漂移区域。有一质量为、电荷量为的带电粒子自A极板小孔飘入（忽略初速度），经加速区域和漂移区域到达端结束，时间探测器显示整个过程的时间为。不计粒子重力，则（ ） A. 保持闭合，仅将增大，变短 B. 保持闭合，仅将变小，变短 C. 保持闭合，仅将B极板向右移动，变短 D. 将断开，仅将B极板向右移动，变短 【答案】AD 【解析】 【详解】A．设极板、间的距离为，、间的总距离为，粒子在极板、间的匀强电场中，根据牛顿第二定律有 极板间匀强电场强度为 联立可得加速度为 粒子由静止开始做匀加速直线运动，根据速度与时间关系公式有 位移与时间关系公式有 解得， 漂移区域没有电场，粒子在漂移区域做匀速直线运动，漂移区域的长度为，运动时间为 整个过程的总时间为 保持开关S闭合，仅将增大时，总时间变短，故A正确； B．根据总时间，保持开关S闭合，仅将变小，即变大，则总时间变长，故B错误； C．根据总时间，保持开关S闭合，仅将B极板向右移动，即增大，则总时间变长，故C错误； D．将开关S断开，电容器带电荷量不变，根据电容的定义式 决定式 可得极板间的电压为 极板间的电场强度为 可知极板间的电场强度保持不变，粒子在加速区域的加速度不变，由前面推导可知，粒子的出射速度为，总时间为 由于，当增大时，即B极板向右移动时，函数值减小，总时间变短，故D正确。 故选AD。 12. 如图所示，倾角的斜面固定在水平地面上，物块和通过不可伸长的轻绳连接并跨过轻质定滑轮，轻绳与斜面平行。已知的质量，的质量，开始时距斜面底端的距离，与定滑轮间的距离足够大。现将、从静止释放，到达地面时无能量损失，不计一切摩擦，。则（ ） A. 到达地面时速度的大小为 B. 到达地面时速度的大小为 C. 到达地面后继续上升 D. 到达地面后继续上升 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．、从静止释放至到达地面的过程中系统机械能守恒，故有 解得，故A错误，B正确； CD．继续上升到最高点的过程中，细绳松弛，机械能守恒，满足 解得，故C错误，D正确。 故选BD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 利用下图甲所示电路观察电容器的充、放电现象。 （1）实验过程中电压表的示数随时间变化的图像如图乙所示，图乙是电容器____________（选填“充电”或“放电”）过程得到的。 （2）下列关于电容器充电时，电流与时间的关系、所带电荷量与两极板间的电压的关系正确的是            。 A. B. C. D. （3）已知电源的输出电压为3 V，通过导线的电荷量与电流的关系式为，实验过程中描绘的电容器放电图像如下图所示，图像与坐标轴围成的有效格数为55格，则该电容器的电容大小约为____________F（保留二位有效数字）。 【答案】（1）放电 （2）B （3） 【解析】 【小问1详解】 当开关S接1时，电源给电容器充电，两极板间电压逐渐增大；当开关S接2时，电容器通过电阻放电，两极板间的电压逐渐减小至零。图乙中电压随时间逐渐减小，故图乙是电容器放电过程得到的。 【小问2详解】 AB．电容器充电时，电路中的电流随着时间的增加逐渐减小，最终降为零，且减小得越来越慢，故A错误，B正确； CD．根据电容的定义式可知，在电容固定的情况下，电荷量与电压成正比，即图像应为一条过原点的直线，故CD错误。 故选B。 【小问3详解】 根据可知，电容器放电时图像与坐标轴围成的面积表示放电的总电荷量，由图丙可知，坐标轴中一个小格对应的电荷量为 图像与坐标轴围成的有效格数为55格，则放电的总电荷量约为 已知电源的输出电压为，根据电容定义式得 14. （1）某实验小组利用如图1所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 实验时，由静止释放重锤，得到如图2所示的一条纸带，其中为打点计时器打下的第一个点，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、、，已知打点计时器打点的周期为，重力加速度为。 ①点对应的速度为=___。 ②从打点到打点的过程中，若满足___，则重锤在上述过程中机械能守恒。 （2）另一实验小组利用如图3所示的装置也可以完成“验证机械能守恒定律”的实验，框架上装有光电门1和光电门2；框架竖直部分紧贴一刻度尺，零刻度线在上端，可以测量出两个光电门到零刻度线的距离和；框架水平部分用电磁铁吸住一个质量为的小铁球，小铁球的球心所在高度恰好与刻度尺零刻度线对齐，小铁球的直径为。切断电磁铁线圈中的电流时，小铁球由静止释放，当小铁球先后经过两个光电门时，读取小铁球通过两个光电门的遮光时间依次为，，已知重力加速度为。（本题结果均用题中的字母表示） ①小铁球经过光电门1和光电门2的速度分别为___和___。 ②若符合机械能守恒定律，小铁球从光电门1运动到光电门2的过程中应满足的关系式为___。 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 [1]匀变速直线运动中，某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，因此点的瞬时速度等于段的平均速度，即 [2]从打点到打点的过程，重锤下落的高度为，其重力势能减小量为，动能增加量为，若满足重力势能减小量等于动能增加量，即 约去可得满足的关系式为 【小问2详解】 [1][2]小铁球通过光电门的时间极短，可以用平均速度代替瞬时速度，故小铁球经过光电门1和光电门2的速度分别为， [3]若符合机械能守恒定律，小铁球从光电门1运动到光电门2的过程中，下落的高度为，重力势能减小量为，动能增加量为，若机械能守恒，则有 约去并代入速度表达式，应满足的关系式为 15. 2026年5月31日，长征二号丁运载火箭在西昌发射中心发射成功，将卫星互联网技术试验卫星精准送入预定轨道，验证手机直连卫星宽带技术。卫星对地球的最大覆盖角为，绕地球近似做匀速圆周运动。已知卫星的质量为，卫星在地球表面受到的重力为，地球半径为，引力常量为，忽略地球自转的影响。求： （1）地球质量； （2）卫星运行的周期。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据万有引力定律与重力的关系，在地球表面忽略自转时，物体受到的万有引力等于其重力 解得 【小问2详解】 根据几何关系，可知 卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据万有引力定律和牛顿第二定律有 解得 16. 如图所示，竖直面内半径为的光滑绝缘圆轨道置于水平向右的匀强电场中，一可视为质点的质量为、电荷量为的带电小球置于圆轨道内。小球静止时的位置和圆心的连线与竖直方向的夹角为。已知重力加速度为，，。求： （1）电场强度的大小； （2）仅将此电场的方向调整为竖直向下，小球从图示位置运动到最低点时受到的支持力多大。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对小球受力分析 解得 【小问2详解】 设小球运动到最低点时的速度为，由动能定理得 对最低点 联立解得 17. 如图所示，倾角的固定光滑斜面的底端与水平面平滑相连，水平面长度，水平面右侧固定有一圆心角，半径的光滑圆弧轨道，轨道最低点右侧等高处紧挨着放置一个足够长、质量的木板，其上表面粗糙，下表面光滑。将质量的小物块从斜面上高处的点由静止释放，经水平面右端点水平抛出后恰好从点沿着圆弧切线方向进入轨道，经最低点后滑上木板。已知物块与水平面之间的动摩擦因数为，物块与木板之间的动摩擦因数为，，，，，。求： （1）物块运动到点的速度大小； （2）物块运动到点时受到的支持力大小； （3）从物块滑上木板到它们第一次相对静止时，两者因摩擦产生的热量。 【答案】（1） （2） （3）（或） 【解析】 【小问1详解】 小物块从斜面上的点由静止释放运动到点的过程中，由动能定理得 解得 【小问2详解】 物块从点水平抛出后恰好从点沿圆弧切线方向进入轨道，根据平抛运动的规律，物块在点的水平速度等于点的速度，即 由几何关系可知，点速度方向与水平方向的夹角为圆心角，则有 物块从点运动到最低点的过程中，轨道光滑，由动能定理得 在E点时由牛顿第二定律得 解得 【小问3详解】 对物块由牛顿第二定律得 对木板由牛顿第二定律得 两者达到共速 解得， 由功能关系，两者因摩擦产生的热量等于系统机械能的减少量得 解得（或） 18. 物理学家经常利用电场来约束带电粒子的运动，如图所示为某约束装置的示意图。平面直角坐标系的第一象限内存在沿轴负方向的匀强电场（大小未知），第二象限内存在沿轴正方向的匀强电场（大小未知），第四象限内的区域存在沿轴正方向的匀强电场，第四象限内的区域存在沿轴正方向的匀强电场（大小未知）。一质量为、电荷量为的带正电粒子在点由静止释放，经过轴时的速度大小为，第一次经过轴上的点坐标为，然后穿过电场强度为的区域，刚好没有穿出电场强度为的区域。不计粒子重力和电场的边缘效应。求： （1）的大小； （2）的大小； （3）的大小； （4）带电粒子第二次经过轴时到坐标原点的距离。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 粒子在第二象限运动时，由动能定理得 解得 【小问2详解】 粒子在第一象限中做类平抛运动，沿轴正方向做匀速直线运动，有 沿轴负方向做匀加速直线运动，有， 联立得 【小问3详解】 设粒子经过点时在轴方向的分速度为，则 解得 粒子经过电场为的区域时，沿轴负方向的速度不变。进入电场为的区域后，在轴方向做匀减速直线运动，刚好没有穿出该区域，说明到达边界时，轴方向的速度恰好减为零。此过程轴方向的位移大小为 在区域中，根据牛顿第二定律及运动学公式有， 联立解得， 【小问4详解】 设带电粒子在区域的加速度为，有 每次经过该区域的时间由轴方向的运动决定，即 速度变化量为 联立解得 带电粒子第一次经过的水平距离 在区域中，粒子在轴方向做往返运动，运动的总时间为 带电粒子第一次经过的水平距离 带电粒子第二次经过的水平距离 带电粒子第二次经过轴时到坐标原点的距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $