内容正文:
长沙市周南中学2026年上学期高一年级物理科
期末考试试题
分量:100分;时量:75分钟
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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. 我国跳水队多次在国际跳水赛上摘金夺银,被誉为跳水“梦之队”。图中虚线描述的是一位跳水运动员高台跳水时头部的运动轨迹,最后运动员沿竖直方向以速度v入水。整个运动过程中,在哪个位置头部的速度方向与入水时速度v的方向相同( )
A. a位置 B. b位置 C. c位置 D. d位置
2. 如图,长为l的导体棒原来不带电,现将一个带正电的点电荷q放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处。当棒达到静电平衡后,棒上感应电荷在棒的中点O处产生的电场强度大小为( )
A. 0 B. C. D.
3. 如图,两颗卫星A和B均绕地球做匀速圆周运动,轨道半径。只考虑地球和卫星之间的万有引力。关于两颗卫星的运行参量,下列说法正确的是( )
A. 线速度大小 B. 角速度大小
C. 向心加速度大小 D. 周期
4. 在用传感器观察电容器充放电过程的实验中,按图甲连接电路。电源两端电压保持不变,最初电容器不带电。单刀双掷开关S接1给电容器充电,充满电后,开关S改接2,电流传感器得到的I-t图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 电容器充电过程中,电容C逐渐增大
B. 电容器放电过程中,电阻R两端的电压逐渐减小
C. 电容器充放电过程中,电流通过了电容器两极板间的电介质
D. 仅增大R的阻值再重复实验,I—t曲线与坐标轴所围成的面积减少
5. “复兴号”动车组运行时所受阻力大小与其速率成正比。当动车组以速率v匀速行驶时,牵引力的功率为P;当以速率2v匀速行驶时,牵引力的功率为( )
A. 2P B. 4P C. 6P D. 8P
6. 如图是一个示波器工作的原理图,电子从静止开始经过电压为的电场加速后垂直进入偏转电场,离开偏转电场时的偏转位移为y,两平行板间的距离为d,电压为U2,板长为L,每单位电压引起的偏移量叫作示波管的灵敏度。为了提高示波管的灵敏度,下列方法可行的是( )
A. 只增大L B. 只增大d C. 只增大U1 D. 只增大U2
7. 有四个电源甲,乙、丙、丁,其路端电压U与电流I的关系图象分别如图(a)、(b)、(c)、(d)所示,将一个6的定值电阻分别与每个电源的两极相接,使定值电阻消耗功率最大的电源是( )
A. 甲电源 B. 乙电源 C. 丙电源 D. 丁电源
二、选择题:本题共3小题,每小题5分,共15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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 某实验小组通过图甲所示的实验电路图测量一节干电池的电动势和内电阻,根据测得的数据作出了如图乙所示的图线,以下结论正确的是( )
A. 干电池电动势的测量值为
B. 干电池电动势的测量值偏小
C. 干电池内阻的测量值为
D. 干电池内阻的测量值偏大
9. 如图甲,在某电场中建立x坐标轴,一个电子仅在静电力作用下沿x轴正方向运动,经过A、B、C三点,已知。该电子的电势能随坐标x变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. A点电势高于B点电势
B. A点电场强度大于B点电场强度
C. 电子经过A点的速率大于经过B点的速率
D. 电子从A点到B点静电力做的功大于从B点到C点静电力做的功
10. 国之重器——爆轰驱动超高速高焓激波风洞JF—22作为全世界最先进的风洞之一,它将帮助我国航空航天技术的发展走上新的巅峰。风洞是研究空气动力学的关键设施,现有一小球从风洞中的M点竖直向上抛出,小球受到大小恒定的水平风力,其运动轨迹大致如图所示,其中M、N两点在同一水平线上,O点为轨迹的最高点,小球在M点动能为64J,在O点动能为16J,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 小球所受重力和风力大小之比为4∶1
B. 小球落到N点时的动能为128J
C. 小球在上升和下降过程中机械能变化量之比为1∶3
D. 小球从M点运动到N点过程中动能的最小值为12.8J
三、非选择题:本题共5小题,共57分。
11. 如图甲,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始下落,利用此装置验证机械能守恒定律。
(1)关于实验操作,下列正确的是___________。
A. 重物应选择质量大和体积小的金属锤
B. 将打点计时器连接在低压直流电源上
C. 实验时先释放重物,然后接通电源
(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,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T,设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能减少量△Ep=___________,动能增加量=___________(均用题中所给的字母表示)。
(3)某同学想用下述方法研究重物下落过程机械能是否守恒:在纸带上选取多个计数点,测量它们到起始点O的距离h,计算对应计数点的重物速度v,描绘图像如图丙所示,并做如下判断:若图像是一条过原点的直线,斜率为k,当满足k=______________时,重物下落过程中机械能守恒。
12. 有一长度为、电阻率为的圆柱形金属管(阻值约十几欧姆),管内部中空,其横截面如图甲所示。现需要测量中空部分的横截面积,某实验小组设计了如下实验。所用实验器材为:
电流表(量程为,内阻约为);
电压表(量程为,内阻约为);
滑动变阻器(最大阻值为);
电源(电动势为,内阻可忽略);
待测金属管、开关、导线若干。
部分实验步骤如下:
(1)先用螺旋测微器测量金属管的直径,如图乙所示其读数为___________mm。
(2)按图丙连接电路,电压表右端应连接___________点(选填“M”或“N”),利用此电路测得的电阻值___________(选填“大于”或“小于”)真实值。
(3)闭合开关,测出电压表示数电流表示数,则金属管的中空截面积_________(用表示)。
13. 如图,某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以的速度水平向右匀速飞行,在某时刻释放了一个小球。此时无人机与水平地面的距离h=5m,空气阻力忽略不计,g取10m/s2。求:
(1)小球落地点与释放点之间的水平距离x;
(2)小球落地时速度v的大小。
14. 如图所示,纸面内存在方向与水平成θ角的匀强电场,在电场中的A点水平向右以速度抛出一带正电的小球,小球沿直线向右运动的最大距离。已知小球的质量,电荷量重力加速度,不计空气阻力。求:
(1)两点间电势差
(2)小球由A到B的时间t
(3)电场强度E的大小
15. 如图所示,水平面右端放一质量m = 0.1kg小物块,使小物块以v0 = 4m/s的初速度向左运动,运动d = 1m后将弹簧压至最紧,反弹回出发点物块速度大小v1 = 2m/s。若水平面与一长L = 3m的水平传送带平滑连接,传送带以v2 = 10m/s的速度顺时针匀速转动。传送带右端又与一竖直平面内的光滑圆轨道的底端平滑连接,圆轨道半径R = 0.8m。当小物块进入圆轨道时会触发闭合装置将圆轨道封闭。(取g = 10 m/s2,sin53˚=0.8,cos53˚=0.6)求:
(1)小物块与水平面间的动摩擦因数μ1;
(2)弹簧具有的最大弹性势能Ep;
(3)要使小物块进入竖直圆轨道后不脱离圆轨道,传送带与物体间的动摩擦因数μ2应满足的条件。
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长沙市周南中学2026年上学期高一年级物理科
期末考试试题
分量:100分;时量:75分钟
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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. 我国跳水队多次在国际跳水赛上摘金夺银,被誉为跳水“梦之队”。图中虚线描述的是一位跳水运动员高台跳水时头部的运动轨迹,最后运动员沿竖直方向以速度v入水。整个运动过程中,在哪个位置头部的速度方向与入水时速度v的方向相同( )
A. a位置 B. b位置 C. c位置 D. d位置
【答案】C
【解析】
【详解】由于速度的方向沿运动轨迹的切线方向,通过运动轨迹可知c位置时的速度方向竖直向下,与入水时的速度方向相同。
故选C。
2. 如图,长为l的导体棒原来不带电,现将一个带正电的点电荷q放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处。当棒达到静电平衡后,棒上感应电荷在棒的中点O处产生的电场强度大小为( )
A. 0 B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】静电平衡时,导体棒中点O处的电场强度为0,所以导体棒上感应电荷在O处产生的电场强度与点电荷q在棒中点O处产生的电场强度大小相等,方向相反。所以
故选C。
3. 如图,两颗卫星A和B均绕地球做匀速圆周运动,轨道半径。只考虑地球和卫星之间的万有引力。关于两颗卫星的运行参量,下列说法正确的是( )
A. 线速度大小 B. 角速度大小
C. 向心加速度大小 D. 周期
【答案】D
【解析】
【详解】A.由万有引力提供向心力有
则
因为,所以,故A错误;
B.由万有引力提供向心力有
则
因为,所以,故B错误;
C.由万有引力提供向心力有
则
因为,所以,故C错误;
D.由万有引力提供向心力有
则
因为,所以,故D正确。
故选D。
4. 在用传感器观察电容器充放电过程的实验中,按图甲连接电路。电源两端电压保持不变,最初电容器不带电。单刀双掷开关S接1给电容器充电,充满电后,开关S改接2,电流传感器得到的I-t图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 电容器充电过程中,电容C逐渐增大
B. 电容器放电过程中,电阻R两端的电压逐渐减小
C. 电容器充放电过程中,电流通过了电容器两极板间的电介质
D. 仅增大R的阻值再重复实验,I—t曲线与坐标轴所围成的面积减少
【答案】B
【解析】
【详解】A.电容器的电容由电容器本身决定,与电容器所带电荷量无关,则在电容器充电过程中电容器的电容不变,故A错误;
B.在电容器放电过程中电流逐渐减小,可知电阻R两端的电压逐渐减小,故B正确;
C.电容器充放电过程中,与电容器连接的电路中有电流通过;两极板间的电介质中没有电流通过,故C错误;
D.I-t曲线与坐标轴所围成的面积等于电容器所带的电荷量,仅改变电阻R的阻值,该面积不变,故D错误。
故选B。
5. “复兴号”动车组运行时所受阻力大小与其速率成正比。当动车组以速率v匀速行驶时,牵引力的功率为P;当以速率2v匀速行驶时,牵引力的功率为( )
A. 2P B. 4P C. 6P D. 8P
【答案】B
【解析】
【详解】由题可知
当动车组以速度v匀速行驶时,牵引力功率为P,则
若以速度2v匀速行驶时,则牵引力功率为
故选B。
6. 如图是一个示波器工作的原理图,电子从静止开始经过电压为的电场加速后垂直进入偏转电场,离开偏转电场时的偏转位移为y,两平行板间的距离为d,电压为U2,板长为L,每单位电压引起的偏移量叫作示波管的灵敏度。为了提高示波管的灵敏度,下列方法可行的是( )
A. 只增大L B. 只增大d C. 只增大U1 D. 只增大U2
【答案】A
【解析】
【详解】电子在加速电场中运动,根据动能定理得
电子在偏转电场中运动时受到静电力作用,加速度为
在偏转电场中,水平方向做匀速运动,运动时间为
所以有
解得
为了增大灵敏度,可以增大L,或者减小与d。
故选A。
7. 有四个电源甲,乙、丙、丁,其路端电压U与电流I的关系图象分别如图(a)、(b)、(c)、(d)所示,将一个6的定值电阻分别与每个电源的两极相接,使定值电阻消耗功率最大的电源是( )
A. 甲电源 B. 乙电源 C. 丙电源 D. 丁电源
【答案】D
【解析】
【详解】由闭合回路的欧姆定律
可得图像纵轴的截距为电源电动势,斜率为内阻,因此可知四个电源的电动势都为,而内阻
同理可求得
定值电阻消耗的功率为
可知内阻越大功率越小,因此丁定值电阻消耗功率最大。
故选D。
二、选择题:本题共3小题,每小题5分,共15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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 某实验小组通过图甲所示的实验电路图测量一节干电池的电动势和内电阻,根据测得的数据作出了如图乙所示的图线,以下结论正确的是( )
A. 干电池电动势的测量值为
B. 干电池电动势的测量值偏小
C. 干电池内阻的测量值为
D. 干电池内阻的测量值偏大
【答案】AB
【解析】
【详解】AC.据闭合电路欧姆定律可得
图线与纵轴交点坐标表示电动势,图线的斜率绝对值表示内阻,可得
A正确,C错误;
BD.电压表的分流作用导致电流表的示数小于真实的干路电流,故真实的图线应在测量图线的上方,且电压越大偏差越大,如图所示
可知电动势的测量值及内阻的测量值均偏小,B正确,D错误。
故选AB。
9. 如图甲,在某电场中建立x坐标轴,一个电子仅在静电力作用下沿x轴正方向运动,经过A、B、C三点,已知。该电子的电势能随坐标x变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. A点电势高于B点电势
B. A点电场强度大于B点电场强度
C. 电子经过A点的速率大于经过B点的速率
D. 电子从A点到B点静电力做的功大于从B点到C点静电力做的功
【答案】BD
【解析】
【详解】A.电子带负电,电子从A点到C点电势能逐渐减小,可知电势逐渐升高,则在x坐标轴上电场强度方向沿x轴负方向,由于沿电场线方向电势逐渐降低,可知A点电势低于B点电势,故A错误;
B.图像斜率的绝对值表示静电力的大小,可知,从A点到B点电子所受静电力逐渐减小,则电场强度逐渐减小,即A点电场强度大于B点电场强度,故B正确;
C.电子仅在静电力作用下运动,电势能和动能之和保持不变,从A点到C点电势能减少,所以动能增大,即电子经过A点的速率小于经过B点的速率,故C错误;
D.结合上述可知,电子从A点到B点所受静电力大于从B点到C点所受静电力,又由于
根据
其中,F为静电力的平均值,可知,电子从A点运动到B点静电力做的功大于从B点运动到C点静电力做的功,故D正确。
故选BD。
10. 国之重器——爆轰驱动超高速高焓激波风洞JF—22作为全世界最先进的风洞之一,它将帮助我国航空航天技术的发展走上新的巅峰。风洞是研究空气动力学的关键设施,现有一小球从风洞中的M点竖直向上抛出,小球受到大小恒定的水平风力,其运动轨迹大致如图所示,其中M、N两点在同一水平线上,O点为轨迹的最高点,小球在M点动能为64J,在O点动能为16J,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 小球所受重力和风力大小之比为4∶1
B. 小球落到N点时的动能为128J
C. 小球在上升和下降过程中机械能变化量之比为1∶3
D. 小球从M点运动到N点过程中动能的最小值为12.8J
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.设风力大小为F,小球的质量为m,小球的初速度为,MO的水平距离为,竖直距离为h,根据竖直上抛运动的规律知竖直方向上有,则有
从M点到O点过程中,由动能定理有
可得
又有
在水平方向上,由牛顿第二定律有
由运动学公式有
由于运动时间相等,则
则有
解得,A错误;
B.根据题意可知,小球在水平方向做初速度为0的匀加速直线运动,由对称性可知,小球从和从的运动时间相等,设ON的水平距离为,则有,小球由过程中,由动能定理有
解得,B正确;
C.由功能关系可知,小球机械能的变化量等于风力做的功,则小球在上升和下降过程中机械能变化量之比为,C正确;
D.合力与竖直方向的夹角为
M点的初速度与合力方向的夹角也为,则小球从M点运动到N点过程中,最小速度
最小动能,D正确。
故选BCD。
三、非选择题:本题共5小题,共57分。
11. 如图甲,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始下落,利用此装置验证机械能守恒定律。
(1)关于实验操作,下列正确的是___________。
A. 重物应选择质量大和体积小的金属锤
B. 将打点计时器连接在低压直流电源上
C. 实验时先释放重物,然后接通电源
(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,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T,设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能减少量△Ep=___________,动能增加量=___________(均用题中所给的字母表示)。
(3)某同学想用下述方法研究重物下落过程机械能是否守恒:在纸带上选取多个计数点,测量它们到起始点O的距离h,计算对应计数点的重物速度v,描绘图像如图丙所示,并做如下判断:若图像是一条过原点的直线,斜率为k,当满足k=______________时,重物下落过程中机械能守恒。
【答案】(1)A (2) ①. ②.
(3)2g
【解析】
【小问1详解】
A.重物应选用质量大和体积小的金属锤,从而减小空气阻力的影响,故A正确;
B.打点计时器应选用交流电源,故B错误;
C.实验时应先接通电源,然后释放重物,故C错误。
故选A。
【小问2详解】
从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能减少量
由纸带可知
则动能增加量
【小问3详解】
验证机械能守恒定律实验满足的关系式为
解得
图像是一条过原点的直线,斜率为时,重物下落过程中机械能守恒。
12. 有一长度为、电阻率为的圆柱形金属管(阻值约十几欧姆),管内部中空,其横截面如图甲所示。现需要测量中空部分的横截面积,某实验小组设计了如下实验。所用实验器材为:
电流表(量程为,内阻约为);
电压表(量程为,内阻约为);
滑动变阻器(最大阻值为);
电源(电动势为,内阻可忽略);
待测金属管、开关、导线若干。
部分实验步骤如下:
(1)先用螺旋测微器测量金属管的直径,如图乙所示其读数为___________mm。
(2)按图丙连接电路,电压表右端应连接___________点(选填“M”或“N”),利用此电路测得的电阻值___________(选填“大于”或“小于”)真实值。
(3)闭合开关,测出电压表示数电流表示数,则金属管的中空截面积_________(用表示)。
【答案】(1)
(2) ①. ②. 小于
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据螺旋测微器的读数规律可知,该读数为
【小问2详解】
[1]由于电压表的内阻远远大于待测电阻的阻值与电流表的内阻,可知,电流表的分压影响较大,实验中应排除电流表分压影响,可知测量电路采用电流表外接法,即更合理的是电压表右端应连接M点;
[2]由于测量电路采用电流表的外接法,则实验误差在电压表的分流,由于电压表分流影响,导致电流的测量值偏大,则利用此电路测得的电阻值小于真实值。
【小问3详解】
根据欧姆定律有
根据电阻定律有
解得
13. 如图,某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以的速度水平向右匀速飞行,在某时刻释放了一个小球。此时无人机与水平地面的距离h=5m,空气阻力忽略不计,g取10m/s2。求:
(1)小球落地点与释放点之间的水平距离x;
(2)小球落地时速度v的大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
小球释放后做平抛运动,竖直方向有
代入数据解得
水平方向做匀速直线运动,故水平距离
【小问2详解】
小球落地时,水平分速度大小
竖直分速度大小
由速度的合成可得落地速度大小
14. 如图所示,纸面内存在方向与水平成θ角的匀强电场,在电场中的A点水平向右以速度抛出一带正电的小球,小球沿直线向右运动的最大距离。已知小球的质量,电荷量重力加速度,不计空气阻力。求:
(1)两点间电势差
(2)小球由A到B的时间t
(3)电场强度E的大小
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
A到B根据动能定理
解得
【小问2详解】
根据速度位移关系式
速度时间关系式
联立得
,
【小问3详解】
根据
,
解得
15. 如图所示,水平面右端放一质量m = 0.1kg小物块,使小物块以v0 = 4m/s的初速度向左运动,运动d = 1m后将弹簧压至最紧,反弹回出发点物块速度大小v1 = 2m/s。若水平面与一长L = 3m的水平传送带平滑连接,传送带以v2 = 10m/s的速度顺时针匀速转动。传送带右端又与一竖直平面内的光滑圆轨道的底端平滑连接,圆轨道半径R = 0.8m。当小物块进入圆轨道时会触发闭合装置将圆轨道封闭。(取g = 10 m/s2,sin53˚=0.8,cos53˚=0.6)求:
(1)小物块与水平面间的动摩擦因数μ1;
(2)弹簧具有的最大弹性势能Ep;
(3)要使小物块进入竖直圆轨道后不脱离圆轨道,传送带与物体间的动摩擦因数μ2应满足的条件。
【答案】(1);(2);(3)或
【解析】
【详解】(1)小物块在水平面向左运动再返回的过程,根据能量守恒定律得
代入数据解得
(2)小物块从出发到运动到弹簧压缩至最短的过程,由能量守恒定律得,弹簧具有的最大弹性势能
代入数据解得
(3)本题分两种情况讨论:
①设物块在圆轨道最低点时速度为时,恰好到达圆心右侧等高点。根据机械能守恒得
解得
说明物块在传送带上一直做匀加速运动。由动能定理得
解得
②设物块在圆轨道最低点时速度为时,恰好到达圆轨道最高点。在圆轨道最高点有
从圆轨道最低点到最高点的过程,由机械能守恒定律得
解得
说明物块在传送带上一直做匀加速运动。由动能定理得
解得
所以要使物块进入竖直圆轨道后不脱离圆轨道,传送带与物体间的动摩擦因数应满足的条件或。
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