江苏南京市第五高级中学2025-2026学年高一下学期期末物理试卷

**基本信息** 以长征八号火箭发射、火星探测器等科技情境为载体，覆盖圆周运动、天体运动、电场等核心知识，通过实验验证与多过程综合计算，考查物理观念建构与科学推理能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|11/44|匀速圆周运动（题1）、开普勒定律（题3）、电场强度（题7）|结合航天卫星变轨（题8）考查天体运动规律，体现科学思维| |实验题|1/15|机械能守恒验证|通过纸带数据处理（题12）考查误差分析，落实科学探究| |计算题|4/41|圆周运动向心力（题13）、天体质量计算（题14）、电场偏转（题15）、力学综合（题16）|冲关游戏模型（题16）融合机械能守恒与传送带能量问题，凸显综合应用能力|

2025-2026学年江苏省南京第五中学高一（下）期末物理试卷 一、单选题：本大题共11小题，共44分。 1.下列说法正确的是(    ) A. 匀速圆周运动是速度不变的运动 B. 匀速圆周运动是一种匀加速运动 C. 匀速圆周运动的物体受的合外力可以为零 D. 做匀速圆周运动的物体受力不平衡 2.如图所示，圆柱形转筒绕其竖直中心轴转动，小物体贴在圆筒内壁上随圆筒一起转动而不滑落。则下列说法正确的是(    ) A. 小物体受到重力、弹力、摩擦力和向心力共4个力的作用 B. 小物体随筒壁做圆周运动的向心力是由摩擦力提供的 C. 筒壁对小物体的弹力随转动周期的减小而增大 D. 筒壁对小物体的摩擦力随转速增大而增大 3.关于天体的运动，下列说法正确的是(    ) A. 地球与太阳的连线与火星与太阳的连线相同时间内扫过的面积不同 B. 日心说是哥白尼提出的，观点是行星绕太阳做椭圆运动 C. 开普勒第一定律认为：行星绕太阳运动时太阳在轨道的中心 D. 行星绕太阳运动时，所有行星都在同一轨道上 4.质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地面的高度为h，如图所示。若以地面为参考面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化是(    ) A. 0，增加 B. 0，减少 C. mgh，减少 D. ，增加 5.已知一个电子所带电荷量的绝对值为，现高二有位同学发现某本资料书上有个电荷量的数值很模糊，根据你所学知识，推断该数值不可能是下列哪一个(    ) A. B. C. D. 6.质量为的柚子由静止释放，经3s到达地面，不计空气阻力，g取。则(    ) A. 落地时重力的瞬时功率为240W B. 落地时重力的瞬时功率为120W C. 2s内重力的平均功率为160W D. 落地时重力的瞬时功率为40W 7.关于电场强度的概念，下列说法正确的是(    ) A. 电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷的正负无关 B. 由可知，某电场的强度E与q成反比，与F成正比 C. 正，负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与放入试探电荷的正负有关 D. 电场中某一点不放试探电荷时，该点场强等于零 8.2025年2月11日17时30分，我国在海南文昌航天发射场使用长征八号改运载火箭成功将卫星送入预定轨道，如图所示。如果卫星先沿圆周轨道1运动，再沿椭圆轨道2运动，两轨道相切于P点，Q为轨道2离地球的最远点，在两轨道上卫星只受地球引力作用，下列说法正确的是(    ) A. 卫星在轨道2上经过P点时受到地球的万有引力比经过Q点时小 B. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度，比在轨道1上经过P点时大 C. 卫星在轨道1的速度比在轨道2上经过P点时的速度小 D. 卫星在轨道1的周期比轨道2的周期大 9.两等量异种点电荷周围电场线分布如图所示，两点电荷连线中点为O，b、c两点关于二者连线对称，a、d两点关于O点对称，以下说法正确的是(    ) A. O点电场强度为0 B. a点电场强度小于b点电场强度 C. d、c两点的电场强度大小相同 D. a、d两点的电势相同 10.如图所示电路中，A、B是构成平行板电容器的两金属极板，将开关S闭合，电路稳定后，保持B板不动，将A板向下平移一小段距离，则下列说法正确的是(    ) A. 电容器的电容减小 B. A、B两板间的电场强度减小 C. 平行板电容器的电量减小 D. 在A板下移过程中，电阻R中有向下的电流 11.如图所示，物块静止在固定的粗糙斜面上。现撤去障碍物的同时，对物块加上沿斜面向下的恒力F，物块向下运动。若以物块初始位置为势能零点，位移x、速度v、动能、重力势能、机械能E，则下列图像可能正确的是(    ) A. B. C. D. 二、实验题：本大题共1小题，共15分。 12.如图甲是“验证机械能守恒定律”的实验装置。取 下列做法正确的有        填选项前的字母。 A.必须要称出重锤的质量 B.图甲中打点计时器两限位孔必须在同一竖直线上 C.数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置 D.可以用计算某点速度 选出一条清晰的纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，相邻两个计数点间的时间间隔为，打点计时器连接频率为50Hz的交变电流，用刻度尺测得A、B、C三点到O点的距离如图乙所示，重锤的质量为。小红同学根据以上数据算出：当打点计时器打B点时重锤的速度为        ，此时的重力势能比开始下落时减少了        J，此时重锤的动能为        J。结果均保留三位有效数字 小明同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各体数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，然后以h为横轴、以为纵轴作出了如图丙所示的图线，发现图线明显未过原点O，若实验测量与计算均无错误，则出现这一问题的原因可能是        。 三、计算题：本大题共4小题，共41分。 13.如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是。盘面上距圆盘中心的位置有一个质量为的小物体在随圆盘一起运动，求： 小物体运动的线速度大小； 小物体所受向心力的大小。 14.如图所示，“好奇号”火星探测器于2012年成功登陆火星表面。在登陆火星前，“好奇号”在距火星表面高度为h的轨道上绕火星做匀速圆周运动，周期为T。已知火星的半径为R，引力常量为G，忽略其他天体对探测器的引力作用，求： 火星的质量； 火星表面的重力加速度。 15.如图所示，已知AB间加速电压为，偏转电场是由两个平行的相同金属极板C、D组成，CD间加偏转电压，CD板间距为d，板长为L，极板C的右端到直线PO的水平距离为，电子从A极板附近由静止经电压加速，从B板的小孔射出，沿平行于金属板C、D的中轴线进入偏转电场后恰好从D板的右端飞出偏转电场，并打到靶台上中心点P。电子质量为m，电量大小为e，忽略极板边缘的电场与电子间的相互作用，不计空气阻力。求： 电子射入偏转极板CD间时的速度大小； 间偏转电压的大小； 图中OP的高度H。 16.在某电视台举办的冲关游戏中，AB为处于竖直平面内的光滑圆弧轨道，半径，弧线AB对应的圆心角为。BC是长度为的水平传送带，CD是长度为水平粗糙轨道，AB、CD轨道与传送带平滑连接，参赛者抱紧滑板从A处由静止下滑。参赛者和滑板可视为质点，参赛者质量，滑板质量可忽略，已知传送带匀速转动，滑板与传送带、水平轨道的动摩擦因数分别为，，g取。求： 参赛者运动到圆弧轨道B处对轨道的压力； 若参赛者恰好能运动至D点，求传送带运转速率及方向； 在第问中，传送带由于传送参赛着多消耗的电能。 答案和解析 1.【答案】D  【解析】解：匀速圆周运动中速度方向时刻在改变，速度是矢量，所以速度是变化的，故A错误； B.匀速圆周运动的加速度方向始终指向圆心，方向时刻在变，不是匀加速运动，匀加速运动是加速度大小和方向都不变的运动，故B错误； C.物体做匀速圆周运动需要向心力，向心力由合外力提供，所以合外力不为零，故C错误； D.做匀速圆周运动的物体合外力不为零，处于非平衡状态，即受力不平衡，故D正确。 故选：D。 依据匀速圆周运动速度、加速度特点以及受力情况的相关知识，对每个选项逐一进行正误判断。 本题考查对匀速圆周运动基本概念和性质的理解，涵盖速度、加速度、受力等核心要点。 2.【答案】C  【解析】解：A、小物体随转筒一起做圆周运动，受重力、弹力和静摩擦力共3个力的作用，故A错误； BCD、水平方向上，弹力指向圆心，提供向心力，据牛顿第二定律有：，周期减小，小物体所受的弹力就越大；在竖直方向上，小物体所受的重力和静摩擦力平衡，静摩擦力大小不变，故C正确，BD错误。 故选：C。 先对小物体进行受力分析，明确实际受到的力；再结合圆周运动向心力的来源，利用平衡条件与向心力公式分析各选项中力的变化情况。 解决此类圆周运动问题的关键是：准确进行受力分析，区分性质力与效果力；明确向心力的来源，结合平衡条件与向心力公式分析物理量的变化关系。 3.【答案】A  【解析】解：开普勒第二定律表明，对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积，但不同行星与太阳连线在相同时间内扫过的面积不同，地球与火星是不同行星，所以地球与太阳的连线与火星与太阳的连线相同时间内扫过的面积不同，故A正确； B.哥白尼提出日心说，认为行星绕太阳做圆周运动，行星绕太阳做椭圆运动是开普勒提出的，故B错误； C.开普勒第一定律指出，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，并非在轨道的中心，故C错误； D.不同行星绕太阳运动时，各自行星在不同的轨道上运行，并非都在同一轨道上，故D错误。 故选：A。 依据日心说内容、开普勒定律以及行星运动特点等相关知识，对每个选项逐一进行正误判断。 本题围绕天体运动的基本理论和规律命题，考查对相关物理学史及行星运动知识的理解与掌握。 4.【答案】B  【解析】解：因为以地面为参考面，所以小球落地时的重力势能为0； 小球下落的过程，重力做正功，则小球整个过程重力做功为： ， 则由重力势能的变化与重力做功的关系可知，该过程： 重力势能减少， 故B正确，ACD错误。 故选：B。 结合题意，根据重力势能的特点、重力势能的变化和重力做功的关系分析列式，即可判断求解。 本题考查重力势能的变化和重力做功的关系，解题时需注意，当物体由高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减少，当物体由低处运动到高处时，重力做负功，或者说物体克服重力做功，重力势能增大。 5.【答案】B  【解析】解：元电荷是带电体所能携带的最小电荷量，电子携带的电荷量的绝对值等于元电荷，其值为，因此所有带电体电荷量的绝对值都应该是e的整数倍， 由题中数据可知： ，，，， 因此这个电荷量的数值数值不可能是， 故B正确，ACD错误。 故选：B。 结合题意，由元电荷的特点及所有选项中的数据列式，即可分析判断。 本题考查电荷量与元电荷，解题时需注意：虽然质子、电子的电荷量等于元电荷，但不能说质子、电子是元电荷。 6.【答案】A  【解析】解：ABD、由题意可知，柚子下落过程中做自由落体运动，设落地时的速度为v，则有：，所以柚子落地时重力的瞬时功率为：，故A正确，BD错误； C、柚子下落2s时发生的位移为：，则在2s内重力所做的功为：，则2s内重力的平均功率为：，故C错误。 故选：A。 根据速度-时间公式求出3s末的速度，再根据求3s末瞬时功率；2s内重力的平均功率等于重力做的功除以所用时间。 此题考查了功率的计算，关键是根据自由落体的速度-时间公式求出瞬时速度和下落的高度，然后根据公式求瞬时功率，根据公式求平均功率。 7.【答案】A  【解析】解：A、电场强度与放入电场中的电荷无关，由电场本身性质决定。故A正确。    B、电场强度等于电荷所受电场力和该电荷电量的比值，即，与放入电场中的电荷无关，q变大，F变大，比值不变。故B错误。     C、电场强度的方向与正电荷所受电场力方向相同，与负电荷所受电场力方向相反。电场中某点的场强方向与放入电场中电荷无关。故C错误。    D、电场强度等于电荷所受电场力和该电荷电量的比值，即，与放入电场中的电荷无关。故D错误。 故选：A。 电场强度等于电荷所受电场力和该电荷电量的比值，即，与放入电场中的电荷无关，由电场本身性质决定．电场强度的方向与正电荷所受电场力方向相同，与负电荷所受电场力方向相反． 解决本题的关键掌握电场强度等于电荷所受电场力和该电荷电量的比值，即，与放入电场中的电荷无关，由电场本身性质决定． 8.【答案】C  【解析】解：A、根据，P点到地心的距离比Q点的大，则卫星在轨道2上经过P点时受到地球的万有引力比经过Q点时大，故A错误； B、根据牛顿第二定律得，解得，卫星在不同轨道经过P点时到地心的距离r相同，所以卫星在轨道2上和轨道1上经过P点时的加速度相等，故B错误； C、卫星从轨道1进入轨道2，必须在P点加速做离心运动，所以卫星在轨道1的速度比在轨道2上经过P点时的速度小，故C正确； D、根据开普勒第三定律，可知卫星的轨道半长轴越大，周期越大。轨道1的半径小于轨道2的半长，所以卫星在轨道1的周期比轨道2的周期小，故D错误。 故选：C。 根据万有引力公式分析万有引力大小；根据牛顿第二定律结合万有引力定律列式，来分析加速度大小；根据变轨原理分析卫星在轨道1的速度与在轨道2上经过P点时的速度大小；根据开普勒第三定律对比轨道半长轴得出周期关系。 本题考查万有引力定律的应用、开普勒第三定律以及卫星变轨问题，重点检验了对不同轨道上卫星的速度、加速度、周期和能量的综合分析能力。 9.【答案】C  【解析】解：电场中，电场线的疏密程度表示电场强度的大小，由题图可知，O点电场线较密集，显然电场强度不为0，故A错误； 因为同一电场中，电场线越密集的地方，电场强度越大，由此可知： 因为a点的电场线比b点的电场线更密集，所以a点电场强度大于b点电场强度， 又由对称性可知，d、c两点的电场强度疏密程度相同，因此d、c两点的电场强度大小相同，故B错误，C正确； D.以无穷远处电势为0，则根据沿电场线方向电势逐渐降低可知，a点电势大于0，d点电势小于0，两者电势并不相同，故D错误； 故选：C。 A.结合题意及题图，由电场线与电场强度的关系，即可分析判断； 结合题意及题图，根据电场线的疏密判断场强大小； D.结合题图，根据电场线的方向与电势的关系，即可分析判断。 本题主要考查根据电场线的疏密判断场强大小，解题时需注意，在同一电场中，电场线越密集，电场强度越大，电场线越稀疏，电场强度越小。 10.【答案】D  【解析】解：A、平行板电容器的电容决定式为，当A板向下平移时，极板间距d减小，其他条件不变，因此电容C会增大，而非减小，故A错误。 B、匀强电场的电场强度满足，由于U不变、d减小，因此极板间的电场强度E会增大，故B错误。 C、根据电容定义式，U不变、C增大，因此电容器的带电量Q会增大，故C错误。 D、电容器上极板A接电源正极，带正电；下极板B带负电。在A板下移过程中，电容器电量Q增大，处于充电状态：B板的负电荷电子需要向电源方向移动，也就是电子从B板经过电阻R向上流动。由于电流方向与电子定过电阻R向上流动。由于电流方向与电子定向移动方向相反，因此电阻R中会形成向下的电流，故D正确。 故选：D。 开关S闭合时，电容器与电源相连，极板间电压U保持不变。依据平行板电容器电容决定式，结合、分析电容、电场强度、电量的变化，再判断电阻R中电流方向。 本题关键是明确开关闭合时电容器电压恒定，结合电容决定式、电量与电容的关系、电场强度公式分析物理量变化，同时注意电流方向与电荷移动的关系。 11.【答案】D  【解析】解：设物体质量为m，斜面倾角为，物块与斜面间的动摩擦因数为， 物块沿斜面向下运动，由牛顿第二定律可知： ， 由此可知，物体做初速度为零的做匀加速直线运动，则由运动学规律可得： ， 解得： ， 因此图像是曲线，故A错误； B.由动能公式及动能定理可得： ， 因此，图像是一条倾斜的直线，故B错误； C.由题意可知，物块的重力势能为： ， 因此图像是向下倾斜的直线，故C错误； D.结合前面分析及题意，由功能关系可知，物块的机械能为： ， 因此图像是过原点的倾斜直线，故D正确。 故选：D。 A.结合题意，由牛顿第二定律、运动学规律分别列式，结合数学知识，即可判断求解； B.结合题意，由动能公式及动能定理列式，即可分析求解； C.结合题意，由重力势能的求解公式列式，即可分析求解； D.结合前面分析及题意，由功能关系列式，即可分析判断。 本题考查机械能与图像相结合的问题，解题时需注意：对于与机械能有关的图像问题，要根据图像的物理意义确定图像代表的公式，根据公式分析物体的运动情况及各个物理量的情况。 12.【答案】B 先释放重锤后接通电源   【解析】解：由于动能和势能的表达式中均有质量的因子，可以用代有质量m式子代替动能和势能，所以不必须测重物和夹子质量，A错误 B.为了减小纸带与限位孔之间的摩擦，图中两限位孔必须在同一竖直线，B正确； C.为了减小测量数据h的相对误差，数据处理时，应选择纸带上距离较远的两点作为初、末位置，C错误； D.应根据打出的纸带应用匀变速直线运动的推论求出重锤的瞬时速度，不能用计算各点速度，D错误； 故选：B。 从静止到下落到B点，重力势能的减少量 打B点时重锤的速度为 动能增加量为 因时，已经有一定的初速度，说明应该是先释放重锤后接通电源造成。 故答案为：；，，；先释放重锤后接通电源。 由实验原理和注意事项确定； 由瞬时速度的计算，再计算动能的增加量； 根据时，已经有一定的初速度，说明应该是先释放重锤后接通电源造成确定。 本实验考查实验原理和注意事项，瞬时速度的计算，动能的增加量计算，根据时，已经有一定的初速度，说明应该是先释放重锤后接通电源造成。 13.【答案】小物体运动的线速度大小为  小物体所受向心力的大小为  【解析】解：根据线速度与角速度的关系，。 由向心力公式 答：小物体运动的线速度大小为。 小物体所受向心力的大小为。 利用线速度v、角速度和圆周运动半径r的关系求解线速度； 利用向心力公式，求解向心力大小。 解决匀速圆周运动问题时，需熟练掌握线速度与角速度的关联公式，以及向心力的计算公式，根据已知物理量选择合适公式进行求解。 14.【答案】设火星质量为M，“好奇号”火星探测器质量为m，由万有引力定律提供向心力有 解得； 不考虑火星自转，在火星表面上根据万有引力等于重力有 联立解得。 答：火星的质量为； 火星表面的重力加速度。  【解析】根据万有引力提供向心力列式求解火星质量； 根据万有引力等于重力列式求解。 考查万有引力定律的应用，会根据题意进行准确分析和解答。 15.【答案】解：电子在AB间加速，由动能定理 解得 在偏转电场中有： 联立得 类平抛运动反向延长线过偏转电场水平位移中点，由几何关系 解得 答：电子射入偏转极板CD间时的速度大小等于； 间偏转电压的大小等于； 图中OP的高度H等于。  【解析】电子在加速电压作用下获得速度，根据动能定理得到速度的表达式； 电子垂直进入平行金属板间的匀强电场中做类平抛运动，运用运动的分解法，得出偏转电压的关系； 类平抛运动反向延长线过偏转电场水平位移中点，由几何关系求解。 本题电子先加速，后偏转，根据动能定理和牛顿运动定律、运动学公式结合求解。 16.【答案】参赛者运动到圆弧轨道B处对轨道的压力大小为1200N，方向竖直向下  传送带运转速率为，方向水平向右  传送带由于传送参赛者多消耗的电能为360J  【解析】解：参赛者自A点运动至B点，仅重力做功，依据机械能守恒定律可得，代入已知数据计算，解得到达B点的速度。 于B点处，轨道支持力与参赛者重力的合力充当圆周运动所需的向心力，应用牛顿第二定律列出，代入数据解得轨道作用于参赛者的支持力。 根据牛顿第三定律，参赛者行至圆弧轨道B处时对轨道的压力大小，方向为竖直向下。 参赛者在CD段进行匀减速直线运动，且恰好在D点速度减为零。结合运动学公式与牛顿第二定律有，代入数据解得其到达C点时的速度。 由于，表明参赛者在传送带区域经历了加速阶段，由此可判断传送带的运行方向为顺时针即水平向右。参赛者在传送带上获得的加速度，解得：。 假设参赛者在传送带上全程加速，则抵达C点的速度应满足，解得，该值大于。 这表明参赛者实际在传送带上先做匀加速直线运动，待速度与传送带一致后转为匀速运动，因此传送带的运行速率$，解得：。 参赛者在传送带上加速所经历的时间，解得：。在此时间内，传送带自身发生的位移，解得：。 传送带因传送该参赛者而额外消耗的电能，其值等于电动机需克服摩擦力所做的总功，即 亦可依据能量守恒定律表述为，代入数据计算，得出多消耗的电能。 答：参赛者运动到圆弧轨道B处对轨道的压力大小为1200N，方向竖直向下。 传送带运转速率为，方向水平向右。 传送带由于传送参赛者多消耗的电能为360J。 参赛者从A点静止下滑到B点，该过程只有重力做功，机械能守恒，由此可求得在B点的速度。在B点做圆周运动，由支持力与重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律可求出支持力，再根据牛顿第三定律得到对轨道的压力。 参赛者从C点到D点恰好停下，在水平粗糙轨道上做匀减速运动，由牛顿第二定律和运动学规律可求出到达C点的速度。比较C点速度与B点速度，判断传送带应使参赛者加速，故传送带方向向右。参赛者在传送带上可能先加速后匀速，最终速度等于C点速度，由此确定传送带速率。 多消耗的电能等于参赛者与传送带之间因摩擦而产生的总热量，也等于参赛者动能增量与摩擦生热之和。通过分析参赛者在传送带上的相对位移，结合摩擦力做功即可求解。 本题综合考查了力学中的多个核心知识点，包括机械能守恒定律、圆周运动向心力分析、牛顿运动定律在匀变速直线运动及传送带模型中的应用，以及能量转化与守恒定律。题目将曲线运动、直线运动与传送带问题有机结合，计算量适中，难度属于中等偏上，对学生的多过程综合分析能力、物理建模能力以及能量观点的运用能力提出了较高要求。第一问是典型的圆周运动与机械能守恒的结合，考查学生对基本规律的应用熟练度。第二问是本题的关键与难点，需要学生通过比较与的大小判断参赛者在传送带上的运动性质，并进一步通过假设法分析其运动过程，从而确定传送带的速度与方向，这一过程充分锻炼了学生的逻辑推理和临界分析能力。第三问则考查对传送带模型中能量问题的深刻理解，要求学生明确多消耗的电能对应摩擦力对系统做的总功或系统机械能与内能的增量，这需要学生清晰把握功能关系。整体而言，本题设问层次分明，环环相扣，尤其第二问的设计巧妙，需要学生综合运用运动学和动力学知识进行严谨推理，是一道能有效检验学生力学综合素养的好题。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $