精品解析：北京师范大学附属中学2025-2026学年高一下学期期末物理试卷

2025-2026学年北京师范大学附属中学高一（下）期末物理试卷 一、单选题：本大题共10小题，共30分。 1. 如图所示为某一走时准确的时钟，时针与分针的针尖到转轴的长度之比为5：7，a、b分别是时针和分针的针尖，则（　　） A. a、b两点的周期之比为1：12 B. a、b两点的角速度之比为5：7 C. a、b两点的线速度之比为5：84 D. a、b两点的向心加速度之比为5：84 【答案】C 【解析】 【详解】A．时针的周期为12h，分针的周期为1h，因此a、b两点的周期之比为12：1，A错误； B．由可知，a、b两点的角速度之比为1：12，B错误； C． a、b两点的角速度之比为1：12，时针与分针的针尖到转轴的长度之比为5：7，由v=ωr，可得a、b两点的线速度之比为（1×5）：（12×7）＝5：84，C正确； D． a、b两点的角速度之比为1：12，a、b两点的线速度之比为5：84，由a=ωv，可得a、b两点的向心加速度之比为（1×5）：（12×84）=5：1008，D错误。 故选C。 2. 2025年6月6日，我国以一箭5星方式成功发射互联网低轨04组卫星，这些卫星在离地2000km的高度内绕地球做匀速圆周运动。已知地球同步卫星离地的高度约为36000km，则04组卫星（　　） A. 角速度比地球同步卫星的小 B. 线速度比地球同步卫星的小 C. 运行周期比地球同步卫星的小 D. 向心加速度比地球同步卫星的小 【答案】C 【解析】 【详解】卫星绕地球做圆周运动时，根据，相关物理量变化如下： A．由可知，r越大，ω越小。04组卫星的r更小，故ω更大，A错误。 B．由可知，r越大，v越小。04组卫星的v更大，B错误。 C．由可知，r越大，T越大。04组卫星的T更小，C正确。 D．由可知，r越大，a越小。04组卫星的a更大，D错误。 故选C。 3. 去陶然亭玩“大雪山”是很多小朋友喜爱的游戏。小宝在一次游戏过程中，重力对他做功1600 J，克服阻力做功400 J，则（　　） A. 重力势能增加1600 J B. 动能增加2000 J C. 机械能减少400 J D. 机械能增加1200 J 【答案】C 【解析】 【详解】A．重力做功为1600 J，是正功，则运动员重力势能减小了1600 J，A错误； B．小宝在一次游戏过程中，重力对他做功1600 J，克服阻力做功400 J，则动能增加了 B错误； CD．阻力做功为 故机械能减少400 J，D错误，C正确。 故选C。 4. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，由此可知（　　） A. 该电场由负点电荷形成 B. 带电粒子一定是从P向Q运动 C. 带电粒子在P点时的速度大于在Q点时的速度 D. 带电粒子在P点时的加速度小于在Q点时的加速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，受到的电场力指向电场线汇聚处，所以该电场是由正点电荷形成的，故A错误； B．仅根据粒子的运动轨迹，无法确定粒子一定是从P向Q运动，也有可能从Q向P运动，故B错误； C．若粒子从P运动到Q，电场力方向与速度方向的夹角大于90°，电场力做负功，动能减小，速度减小，所以P点速度大于Q点速度；若粒子从Q运动到P，电场力做正功，动能增大，P点速度还是大于Q点速度，C正确； D．电场线的疏密表示电场强度的大小，P点处电场线比Q点处密集，所以P点电场强度大。根据，q为粒子电荷量，E为电场强度，粒子在P点受到的电场力大，加速度也大，D错误。 故选C。 5. 湘江上常有游客乘坐摩托艇一览两岸风光．假设摩托艇在江水中航行时所受阻力f与其速率v大小成正比，如果摩托艇的发动机输出功率由变为，那么摩托艇的最大速率会变为原来最大速率的（　　） A. 倍 B. 倍 C. 2倍 D. 3倍 【答案】A 【解析】 【详解】设阻力 无论摩托艇以何种方式启动，总是牵引力和阻力相等时达到最大速度，那么有 所以当摩托艇的发动机输出功率由变为时有 则 故选A。 6. 如图，小球自a点由静止自由下落，到b点时与轻弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短，不计空气阻力，在小球由的运动过程中，下列说法正确的是（ ） A. 小球和地球构成的系统总机械能守恒 B. 小球的重力势能随时间先减少后增加 C. 小球在b点时动能最大 D. 由a到c的过程中小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球和地球组成的系统不包括弹簧，弹簧弹力属于系统外力，且弹力做负功，系统的机械能不守恒，故A错误； B．小球从a到c高度一直降低，重力势能一直减小，不会先减小后增加，故B错误； C．小球从b到c过程中，当弹簧弹力等于重力时速度最大，该位置在b、c之间，并非b点，故C错误； D．对小球、弹簧和地球组成的系统，从a到c只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒。在c点小球速度为零，动能变化为零，故小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量，故D正确。 故选D。 7. 如图，a、b、c、d、e、f是以O为球心的球面上的点，平面aecf与平面bedf垂直，分别在b、d两点放上等量异种点电荷，下列说法正确的是（ ） A. a、c、e、f四点电势不同 B. a、c、e、f四点电场强度相同 C. 若电子沿直线运动，该过程中电子受到的电场力大小不变 D. 若电子沿圆弧运动，该过程中电子的电势能增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．在等量异种电荷连线的中垂面上，任一点到两电荷的距离相等，电势叠加为 故，，，四点电势相同，故A错误； B．，，，四点均在球面与两电荷连线的中垂面上，到两电荷的距离及夹角关系均相同；两电荷在各点产生的电场强度叠加后方向均由指向，大小相同，故B正确； C．设球面半径为。在点，两电荷产生的电场强度方向相同，由点电荷场强公式和叠加原理得 在点，两电荷到该点的距离均为，垂直于方向的分量相互抵消，沿方向的分量相加，故 可见由点经点到点的过程中电场强度大小发生变化，故C错误； D．电子电势能满足。电子沿圆弧运动时始终位于中垂面，电势为零，电势能不变，故D错误。 故选B。 8. 如图所示，绝缘支架上固定有原来不带电的金属球壳，A、B是其水平直径的左右两个端点，M、N是该直径上的两个点，球壳外，A、B延长线上的O点放置一个电荷量为的点电荷，已知 ，以无穷远处电势为零，达到静电平衡后，下列说法正确的是（ ） A. 导体球壳上的A点和B点均带负电 B. M、N两点的电场强度为零，A点和B点的电势相同 C. 金属球壳上的感应电荷在M、N两点产生的电场强度之比为9：4 D. 用导线连接金属球壳上的A、B两点，导线中将产生电流 【答案】B 【解析】 【详解】A．外部正点电荷使金属球壳发生静电感应，靠近点电荷的B端带负电，远离点电荷的A端带正电，故A错误； BD．金属球壳达到静电平衡后，其内部合电场强度处处为零，且整个球壳为等势体，所以M、N两点的电场强度均为零，A、B两点电势相等；用导线连接A、B两点后，导线两端无电势差，不会产生电流，故B正确，D错误； C．设，由点电荷的场强公式得，M、N两点处点电荷产生的场强大小分别为， 仍处于静电平衡状态，感应电荷在M、N两点产生的场强大小分别等于点电荷在对应点产生的场强大小，故其比值为，故C错误。 故选B。 9. 如图所示，灯丝发热后发出的电子经加速电场后，进入偏转电场。若加速电压为U1，偏转电压为U2，设电子不落到电极上，则要使电子在电场中的偏转量y变为原来的3倍，可选用的方法是（　　） A. 只使U1变为原来的倍 B. 只使U2变为原来的倍 C. 只使偏转电极的长度L变为原来的3倍 D. 只使偏转电极间的距离d变为原来的3倍 【答案】A 【解析】 【详解】设电子的质量和电量分别为m和e。电子在加速电场中加速过程，根据动能定理得 电子进入偏转电场后做类平抛运动，加速度 电子在水平方向做匀速直线运动，则有 在竖直方向做匀加速运动，则有偏转量 联立上述四式得 A．只使U1变为原来的，则电子在电场中的偏转量y增大为原来的3倍，故A正确； B．只使U2变为原来的，则电子在电场中的偏转量y减小为原来的，故B错误； C．只使偏转电极的长度L变为原来的3倍，则电子在电场中的偏转量y增大为原来的9倍，故C错误； D．只使偏转电极间的距离d增大为原来的3倍，则电子在电场中的偏转量y减小为原来的倍；故D错误。 故选A。 10. 如图，某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为r的圆面，某时间内该地区的风速是v，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，假如这个风力发电机能将此圆内的空气动能转化为电能，则此风力发电机发电的功率为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设在时间t内，吹过风力发电机叶片圆面的空气体积为V，则 这段时间内吹过圆面的空气质量为 这些空气具有的动能为 由于发电机能将此圆内的空气动能转化为电能，则产生的电能为 根据功率的定义式，此风力发电机发电的功率为 故选A。 二、多选题：本大题共4小题，共16分。 11. 如图，甲、乙两个质量相同的物体，用大小相等的力F分别拉它们在水平面上从静止开始运动相同的距离s，甲在光滑水平面上，乙在粗糙水平面上，下列说法正确的是（ ） A. 力F对甲做功多 B. 力F对甲、乙做的功一样多 C. 两个物体获得的动能相同 D. 甲物体机械能增加量比乙大 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．甲、乙的位移均为，拉力均与位移同向。由功的定义得，故A错误，B正确。 CD．设乙所受滑动摩擦力的大小为。由动能定理，甲的合力做功为，乙的合力做功为 因，甲的动能增加量大于乙。又因两物体的重力势能均不变，机械能的增加量等于各自的动能增加量，故C错误，D正确。 故选BD。 12. 2024年10月30日，神舟十九号载人飞船成功对接空间站天和核心舱，对接前其变轨过程简化后如图所示，飞船先由近地轨道1在P点进入椭圆轨道2，在轨道2运行一段时间后，再从Q点进入圆轨道3，完成对接。已知地球的半径为R，轨道1的半径近似等于地球半径，地球表面的重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 飞船在轨道1上的速度大于轨道2上P点的速度 B. 飞船在轨道2上Q点的加速度等于轨道3上Q点的加速度 C. 飞船在轨道2上P点的速度大于轨道3上Q点的速度 D. 飞船在轨道1上运行的周期为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．飞船由近地轨道1在P点进入椭圆轨道2做离心运动，必须在P点加速，则飞船在轨道1上的速度小于轨道2上P点的速度，故A错误； B．根据牛顿第二定律得 可得 Q点到地心的距离r是一定的，则飞船在轨道2上Q点的加速度等于轨道3上Q点的加速度，故B正确； C．飞船绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，有 可得 则飞船在轨道1上运行速度大于在轨道3上运行速度，即。 根据变轨原理可知，飞船在轨道2上P点的速度，则，所以飞船在轨道2上P点的速度大于轨道3上Q点的速度，故C正确； D．飞船在轨道1上运行时，有 可得飞船在轨道1上运行的周期为 故D正确。 故选BCD。 13. 下面四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ） A. 图a中轻杆长为l，若小球在最高点的角速度大于，杆对小球的作用力向下 B. 图b中火车转弯处的轨道半径为R，转弯速度大小未达到时，轮缘对外轨道有挤压作用 C. 图c中若A、B均相对圆盘静止，半径，质量，则A、B所受摩擦力大小 D. 图d中两个小球在相同的高度做匀速圆周运动，它们的角速度相同 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．取最高点指向圆心的方向为正，设轻杆对小球作用力在该方向上的分量为。由牛顿第二定律得 当时，，轻杆对小球的作用力向下，故A正确； B．轮缘未挤压轨道时，设轨道的支持力为，由牛顿第二定律得， 由此得 当时，列车有向内侧下滑的趋势，轮缘挤压内侧轨道，故B错误； C．物块，随圆盘做匀速圆周运动，静摩擦力分别提供向心力。由牛顿第二定律得， 由题给，，可得，故C正确； D．设悬点到小球所在水平面的竖直距离为，小球做圆周运动的半径为。由牛顿第二定律得， 由几何关系有 两式相除并代入得 两小球的相同，故D正确。 故选ACD。 14. 加速器是人类揭示物质本源的关键设备，在放射治疗、食品安全、材料科学等方面有广泛应用，如图所示的直线加速器由沿轴线分布的金属圆板O和金属圆筒（又称漂移管）、B、C、D、E组成，金属圆板和金属圆筒分别接在电源的两端，位于和圆筒B、D相连的金属圆板中央的一个质子在圆板O和圆筒A之间的电场中由O点静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒进入加速器，质子在金属圆筒内做匀速运动且时间均为t，在金属圆筒之间的狭缝被电场加速，已知质子电荷量为e，质量为m，加速时电压U大小相同，不计质子经过狭缝的时间，不考虑相对论效应，下列说法正确的是（ ） A. M、N所接电源的极性应周期性变化 B. 质子从圆筒E射出时的速度大小为 C. 圆筒A、B、C、D、E的长度之比为1： D. 若考虑质子在狭缝中的运动时间，每个狭缝的宽度均为d，则质子最多能被持续加速次 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．质子在相邻漂移管内运动的时间均为，要使质子每次通过狭缝时电场方向都与运动方向相同，电源极性应每隔改变一次，即周期性变化，故A正确； BC．设质子经第次加速后的速度大小为。每次通过狭缝时电场力做功均为，质子由静止开始运动，由动能定理得 解得 当时，质子从圆筒射出时的速度大小为 质子在每个圆筒内均做匀速直线运动，运动时间均为，由匀速直线运动公式得 结合前述速度表达式可知，圆筒长度与成正比，所以圆筒，，，，的长度之比为，故B错误，C正确； D．若计及质子在宽度为的狭缝中的运动时间，狭缝内电场可视为匀强电场。由匀强电场中电势差与场强的关系得 质子所受电场力大小为。由牛顿第二定律得 联立解得 设质子经次加速后，在所有狭缝内运动的总时间为。由于各狭缝内的加速度大小相同，由匀变速直线运动速度公式得 结合前述结果解得 电源极性每隔改变一次。要使质子通过第个狭缝时电场仍对其加速，质子在狭缝内累计滞后的时间不能超过 即，代入前述结果解得，故D正确。 故选ACD。 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 15. 小白利用图1装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 （1）对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是___________（填选项前的字母） A. 重物选用质量和密度较大的金属锤 B. 两限位孔在同一竖直面内上下对正 C. 利用公式来求解瞬时速度 D. 重复多次实验时，重物必须从同一位置开始下落 （2）实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图2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、、，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的频率为f，设重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能的减少量为___________  ，重物动能的增加量为___________，小白发现：重物减少的重力势能总是略大于增加的动能，产生这一现象的原因是___________ 【答案】（1）AB （2） ①. ②. ③. 重物在下落过程中受到空气阻力和摩擦阻力作用，要克服阻力做功 【解析】 【小问1详解】 A．为了减小空气阻力的影响，重物选用质量和密度较大的金属锤，故A正确； B．为了减小纸带与打点计时器之间的摩擦阻力，两限位孔在同一竖直面内上下对正，故B正确； C．利用纸带上的点，根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度来求解瞬时速度，故C错误； D．重复多次实验时，重物不需要必须从同一位置开始下落，故D错误。 故选AB。 【小问2详解】 [1]从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能的减少量为 [2]根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，打下B点的速度 重物动能的增加量为 [3]重物在下落过程中受到空气阻力和摩擦阻力作用，要克服阻力做功，因此减少的重力势能总是略大于增加的动能。 16. 小鸿利用如图1所示装置观察电容器的放电过程，先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成，然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，电流传感器（可视为理想电流表）将电流信息传入计算机，电流随时间变化的图像如图2所示。 （1）放电时通过R的电流方向___________（填选项前的字母）。 A. 从左到右 B. 从右到左 （2）在图2所示的电流随时间变化的图像中，曲线与两坐标轴围成的面积大小代表电容器的___________（填选项前的字母） A. 电容 B. 释放的电荷量 C. 两极间的电压 （3）实验中所用电阻的阻值为时电容器两端电压约___________  V，若测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则电容器的电容约为___________F （4）若只更换电阻R重复上述实验，当电阻为时，电容器放电的图如图3中的虚线所示，若将电阻更换为（），请在图中用实线定性画出电容器放电的图。 【答案】（1）B （2）B （3） ①. ②. （4） 【解析】 【小问1详解】 开关接1端充电时，电容器上极板与电源正极相连而带正电。开关接2端放电时，电流从电容器上极板流出，经过电阻从右向左流向下极板。 故选B。 【小问2详解】 在很短的时间间隔内，可认为电流不变，由电流定义式，得到该时间间隔内通过的电荷量 各时间间隔内通过的电荷量之和等于图像中曲线与两坐标轴围成的面积，即电容器释放的电荷量。 故选B。 【小问3详解】 [1]由图2读出时。由欧姆定律得，代入数据得 [2]由图2读出初始电流，由欧姆定律得 由电容的定义式，代入数据得 【小问4详解】 同一电容器每次充电完成后的电压相同，开始放电时由欧姆定律，对两电阻分别有和 由可知 两次放电过程中电容器释放的电荷量相同，故两条曲线与坐标轴围成的面积相等。因此，对应的实线从较高的初始电流开始，衰减得更快，并比虚线更早趋近于零。 四、计算题：本大题共3小题，共36分。 17. “天问一号”是中国首个火星探测器，其名称来源于我国著名爱国主义诗人屈原的长诗《天问》，“天问一号”探测器已成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星，在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为T，轨道半径为r，已知火星的半径为R，引力常量为G，不考虑火星的自转，求： （1）火星的质量M （2）若在火星表面距地面h处，以初速度水平抛出一个物体，求物体从抛出到落地的过程中经过的水平距离x 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设“天问一号”的质量为m，其绕火星做匀速圆周运动时，由火星的万有引力提供向心力，则有 解得火星的质量为 【小问2详解】 忽略火星自转，在火星表面，质量为的物体所受万有引力等于物体的重力，则有 解得火星表面的重力加速度为 物体在火星表面做平抛运动，则有 联立解得 18. 过山车是一种惊险的游乐设施，其运动轨道可简化为如图所示的物理模型：过山车可看作一质量为m的质点，现由轨道上的A点起步，在重力的作用下下滑，轨道中有一半径为R的竖直圆形轨道，重力加速度为g （1）忽略阻力，若质点从A点由静止释放，恰好通过最高点C，求： 点的高度h； 在最低点B，质点对轨道的压力 （2）事实上，质点会受到阻力的作用，若发现它恰好通过最高点C时，需从处释放，求：从A到C的过程中阻力所做的功 （3）实际上，现代过山车的轨道都不是正圆形的，而是在顶部和底部使用半径不同的轨道，请你对轨道半径做合理的设计，并说明设计的理由（为简化问题，可忽略阻力的影响） 【答案】（1）a．，b．压力大小为，方向竖直向下 （2） （3）轨道顶部半径应较小，底部半径应较大，较小的顶部半径可降低安全通过最高点所需的临界速度，较大的底部半径可减小轨道压力和乘客的超重感 【解析】 【小问1详解】 a．质点恰好通过最高点时，轨道对质点的支持力为零。由牛顿第二定律得 解得 取最低点所在水平面为零重力势能面。质点从点到点的过程中只有重力做功，由机械能守恒定律得 代入前述最高点速度，解得 b．质点从点到点的过程中机械能守恒，有 代入前述点高度，得 在最低点，取竖直向上为正方向，由牛顿第二定律得 代入前述最低点速度，解得 由牛顿第三定律，质点对轨道的压力与轨道对质点的支持力大小相等、方向相反，所以压力大小为，方向竖直向下。 【小问2详解】 质点仍恰好通过最高点，故最高点速度与小问1相同。设阻力做功为，取最低点所在水平面为零重力势能面，由功能关系得 代入题给释放高度和前述最高点速度，得 【小问3详解】 设轨道在，点的曲率半径分别为，。质点恰好安全通过顶部时，轨道支持力的临界值为零，由牛顿第二定律得 解得临界速度 所以减小顶部半径可降低安全通过顶部所需的临界速度，使质点更容易保持与轨道接触。质点通过底部时，取竖直向上为正方向，由牛顿第二定律得 解得 忽略阻力时，质点在底部的速度由释放高度决定，与底部的局部曲率半径无关，所以增大底部半径可减小轨道的支持力，从而减小质点对轨道的压力和乘客的超重感。故轨道顶部半径应较小，底部半径应较大。 19. 可以证明，一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同，而一个均匀带电薄球壳在内部任意点产生的电场强度为零，已知静电力常量为k，球的体积公式为（为球的半径） （1）写出电场强度大小的定义式，并结合库仑定律求真空中点电荷Q产生的电场中，距离该点电荷r处电场强度的大小 （2）有一个半径为R，带电荷量为的均匀带电球体，以球心为坐标原点，建立如图1所示的坐标轴Ox，求Ox轴上电场强度的大小E与坐标x的关系，并在图2中定性地画出图 （3）在人们对微观世界的认识过程中，曾经出现过很多原子模型，其中汤姆森的“枣糕”模型认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子像枣糕中的枣一样镶嵌其中，若有一粒子（氦原子核）以某一速度沿半径方向射入静止的金原子，忽略电子对粒子的作用，已知金原子半径为R，金原子所带正电荷的电荷量为Q，粒子的电荷量为q，射入深度为d，求：粒子射入时的初动能（只考虑粒子与金原子间的静电相互作用，可以认为在相互作用的过程中金原子保持静止） 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 电场强度大小的定义是试探电荷在电场中所受电场力与试探电荷量的比值，因此 由库仑定律，点电荷在距其处对试探电荷的作用力大小为 代入电场强度定义式得 【小问2详解】 取轴正方向为研究方向。球心处由对称性有 当时，半径大于的薄球壳在其内部产生的场强为零，故以内的带电体决定该处场强。均匀带电说明电荷量与体积成正比，所以 因此 由点电荷场强公式，半径内的电荷在处产生的场强为 方向沿轴正方向在球面处，均匀带电球体外部等效为球心点电荷，因此 当时，整个球体等效为球心点电荷，由库仑定律得 方向沿轴正方向。综上，轴正半轴上场强大小与的关系为 在球内随线性增大，在处达到最大值；球外随增大按减小，图像即答案中的图。 【小问3详解】 题设的射入深度表示α粒子从球面向内运动的距离，因此到达最深处时距球心为，且粒子瞬时速度为零。球内电场方向向外，电场力与粒子运动方向相反。由小问2知球内场强与成正比，因此， 电场力做功的大小等于乘以图线在到之间的梯形面积，所以 由动能定理， 所以 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年北京师范大学附属中学高一（下）期末物理试卷 一、单选题：本大题共10小题，共30分。 1. 如图所示为某一走时准确的时钟，时针与分针的针尖到转轴的长度之比为5：7，a、b分别是时针和分针的针尖，则（　　） A. a、b两点的周期之比为1：12 B. a、b两点的角速度之比为5：7 C. a、b两点的线速度之比为5：84 D. a、b两点的向心加速度之比为5：84 2. 2025年6月6日，我国以一箭5星方式成功发射互联网低轨04组卫星，这些卫星在离地2000km的高度内绕地球做匀速圆周运动。已知地球同步卫星离地的高度约为36000km，则04组卫星（　　） A. 角速度比地球同步卫星的小 B. 线速度比地球同步卫星的小 C. 运行周期比地球同步卫星的小 D. 向心加速度比地球同步卫星的小 3. 去陶然亭玩“大雪山”是很多小朋友喜爱的游戏。小宝在一次游戏过程中，重力对他做功1600 J，克服阻力做功400 J，则（　　） A. 重力势能增加1600 J B. 动能增加2000 J C. 机械能减少400 J D. 机械能增加1200 J 4. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，由此可知（　　） A. 该电场由负点电荷形成 B. 带电粒子一定是从P向Q运动 C. 带电粒子在P点时的速度大于在Q点时的速度 D. 带电粒子在P点时的加速度小于在Q点时的加速度 5. 湘江上常有游客乘坐摩托艇一览两岸风光．假设摩托艇在江水中航行时所受阻力f与其速率v大小成正比，如果摩托艇的发动机输出功率由变为，那么摩托艇的最大速率会变为原来最大速率的（　　） A. 倍 B. 倍 C. 2倍 D. 3倍 6. 如图，小球自a点由静止自由下落，到b点时与轻弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短，不计空气阻力，在小球由的运动过程中，下列说法正确的是（ ） A. 小球和地球构成的系统总机械能守恒 B. 小球的重力势能随时间先减少后增加 C. 小球在b点时动能最大 D. 由a到c的过程中小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量 7. 如图，a、b、c、d、e、f是以O为球心的球面上的点，平面aecf与平面bedf垂直，分别在b、d两点放上等量异种点电荷，下列说法正确的是（ ） A. a、c、e、f四点电势不同 B. a、c、e、f四点电场强度相同 C. 若电子沿直线运动，该过程中电子受到的电场力大小不变 D. 若电子沿圆弧运动，该过程中电子的电势能增大 8. 如图所示，绝缘支架上固定有原来不带电的金属球壳，A、B是其水平直径的左右两个端点，M、N是该直径上的两个点，球壳外，A、B延长线上的O点放置一个电荷量为的点电荷，已知 ，以无穷远处电势为零，达到静电平衡后，下列说法正确的是（ ） A. 导体球壳上的A点和B点均带负电 B. M、N两点的电场强度为零，A点和B点的电势相同 C. 金属球壳上的感应电荷在M、N两点产生的电场强度之比为9：4 D. 用导线连接金属球壳上的A、B两点，导线中将产生电流 9. 如图所示，灯丝发热后发出的电子经加速电场后，进入偏转电场。若加速电压为U1，偏转电压为U2，设电子不落到电极上，则要使电子在电场中的偏转量y变为原来的3倍，可选用的方法是（　　） A. 只使U1变为原来的倍 B. 只使U2变为原来的倍 C. 只使偏转电极的长度L变为原来的3倍 D. 只使偏转电极间的距离d变为原来的3倍 10. 如图，某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为r的圆面，某时间内该地区的风速是v，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，假如这个风力发电机能将此圆内的空气动能转化为电能，则此风力发电机发电的功率为（ ） A. B. C. D. 二、多选题：本大题共4小题，共16分。 11. 如图，甲、乙两个质量相同的物体，用大小相等的力F分别拉它们在水平面上从静止开始运动相同的距离s，甲在光滑水平面上，乙在粗糙水平面上，下列说法正确的是（ ） A. 力F对甲做功多 B. 力F对甲、乙做的功一样多 C. 两个物体获得的动能相同 D. 甲物体机械能增加量比乙大 12. 2024年10月30日，神舟十九号载人飞船成功对接空间站天和核心舱，对接前其变轨过程简化后如图所示，飞船先由近地轨道1在P点进入椭圆轨道2，在轨道2运行一段时间后，再从Q点进入圆轨道3，完成对接。已知地球的半径为R，轨道1的半径近似等于地球半径，地球表面的重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 飞船在轨道1上的速度大于轨道2上P点的速度 B. 飞船在轨道2上Q点的加速度等于轨道3上Q点的加速度 C. 飞船在轨道2上P点的速度大于轨道3上Q点的速度 D. 飞船在轨道1上运行的周期为 13. 下面四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ） A. 图a中轻杆长为l，若小球在最高点的角速度大于，杆对小球的作用力向下 B. 图b中火车转弯处的轨道半径为R，转弯速度大小未达到时，轮缘对外轨道有挤压作用 C. 图c中若A、B均相对圆盘静止，半径，质量，则A、B所受摩擦力大小 D. 图d中两个小球在相同的高度做匀速圆周运动，它们的角速度相同 14. 加速器是人类揭示物质本源的关键设备，在放射治疗、食品安全、材料科学等方面有广泛应用，如图所示的直线加速器由沿轴线分布的金属圆板O和金属圆筒（又称漂移管）、B、C、D、E组成，金属圆板和金属圆筒分别接在电源的两端，位于和圆筒B、D相连的金属圆板中央的一个质子在圆板O和圆筒A之间的电场中由O点静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒进入加速器，质子在金属圆筒内做匀速运动且时间均为t，在金属圆筒之间的狭缝被电场加速，已知质子电荷量为e，质量为m，加速时电压U大小相同，不计质子经过狭缝的时间，不考虑相对论效应，下列说法正确的是（ ） A. M、N所接电源的极性应周期性变化 B. 质子从圆筒E射出时的速度大小为 C. 圆筒A、B、C、D、E的长度之比为1： D. 若考虑质子在狭缝中的运动时间，每个狭缝的宽度均为d，则质子最多能被持续加速次 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 15. 小白利用图1装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 （1）对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是___________（填选项前的字母） A. 重物选用质量和密度较大的金属锤 B. 两限位孔在同一竖直面内上下对正 C. 利用公式来求解瞬时速度 D. 重复多次实验时，重物必须从同一位置开始下落 （2）实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图2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、、，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的频率为f，设重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能的减少量为___________  ，重物动能的增加量为___________，小白发现：重物减少的重力势能总是略大于增加的动能，产生这一现象的原因是___________ 16. 小鸿利用如图1所示装置观察电容器的放电过程，先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成，然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，电流传感器（可视为理想电流表）将电流信息传入计算机，电流随时间变化的图像如图2所示。 （1）放电时通过R的电流方向___________（填选项前的字母）。 A. 从左到右 B. 从右到左 （2）在图2所示的电流随时间变化的图像中，曲线与两坐标轴围成的面积大小代表电容器的___________（填选项前的字母） A. 电容 B. 释放的电荷量 C. 两极间的电压 （3）实验中所用电阻的阻值为时电容器两端电压约___________  V，若测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量，则电容器的电容约为___________F （4）若只更换电阻R重复上述实验，当电阻为时，电容器放电的图如图3中的虚线所示，若将电阻更换为（），请在图中用实线定性画出电容器放电的图。 四、计算题：本大题共3小题，共36分。 17. “天问一号”是中国首个火星探测器，其名称来源于我国著名爱国主义诗人屈原的长诗《天问》，“天问一号”探测器已成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星，在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为T，轨道半径为r，已知火星的半径为R，引力常量为G，不考虑火星的自转，求： （1）火星的质量M （2）若在火星表面距地面h处，以初速度水平抛出一个物体，求物体从抛出到落地的过程中经过的水平距离x 18. 过山车是一种惊险的游乐设施，其运动轨道可简化为如图所示的物理模型：过山车可看作一质量为m的质点，现由轨道上的A点起步，在重力的作用下下滑，轨道中有一半径为R的竖直圆形轨道，重力加速度为g （1）忽略阻力，若质点从A点由静止释放，恰好通过最高点C，求： 点的高度h； 在最低点B，质点对轨道的压力 （2）事实上，质点会受到阻力的作用，若发现它恰好通过最高点C时，需从处释放，求：从A到C的过程中阻力所做的功 （3）实际上，现代过山车的轨道都不是正圆形的，而是在顶部和底部使用半径不同的轨道，请你对轨道半径做合理的设计，并说明设计的理由（为简化问题，可忽略阻力的影响） 19. 可以证明，一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同，而一个均匀带电薄球壳在内部任意点产生的电场强度为零，已知静电力常量为k，球的体积公式为（为球的半径） （1）写出电场强度大小的定义式，并结合库仑定律求真空中点电荷Q产生的电场中，距离该点电荷r处电场强度的大小 （2）有一个半径为R，带电荷量为的均匀带电球体，以球心为坐标原点，建立如图1所示的坐标轴Ox，求Ox轴上电场强度的大小E与坐标x的关系，并在图2中定性地画出图 （3）在人们对微观世界的认识过程中，曾经出现过很多原子模型，其中汤姆森的“枣糕”模型认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子像枣糕中的枣一样镶嵌其中，若有一粒子（氦原子核）以某一速度沿半径方向射入静止的金原子，忽略电子对粒子的作用，已知金原子半径为R，金原子所带正电荷的电荷量为Q，粒子的电荷量为q，射入深度为d，求：粒子射入时的初动能（只考虑粒子与金原子间的静电相互作用，可以认为在相互作用的过程中金原子保持静止） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $