微光 - 徐老师的博客

扬大附中2024~2025学年度第二学期期末考试

高一物理试卷

责任命题、审核：王艳玲、刘燕

本试卷共计：100分考试时间：75分钟

一、单项选择题：共20题，每题3分，共60分。每题只有一个选项最符合题意。

1. 下列生活实例中，不属于离心现象的例子是（　　）

A. 洗衣机的脱水桶转速加快，水从衣物上分离，被甩出脱衣筒

B. 下雨天，自行车后轮边缘的泥水沿切线方向飞出

C. 小明站在地面上用手拍打身上的衣服时，可以把衣服上的灰尘给下来

D. 在下雨天我们旋转用伞，可以甩掉用伞上的水滴

【答案】C

【解析】

【详解】A．洗衣机脱水时，当水滴与衣物之间的作用力不足以通过水滴圆周运动的向心力时，水滴将做离心运动，从而把衣服上的水脱干，能够用离心现象解释，故A不符合题意；

B．下雨天，自行车后轮边缘的泥水随着车轮做圆周运动，当车轮转动时，泥水所受的附着力不足以提供其做圆周运动所需的向心力，泥水就会沿切线方向飞出，属于离心现象，故B不符合题意；

C．小明站在地面上用手拍打身上的衣服时，衣服受力运动，而灰尘由于惯性要保持原来的静止状态，从而与衣服分离，这是利用了惯性原理，不是离心现象，故C符合题意；

D．在下雨天旋转雨伞，伞上的水滴随着伞做圆周运动，当水滴所受的力不足以提供其做圆周运动所需的向心力时，水滴就会做离心运动，被甩掉，属于离心现象，故D不符合题意。

故选C。

2. 铁道转弯处内、外轨间有高度差，可以使火车顺利转弯。已知火车转弯时安全速度为v，转弯时半径为R，则火车转弯时向心加速度为（　　）

A. B. C. v²R D. vR

【答案】A

【解析】

【详解】根据向心加速度的定义式可知，火车转弯时向心加速度为

故选A

3. 如图所示，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上没有滑动。下列说法正确的是（　　）

A. A、B线速度大小之比为

B. A、B角速度大小之比为

C. A、C线速度大小之比为

D. A、C角速度大小之比为

【答案】D

【解析】

【详解】AB．依题意A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，且接触面上没有滑动，则A、B线速度大小相等，即，根据可知A、B两点角速度大小之比与半径成反比，即，故AB错误；

CD．A、C两点属于同轴转动，角速度大小之比为，根据可知，故C错误；D正确。

故选D。

4. 如图所示，A、B、C三个物体放在旋转台上，动摩擦因数均为，A的质量为2m，B、C的质量均为m，A、B离轴的距离为R，C离轴的距离为2R，则当圆台旋转时（设A、B、C都没有滑动，最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（　　）

A. C的向心力最大

B. B的向心加速度最小

C. 当圆台转速增大时，A比B先滑动

D. 当圆台转速增大时，C将最先滑动

【答案】D

【解析】

【详解】AB．根据向心加速度公式

可知A、B、C都没有滑动，角速度相等，A、B离轴的距离为R，C离轴的距离为2R，所以A、B的向心加速度大小相同

根据向心力公式

可得

，，

可知A、C的向心力大小相同，故AB错误；

CD．当A、B、C的摩擦力均达到最大时，各自的临界角速度分别为

，，

解得

＞

可知当圆台转速增大时，C将最先滑动，A与B后滑动且一起滑动，故C错误，D正确。

故选D。

5. 如图所示，两颗彗星仅受太阳引力作用绕太阳运行，彗星1轨道为圆，彗星2轨道为椭圆。下列说法正确的是（　　）

A. 彗星2在近日点的速度小于远日点的速度

B. 彗星2在近日点的加速度大于彗星1的加速度

C. 彗星1、彗星2与太阳的连线在相等时间内扫过的面积一定相等

D. 彗星1受太阳的万有引力一定小于彗星2在近日点受太阳的万有引力

【答案】B

【解析】

【详解】A．由开普勒第二定律可知，彗星2在近日点的速度大于远日点的速度，故A错误；

B．根据

解得，可知彗星2在近日点的加速度大于彗星1的加速度，故B正确；

C．根据开普勒第二定律，相等时间内扫过的面积相等是指同一轨道，则彗星1、彗星2与太阳的连线在相等时间内扫过的面积不一定相等，故C错误；

D．因为彗星1、彗星2的质量关系未知，所以彗星1受太阳的万有引力不一定小于彗星2在近火点受太阳的万有引力，故D错误。

故选B。

6. 将一颗质量为m的卫星发射到距离地面高度为h的圆轨道上，已知地球质量为M、半径为R，引力常量为G，则地球受到该卫星的作用力大小为（　　）

A B. C. D.

【答案】D

【解析】

【详解】根据万有引力定律可知该卫星受到地球的万有引力大小为

根据牛顿第三定律可知，地球受到该卫星的作用力大小为。

故选D。

7. 万有引力定律是人类科学史上最伟大的发现之一，有关万有引力定律说法正确的是（　　）

A. 亚里士多德进行了月-地检验

B. 由万有引力定律公式可知，当时，

C. 卡文迪什被誉为第一个称量出地球质量的人

D牛顿根据牛顿运动定律和开普勒行星运动定律得出万有引力定律，并测出了引力常量

【答案】C

【解析】

【详解】A．牛顿进行了月-地检验，故A错误；

B．万有引力定律仅适用于质点或距离远大于物体尺寸的情况。当时，物体无法视为质点，公式失效，故B错误；

C．卡文迪什通过扭秤实验测得引力常量，被誉为第一个称量出地球质量的人，故C正确；

D．牛顿提出万有引力定律，但引力常量由卡文迪什首次测量，故D错误。

故选C。

8. 神舟二十号载人飞船预计于今年4月份发射。如图是飞船发射至对接的原理图，载人飞船进入预定轨道1后，与轨道2的天宫空间站完成自主快速交会对接，以下说法正确的是（　　）

A. 飞船在轨道1近地点A的线速度大小等于第一宇宙速度

B. 天宫空间站的运行周期大于飞船在轨道1的运行周期

C. 飞船先进入轨道2，再加速即可完成对接

D. 若要进入轨道1，则飞船从地面发射时的速度应超过11.2km/s

【答案】B

【解析】

【详解】A．过A点可以作出近地卫星的圆轨道，该轨道上的速度等于第一宇宙速度，由近地圆轨道变轨到轨道1，需要再A点加速，可知飞船在轨道1近地点A的线速度大小大于第一宇宙速度，故A错误；

B．由于天宫空间站的运行的轨道半径大于轨道1的半长轴，根据开普勒第三定律可知，天宫空间站的运行周期大于飞船在轨道1的运行周期，故B正确；

C．飞船先进入轨道2，加速后，速度增大，万有引力不足以提供圆周运动的向心力，飞船将做离心运动，不能够完成对接，故C错误；

D．11.2km/s为第二宇宙速度，飞船在轨道1上仍然在地球束缚之下，可知，飞船从地面发射进入轨道1的速度不能够超过11.2km/s，故D错误。

故选B。

9. 关于功的概念，下列说法正确的是（　　）

A. 物体受力越大，力对物体做功越多 B. 合力的功等于各分力功的矢量和

C. 摩擦力可以对物体做正功 D. 功有正、负，正、负表示功的方向

【答案】C

【解析】

详解】A．根据

可知功的决定因素为力、位移及二者的夹角的余弦，受力越大，力对物体做功不一定越多，故A错误；

BD．功是标量，有正负之分，但功的正负不表示功的大小，而表示力对物体的做功效果，合力做的功等于各分力做功的代数和，故BD错误；

C．摩擦力可以做正功，也可做负功，这要看摩擦力与位移的方向关系，故C正确。

故选C。

10. 某汽车发动机的额定功率为90kW，汽车以额定功率在平直公路上匀速行驶，速度大小为30m/s，则它所受阻力的大小为（　　）

A. 2400N B. 2700N C. 3000N D. 6000N

【答案】C

【解析】

【详解】汽车以额定功率在平直公路上匀速行驶，速度大小为30m/s时，则它所受阻力的大小为

故选C。

11. 如图是为了检验某防护罩承受冲击能力的装置的一部分，M是半径为R＝1.0m、固定于竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平，M的下端相切处放置竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质量m＝0.01kg的小钢珠（可视为质点），假设某次发射的小钢珠沿轨道内侧经过M的上端点水平飞出，飞出时速度为4m/s，g取10m/s²，弹簧枪的长度不计，则发射该钢珠前，弹簧的弹性势能为（　　）

A. 0.10J B. 0.18J C. 0.20J D. 0.25J

【答案】B

【解析】

【详解】小钢珠与弹簧组成的系统机械能守恒，根据机械能守恒定律得E_P＝mgR＋mv²＝0.18J

故选B。

12. 真空中，相距为d的甲、乙两个点电荷所带电荷量分别为和，接触后，放回原位置，两球间库仑力的大小为（　　）

A. B. C. D.

【答案】A

【解析】

【详解】两电荷接触后总电荷量为

电荷均分后各带。放回原位置后，库仑力大小为

故选A。

13. 如图所示，带正电的金属球C放在绝缘支架上，置于铁架台旁，把系在绝缘细线上带正电的铝箔小球挂在P点下方，小球静止时细线与竖直方向的夹角为。若减小小球a电荷量，C与a始终认为在同一水平线上，则（　　）

A. 静电力增大，增大 B. 静电力增大，减小

C. 静电力减小，增大 D. 静电力减小，减小

【答案】D

【解析】

【详解】假设a所在位置不变，由于球a电荷量减小，则电场力减小，小球不能够在原位置平衡，小球的平衡位置一定向左移动，即减小，根据平衡条件有

由于减小，则电场力减小，即静电力减小，减小。

故选D。

14. 如图所示，两个点电荷所带电荷量分别为和，固定在直角三角形的、两点，其中。若长度为，则点电场强度大小为（　　）

A. B.

C. D.

【答案】C

【解析】

【详解】两个点电荷在C点产生的电场强度的方向如图所示

其中正点电荷在点产生的场强大小为

负点电荷在点产生的场强大小为

由于夹角为，由平行四边形定则可知C点电场强度大小为

故选C。

15. 下列各量中，与检验电荷无关的物理量是（　　）

A. 电场力F B. 电势能E_p C. 电势差U D. 电场力做的功W

【答案】C

【解析】

【详解】ABD．根据

，，

可知电场力F、电势能E_p、电场力做的功W均与检验电荷有关，故ABD错误；

C．电势差只由电场自身决定，与检验电荷无关，故C正确。

故选C。

16. 某区域电场线分布如图所示，a、b两点场强大小为、，将同一电荷先后置于a、b两点，电荷所受电场力大小分别为和，则（）

A. B. C. D.

【答案】B

【解析】

【详解】因a点的电场线较b点密集，可知a点场强较大，即

根据F=Eq可知电荷所受电场力

故选B。

17. 如图所示，、为匀强电场中的两点，、间距离为，、连线与电场线的夹角为，电场强度为，则、间的电势差为（）

A. B. C. D. 0

【答案】B

【解析】

【详解】根据匀强电场的场强与电势差的关系可知，其中为两点沿电场线方向的距离，则

所以，A、B间的电势差为

故选B。

18. 如图所示，在处于O点的点电荷＋Q形成的电场中，试探电荷＋q由A点移到B点，静电力做功为W₁；以OA为半径画弧交OB于C，再把试探电荷由A点移到C点静电力做功为W₂，由C点移到B点静电力做功为W₃，则3次静电力做功的大小关系是（　　）

A. W₁＝W₂＝W₃<0 B. W₁＝W₃>W₂＝0

C. W₁>W₂＝W₃>0 D. W3>W₁＝W₂＝0

【答案】B

【解析】

【详解】点电荷产生的电场中等势线为以O为圆心的同心圆。故AC两点电势相等。试探电荷从A到C，电场力做功为0，即W₂=0。试探电荷从A、C两点分别到B点电场力做正功，有

故

W₁＝W₃>W₂＝0

故选B。

19. 如图所示，真空中水平放置的平行板电容器的两极板与电压恒定的电源相连，下极板接地（电势为0），极板间的点固定一带负电的点电荷（电荷量不变），把下极板缓慢向上平移少许后，下列说法正确的是（　　）

A. 电容器所带的电荷量减小

B. 点电荷受到的电场力不变

C. 点的电势降低

D. 点电荷的电势能减小

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据平行板电容器的决定式可知把下极板缓慢向上平移少许后，电容器的电容变大，再结合可知电容器所带的电荷量变大，故A错误；

B．根据可知极板间的电场强度变大，根据可知点电荷受到的电场力变大，故B错误；

C．因为点所在位置到上极板的距离不变，且下极板的电势为零，且两极板间的电场强度增大，根据可知点所在位置的电势降低，故C正确；

D．点电荷的电势能，由于点电荷带负电，因此点电荷的电势能增大，故D错误。

故选C。

20. 将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比，皮球从抛出到落回抛出点过程中，其运动的动能E_k与上升高度h之间关系的图像可能正确的是（　　）

A. B.

C. D.

【答案】A

【解析】

【详解】根据动能定理

可知图像的切线斜率绝对值等于合力大小；

上行过程的合力大小为

可知上行过程随着速度的减小，合力大小逐渐减小，则图像的切线斜率绝对值逐渐减小；

下行过程的合力大小为

可知下行过程随着速度的增大，合力大小逐渐减小，则图像的切线斜率绝对值逐渐减小；

由于空气阻力总是做负功，所以经过同一位置时，上行时的动能总是比下行时的动能大。

故选A。

二、非选择题：共4题，共40分。其中第22题~第24题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。

21.

（1）如图甲为在实验室中“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。让重物拉着纸带从高处由静止开始下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，通过对纸带上的点迹进行测量、分析即可验证机械能守恒定律。

①如果实验室中仅提供220V的交流电源，应选用________打点计时器（选填“电磁”或“电火花”）；

②实验中，先接通电源，再释放重物，得到下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、、。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，重物的重力势能变化量________，动能变化量________。

（2）某实验小组的同学做“验证机械能守恒定律”实验，实验装置主体如图丙所示，该小组的同学完成的操作如下：

①将宽度为d的黑色胶带等间隔贴在透明材料制成的直尺上，相邻胶带中心线之间的距离为；

②将光电门固定在铁架台上，由静止竖直释放直尺，测得第1个和第4个胶带通过光电门的时间分别为和；若关系式________（选用、d、、，g表示）成立，说明直尺下落过程中机械能守恒；

③若v为胶带通过光电门的速度，h为胶带下边缘到直尺下端的距离，利用采集的数据作出的图像如图丁所示，有同学认为图像不过原点的原因一定是释放直尺时初速度不为零造成的，你认为它的观点是否正确，如果不正确请说明理由________________。

【答案】（1） ①. 电火花②. ③.

（2） ①. ②.

不正确，理由见解析。

【解析】

【小问1详解】

[1]电火花打点计时器使用220V交流电源，电磁打点计时器使用8V交流电源，如果实验室中仅提供220V的交流电源，应选用电火花打点计时器。

[2]从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量

[3]计时器打B点的重物速度

故动能变化量

【小问2详解】

[1]根据题意可知，从第1个到第4个胶带通过光电门时，直尺下落过程中重力势能的减小量

动能的增加量为

若机械能守恒，则有

联立整理得

[2]不正确，实际v为胶带通过光电门的平均速度，即通过光电门中间时刻的速度，若h为胶带下边缘到直尺下端的距离，则有

整理可得

此时图像就如图丁所示。

22. 如图所示，飞轮半径为R，为竖直转动轴，假想在飞轮的边缘固定一个质量m的小螺丝钉P，此时飞轮角速度为。求：

（1）小螺丝钉P的线速度大小v；

（2）小螺丝钉P随飞轮转动所需要的向心力的大小F。

【答案】（1）

（2）

【解析】

【小问1详解】

小螺丝钉P的线速度大小

【小问2详解】

小螺丝钉P随飞轮转动所需要的向心力的大小

23. 火星是距离太阳第四近的行星，其半径为R，我国发射的火星探测器“天问一号”在登陆火星之前围绕火星做圆周运动，其环绕速度为v，轨道半径r，已知引力常量为求火星的：

（1）质量

（2）表面重力加速度

（3）第一宇宙速度。

【答案】（1）

（2）

（3）

【解析】

【小问1详解】

由万有引力提供向心力得

解得

【小问2详解】

由万有引力等于重力得

解得

【小问3详解】

由万有引力提供向心力得

解得

24. 如图所示，倾角的光滑绝缘斜面AB与半径的圆弧光滑绝缘轨道BCD在竖直平面内相切于B点，圆弧轨道处于方向水平向右的有界匀强电场中，电场的电场强度大小。质量、电荷量的小滑块从斜面上P点由静止释放，沿斜面运动经B点进入圆弧轨道，已知P、B两点间距，，，g取。

（1）求滑块运动到B点时速度大小；

（2）求滑块运动到与圆心O等高的Q点时对轨道的压力大小；

（3）调整斜面上释放点位置，欲使滑块能从D点飞出，求该释放点与B点间距的最小值。

【答案】（1）

（2）

（3）

【解析】

【小问1详解】

滑块从P点到B点，由动能定理得

解得滑块运动到B点时速度大小

【小问2详解】

Q点与B点的高度

Q点与B点的水平距离为

滑块从B点到Q点，由动能定理得

解得

滑块在Q点由牛顿第二定律得

解得

由牛顿第三定律可得滑块运动到与圆心O等高的Q点时对轨道的压力大小

【小问3详解】

滑块要到D点，则需过物理最高点，即与B关于O点对称的点

解得

滑块从B点到B对称点动能定理得

滑块从点到B点由动能定理得

解得

该释放点与B点间距的最小值为。