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2024-2025学年江苏省镇江市高一（下）期末考试物理试卷

一、单选题：本大题共11小题，共44分。

1. 地球可以看作一个半径为R的球体，北京的纬度约为北纬，地球自转的周期为位于北京的物体随地球自转做匀速圆周运动的线速度是（　　）

A B. C. D.

【答案】D

【解析】

【详解】位于北京的物体随地球自转做匀速圆周运动的角速度是

位于北京的物体随地球自转做匀速圆周运动的线速度

故选D。

2. 如图所示，受训者拖着旧橡胶轮胎在水平直道上运动了一段距离，在此过程中（　　）

A. 重力对轮胎做负功 B. 摩擦力对轮胎做正功

C. 拉力对轮胎做负功 D. 支持力对轮胎不做功

【答案】D

【解析】

【详解】A．轮胎受到的重力竖直向下，而轮胎的位移水平向右，则轮胎在竖直方向上没有发生位移，重力不做功，故A错误；

B．由题知，轮胎受到地面的摩擦力方向水平向左，而位移水平向右，两者夹角为，则轮胎受到地面的摩擦力做了负功，故B错误；

C．设拉力与水平方向的夹角为，由于是锐角，所以轮胎受到的拉力做正功。故C错误；

D．轮胎受到地面的支持力竖直向上，而轮胎的位移水平向右，则轮胎在竖直方向上没有发生位移，支持力不做功。故D正确。

故选D。

3. 汽车在平直公路行驶过程中受到的阻力与速度的关系为f=kv²，汽车分别以速度v和2v匀速行驶时，驱动力的功率之比为（　　）

A. 1∶2 B. 1∶4 C. 1∶8 D. 1∶16

【答案】C

【解析】

【详解】当汽车匀速行驶时，驱动力等于阻力，即

速度为v时，驱动力，功率

速度为2v时，阻力

驱动力

功率

功率之比为

故选C。

4. 如图所示，质量m的小球，从离桌面H高处A点由静止自由下落，桌面离地面的高度h，若以桌面为参考平面，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A. 小球在A点的重力势能为

B. 小球在桌面高度处的动能为mgH

C. 由A到B的下落过程中小球机械能减少了

D. 小球在A点机械能与参考平面选取无关

【答案】B

【解析】

【详解】A．由题可知，小球在A点的重力势能为，故A错误；

B．小球在运动过程机械能守恒，则小球在A点的机械能和桌面处的机械能相等，有

可得小球在桌面高度处的动能，故B正确；

C．由A到B的下落过程中小球只受重力，只有重力做功，机械能守恒，故C错误；

D．由于重力势能与参考平面有关，A点机械能也与参考平面有关，故D错误。

5. 玻璃棒用丝绸摩擦后，放到验电器上端金属球附近，则（　　）

A. 验电器整体带负电 B. 验电器上端带正电

C. 用手摸一下a处后验电器带正电 D. 用手摸一下b处后验电器带负电

【答案】D

【解析】

【详解】AB．玻璃棒用丝绸摩擦后，玻璃棒带正电，当带正电的玻璃棒靠近验电器金属球，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，金属箔片的自由电子被吸引到金属球一端。此时金属球因得到电子带负电，金属箔片因有失去电子带正电，但验电器整体的正、负电荷总量相等，处于电中性状态，并非带电体，故AB错误；

CD．当用手触摸验电器金属球时，人体和金属球相当于远端，所以用手摸一下金属球后验电器带负电，与摸一下a处或b处无关，故C错误，D正确。

故选D。

6. 如图所示，地球和火星绕太阳公转的轨道都视为圆形，霍曼轨道是近日点P和远日点Q与这两个行星轨道都相切的椭圆。当“天问一号”火星探测器到达地球轨道的P点时，变轨进入霍曼轨道，当“天问一号”运动到霍曼轨道的Q点时，再次变轨进入火星轨道。下列关于“天问一号”的说法正确的是（　　）

A. 在地球轨道上的角速度小于在火星轨道上的角速度

B. 在霍曼轨道上的加速度可能会小于在火星轨道上的加速度

C. 在霍曼轨道上的P点速度超过在地球轨道上的线速度

D. 在霍曼轨道上从P运动到Q的时间小于半年

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据万有引力提供向心力可知

解得

可知轨道半径越大的火星轨道，角速度越小，则在地球轨道上的角速度大于在火星轨道上的角速度，故A错误；

B．根据万有引力提供向心力可得

解得

则在霍曼轨道上的加速度都会大于等于在火星轨道上的加速度，故B错误；

C．当“天问一号”火星探测器到达地球轨道的P点时，变轨进入霍曼轨道时，需要探测器在P点向后喷气，速度增大，做离心运动，故在霍曼轨道上的P点速度超过在地球轨道上的线速度，故C正确；

D．根据开普勒第三定律，半长轴越大，周期越大，故在霍曼轨道上从P运动到Q的时间大于半年，故D错误。

故选C。

7. 已知形状不规则导体甲、乙带异种电荷，附近的电场线如图所示。其中a、b、c、d是导体外表面的点，e和f是甲导体内部的点。则（　　）

A. B. C. D.

【答案】A

【解析】

【详解】A．导体甲处于静电平衡状态，甲是等势体，可知，故A正确；

B．沿电场线方向电势逐渐降低，故，故B错误；

C．电场线的疏密程度反映场强大小，可知，故C错误；

D．处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，，故D错误。

故选A。

8. 如图所示，两个粒子a和b电荷量之比为，以相同的初动能垂直射入偏转电场不计粒子重力，则这两个粒子射出电场时的侧位移y之比为（　　）

A. B. C. D.

【答案】A

【解析】

详解】两粒子垂直射入偏转电场都做类平抛运动，由牛顿第二定律得：

水平方向

竖直方向

解得

由题可知，两个粒子的初动能相同，E、L相同，则y与q成正比，两粒子的电荷量之比为1：2，侧位移y之比为1：2。

故选A。

9. 如图所示为某一电场中电场线的分布情况。一带电粒子在电场中运动的轨迹如虚线所示，若不考虑其他力，下列判断正确的是（　　）

A. 粒子带正电 B. 粒子在A点加速度大于在B点加速度

C. 粒子在A点速度大于在B点速度 D. 粒子在A点电势能大于在B点电势能

【答案】C

【解析】

【详解】A．粒子受电场力方向指向轨迹的凹侧，则所受电场力方向与电场线方向相反，故粒子带负电，故A错误；

B．由电场线疏密程度可以看出，粒子在A点的电场强度小于B点的电场强度，又由可知，粒子在A点加速度小于B点加速度，故B错误；

CD．由粒子的运动轨迹可以知道，粒子受到的电场力方向指向轨迹的凹侧且与电场线方向相反，若粒子是从A运动到B，则电场力做负功，动能减小（速度减小），电势能增大，故C正确，D错误。

故选C。

10. 某同学用电流传感器进行电容器放电现象研究，按照图示电路连接电路，将开关与1端连接。充电完毕后，将开关掷向2端，测得电流随时间变化的曲线如下列图中实线所示。在重复实验时，该同学将电源电压变为原来的两倍，其它实验条件不变，则重复实验所得的放电曲线用虚线表示可能正确的是（　　）

A. B. C. D.

【答案】B

【解析】

【详解】当电源电压变为原来的两倍时，电容器充电后的电压U也变为原来的两倍，带电量也变为原来的两倍。初始电流变为原来两倍，且放电过程中电流随时间变化的规律不变，只是整体电流值变大，且曲线与坐标轴围成的面积即为电荷量，故B图符合。

故选B。

11. 沿空间某直线建立x轴，该直线上的静电场方向平行于x轴，其电势随x轴上位置变化规律如图所示。一电荷量大小为q的粒子在O点由静止释放，粒子向x轴正方向运动，不计粒子的重力，下列判断正确的是（　　）

A. 处的场强小于处的场强 B. 粒子在处的速度最大

C. 粒子经过的动能为 D. 粒子在O点和之间来回运动

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据图象的斜率的绝对值表示电场强度大小，由图可知处图象斜率的绝对值大于处图象斜率的绝对值，所以处的场强大于处的场强，故A错误；

B．因为粒子从O点由静止释放向x轴正方向运动，粒子带负电，电场力做正功，动能增加，速度增大，从到电场力做负功，动能减小，速度减小，到达处速度减为0，所以粒子在处的速度最大，故B正确；

CD．粒子在O点到之间电场力先做正功后做负功，在处速度为0，之后粒子向x轴负方向运动，从到O点电场力先做正功后做负功，到O点速度为0，粒子在O点和之间来回运动，不会运动到处，故CD错误。

故选B。

二、实验题：本大题共1小题，共9分。

12. 小明用如图1所示装置验证机械能守恒定律。长为L的轻杆一端固定摆锤A，另一端可绕O点自由转动，在A的下方有一凹槽，内部装有一小球。现将摆锤拉起，使杆偏离竖直方向成θ角时，由静止开始释放摆锤，摆锤和小球一起向下摆动。当摆锤到达最低位置时，受到竖直挡板P的阻挡而停止运动，之后小球将飞离摆锤做平抛运动。

（1）某次实验中小球落地点如图2所示，刻度尺的读数为______cm

（2）若测得摆锤碰到挡板之后小球的水平位移为s和竖直下落高度为h，重力加速度为g，则小球在最低点的速度v=______。

（3）摆锤和小球整体在运动过程中机械能守恒的关系式应为______用θ、v、g、L表示

（4）改变释放小球时轻杆与竖直方向的夹角θ，经多次实验后，以v²为纵坐标，cosθ为横坐标，得到如图3所示图像，若图像的斜率大小为______即可验证机械能守恒。

（5）小明实验时发现动能的增加量总是大于重力势能的减少量，请写出一条可能的原因______。

【答案】（1）11.62

（2）

（3）

（4）2gL（5）L的测量值偏小

【解析】

【小问1详解】

刻度尺精确度为1mm；需要估读，其读数为

【小问2详解】

根据平抛运动规律可得，

解得

【小问3详解】

摆锤在摆动过程中，如果机械能守恒，有

整理得

【小问4详解】

因

可得

则图像的斜率大小2gL

【小问5详解】

小明实验时发现动能的增加量总是大于重力势能的减少量，可能的原因为L的测量值偏小。L应该是O点到摆锤与小球整体重心之间的距离。

三、计算题：本大题共4小题，共40分。

13. 如图所示，a、b、c、d为匀强电场中四个等势面，相邻等势面距离为4cm，已知U_AD=120V。

（1）求电场强度E；

（2）设B点电势为零，求A、C的电势φ_A、φ_C；

（3）将q=−1×10⁻¹⁰C的点电荷由A移到C，求电场力所做的功W_AC；

【答案】（1）1000V/m，方向水平向右

（2）40V，−40V

（3）−8×10⁻⁹J

【解析】

【小问1详解】

A、B间的电势差为

电场强度，方向水平向右

【小问2详解】

设B点电势为零，A、C的电势分别为

，

【小问3详解】

电场力所做的功，

解得

14. 假设将来人类在火星表面举行足球赛，罚任意球时一名运动员把质量为0.45kg的足球从水平地面斜向上踢出，足球在空中到达的最大高度是5m，在最高点的速度为20m/s，不计空气阻力，火星表面重力加速度4m/s²

（1）求足球上升过程中克服重力所做的功W₁；

（2）求运动员对足球所作的功W₂；

（3）取火星半径为地球半径的一半，地球表面重力加速度取10m/s²，求火星质量与地球质量的比值M_火:M_地。

【答案】（1）9J（2）99J

（3）

【解析】

【小问1详解】

足球上升过程中克服重力所做的功

【小问2详解】

运动员对足球所作的功

【小问3详解】

根据题意得，则

解得

15. 如图所示，AB为光滑倾斜轨道，BC为一逆时针匀速转动的水平传送带，CD段是一个可以改变倾角的长斜面。AB之间高度h=1.25m，BC之间距离L=4m，传送带速度v=4m/s。物体与传送带之间动摩擦因数μ₁=0.2，物体与斜面间动摩擦因数，有一质量m=1kg的物体（可视为质点），从A点由静止开始下滑，物块经过B、C连接处动能损失均不计，空气阻力不计，重力加速度g=10m/s²

（1）求物体到达B点的速度v_B大小；

（2）求物体第一次在传送带上滑动过程中产生的热量Q；

（3）当斜面CD倾角θ取0~90°范围内的某一角度时，物体第一次沿斜面CD上滑的最大距离具有最小值，求此最小值x_m。

【答案】（1）5m/s

（2）16J（3）

【解析】

【小问1详解】

由A到B根据机械能守恒定律得，解得

【小问2详解】

由B到C匀减速运动，假设到达C点时速度为v_C，由动能定理得

代入数据，得

假设由B到C用时为t，则，

代入数据，得

物体在传送带上滑动过程产生热量，其中

代入数据，得

【小问3详解】

假设物体第一次沿斜面CD上滑的最大距离为x，则由动能定理得

代入数据整理得

当sin（θ+α）=1时，

16. 如图所示，AB是长为2R的水平粗糙轨道，B点与一半径为R的光滑圆轨道相切，整个空间有一水平向右的匀强电场。一带电量为+q、质量为m的小物体从A点由静止释放，经过B点时对圆轨道的压力为其重力的2倍。物体与水平轨道的动摩擦因数，重力加速度为g

（1）求物体在B点的速度大小和电场强度大小；

（2）求物体在圆轨道上的最大速度；

（3）若AB长度不变，圆轨道半径可以改变，为了保证物体在圆轨道上运动中途不会脱离圆轨道，求圆轨道半径的取值范围。

【答案】（1）

（2）

（3）或

【解析】

【小问1详解】

物体在B点时竖直方向合力提供向心力

解得

从A点到B点，由动能定理可得，

解得

【小问2详解】

电场力和重力的合力

，即方向与竖直方向成37°，斜向右下方。

从B点到动能最大点

解得

【小问3详解】

若物体不能越过O点右上方与水平方向成37°的位置C，则不会脱离轨道，设刚好到该位置时圆轨道半径为r₁，

解得

若物体能够通过O点上方与竖直方向成37°的位置D，则也不会脱离轨道，设刚好到该位置时圆轨道半径为r₂，，

解得

圆轨道半径的范围为或