【物理】江西省上进教育2024-2025学年高一下学期期末考试试卷（解析版）

这是一份【物理】江西省上进教育2024-2025学年高一下学期期末考试试卷（解析版），共15页。
试卷共6页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1.考查范围：必修第二册；必修第三册第九章。
2.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡指定位置上。
3.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，请将答题卡交回。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 2025年4月30日，神舟十九号载人飞船返回舱成功着陆，返回舱下降到距离地面约10公里的高度时，降落伞依次打开，返回舱沿直线减速。则减速下降时，下列说法正确的是（ ）
A. 返回舱处于失重状态B. 返回舱所受的重力对返回舱做负功
C. 返回舱所受的合力对返回舱做正功D. 返回舱的机械能减小
【答案】D
【解析】A．返回舱减速下降时，加速度方向向上，处于超重状态，故A错误；
B．返回舱下降时，所受的重力与运动方向相同，则重力对返回舱做正功，故B错误；
C．返回舱减速下降时，根据动能定理，合力做功改变物体的动能，返回舱的动能减小，合力对返回舱做负功，故C错误；
D．返回舱减速下降时，返回舱的动能减小，重力势能也减小，所以返回舱的机械能减小，故D正确。
故选D。
2. 捕蝇草的叶片在受到触碰时，细胞膜外的钙离子 内流，导致电位发生变化，叶片会迅速闭合。若某次触碰时，流入细胞的钙离子数目为 个，则这些钙离子 携带的总电荷量为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】每个钙离子（Ca²⁺）带2个元电荷，即电荷量为
总电荷量，其中个
代入得
故选B。
3. 如图，一条小鱼以的初速度从平静的水面跃出，初速度的方向与水面的夹角为。一段时间后又落回水面，小鱼看作质点，不计空气阻力，重力加速度g大小取，则小鱼相对于水面跃起的最大高度h为（ ）
A. 0.45mB. 0.5mC. 0.6mD. 0.8m
【答案】A
【解析】小鱼跃出水面时，竖直方向的分速度大小为
根据
解得小鱼相对于水面跃起的最大高度为
故选A。
4. 原点O的左、右两侧对称放置等量的正、负点电荷，电场线分布如图所示。以两点电荷的连线为x轴，以x轴正方向为电场强度的正方向，则x轴上各点的电场强度E随坐标x变化的图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】根据等量异种电荷电场分布规律可知，从正电荷到负电荷，电场强度方向从正电荷指向负电荷，电场强度先减小后增大且连线中点电场强度最小(不为零)，正电荷左侧电场强度方向向左且大小向左不断减小，负电荷右侧电场强度方向向左且大小向右不断减小。
故选B。
5. 2031年我国将在火星上采样并返回。已知地球和火星的半径之比为2：1、质量之比为9：1，地球表面的重力加速度大小为，不考虑星体的自转，则火星表面的重力加速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】在星球表面万有引力近似等于物体所受的重力，即
解得星球表面重力加速度为
所以火星和地球的重力加速度之比为
已知地球表面的重力加速度大小为，因此火星表面的重力加速度为
故选C。
6. 将一小球竖直向上抛出，一段时间后，小球落回抛出点。整个过程中，小球的动能Eₖ随高度h(相对于抛出点)的变化关系如图所示，重力加速度g大小取若小球受到的空气阻力大小恒定，则小球的质量为（ ）
A. 1kgB. 1.5kgC. 2kgD. 2.5kg
【答案】A
【解析】设空气阻力大小为，全程根据动能定理可得
其中，
解得
上升过程中，根据动能定理可得
其中，
解得
故选A。
7. 如图为绝缘、光滑的“V”形结构，M、N分别为竖直、倾斜杆上的两点且距O点的高度均为h，∠MON=30°。M点固定一带电小球，绝缘轻弹簧一端固定在O点，另一端和套在杆ON上、质量为m的带电小球S相连，小球S恰好静止在ON的中点且对杆无压力。让该结构绕OM以一定的角速度ω转动，稳定后小球S位于N点，弹簧恢复原长，重力加速度大小为g，两小球均看作质点，则ω的大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】未转动时，小球受到弹簧弹力、库仑力、重力处于平衡状态，受力情况如图所示
在水平方向，根据平衡条件可知
即
竖直方向，根据平衡条件可得
解得
转动时，设此时的库伦力为，杆对球的弹力为，如图所示
由几何关系可知，小球转动前后，到M点的距离相等，则
在水平方向，根据牛顿第二定律
在竖直方向，根据平衡条件有
联立，解得
故选A。
8. 关于下列四幅图，说法正确的是（ ）
A. 图甲中，加油前，工作人员触摸静电释放器是为了导走自身的静电
B. 图乙中，优质话筒线外面包裹着的金属网也可以用绝缘的塑料网替代
C. 图丙中，燃气灶上点火器的放电电极是钉尖形，原理是静电屏蔽
D. 图丁中，带负电的粉尘会被收集在除尘器的A板上
【答案】AD
【解析】A．加油前，工作人员触摸静电释放器是为了导走自身的静电，故A正确；
B．优质话筒线外面包裹着的金属网的原理是静电屏蔽，不可以用绝缘的塑料网替代，故B错误；
C．燃气灶上点火器的放电电极是钉尖形，原理是尖端放电，故C错误；
D．由图可知，除尘板A连接电源的正极，所以带负电的粉尘会被收集在除尘器的A板上，故D正确。
故选AD。
9. 2025年4月24日，“神舟二十号”飞船成功发射。如图，若“神舟二十号”飞船升空后先进入停泊轨道（近地圆轨道），之后在P点点火进入转移轨道，然后在远地点Q点点火进入中国空间站轨道（圆轨道）。下列说法正确的是（ ）
A. 飞船在停泊轨道上运行的线速度大小大于在转移轨道上P点的线速度大小
B. 飞船从转移轨道进入中国空间站轨道，在Q点需要点火加速
C. 飞船从转移轨道的P点运动到Q点，机械能增加
D. 飞船在转移轨道上的运行周期大于在停泊轨道上的运行周期
【答案】BD
【解析】AB．从停泊轨道进入转移轨道，在P点需要点火加速，所以飞船在停泊轨道上运行的线速度大小小于在转移轨道上P点的线速度大小，从转移轨道进入中国空间站轨道，在Q点也需要点火加速，故A错误，B正确；
C．飞船从转移轨道的P点运动到Q点的过程中，只有万有引力做功，所以飞船的机械能守恒，故C错误；
D．根据开普勒第三定律
可知，飞船在转移轨道上的运行周期大于在停泊轨道上的运行周期，故D正确。
故选BD。
10. 如图，两个质量相等的小球A、B通过铰链用长为L轻杆连接，小球A套在一根固定的竖直杆上，小球B放在水平地面上。初始时，小球A、B之间的轻杆认为竖直且静止，在轻微扰动下，小球B沿水平面向右滑动。重力加速度大小为g，两球均看作质点，不计一切摩擦，sin37°=0.6,下列说法正确的是（ ）
A. 从开始运动至小球A落地，小球B一直做加速运动
B. 小球A落地时的速度大小为
C. 当轻杆和水平面的夹角为37°时，小球A 的速度大小为
D. 当轻杆和水平面的夹角为37°时，小球B 的速度大小为
【答案】BC
【解析】AB．初始时，小球B静止，当小球A落地时，小球A的速度竖直向下，沿杆方向的分速度为零，所以小球B的速度也为零，则小球B不可能一直做加速运动，此过程根据两球的机械能守恒
解得，故A错误，B正确；
CD．小球A沿杆下滑的高度为
根据系统机械能守恒可得
根据两球沿杆方向分速度相等可得，小球A、B的速度关系为
联立，解得，，故C正确，D错误
故选BC。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某探究小组用图甲装置，来探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，已知挡板A、C到左、右塔轮中心轴的距离相等，挡板B到左塔轮中心轴距离是挡板A的2倍，皮带按图乙三种方式连接左、右变速塔轮，每层半径之比由上至下依次为1∶1、2∶1和3∶1。
（1）若要探究向心力大小与小球质量的关系，则需要将皮带放在第________层，小球放在挡板C处和挡板________（选填“A”或“B”）处。
（2）若将皮带放在第二层，将质量为m、2m两金属球分别放在挡板A、C 处，匀速摇动手柄，左、右两标尺格数的比值为________。
【答案】（1）一 A （2）1∶8
【解析】
小问1解析】
根据F=mω2r可知在探究向心力大小与质量关系是，需要控制角速度和半径相同，根据v=ωr可知，塔轮边缘线速度相同，则需要塔轮半径相同，需要将皮带放在第一层，小球放在挡板C处和A处。
【小问2解析】
根据F=mω2r，将皮带放在第二层，塔轮半径之比为2∶1，则角速度之比1∶2，又因为质量之比为1∶2，半径之比1∶1，则向心力之比为1∶8，即左右两标尺的格数比值为1∶8。
12. 某实验小组用如图甲所示的装置，验证机械能守恒定律。已知物块A(含遮光片)、物块B的质量分别为m、M(M>m)，重力加速度大小为g，遮光片的宽度为d，光电门1、2间的高度差为h。
（1）初始时，滑轮两侧细线处于绷紧状态。由静止释放物块B，遮光片通过光电门1、2的遮光时间分别为 ，遮光片通过光电门1时的速度大小为________。(选用题中物理量的符号表示)
（2）遮光片从光电门1运动到光电门2的过程中，物块A、B组成的系统重力势能的减少量为________，动能的增加量为________，在误差允许的范围内，两者相等，则可验证A、B组成的系统机械能守恒。(均选用题中物理量的符号表示)
（3）保持物块A、B释放位置及光电门1的位置不变，上下移动光电门2，改变光电门1、2间的高度差h，重复实验，得到多组h和遮光片通过光电门2的遮光时间t，作 图像，如图乙，在误差允许的范围内，若图像的斜率 ________，与纵坐标的截距b=________，也可验证A、B组成的系统机械能守恒。(均选用题中物理量的符号表示)
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1解析】
遮光片通过光电门1时的速度大小为
【小问2解析】
从光电门1到2，系统重力势能减小量
遮光片通过光电门2时的速度大小为
系统动能增加量
【小问3解析】
根据
整理可得
可知，
13. 如图，带等量同种正电荷的小球a、b通过绝缘细线悬挂于天花板上的O点，平衡时，小球a、b处于同一水平线上且相距L，细线与竖直方向的夹角分别为已知小球a的质量为m，重力加速度大小为g，静电力常量为k，不计小球a、b的大小。
（1）求小球b的质量 及所带的电荷量q；
（2）若仅在虚线的左侧空间布置一个匀强电场，平衡时连接小球a的细线上的拉力为0，小球a的位置始终没变，求匀强电场的电场强度E。
【答案】（1），
（2），方向斜向右上方
【解析】
【小问1解析】
对球a，有，
即
对球b，有，
即
联立，解得，
小问2解析】
由题意，小球a所受重力和库伦斥力的合力为，方向斜向左下方
则其所受匀强电场的电场力与平衡，即
解得，方向斜向右上方。
14. 2024年我国成为全球首个新能源汽车年产销量超1000万辆的国家。某款新能源汽车在平直的路面进行加速性能测试，测试过程汽车的速度 v随时间t变化的关系图像如图所示。初始时，该车以速度大小 匀速行驶，此时汽车的功率为 接到加速指令后，测试员立即加大油门，该车的功率立即增大到额定功率P，以该功率继续行驶时间 达到最大速度。已知该车的质量为m，行驶过程中受到恒定大小的阻力。求：
（1）该车行驶的最大速度的大小；
（2）测试员加大油门，功率立即增大到额定功率P时，该车加速度a的大小；
（3）时间 内，该车行驶位移s的大小。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
初始时，该车以速度大小为v0匀速行驶，设阻力大小为Ff，则
继续行驶时间t1达到最大速度，则
解得
【小问2解析】
功率立即增加到额定功率P时，设该车的牵引力为F，P=Fv0
根据牛顿第二定律F-Ff=ma
解得
【小问3解析】
时间t1内，根据动能定理
该车行驶的位移
解得
15. 如图为某包裹传送系统的结构简图，质量的包裹(看作质点)从平台 AB 上的右侧B 处以初速度 (大小未知)水平向右抛出，恰好以 的速度从 C 点沿切线方向进入圆心角为α(大小未知)、半径的竖直、固定光滑圆弧轨道内侧做圆周运动，然后从圆弧轨道最低点 D以 的速度水平滑上等高且初始静止在水平地面的长木板上。在长木板未到达等高平台P前，包裹滑到长木板右端时恰好和长木板共速，长木板与平台P 相碰时被立即锁定，包裹滑上平台P。已知长木板的质量 ，长木板与包裹、地面间的动摩擦因数分别是0.5、0.1，重力加速度大小取 最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，求：
（1）包裹运动到D 点时，对圆弧轨道压力 的大小；
（2）圆心角α的余弦值csα及初速度 的大小；
（3）①包裹和长木板间摩擦产生的热量Q；
②为了实现题干中的传送过程，初始时长木板的右端离平台P 左侧的距离s满足什么条件?
【答案】（1）46N （2）0.45；2.25m/s （3）①15J，②
【解析】
【小问1解析】
包裹在D点，由牛顿第二定律
由牛顿第三定律
小问2解析】
包裹从C到D过程由动能定理
解得csα=0.45
包裹离开B点后做平抛运动，在C点根据运动的分解可知
解得
【小问3解析】
①包裹滑上长木板后，对包裹根据牛顿第二定律
对长木板
设经过时间t1共速，则
共同速度
解得t1=1s，v2=1m/s
设包裹，长木板的位移分别为xm、xM，则，
包裹与长木板摩擦生热
解得Q=15J
②包裹与长木板共速后，一起匀减速运动，则
再根据
解得
为了实现题干中的传递过程，则
即