江西省上饶市2024-2025学年高一下学期期末教学质量检测物理试卷（解析版）

这是一份江西省上饶市2024-2025学年高一下学期期末教学质量检测物理试卷（解析版），共17页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
考试时间：75分钟 总分：100分
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. 真空中有两个静止的点电荷，相距为L时，二者间的库仑力的大小为F，保持电量不变，当把它们间的距离变为时，此时二者间的库仑力的大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据库仑定律，初始两点电荷间的库仑力为
距离变为时，新的力为
因此，库仑力变为原来的4倍，即4F。
故选D。
2. 某扫地机器人在客厅内执行清扫任务，如图所示，机器人从客厅A点出发，沿虚线运动到B点，耗时20分钟，清扫路线的总长度为60m，A、B两点间的直线距离为24m，清扫过程中机器人所受的平均阻力大小为20N，在此过程中扫地机（ ）
A. 平均速度大小为0.01m/s
B. 平均速度大小为0.02m/s
C. 与地面因摩擦产生的热量为480J
D. 与地面因摩擦产生的热量为120J
【答案】B
【解析】AB．平均速度等于位移比时间，即
，A错误，B正确；
CD．与地面因摩擦产生的热量，CD错误。
故选B。
3. 是一等边三角形，如图甲所示，在顶点M、N各放置一个电荷量为Q的负点电荷，这时顶点P处电场强度的大小为；若在M处放置一个电荷量为2Q的正点电荷，N处放置一个电荷量为2Q的负点电荷，如图乙，这时顶点P处电场强度的大小为，则的比值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】甲图，设等边三角形的边长为，一个电荷量为Q的电荷在P点产生的电场强度大小
根据电场叠加原理
乙图，一个电荷量为2Q的电荷在点产生的电场强度大小
根据电场叠加原理
则
故选A。
4. 在景德镇的陶艺工坊里，一位陶艺师正在制作一件精美的陶瓷作品。他开启圆形工作台，陶坯随着工作台匀速旋转，角速度为。在转动的过程中，两小块质量相同的陶屑A和B停留在台面上，A位于工作台边缘，B在工作台内部，如图所示。若A、B与台面间的滑动摩擦因数相同，则下列说法正确的是（ ）
A. 当工作台角速度逐渐增大，陶屑A最先滑动
B 当工作台匀速转动时，A、B两陶屑线速度大小相等
C. 陶屑始终受到重力、支持力、向心力三个力的作用
D. 陶屑始终受到重力、支持力、摩擦力、向心力四个力的作用
【答案】A
【解析】A．陶屑滑动瞬间，滑动摩擦力提供向心力，即
解得
可知转动半径越大，临界角速度越小，所以A先滑动，A正确；
B．工作台匀速转动时，A、B同轴转动角速度相同，根据
可知转动半径不同则线速度大小不同，B错误；
CD．陶屑受重力、支持力和摩擦力的合力提供向心力，不能说物体受到向心力，CD错误。
故选A。
5. A、B是电场中一条电场线上的两点，如图甲所示，t=0时刻，一个电子从A点由静止释放，仅在静电力作用下从A点运动到B点，该过程中其速度v随时间t的变化图像如图乙所示。关于该电场，下列说法正确的是（ ）
A. A点电势高于B点电势
B. A点的电场强度大小小于B点的电场强度大小
C. 该电子在A点的电势能大于在B点的电势能
D. 该电子在A点的电势能小于在B点的电势能
【答案】C
【解析】ACD．由乙图可知，电子从A点运动到B点，电场力做正功，电子动能增加，势能减小，即
根据
可知，AD错误，C正确；
B．图像的斜率为加速度，由乙图可知加速度不断减小，根据
可知电场强度不断减小，B点电场强度小于A点，B错误。
故选C。
6. 在2025年春节文艺晚会的机器人表演中，机器人转动手帕使其在竖直面内做匀速圆周运动，如图所示。已知手帕边缘P点的线速度大小v=4m/s，转动半径R为0.2m。则P点（ ）
A. 角速度大小ω=10rad/s
B. 角速度大小ω=20rad/s
C. 向心加速度大小a=10m/s2
D. 向心加速度大小a=20m/s2
【答案】B
【解析】AB．角速度大小为，A错误，B正确；
CD．向心加速度大小，CD错误。
故选B。
7. 某一带电粒子仅在电场力作用下从M点向N点运动的轨迹为图中实线，如图所示，粒子经过M、N两点时的动能分别为EKM和EKN，粒子在M、N两点处加速度的大小分别为aM和aN。图中的一簇虚线a、b、c可能代表等差等势面也可能代表电场线，下列说法中正确的是（ ）
A. M、N两点处的加速度一定满足
B. 若虚线代表电场线，则
C. 若虚线代表等势面，则
D. M、N两点处的电势一定满足
【答案】C
【解析】A．若虚线代表电场线，电场线越密的地方，带电粒子所受电场力越大，带电粒子的加速度越大。
若虚线代表等势面，等势面越密的地方，电场线越密，带电粒子所受电场力越大，带电粒子的加速度越大。
所以M、N两点处的加速度一定满足，A错误；
B．带电粒子的轨迹向左弯曲，那么带电粒子所受电场力偏左。
若虚线代表电场线，带电粒子所受电场力向左下方，与带电粒子的运动方向成锐角，电场力做正功，带电粒子的动能增大，则，B错误；
C．带电粒子的轨迹向左弯曲，那么带电粒子所受电场力偏左。
若虚线代表等势面，电场线与等势面垂直，带电粒子所受电场力向左上方，与带电粒子的运动方向成钝角，电场力对带电粒子做负功，带电粒子的动能减小，则，C正确；
D．电场强度方向未知，电场线的方向未知，无法确定M、N两点的电势大小，D错误。
故选C。
8. 2025年4月24日，我国成功发射神舟二十号载人飞船。如果“神舟二十号”飞船升空后先进入停泊轨道I（即近地圆形轨道），之后进入转移轨道II，最后在中国空间站轨道III与天和核心舱对接。如图所示，已知中国空间站轨道为圆形轨道，距离地面高度为h，飞船在停泊轨道运行的周期为T，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，则下列说法正确的是（ ）
A. 可估算得到地球密度为
B. 可估算得到地球密度为
C. “神舟二十号”飞船在中国空间站轨道运行的线速度大小为
D. “神舟二十号”飞船在中国空间站轨道运行的线速度大小为
【答案】BC
【解析】AB．由题可知，在停泊轨道上，万有引力提供飞船圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律可得
解得
地球的密度，故A错误，B正确；
CD．飞船在空间站轨道运行时，万有引力提供飞船圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律可得
在地球表面，则有
联立解得“神舟二十号”飞船在中国空间站轨道运行的线速度大小为，故C正确，D错误。
故选BC。
9. 如图所示，M、N是水平放置的平行板电容器的两极板，下极板N接地，两极板与电源相连，电源两端电压恒定。开关S闭合，一油滴静止于P点。下列说法正确的是（ ）
A. 油滴带负电
B. 若断开开关S，仅将N板向上平移一小段距离，则油滴向上运动
C. 若断开开关S，仅将N板向下平移一小段距离，则油滴向下运动
D. 保持开关S闭合，仅将M板向下平移一小段距离，电容器的带电量增加
【答案】AD
【解析】A．由题意可知，油滴受到的电场力方向竖直向上，由于M板带正电，故油滴带负电，故A正确；
BC．断开开关S，极板上电荷量不变，将N板上下平移一小段距离，根据，，
解得
因此平行板间电场强度不变，油滴仍然受力平衡，保持静止，故BC错误；
D．保持开关S闭合，仅将M板向下平移一小段距离，根据
可知电容器的电容增大，由于开关始终处于闭合状态，两极板间的电势差不变，根据
可知，电容器带电量增加，故D正确。
故选AD。
10. 2024年11月第十五届中国国际航空航天博览会在广东珠海国际航展中心开幕。悬停在空中的直-20武装直升机用钢索将静止在地面上的质量为m的军车竖直向上吊起。钢索上的拉力F随时间变化的图像如图所示，已知t2时刻军车距离地面高度为h，拉力的功率为P，此后拉力的功率保持不变。不计空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A. t2时刻军车的加速度为
B. 向上吊起过程中军车的最大速度为
C. t1时刻军车的速度为
D. t3时刻军车距离地面的高度为
【答案】BD
【解析】A．根据图像可知时间内拉力大小不变，即合力不变，加速度不变，由牛顿第二定律可得
解得此时军车的加速度，故A错误；
B．当军车匀速上升时，其速度最大，此时
故军车上升的最大，故B正确；
C．由题可知，时刻军车的速度
结合上述分析可知时间内军车做匀加速直线运动，其加速度为
则军车在时刻的速度大小为，故C错误；
D．设时间内军车上升的高度为，由图可知，此阶段绳子拉力的功率不变，根据动能定理可得
结合上述结论解得
则t3时刻军车距离地面高度为，故D正确。
故选BD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某兴趣小组利用如图所示装置验证向心力的表达式，可视为质点的滑块套在水平杆上，随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，旋转半径为r。力传感器通过一细绳水平连接滑块，用来测量细绳拉力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为D（D很小），结合固定在铁架台上的光电门可测量滑块的线速度v。滑块每经过光电门一次，力传感器和光电门就同时记录下拉力的大小F和通过光电门的遮光时间。
（1）某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为，则滑块线速度大小v=________；
（2）以F为横坐标，以_________（选填“”“”或“”）为纵坐标，可在坐标纸中描出数据点，拟合成一条直线；若所得图像的斜率为k，则滑块的质量为__________（用所测物理量k、D、r表示）；
（3）实验中发现，力传感器测量的拉力值与理论计算的向心力值略有偏差，试分析可能的原因（写一条即可）：______________________________________________。
【答案】（1） （2）
（3）细绳长度变长了，形变量不可忽略
滑块转动过程中受到了摩擦阻力和空气阻力
【解析】
【小问1解析】
由题可知，滑块的线速度
【小问2解析】
根据向心力的公式
结合
解得
可见
即绘制可拟合成一条直线；
根据上述分析可知，图像的斜率
解得
【小问3解析】
滑块转动过程中受到了摩擦阻力和空气阻力，可能导致力传感器测量的拉力值与理论计算的向心力值略有偏差。
12. 某同学用如图甲所示的实验装置“验证机械能守恒定律”。实验所用的电源为学生电源，可以提供输出电压为8V的交变电流，交变电流的频率为50Hz。重锤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，对纸带上的点测量并分析，即可验证机械能守恒定律。
（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中，有下列器材可供选择：
A. 带夹子的铁架台B. 电磁式打点计时器C. 低压交流电源D. 纸带
E. 带夹子的重物F. 刻度尺G. 天平H. 秒表
其中不必要的器材有 （选填器材前面的字母）；
（2）进行实验时，为保证纸带上打下的第一个点的速度为零，操作步骤应选 （选填“A”或“B”）；
A. 先释放纸带，再接通电源B. 先接通电源，再释放纸带。
（3）这位同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图乙所示，其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个连续的计时点。根据纸带上的测量数据，可得出打D点时重锤的速度v为________m/s（保留3位有效数字）；
（4）重锤在下落的过程中，如果所受阻力均忽略不计，h代表下落的距离，v代表物体速率，Ek代表动能，Ep代表势能，E代表机械能，以水平桌面为参考面，下列图像可能正确的是 。
A. B.
C. D.
【答案】（1）GH （2）B （3）1.75 （4）C
【解析】
【小问1解析】
根据机械能守恒定律可得
整理可得
因此不需要天平测量物体的质量，打点计时器可以记录打点的时间，因此不需要秒表测量时间。
故不需要的实验器材的序号为GH。
【小问2解析】
使用打点计时器时，应先接通电源，后释放质点。
故选B。
【小问3解析】
根据匀变速直线运动规律可知打D点时重锤的速度
【小问4解析】
A．根据机械能守恒定律可得
即与成正比，故A错误；
B．由于机械能守恒，机械能的大小与下落的高度无关，因此其图像与横轴平行，故B错误；
C．根据机械能守恒可得
因此的图像为开口向下的抛物线，故C正确；
D．机械能为
则
因此图像应是一条向下倾斜的直线，故D错误。
故选C。
13. 某次发生意外情况的民航客机着陆后，打开紧急出口的舱门，自动生成一个由气囊构成的斜面，机舱中的乘客沿该斜面滑行到地面。如图所示为简化示意图，若机舱离气囊底端的竖直高度为h=4m，气囊与水平地面所构成的斜面倾角α=53°。一个质量为m=50kg的乘客在气囊顶端由静止开始滑下，与气囊间的滑动摩擦因素μ=0.5，不计空气阻力，g取10m/s2，sin53°=0.8，cs53°=0.6。求：
（1）该乘客滑到斜面底端的过程中重力做的功WG；
（2）该乘客滑到斜面底端过程中重力的平均功率P。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
由题可知重力做的功
【小问2解析】
由牛顿第二定律可得
解得
根据匀变速直线运动规律可得
解得
故重力的平均功率为
14. 在学校物理创新实验课堂上，老师为引导学生探究带电物体在复合场中的运动规律，布置了一个如图所示的实验环境：空间中有一水平向左的匀强电场（电场空间足够大），将一个质量m=0.3kg，电荷量q=0.8C的带正电小球，放在区域内的O点，然后用弹射器使小球以v0=10m/s的初速度，方向与水平方向成θ=37°角斜向右射出，带电小球在电场力与重力作用下做直线运动（sin37°=0.6，cs37°=0.8，g取10m/s2）。求：
（1）电场强度E的大小；
（2）小球从开始运动到最高点时，电势能的变化量；
（3）若电场方向变成水平向右，小球仍以原来初速度从O点出发，当小球再次回到与O点同一水平面上的A点（未画出）时，求OA两点间电势差U的大小。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
因小球做直线运动，受到竖直向下的重力mg和水平向左的电场力qE的合力必沿此直线，如图
由图可得
所以
【小问2解析】
设从O点到最高点的位移为x，由运动学公式
根据牛顿第二定律可得
所以
小球运动到最高点时其电势能与在O点时的电势能之差为
解得
【小问3解析】
若电场方向水平向右，则在竖直方向有
小球再次回到与O点同一水平面所用的时间为
由牛顿第二定律可得
根据运动的分解可得
由运动学规律可得
联立解得电势差
15. 如图为某款儿童游戏装置的示意图。紧邻A处左侧装有一弹簧弹射器（内壁光滑），AB和EF是直轨道，BC和CDE是竖直面内半径为R的细圆管轨道，其中BC为四分之一圆管轨道，D为圆管轨道CDE的最高点，圆弧轨道与直轨道相接处均平滑相切，EF轨道与水平方向夹角θ=37°，底端F有一与轨道垂直的固定弹性板，O1、C、O2、F在同一水平方向直线上。一质量m为0.1kg的小物块（其尺寸稍小于圆管内径，可视作质点）被弹射器从静止弹出，通过AB从B点进入圆管轨道，若小物块能够运动到F点，则被弹性挡板等速反弹（弹回时速度大小不变，方向反向）。圆管轨道半径R=1m，直轨道AB长L=1m，小物块与直轨道AB和EF间的动摩擦因数，其它摩擦阻力均不计。某次游戏时，小物块被弹出后第一次通过最高点D时刚好与圆管轨道无作用力（sin37°=0.6，cs37°=0.8，g取10m/s2）。
（1）求该次游戏小物块第一次经过D点时速度vD的大小；
（2）求该次游戏小物块第二次经过圆管轨道C点时对轨道的压力FC大小；
（3）若在弹性限度范围内改变弹射器内弹簧的压缩量，且小物块返回A点时，会被弹射器锁定，试写出小物块在直轨道EF上运动的总路程s与弹簧释放的弹性势能Ep的函数关系（计算结果可用分数表示）。
【答案】（1） （2） （3）见解析
【解析】
【小问1解析】
根据牛顿第二定律可知，在D点满足
解得
【小问2解析】
根据动能定理可得
联立解得第二次到达C点时的速度
在C点根据牛顿第二定律可得
联立解得
由牛顿第三定律可知
【小问3解析】
恰好第一次不过D点时，满足
解得
即当弹簧释放的弹性势能时，小物块在直轨道EF上运动的总路程s=0
恰好不能第二次回到D点时，满足
即当弹簧释放的弹性势能EP大于，小于时，小物块最终停在F点的总路程s满足
解得
当弹簧释放的弹性势能EP大于等于时，小物块在直轨道EF上运动的总路程
综上所述