山东省威海市2024-2025学年高一下学期期末考试第一次模拟考试物理试卷（解析版）

这是一份山东省威海市2024-2025学年高一下学期期末考试第一次模拟考试物理试卷（解析版），共22页。试卷主要包含了答题前，请先将自己的姓名，选择题的作答，主观题的作答，考试结束后，请将本试题卷等内容，欢迎下载使用。
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4、选择题的作答：每个小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选择题答题区域的答案一律无效。
5、主观题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域的答案一律无效。如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
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7、考试结束后，请将本试题卷、答题卡、草稿纸一并依序排列上交。
第Ⅰ卷（选择题共40分）
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题要求的。
1. 对于万有引力定律的表达式，下面说法中正确的是（ ）
A. 公式中G为引力常量，它是人为规定的，而不是由实验测得的
B. 当r趋近于零时，万有引力趋于无穷大
C. m1与m2受到引力总是大小相等的，方向相反，是一对平衡力
D. m1与m2受到的引力总是大小相等的，而与m1、m2是否相等无关
【答案】D
【解析】G为引力常数,由卡文迪许通过实验测得.故A错误;当距离无穷小时,两个相互吸引的物体不能看成质点 ,它们不再适用万有引力公式.故B错；m1与m2之间的万有引力总是大小相等方向相反,是一对相互作用力，不是一对平衡力，故C错D对．
2. 秋冬时节，因为带有静电人身上的电压可达到几千伏，当人的手指靠近金属导体时会产生很强的电场从而击穿空气，发生放电现象。关于这种现象，下列说法正确的是（ ）

A. 发生放电现象时，金属导体内的正负电荷同时转移
B. 手指与金属导体距离越近，越容易发生放电现象
C. 放电过程中，电场力对移动的电荷做负功
D. 放电过程中，移动电荷的电势能一定变大
【答案】B
【解析】A．发生放电现象时，金属导体内的正电荷是原子核不能移动，只有负电荷运动，A错误；
B．手指与金属导体距离越近，电场强度越大，越容易发生放电现象，B正确；
CD．放电过程中，电场力的方向与电荷的运动方向相同，电场力对移动的电荷做正功，电荷的电势能一定变小，CD错误。
故选B。
3. 如图所示实线为电场线，虚线为等势线，A、B、C为电场中的三个点，下列说法不正确的是（ ）
A. 电场中A点的电势低于C点的电势
B. 电场中B点的电场强度大于C点的电场强度
C. 电子在B点受到的电场力水平向左
D. 电子在B点的电势能大于在C点的电势能
【答案】C
【解析】A．沿电场线方向，电势逐渐降低，A不符合题意；
B．电场线越密，电场强度越大，B不符合题意；
C．电子在B点收到的电场力方向水平向右，C符合题意；
D．从B点到C点电子电场力做正功，电势能减小，所以在B点的电势能大于在C点的电势能，D不符合题意。
故选C。
4. 一质量为2kg的物体静止于粗糙的水平地面上，在一水平外力F的作用下运动，如图甲所示。外力F对物体所做的功、物体克服摩擦力做的功W与物体位移x的关系如图乙所示，重力加速度g取10。下列分析正确的是（ ）
A. 物体运动的总位移为13.5m
B. 物体与地面之间的动摩擦因数为0.2
C. 物体在前3m运动过程中的加速度为2.5
D. m时，物体的速度为m/s
【答案】A
【解析】AB．根据图乙
代入数据得
则
所以物体运动得总位移
A正确，B错误；
C．物体在前3m运动过程中
则加速度
C错误；
D．根据动能定理
代入数据解得m时，物体的速度
v=3m/s
D错误。
故选A。
5. 2024年3月长征八号火箭成功发射，将鹊桥二号直接送入预定地月转移轨道。如图所示，鹊桥二号进入近月点P、远月点A的月球捕获轨道开始绕月飞行。经过多次轨道控制，鹊桥二号最终进入近月点P和远月点B的环月轨道。则鹊桥二号（ ）
A. 离开火箭时的速度大于地球的第二宇宙速度
B. 在捕获轨道运行的周期等于在环月轨道运行的周期
C. 在捕获轨道经过P点时需点火加速才能进入环月轨道
D. 在捕获轨道经过P点时的加速度等于在环月轨道经过P点时的加速度
【答案】D
【解析】A．火箭绕地球运动，离开火箭时的速度大于地球的第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，故A错误；
B．根据开普勒第三定律
可知在捕获轨道运行的周期大于在环月轨道运行的周期，故B错误；
C．卫星从高轨道进入低轨道时，需要点火减速，故C错误；
D．根据万有引力提供向心力有
解得
所以在捕获轨道经过P点时的加速度等于在环月轨道经过P点时的加速度，故D正确。
故选D。
6. 质量为2kg的物块在同一竖直平面内的几个共点力作用下处于静止状态。现将其中一个力的大小由5N突然增大到7N，其他力保持不变，则在3s秒末，该力的瞬时功率为（ ）
A. 6WB. 15WC. 21WD. 36W
【答案】C
【解析】将其中一个力的大小由5N突然增大到7N，而其他力保持不变，则物体所受的合力为2N，由牛顿第二定律得
在3s末物块的速度
则该力的瞬时功率
故C正确。
故选C。
7. 小明用额定功率为1200W、最大拉力为300N的提升装置，把静置于地面的质量为20的重物竖直提升到高为85.2m的平台，先加速再匀速，最后做加速度大小不超过5的匀减速运动，到达平台速度刚好为零。不计空气阻力。重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A. 为使提升重物用时最短，最初应保持提升装置的额定功率不变进行加速
B. 为使提升重物用时最短，应使重物先匀加速再匀速最后再匀减速运动
C. 为使提升重物用时最短，提升装置的额定功率保持不变的时间为13.5s
D. 提升重物所用的最短时间为15.1s
【答案】C
【解析】AB．为了以最短时间提升重物，一开始先以最大拉力拉重物做匀加速上升，当功率达到额定功率时，保持功率不变直到重物达到最大速度，接着做匀速运动，最后以最大加速度做匀减速上升至平台速度刚好为零，故AB错误；
CD．重物在第一阶段做匀加速上升过程，根据牛顿第二定律可得
当功率达到额定功率时，设重物的速度为，则有
此过程所用时间和上升高度分别为
s
m
重物以最大速度匀速时，有
重物最后以最大加速度做匀减速运动的时间和上升高度分别为
m
设重物从结束匀加速运动到开始做匀减速运动所用时间为，该过程根据动能定理可得
又
联立解得
s
故提升重物的最短时间为
s
故C正确，D错误；
故选C。
8. 如图所示，空间正四棱锥型的底面边长和侧棱长均为a，水平底面的四个顶点处均固定着电量为+q的小球，顶点P处有一个质量为m的带电小球，在库仑力和重力的作用下恰好处于静止状态．若将P处小球的电荷量减半，同时加竖直方向的匀强电场强度E，此时P处小球仍能保持静止．重力加速度为g，静电力常量为k，则所加匀强电场强度大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】设P处的带电小球电量为Q，根据库仑定律可知，则P点小球受到各个顶点电荷的库仑力大小为
根据几何关系，可知正四棱锥型的侧棱与竖直线的夹角为45°；再由力的分解法则，可有
若将P处小球的电荷量减半，则四个顶点的电荷对P的小球的库仑合力为：
当外加匀强电场后，再次平衡，则有
解得：
故D正确，ABC错误；
故选D。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不选的得0分。
9. 调整如图所示电路的可变电阻R的阻值，使电压表V的示数增大ΔU，在这个过程中（ ）
A. 通过R1的电流增加，增加量一定等于
B. R2两端的电压减小，减少量一定等于ΔU
C. 通过R2的电流减小，但减少量一定小于
D. 路端电压增加，增加量一定等于ΔU
【答案】AC
【解析】A．为定值电阻，电压表示数为两端电压，根据欧姆定律可知电流增加量为
A正确；
BC．电压表示数增大，说明与构成的并联电路部分电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知干路电流减小，则通过电流减小，根据欧姆定律可知两端电压减小，根据电路结构和闭合电路欧姆定律可知
结合数学知识推导
则两端电压的减小量小于，所以通过的电流小于，B错误，C正确；
D．干路电流减小，根据闭合电路欧姆定律可知路端电压增大，又因为两端电压减小，两端电压增大，所以路端电压的增加量一定小于，D错误。
故选AC。
10. 如图1，水平地面上边长为L的正方形ABCD区域，埋有与地面平行的金属管线。为探测金属管线的位置、走向和埋覆深度，先让金属管线载有电流，然后用闭合的试探小线圈P（穿过小线圈的磁场可视为匀强磁场）在地面探测，如图2所示，将暴露于地面的金属管接头接到电源的一段，将接地棒接到电源的另一端。这样金属管线中就有沿管线方向的电流。使线圈P在直线BD上的不同位置保持静止时（线圈平面与地面平行），线圈中没有感应电流。将线圈P静置于A处，当线圈平面与地面平行时，线圈中有感应电流，当线圈平面与射线AC成37°角且保持静止时，线圈中感应电流消失。下列说法正确的是（ ）（已知sin37°＝0.6，cs37°＝0.8）
A. 金属管线沿AC走向
B. 图2中的电源为电压恒定并且较大的直流电源
C. 金属管线的埋覆深度为L
D. 线圈P在A处，当它与地面的夹角为53°时，P中的感应电流可能最大
【答案】CD
【解析】A．由题意可知，线圈P在直线BD上的不同位置保持静止（线圈平面与地面平行），线圈中没有感应电流。说明穿过线圈的磁通量不变，则金属管线沿BD走向，故A错误；
B．由题意可知，当线圈静止时存在感应电流，则说明线圈产生的磁场为变化的，故电流一定是变化的，故B错误；
C．线圈平面与射线AC成37°角时，线圈中感应电流消失说明B点的磁场方向成37°角，则由几何关系可知，埋覆深度d与OA长度的关系为
d＝OAtan53°
解得深度
故C正确；
D．P在A处，与地面夹角成53°时，线圈P与磁场方向相互垂直，则此时磁通量的最大，磁通量的变化率最大，故感应电流可能最大，故D正确。
故选CD。
11. 如图所示，质量为m、带电量为q的小球，用长为L的细线固定在O点，当加上水平向右的匀强电场时静置于图示A位置，此时细线与竖直方向夹角为30°。当给小球以垂直于细线的某一初速度后，小球刚好可在该竖直平面内完成圆周运动。则下列判断正确的是（ ）
A. 小球一定带正电
B. 电场强度大小为
C. 在A点速度大小为
D. 圆周运动过程中的最小速度大小为
【答案】BD
【解析】A．小球在A点受竖直向下的重力，水平向左的电场力，因场强方向水平向右，故小球一定带负电，故A错误；
B．对小球，由平衡条件有
解得
故B正确；
CD．先将电场力、重力合成一个力，即效重力，等效重力大小为
小球刚好可在该竖直平面内完成圆周运动，可知在等效重力最高点C有最小速度，且在C点有
则从A点到C点，由动能定理有
联立解得，
故C错误，D正确。
故选BD。
12. 如图甲所示的传送带以恒定速率运动，皮带始终是绷紧的。将质量的货物放在传送带上的A处，经过到达传送带的端，用速度传感器测得货物与传送带的速度随时间变化的图像如图乙所示，重力加速度取，则下列说法正确的是（ ）
A. A、两点的距离为
B. 货物与传送带的动摩擦因数为0.5
C. 货物从A运动到过程中，传送带对货物做功为
D. 货物从A运动到过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为
【答案】ABC
【解析】A． A、两点的距离为货物运动的位移，由速度随时间的图像可知图形的面积表示位移则有
所以A正确；
B．0-0.2s内，由牛顿第二定律有
由图像可知
在0.2-1.2s内，由牛顿第二定律有
由图像可知
联立解得
，
所以B正确；
C．货物从A运动到过程中，由动能定理有
解得
则传送带对货物做功为，所以C正确；
D．货物从A运动到过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为
由于
则
所以D错误；
故选ABC。
第Ⅱ卷（非选择题共60分）
三、实验题：本题共2小题，共14分
13. 某同学将铜片和锌片插入水果中制成一个“水果电池”，该同学利用下列所给器材测量该“水果电池”的电动势E和内电阻r．
A、电流表A1（量程0.6A，内阻约为1Ω）
B、电流表A2（量程20mA，内阻约为50Ω）
C、电压表V1（量程4V，内阻约为4 kΩ）
D、电压表V2（量程15V，内阻约为15 kΩ）
E、滑动变阻器R1（0～1000 Ω）
F、滑动变阻器R2（0～9999.9 Ω）
G、待测“水果电池”（电动势E约为4V，内阻r约为200Ω）
H、开关S，导线若干
（1）为尽量减小实验的误差，实验中电流表选择_____；电压表选择_____；滑动变阻器选_______请在虚线方框中画出实验电路图____．（以上均填器材代号）
（2）该同学实验中记录的6组对应的数据如下表，试根据表中数据在上图中描点画出U—I图线___；由图线可得，“水果电池”的电动势E=_______V，
内电阻r=______Ω．
（3）实验测得的“水果电池”的电动势和内阻与真实值相比，E测_____E真，r测____r真（选填“大于”“小于”或“等于”）
【答案】 （1）A2； V1； R1； ；
（2）； 3.80； 190； （3） 小于； 小于
【解析】(1) 电动势E约为4V，内阻r约为200Ω,电路中最大电流
为了读数准确，所以选择电流表A2，电压表V1，为了便于调节，滑动变阻器选择R1，
为了测量更准确电流表应内接，电路图如下：
(2)由所给数据标出各对应点，画一直线如图所示：
由图可读现纵截距为E=3.80；；
(3)由实验原理图和等效电路可知，电动势测量值为电源没有接入电路时两端的电压即为电压表与电源串联时电压表的示数，所以偏小，内阻测量值即为电压表内阻与电源内阻的并联值即偏小．
14. 某实验小组通过下落的小球验证机械能守恒，实验装置如图甲所示。通过电磁铁吸附小球，断电时小球下落。经测量小球的直径，用最小刻度值为1cm的刻度尺测量从小球上端到光电门测光孔的距离L。
（1）根据图甲读出____________cm；
（2）某次实验中小球经过光电门的时间为：，则测出小球的速度为____________m/s（结果保留2位有效数字）；
（3）小球的大小不可忽略，小球从释放位置到球心到达光电门，实际下落高度__________（用L和小球的直径d表示）；
（4）多次改变高度h，测出多组数据，绘制图像，如图乙所示。测算出图像的斜率值k。检验斜率k与当地重力加速度g满足关系____________，则可以验证机械能守恒；
（5）在数据处理无误的情况下，实验小组测量出的k值明显大于理论值，最合理的解释是____________。
A. 空气阻力对小球运动的影响B. 球心没有对准光电门通光孔
C. 距离L的测量值偏大
【答案】（1）29.5 （2）2.7 （3） （4） （5）B
【解析】
【小问1解析】
小球上端到光电门测光孔的距离为
【小问2解析】
根据极短时间的平均速度等于平均速度，小球的速度为
【小问3解析】
小球从释放位置到球心到达光电门，实际下落高度
【小问4解析】
若小球机械能守恒，则
整理得
图像的斜率为
【小问5解析】
A．由于空气阻力对小球运动的影响，小球克服空气阻力做功，机械能减小，实验小组测量出的k值小于理论值，故A错误；
B．球心没有对准光电门通光孔，导致遮光时间变短，小球的速度偏大，测量出的k值明显大于理论值，故B正确；
C．距离L的测量值偏大，则小球下落高度偏大，实验小组测量出的k值小于理论值，故C错误。
故选B。
四、解答题：本大题共4小题，共46分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
15. 某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平地面上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过数据处理得到如图所示的v-t图象（除2s~10s时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直线），已知在小车的运动过程中，2--14s时间内小车牵引力的功率保持不变，14s末停止遥控让小车自由滑行，小车的质量m=1.0kg，可以认为小车在整个过程中受到的阻力大小不变。求：
（1）小车所受阻力f的大小；
（2）小车匀速行驶阶段的功率P；
（3）小车在加速运动过程中的位移s大小。
【答案】（1）；（2）9W；（3）42m
【解析】（1）由图象得：在14s~18s时间段
由牛顿第二定律得小车受到阻力
所以小车所受阻力f大小为1.5N；
（2）小车在10s~14s做匀速运动，牵引力F的大小与阻力f的大小相等为1.5N，则功率
（3）小车0~2s做匀加速直线运动，在匀加速阶段的位移
2s~10s内根据动能定理
解得
加速过程中小车位移的大小为
16. 一段倾斜角的斜面AB与光滑弧面BC相切于B点。质量为的汽车从斜面底部A点由静止开始沿着斜面AB起动，如图甲所示。已知汽车受到斜面的阻力与车对斜面的压力的比值为。汽车在斜面AB上运动的加速度随时间变化如图乙所示。12.0s时汽车达到额定功率，随后汽车保持额定功率继续运动，汽车到达B点前已经达到最大速度。此后关闭发动机，汽车继续沿着圆弧向上滑行。不计空气阻力，已知g取，，汽车可视作质点。求：
（1）汽车匀加速直线运动过程中最大速度及牵引力F；
（2）汽车在斜面AB上能到达的最大速度；
（3）若汽车能够沿弧面BC通过最高点C，圆弧半径R的取值范围是多少。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】（1）汽车匀加速直线运动过程中的最大速度
汽车受到的阻力为
根据牛顿第二定律
解得牵引力为
（2）汽车额定功率为
汽车在斜面AB上能到达的最大速度
（3）若汽车在B点不脱离弧面，根据牛顿第二定律，在B点应满足
解得圆弧半径R的取值范围为
若汽车能够沿弧面BC通过最高点C，根据动能定理有
在最高点C，根据牛顿第二定律
且
解得圆弧半径R的取值范围为
综合上述可得圆弧半径R的取值范围为
17. 如图所示为密立根油滴实验的原理图，从喷雾器喷嘴喷出的油滴因摩擦而带电，落入两块相互平行的极板M、N之间（M板带正电、N板带负电），调节两极板间的电压U使某个油滴恰好悬浮在P点。保持两极板间的电压为U不变，已知油滴质量为m，两板间距为d，重力加速度为g，不计空气浮力及带电油滴间喷雾器的相互作用。
（1）求两极板间电场强度的大小E；
（2）判断该油滴的电性，并求油滴的带电量q；
（3）若两极板间电压突然变为零，原来静止在P点的油滴经过加速过程后达到最大速率，然后将匀速到达N板。设油滴在上述过程中的总位移为L，质量和电荷量均保持不变，匀速下降阶段历时为t，受到空气阻力的大小为速率的k倍。求油滴从静止到刚达到最大速率过程中重力势能的变化量。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
两极板间电场强度的大小
【小问2解析】
由题意可知，油滴带负电
解得
【小问3解析】
油滴达到最大速度时，有
匀速下落的高度为
油滴从静止到刚到达最大速率下降的高度为
油滴从静止到刚到达最大速率过程中重力势能的变化量
18. 如图所示，在xOy平面内有许多电子（每个电子质量为m，电量为e）从坐标原点O不断地以相同大小的速度沿不同的方向射入第I象限，现加上一个垂直于xOy平面的磁感强度为B的匀强磁场，要求这些电子穿过该磁场后都能平行于x轴向x轴正方向运动，试求出符合该条件的磁场的最小面积。
【答案】
【解析】电子在所求的匀强磁场中均做匀速圆周运动，根据
解得
设与x轴正向成角人射的电子从坐标为（x，y）的P点射出磁场，如下图
故有
整理得
该式即为电子离开磁场的下边界b的表达式；当时，电子的运动轨迹为磁场的上边界a，如上图
其表达式
由以上两式所确定的面积就是磁场的最小范围，如上图所示，几何关系可知最小面积
I/mA
4.0
5.0
8.0
10.0
12.0
14.0
U/V
3.04
2.85
2.30
1.90
1.50
1.14