河北省唐山市2024-2025学年高一下学期期末考试物理试题（解析版）

这是一份河北省唐山市2024-2025学年高一下学期期末考试物理试题（解析版），共13页。试卷主要包含了答卷前，考生务必将自己的姓名等内容，欢迎下载使用。
本试卷共8页，15小题，满分100分，考试时长75分钟。
注意事项：
1、答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2、回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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。
3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 若不计空气阻力，下列实例中机械能守恒的是（ ）
A. 抛出的铅球在空中运动B. 木块沿粗糙斜面匀速下滑
C. 金属块在外力作用下匀速上升D. 小球在粘性较大的液体中加速下落
【答案】A
【解析】A．抛出的铅球运动过程中，只有动能与重力势能相互转化，机械能守恒，A正确；
B．木块匀速下滑时，动能不变，但重力势能减少，机械能减少，机械能不守恒，B错误；
C．金属块匀速上升时，动能不变，重力势能增加，机械能增加，机械能不守恒，C错误；
D．小球在粘性液体中下落时，克服液体阻力做功，机械能减少，机械能不守恒，D错误。
故选A。
2. 某电容器所带电荷量Q与其两端电压U的关系图像如图所示，该电容器的电容为（ ）
A. 0.5FB. 1.0F
C. FD. 1.0×10-4F
【答案】D
【解析】由电容的定义式
可知
故图象中的斜率表示电容，故电容
故选D。
3. 使用电动机竖直向上匀速提升货物，货物重力大小为G，电动机的输出功率恒为P，则货物的速度为（ ）
A. PGB. C. D.
【答案】C
【解析】设绳的拉力为F，货物上升的速度为v。电动机输出功率为
根据平衡条件得
解得
故选C。
4. 如图所示，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器，电源电动势为E、内阻为r。闭合开关，将滑动变阻器滑片向右滑动的过程中（ ）
A. R0两端的电压变小B. R0两端的电压变大
C. 流过电源的电流变小D. 流过电源的电流不变
【答案】B
【解析】CD．由闭合电路的欧姆定律可知，流过电源的电流为
滑动变阻器的滑片向右滑动的过程中，R1减小，I增大，故CD错误；
AB． R0两端的电压为
滑动变阻器的滑片向右滑动的过程中，R1减小，I增大，U0变大，A错误，B正确。
故选B。
5. 真空中固定的两金属小球带等量同种电荷，它们之间距离为l，相互作用的静电力为F，已知静电力常量k，金属小球可视为点电荷。则金属小球所带的电荷量为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据库仑定律得
解得
故选B。
6. 物体从曲面上高度为的位置A由静止释放，运动到高度为的位置B，经过的路程为s，已知物体可视为质点，质量为m，重力加速度为g，则物体在由位置A运动到位置B的过程中减少的重力势能为（ ）
A. B.
C. mgsD.
【答案】D
【解析】质量为的物体由点竖直向下运动到点的过程中，重力方向与位移方向相同，则重力做正功，重力势能减少，故减小的重力势能为，D正确。
故选D。
7. 我国天问三号探测器，计划于2028年前后发射，2030年前后携带火星样品返回地球。已知火星的质量为M、半径为R，引力常量为G，则火星的“第一宇宙速度”为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据万有引力提供向心力
解得火星的“第一宇宙速度”为
故选A。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 将小磁针A、B置于导线环所在的平面内，如图所示。若导线环中电流沿逆时针方向，则小磁针静止时（ ）
A. 小磁针A的N极指向纸面内B. 小磁针A的N极指向纸面外
C. 小磁针B的N极指向纸面内D. 小磁针B的N极指向纸面外
【答案】BC
【解析】若导线环中电流沿逆时针方向，由安培定则可知导线环中磁场方向指向纸面外，导线环外磁场的方向指向纸面内；小磁针静止时N极指向磁场的方向，所以小磁针A的N极指向纸面外，小磁针B的N极指向纸面内。
故选BC。
9. 如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列情境中线圈P能产生感应电流的是（ ）
A. 闭合开关瞬间
B. 断开开关瞬间
C. 开关断开后，迅速向上移动滑动变阻器的滑片
D. 开关闭合后，迅速向下移动滑动变阻器的滑片
【答案】ABD
【解析】A．开关闭合瞬间，电路中电流增大，线圈M产生的磁场增强，穿过线圈P的磁通量增大，产生感应电流。故A正确；
B．断开开关瞬间，线圈M产生的磁场从有到无消失，穿过线圈P的磁通量减小，产生感应电流。故B正确；
C．开关断开后，迅速向上移动滑动变阻器的滑片，线圈M中没有电流，线圈M不产生磁场，穿过线圈P的磁通量一直为零不变，没有感应电流产生。故C错误；
D．开关闭合后，迅速向下移动滑动变阻器的滑片，变阻器接入电路的电阻变化，电路中电流变化，线圈M产生的磁场变化，穿过线圈P磁通量变化，产生感应电流，故D正确。
故选ABD。
10. 如图所示，正三角形三个顶点固定三个等量点电荷，其中A、B带正电，C带负电，M、N为A、B连线的三等分点，下列说法正确的是（ ）
A. M、N两点电势相同
B. M、N两点电场强度相同
C. 带负电的试探电荷由M点移动到N点，静电力先做正功再做负功
D. 带负电的试探电荷由M点移动到N点，静电力先做负功再做正功
【答案】AD
【解析】A．因在正电荷A、B在M、N两点的合电势相等，负电荷C在M、N两点的电势也相等，由此可分析出M、N两点电势相等，故A正确；
B．根据场强叠加的特点以及对称性可知，M、N两点的场强大小相同，不过方向不同，故B错误；
CD．取A、B连线的中点O，如图
根据题意可知，负电荷从M到O，因A、B两电荷的合力对负电荷的库仑力从O指向M，则该力对负电荷做负功，负电荷C也对该负电荷做负功，可知三个电荷对该负电荷的合力对其做负功，根据功能关系可知该负电荷的电势能增加，即负电荷在M点的电势能比在O点小；同理可知负电荷在N点的电势能比在O点小，根据场强叠加的特点以及对称性可知，在AB连线上O点的电势最低，带负电的试探电荷由M点移动到N点，静电力先做负功再做正功，故D正确，C错误。
故选AD。
三、非选择题：共54分。11~12题为实验题；13~15题为计算题，需要写出必要过程，只有结果，不给分。
11. 某实验小组做“验证机械能守恒定律”实验，装置图如图1所示。
（1）除图示器材外，还一定需要的是______；（多选）
A. 天平及砝码B. 刻度尺C. 交流电源D. 秒表
（2）下列实验操作正确的是______；（单选）
A. 实验时重物可以用乒乓球替代
B. 实验中应先释放重物再接通打点计时器的电源
C. 实验时打点计时器的上下边缘可不平行于地面倾斜放置
D. 安装实验器材时，必须使打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上
（3）图2为实验中测得的一条纸带，打点计时器的打点周期为T，请用图中给定的纸带长度值表示B点的速度______；
（4）该小组按照正确的实验操作测出数据，发现重物的重力势能减少量总比动能的增加量略大，可能的原因是______（填写一条即可）。
【答案】（1）BC （2）D
（3） （4）空气阻力或者纸带与打点计时器间的摩擦阻力等
【解析】
【小问1解析】
验证机械能守恒定律的实验中，需要测量纸带上点迹间的距离，所以需要刻度尺；打点计时器需要交流电源。
因为验证的是
质量m可约去，不需要天平及砝码；打点计时器可记录时间，不需要秒表。
故选BC。
【小问2解析】
A．乒乓球受空气阻力大，不能用乒乓球替代重物，A错误；
B．实验应先接通电源再释放重物，B错误；
C．打点计时器上下边缘应平行于地面，否则纸带运动受摩擦力大，C错误；
D．安装器材时，打点计时器两个限位孔在同一竖直线上，可减小纸带与限位孔间的摩擦，D正确。
故选D。
【小问3解析】
根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，B点是AC段的时间中点，AC段的位移为
时间为2T，所以B点速度
【小问4解析】
实验中存在空气阻力、纸带与打点计时器间的摩擦力，会使部分机械能转化为内能，导致重力势能减少量总比动能增加量略大，即存在空气阻力（或纸带与打点计时器间有摩擦等合理原因）。
12. 某实验小组做“金属丝电阻率的测量”的实验。
（1）该小组某次用游标卡尺测量金属丝直径，示数如图所示，示数为______mm；
（2）该小组用伏安法测量金属丝的电阻，已知金属丝的电阻较小，为了尽量准确测量且要求电压可以从0开始调节，应选用电路图______；（单选）
A. B.
C. D.
（3）若实验中发现电压表的量程较小，该小组通过给电压表______（选填“串联”或“并联”）一个电阻，可将其改装成量程较大的电压表；
（4）通过测量可得，金属丝接入电路的长度为l，直径为d，通过金属丝的电流为I时其两端的电压为U，由此可计算得出金属丝的电阻率ρ=______（用所给字母表示）。
【答案】（1）3.6 （2）C （3）串联 （4）
【解析】
【小问1解析】
游标卡尺的示数为
【小问2解析】
金属丝的电阻较小，用伏安法测量金属丝的电阻，为了减小系统误差，电流表采用外接法；电压从0开始调节，滑动变阻器采用分压式接法。
故选C。
【小问3解析】
若实验中发现电压表量程较小，该小组通过给电压表串联一个电阻，可将其改装成量程较大的电压表；
【小问4解析】
由，，，可得
13. 我国计划将在2030年前实现中国人首次登陆月球。若航天员在距月球表面高度为h处自由释放一小球，小球在空中运动时间为t。已知引力常量G和月球半径R，求：
（1）月球表面的重力加速度；
（2）月球的质量。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
由运动学公式可知
可得月球表面的重力加速度
【小问2解析】
在月球表面，物体所受万有引力等于重力
可得月球的质量
14. 如图所示，同一竖直面内的光滑水平轨道与竖直粗糙半圆轨道相切于B点，半圆轨道的直径BC沿竖直方向，轨道半径R=0.2m。一个质量m=0.2kg的物体将轻质弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹簧弹力作用下物体向右运动，到达B点之前与弹簧脱离，经过B点时的速度为v1=4m/s，沿半圆轨道运动到C点时的速度为v2=2m/s。重力加速度g取10m/s2，物体可视为质点，忽略空气阻力。求：
（1）弹簧压缩至A点时的弹性势能；
（2）物体沿半圆轨道运动过程中阻力所做的功。
【答案】（1）1.6J （2）−0.4J
【解析】
【小问1解析】
由机械能守恒定律可得
可得
【小问2解析】
沿半圆轨道运动过程中，由动能定理可得
可得阻力所做功
15. 如图所示，平面直角坐标系xOy，其y轴沿竖直方向，平面所在空间存在沿x轴正方向的匀强电场。从O点静止释放一带电小球，小球沿直线运动到A点。已知A点的坐标为（1，－1），B点的坐标为（1，0），带电小球的质量为0.2kg、电荷量为。忽略空气阻力，重力加速度g取，求：
（1）匀强电场的电场强度；
（2）小球到达A点的速度；
（3）若该带电小球从O点以某一初速度射出，恰好经过B点，且到达B点时的动能为初动能的5倍，则小球从O点运动到B点可能的时间。
【答案】（1） （2） （3）或者
【解析】
【小问1解析】
由题意可知
可得
【小问2解析】
由动能定理可得
可得
【小问3解析】
方法一：设初速度为，与x轴的夹角为θ，如图
由动能定理可得
由题意可知
联立可得
把运动分解到沿x轴和y轴，水平方向
竖直方向，两式联立可得或者
方法二：设初速度为，与x轴的夹角为θ，由动能定理可得
由题意可知
联立可得
把运动分解到沿OA方向和与OA垂直的方向，OA方向
与OA垂直的方向
两式联立可得或者
方法三：设初速度为，与x轴的夹角为θ，把运动分解到沿x轴和y轴，水平方向，
竖直方向，
由题意可知
联立可得或者