2024-2025学年浙江省湖州市高一（下）期末物理试卷（含答案）

这是一份2024-2025学年浙江省湖州市高一（下）期末物理试卷（含答案），共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.下列说法正确的是( )
A. 开普勒通过研究行星的运动，提出了万有引力定律
B. 卡文迪什利用扭秤实验装置精确测出了静电力常量
C. 库仑最早测量出了元电荷e的数值
D. 法拉第最先引入电场线的方法来描述电场
2.下列选项中不属于比值定义式的是( )
A. 电场强度E=kQr2B. 电势φ=EpqC. 电动势E=W非qD. 电流I=qt
3.2025年蛇年春晚的舞台上，一群穿着花棉袄的机器人在舞台上扭起了秧歌。其中机器人转手绢的动作，使手绢绕中心点O在竖直面内匀速转动，如图所示，若手绢上有质量相等的两质点A、B，则质点A、B的( )
A. 线速度相同
B. 角速度相同
C. 向心加速度相同
D. 机械能守恒
4.如图为某同学投篮时的情景，篮球在空中划出一道弧线后精准进入篮框，若不计空气阻力，则篮球飞行过程中( )
A. 动能先减小后增大
B. 机械能先增大后减小
C. 重力对篮球始终做负功
D. 在最高点时重力的功率最大
5.如图所示，下列关于生活中圆周运动的实例分析，说法正确的是( )
A. 图1汽车通过凹形桥的最低点时，汽车对桥的压力小于汽车的重力
B. 图2杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时处于超重状态
C. 图3铁路转弯处，若火车行驶的速度大于规定速度大小，则会挤压内轨
D. 图4洗衣机脱水筒的脱水原理是附着在衣服上的水做离心运动被甩出
6.如图为某卫星系统的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做匀速圆周运动，其中a是地球静止卫星，a、c轨道高度相等，且大于b的轨道高度，则( )
A. 卫星a和卫星c所受的地球引力大小相等
B. 卫星b运行的速度大于第一宇宙速度
C. 卫星c的运动周期等于地球的自转周期
D. 卫星c的线速度大于卫星b的线速度
7.如图甲是我国自行研制的CPU“龙芯”系列。图乙中，R1和R2是两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的芯片内部电阻，R1的表面边长为R2的两倍。现给R1、R2两端加上相同的电压U，则R1与R2相比( )
A. 电阻率ρ1>ρ2B. 通过电流I1=I2
C. 相同时间内产生的焦耳热Q1>Q2D. 相同时间内通过的电荷量q1>q2
8.如图所示，带绝缘柄的两极板组成孤立的平行板电容器。将电容器充电后断开，在图示位置静止不动时，两极板之间的电场强度为E。某时刻人手开始缓慢向左移动，逐渐拉开两极板之间的距离，当人手向左移动较小的距离时( )
A. 电容器的电量变大
B. 电容器的电压不变
C. 电容器的电容变小
D. 电场强度E变大
9.如图为某地一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为R的圆面。假定某时间内该地区的风速是v，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为ρ，若该风力发电机将此圆内的风能转化为电能的效率为η，下列说法正确的是( )
A. 单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积为43πR3
B. 单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的质量为ρvπR3
C. 单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为πR2ρv3
D. 此风力发电机发电的功率为12ηπR2ρv3
10.如图所示，两根完全相同的轻质弹簧1、2连接着一小球，两弹簧O1端和O2端分别固定，且位于同一竖直线上。小球静止于O点时，弹簧2处于原长状态。现将小球从弹簧1的原长处C点由静止释放，已知CO的距离为ℎ，重力加速度大小为g。若忽略空气阻力，弹簧始终处于弹性限度内，则( )
A. 小球到达O点的速率为2 gℎ
B. 小球在C点的加速度大小为g
C. 由C到O的过程，小球的机械能守恒
D. 由C到O的过程，小球的机械能先增大后减小
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
11.下列说法正确的是( )
A. 安培是国际单位制中的基本单位
B. 运动物体所受合外力不为零，则该物体动能一定变化
C. 电荷周围存在电场线，电场线虽然看不见，但客观存在
D. 含有金属丝织物的工作服能保护工人免受高压电的伤害，其原理是静电屏蔽
12.如图甲是等量异种点电荷形成的电场线分布图，图乙是电场中的一些点，O是两点电荷连线的中点，E、F是两点电荷连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D也关于O对称。则( )
A. E、F两点电场强度相同
B. A、D两点电势相等
C. B、O、C三点中，电子在O点受到的电场力最小
D. 电子沿连线从E点向O点运动，电子电势能逐渐减小
13.我国电动车新国标提出了更科学、更安全、更先进、更有操作性的标准条款。如表为新国标电动自行车的主要技术参数。
小明同学家里有台质量m=55kg的电动自行车。为了验证是否符合新国标，小明同学设计如下实验：在封闭路段将车速增至最高后经过一标志物开始紧急刹车，记录刹车距离为3.6m。已知紧急刹车时受到的阻力是人与车总重力的0.5倍，正常行驶过程中受到的阻力是人和车总重力的0.1倍。小明同学的质量M=65kg，重力加速度g取10m/s2。则这台电动自行车的( )
A. 车速符合新国标B. 车速不符合新国标
C. 电机功率符合新国标D. 电机功率不符合新国标
三、实验题：本大题共3小题，共16分。
14.“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”的实验装置如图所示。
(1)本实验主要用到的科学方法是 ；
A.控制变量法 B.等效替代法 C.理想模型法 D.演绎推理法
(2)探究向心力与角速度之间的关系时，选择半径 (选填“相同”或“不同”)的两个塔轮；同时应将质量相同的小球分别放在 处；
A.挡板A和挡板B B.挡板A和挡板C C.挡板B和挡板C
(3)探究向心力与角速度之间的关系时，若图中左右标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：9，运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的左右变速塔轮对应的半径之比为 。
15.某校研究小组的同学利用如图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象。其中E为电源，S为单刀双掷开关，R为电阻箱，C为电容器，G为理想电流表，V为理想电压表。研究小组先将开关S掷向1对电容器充电，待电压表示数稳定后再将开关接2，记录电容器放电时电流随时间变化的关系。
(1)充电过程电容器上极板带 (选填“正电”或“负电”)；
(2)电流表的量程为±300μA，某次电流表的示数如图乙所示，则通过电流表的电流大小I= μA；
(3)该小组测出电流随时间变化的数据并绘出I−t图像(如图丙)，图线与t轴围成的面积约为66格，则放电过程中流过电流表的电荷量约为 C。已知电源电动势大小为3.0V，则该电容器的电容值约为 F。
16.某班同学分成两组来进行“验证机械能守恒定律”的实验。甲组同学采用让重锤自由下落的方法验证机械能守恒，实验装置如图甲所示；乙组同学采用气垫导轨装置验证机械能守恒定律，实验装置如图乙所示。
(1)实验过程中他们进行了如下操作，其中操作不当的步骤是 (选填选项前的字母)；
A.甲组中对体积和形状相同的重物，选择密度大的进行实验
B.甲组测量纸带上某点的速度时，可用公式v= 2gℎ计算
C.乙组实验前将气垫导轨调水平
D.乙组实验时用天平测量钩码、遮光条和滑块的质量
(2)若甲组中重物的质量为m，由图丙中纸带数据计算出打B点时重物的速度为vB，相邻两点之间的时间为T，则从打起始点O到打点B的过程中，重物的重力势能减少量ΔEp= (用m、g、ℎB表示)，动能的增加量ΔEk= (用m、T、ℎA、ℎC表示)。若在实验误差允许范围内ΔEp=ΔEk，则可认为该过程机械能守恒；
(3)乙组实验时，测出光电门1、2间的距离l，遮光条的宽度d，滑块和遮光条的总质量M，钩码质量m。由数字计时器读出遮光条通过光电门1、2的时间t1、t2，则系统机械能守恒成立的表达式是 (选填选项前的字母)。
A.mgl=d22M(1t12−1t22)
B.mgl=d22(M+m)(1t12−1t22)
四、计算题：本大题共4小题，共42分。
17.宇航员在火星表面附近高ℎ处静止释放一个小球，经过时间t后小球落到火星表面，不计空气阻力。
(1)求火星表面附近的重力加速度g′的大小；
(2)已知火星的半径为R，引力常量为G，求火星的质量M；
(3)求在火星表面发射卫星的最小速度(火星的第一宇宙速度)。
18.如图所示，电源电动势E为12V，内阻r为3Ω，电阻R为6Ω。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压U为6V，线圈电阻RM为0.5Ω。求：
(1)流过R的电流；
(2)通过电动机的电流；
(3)电动机正常工作时产生的机械功率。
19.如图所示，质量为m、电荷量为q的粒子静止于A处，经过电压为U(未知)、极板间距离为d的加速电场加速后，沿图中圆弧虚线通过静电分析器，从P点垂直进入水平向左的匀强电场中并击中竖直挡板QN上的Q点。已知静电分析器通道内有辐向分布的电场，圆弧虚线所在处的电场强度大小均为E0，方向指向圆心O，圆弧对应的半径为R，QN=2d，N、O、P三点共线且水平，粒子重力不计。求：
(1)粒子离开加速电场时的速度大小；
(2)加速电场电压U的大小；
(3)粒子从A到Q的总时间。
20.如图所示，AB为竖直平面内光滑四分之一圆弧轨道，半径R=5m。长度L=10m的水平传送带，左端与圆弧轨道最低点B连接，右端上表面与固定平台等高并紧靠。平台上固定有一底端C处开口且略微错开的竖直圆轨道。一质量m=2kg的滑块(视为质点)，从圆弧轨道最高点A处静止释放，经过传送带，从C处进入圆轨道后，在始终沿轨迹切线方向的外力作用下做匀速圆周运动，外力施加前后速率不变。运动一周后撤去外力，滑块再次通过C点之后向右滑动，与位于平台D处的轻质挡板相撞并粘连。已知滑块与传送带表面的动摩擦因数μ1=0.42，与圆轨道间的动摩擦因数μ2=1π，与C右侧平台间的动摩擦因数μ3=0.35，C左侧平台光滑，LCD=1.8m。轻弹簧初始为原长，左端与轻质挡板铰接，右端固定，其劲度系数k=100N/m。弹簧弹性势能的表达式Ep=12kx2(x为弹簧形变量)，取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计过各连接处的能量损失，重力加速度g=10m/s2。
(1)求滑块下滑至圆弧轨道最低点时对B处的压力大小；
(2)若传送带不转，求滑块滑到圆轨道C处的速度大小；
(3)若传送带以v=7m/s顺时针转动，求滑块经过传送带因摩擦而产生的热量；
(4)若传送带以v=7m/s逆时针转动，求滑块从冲上传送带到弹簧第一次被压缩到最短的过程中因摩擦而产生的热量。
参考答案
1.D
2.A
3.B
4.A
5.D
6.C
7.B
8.C
9.D
10.D
11.AD
12.AC
13.AD
14.A
不同
B
3：1

15.正电
116
2.64×10−3
8.8×10−4

16.B
mgℎB
m(ℎC−ℎA)28T2
B

17.(1)根据自由落体运动规律有ℎ=12g′t2，得火星表面重力加速度g′=2ℎt2；
(2)根据黄金代换式GMmR2=mg′，得火星质量M=2ℎR2Gt2；
(3)根据牛顿第二定律mg′=mv12R，得最小发射速度v1= g′R= 2ℎRt。
18.(1)电阻R与电动机并联，流过R的电流为IR=UR=66A=1A；
(2)根据闭合电路的欧姆定律，总电流为I=E−Ur=12−63A=2A，
电动机的电流为IM=I−IR=2A−1A=1A；
(3)电动机内部消耗的功率P热=IM2RM=12×0.5W=0.5W，
产生的机械功率P=PM−P热=UIM−IM2RM，解得P=5.5W。
19.(1)根据粒子在辐向电场中做圆周运动，可知电场力恰好提供向心力，即：qE0=mv2R，解得：v= qE0Rm；
(2)根据动能定理：qU=12mv2，解得：U=12E0R；
(3)根据粒子在加速电场中做匀加速直线运动，结合匀加速运动关系式，可知其位移与时间关系满足：d=12vt1；
根据粒子在辐向电场中做匀速圆周运动，即可知其在辐向电场中的时间满足：12πR=vt2；
根据粒子从P到Q的过程中，仅受水平方向的电场力，可知其做类平抛运动的时间，在水平方向做匀速直线运动，水平分运动满足：2d=vt3；
根据三个时间的表达式，即可知粒子从A到Q的时间：t=t1+t2+t3，解得：t=(4d+πR2) mqE0R。
20.(1)从A到B机械能守恒：mgR=12mv02，解得：v0=10m/s，
在B点：FN−mg=mv02R，解得：FN=60N，
根据牛顿第三定律，压力大小为60N；
(2)在传送带上做匀减速直线运动，到C点的速度为v1，有：v12−v02=−2μ1gL，解得：v1=4m/s；
(3)滑块以速度v0冲上传送带后，做匀减速直线运动，有：−2μ1gx=v2−v02，解得：x=518.4m