2024-2025学年宁夏吴忠中学高一（下）期末物理试卷（A卷）（含解析）

这是一份2024-2025学年宁夏吴忠中学高一（下）期末物理试卷（A卷）（含解析），共20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.关于经典物理学的发展史，下列说法不正确的是( )
A. 密立根最早测定了元电荷e的数值B. 法拉第提出了电场的概念
C. 牛顿测出了引力常量GD. 爱因斯坦提出了相对论
2.在如选项所示的四种电场中，分别标记有a、b两点．其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是( )
A. B.
C. D.
3.如图所示，不带电的金属导体A和B放在绝缘支柱上并相互接触，带正电的小球C靠近A，以下说法中正确的是( )
A. 若先将A、B分开，再移走C，A带正电，B带负电
B. 若先将A、B分开，再移走C，B带正电，A带负电
C. 若先将C移走，再把A、B分开，A带正电，B带负电
D. 若先将C移走，再把A、B分开，B带正电，A带负电
4.2025年4月3日，“我要上全运”第十五届全国运动会龙舟项目安徽省选拔赛在省水上运动中心举办。如图所示某船在静水中划行的速率为3m/s，要渡过30m宽的河，河水的流速为5m/s，下列说法中正确的是( )
A. 该船渡河的最小速率是4m/s
B. 该船渡河所用时间最短为10s
C. 该船渡河所用时间最短为6s
D. 该船可能沿垂直河岸的航线抵达正对岸
5.如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点，不计重力。下列说法错误的是( )
A. M带负电荷，N带正电荷
B. M在b点的动能小于它在a点的动能
C. N在d点的电势能等于它在e点的电势能
D. N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做负功
6.一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v−t图像如图所示。已知汽车的质量为m=2×103kg，汽车受到的阻力大小恒为车重力的110，g取10m/s2，则( )
A. 汽车在前5s内受到的阻力大小为200N
B. 前5s内的牵引力大小为6×103N
C. 汽车的额定功率为40kW
D. 汽车的最大速度为20m/s
7.如图所示，在水平向右、大小为E的匀强电场中，在O点固定一电荷量为Q的正电荷，A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直。则( )
A. A点的电场强度大小为 E2+k2Q2r4
B. B点的电场强度大小为E−kQr2
C. D点的电场强度大小不可能为0
D. A、C两点的电场强度相同
8.如图所示在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力：已知AP=2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中( )
A. 重力做功2mgRB. 机械能减少mgR
C. 合外力做功mgRD. 克服摩擦力做功12mgR
9.熔喷布是一种过滤材料，广泛应用于医疗、卫生、环保等领域，熔喷布经过静电驻极处理后，其纤维表面形成持久的静电场，可以持续吸附空气中的微小颗粒，提高过滤效率。静电驻极处理装置中针状电极与平板电极间形成的电场如图所示，b为ac的中点，bd连线平行于平板电极，下列说法正确的是( )
A. a点电场强度比c点的小
B. b、d两点在同一等势面上
C. a、b两点间电势差等于b、c两点间电势差
D. 某带负电颗粒在a点的电势能比在c点的大
10.A、B、C、D是匀强电场中一边长为 2cm的正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为φA=3V，φB=−3V，φC=−6V。由此可得D点电势φD和该匀强电场的场强E分别为( )
A. 6V，150 10V/mB. 0V，150 10V/m
C. 6V，300V/m D. 0V，300V/m
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
11.如图所示，下列说法正确的是(所有情况均不计摩擦、空气阻力以及滑轮质量)( )
A. 甲图中，火箭升空的过程中，若匀速升空，机械能守恒，若加速升空，机械能不守恒
B. 乙图中，物块在外力F的作用下匀速上滑，物块的机械能一定增加
C. 丙图中，物块A以一定的初速度将弹簧压缩的过程中，物块A与弹簧组成的系统机械能守恒
D. 丁图中，物块A加速下落，物块B加速上升的过程中，物体B机械能守恒
12.用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素，如图所示．设若两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ.实验中，极板所带电荷量不变，若( )
A. 保持S不变，增大d，则θ变大B. 保持S不变，增大d，则θ变小
C. 保持d不变，减小S，则θ变小D. 保持d不变，减小S，则θ变大
13.如图所示，某次训练中，士兵在腰间系绳拖动轮胎在水平地面前进，已知连接轮胎的拖绳与地面夹角为37°，绳子拉力大小为100N。若士兵拖着轮胎以6m/s的速度匀速直线前进3s，则sin37°=0.6，cs37°=0.8，g取10m/s2( )
A. 3s内，绳子拉力对轮胎做功为1440J
B. 3s末，绳子拉力功率为600W
C. 3s内，轮胎所受合力做功为0J
D. 3s内，轮胎克服地面摩擦力做功为−680J
14.2025年1月7日，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将实践二十五卫星发射升
空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。若二十五号卫星的离地高度为ℎ，周期为T，地球的半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是( )
A. 二十五号卫星的发射速度大于7.9km/s，但小于11.2km/s
B. 二十五号卫星的向心加速度大小为4π2RT2
C. 地球表面的重力加速度大小为4π2(R+ℎ)3T2R2
D. 地球的密度为3πR3GT2(R+ℎ)3
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
15.某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。
步骤一：把系在丝线上的带电量不变的小球先后挂在横杆上的P1，P2，P3等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。
步骤二：使小球处于同一位置，增大(或减小)小球所带电荷量，比较小球所受的静电力的大小。
(1)图甲中实验采用的方法是______(填正确选项前的字母)。
A.理想实验法
B.等效替代法
C.微小量放大法
D.控制变量法
(2)图甲实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的减小而______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)如图乙，当小球B静止时，两球球心恰好在同一水平面上，细线与竖直方向的夹角为θ，若小球B的质量为m，重力加速度为g，则库仑力F与夹角θ之间的关系式F=______。
16.某同学采用重物自由下落的方法“验证机械能守恒定律”，如图甲所示。打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s2。
(1)下面是他实验时的操作步骤：
A.按照图示的装置安装器件；
B.将打点计时器接到电源的直流输出端上；
C.用天平测量出重锤的质量；
D.先释放纸带，然后再接通电源；
E.测量打出的纸带上某些点之间的距离；
F.计算重锤下落过程中减少的重力势能和增加的动能；
G.改换纸带，重做几次。
其中不必要以及不恰当的步骤有______。
(2)若已知重物的质量为1.00kg，按实验要求正确地选出纸带，用毫米刻度尺测量连续三点A、B、C到第一个点O的距离如图(乙)所示，那么：从打下O点到打下计数点B的过程中重力势能的减少量ΔEp= ______J(保留3位有效数字)；而动能的增加量ΔEk= ______J(保留3位有效数字)。实验发现二者并不完全相等，请指出一个可能的原因______。

(3)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______。
四、计算题：本大题共4小题，共36分。
17.如图所示，把一带电荷量为Q=−5×10−8C的小球A用绝缘细绳悬起，若将带电荷量为q=+4×10−6C的带电小球B靠近A，当两个带电小球在同一高度相距30cm时，绳与竖直方向成45°角，取g=10m/s2，k=9.0×109N⋅m2/C2，且A，B两小球均可视为点电荷，求：
(1)A、B两球间的库仑力大小；
(2)A球的质量。
18.如图，匀强电场的电场线与ab平行，bc连线与ab延长线成60°角，a、b间距离Lab=8cm，b、c间距离Lbc=14cm。把一个带电荷量大小为q=4×10−8C的正点电荷从a点移到b点，电场力做功Wab=3.2×10−5J。求：
(1)a、b两点间的电势差Uab；
(2)匀强电场场强E的大小和方向；
(3)c、a两点间的电势差Uca。
19.如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切，半圆形导轨的半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧，当它经过B点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的9倍，之后向上运动恰能到达最高点C。重力加速度为g，试求：(不计空气阻力)
(1)物体在A点时弹簧的弹性势能Ep；
(2)物体从B点运动至C点的过程中产生的内能Q；
(3)物体从C点落回水平面的位置与C点的水平距离x。
20.如图为一真空示波管的示意图，电子从灯丝逸出(可认为初速度为零)，经灯丝与A板间的电压U1加速，从板的中心孔沿中心线KO射出，然后垂直电场方向进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场)，电子经过偏转电场后打在荧光屏上形成亮斑。已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L1，板右端到荧光屏的距离为L2，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子的重力及它们之间的相互作用力，求：
(1)电子穿过A板时速度大小v0；
(2)电子从偏转电场射出时的位移侧移量y；
(3)P点到O点的距离。
答案解析
1.【答案】C
【解析】A、美国物理学家密立根通过油滴实验最早测得的了元电荷e的数值，故A正确；
B、法拉第最早提出了电场的概念，故B正确；
C、卡文迪什通过实验测出了引力常量G的数值，故C错误；
D、爱因斯坦提出了相对论，故D正确。
本题选择不正确的，故选：C。
本考查了物理学史，要了解高中所涉及的伟大科学家的重要贡献，培养科学素质和为科学的奉献精神。
2.【答案】C
【解析】解：A、甲图中非匀强电场中的a、b两点电场强度大小相等、方向不相反，故A错误；
B、乙图中非匀强电场中的a、b两点电场强度大小相等、方向相同，故B错误；
C、丙图中非匀强电场中的a、b两点电场强度大小相等、方向相反，故C正确；
D、丁图中的非匀强电场中的a、b两点电场强度大小不相等、方向不相反，故D错误；
故选：C
电场强度是矢量，根据电场线的疏密表示大小，切线方向表示场强方向去判断各项．
本题关键要掌握电场线的物理意义：疏密表示场强的大小，切线方向表示场强的方向．
3.【答案】B
【解析】解：AB.带正电的小球C靠近A端，由于感应起电，A端带负电，B端带正电，将A、B分开，再移走C，则A整体带负电，B整体带正电，故A错误，B正确；
CD.带正电的小球C靠近A端，由于感应起电，A端带负电，B端带正电，将C移走，A、B上的电荷又马上中和，不再带电，再把A、B分开，A、B都不带电，故CD错误。
故选：B。
当导体A、B放在带正电的附近时，出现感应起电现象．电荷周围有电场存在，从而导体A、B处于电场中，在电场力的作用下，使导体中的自由电子重新分布．而处于静电平衡的导体，电荷只分布在外表面。
该题考查物体静电感应起电的实质，及静电平衡状态时，带电体的电荷只分布在外表面。
4.【答案】B
【解析】解：A、船在静水中划行的速率为3m/s，河水的流速为5m/s，
船渡河的最大速率是8m/s，
船渡河的最小速率是2m/s，故A错误；
BC、当船自身速度垂直河岸过河，时间最短，且tmin=dvc=303s=10s，故B正确，C错误；
D、因船在静水中划行的速率为3m/s小于河水的流速为5m/s，该船不可能沿垂直河岸的航线抵达对岸，故D错误。
故选：B。
水流速大于静水速，知合速度的方向不可能与河岸垂直，即不可能垂直到达对岸．当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短。
解决本题的关键知道分运动和合运动具有等时性，知道当静水速小于水流速时，合速度方向与静水速方向垂直，渡河位移最短。
5.【答案】D
【解析】【分析】
根据运动轨迹得到电场力方向，从而得到电荷符号；再根据电场线方向得到电势分布，进而得到电势能大小，根据电势能化得到电场力做功，再由动能定理得到动能变化。
本题关键是根据曲线运动的条件判断出静电力的方向，掌握判断动能和电势能变化的方法，一般的解题思路是根据动能定理判断动能的变化，根据电场力做功判断电势能的变化。
【解答】
解：A、由粒子只受电场力作用，电场力方向平行于径向，根据粒子运动轨迹可知：M受到的是吸引力，N受到的是排斥力，故M带负电，N带正电，故A正确；
C、由正电荷周围电场线沿径向向外可知，以O为圆心的圆为等势面，因此，N 在d 点的电势等于它在e 点的电势，所以，N 在d 点的电势能等于它在e 点的电势能，故C正确；
BD、由正电荷周围电场线沿径向向外可知：内圈的电势比外圈的电势大，根据EP=qφ可知，M在内圈的电势能比外圈小，N在内圈的电势能比在外圈大，所以，N 在从c 点运动到d 点的过程中电场力做正功，根据动能定理可得，M 在b 点的动能小于它在a 点的动能，故B正确，D错误。
本题选不正确的，故选D。
6.【答案】B
【解析】解：A、由题意知汽车受到地面的阻力为车重的110，则阻力Ff=110mg=110×2×103×10N=2000N，故A错误；
B、由题图知前5s内的加速度a=ΔvΔt=105m/s2=2m/s2；
由牛顿第二定律知F−Ff=ma
所以前5s内的牵引力：F=Ff+ma=(2000+2×103×2)N=6×103N，故B正确；
C、5s末达到额定功率P额=Fv5=6×103×10W=6×104W=60kW，故C错误；
D、当牵引力与摩擦力相等时速度最大，根据P=Fv可知
vmax=P额Ff=6×1042×103m/s=30m/s，故D错误。
故选：B。
从v−t图象可以看出：汽车经历三个运动过程：匀加速直线运动，加速度减小的变加速直线运动，最后做匀速直线运动。由图线斜率可求出前5s内汽车的加速度，由牛顿第二定律即可求出此过程的牵引力。5s末汽车的功率就达到额定功率，由P=Fv能求出额定功率。汽车速度最大时，牵引力等于阻力，由P=Fvm，能求出最大速度。
本题结合图象考查汽车启动问题，在解题时要明确汽车的运动过程及运动状态，正确应用牛顿第二定律及功率公式求解。
7.【答案】A
【解析】解：A、点电荷在A点产生的场强与匀强电场在A点的场强相互垂直，根据矢量的合成可知合场强为EA= E2+k2Q2r4，故A正确；
B、点电荷在B点产生的场强与匀强电场在B点的场强，方向相同，合场强为EB=E+kQr2，故B错误；
C、取向右为正方向，根据电场强度的合成可得D点的场强大小为ED=E−kQr2，合场强不一定为0，故C错误；
D、A点和C点的电场强度大小相等，但方向不同，如图所示，故D错误。
故选：A。
电场强度是矢量，方向不同，则场强不同；根据点电荷电场强度的计算公式结合矢量的平行四边形法则进行分析。
本题主要是考查电场强度的叠加，关键是知道电场强度是矢量，其合成满足矢量的平行四边形法则。
8.【答案】D
【解析】解：A、重力做功为：WG=mg(2R−R)=mgR，故A错误；
B、小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力，在最高点B有mg=mv2R，解得：v= gR，则机械能减少量为：△E=mgR−12mv2=12mgR.故B错误。
C、根据动能定理得合外力做功为：W合=12mv2=12mgR，故C错误；
D、根据动能定理得：mgR−Wf=12mv2，得：Wf=12mgR，即克服摩擦力做功为12mgR，故D正确。
故选：D。
重力做功只跟初末位置的高度差有关。根据动能和重力势能的变化求机械能的减少量。根据动能定理求解合外力做的功及克服摩擦力做的功。
本题解题的突破口是小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力，重力提供向心力。要知道动能定理是求功常用的方法，要熟练运用。
9.【答案】D
【解析】解：A、根据题意可知，a点电场线比c点更密集，因此a点电场强度比c点的大，故A错误；
B、根据题意可知，由图可知，bd连线垂直于b点所在的电场线，并不垂直于d点的电场线，由于电场线和等势面是垂直的，因此b、d两点不在同一等势面上，故B错误；
C、根据题意可知，由于b为ac的中点，且a、b两点间的平均场强大于b、c两点间的平均场强，由U=Ed可知a、b两点间电势差不等于b、c两点间电势差，故C错误；
D、根据题意可知，将带负电颗粒由a点移动到c点，电场力做正功，故带负电颗粒在a点的电势能比在c点的大，故D正确。
故选：D。
本题需结合电场线的性质(电场线疏密表示电场强度大小、电场线与等势面垂直)、电势差公式以及电势能与电场力做功的关系来分析各选项。
本题关键在于理解电场线的物理意义(疏密表场强、与等势面垂直)、电势差的决定因素(平均场强与距离)及电势能与电场力做功的关系。通过对每个选项逐一分析电场线、等势面、电势差、电势能的关联，得出正确结论。
10.【答案】B
【解析】解：由于AD与BC平行且相等，则有
φA−φD=φB−φC=3V
可得D点电势为
φD=0
该匀强电场沿AD方向的分场强大小为
E1=UADL=3 2×10−2V/m=150 2V/m
该匀强电场沿AB方向的分场强大小为
E2=UABL=6 2×10−2′V/m=300 2V/m
则该匀强电场的场强大小为
E= E12+E22= (150 2)2+(300 2)2V/m=150 10V/m
故B正确，ACD错误。
故选：B。
匀强电场中，沿相同方向移动相同距离，电势差相等，据此列式，确定D点电势；根据匀强电场沿AD电场根据E=Ud列式求解，同理再根据匀强电场沿AB方向的分场强列式，再求出合场强。
本题主要考查匀强电场中电势差与电场强度的关系，解题时需注意，公式U=Ed中，d是沿场强方向的两点间的距离，或两等势面间的距离，而U是这两点间的电势差，这一定量关系只适用于匀强电场。
11.【答案】BC
【解析】解：A、甲图中，火箭升空的过程中，若匀速升空，速度不变，动能不变，但重力势能增加，故机械能增加，若加速升空，机械能增加，故A错误；
B、乙图中，物块在外力F的作用下匀速上滑，外力对物块做正功，物块的机械能一定增加，故B正确；
C、丙图中，物块A以一定的初速度将弹簧压缩的过程中，物块A与弹簧组成的系统机械能守恒。因为物块A与弹簧组成的系统只有动能、重力势能、弹性势能之间相互转化，所以系统机械能守恒，故C正确；
D、丁图中，物块A加速下落，物块B加速上升的过程中，物体B机械能增加，故D错误。
故选：BC。
依据机械能守恒的条件(只有重力或系统内弹力做功，无其他力做功)，对每个选项逐一分析判断。
本题核心是理解机械能守恒的条件(只有重力或系统内弹力做功)，通过分析各选项中是否存在其他力做功来判断机械能是否守恒。
12.【答案】AD
【解析】【分析】
静电计指针偏角大小反映了电容器极板间电势差的大小，抓住电容器的带电量不变，根据C=ɛS4πkd分析电容的变化，由C=QU判断U的变化。
解决电容器的动态分析问题，关键要抓住不变量。若电容器与电源断开，电量保持不变；若电容器始终与电源相连，电容器两端间的电势差保持不变。
【解答】
解：AB、保持S不变，增大d，由电容的决定式C=ɛS4πkd分析知电容C减小，由C=QU判断知电容器极板间电压U增大，则θ变大。故A正确。B错误。
CD、保持d不变，减小S，由电容的决定式C=ɛS4πkd分析知电容C减小，由C=QU判断知电容器极板间电压U增大，则θ变大。故C错误，D正确。
故选：AD。
13.【答案】AC
【解析】解：A、轮胎做匀速运动，则轮胎3s内的位移x=vt=6×3m=18m。3s内，绳子拉力对轮胎做功WF=Fxcs37°，解得WF=1440J，故A正确；
B、3s末，绳子拉力功率为P=Fvcs37°，解得P=480W，故B错误；
C、轮胎做匀速直线运动，所受外力的合力为0，则3s内，轮胎所受合力做功为0J，故C正确；
D、根据动能定理得WF−Wf克=12mv2−12mv2=0，解得Wf克=1440J，即3s内，轮胎克服地面摩擦力做功为1440J，故D错误。
故选：AC。
轮胎做匀速运动，根据x=vt求轮胎3s内通过的位移，利用恒力做功W=Fxcsθ求拉力做功。根据P=Fvcsθ求3s末绳子拉力功率。分析合力大小，进而求得合力做功。对轮胎，由动能定理求得克服摩擦力做功。
解答本题时，关键要掌握恒力做功公式W=Flcsα、恒力做功功率公式P=Fvcsα。
14.【答案】AC
【解析】解：A、二十五号卫星绕地球做圆周运动，没有脱离地球束缚，所以其发射速度满足7.9km/s