2025-2026学年湖南省长沙市雨花区雅礼中学高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析）

这是一份2025-2026学年湖南省长沙市雨花区雅礼中学高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析），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.物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，以下物理学史正确的是( )
A. 牛顿发现了万有引力定律，被称为“可以称出地球质量的人”
B. 丹麦科学家第谷通过观测行星，从而得出了行星运动的三大定律
C. 卡文迪什通过实验的测量，比较准确的得出了引力常量的数值
D. 库仑通过扭秤实验发现了点电荷间的作用规律，并测量了静电力常量
2.关于图中四幅图像的说法正确的是( )
A. 甲图中，将带正电的小球C靠近不带电的导体，再沿图中虚线将导体分割成A、B两部分后，A所带电荷量|QA|小于B所带电荷量|QB|
B. 乙图中，用金属网把验电器罩起来，使带电金属球靠近验电器，箔片会张开
C. 丙图中，处于静电平衡状态的导体腔的内表面感应出等量异种电荷，导体壳内腔电场强度为0
D. 丁图中，将尖锐的金属棒安装在建筑物的顶端并通过导线与大地相连制成避雷针，利用的是尖端放电原理
3.卫星的“星下点”是指卫星的瞬时位置和地球中心的连线与地球表面的交点，可用地理经、纬度来表示，对于位于“星下点”处的地面观察者来说，卫星就在天顶，将“星下点”的轨迹画在地图上便是星下点轨迹图。已知某颗卫星的星下点轨迹图是一个点，地球自转的周期为T，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，卫星的运动可视为匀速圆周运动，则( )
A. 该卫星为近地卫星B. 该卫星的角速度ω=2πT
C. 该卫星的线速度v=2πRTD. 该卫星可能经过长沙的正上方
4.太极图的含义丰富而复杂，它体现了中国古代哲学的智慧。如图所示，O为大圆的圆心，O1为上侧阳半圆的圆心，O2为下侧阴半圆的圆心，O、O1、O2在同一直线上，AB为大圆的直径且与O1O2连线垂直，C、D为关于O点对称的两点，在O1、O2两点分别固定电荷量大小相等的异种点电荷，整个空间只有O1、O2处点电荷产生的电场。下列说法正确的是( )
A. C、D两点电势相等
B. 把电子由A沿直线移到B的过程中，电子的电势能先增加后减小
C. 把质子由A沿直线移到B的过程中，质子所受电场力先增加后减小
D. 将一电子(不计重力)从A点由静止释放，电子可以沿直线在AB间做往返运动
5.如图是a、b两个电学元件的伏安特性曲线，已知a是线性元件，其曲线与横轴夹角为θ，b是非线性元件。根据图像下列说法正确的是( )
A. a的电阻大小Ra=1tanθ
B. 两端电压同为2V时，Ra=4Ω，Rb>4Ω
C. 图像交点处a、b电阻值相等
D. 将a、b两个元件并联，再接入一个4V的干电池，1s内干路通过的电量为2C
6.某湿度传感器利用平行板电容器测量空气湿度。电容器上极板(可移动)与固定支架间嵌入一种吸湿材料，当环境湿度增加时，吸湿材料体积膨胀，反之则体积缩小。将该电容器与恒压电源、电流表连接成如图所示的电路，闭合开关S。下列说法正确的是( )
A. 空气湿度降低时，电容器的电容会变大
B. 空气湿度降低时，极板间电场强度变大
C. 空气湿度一定时，滑片向上移动，电容器所带电荷量会增加
D. 保持滑片位置不变，若出现从a到b的电流，说明环境湿度升高
7.如图，竖直平面内有一光滑绝缘轨道，取竖直向上为y轴正方向，轨道形状满足曲线方程y=x2。质量为m、电荷量为q(q>0)的小圆环套在轨道上，空间有与x轴平行的匀强电场，电场强度大小E=2mgq，圆环恰能静止在坐标(1,1)处，不计空气阻力，重力加速度g大小取10m/s2。若圆环由(3,9)处静止释放，则( )
A. 恰能运动到(−3,9)处B. 在(1,1)处加速度为零
C. 在(0,0)处速率为10 3m/sD. 在(−1,1)处机械能最小
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.通过光控开关实现自动控制的节能路灯，其内部电路简化示意图如下，电源电动势为E，内阻为r，R1、R3为定值电阻，R2为光敏电阻(光照强度增加时，其电阻值减小)。当光照强度降低时，下列判断正确的是( )
A. 电路的总电阻变小
B. 小灯泡变亮
C. 电压表的示数变小
D. 电源输出功率一定变小
9.如图所示，光滑绝缘水平面上的O点固定一带正电的点电荷M，电荷量为Q；点电荷N的电荷量为−q(q>0)。图甲中N绕着M做半径r=a圆周运动，运动周期为T；图乙中点荷N以M为焦点沿椭圆轨道运动。A、B分别为电荷N距离M最近和最远点；OA=a、OB=3a，静电力常量为k；若取无穷远处电势为零，图甲和图乙两种电荷系统的电势能和动能之和分别为E甲和E乙，则N在从A点第一次运动到B点的过程中( )
A. 在A点的电势能大于在B点电势能
B. E乙>E甲
C. vA=3vB
D. 电荷N从A点第一次运动到B点所用时间为2 2T
10.空间存在水平向右的匀强电场，粗糙水平地面上，一个质量为m带正电的物块以一定的初速度向右运动，物块的动能和电势能如图的两条图线，则( )
A. 图线Ⅰ是Ek−x变化曲线，图线Ⅱ是Ep−x变化曲线
B. 0∼x0过程物块的动能Ek与电势能Ep之和保持不变
C. 电场力是阻力的3倍
D. 由图线可求得动摩擦因数μ=E0mgx0
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某小组探究未知金属丝的电阻率，根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材，按照以下步骤开展实验。
(1)用螺旋测微器测量金属丝直径，如图1所示，则该直径为 mm；
(2)按图2连接好电路进行测量，先将滑动变阻器R2的滑动片P置于a端；
(3)接着将单刀双掷开关S1掷向1，闭合开关S₂， 调节滑动变阻器，得如图3电流表读数为 A，然后断开S2；
(4)电阻箱R1的阻值调至较大，将单刀双掷开关S1掷向2，保持滑动变阻器滑片位置不变，闭合开关S2，调电阻箱使得电流表读数逐渐增大到上一步读数，记录电阻箱读数为R；
(5)金属丝的电阻值= ，若金属丝直径用d表示，金属丝长度用x表示，则金属丝电阻率为 (两空用字母写出表达式)。
12.为了描绘小灯泡的伏安特性曲线，某同学所用器材如下：
①待测小灯泡：额定电压为3V，电阻小于10Ω。
②电压表：量程为0∼3V，内阻约为3kΩ。
③电流表：量程为0∼0.6A，内阻约为0.1Ω。
④滑动变阻器，干电池两节，开关，导线若干。
(1)结合实验器材，该实验原理图正确的应为______。
(2)原理图中开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应置于______(填“a”或“b”)端。
(3)该同学画出的伏安特性曲线如图甲所示，由图甲可知，小灯泡的额定功率为______ W。(结果保留三位有效数字)
(4)若将该灯泡与R=3Ω的定值电阻和E=2V、r=2Ω的电源构成闭合电路，如图乙所示，则此时灯泡两端的电压为______ V。(保留两位有效数字)
四、计算题：本大题共3小题，共41分。
13.如图所示，小型直流电动机(其线圈内阻为r=1.5Ω)与规格为“6V6W”的小灯泡并联，再与阻值为R=2Ω的电阻串联，然后接至电源电动势为12V，内阻r0=1Ω的电源上，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求：
(1)通过电阻R的电流；
(2)电动机消耗的电功率P；
(3)电动机的效率。
14.如图所示，O为固定在地面上的铰链，A球通过铰链用轻杆分别连接于O、B球。现对B球施加水平推力F，使系统处于静止状态，此时两杆间的夹角α=60∘。撤去F后，A、B在同一竖直平面内运动。已知两球质量均为m，杆长均为L，重力加速度为g，忽略一切摩擦。求：
(1)推力F的大小；
(2)两杆间的夹角变为120∘时，B球动能；
(3)A球落地时重力的功率。
15.如图所示，竖直平面内有一光滑的半圆形绝缘轨道PQ与绝缘水平面在P点平滑相接，圆心为O，其半径R=0.2m，距P点左侧L=1.8m处有一竖直固定挡板MN，挡板MN长d=0.4m，挡板中心为O′，O′O所在水平面与MP所在水平面之间存在竖直向上的匀强电场，电场强度E=2×103V/m，一带电荷量q=+1×10−3C，质量为m=0.1kg的小球，以水平初速度v0=4.5m/s从P点进入半圆形轨道，沿着半圆形轨道运动到Q点抛出，最后打在挡板MN上，小球可视为质点，不考虑电荷转移，取g=10m/s2。求：
(1)小球运动到Q点的速度大小；
(2)小球打在挡板MN上的位置；
(3)若小球沿着半圆形轨道运动从Q点抛出最后打在挡板的O′M段，求小球初速度v0的取值范围。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：A.牛顿发现了万有引力定律，但他没能测出引力常量，卡文迪许测出常量G后被称为“可以称出地球质量的人”，故A错误；
B.丹麦科学家第谷通过观测行星，开普勒在他的研究基础上得出了行星运动的三大定律，故B错误；
C.卡文迪什通过实验的测量，比较准确的得出了引力常量的数值，故C正确；
D.库仑通过扭秤实验发现了点电荷间的作用规律，但并不是他直接测量出的静电力常量，故D错误。
故选：C。
根据牛顿、卡文迪许，第谷以及库仑在物理学上的贡献和取得的成就逐一分析判断各选项正误。
考查力学和电学的物理学史，知道科学家的成就和贡献，属于基础题。
2.【答案】D
【解析】解：A.甲图中，将带正电的小球靠近不带电的导体，导体两端带上等量的异种电荷，对外整体还是不带电，所以沿图中虚线将导体分割成A、B两部分后，A、B带等量异种电荷，故A错误；
B.乙图中，用金属网把验电器罩起来，根据静电屏蔽，其内部不受影响，故带电金属球靠近验电器，箔片不会张开，故B错误；
C.丙图中，处于静电平衡状态的导体腔的外表面感应出等量异种电荷，内表面不带电，导体壳内空腔电场强度为0，故C错误；
D.避雷针的工作原理是尖端放电，即尖锐的金属棒容易聚集电荷，使空气电离，从而将云层中的电荷导入大地，避免建筑物被雷击，故丁图中，将尖锐的金属棒安装在建筑物的顶端并通过导线与大地相连制成避雷针，利用的是尖端放电原理，故D正确。
故选：D。
根据感应带电的特点分析；根据静电屏蔽分析；根据处于经典平衡状态下导体的特点分析；根据尖端放电分析。
本题考查了对静电屏蔽、静电感应以及尖端放电的认识和应用等，基础题。
3.【答案】B
【解析】解：A.卫星的星下点轨迹为固定的一个点，代表卫星、地心连线与地表交点始终不变，说明该卫星为地球同步静止卫星，故A错误。
B.该卫星是地球同步静止卫星，卫星绕地球做圆周运动的周期和地球自转周期相等，都为T。依据角速度的定义公式ω=2πT，可得该卫星的角速度ω=2πT，故B正确。
C.地球同步静止卫星的轨道半径r远远大于地球半径R，匀速圆周运动线速度计算公式为v=2πrT，因为r>R，所以卫星实际线速度v>2πRT，故C错误。
D.地球同步静止卫星的轨道平面必须和赤道平面重合，只能稳定运行在赤道正上方。长沙地处北半球，
该同步卫星无法经过长沙的正上方，故D错误。
故选：B。
依据星下点固定不变确定该卫星是地球同步静止卫星；同步卫星周期等于地球自转周期，由角速度定义式可推出角速度；同步卫星轨道半径大于地球半径，结合线速度公式可知卫星线速度大于地面自转线速度；同步卫星轨道只能在赤道平面，不能经过长沙正上方。
本题考查地球同步静止卫星的相关物理规律，包含同步卫星的星下点特点、周期与角速度的关系、同步卫星线速度和地球表面自转线速度的大小比较，以及同步卫星轨道平面必须与赤道重合。
4.【答案】C
【解析】解：A.根据等量异种电荷的电场线分布特点可知，AB连线为等势线，电势为0，把电子由A沿直线移到B的过程中，电子的电势能不变，C点电势与D点电势不相等，故AB错误；
C.把质子由A沿线移动到B的过程中，电场强度先增大后减小，则质子所受电场力先增加后减小，故C正确；
D.将一电子(不计重力)从A点由静止释放，电子受到的电场力方向沿电场线的切线方向，不可能沿直线在AB间做往返运动，故D错误。
故选：C。
根据等量异种电荷的电场线和电势分布特点分析电场和电势的大小关系，根据物体受力情况分析运动情况。
本题考查了等量异号电荷的电场，知道电场线的分布，知道等量异号电荷连线的中锤线是等势线，与AB连线垂直的面是等势面，即可正确解题。
5.【答案】C
【解析】解：A.相同数据选择不同的标度时，a对应的曲线与横轴夹角θ不同，所以a的电阻大小Ra=UI≠1tanθ，故A错误；
B.两端电压同为2V时，根据图像结合欧姆定律可得Ra=UIa=20.5Ω=4Ω，Rb=UIb