江苏省南通市如皋市2024-2025学年高一（下）期中物理试卷（含解析）

江苏省南通市如皋市2024-2025学年高一（下）期中物理试卷

一、单选题：本大题共11小题，共44分。

1.如图所示，不带电的金属球放在绝缘水平面上，距球心2厂处有一个电

2r

荷量为+q的点电荷，静电力常量为匕则金属球达到静电平衡后（）

A.金属球的左侧感应出正电荷B.金属球左端的电势比

右端的IWJ

C.金属球附近的等势面是同心圆D.感应电荷在球心处产生的场强为叫

2.一平行板电容器充放电电路如图所示。开关S接1,电源E给电容器C充电；S接2,电容器C对电阻R放电。

则（）

A.充电过程中，电压表示数减小

B.充电过程中，流过电阻R的电流方向自左向右

C.放电过程中，电流表示数减小

D.放电过程中,流过电阻R的电流方向自右向左

3.如图所示，平行金属板电容器充电后与电源断开。将左金属板向右平

移一小段距离，贝1（）

A.电容器的电容变小

B.静电计的指针张角减小

C.电容器的带电量减小

D.金属板间电场强度增大

4.2025年4月25日，神舟二十号载人飞船的3名航天员顺利进驻我国空间站。在与飞船对接前，空间站进行

了轨道调整，近地点、远地点的高度均进行了抬升，则轨道调整后的空间站（）

A.周期比调整前的大

B.机械能比调整前的小

C.在远地点受到的万有引力比调整前的大

D.在近地点受到的万有引力的功率比调整前的小

5.某静电场中的电场线如图所示，一带电粒子仅受电场力作用，其运动轨迹如图中

虚线所示，则粒子（）

A.带负电荷

B.一定从M点运动到N点

C.在M点的加速度比在N点的大

D.在M点的电势能比在N点的大

6.如图所示，带等量正电的点电荷固定在4、B两点，。是4、8连线的中；

I

点，N、P是中垂线上的两点，ON=OP。一带负电的试探电荷，从P点

I

由静止释放，只在静电力作用下运动，则试探电荷（）小1小

㊉-----------2---------㊉

A.在P点受到的电场力与PN垂直ArB

I

I

B.运动到。点时的速度最大

I

C.沿着PiO—N,试探电荷的加速度一定先减小后增加'

D.若试探电荷的电荷量增大，试探电荷在P点所受电场力与其电荷量的比值减小

A.地面对人做功越多B.人在最高点时的加速度越大

C.人在最高点时的机械能越大D.人在最高点离地的高度越大

8.在x轴上有两个点电荷，其静电场的电势0在久轴上分布如图所示。下列说法正确的是

（）

A.%1＞久3处电场方向相同

B./处的电场强度比不处的大

C.带正电的试探电荷在久1处的电势能小于在X2处的电势能

D.带正电的试探电荷沿X轴从与处移动到久3处，电场力先做负功后做正功

9.已知篮球在空中运动时所受空气阻力与速度大小成正比。从篮球与地面碰撞后竖直弹起到再次与地面碰

撞的过程中，篮球的速度以动能以随时间t或高度%变化的图像可能正确的是（）

10.某物流车间用如图甲所示的电机传动的传送带运送包裹。一包裹被轻放在传送带底端，在到达传送带顶

端的过程中，包裹的机械能E随位移工变化的图像如图乙所示。贝式）

A.包裹在整个过程中做匀加速运动

B.包裹在整个过程中受到的摩擦力不变

C.包裹与传送带相对滑动产生的内能等于2E]

D.电机因传送包裹多消耗的能量等于邑+E2

11.如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与套在粗糙竖直固定杆a处的圆环相连。圆

环从a处由静止开始下滑，经过B处，弹簧水平且处于原长，到达c处的速度为零。圆

环在c处获得一竖直向上的速度，恰好能回到a处，弹簧始终在弹性限度内，则圆环（）

A.下滑过程中，弹簧的弹性势能一直增大

B.下滑过程中，经过B处时的速度最大

C.上滑过程中，受到恒定的摩擦力

D.上滑经过B处的速度大于下滑经过B处的速度

二、实睑题：本大题共1小题，共15分。

12.小华用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。已知重物4(含挡光片)、B的质量分别小和2小，挡光片

的宽度为d。

光电门

占□»

/=[Z|A

(1)下列实验操作步骤，正确顺序是。

①测量挡光片中心到光电门中心的竖直距离九

②记录挡光片经过光电门的时间上

③先接通光电门的电源，后释放B

④按图甲装配好定滑轮和光电门

⑤2、B用细绳连接后跨放在定滑轮上，用手托住B

(2)挡光片通过光电门时的速度大小为(用题中物理量的符号表示)。

(3)已知重力加速度为g,若满足关系式(用题中物理量的符号表示)，则验证了4、B组成的系统机械

能守恒。

(4)小华反复改变挡光片中心到光电门中心的竖直距离h,记录挡光片通过光电门时间戊，作出图像如图乙

所示，则图线的斜率为^=O

(5)本实验中，释放B时，手托住B向下移动了一小段距离后才与B分离，小华认为该操作不会影响4、B系统

的机械能，你是否同意她的观点？请简要说明理由。

三、计算题：本大题共4小题，共41分。

13.利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通信。已知地球的质量为

半径为R、自转周期为T,引力常量为G。

(1)求地球同步卫星距地面的高度h；

(2)假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，求地球自转周期的最小值7。

14.如图所示，匀强电场内有一矩形4BCD区域，边长=4cm,BC=3cm,4、B、D*-------------*C

。三点的电势分别为—6，、6V,6V,求：

(1)匀强电场的电场强度大小E和方向；

A•--------------•B

(2)电荷量为+e的试探电荷在C点的电势能Epc。

15.如图所示，质量为2.5m的重物系在轻绳的一端，放在倾角a=53。的固定光滑斜面上，绳绕过光滑轻小

定滑轮，另一端系质量为小的环，环套在竖直固定的光滑直杆上。已知定滑轮与直杆的距离为d,杆上的4点

与定滑轮等高，杆上的B点在4点正下方距离为处，轻绳绷直，系有重物一段的轻绳与斜面平行，不计一

切摩擦阻力，轻绳、杆、斜面足够长，s讥53。=0.8,cos53°=0.6,重力加速度为g。现将环从力处由静止

释放，取4点所在的平面为参考平面，求：

(1)环刚被释放时的加速度大小a；

(2)环到达B处时的速度大小药；

(3)整个运动过程中，环的机械能最小值与想。

16.如图所示，真空中，在一对平行金属板右侧有边长为L的正方形区域I,

整个区域I存在方向竖直向下、大小为Ei(未知)的匀强电场，紧邻区域I右

侧有宽为L、长为2L的矩形区域II,整个区域II存在方向水平向左、大小为三

的匀强电场，区域I的下边与区域H的上边在同一直线上。一质量为机、电

荷量为+q的粒子在电场力的作用下由静止从左极板向右运动，从顶点4以速

度大小必与上边相切进入区域I,并从右边中点B离开区域I。不计粒子重力。

求：

(1)金属板两极板间的电压U0；

(2)区域I内匀强电场的大小第；

(3)粒子离开区域II时的动能与。

答案和解析

1.【答案】A

【解析】4、因点电荷带正电，会吸引金属球上的电子，所以球的右侧会感应出负电荷，左侧感应出正电荷，

故A正确；

BC、金属球体处于静电平衡状态，其内部场强处处为零，这是正点电荷q在金属球内部产生的电场和感应出

的电荷产生的电场叠加的结果，正点电荷q在金属球内产生的电场的场强并不为零，整个球体是一个等势体,

其表面是等势面，金属球的左右两侧电势相等，故错误；

。、因金属球内部电场场强处处为零，所以感应电荷在金属球球心处产生的电场场强大小与点电荷在金属球

球心出产生的电场场强大小相等，球心距点电荷的距离为2r,所以根据点电荷产生的电场强度公式有E'=

E=k.-=k-%,故D错误；

(2r)4rz

故选：Ao

2.【答案】C

【解析】4、电压表示数与电容器两端电压相等，充电时电压表示数增大，故A错误；

3、充电过程中，流过电阻R的电流方向自右向左，故2错误；

CD,充电结束后电容器的上极板带正电荷，故放电过程中上极板仍带正电荷，且回路中电流方向为逆时针

方向，流过电阻R的电流方向自左向右，电容器所带电量Q逐渐减小，根据电容定义式。=率可知电容器两

极板间电势差减小。因电阻R的电压等于电容器电压，故电阻R的电压减小，根据欧姆定律，可知流过电阻R

的电流减小，故C正确，D错误；

故选：Co

3.【答案】B

【解析】4、将左金属板向右平移一小段距离，金属板间距离d减小，根据电容的决定式C=吊分析可知，

471kd

电容C增大，故A错误；

BC、平行金属板电容器充电后与电源断开，电容器的带电量不变，由电容的定义式。=与分析可知，电容器

极板间电势差减小，则静电计的指针张角减小，故B正确，C错误；

。、根据C=吊、。=?以及E=弓可得E=当，可知E与d无关，所以金属板间电场强度不变，故。错误。

4nkdUaerS

故选：Bo

4.【答案】A

【解析】4根据开普勒第三定律，轨道半径越大周期越大，则周期比调整前的大，故A正确；

5发射卫星轨道半径越大，火箭做功越多，则机械能越大，则机械能比调整前大，故8错误；

C.根据F=等，可知在远地点受到的万有引力比调整前的小，故C错误；

。.在近地点速度方向与万有引力垂直，根据功率公式，可知万有引力的功率为0,故。错误。

故选：Ao

5.【答案】D

【解析】4、由电荷的运动轨迹可知，电荷所受的电场力斜向上，与电场方向相同，则粒子带正电，故A错

误；

8、由题无法判断粒子带运动方向，故2错误；

C、电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，由图可知，N点的场强大于M点的场强

的大小，在N点的受力大于在M的受力，所以粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度，故C错误；

。、若粒子由M运动到N,电场力做正功，粒子的电势能减小，反之若粒子由N运动到M,电场力做负功，

粒子的电势能增大，所以粒子在M点的电势能比在N点的大，故D正确；

故选：Do

6.【答案】B

【解析】两个等量正点电荷周围部分电场线分布情况如图所示

4根据电场的叠加可知，在P点受到的电场力竖直向下，故A错误；

8、从N点到。点过程，试探电荷q受到的电场力由N-。，电场力做正功，动能增大，速度增大；从。点到P

点过程中，试探电荷q受到的电场力由P-。，电场力做负功，动能减小，速度减小，故q运动到。点时的动

能最大，速度最大，故8正确；

C、P-。过程，电场线疏密情况不能确定，可能一直变疏，场强一直变小，q受到的电场力一直减小，加

速度一直减小；也可能先变密再变疏，场强先变大后变小，q受到的电场力先增大后减小，加速度先增大后

减小；根据对称性可知，O-N过程，加速度可能一直增大，也可能先增大后减小，故C错误；

。、根据电场的性质，P点场强仅由电场本身决定，探电荷在P点所受电场力与其电量的比值为该点的场强，

若试探电荷的电量增大，试探电荷在P点所受电场力与其电量的比值不变，故。错误。

故选：Bo

7.【答案】C

【解析】4、起跳过程，脚和地始终接触且相对静止，地面对脚底作用力的作用点无位移，所以地面对人不

做功，故A错误；

3、不计空气阻力，运动员在空中只受重力，加速度一直为重力加速度g,故8错误；

C、起跳速度越大，动能越大，而重力势能不变，则起跳时机械能越大，由于人在空中机械能不变，所以人

在最高点时的机械能越大，故C正确；

。、起跳速度越大，但竖直分速度不一定越大，所以人在最高点离地的高度不一定越大，故。错误。

故选：Co

8.【答案】B

【解析】48、卬-％图线的斜率表示电场强度，/、右处的斜率符号相反，所以这两处的电场方向相反，且

久1处的电场强度比叼处的大，故A错误，8正确；

C、由图可知刈处的电势大于到处的电势，根据Ep=q,可知，带正电的试探电荷在/处的电势能大于在叼处

的电势能，故C错误；

D,带正电的试探电荷沿支轴从叼处移动到久3过程中，试探电荷的电势能先减小后增大，所以电场力先做正

功后做负功，故。错误。

故选：So

9.【答案】C

【解析】4B、u-t图像的斜率表示加速度，根据牛顿第二定律得：

上升过程有：

mg+/=ma上

下降过程有：

mg—f=ma下

又有

f=kv

可得：

则上升过程中，随着u的减小，a减小；

kv

=q----

下》TH

则下降过程中，a随速度的增大而减小。故u-t图像的斜率是一直减小的，故AB错误；

CD、由动能定理得：

上升过程有：

AEk=—(jng+

"减小，鼠-〃图像随着〃的增加应是斜率的绝对值逐渐减小的曲线，即图像为向上弯曲的曲线；

下降过程有：

AEk—(mg-kv)AA

v增大,5女-2图像随着加勺减小应是斜率逐渐减小的曲线，即图像为向下弯曲的曲线，故C正确，。错误。

故选：Co

【解析】AB,包裹刚放在传送带上时相对于传送带向下滑动，所受滑动摩擦力沿传送带向上，包裹向上做

初速度为零的匀加速直线运动，设包裹质量为小，动摩擦因数为〃，传送带倾角为仇开始包裹沿传送带向

上做匀加速直线运动，则gmgcose>mgs讥8,根据图乙所示图像可知，包裹开始做匀加速直线运动，当包

裹速度与传送带速度相等后，相对传送带静止做匀速直线运动，加速运动过程，包裹所受摩擦力大小/=

"nigcos。，做匀速直线运动过程摩擦力大小/''=mgs讥8,故48错误；

C、设传送带运行速度为对包裹，由牛顿第二定律得卬ngcos。-=ma,

解得a=iigcosQ-gsind,包裹做匀加速直线运动过程，则户=2ax,

、-1

包裹的机械能E=mgxsind+-mv2,整理得E=fimgxcosd,则第=[irngx^cosQ,

包裹相对传送带滑动过程，包裹的位移/=与如传送带的位移工检带1=区=2叼，

相对位移=x传送带「X、=久「包裹与传送带相对滑动产生的内能Q=iimgcosdX4%,解得Q=故

C错误；

。、由功能关系可知，电机因传送包裹多消耗的能量等于摩擦产生的的内能与包裹机械能的增加量，由图乙

所示图像可知，整个过程包裹机械能的增加量为三,则电机因传送包裹多消耗的能量E=Q+匈=%+三，

故。正确。

故选：Do

11.【答案】D

【解析】4圆环在B点时弹簧水平且处于原长，弹性势能最小，所以圆环下滑过程中弹簧的弹性势能先减小

后增大，故A错误；

5下滑过程中，当合力为零时速度最大，此时弹簧弹力沿杆向上的分量与摩擦力之和等于圆环的重力，因B

点弹簧弹力为零，则摩擦力为零，速度最大的位置一定不在8点，故2错误；

C.上滑过程中，圆环水平方向受到弹簧拉力的分力在发生变化，所以粗糙竖直固定杆给圆环的弹力也在发

生变化，则圆环受到的摩擦力也在发生变化，故C错误；

D从B到4上滑过程，由动能定理有

C12

一%】_W弹］一必1=0-2

从4到B下滑过程，由动能定理有

12

勿GI+加弹1-Mi=2"1%下

则

11

2mVBi._2mVBT=2wfl>0

即

VB±>VBT

则上滑经过B处的速度大于下滑经过B处的速度

故。正确。

故选：Do

12.【答案】④①⑤③②；*=缪；不同意，因为手对B做了负功，系统机械能减小

【解析】(1)根据验证机械能守恒的实验原理和注意事项，以下操作步骤正确的顺序是④①⑤③②；

(2)根据光电门计算瞬时速度的公式。=~

⑶如果系统机械能守恒，则满足mg/i=j(m+2m)v2=|x3m(^)2；即mgh=|m(^)2；

(4)同理，由上式可得冬=空・儿则图像的斜率k=之；

(211)3d3d

(5)不同意，因为手对B做了负功，系统机械能减小。

故答案为：⑴④①⑤③②；(2)去⑶山四=|处32；(4)翟⑸不同意，因为手对B做了负功，系

统机械能减小。

13.【答案】地球同步卫星距地面的高度％为悟-R；

假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，地球自转周期的最小值T为4匹信

【解析】(1)万有引力提供向心力G肃冷=小竽(R+拉)

解得仁唇—R

(2)由几何关系可知三颗同步卫星的连线构成等边三角形且三边与地球相切，地球同步卫星的轨道半径r'=

2R

万有引力提供向心力G箸=根「

解得T'=4zrR2R

GM

答：(1)地球同步卫星距地面的高度％为:

算-R；

2R

(2)假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，地球自转周期的最小值T为~GM°

14.【答案】匀强电场的电场强度大小E是500U/M,方向垂直BD斜向左下方;

电荷量为+e的试探电荷在C点的电势能Epc是18皿

【解析】(1)8、。两点电势相等，则连线是等势面，如图所示

由几何关系得tcma=—

Z点到8。连线的距离d=ABsina

电场强度E=粤=安喳

aa

代入数据解得E=500V/m,方向垂直BD斜向左下方

(2)电势关系0c-<PB=(PD-<PA

试探电荷在C点的电势能与。=e(Pc

解得Epc=18e7

答：⑴匀强电场的电场强度大小E是500U/rn,方向垂直BD斜向左下方;

(2)电荷量为+e的试探电荷在C点的电势能Epc是18皿。

15•【解析】(1)释放时，环在水平方向受力平衡，在竖直方向上只受到重力，则此时环的加速度大小a=g；

(2)如图所示，设环到达B处时，绳子与直杆的夹角为，。

环到达B点时，由几何关系可知

d4

tctnd=—=5

•JjD

4d

可得e=53°

重物上升高度h=-d)sina

设环到B点的速度为巧，则重物的速度%