江苏省南京师范大学附属中学2024-2025学年高一下学期期中物理试卷（含解析）

2024-2025学年江苏省南京师大附中高一（下）期中物理试卷一、单选题：本大题共10小题，共40分。1.关于电荷和电场，下列说法正确的是(

)A.电场线与等势面垂直，且由电势高的等势面指向电势低的等势面

B.电场线不可以相交，但可以相切

C.电势降低的方向就是电场线的方向

D.试探电荷在电场中受到的静电力与它的电荷量成正比，故试探电荷的电荷量可以取任意值2.托球跑是校运动会趣味项目，如图所示，某段时间内乒乓球相对球拍静止一起水平向右匀速直线运动，此过程中(

)A.乒乓球所受合力做正功

B.支持力对乒乓球不做功

C.空气阻力对球拍不做功

D.乒乓球对球拍的压力对球拍做负功3.某质点在光滑水平面上做匀速直线运动，现对它施加一水平恒力，则下列说法正确的是(

)A.施加水平恒力后，质点可能做匀速圆周运动

B.施加水平恒力后，质点可能做速率先减小再增大的曲线运动

C.施加水平恒力后，质点的运动轨迹一定沿水平恒力方向

D.施加水平恒力后，质点的速率一定随时间均匀变化4.如图所示，两虚线为等量异种点电荷的连线与中垂线。带负电的试探电荷沿虚线从a点经b点移到c点，此过程中试探电荷(

)A.所受的电场力方向一直不变

B.所受的电场力先减小后增大

C.所经过a、c点的电势φa>φ5.春耕季节农民常用抛洒种子的方式进行育苗。a、b两粒种子同时从O点抛出，其空中运动轨迹如图所示，在同一平面内，相交于P点，不计空气阻力，下列说法正确的是(

)A.a、b两粒种子在P点相遇

B.种子a的速度变化率大于种子b

C.种子a在最高点时的速度小于种子b在最高点时的速度

D.从O点到P点重力对种子a、b做的功一定相等6.如图甲、乙所示，斜面固定且粗糙，分别用力F1、F2将同一物体由静止以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端。下列关于此过程说法正确的是(

)A.甲图中物体重力做功的平均功率大 B.乙图中物体克服摩擦力做的功少

C.物体到达顶端时F2做功的功率大于F1 7.跳伞员跳伞过程中，打开伞前可看作自由落体运动，打开伞后空气阻力与速度平方成正比，此过程人先减速下降，最后匀速下落。下列关于人的下落速度v、重力势能EP、动能Ek、机械能E随下落时间t或下落高度h的关系图像可能正确的是(

)A. B.

C. D.8.如图，某探测器先后在椭圆轨道Ⅰ、圆轨道Ⅱ上绕地球逆时针运动，圆的半径与椭圆的半长轴相等，两轨道相交于A、B两点(A、B恰为椭圆短轴端点)，则下列说法中正确的是(

)A.探测器在轨道Ⅰ远地点的速度v1小于轨道Ⅱ上的速度v2

B.探测器在两轨道上经A点的向心加速度大小相同

C.探测器经轨道Ⅰ从B运动到A，比经轨道Ⅱ时间短

D.探测器在轨道9.一辆质量为20kg的玩具赛车在水平直跑道上由静止开始匀加速启动，达到额定功率后保持功率不变，其加速度a随时间t变化的规律如图所示。已知赛车在跑道上运动时受到的阻力恒为40N，赛车从起点到终点所用的时间为35s，赛车到达终点前已达到最大速度，下列说法正确的是(

)A.赛车匀加速行驶的距离是10m B.赛车最大速度是10m/s

C.赛车额定功率是400W D.10.如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在足够长斜面顶端，另一端与物块栓接，且与斜面平行，O点为弹簧原长位置。斜面的倾角为θ，物块与斜面之间的动摩擦因数μ=12tanθ。将物块从O点上方A处由静止释放，到达最低点B后又沿斜面向上运动到C点速度为零(B和C在图中未画出)，物块质量为mA.物块从B上滑到C的过程中在O点下方mgsinθk处速度最大

B.OA>OB

C.二、实验题：本大题共1小题，共12分。11.如图(a)所示的装置叫阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律。某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图(b)所示，实验时，该同学进行了如下步骤：

a.将质量均为M(A的含挡光片)的重物用轻质细绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态，测量出A上挡光片中心到光电门中心的竖直距离h。

b.在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统(重物A、B以及物块C)中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为Δt。

c.测出挡光片的宽度d，计算重物运动的速度。

d.利用实验数据验证机械能守恒定律。

已知当地重力加速度为g。

(1)本实验______(填“需要”或“不需要”)天平测量出三个物块的质量。

(2)步骤d中，如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒，应满足的关系为______(用实验中字母表示)。

(3)改变遮光条与光电门之间的高度h(满足h远大于d，多次实验，测出各次的挡光时间Δt，在以1h为横轴、Δt2为纵轴的平面直角坐标系中作出图像，该图像的斜率为k，在误差允许范围内，若k=______(用实验中字母表示)，则验证了该系统机械能守恒。

(4)某次实验分析数据发现，系统重力势能减少量小于系统动能增加量，造成这个结果的原因可能是三、计算题：本大题共4小题，共48分。12.已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转的影响。求：

(1)地球的第一宇宙速度；

(2)地球的平均密度13.如图所示，绝缘竖直平面外L处固定有一电量为Q的正点电荷，它到竖直平面的垂线交竖直平面于O点。平面上A、O两点位于同一竖直线上，AO=L，点电荷Q的电场在A点和O点的电势分别为φA和φO。现有电荷量为+q、质量为m的小物块(可视为质点)，从A点静止释放，到达O点时速度为v。已知物块与平面的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，静电力常量为k，求：

(1)小物块在A点的加速度的大小；

(14.如图所示，一质量为M的人站在台秤上，手拿一根长为R的悬线一端并始终保持静止状态，悬线另一端系一个质量为m的小球，给小球一定的初速度，使它在竖直平面内做圆周运动，且小球恰好能通过圆轨道最高点b，已知重力加速度为g，不计空气阻力，求：

(1)为保证绳始终不被拉断，绳至少能承受的拉力；

(2)小球通过与圆心等高的位置a

15.足够长的水平传送带，在电动机的带动下从t=0时刻由静止开始一直加速转动，上表面向右运动，加速度恒为a=0.5m/s2，t=3s时，将一质量为m=1kg的长木板A无初速地放在传送带左端，A与传送带之间的动摩擦因数为μ1=0.2，t=6s时，将一质量也为m=1kg的小物块B无初速地放在A的右端，B与A之间的动摩擦因数为μ2=0.5。之后的过程中，B未从A上掉落，已知各接触面的滑动摩擦力与最大静摩擦力相等，重力加速度g

答案和解析1.【答案】A

【解析】解：A.根据等势面及其与电场线的关系可知，电场线的方向始终与等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面，故A正确；

B.电场方向的唯一性要求每条电场线在空间中独立分布，则电场线不可相交，也不可相切，故B错误；

C.电势降低的方向不唯一，但沿电场线的方向是电势降低最快的方向，故C错误；

D.根据电场强度与电场力的关系可知，试探电荷在电场中受到的静电力与它的电荷量成正比，但试探电荷的电荷量必须足够小以避免干扰原电场，因此不能取任意值，故D错误；

故选：A。

A.根据等势面及其与电场线的关系，即可分析判断；

B.根据电场线的基本特征，即可分析判断；

C.沿电场线的方向是电势降低最快的方向，据此分析判断；

D.根据电场强度与电场力的关系及试探电荷的特点，即可分析判断。

本题主要考查等势面及其与电场线的关系，解题时需注意：等势面与电场线一定处处正交(垂直)2.【答案】D

【解析】解：A、乒乓球做匀速直线运动，则可知乒乓球所受合力为零，则可知乒乓球所受合力做功为零，故A错误。

B、在此过程中，支持力与平抛球位移之间的夹角为锐角，则根据功的计算公式W=FLcosθ可知，支持力对乒乓球做正功，故B错误；

C、在此过程中，空气阻力的方向与乒乓球位移的方向相反，则根据功的计算公式W=FLcosθ可知，空气阻力对乒乓球做负功，故C错误；

D、乒乓球对球拍的压力垂直球拍向下，乒乓球对球拍的压力与球拍位移的方向夹角为钝角，乒乓球对球拍的压力对球拍做负功，故D正确；3.【答案】B

【解析】解：A.匀速圆周运动要求合外力提供向心力，合力指向圆心是变力，故不可能做匀速圆周运动，故A错误；

BC.施加水平恒力后，如果速度方向初始时刻与恒力成钝角，则质点可能做速率先减小再增大的曲线运动，质点的运动轨迹也不是沿水平恒力方向，故B正确，C错误；

D.施加水平恒力后，质点的速度一定随时间均匀变化，故D错误。

故选：B。

4.【答案】A

【解析】解：A、从a到b，电场力方向一直与ab垂直，方向不变，故A正确；

B、根据电场线的疏密可知，a、b、c三点的场强大小关系是：Ea<Eb<Ec.电荷从a到b，电场力增大；从b到c，电场力增大；故B错误；

CD、由题ab是一条等势线，c点的电势比a、b的电势高，故φa<φc，电荷带负电，则电荷从a到b，其电势能不变，从b到c，其电势能减小，即在此全过程中，电荷的电势能先不变后减小，故C错误，5.【答案】C

【解析】解：A、两粒子做斜抛运动，水平方向做匀速直线运动，虽然轨迹相交于P点，但由于水平初速度不同，从O点到P点所用时间不同，所以不会在P点相遇，故A错误；

B、不计空气阻力，两种子只受重力，加速度均为重力加速度g，速度变化率等于加速度，所以种子a的速度变化率等于种子b的速度变化率，故B错误；

C、斜抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动，在最高点时竖直方向速度为0，水平方向速度不变。由图可知，种子a的水平射程小于种子b的水平射程，根据

x=v0xt

因为a运动时间比b短，而水平射程还小，所以种子a的水平初速度小于种子b的水平初速度，即种子a在最高点时的速度小于种子b在最高点时的速度，故C正确；

D、重力做功

W=mgh

从O点到P点，虽然高度差相同，但两种子质量关系未知，所以重力对种子a、b做的功不一定相等，故D错误。

故选：C。

判断两粒子是否在P6.【答案】B

【解析】解：A、由题意可知，两物体加速度相同，从斜面底端拉到顶端位移相同，根据x=12at2可得，t=2xa，所以运动时间t相同，重力做功为W=−mgh，两物体重力做功相同，根据平均功率公式PG−=WGt=mght可知，重力做功的平均功率相同，故A错误；

B、设斜面倾角为α，甲图中物体受到的摩擦力为f1=μmgcosα；乙图中物体受到的摩擦力为f2=μ(mgcosα−F2sinα)<f1，两物体位移相同，根据W=FL可知，乙图中物体克服摩擦力做的功少，故B正确；

C7.【答案】D

【解析】解：A.开始阶段做自由落体运动，速度随时间均匀增加；开伞后先做减速运动，空气阻力与速度平方成正比，则由牛顿第二定律得：

kv2−mg=ma

则加速度随时间逐渐减小，v−t图像中减速的过程中斜率逐渐减小，对应的是一段曲线，故A错误；

B.开始下落阶段做自由落体运动，则EP=EP0−mgh

可知此过程中EP−h图像为直线，故B错误；

C.开始下落阶段做自由落体运动，动能等于减小的重力势能，即Ek=mgh

则Ek−h为直线；在开始减速后的过程中

E8.【答案】A

【解析】解：A、设探测器在过轨道Ⅰ远地点的圆轨道上运行时速度大小为v3。探测器绕地球做匀速圆周运动时，根据万有引力提供向心力得

GMmr2=mv2r

可得v=GMr，可知v3<v2。

根据变轨原理可知v1<v3，所以v1<v2，故A正确；

B、根据GMmr2=ma，得a=GMr2，可知探测器在两轨道上经A点的加速度大小相同，探测器在轨道Ⅱ上经A点的向心加速度等于加速度。探测器在轨道Ⅰ上经A点的向心加速度不等于加速度，所以探测器在两轨道上经A点的向心加速度大小不同，故B错误；

C、圆的半径与椭圆的半长轴相等，根据开普勒第三定律可知，探测器在轨道Ⅰ与轨道9.【答案】D

【解析】解：A.根据位移-时间关系求位移：

x1=12a1t12=12×2×52m=25m，故A错误；

C.根据牛顿第二定律有：

F−f=ma1

解得：F=80N

5s末赛车的速度为

v=a1t1=2×5m/s=10m/s

赛车的额定功率为

P10.【答案】C

【解析】解：A.物块从B上滑到C的过程中，速度最大点在O点下方mgsinθ2kmgsinθk处，而不是mgsinθk处，故A错误。

B.物块从A点下滑到B点的过程中，弹簧压缩量xB=3mgsinθ2k，因此OA<OB，故B错误。

C.物块在下滑过程中的最大动能大于上滑过程中的最大动能，故C正确。

11.【答案】需要；

mgh=12(m【解析】解：(1)(2)系统重力势能的减小量ΔEP=mgh

系统动能的增加量为ΔEk=12(m+2M)v2

其中v=dΔt

若系统机械能守恒，则有mgh=12(m+2M)(dΔt)2

需要测量质量

(3)将mgh=12(m+2M)(dΔt)2变形可得Δt2=d2(m+212.【答案】地球的第一宇宙速度为gR；

地球的平均密度ρ为【解析】解：(1)地球表面的物体受到的万有引力等于物体的重力，有：GMmR2=mg

设近地卫星的质量为m0，第一宇宙速度为v，根据万有引力提供向心力得：GMm0R2=m0g

联立解得地球的第一宇宙速度为：v=gR

(2)对地球表面上的物体有：GMmR2=13.【答案】小物块在A点的加速度的大小为g−2(1+μ)kQ【解析】解：(1)根据牛顿第二定律

mg−22⋅kQq2L2−22⋅μkQq2L2=ma

解得