【物理】江西省萍乡市2024-2025学年高一下学期期末考试试卷（解析版）

萍乡市2024—2025学年度第二学期期末考试高一物理本试卷分选择题和非选择题两部分，满分：100分，考试时间：75分钟考生注意：1．答题前，考生务必将自己的准考证号、姓名填写在答题卡上。考生要认真核对答题卡上粘贴的条形码的“准考证号、姓名、考试科目”与考生本人准考证号、姓名是否一致。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，用黑色墨水签字笔将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束，监考员将试卷、答题卡一并收回。一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.小明在雨中将雨伞旋转起来，如图所示。不计空气阻力，雨滴从雨伞边缘飞出后均在竖直面内运动，则对雨滴的运动情况的描述正确的是（）A.所有雨滴均做平抛运动B.所有雨滴在空中运动的时间均相等C.所有雨滴在空中运动的加速度均相等D.所有雨滴落到水平地面时的速度均相等【答案】C【解析】A．只有初速度沿水平方向的雨滴才做平抛运动，故A错误；B．从不同位置飞出的雨滴初速度方向不同，则在空中运动的时间不相等，故B错误；C．所有雨滴在空中运动的加速度均相等，均为g，故C正确；D．不同位置飞出的雨滴距离地面的高度不一定相同，根据可知，并非所有雨滴落到水平地面时的速度均相等，故D错误。2.在静电场中有a、b两点，试探电荷在两点的静电力F与电荷量q满足如图所示的关系，请向a、b两点的场强大小等于（）A.3∶1 B.9∶1 C.1∶3 D.1∶9【答案】B【解析】设F−q图像的横坐标单位长度电荷量为q0，纵坐标单位长度的力大小为F0，根据可知F−q图像斜率表示电场强度，由图可知，所以a、b两点的场强大小故选B。3.我国自主设计建造首艘弹射型航空母舰——福建舰，可借助相同的配重小车进行弹射测试。假设弹射测试时航空母舰保持静止且吃水深度不变，配重小车在甲板上由静止开始做匀加速直线运动，甲板长度（加速距离）不变。小车从甲板末端水平弹出后落到海面上，忽略空气阻力，小车运动轨迹简化如下图。若配重小车水平离开甲板时的动能变为调整前的4倍，则甲板（）A.弹射加速过程的加速度变为调整前的2倍B.弹射加速过程的时间变为调整前的4倍C.小车在海面上的落点与其离开甲板处的水平距离变为调整前的2倍D.小车在海面上的落点与其离开甲板处的水平距离变为调整前的4倍【答案】C【解析】A．动能小车水平离开甲板时的动能变为调整前的4倍，则小车水平离开甲板时的水平速度变为原来的2倍，甲板长度（加速距离）不变，根据速度与位移的关系可知弹射加速过程的加速度变为调整前的4倍，故A错误；B．小车水平离开甲板时动能变为调整前的4倍，则小车水平离开甲板时的水平速度变为原来的2倍，加速度变为调整前的4倍，根据速度关系可知弹射加速过程的时间变为调整前的倍，故B错误；CD．小车水平离开甲板时的水平速度变为原来的2倍，根据平抛运动规律可知，竖直高度不变，在空中飞行时间t不变，水平方向上则小车在海面上的落点与其离开甲板处的水平距离为调整前的2倍，故C正确，D错误。故选C。4.如下图所示，两个等量异种点电荷分别位于M、N两点，P、Q是MN连线上的两点，且MP=QN。下列说法正确的是（）A.P点电场强度比Q点电场强度大B.P、Q点的中点场强为0C.若在P点处静止释放一个带正电的试探电荷，试探电荷会在PQ之间做往复运动D.若在P点处静止释放一个带正电的试探电荷，试探电荷会沿PQ方向做加速运动【答案】D【解析】A．由对称性可知，P点电场强度等于Q点电场强度，故A错误；B．两电荷在P、Q点的中点的场强均水平向右，可知该点的场强不为0，故B错误；CD．因电场线从P指向Q，若在P点处静止释放一个带正电的试探电荷，试探电荷会沿PQ方向做加速运动，而不是在PQ之间做往复运动，故C错误，D正确。5.如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定。将一木块从弹簧正上方某一位置静止释放，木块压缩弹簧后会重新回到释放点。已知弹簧始终在弹性限度内。关于木块从接触弹簧到离开弹簧的过程中，下列说法正确的是（）A.弹簧的弹性势能先增大后减小B.木块的机械能守恒C.刚接触弹簧时，木块的动能最大D.弹簧压缩到最短时，木块的重力势能的减少量等于弹簧的弹性势能【答案】A【解析】A．木块从接触弹簧到离开弹簧的过程中，弹簧先被压缩后再伸长，则弹簧的弹性势能先增大后减小，故A正确；B．该过程中，弹簧的弹力对木块先做负功，后做正功，则木块的机械能先减小后增加，故B错误；C．刚接触弹簧的开始阶段，弹力小于重力，则加速度向下，木块加速向下运动，当弹力等于重力时，加速度为零，此时木块速度最大，木块的动能最大，此时弹簧处于压缩状态，故C错误；D．木块从接触弹簧到离开弹簧的过程中，当弹簧压缩到最短时，木块的机械能（重力势能和动能之和）的减少量等于弹簧的弹性势能，故D错误。故选A。6.如图所示，细绳穿过竖直的管子拴住一个小球，让小球在A高度处做水平面内的匀速圆周运动，现用力将细绳缓慢下拉，使小球在B高度处做水平面内的匀速圆周运动，A、B位置在同一竖直线上，不计一切摩擦，则（）A.线速度 B.角速度C.向心加速度 D.向心力【答案】AC【解析】D．设绳子与竖直方向夹角为θ，绳子长度为l，A、B位置在同一竖直线上，故A、B做圆周运动的半径r相同，且对小球分析有向心力故故D错误；C．根据牛顿第二定律解得因为故向心加速度故C正确；A．根据牛顿第二定律解得因故线速度故A正确；B．根据牛顿第二定律解得因为故角速度故B错误。故选AC。7.2024年嫦娥六号探测器发射成功，飞行器经过月面起飞、环月飞行、月地转移等过程，将采得的样品带回地球。已知月球表面自由落体加速度约为地球表面自由落体加速度的，地球质量约为月球质量的81倍，下列说法正确的是（）A.在环月飞行时，样品所受合力为零B.样品在不同过程中受到的引力不同，所以质量也不同C.地球和月球的半径之比为D.地球和月球的平均密度之比为【答案】D【解析】A．环月飞行时，探测器做圆周运动，样品所受合力提供向心力，不为零，故A错误；B．质量是物体的固有属性，与引力无关，故B错误；C．根据表面重力加速度公式结合和推导得地球与月球半径之比为，与选项不符，故C错误；D．平均密度公式代入和半径比计算得密度比为，故D正确。故选D。8.水平圆盘上紧贴边缘放置一密度均匀的小物块（可视为质点）。如图所示，测得圆盘直径D，小物块质量m，圆盘绕过盘心O的竖直轴以角速度ω匀速转动，转动时小物块相对圆盘静止。下列说法正确的是（）A.小物块受到的摩擦力方向与速度方向垂直B.小物块受到的摩擦力方向与速度方向相反C.小物块所受到合外力大小为零D.小物块所受到合外力大小为【答案】AD【解析】AB．小物块受到的摩擦力提供物块的向心力，则摩擦力的方向指向转轴，与速度方向垂直，选项A正确，B错误；CD．小物块所受到合外力大小为，选项C错误，D正确。故选AD。9.一辆小车通过光滑轻质定滑轮提升一重物，已知重物质量m，小车始终以速度vA匀速向左运动。如图所示，绳子与水平方向夹角为θ，此时（）A.重物的速度为vAcosθ B.重物的速度为C.重物的加速度方向向上 D.重物的加速度方向向下【答案】AC【解析】AB．将小车的速度沿着绳和垂直于绳正交分解。重物的速度为A正确，B错误；CD．根据小车向左运动，θ减小，cosθ增大，vB增大，重物向上做加速运动，重物的加速度向上。C正确，D错误。故选AC。10.粗糙斜面的动摩擦因数为μ，倾角为θ，斜面长为L。如图所示，电动机保持输出功率不变，将一个质量为m的物块，从A点由静止加速拉至B点时达到最大速度v，之后匀速运动至C点时关闭电动机，物块恰好能到达最高点D。则（）A.CD段长为B.电动机的输出功率为C.牵引绳对物块做的功为D.物块从A点运动到C点所用时间为【答案】BD【解析】A．CD段的加速度解得CD段长为，选项A错误；B．电动机的输出功率为，选项B正确；C．牵引绳对物块做的功为，选项C错误；D．物块从A点运动到C点由动能定理且解得所用时间为，选项D正确。故选BD。二、非选择题：本题共5小题，共54分。11.某实验小组用如图甲所示实验装置来完成“探究平抛运动特点”的实验。（1）在实验前，斜槽末端的切线需要调成水平，检查切线是否水平的方法是：_____________（2）图乙为用频闪照相机拍摄的照片处理后的一部分，A、B、C三点为连续三次频闪照相时小球经过的位置，O点__________（选填“是”或“不是”）小球做平抛运动的起始位置。（3）若图中背景方格的边长均为5cm，取重力加速度大小g=10m/s2，则频闪照相的时间间隔T=__________s，小球平抛的初速度大小v0=__________m/s。【答案】（1）小球可静止在斜槽末端（答案合理即可）（2）不是（3）0.11.5【解析】【小问1解析】检查切线是否水平的方法是小球可静止在斜槽末端；【小问2解析】因xOA≠xAB，可知OA与AB的时间不等，虽然OA、AB、BC竖直位移之比为1:3:5，但O不是平抛运动的起点。【小问3解析】从A到C竖直方向解得T=0.1s小球平抛的初速度大小12.某实验小组用气垫导轨做“验证机械能守恒”实验，实验装置如下图所示。已知滑块和遮光条的总质量为M，重力加速度为g。（1）实验前先测出遮光条的宽度为d；接通气源，调节气垫导轨的底座螺钉，使气垫导轨水平。（2）调节并安装好装置后，将滑块每次在气垫导轨上同一位置由静止释放，释放前量出遮光条到光电门的距离L（），记录砝码及托盘的质量m及滑块通过光电门时遮光条挡光时间t，则滑块通过光电门的速度为____________，从释放滑块到经过光电门的过程，系统重力势能的减少量为____________。改变悬挂砝码的质量重复实验，记录每次实验中悬挂砝码及托盘的质量m及滑块通过光电门时遮光条挡光时间t，若整个运动过程机械能守恒，应满足的等式为_____________________（用题中所给字母表示）。（3）即使在实验操作规范，数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验求得的重力势能的减少量也一定略大于系统动能的增加量，这是实验存在系统误差的必然结果。分析该系统误差产生的主要原因是____________。A．重物下落的实际距离大于LB.重物质量没有满足，造成的误差C.重物在下落的过程中，摩擦生热造成误差【答案】（2）mgL（3）C【解析】（2）滑块通过光电门的速度为从释放滑块到经过光电门的过程，系统重力势能的减少量为动能增加量若整个运动过程机械能守恒，应满足的等式为（3）A．重物下落的实际距离大于L会造成速度偏大，即动能增加量大于重力势能减小量，选项A错误；B．重物质量没有满足，不会造成这样的误差，选项B错误；C．重物在下落的过程中，摩擦生热会导致重力势能减小量大于动能增量，选项D正确。故选D。13.如图所示，一个质量为m=0.06kg，电荷量为的带电小球，用绝缘细线悬挂在某水平方向的匀强电场中，图中实线为电场线（方向未标出）。当小球静止时，测得悬线与竖直方向成30°角。求：（1）该电场的电场强度大小和方向（2）若电场强度大小和方向可变化，则使小球静止于原位置时电场强度的最小值为多少？【答案】（1）；方向水平向右（2）【解析】小问1解析】电场强度方向水平向右，由平衡可知解得【小问2解析】当电场力与绳子拉力垂直斜向上时，电场强度最小，则14.跳台滑雪是一项勇敢者的运动，它需要利用山势特点建造一个特殊跳台。如图所示，一运动员穿着专用滑雪板，不带雪杖，在滑雪道上获得较高速度后从C点沿水平方向飞出，在空中飞行一段距离后在山坡上D点着陆。已知运动员从C点运动到D点所用的时间为3s，运动员可视为质点，山坡可看成倾角为θ=30°的斜面，不计空气阻力。取重力加速度g=10m/s2，求（结果可保留根号）：（1）运动员落到D点时的速度大小；（2）运动员从C点开始运动到离斜面最远处的时间和离斜面最远处的速度大小【答案】（1）（2）1.5s，【解析】【小问1解析】C、D间的竖直高度C、D间的距离水平距离运动员从C点运动到D点，水平方向做匀速直线运动，设C点时的速度为v0，则有解得运动员落到D点时竖直方向的速度大小则运动员落到D点时的速度大小【小问2解析】当运动员的速度方向与斜面平行时离斜面最远，此时有解得此时速度15.如图甲所示，质量为M的轨道静止在光滑水平面上，轨道水平部分的上表面粗糙，竖直半圆形部分的表面光滑，两部分在P点平滑连接，Q为轨道的最高点。质量为m的小物块静置在轨道水平部分上，与水平轨道向的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知轨道半圆形部分的半径R=0.4m，重力加速度大小g=10m/s2。（1）若轨道固定，小物块以一定的初速度沿轨道运动到Q点时，受到轨道的弹力大小等于mg，求小物块在Q点的速度大小v；（2）若轨道不固定，给轨道施加水平向左的推力F，小物块处在轨道水平部分时，轨道加速度a与F对应关系如图乙所示。（i）求μ和m；（ii）初始时，小物块静置在轨道最左端，给轨道施加水平向左的推力F=8N，当小物块到P点时撤去F并同时锁定轨