【物理】陕西省西安市2024-2025学年高一下学期期末试卷(解析版)

高一期末教学质量检测物理本试卷满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。4．本试卷主要考试内容：人教版必修第二册，必修第三册第九章。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.巴黎奥运会上，10米跳台跳水比赛中，中国运动员的207C（向后翻腾三周半抱膝）上演了“水花消失术”，惊艳世界。如图所示，运动员在空中运动的过程中头部的速度方向水平向右的次数为（）A.1 B.2 C.3 D.4【答案】B【解析】曲线运动的速度方向沿轨迹切线方向，运动员在空中运动的过程中头部的速度方向水平向右的位置如图所示可知，运动员在空中运动的过程中速度方向水平向右的次数为2次。故选B。2.2025年4月20日，西咸新区半程马拉松赛鸣枪开跑。若在一段时间内，某运动员在有一定坡度的路面上匀速向上奔跑（脚与地面不打滑），则下列说法正确的是（）A.运动员所受重力对其做正功B.运动员所受地面的支持力对其做正功C.运动员所受地面的静摩擦力对其不做功D.运动员的重力势能与动能之和保持不变【答案】C【解析】A．重力方向竖直向下，运动员位移方向沿斜坡向上，两者夹角为钝角，故重力做负功，故A错误；B．支持力方向垂直坡面向上，与位移方向（沿坡面向上）夹角为90°，故支持力不做功，故B错误；C．静摩擦力方向沿坡面向上，与位移方向一致。但脚与地面接触点无相对滑动（静摩擦力作用点无位移），因此静摩擦力对运动员不做功，故C正确；D．运动员匀速运动，动能不变；但重力势能随高度增加而增大，故两者之和增加，人体消耗的化学能转化为机械能，故D错误。故选C。3.关于开普勒第三定律中的，下列说法正确的是（）A.与、均无关B.随的增大而增大C.随的减小而增大D.对于地球绕太阳运动和月球绕地球运动，相同【答案】A【解析】ABC．根据开普勒第三定律可知，与轨道半长轴和周期无关，仅取决于中心天体的质量，故A正确，BC错误；D．地球绕太阳和月球绕地球的中心天体不同（太阳和地球），不同，故D错误。故选A。4.真空中两个静止的点电荷，其间距为L时，它们之间的库仑力大小为F。若将这两个点电荷之间的距离增大为，并将它们的电荷量均增加为原来的2倍，则它们之间的库仑力大小变为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】根据库仑定律若将这两个点电荷之间的距离增大为，并将它们的电荷量均增加为原来的2倍，则它们之作用力变为，A正确，BCD错误。故选A。5.在饮料瓶侧壁的不同高度处开有A、B、C三个小孔，将饮料瓶装满水后竖直握住，水从三个小孔射出后做平抛运动，在空中形成的水柱如图甲所示，图乙为示意图。若、、分别表示水从小孔A、B、C射出时的初速度大小，则下列关系式正确的是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】水做平抛运动，设h为小孔距地面的高度，有解得所以由于，所以故选A。6.机动车转弯速度过快时易发生侧滑或侧翻，这是因为在转弯半径一定的情况下，转弯速度越大，机动车转弯所需的向心力越大。若某汽车以速率v通过一水平弯道时，汽车的向心力大小为F，则该汽车以速率2v通过（不打滑）同一弯道时的向心力大小为（）A.F B.2F C.3F D.4F【答案】D【解析】题意可知，当汽车以速率通过弯道时，向心力为当速率变为时，代入公式得新的向心力因此向心力增大为原来的4倍。故选D。7.质量为m的小球（视为质点）从距地面高度为h处由静止下落。以地面为参考平面，不计空气阻力。当小球的动能为重力势能的一半时，小球距地面的高度为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】初始机械能为重力势能设小球距地面高度为时，动能为此时重力势能的一半，即此时总机械能守恒代入可得解得故此时小球距地面高度为。故选D。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.甲、乙两点电荷产生的电场的电场线如图所示。根据电场线的分布情况，下列说法正确的是（）A.甲、乙为同种电荷 B.甲、乙为异种电荷C.甲的电荷量小于乙的电荷量 D.甲的电荷量大于乙的电荷量【答案】AC【解析】由电场线分布可知，甲乙带同种电荷，且甲的电荷量小于乙的电荷量。故选AC。9.2025年1月，中国科学院紫金山天文台发现了一颗新彗星。据观测该彗星的轨道为椭圆，其位置介于木星轨道与天王星轨道之间，与土星轨道交于P、Q两点。只考虑太阳对各星体的引力，行星的轨道可视为圆形。下列说法正确的是（）A.该彗星的周期小于天王星的周期B.该彗星在P点的加速度比土星在P点的加速度小C.该彗星在远日点运行速度小于木星的运行速度D.该彗星与太阳的连线和土星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积一定相同【答案】AC【解析】A．根据开普勒第三定律可知，该彗星的周期小于天王星的周期，故A正确；B．根据牛顿第二定律可得所以可知，该彗星在P点加速度与土星在P点的加速度大小相等，故B错误；C．该彗星在远日点的运行速度小于远日点所在圆轨道的运行速度，而远日点所在圆轨道的运行速度又小于木星的运行速度，因此该彗星在远日点的运行速度小于木星的运行速度，故C正确；D．该彗星与太阳的连线和土星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积不一定相同，故D错误。故选AC。10.某汽车的质量约为1500kg，额定功率为120kW。若汽车在一平直公路进行性能测试时以大小为的加速度由静止匀加速启动，达到额定功率后再以额定功率加速行驶，所受的阻力大小恒为，则下列说法正确的是（）A.汽车最大速度为30m/sB.汽车的最大速度为40m/sC.汽车在启动后第2s末时的实际功率为20kWD.汽车在启动后第2s末时的实际功率为24kW【答案】BD【解析】AB．汽车最大速度由额定功率和阻力决定，当牵引力等于阻力时，速度最大，可得最大速度，故A错误，B正确。CD．匀加速阶段，牵引力恒定。由牛顿第二定律得解得第2秒末的速度为实际功率为，故C错误，D正确。故选BD。三、非选择题：本题共5小题，共54分。11.如图所示，电场中有A、B两点，一个电荷量为的负试探电荷在A点受到的静电力大小为，方向由A指向B，则A点的电场强度大小为______N/C，方向______（填“由A指向B”或“由B指向A”）。若在A点改放一个电荷量为的正试探电荷，则A点的电场强度大小为______N/C，方向______（填“由A指向B”或“由B指向A”）。【答案】2由B指向A2由B指向A【解析】根据代入数据解得由题知，负电荷在A点所受电场力方向为由A指向B，根据负电荷所受电场力方向与电场强度相反，则A点的电场强度方向为由B指向A；若在A点改放一个电荷量为的正试探电荷，则A点的电场强度大小与试探电荷无关，故A点的电场强度大小仍为2N/C，方向仍然是由B指向A。12.某实验小组用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。（1）在选用钩码时________（填“需要”或“不需要”）满足钩码的质量远远小于滑块的质量。（2）本实验需要通过调整调节旋钮P、Q将气垫导轨调为水平。若细线不连接钩码，接通气源后，调整调节旋钮P、Q，向左轻推滑块，滑块通过光电门1的遮光时间________（填“大于”“小于”或“等于”）滑块通过光电门2的遮光时间，则气垫导轨已经调为水平。（3）调节气垫导轨后，挂上细线和钩码进行实验。测得光电门1、2间的距离为L，遮光条的宽度为d，滑块的质量为M，钩码的质量为m。若由光电计时器读出光电门1、2的遮光时间分别为t1、t2，当地的重力加速度大小为g，则验证系统机械能守恒的表达式为mgL=________________________。【答案】（1）不需要（2）等于（3）【解析】【小问1解析】在选用钩码时不需要满足钩码的质量远远小于滑块的质量。因为本实验不需要测量细绳的拉力。【小问2解析】滑块通过光电门1的遮光时间等于滑块通过光电门2的遮光时间，滑块做匀速直线运动。则气垫导轨已经调为水平。【小问3解析】滑块通过光电门1、2的速度分别为，根据机械能守恒定律解得则验证系统机械能守恒的表达式为13.如图所示，长度为L的绝缘轻杆的一端固定在O点，另一端系一质量为m、电荷量为q的带正电小球（视为质点），整个装置置于方向水平向右的匀强电场中。当小球静止时，轻杆与竖直方向的夹角θ=60°。重力加速度大小为g。（1）求电场的电场强度大小E；（2）若其他情况不变，仅将电场的方向变为水平向左，求小球通过最低点时的速度大小v以及此时轻杆的拉力大小F。【答案】（1）（2），3mg【解析】【小问1解析】根据平衡条件得解得【小问2解析】根据动能定理得解得根据牛顿第二定律得解得14.深空探测是指脱离地球引力场，进入太阳系空间和宇宙空间的探测。假设一宇航员乘坐探测器，对某星球进行了探测，星球的半径是地球半径的p倍，质量是地球质量的q倍，地球表面的重力加速度大小为g，不考虑星球的自转。（1）求质量为m的宇航员在星球表面受到的重力G星；（2）若宇航员在地球表面上竖直起跳的最大高度为h，求他在星球表面上竖直起跳的最大高度H。【答案】（1）（2）【解析】【小问1解析】设地球质量为M，半径为R，根据万有引力等于重力，在地球表面有对于该星球，质量，半径在星球表面代入上式得小问2解析】在地球表面竖直起跳，根据运动学公式在星球表面，重力加速度同样根据代入数据可得15.如图所示，竖直平面内固定有圆心为O、半径的半圆形轨道，小球A（视为质点）穿在轨道上。A、B两小球用绕经固定轻滑轮的轻绳相连，B、C两小球用轻质弹簧相连，小球C放在水平地面上。现用手（图中未画出）将小球A控制在与O点等高的半圆形轨道起点处，整个系统处于静止状态，轻绳恰好竖直伸直但不张紧。现将手移开，当小球A沿轨道运动到半圆形轨道的最低点P时，小球C刚要离开地面（此时B未接触滑轮）。小球A的质量M=1.5kg，小球B、C的质量均为m=1kg，取重力加速度大小，不计一切摩擦，弹簧始终在弹性限度内。求：（1）在手移开的瞬间，小球A的加速度大小a；（2）弹簧的劲度系数k；（3）小球A通过P点时的速度大小v（结果用根式表示）。【答案】（1）6m/s2（2