2025-2026学年湖南省衡阳市衡南县高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2025-2026学年湖南省衡阳市衡南县高一（下）期末物理试卷一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.如图所示，两根轻质绝缘细线挂着两个质量相同的小球A、B。原来两球不带电，上、下两细线的拉力分别为FA和FB；现使两球带上异种电荷，此时上、下两细线的拉力分别变为FA′和FBA.FA=FA′，FB>FB′

B.FA=2.2025年3月，泰山盘道上迎来了宇树科技公司的G1机器狗独特的爬山身影。机器狗匀速爬山运送货物，下列说法正确的是(

)A.机器狗对货物的作用力大于货物对机器狗的作用力

B.机器狗匀速爬山过程中，货物的机械能不变

C.货物受到的合力做功为零

D.机器狗消耗的电能全部转化为货物的重力势能

3.二十四节气的命名反映了季节、物候现象和气候变化，节气早在《淮南子》中就有记载。沿椭圆轨道绕太阳运行时，假设地球所处不同位置对应的中国节气如图所示(2025年)，下列说法正确的是(

)A.太阳对地球的万有引力在夏至时达到最大值

B.地球绕太阳公转运行到冬至时线速度达到最大值

C.地球绕太阳公转由春分到秋分的过程中，加速度逐渐增大

D.根据地球的公转周期和太阳与地球的距离可估算出地球的质量4.在绿色出行与通勤刚需的双重驱动下，电动自行车已成为国民级交通工具，为进一步规范道路交通秩序，消除安全隐患，如果我市规定电动车最高时速为24km/h，某品牌共享电动车车轮外半径约为15cmA.1.8r/s B.3.0r/s5.细胞电转染是生物实验室中常用的基因操纵手段，其原理简化如图所示，两带电的平行金属板间，由于细胞的存在形成如图所示的电场。其中实线为电场线，关于y轴对称分布。虚线为带电的外源DNA分子进入细胞膜的轨迹，M、N为轨迹上的两点，P点与N点关于y轴对称，下列说法正确的是(

)

A.N、P两点的电场强度相同 B.DNA分子带正电

C.DNA分子在M点的加速度比在N点大 D.DNA分子在M点的电势能比在N点大6.如图所示，轻弹簧放在倾角为37∘的斜面体上，轻弹簧的下端与斜面底端的挡板连接，上端与斜面上b点对齐，质量为m的物块在斜面上的a点由静止释放，物块下滑后，压缩弹簧至c点时速度刚好为零，物块被反弹后返回b点时速度刚好为零，已知ab长为L，bc长为L4，重力加速度为g，sin37∘=0.6，A.物块与斜面间的动摩擦因数为0.6

B.物块接触弹簧后，速度先减小后增大

C.物块在上述过程因摩擦产生的热量为0.5mgL

7.如图所示，内半径为R，内壁光滑的空心圆柱体竖直固定在水平地面上，内壁O点有一小滑块，现给小滑块水平切向的初速度v0，小滑块沿着柱体的内壁旋转一周经过O1点后继续运动，最终落在柱体的底面上。已知小滑块的质量为m，重力加速度为g。则在整个运动过程中，下列说法正确的是(

)A.小滑块的机械能不守恒

B.小滑块到达O1的速度为v02+4π2二、多选题：本大题共3小题，共15分。8.某餐桌的圆形转台上，放置A、B、C三个质量分别为3m、2m、m的调料瓶，它们到转轴的距离分别为2r、r、3r。现转动转台，使三个调料瓶均随转台一起做匀速圆周运动。已知三个调料瓶与转台间的动摩擦因数相同，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则(

)A.调料瓶B的向心加速度最大 B.调料瓶A所受的摩擦力最大

C.若转台转速逐渐增大，调料瓶C最先滑动 D.若转台转速逐渐增大，调料瓶A最先滑动9.如图所示，足够长粗糙斜面倾角为θ，固定在水平面上，物块a通过平行于斜面的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连，b的质量为m。开始时，a、b均静止且a刚好不受斜面摩擦力作用。现对b施加竖直向下的恒力F，使a、b做加速运动。则在b下降h高度过程中(

)A.b的加速度等于Fm

B.a的重力势能增加mgh

C.绳的拉力对a做的功等于a机械能的增加

D.F对b做的功与摩擦力对a做的功之和等于a、b动能的增加10.如图所示，一端固定在O点的长为L的绝缘轻绳悬挂一质量为m的绝缘小球，小球带正电q，可视为质点。初始时，小球静止于P点，现给空间施加一水平向右的匀强电场，小球恰好能到达Q点，OQ与竖直方向的夹角为60∘，不计空气阻力，则(

)A.电场强度E的大小为3mgq

B.P、Q两点的电势差大小为mgL2q

C.从三、实验题：本大题共2小题，共22分。11.如图所示，是某实验小组探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间关系的装置。AB是固定在竖直转轴OO′上的水平光滑的凹槽，A端固定的压力传感器可测出小钢球对其压力大小，B端固定一宽度为d的挡光片，光电门可测量挡光片每一次的挡光时间Δt，小钢球的球心、挡光片距转轴OO(1A.理想实验法 B.控制变量法 C.等效替代法(2)用光电门测得小钢球线速度v为

，则小钢球角速度ω的表达式为

。(结果用d，Δt，(3)在测出多组实验数据后，绘制出F−1(Δt12.某实验小组想研究滑轮转动时的动能与转动角速度的关系，特设计了如下实验装置。细绳跨过固定在铁架台上的待测滑轮，两端分别悬挂质量为m1的重锤1(含遮光片)、质量为m2的重锤2，m1、m2已知且m2>m1。实验步骤如下：

(1)实验前，该小组同学首先用游标卡尺测量遮光片的宽度，如图所示，则遮光片的宽度d=______cm。

(2)用刻度尺测量遮光片中心到光电门的竖直距离H以及待测滑轮的直径D。

(3)启动光电门，释放重锤1，用光电计时器测出遮光片的遮光时间t。

(4)若运动过程中细绳与滑轮未打滑，则可求出此时滑轮的角速度ω=四、计算题：本大题共3小题，共35分。13.如图所示，火星探测器从地球发射后，经过一段时间到达火星轨道，其转移轨道是一个与地球公转轨道外切、与火星公转轨道内切的半椭圆。假定火星轨道与地球轨道共面，地球公转轨道半径为r，火星公转轨道半径为R，地球公转周期为T，引力常量为G。求：

(1)太阳的质量M；

(2)火星绕太阳公转线速度v的大小；

(3)

14.如图所示，竖直平面内固定的圆弧轨道BCD和圆管轨道DE在D处平滑连接，O为圆弧圆心，半径均为R=0.8m，C点和E点分别是轨道的最低点和最高点，OB和OD连线与竖直直径的夹角分别为60∘和37∘，BF是与轨道共面的倾角为α(α未知)的直线，在该直线上某点A将一质量为m=0.08kg的小球以某一初速度水平抛出，恰好从B点沿圆弧轨道的切线进入轨道，经过C点时速度大小为4m/s。已知小球直径略小于圆管内径，且远小于圆弧半径，不计轨道摩擦和空气阻力，sin37∘=0.6，cos37∘=0.8，g=10m/15.如图，静止于A处的离子，经电压为U的加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，从P点垂直CN进入矩形区域水平向左的有界匀强电场，已知静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，且圆弧虚线对应半径为R，电场强度未知，方向如图所示，离子质量为m、电荷量为q，重力不计，QN=2d、(1)粒子离开加速电场时速度v的大小及圆弧虚线所在处电场强度(2)若离子恰好能打在NQ的中点上，求矩形区域QNCD内匀强电场场强(3)若矩形区域内的电场强度变为(2)问中电场强度的4倍，即变为4答案和解析1.【答案】A

【解析】解：根据题意分析可知，设两球质量均为m，两球不带电时，根据两球整体受力平衡有FA=2mg

根据B球受力平衡有FB=mg

两球带上异种电荷时，设两球间的库仑力大小为F，根据两球整体受力平衡有FA′=2mg

根据B球受力平衡有FB′+F=m2.【答案】C

【解析】解：A、机器狗对货物的作用力与货物对机器狗的作用力是相互作用力，二者总是等大反向，故A错误；

B、机器狗匀速爬山过程中，货物的动能不变，重力势能增加，故机器狗的机械能增加，故B错误；

C、货物匀速运动，则受到的合外力为零，则受到的合力做功为零，故C正确；

D、机器狗消耗的电能一部分转化为货物的重力势能，另一部分转化为自身的内能，故D错误。

故选：C。

依据牛顿第三定律判断相互作用力大小关系，根据机械能组成及变化条件判断机械能情况，由匀速运动状态确定合力及合力做功，按照能量转化与守恒分析电能转化去向。

本题结合机器狗爬山运送货物情境，考查牛顿第三定律、机械能、合力做功、能量转化等物理知识，体现物理知识在实际中的应用。3.【答案】B

【解析】解：A、根据万有引力公式F=GMmr2，可知夏至时地球距离太阳最远，则太阳对地球的万有引力在夏至时达到最小值，故A错误；

B、根据开普勒第二定律，地球绕太阳公转运行到冬至时距离最近，可知此时地球的线速度达到最大值，故B正确；

C、地球绕太阳公转由春分到秋分的过程中，距离太阳的距离先变大后变小，则所受太阳的引力先变小后变大，可知加速度先变小后变大，故C错误；

D、根据GMmr2=m4π2T24.【答案】D

【解析】解：v=24km/h=203m/s，r=15cm=0.15m

5.【答案】D

【解析】解：A.由电场线的性质可知，N、P两点的电场强度方向沿两点处电场线的切线方向，方向不相同，故A错误；

B.因为带电粒子仅在电场力的作用下做曲线运动时，所受合力(电场力)指向运动轨迹凹侧、带电粒子所受电场力分方向与电场强度方向相同或相反，

所以由题图可知，DNA所受电场力方向向下、与电场线的方向相反，

因此DNA分子带负电，故B错误；

C.因为同一电场中，电场线越密集的地方电场强度越大，则由题图可知，N点的电场强度大于M点的电场强度，因此由F=qE=ma可知，DNA分子在M点的加速度比在N点小，故C错误；

D.结合前面分析可知，DNA分子由M点到N点过程中，其所受电场力的方向与速度方向的夹角为锐角，则电场力做正功，电势能减小，所以DNA分子在M点的电势能比在N点大，故D正确。

故选：D。

A.结合题图，由电场线的性质，即可分析判断；

B.结合题图，由曲线运动中合力方向的特点、电场力方向与电场强度方向的关系，即可分析判断；

C.6.【答案】D

【解析】解：A.物块在a点由静止释放，压缩弹簧至c点，被反弹后返回b点时速度刚好为零，对整个过程进行分析，根据动能定理有mgLsinθ−μmgcosθ(L+L4+L4)=0

解得μ=0.5

故A错误；

D.整个过程因摩擦产生的热量为Q=μmgcosθ(L+L4+L4)

解得Q=

0.6mgL

故D正确；

A.物块接触弹簧后，向下运动时，开始阶段有mg7.【答案】B

【解析】解：A.小滑块受柱体的内壁支持力不做功，故小滑块的机械能守恒，故A错误；

BC.小滑块的运动可看作水平方向的匀速圆周运动和竖直方向的自由落体运动，根据周期概念，从O点到O1点的时间T=2πRv0

O1点竖直方向的分速度为vy=gT

根据平行四边形定则，可知O1的速度为v=v02+vy2=8.【答案】BC

【解析】解：三个调料瓶同轴转动，它们做匀速圆周运动的角速度ω相等

A、向心加速度a=ω2r，ω相等而C的半径最大，则C的向心加速度最大，故A错误；

B、静摩擦力提供向心力，ω相等，由向心力公式F=mω2r可知，A做圆周运动需要的向心力最大，则调料瓶A所受的摩擦力最大，故B正确；

CD、当摩擦力达到最大静摩擦力时调料瓶开始滑动，由牛顿第二定律得μm′g=m′ω2r′，解得ω=μgr′，μ9.【答案】BD

【解析】解：A.开始时，a、b均静止且a刚好不受斜面摩擦力作用，则有：magsinθ=mg

则ma=msinθ

a的加速度与B的加速度相等，设绳子拉力为T，对b根据牛顿第二定律可得：F−T+mg=ma

对a根据牛顿第二定律可得：T−μmagcosθ−magsinθ=maa

解得：a=F−μmagcosθma+m<Fma+m<Fm，故A错误；

B.b下降h，则a上升hsinθ，则a重力势能的增加量为Δ10.【答案】BD

【解析】解：A、对小球受力分析，可知其受电场力与重力均为恒力，根据其恰好可从P到Q，即可知其等效最低点在PQ圆弧的中点，如图所示：

在A点时，小球受力平衡，可知电场强度大小满足：tan30∘=qEmg，解得：E=3mg3q，故A错误；

BC、对小球从P到Q的过程，应用动能定理：qUPQ−mgL(1−cos60∘)=0，解得电势差：UPQ=mgL2q，

电场力做功与电势能的关系：qUPQ=−ΔEp，可知电势能减小量为：11.【答案】【小题1】B【小题2】dd【小题3】直线

【解析】解：(1)由于影响向心力的大小F大小的因素有质量m、角速度ω和半径r，因此采用的实验方法是控制变量法，故B正确，ACD错误。

故选：B。

(2)用光电门测得小钢球线速度为v=dΔt；

根据线速度与角速度的关系，小钢球角速度ω的表达式为ω=vr=drΔt；

(3)根据向心力公式F=mω2r

可得F=md212.【答案】0.42

2dDt，(【解析】(1)游标卡尺最小分度值0.1mm，最终读数d=4mm+2×0.1mm=4.2mm=0.42cm。

(4)根据光电计时器测量原理，可得遮光片穿过光电门时的速度v=dt，由于运动过程中细绳与滑轮未打滑，所以滑轮表面速度与物块速度相等，根据角速度与线速度的关系，有ω=vr13.【答案】太阳的质量为4π2r3GT2【解析】解：(1)地球绕太阳做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力有GMmr2=m4π2T2r，可得太阳的质量M=4π2r3GT2。

(2)火星围绕太阳做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力有GMmR2=mv2R，可得火星绕太阳公转的线速度大小v=GMR14.【答案】小球经过C点时对轨道压力的大小为2.4N

小球平抛初速度v0的大小为2m/s

若从直线BF上水平抛出的小球均能从圆弧轨道的B点沿切线进入轨道，且小球能够到达E点，则抛