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2024-2025 学年江苏省南通市如东县高一（下）期中物理试卷
一、单选题：本大题共 10 小题，共 40 分。
1.一些航天器在其使命结束后会进入“垃圾轨道”做圆周运动，这类轨道位于地球同步轨道之上 200～300
公里。则处于“垃圾轨道”的航天器( )
A.周期比地球自转周期小 B.运行速度比地球第一宇宙速度大
C.加速度比地球同步卫星的小 D.加速度比地球表面的重力加速度大
2.真空中固定有两个完全相同的带电金属小球 和 ，电荷量分别为 5 和 ，两球间的静电力大小为 。现
用绝缘工具将两金属球接触，再将 、 两金属小球间的距离增大为原来的两倍，则它们间的静电力大小变
为( )
A. 5 B.
9 2
20 C. 5 D.
9
10
3.如图所示，两等量异种点电荷固定在 、 两点， 、 是 中垂线上的两点。电子由 点沿直线移动到
点过程中( )
A.电子受到的静电力方向发生变化
B.电子受到的静电力先变小后变大
C.静电力对电子不做功
D.电子的电势能先变大后变小
4.质量为 的小球从离地面 高处以初速度 0水平抛出，下列图像分别描述了球在空中运动的速率 、重力
的瞬时功率 随时间 的变化关系和动能 、机械能 随小球距地面高度 的变化关系，选地面重力势能为零
且不计空气阻力，其中可能正确的是( )
A. B. C. D.
5.现代观测表明，由于引力作用，恒星有“聚集”的特点，众多的恒星组成了不同层次的恒星系统，最简
单的恒星系统是两颗互相绕转的双星，事实上，冥王星也是和另一星体构成双星，如图所示，这两颗行星 1、
2各以一定速率绕它们连线上某一中心 匀速转动，这样才不至于因万有引力作用而吸引在一起，现测出
双星间的距离始终不变，且它们做匀速圆周运动的半径 1与 2之比为 3：2，则( )
A.它们的角速度大小之比为 2：3 B.它们的质量之比为 2：3
C.它们的线速度大小之比为 2：3 D.它们的周期之比为 2：3
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6.某静电场中 轴上各点电势分布图如图所示。一带电粒子在坐标原点 处静止释放，仅在电场力作用下沿
轴正方向运动，此过程中下列说法正确的有( )
A.粒子一定带正电
B.粒子先做加速运动，后做减速运动
C.粒子在 1处受到的电场力最大
D.粒子的电势能先增大后减小
7.如图所示，一质量为 的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端可绕 点转动，把小球拉至 处，弹
簧恰好无形变。将小球由静止释放，当小球运动到 点正下方 点时的速度为 ， 、 的高度差为 。设弹簧
处于原长时弹性势能为零，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为 ，则小球( )
A.由 1到 重力做的功等于2
2
B.由 到 1重力势能减少2
2
C.由 到 克服弹力做功为
D. 1到达位置 时弹簧的弹性势能为 22
8.如图所示，长为 的金属杆原来不带电，在距其右端 处放一个电荷量为+ 的点电荷， 为静电力常量，则
( )
A.金属杆中点处的电场强度不为零
B.金属杆上的感应电荷产生的电场强度方向向左
C. 4 金属杆上的感应电荷在杆中点处产生的电场强度大小为(2 + )2
D.金属杆上的感应电荷产生的电场强度与该处到点电荷的距离无关
9.如图所示，竖直平面内有一半圆槽， 、 等高， 为圆槽最低点，小球从
点正上方 点静止释放，从 点切入圆槽，刚好能运动至 点。设球在 段和
段运动过程中，运动时间分别为 1、 2，克服摩擦力做功分别为 1、 2，则( )
A. 1 = 2
B. 1 > 2
C. 1 = 2
D. 1 > 2
10.如图所示，虚线代表某一电场中的等势面，相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带正电的粒子仅在
电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，设 点和 点的电势分别为 、 ，粒子在 和 时加速度大小分
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别为 、 ，电势能分别为 、 ，速度大小分别为 、 。下列判断正确的是( )
A. <
B. <
C. >
D. >
二、实验题：本大题共 1 小题，共 9 分。
11.“验证机械能守恒定律”实验采用以下两种方法：
(1)使用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，打出一条纸带如图乙所示。图乙中 是打出的第一个点迹，
、 、 、 、 、 是依次打出的点迹，量出 间的距离为 ， 间的距离为 ，已知重锤质量为 ，重
力加速度为 ，打点计时器打点的周期是 。
①从起始点 到打下计数点 的过程中重锤重力势能减少量是 = ______，此过程中重锤动能的增加量
= ______。
②已知打点计时器打点的周期 = 0.02 ，如果发现图乙中 距离大约是 3 ，则出现这种情况的错误操
作是______。
(2)图丙是验证机械能守恒定律的装置，气垫导轨上安装了 1、2 两个光电门，滑块上固定一竖直遮光条，
滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连，细线与导轨平行。
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①在调整气垫导轨水平时，滑块不挂钩码和细线，接通气源后，给滑块一个初速度，使它从轨道右端向左
运动，发现滑块通过光电门 1 的时间小于通过光电门 2 的时间。为使气垫导轨水平，可采取的措施是______。
A.调节 使轨道左端升高一些
B.调节 使轨道左端降低一些
C.遮光条的宽度应适当大一些
D.滑块的质量增大一些
②正确进行实验操作，测出滑块和遮光条的总质量 ，钩码质量 ，已知遮光条的宽度为 ，重力加速度为 。
现将滑块从图示位置由静止释放。若滑块经过光电门 2 时钩码始终未着地，测得两光电门中心间距 ，由数
字计时器读出遮光条通过光电门 1、2 的时间分别为 1、 2，则验证机械能守恒定律的表达式是______；实
验结果显示，滑块运动过程有机械能的损失，原因是要克服空气阻力做功。在甲图中，保持其他条件不变，
只调整光电门 2 位置，使 逐渐增大，结果表明，平均空气阻力 随 增大而增大，究其本质，说明空气阻力
与______有关。
三、计算题：本大题共 4 小题，共 51 分。
12.如图是发射地球同步卫星的简化轨道示意图，先将卫星发射至地面附近的轨
道Ⅰ上。在卫星经过 点时点火实施变轨，进入远地点为 的椭圆轨道Ⅱ上，最后在
点再次点火，将卫星送入同步轨道Ⅲ。地球的半径为 ，不计地球自转对重力的
影响。
(1)若地球表面重力加速度为 ，引力常量为 ，求地球的质量 ；
(2)若地球自转周期为 0，同步卫星距离地球表面的高度为 ，求卫星在轨道Ⅱ上运行的周期 和由 点运行到
点的最短时间 。
13.如图所示，已知△ 处于匀强电场中且与场强方向平行，∠ = 60°，∠ = 90°，
边长 = 10 。将电荷量 = 8 × 10 6 的点电荷从 点移到 点，电场力做功 1 =
4.8 × 10 5 ，再从 点移到 点，电场力做功 2 = 2.4 × 10 5 。已知 点的电势 =
6 ，则：
(1) 、 两点的电势分别为多少？
(2)试在图中画出通过 点的电场线。
(3)匀强电场的场强为多大？
14.质量 = 3000 、额定功率 = 120 的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度 = 40 / 。若汽
车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小 0 = 3.0 / 2，当汽车实际功率增大到额定功率后保持不变，
运动中的阻力不变。
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(1)求汽车所受阻力的大小 和汽车匀加速运动的时间 0；
(2)求汽车速度 1 = 20 / 时的加速度大小 1；
(3)当汽车以额定功率运动 2 = 50 时速度已达到最大，求此时间内克服阻力做的功 。
15.过山车是游乐场中常见的设施。如图甲所示是某游乐场中一种过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖
直平面内的两个圆轨道组成。 1、 2分别为圆轨道的最高点， 1、 2分别为圆轨道的最低点。 1间距为 0 =
4 ， 1 2间距为 ，圆轨道半径均为 ，小球与水平轨道间的动摩擦因数 = 0.2。圆轨道内侧光滑且不相
互重叠。一个质量为 的小球(可视为质点)，从轨道的左侧 点以 0的初速度向右分别经过水平轨道和圆轨
道，历经两圆弧内侧并通过 1 2两最高点，再从 2离开时，便完成了一次完整的运动。取 = 10 / 2。
(1)小球在一次完整的运动中，当 = 2 时，测得 0 = 7 / ，求小球将要离开 2时的速度大小 ；
(2)若圆轨道半径 = 0.4 ，减小 0的值，使小球恰好能到达 1点，此后小球能在右侧圆轨道上恰好能运动
到与圆轨道圆心等高的点，求 1 2的间距 。
(3)今在 1处放置压力传感器，用来测量小球对圆轨道最低点的压力，在确保完成完整运动的前提下，改变
初速度 0的大小及 1 2的间距 ，测得小球对 1处压力的最小值 与对应间距 之间的关系图线如图乙所示，
试求圆轨道半径 及小球的质量 。
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参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
2
11.① 1 1 1；8 2；②先放开纸带后接通电源； ① ；② = 2 ( + )
2( 2 2 )；速度 2 1
12.解：(1)质量为 0的物体在地球表面，根据万有引力等于重力有
0 =
2 0
2
解得地球的质量为 =
(2) Ⅱ = + 1椭圆轨道 的半长轴为 2
2 2
由开普勒第三定律有 0 3 = ( + )3
( + )3
解得 = 20 ( + )3
卫星由 点运行到 点的最短时间为半个周期，即

( + )3
= = 0 22 2 ( + )3
2
答：(1)地球的质量 为 ；
( + )3 ( + )3
(2)卫星在轨道Ⅱ上运行的周期 为 2 0 20 ( + )3，由 点运行到 点的最短时间 为 2 ( + )3。
13. (1) 解： 设 、 两点的电势分别为 和 ，则 1 2 = ， = ，
代入数据解得 = 3 ， = 0 ；
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(2)由匀强电场中电势差与长度的关系，可知 中点 的电势与 点电势相同， 为等势面，如图所示：
过 点作 的垂线必为电场线，方向从高电势指向低电势，
由几何关系，可知电场方向与 夹角为 30°，斜向右下方。

(3)匀强电场的场强 = = 60 ，解得： = 34.6 / 。
答：(1) 、 两点的电势分别为 3 、0 ；
(3)匀强电场的场强大小为 34.6 / 。
14.解：(1)汽车以最大速度行驶时，牵引力与所受阻力大小相等，有 =
解得 = 3.0 × 103
设汽车匀加速运动的牵引力为 ，末速度为 0，则 =
= 0
0= 0
代入数据解得 100 = 3 ≈ 3.3 ；
(2)设此时的牵引力为 1，则 = 1 1 1 = 1
解得 21 = 1 / ；
(3) 1 1汽车在 2时间内由动能定理有 2 22 = 2 2 0
代入数据解得 = 3.75 × 106
答：(1)汽车所受阻力大小为 3.0 × 103 ；
汽车匀加速运动的时间为 3.3 ；
(2)汽车速度 1 = 20 / 时的加速度大小为 1 / 2；
(3)克服阻力做得功为 3.75 × 106J.
15.解：(1)由题意，设小球做减速运动的加速度大小为 ，
则 2 20 = 2 ( 0 + )
又 =
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联立解得： = 5 / 。
2
(2)设小球在 1点的速度为 11，则 =
1
小球从 1运动到与右侧圆轨道圆心等高的点的过程中，由动能定理有 (2 ) = 0 2
2
1
解得： = 3 。
2
(3)设小球在 2处有最小速度 2时，对应 1处有压力的最小值，则 =
2

1 1
小球从 1运动到 2，由动能定理得： (2 ) = 2
2 2
2 2 1
2
在 1 由向心力公式得 1 ′ =
2
联立解得： ′ = + 6
2
由牛顿第三定律得： = ′ = + 6
由图乙可知，根据图像纵截距列式：6 = 12 ，
解得： = 0.2 。
当 = 10 时， = 26 ，
4
解得： = 7 = 0.57 。
答：(1)小球将要离开 2时的速度大小 = 5 / ；
(2) 1 2的间距 = 3 ；
(3)小球的质量 = 0.2 ，圆轨道半径 = 0.57 。
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