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安徽省天一大联考2024-2025学年高一（下）期末物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.物理学史作为一门研究物理学发展历程的学科，不仅关乎科学本身，而且涉及人类文明的整体进步。以下说法正确的是( )
A. 伽利略认为，水平面上运动的物体若没有受到摩擦力，物体将保持这个速度一直运动下去，力是维持物体运动的原因
B. 卡文迪什利用扭秤实验测出了引力常量，运用了等效替代法
C. 点电荷与质点都是一种理想化模型，现实中并不存在
D. 元电荷是自然界中电荷量最小的带电体
2.两等量异种点电荷周围电场线分布如图所示，两电荷连线中点为，、两点关于二者连线对称，、两点关于点对称，以下说法正确的是( )
A. 点电场强度为 B. 点电场强度小于点电场强度
C. 、两点的电场强度相同 D. 、两点的电场强度相同
3.年月日，中国空间站第八批空间科学实验样品随神舟十九号飞船顺利返回地球。当返回舱距离地面仅米时，台反推发动机在毫秒内同时点火，并产生强大反推力，使返回舱落地速度成功下降到米每秒，实现“软着陆”。以下说法正确的是( )
A. 返回舱返回地面的过程中机械能守恒
B. 在轨运行时，返回舱处于完全失重状态，不受重力
C. 反推发动机点火后，返回舱动能减小，重力势能增加
D. 返回舱脱离原轨道向低轨道转移时需要先减速
4.空间存在如图所示的电场线，时刻一带正电粒子从点由静止释放，仅在电场力作用下从运动到。对于粒子从到的图像，下列描述可能正确的是( )
A. B.
C. D.
5.如图所示，球操比赛中，运动员手持橡胶球翩翩起舞的过程中，能控制手掌使球在竖直面内做半径为的匀速圆周运动，忽略球运动过程中受到的空气阻力。为圆周的最高点，为最低点，在、两处手掌面水平，、两点与圆心等高。已知球的质量为，重力加速度大小为，球在点对手掌的压力大小为，则球( )
A. 做圆周运动的线速度大小为
B. 在处受到手的作用力为
C. 在处受重力、手的支持力和向心力
D. 从点到点的过程中先处于超重状态后处于失重状态
6.如图所示，在倾角为的斜面上，将小物体以某一初速度从点抛出后，恰好以的速度水平打在斜面上的点。不计空气阻力，重力加速度取，下列说法正确的是( )
A. 从到的过程，逆向来看是斜抛运动 B. 小物体在空中运动的时间是
C. 小物体在运动时离斜面最远 D. 间的距离是
7.如图所示，一工人用滑轮装置拖动质量为的货物，绕过滑轮的轻绳足够长且一端水平固定在墙面上，另一端在工人施加的水平恒力作用下，货物由静止开始沿水平方向做匀变速直线运动。货物与地面之间的动摩擦因数为，货物速度随时间的变化关系如图所示，不计滑轮质量和滑轮与轻绳间的摩擦，重力加速度取。由此可知( )
A. 工人拉绳子的加速度大小为 B. 恒力的大小为
C. 前内做功 D. 前内做功的平均功率为
8.智能汽车Ⅳ是指通过搭载先进的传感器、人工智能、车联网、自动驾驶等技术，实现自主控制的现代化汽车。某辆的智能汽车测试自动驾驶技术时，先以恒定的加速度由静止启动，时达到额定功率，之后保持额定功率不变继续行驶，行驶过程中阻力不变，图像如图所示为牵引力做的功，以下说法正确的是( )
A. 汽车的额定功率为
B. 汽车在行驶过程中的最大速度为
C. 前内，汽车的平均功率为
D. 汽车在行驶过程中受到的阻力大小为
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.如图所示，绝缘水平面上固定着三个完全相同的金属小球可视为质点。其中、两小球带电荷量分别为、，球不带电，三小球彼此相距均为，此时小球所受静电力为，若将与接触后再将球放回原位，则( )
A. 、接触后，、两球相互作用的静电力大小为
B. B、接触后，、两球相互作用的静电力大小为
C. 球放回原处后，、两球相互作用的静电力大小为
D. 球放回原处后，、两球相互作用的静电力大小为
10.如图所示，半径、竖直固定的光滑圆弧轨道与水平传送带相切于点，水平传送带、间的距离，传送带在电动机的带动下以的恒定速率顺时针运行。现将质量、可视为质点的小物块从圆弧轨道的最高点由静止释放，不计空气阻力，物块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度取，下列说法正确的是( )
A. 小物块刚滑至圆弧轨道最低点时，对轨道的压力大小为
B. 小物块在传送带、间的运动时间为
C. 小物块在传送带上运动时，因摩擦而产生的热量为
D. 整个过程中电动机多消耗的电能为
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.平抛运动是研究曲线运动的理想模型，它揭示了运动的独立性原理，某学校物理科研创新小组通过以下装置探究平抛运动的特点。
用图装置探究时，以下说法正确的是 。
A.小锤击打力度越大，小球落地时间越短
B.该装置可以证明平抛运动水平方向是匀速直线运动，竖直方向是自由落体运动
C.改变高度，、两球总能同时落地
用图装置描绘平抛运动轨迹进行研究时，下列说法正确的是 。
A.每次实验小球必须由静止释放，并且释放位置必须相同
B.该实验需要用秒表测时间，用刻度尺测量记录点间的距离
C.斜槽末端一定要水平，斜槽轨道不必光滑
某同学用相机以次秒拍摄照片，处理后得到如图所示的运动轨迹，图中两相邻小球像点间还有个未显示，每一小格边长对应的实际距离为，重力加速度取，由图数据可得 ，平抛运动水平初速度大小 。
12.如图为小阳同学所采用的验证机械能守恒定律的实验装置。细线上端系于量角器的圆心点，下端连接小球，可绕点在竖直面内做圆周运动，在小球轨迹最低点放置一光电门。本次实验已测得小球的直径、细线长度、小球通过光电门的挡光时间，小球静止释放时细线与竖直方向的夹角。
下列说法中，正确的是 。
A.可用橡皮筋代替实验中的细线
B.该实验中，小球是否静止释放，不影响实验结果
C.该实验中，小球需选择质量大、体积小的小球
小球经过最低点的速度大小 。
若小球质量为，重力加速度为，则小球动能的增加量为 ，重力势能的减少量为 。若在误差允许范围内动能的增加量近似等于重力势能的减少量，即可验证机械能守恒定律。
小阳同学通过多次改变角度，重复实验，发现小球静止释放到最低点过程中，动能的增加量总是大于重力势能的减少量，原因可能是 。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图所示，质量为、可视为质点的小球在和两轻绳的作用下在水平面内做半径为的圆周运动，圆心为。、与水平方向的夹角分别为、，已知重力加速度为。
当两绳拉力大小相等时，求小球转动的角速度
若断裂，小球稳定转动时与水平方向的夹角变为，求此时小球做圆周运动的角速度。
14.如图所示，质量均为的、、三物块用两相同的轻质弹簧相连，系统处于静止状态。某时刻对物体施加竖直向上的外力，缓慢提升物块，直到物块恰好离开地面，如图所示。已知弹簧劲度系数为，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为。
计算物块上升的高度
计算全过程外力做的功。
15.如图所示，半径的光滑圆弧轨道，固定在竖直平面内，轨道的上端点和圆心的连线与水平方向的夹角，与关于水平方向对称，点为圆弧轨道的最低点，与粗糙水平面相切平滑连接，一轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上。质量、可视为质点的小物块从空中点以的速度水平抛出，恰好从点沿轨道切线方向进入轨道，经过圆弧轨道上点后沿水平面向右运动至点时，弹簧被压缩至最短，小物块第二次到达点时刚好停止运动，不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度取。求：
小物块运动到点时的速度大小
小物块经过点时对轨道的压力大小
整个过程中弹簧弹性势能的最大值。
答案和解析
1.【答案】
【解析】伽利略认为，水平面上运动的物体若没有受到摩擦力，将保持这个速度一直运动下去，力是改变物体运动状态的原因，A错误
卡文迪什用扭秤实验测出了引力常量，运用了微小量放大法，B错误
点电荷与质点都是一种理想化模型，现实中并不存在，C正确
最小的电荷量叫做元电荷，并不是带电体，D错误。
2.【答案】
【解析】由图中电场线可知，点场强方向向右，且不为，错
由电场线的疏密可知，点场强大于点场强，错
、两点电场强度大小相等，方向不同，错
由对称性可知，、两点电场强度相同，对。
3.【答案】
【解析】返回舱返回过程中空气阻力做负功，机械能减少，错
在轨运行时，返回舱处于完全失重状态，但仍受到重力的作用，错
反推发动机点火后，返回舱仍在下降，重力势能减少，错
返回舱脱离原轨道向低轨道变轨需减速，对。
4.【答案】
【解析】粒子从点释放时，所受电场力水平向左，粒子将沿电场线运动到点，由电场线分布情况可知，电场力先变大后变小，粒子加速度先增大后减小，且一直加速，故C正确。
5.【答案】
【解析】球做匀速圆周运动，在点对手的压力大小为，根据牛顿第二定律可得，解得，做圆周运动的线速度大小为，故A正确
球做匀速圆周运动，则在处有，解得，故B错误
向心力是效果力，故C错误
从点到点的过程中竖直方向速度先增大后减小，则竖直方向的加速度先向下后向上，先处于失重状态后处于超重状态，D错误。
6.【答案】
【解析】逆向来看是平抛运动，A错误
根据平抛运动的规律，解得，B正确
当速度方向与斜面平行时离斜面最远，所用时间为总时间的一半，为，C错误
间的距离是，D错误。
7.【答案】
【解析】由图可得货物加速度，工人拉绳子的加速度大小为，所以A错误
根据牛顿第二定律：，所以，故B错误
内物体的位移，所以内做的功大小为，故C错误
因为，所以前内做功的平均功率为，D正确。
8.【答案】
【解析】内，牵引力做的功，所以，故，解得，时，，选项A错误
由得：，选项D错误
当，即时，，选项B错误
∽内牵引力做的功，，选项C正确。
9.【答案】
【解析】B、接触前、间库仑力为：；
B、接触后，电荷量平分，二者带电均为，、接触后、间库仑力为：，即，A错误，B正确
球放回原处后，，C正确，D错误。
10.【答案】
【解析】，解得，，解得，结合牛顿第三定律可知A正确
因，，小物块先匀加速的时间，对应的位移，第二段匀速时间，总时间，B错误
因摩擦而产生的热量，其中，，解得，C正确
由能量守恒得，D错误。
11.【答案】；；；。
【解析】 小球落地时间与下落高度有关，高度不变，落地时间不变， A错误
该装置只能探究平抛运动竖直方向是自由落体运动，B错误
A、高度相同，同时开始运动，则同时落地，C正确。
每次实验小球必须由静止释放，并且释放位置必须相同，保证每次水平初速度相同，A正确
实验不需要测量小球的运动时间，即不需要秒表，B错误
斜槽末端一定要水平，保证小球离开斜槽末端时做平抛运动，斜槽轨道光滑、粗糙不影响实验，C正确。
竖直方向：，解得，以次秒拍摄照片，说明拍次需要，则
水平方向，解得．
12.【答案】；；；；
小球的直径测量值偏大或算重力势能减小量时没有考虑小球的半径等
【解析】细线应不可伸长，A错误
光电门只能测出小球通过最低点的时间，即只能算出小球在最低点的速度，若小球初速度不为零，无法计算小球动能增量，也无法验证机械能守恒定律，故B错误
实验中，为尽量消除空气阻力影响，应选择质量大、体积小的小球，故C正确。
测得小球的直径为，小球通过光电门的时间为，可知小球经过最低点的瞬时速度大小为。
动能的增加量为，小球的重力势能减少量为。
实验用小球经过光电门时的平均速度代替瞬时速度，如果小球的直径测量值偏大，瞬时速度的测量值偏大，会使动能的增加量总是大于重力势能的减少量。
13.【答案】解：设绳子拉力均为，对小球受力分析，
竖直方向：，
水平方向：，
解得：。
若断裂，对小球，
，
解得：。
14.【答案】解：设初始时上、下两弹簧压缩量分别为、，
对物块：，
对、两物块：，
物块恰好离开地面时，设两弹簧的伸长量分别为、，
对物块：，
对、两物块：，
物块上升的高度为：．
由、，故弹簧的总弹性势能不变，
物体上升的高度为：，
由功能关系，全过程外力做的功，
解得．
15.【答案】解：小物块恰好从点沿切线方向进入轨道，由几何关系有
解得：；
小物块由点运动到点，由机械能守恒定律得
在点处，由牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律，小物块经过圆弧轨道上点时对轨道的压力；
小物块由点运动到点，由机械能守恒定律有：
小物块从点运动到点，由能量守恒定律有：
从点运动到点，由能量守恒定律有：解得：。

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