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2024-2025学年陕西省西安市临潼区华清中学高一（下）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.下列说法正确的是( )
A. 电场线在电场中不相交
B. 带电体的电荷量可以连续变化
C. 点电荷在高电势点的电势能一定大于在低电势点的电势能
D. 导体的电阻率越大，导电性能越好
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
3.闪电通常由雷电云放电产生，多数闪电发生在云内。如图所示，由于云内冰状颗粒相互碰撞小颗粒冰晶带正电，随气流上浮到云上端；较大颗粒带负电，下坠到云下端。若某雷电云的厚度为2km，云层内的电场可视为匀强电场，电场强度大小为，云层上、下两端相当于平行板电容器的两个极板，则该云层上、下两端的电势差为( )
A. B. C. D.
4.一小灯泡的图像如图所示，P点是图线上的一点，其坐标已在图中标出，PA是图线过P点的切线。P点对应的灯丝电阻为( )
A.
B.
C.
D.
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.
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
7.如图所示，左侧两金属板竖直正对放置，右侧两金属板水平正对放置，右侧两金属板的长度均为L，左侧两金属板间的电压是右侧两金属板间电压的2倍。一初速度为零的带正电粒子经左侧两金属板间的电场加速后，从右侧两金属板正中间垂直电场强度方向射入，且恰好从下极板的右边缘射出。不计粒子所受的重力。右侧两金属板间的距离为( )
A. B. C. D. L
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.三个阻值都为的电阻，若它们任意组合连接，则总电阻可能为( )
A. B. C. D.
9.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. 汽车的最大速度为 B. 汽车的最大速度为
C. 汽车在启动后第2s末时的实际功率为20kW D. 汽车在启动后第2s末时的实际功率为24kW
10.如图所示，一个内壁光滑的绝缘细直管竖直放置。在管的底部固定带电小球甲。质量为m的带电小球乙视为点电荷从管口由静止释放，小球乙下落高度h到达A点时的速度为零。重力加速度大小为g，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 小球乙下落过程中所受的静电力先减小后增大
B. 小球乙下落过程中的加速度先减小后增大
C. 小球乙下落过程中电势能的增加量为mgh
D. 若其他情况不变，仅将小球乙的质量变为2m，则小球乙到达A点时的速度大小为
三、实验题：本大题共2小题，共15分。
11.某同学练习使用多用电表。多用电表的表盘如图所示。
使用多用电表前，观察指针是否对齐左端“0”刻度线。若未对齐，则应调节______填“机械调零”或“欧姆调零”旋钮。
将选择开关旋至欧姆挡“”倍率，红、黑表笔分别与某一电阻的两端相接，若指针指在图甲中的虚线①位置，则选择开关应旋至______填“”或“”倍率，然后欧姆调零，再测量，指针指在图甲中的实线②位置，则______。
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。
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。
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。
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、，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______。
四、计算题：本大题共3小题，共39分。
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，重力加速度大小为g。
求电场的电场强度大小E；
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。
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。
求质量为m的宇航员在星球表面受到的重力；
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。
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，小球B、C的质量均为，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：
在手移开的瞬间，小球A的加速度大小a；
弹簧的劲度系数k；
小球A通过P点时的速度大小结果用根式表示。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：A、电场线是描述电场分布形态的一种理想线，其切线方向表示电场方向。由于在空间中任意一点的电场方向唯一，因此电场线在空间中不会相交，故A正确；
B、电荷是基本物理量之一，其变化必须以元电荷为基本单位的整数倍进行，即带电体的电荷量具有不连续性。故“可以连续变化”的说法不符合电荷量量子化的物理实质。故B错误；
C、电势能的大小不仅与电势有关，还与电荷的电性有关。正电荷在电势较高的位置具有较大的电势能，而负电荷在电势较高的位置反而具有较小的电势能。选项未规定电荷电性。故C错误；
D、材料的电阻率反映其对电流的阻碍程度，电阻率越大，其导电性能越差。故D错误。
故选：A。
电场线在空间中任意一点的电场方向唯一，因此不会相交。电荷量变化必须遵循元电荷的整数倍，不能连续变化。电势能大小取决于电荷电性和电势高低，不能一概而论。电阻率越大，导电性能越差。
本题考查电场线、电荷量子化、电势能和电阻率等基础概念。需要准确理解电势能与电荷电性的关系、电阻率的物理意义等核心知识。选项C通过未限定电荷性质的设计，巧妙考查了电势能的双向判断能力，体现了对概念理解的深度要求。这类题目能有效检验学生对物理本质的掌握程度。
2.【答案】C
【解析】解：运动员的位移沿斜坡向上，重力与位移夹角大于，故重力做负功，故A错误；
B.支持力方向垂直斜坡向上，与位移方向垂直，则支持力不做功，故B错误；
C.运动员匀速向上跑时，脚与地面无相对滑动，静摩擦力的作用点在接触期间无位移，故静摩擦力做功为0，故C正确；
D.运动员匀速运动，动能不变；但高度增加，重力势能增大，故重力势能和动能之和增大，故D错误。
故选：C。
根据物体的位移和受到的各个力，结合功的概念，机械能知识进行分析解答。
考查物体各力做功的情况判断和机械能的问题，会根据题意进行准确分析解答。
3.【答案】B
【解析】解：根据匀强电场电场强度计算公式可得：，故B正确、ACD错误。
故选：B。
根据匀强电场电场强度计算公式求解该云层上、下两端的电势差。
本题主要是考查匀强电场电势差的计算，关键是掌握匀强电场电场强度和电势差的关系。
4.【答案】C
【解析】解：根据电阻的计算公式有，故C正确，ABD错误。
故选：C。
根据电阻的计算公式进行分析解答。
考查电阻的计算，图像的理解，会根据题意进行准确分析解答。
5.【答案】A
【解析】解：液体压强取决于液体的密度和液体的深度，而A、B、C孔处的液体均为水，C孔处深度最深，B孔处深度次之，A孔处深度最小；所以C孔处的压强最大，B孔处的压强次之，A孔处的压强最小；故C孔中射出的水的落地点离桌边的水平距离最远，B孔中射出的水的落地点离桌边的水平距离次之，A孔中射出的水的落地点离桌边的水平距离最近，故A正确，BCD错误。
故选：A。
液体内部存在压强，液体的压强与液体的密度和深度有关，在同一液体内部，压强随深度的增加而增大。
本题考查利用液体压强知识解决相关的问题，注重了物理知识的应用，是一道密切联系生活实际的题目。
6.【答案】D
【解析】解：汽车以速率v通过水平弯道时，汽车的向心力大小为F，满足，当汽车以速率2v转弯时，有，故D正确，ABC错误。
故选：D。
根据向心力表达式结合相应数据计算解答。
考查圆周运动向心力问题，会根据题意进行准确分析解答。
7.【答案】B
【解析】解：设右侧平行金属板距离为d，左侧两金属板间的电压是2U，右侧两金属板间电压是U，带电粒子在加速电场中运动时，由动能定理得，垂直进入右侧平行金属板间的电场做类平抛运动，则有水平方向，竖直方向，又，联立解得，故B正确，ACD错误。
故选：B。
根据动能定理和类平抛运动的位移规律列式解答。
考查带电粒子在电场中的偏转问题和动能定理、类平抛运动规律的应用，会根据题意进行准确分析解答。
8.【答案】ABD
【解析】解：当三个电阻串联时，总电阻为，当三个电阻并联时，总电阻为，当两个电阻串联后与第三个电阻并联时，总电阻为，当两个电阻并联后与第三个电阻
串联时，总电阻为，故ABD正确，C错误。
故选：ABD。
根据串并联电路的电阻特点进行列式解答。
考查串并联电路的特点，会根据题意进行准确分析解答。
9.【答案】BD
【解析】解：AB、当汽车牵引力阻力f时，速度最大。由，此时，额定功率，阻力，则：
故A错误，B正确。
CD、由牛顿第二定律，，，，得
由，，，得
由，，，得
故C错误，D正确。
故选：BD。
当汽车牵引力等于阻力时，加速度为0，速度最大。根据可算最大速度；先由牛顿第二定律算匀加速阶段牵引力F；再用匀变速速度公式算2s末速度v；最后根据算实际功率。
综合牛顿第二定律、功率公式及机车启动过程，考查知识点关联度高，能有效检验学生对力学规律在机车运动中应用的理解，区分学生对复杂过程的分析能力。整体是经典的机车启动问题练习，适合巩固力学与功率综合应用的核心知识。
10.【答案】BC
【解析】解：因为小球乙下落过程中所受的静电力越来越大，所以小球乙先加速运动后减速运动，可知该过程中小球乙的加速度先减小后增大，故A错误，B正确；
C.对小球乙下落的过程，根据动能定理有
解得
可得小球乙下落的过程中电势能的增加量
故C正确；
D.此种情况下，对小球乙下落的过程，根据动能定理有
解得
故D错误。
故选：BC。
根据小球乙受力情况，结合速度变化分析加速度变化，根据动能定理分析小球乙下降过程中电势能的变化及到达A点的速度。
本题考查带电体在电场中的运动，目的是考查学生的推理论证能力。
11.【答案】机械调零； ，1300
【解析】使用多用电表前，应先进行机械调零，若观察到指针未与左端“0”刻度线对齐，则应调节机械调零旋钮；
若指针指在图甲中的虚线①位置，说明被测电阻的阻值很大，需要使用较大倍率的挡位，则选择开关应旋至；
指针指在图甲中的实线②位置时，则
故答案为：机械调零；，1300。
根据多用电表欧姆挡的使用方法判断；
根据欧姆表的读数特点和方法判断。
本题关键掌握多用电表欧姆挡的使用方法和读数方法。
12.【答案】不需要； 等于；
【解析】本实验只是验证机械能守恒定律，结合实验原理可知，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。
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的遮光时间等于滑块通过光电门2的遮光时间，说明滑块向左做匀速运动，说明气垫导轨已经调为水平。
遮光条通过光电门2的瞬时速度的表达式，通过光电门1的速度，如果系统机械能守恒，则有。
故答案为：不需要；等于；。
根据验证机械能守恒定律的实验原理和注意事项进行分析解答；
根据滑块做匀速直线运动的要求进行分析解答；
根据机械能守恒定律列式推导。
考查验证机械能守恒定律的实验原理和注意事项、表达式的推导，会根据题意进行准确分析解答。
13.【答案】电场的电场强度大小等于；
小球通过最低点时轻杆对小球的拉力大小为3mg
【解析】带电小球静止时电场力水平向右，与场强方向相同，小球所带电荷的电性为正。小球受重力、电场力和轻杆的拉力，
根据平衡条件有：解得：；
从最高点到最低点，动能定理：，
小球在最低点由牛顿第二定律得
解得小球通过最低点时轻杆对小球的拉力大小为
答：电场的电场强度大小等于；
小球通过最低点时轻杆对小球的拉力大小为3mg。
小球受重力、电场力和轻杆的拉力，根据平衡条件求解电场强度；
由动能定理求小球运动到A点时的速率v，根据牛顿第二定律求解此时轻杆的拉力大小。
本题考查带电体在电场中的运动问题，关键对小球进行受力分析与运动分析，再运用平衡条件来求轻杆拉力，根据动能定理求出小球的最大速度。
14.【答案】质量为m的宇航员在星球表面受到的重力是
他在星球表面上竖直起跳的最大高度H是
【解析】不考虑星球自转，重力等于万有引力，即
解得
宇航员在星球表面所受重力
竖直起跳后宇航员做竖直上抛运动，设初速度为v，
跳起的最大高度，
解得
答：质量为m的宇航员在星球表面受到的重力是。
他在星球表面上竖直起跳的最大高度H是。
重力等于万有引力，根据万有引力公式求解。
应用运动学公式求出跳起的最大高度。
知道不考虑星球的自转时重力等于万有引力是解题的前提，应用万有引力公式、牛顿第二定律与运动学公式即可解题。
15.【答案】在手移开的瞬间，小球A的加速度大小为；
弹簧的劲度系数为；
小球A通过P点时的速度大小为
【解析】在手移开的瞬间，根据牛顿第二定律
小球A的加速度大小
手移开前，设弹簧的压缩量为；
对小球B，根据平衡条件
小球C刚要离开地面，设弹簧的伸长量为；
对小球C，根据平衡条件
解得
小球B上升的高度
根据数学知识
解得
代入数据解得
以小球A、B、C和弹簧为系统，从手移开的瞬间到小球A通过P点的过程中，弹性势能的变化量
小球A通过最低点P时，将小球A的速度沿着轻绳方向和垂直轻绳方向分解，如图所示：
小球B的速度
根据动能定理
联立解得。
答：在手移开的瞬间，小球A的加速度大小为；
弹簧的劲度系数为；
小球A通过P点时的速度大小为。
在手移开的瞬间，小球A只受重力作用，根据牛顿第二定律求解作答；
根据平衡条件分别求解在手移开的瞬间和小球C刚要离开地面时弹簧的形变量，再结合数学知识求解作答；
以小球A、B、C和弹簧为系统，从手移开的瞬间到小球A通过P点的过程中，弹性势能的变化量为零；小球A通过最低点P时，将小球A的速度沿着轻绳方向和垂直轻绳方向分解，根据动能定理求解作答。
本题主要考查了弹簧类问题中的机械能守恒，要熟练掌握胡克定律、牛顿第二定律和平衡条件的运用；解题时注意抓住临界条件，知道弹簧形变量相同，弹性势能相同，理解整个过程弹性势能的变化量为零是解题的关键。

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