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黑龙江省安达市高级中学2024-2025学年高一下学期期末考试物理试卷
一、单选题
1．下列说法中符合物理学史实的是（ ）
A．卡文迪什通过扭秤实验测出了引力常量
B．伽利略提出了万有引力定律
C．法拉第最早测得了元电荷的数值
D．相对论和量子力学的建立说明经典力学已没有应用价值
2．如图所示，完全相同的四分之一绝缘圆弧所带电荷量的绝对值相等，且电荷均匀分布。下列四种放置方法中坐标原点均与圆弧的圆心重合，则坐标原点处电场强度最大的是（　　）
A． B．
C． D．
3．如图所示，平行金属板电容器充电后与电源断开。将左金属板向右平移一小段距离，则（　　）
A．电容器的电容变小 B．静电计的指针张角减小
C．电容器的带电量减小 D．金属板间电场强度增大
4．如图，abcd是一矩形的四个顶点，且ab=cd=10cm，ad=bc=20cm，电场线与矩形所在平面平行，已知a点电势为6V，b点电势为13V，c点电势为-1V，则（　　）
A．场强大小为：E=70V/m B．d点电势为：-8V
C．c点电势可能比d点低 D．场强方向由b指向c
5．在x轴上有两个点电荷，其静电场的电势在x轴上分布如图所示。下列说法正确的是
A．、处电场方向相同
B．处的电场强度比处的大
C．带正电的试探电荷在处的电势能小于在处的电势能
D．带正电的试探电荷沿x轴从处移动到处，电场力先做负功后做正功
6．我国发射的“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面南极艾肯特盆地冯·卡门预选着陆区．探测器在月球上空高h的Ⅰ轨道上做圆周运动，为了使探测器较安全的落在月球上的B点，在轨道A点开始减速，使探测器进入Ⅱ轨道运动。已知月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，不计月球的自转，万有引力常量为G，下列说法正确的是：（　　）
A．根据以上信息可以求出月球的平均密度
B．根据以上信息可以求出“嫦娥四号”在Ⅰ轨道上所受的万有引力
C．“嫦娥四号”在轨道Ⅱ的机械能大于在轨道Ⅰ的机械能
D．根据以上信息无法求出从A点运动到B点的时间
7．如图，光滑绝缘水平面AB与竖直面内光滑绝缘半圆形轨道BC在B点相切，轨道半径为r，圆心为O，O、A间距离为。原长为的轻质绝缘弹簧一端固定于O点，另一端连接一带正电的物块。空间存在水平向右的匀强电场，物块所受的电场力与重力大小相等。物块在A点左侧释放后，依次经过A、B、C三点时的动能分别为，则（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题
8．飞船b与空间站a交会对接前绕地球做匀速圆周运动的位置如图所示，虚线为各自的轨道，则（ ）
A．a的周期大于b的周期 B．a的加速度小于b的加速度
C．a的运行速度大于b的运行速度 D．a的角速度速度大于b的角速度
9．一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前内做匀加速直线运动，末达到额定功率，之后保持以额定功率运动，其图像如图所示。已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，重力加速度取，则以下说法正确的是（　　）
A．汽车的最大速度为
B．汽车的额定功率为
C．汽车在前内的牵引力做的功为
D．汽车速度为时的加速度为
10．如图所示，轻质绝缘细线一端系在点，另一端与带电量为的小球（可视为质点）连接，整个装置处在水平向右、场强大小为的匀强电场中，小球静止时处在点，点在点的正下方，与间的夹角为，点在点正右方且与点等高，已知，现把小球移至A点，给小球一个水平向右的初速度（为未知量），小球正好能够到达点（运动过程中小球的电量不变），重力加速度为，下列说法正确的是（　　）
A．小球的质量为
B．小球在A点获得的动能为
C．小球从A到的过程中，速度的最大值为
D．小球从A到的过程中，通过点时细线的张力最大
三、实验题
11．某同学利用如下器材：电池、电容器、电阻箱、定值电阻、小灯泡、电流表、秒表、单刀双掷开关、导线若干，按甲图所示进行组装后，观察电容器的充电、放电现象。
(1)如图甲所示，实验中该同学先将电阻箱的阻值调为，将单刀双掷开关S与“1”端相接，记录电流随时间的变化。电容器充电完成后，再将单刀双掷开关S与 “2”端相接，在接通瞬间电阻中的电流方向为 （选填“从M到N”或“从N到M”）。
(2)将电阻箱的阻值调为（），再次将开关S与“1”端相接，记录电流随时间的变化情况。两次得到的电流I随时间t的变化如图乙中曲线所示，其中实线反映的是电阻箱的阻值为 （选填“”或“”）时的实验结果。
(3)图乙中实线和虚线与坐标轴围成的面积分别为、，则 （选填“>”“<”或“=”）。
12．利用如图所示的装置验证机械能守恒定律的实验。
(1)下列操作正确的是________
A．打点计时器应接到直流电源上
B．先释放重物，后接通电源
C．释放重物前，重物应尽量靠近打点计时器
D．利用公式或计算重物速度
(2)如下图所示，为实验中所得到的甲、乙两条纸带，应选 （选填“甲”或“乙”）纸带好。
(3)实验中，某实验小组得到如图所示的一条理想纸带。在纸带上选取三个连续打出的点、、，测得它们到运动起始点的距离分别为、、。已知当地重力加速度为，打点计时器打点的周期为。重物的质量为，从打点到打点的过程中，重物的重力势能减少量 ，动能增加量 。
(4)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起点的距离，计算对应计数点的重物速度，描绘图像，并做如下判断：只要图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒。则该同学的判断 （选填“正确”或者“不正确”）
四、解答题
13．如图所示，一质量为，带电量大小为的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向成，小球在运动过程中电量保持不变，重力加速度取10m/s 。
(1)小球带正电荷还是负电荷
(2)求电场强度大小；
(3)细线受到的拉力大小。（）
14．如图所示，一半径为的竖直光滑圆弧轨道与水平地面相接于B点，O为圆心，C、D两点分别位于轨道的最低点和最高点，。距地面高度为的水平台面上有一质量为小物块，开始小物块到台面右端A点的距离，对小物块施加水平向右的推力F，使其由静止开始运动，到达平台边缘上的A点时撤去F，小物块恰好沿圆轨道切线方向滑入轨道。已知小物块与平台间的动摩擦因数，重力加速度，，，空气阻力不计。求：
(1)AB间的水平距离；
(2)推力F的大小；
(3)小物块通过圆弧C点时对轨道的压力；
(4)小物块若能通过最高点D，求对D点的压力大小；若不能，求小物块离开圆轨道时的速度大小。
15．如图甲所示，P处有一粒子源，可以持续均匀地“飘”出（初速度为零）氢离子，经M、N间的加速电场加速后，粒子可以进入辐向电场（电场强度方向指向O），沿着半径为R的圆弧运动。从辐向电场射出后，粒子沿平行金属板A、B间的中心线II’ 射入匀强电场，最后都打在足够长的收集板上。 已知UMN=U，氢离子电荷为e，质量为m， AB间的电场随时间变化如图乙所示（AB为正方向，周期为T）， AB板的长度，以下答案用U、R、e 、m、T、 E0表示，不考虑粒子间的相互作用。求：
（1）氢离子从N板射出时的速度大小v；
（2）半径为R的圆弧处的电场强度大小E；
（3）收集板上收集到粒子的位置会发光，求发光长度x。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A A B B B A C AB BC BD
11．(1)从M到N
(2)
(3)=
【详解】（1）开关S与“1”端相接，电容器充电，上极板带正电；开关S与“2”端相接，电容器放电。接通瞬间，电流从上极板流出，经开关S、小灯泡L、电阻回到下极板。故电阻中的电流方向为从M到N。
（2）开始充电瞬间，由闭合电路欧姆定律有
由图像可知，开始充电时实线对应的电流较小，此时电路中的总电阻较大，又，故此时电阻箱阻值为。
（3）由横纵坐标可知，图像的物理意义为充电过程中电流随时间的变化图线，故曲线与坐标轴所围面积等于该次充电完成后电容器上的电荷量。又，两次C、U都相同，则Q也相同。故。
12．(1)C
(2)甲
(3)
(4)不正确
【详解】（1）A．打点计时器应接到交流电源上，选项A错误；
B．先接通电源，后释放重物，选项B错误；
C．释放重物前，重物应尽量靠近打点计时器，以充分利用纸带，选项C正确；
D．利用公式或计算重物速度，就相当间接使用了机械能守恒定律，失去了验证的价值，应该通过纸带上两点间的平均速度等于中间时刻的速度来计算重物的速度，选项D错误。
故选C。
（2）为实验中所得到的甲、乙两条纸带，为了使得打第一个点的速度为零，应选第一、二两个点间距接近2mm的纸带，即选择甲纸带好。
（3）[1]从打点到打点的过程中，重物的重力势能减少量
[2]动能增加量
（4）该说法不正确；若机械能守恒，则满足
即
则描绘图像应该是过原点的，斜率为2g的直线才能说明机械能守恒。
13．(1)负电荷
(2)
(3)0.125N
【详解】（1）以小球为对象，根据受力平衡可知，小球受到的电场力水平向左，与电场方向相反，则该小球带负电。
（2）根据平衡条件有
解得
（3）根据平衡条件，可得细线受到的拉力大小
14．(1)
(2)
(3)，方向竖直向下
(4)
【详解】（1）从A点到B点，做平抛运动，竖直方向，
在B点根据速度与圆轨道相切可知：
解得
在水平方向有
解得
（2）物体在平台上运动过程，根据动能定理有
解得
（3）物块由B到C过程，根据动能定理有
在B点，根据速度分解有
在C点，根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律，物块对轨道的压力大小为，方向竖直向下。
（4）若能运动到轨道最高点D，设此时的速度大小为，由C到D，根据动能定理有
解得
若恰能到D点，由重力提供向心力，则有
解得
由于
可知物块能通过D点，在D点受到轨道向下的弹力，则有
解得
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据动能定理
解得
（2）根据电场力提供向心力
解得
（3）根据牛顿第二定律
eE0=ma
①由t=0时刻进入的粒子a，其v-t图像如图所示，打到收集板上的右侧，离I’最远
根据位移与时间的公式有
②由t= 时刻进入的粒子b，其水平方向的v-t图像如图所示，正好打在I’处
③由t= 时刻进入的粒子c，其水平方向的v-t图像如图所示，打到收集板上的左侧，离I’最远
则有
④由粒子水平方向的v-t图像可知，其它时间进入的粒子均在a、c粒子之间
综上述，粒子收集板上收集到氢离子的长度

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