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山东省青岛市2024-2025学年高一下学期期末检测物理试题
一、单选题
1．关于做曲线运动的物体，下列说法正确的是（ ）
A．速度大小一定发生变化
B．加速度方向一定不断变化
C．在某段时间内的路程不可能为零
D．所受合力的方向与加速度方向一定不在同一直线上
2．如图所示，一根粗细均匀的导线中自由电子向右定向移动的平均速率为v，导线两端加上恒定电压U，若导线横截面积为S，电子的电荷量为e，自由电子数密度为n，下列说法正确的是（ ）
A．等效电流的大小为nev
B．等效电流的方向向右
C．若将导线均匀拉长为原来的2倍，导线电阻变为原来的2倍
D．若将导线均匀拉长为原来的2倍，导线中自由电子定向移动的平均速率变为
3．如图所示，等边三角形的顶点A、B、C分别固定三个等量正点电荷，O点为三角形的中心，D、E、F为三角形各边中点，G、H两点关于BC的中垂线对称。图中实线为电场线，规定无穷远处的电势为零。下列说法正确的是（　　）
A．O点的电场强度和电势均为零
B．D、E、F点的电场强度相同
C．D、E、F点的电势相等
D．负电荷在H点的电势能大于在G点的电势能
4．如图所示，某水车边缘均匀分布着30个盛水的竹筒，在水流冲击下，水车边缘以的速率匀速转动，当装满水的竹筒到达最高处时将水全部倒入水槽中。已知水车的半径为5m，每个竹筒中装入水的质量均为1kg。忽略竹筒装水的过程和水车浸入水的深度，重力加速度，则水车运水的功率为（ ）
A．50W B．25W C．15W D．10W
5．如图所示，绝缘轻弹簧上端固定在天花板的点，下端系一质量为、电荷量为的带正电小球，小球套在点正下方的光滑水平绝缘杆上，是点在杆上的投影，整个装置处于电场强度大小为，方向水平向右的匀强电场中。现给小球一初速度使其从点运动到点，小球在、两点受到的弹簧弹力大小相等。已知，则小球从点运动到点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球的速度一定先增大后减小 B．小球在点的加速度大小为
C．弹簧的弹性势能先增大后减小 D．小球的电势能先减小后增大
6．如图所示，两平行等长的竖直金属板与恒定电源相连，左极板带正电，右极板带负电，一绝缘细线上端固定在电场中的点，下端悬挂一带电小球，小球静止时，细线与竖直方向夹角为。现将两金属板同时绕各自的中心逆时针缓慢旋转相同的角度，两中心在同一水平线上，小球未与金属板接触且最终仍处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．小球带正电 B．小球所受电场力的水平分量不变
C．细线对小球的拉力变小 D．小球静止时细线与竖直方向夹角变大
7．如图所示，竖直平面内光滑绝缘杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点，B点为AC的中点，C点为圆周与水平面的切点，圆心O处固定一正点电荷。一质量为m、电荷量为-q的小球套在杆上，从A点由静止开始下滑。已知A点距水平面的竖直高度为3R，小球滑到B点时的速度大小为，小球可视为质点，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．小球下滑过程中电势能先增大后减小 B．小球滑至BC中点时动能最大
C．A、C两点间的电势差 D．小球滑至C点时的速度大小为
8．空间存在沿轴方向的电场，其电势随坐标变化的图像为如图所示的余弦函数图像。将一带正电的粒子从原点由静止释放、粒子仅在电场力作用下沿轴正方向运动。下列选项分别表示轴上各点的电场强度、粒子的加速度、动能和电势能随的变化图像，其中正确的是（ ）
A．B．C． D．
二、多选题
9．如图所示，水平面内有一边长为的正方形匀强电场区域，电场方向与水平面平行，一带电粒子以速度从A点沿方向射入正方形区域，以速度从点沿方向射出。已知粒子质量为，电荷量为，不计粒子重力。下列说法正确的是（　　）
A．匀强电场的电场强度方向沿方向 B．匀强电场的电场强度大小为
C．从A到的运动时间为 D．从A到的速度变化量的方向由指向
10．如图所示，倾斜圆盘绕过圆心且与盘面垂直的转轴以角速度匀速转动，盘面有一可视为质点的物块随圆盘一起做匀速圆周运动。已知物块的质量为0.1kg，物块到转轴的距离为0.5m，物块与盘面的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘面与水平面夹角，重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A．角速度的最大值为
B．运动过程中摩擦力方向始终通过圆盘中心
C．越大物块在最高点受到的摩擦力一定越大
D．物块在最高点受到的摩擦力最小值为0.25N
11．如图所示，质量、长为4m的木板静置于光滑水平面上。质量的小物块以初速度滑上木板左端的同时，对木板施加一水平向右的恒力F，当木板向右运动2m时撤去F。已知物块可视为质点，物块与木板间的动摩擦因数，，重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A．刚开始运动时木板的加速度大小为1m/s2
B．撤去F时木板的速度为1m/s
C．木板向右运动2m时，物块恰好位于木板右端
D．整个过程中系统因摩擦产生的热量为2J
12．如图所示，弹性轻绳A端固定于墙上，C端拴接质量为m的小球，小球套在竖直杆上。轻杆OB一端固定在墙上，另一端装有定滑轮。初始时ABC在同一水平线上，小球从C点由静止释放滑到E点时速度恰好为零。已知弹性轻绳的原长等于AB，小球在C点时弹性轻绳的拉力为mg，B、C间距离为，C、E间距离为h，D为CE的中点，小球与杆之间的动摩擦因数为0.5，弹性轻绳始终处在弹性限度内。下列说法正确的是（ ）
A．小球下滑过程中受到的摩擦力不变
B．小球在CD段损失的机械能大于小球在段损失的机械能
C．小球滑到C点下方时速度最大
D．若在E点给小球一个向上的速度，小球恰好能回到C点
三、实验题
13．某实验小组为探究轻弹簧的弹性势能与形变量的关系，设计了如图所示的实验装置，将挡板固定在水平气垫导轨上，轻弹簧左端固定在挡板上，右端放置一小滑块。调整挡板的位置，当弹簧处于原长时，小滑块恰好处于气垫导轨最右端，用重垂线记录气垫导轨最右端在水平地面上的投影点。实验时，让小滑块向左压缩弹簧，记录压缩量，释放滑块后滑块从气垫导轨的最右端离开，落在水平地面上的点，测出的距离。改变压缩量，测出对应的。
10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00
1.01 1.50 2.01 2.50 3.01 3.49
(1)某次实验中滑块的落点到的距离为，气垫导轨最右端到点高度为，重力加速度为，则滑块与弹簧分离时的速度大小为 （用，，表示）；
(2)该小组得到的弹簧压缩量与对应的距离的数据如表格所示，分析表中数据可知弹簧的弹性势能与 （选填“”“”或“”）成正比，比例系数为。若小滑块质量为，重力加速度为，则 （用，，表示）。
14．为探究平抛运动水平方向的运动规律，某同学设计了如图甲所示的实验装置，小球从斜面上滚下，沿桌面飞出后做平抛运动。在小球抛出后经过的地方，水平放置一木板，在木板上放一张白纸，白纸上放有复写纸。为了方便记录小球落点位置，该同学还在桌子边缘设置了一个竖直标尺，零刻度与水平桌面对齐；在木板的边缘设置了一个水平标尺，零刻度与桌面的竖直边缘对齐，不断调节木板高度，借助标尺记录小球落点的坐标，并绘制了如图乙所示的图像。
(1)为完成该实验，下列做法必要的是______
A．斜面必须光滑 B．斜面的末端必须与桌面的右边缘重合
C．必须从同一位置释放小球 D．应选用密度大体积小的小球
(2)由图乙可知小球水平方向做匀速直线运动，已知重力加速度，可计算出小球做平抛运动的初速度 ；
(3)图乙中点明显偏离“直线”，造成这一偏差可能的原因是______
A．小球释放的位置偏高 B．小球释放的位置偏低
C．水平标尺零刻度较桌子边缘偏右 D．水平标尺零刻度较桌子边缘偏左
(4)该同学进一步研究发现，若图甲中的，则和满足 关系时，也可以验证小球水平方向做匀速直线运动。
四、解答题
15．北斗卫星导航系统是我国自主研发的全球卫星导航系统，该系统由静止卫星和一般轨道卫星组成。如图所示，北斗卫星导航系统中一般轨道卫星位于赤道上空，其对地张角为60°。已知地球半径为，地球表面重力加速度为，引力常量为。求
(1)地球的平均密度；
(2)卫星的周期。
16．如图所示，由两轻杆连接成的“V”形光滑支架可以绕竖直轴线OO'匀速转动，两轻杆与水平面间夹角均为60°，A、B两点等高。A点固定一带电小球，绝缘轻质弹簧一端固定于轻杆OD顶端，另一端与套在杆上质量为m的带电小球相连。初始时，小球静止于OB中点C且对杆无压力，此时弹簧的形变量为2L。现驱动该装置绕OO'转动，使小球缓慢移动至B点。已知，重力加速度为g，不计空气阻力，求
(1)弹簧的劲度系数；
(2)小球在B点的库仑力大小；
(3)小球在B点时的角速度（结果保留根式）。
17．如图所示，平面直角坐标系xOy的第一象限中存在沿y轴负方向的匀强电场E1（大小未知）；第二象限中存在沿x轴正方向、电场强度大小为E0的匀强电场；第四象限内有边界均平行于x轴的区域Ⅰ和区域Ⅱ，区域Ⅰ的上边界与x轴重合，两区域足够长且宽度均为L。区域Ⅰ内没有电场，区域Ⅱ内存在沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子在A点由静止释放，从x轴上B点进入第四象限，此时速度方向与x轴正方向的夹角为60°。已知A点坐标为，不计粒子重力。
(1)求粒子经过y轴时的速度大小；
(2)若粒子无法穿过区域Ⅱ，求区域Ⅱ的电场强度E2的最小值；
(3)若区域Ⅱ的电场强度取第（2）问的最小值，求粒子第5次经过x轴时到O点的距离。
18．如图所示，质量的木板锁定在倾角的固定斜面上，质量的小物块（可视为质点）锁定在木板上端，斜面底端与半径的光滑竖直圆弧轨道通过薄挡板相连，与斜面垂直且沿着半径方向，长度刚好等于木板厚度，为圆弧轨道的最高点。同时解除锁定后，物块、木板均开始运动，当木板与挡板相碰后，立即停止运动，此后物块继续沿木板下滑至点时的速度。已知木板锁定时下端到挡板的距离，物块与木板间的动摩擦因数，木板与斜面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，，，。
(1)求解除锁定时物块和木板的加速度大小；
(2)求从解除锁定到物块离开木板的过程中，物块和木板间因摩擦产生的热量；
(3)求物块脱离圆弧轨道后相对圆心上升的最大高度；
(4)通过计算判断物块脱离圆弧轨道后能否撞上木板。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D C A B B D B BD AD
题号 11 12
答案 AC ACD
13．(1)
(2)
【详解】（1）滑块从气垫导轨的最右端离开后做平抛运动，有
竖直方向
水平方向
联立，解得分离时的速度大小为
（2）[1][2]由小问（1）可知，
由题意，弹簧的弹性势能转化为二者分离时滑块的动能，即
由表可知，在误差允许的范围内，
则
则比例系数
14．(1)CD
(2)1
(3)BC
(4)
【详解】（1）A．小球从斜面滑下后在水平面运动，从水平桌面边缘水平抛出，不需要斜面和桌面光滑，故A错误；
B．小球离开桌面做平抛运动即可，不需要斜面的末端必须与桌面的右边缘重合，故B错误；
C．要使每次从桌子边缘抛出的初速度相同，必须保证小球每次均从斜面上的同一位置静止释放，故C正确；
D．为了减少阻力的影响，要选用密度大体积小的小球，故D正确。
故选CD。
（2）平抛运动竖直方向
水平方向
消除t可得整理可得
图像的斜率为
解得
（3）由图可知P点的斜率明显偏小，根据
分析可知可能的原因为小球释放的位置较“同一位置”偏低，导致初速度较小，或水平标尺零刻度较桌子边缘偏右导致水平位移的测量值偏小，故选BC。
（4）小球在竖直方向做出速度为零的匀加速直线运动，若图甲中的，根据推论可知两端时间相等，若，根据
可知小球水平方向做匀速直线运动。
15．(1)
(2)
【详解】（1）对地球表面某物体
则地球的平均密度
联立解得
（2）由几何关系得，卫星的轨道半径为
对卫星，有
联立，解得其周期
16．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）小球在C点处于平衡状态，弹簧的拉力
可得弹簧的劲度系数为
（2）小球在C点处于平衡状态，所受的库仑力
小球在B点所受的库仑力
解得
（3）小球在B点时，弹簧的弹力
设轻杆的支持力为FN
竖直方向上：
解得
水平方向上：
解得
17．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）设粒子经过y轴的速度为v1
根据动能定理
解得
（2）粒子区域Ⅰ内做匀速直线运动，进入区域Ⅱ时竖直方向的速度仍为vy1
，
解得
（3）粒子在第一象限内做类平抛运动，水平方向的位移x1
解得
粒子区域Ⅰ内做匀速直线运动，水平方向的位移Δx
粒子区域Ⅱ内做曲线运动
根据运动的周期性和对称性可得，粒子第5次经过x轴的坐标为
18．(1)，
(2)
(3)
(4)不能撞上木板
【详解】（1）假设小物块加速快，对物块根据牛顿第二定律，有
解得
对木板根据牛顿第二定律
解得
可知，则假设成立。即二者加速度分别为
（2）物块从解除锁定到下滑至点，有
解得下滑位移
则木板长度
则物块和木板间产生的热量
（3）物块脱离圆轨道时，设物块和点连线与水平方向夹角为，如图所示
由牛顿第二定律得
物块从进入圆轨道到脱离圆轨道，由机械能守恒定律，有
联立可得，
物块脱离轨道后做斜上抛运动，竖直方向，有
解得
则物块脱离圆轨道后相对点上升的最大高度为
（4）假设物块离开圆轨道后刚好撞到挡板的点，则在水平方向，有
解得
代入竖直方向，有
解得
而
则其不能撞上木板。

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