江蘇省南通市如皋市2024-2025學(xué)年高一（下）期中物理試卷

一、單選題：本大題共11小題，共44分。

1.如圖所示，不帶電的金屬球放在絕緣水平面上，距球心2廠處有一個電

2r

荷量為+q的點(diǎn)電荷，靜電力常量為匕則金屬球達(dá)到靜電平衡后（）

A.金屬球的左側(cè)感應(yīng)出正電荷B.金屬球左端的電勢比

右端的IWJ

C.金屬球附近的等勢面是同心圓D.感應(yīng)電荷在球心處產(chǎn)生的場強(qiáng)為叫

2.一平行板電容器充放電電路如圖所示。開關(guān)S接1,電源E給電容器C充電；S接2,電容器C對電阻R放電。

則（）

A.充電過程中，電壓表示數(shù)減小

B.充電過程中，流過電阻R的電流方向自左向右

C.放電過程中，電流表示數(shù)減小

D.放電過程中,流過電阻R的電流方向自右向左

3.如圖所示，平行金屬板電容器充電后與電源斷開。將左金屬板向右平

移一小段距離，貝1（）

A.電容器的電容變小

B.靜電計的指針張角減小

C.電容器的帶電量減小

D.金屬板間電場強(qiáng)度增大

4.2025年4月25日，神舟二十號載人飛船的3名航天員順利進(jìn)駐我國空間站。在與飛船對接前，空間站進(jìn)行

了軌道調(diào)整，近地點(diǎn)、遠(yuǎn)地點(diǎn)的高度均進(jìn)行了抬升，則軌道調(diào)整后的空間站（）

A.周期比調(diào)整前的大

B.機(jī)械能比調(diào)整前的小

C.在遠(yuǎn)地點(diǎn)受到的萬有引力比調(diào)整前的大

D.在近地點(diǎn)受到的萬有引力的功率比調(diào)整前的小

5.某靜電場中的電場線如圖所示，一帶電粒子僅受電場力作用，其運(yùn)動軌跡如圖中

虛線所示，則粒子（）

A.帶負(fù)電荷

B.一定從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)

C.在M點(diǎn)的加速度比在N點(diǎn)的大

D.在M點(diǎn)的電勢能比在N點(diǎn)的大

6.如圖所示，帶等量正電的點(diǎn)電荷固定在4、B兩點(diǎn)，。是4、8連線的中；

I

點(diǎn)，N、P是中垂線上的兩點(diǎn)，ON=OP。一帶負(fù)電的試探電荷，從P點(diǎn)

I

由靜止釋放，只在靜電力作用下運(yùn)動，則試探電荷（）小1小

十-----------2---------十

A.在P點(diǎn)受到的電場力與PN垂直ArB

I

I

B.運(yùn)動到。點(diǎn)時的速度最大

I

C.沿著PiO—N,試探電荷的加速度一定先減小后增加'

D.若試探電荷的電荷量增大，試探電荷在P點(diǎn)所受電場力與其電荷量的比值減小

A.地面對人做功越多B.人在最高點(diǎn)時的加速度越大

C.人在最高點(diǎn)時的機(jī)械能越大D.人在最高點(diǎn)離地的高度越大

8.在x軸上有兩個點(diǎn)電荷，其靜電場的電勢0在久軸上分布如圖所示。下列說法正確的是

（）

A.%1＞久3處電場方向相同

B./處的電場強(qiáng)度比不處的大

C.帶正電的試探電荷在久1處的電勢能小于在X2處的電勢能

D.帶正電的試探電荷沿X軸從與處移動到久3處，電場力先做負(fù)功后做正功

9.已知籃球在空中運(yùn)動時所受空氣阻力與速度大小成正比。從籃球與地面碰撞后豎直彈起到再次與地面碰

撞的過程中，籃球的速度以動能以隨時間t或高度%變化的圖像可能正確的是（）

10.某物流車間用如圖甲所示的電機(jī)傳動的傳送帶運(yùn)送包裹。一包裹被輕放在傳送帶底端，在到達(dá)傳送帶頂

端的過程中，包裹的機(jī)械能E隨位移工變化的圖像如圖乙所示。貝式）

A.包裹在整個過程中做勻加速運(yùn)動

B.包裹在整個過程中受到的摩擦力不變

C.包裹與傳送帶相對滑動產(chǎn)生的內(nèi)能等于2E]

D.電機(jī)因傳送包裹多消耗的能量等于邑+E2

11.如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與套在粗糙豎直固定桿a處的圓環(huán)相連。圓

環(huán)從a處由靜止開始下滑，經(jīng)過B處，彈簧水平且處于原長，到達(dá)c處的速度為零。圓

環(huán)在c處獲得一豎直向上的速度，恰好能回到a處，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，則圓環(huán)（）

A.下滑過程中，彈簧的彈性勢能一直增大

B.下滑過程中，經(jīng)過B處時的速度最大

C.上滑過程中，受到恒定的摩擦力

D.上滑經(jīng)過B處的速度大于下滑經(jīng)過B處的速度

二、實(shí)瞼題：本大題共1小題，共15分。

12.小華用如圖甲所示的裝置驗證機(jī)械能守恒定律。已知重物4(含擋光片)、B的質(zhì)量分別小和2小，擋光片

的寬度為d。

光電門

占□?

/=[Z|A

(1)下列實(shí)驗操作步驟，正確順序是。

①測量擋光片中心到光電門中心的豎直距離九

②記錄擋光片經(jīng)過光電門的時間上

③先接通光電門的電源，后釋放B

④按圖甲裝配好定滑輪和光電門

⑤2、B用細(xì)繩連接后跨放在定滑輪上，用手托住B

(2)擋光片通過光電門時的速度大小為(用題中物理量的符號表示)。

(3)已知重力加速度為g,若滿足關(guān)系式(用題中物理量的符號表示)，則驗證了4、B組成的系統(tǒng)機(jī)械

能守恒。

(4)小華反復(fù)改變擋光片中心到光電門中心的豎直距離h,記錄擋光片通過光電門時間戊，作出圖像如圖乙

所示，則圖線的斜率為^=O

(5)本實(shí)驗中，釋放B時，手托住B向下移動了一小段距離后才與B分離，小華認(rèn)為該操作不會影響4、B系統(tǒng)

的機(jī)械能，你是否同意她的觀點(diǎn)？請簡要說明理由。

三、計算題：本大題共4小題，共41分。

13.利用三顆位置適當(dāng)?shù)牡厍蛲叫l(wèi)星，可使地球赤道上任意兩點(diǎn)之間保持無線電通信。已知地球的質(zhì)量為

半徑為R、自轉(zhuǎn)周期為T,引力常量為G。

(1)求地球同步衛(wèi)星距地面的高度h；

(2)假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變小，若仍僅用三顆同步衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)上述目的，求地球自轉(zhuǎn)周期的最小值7。

14.如圖所示，勻強(qiáng)電場內(nèi)有一矩形4BCD區(qū)域，邊長=4cm,BC=3cm,4、B、D*-------------*C

。三點(diǎn)的電勢分別為—6，、6V,6V,求：

(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小E和方向；

A?--------------?B

(2)電荷量為+e的試探電荷在C點(diǎn)的電勢能Epc。

15.如圖所示，質(zhì)量為2.5m的重物系在輕繩的一端，放在傾角a=53。的固定光滑斜面上，繩繞過光滑輕小

定滑輪，另一端系質(zhì)量為小的環(huán)，環(huán)套在豎直固定的光滑直桿上。已知定滑輪與直桿的距離為d,桿上的4點(diǎn)

與定滑輪等高，桿上的B點(diǎn)在4點(diǎn)正下方距離為處，輕繩繃直，系有重物一段的輕繩與斜面平行，不計一

切摩擦阻力，輕繩、桿、斜面足夠長，s譏53。=0.8,cos53°=0.6,重力加速度為g。現(xiàn)將環(huán)從力處由靜止

釋放，取4點(diǎn)所在的平面為參考平面，求：

(1)環(huán)剛被釋放時的加速度大小a；

(2)環(huán)到達(dá)B處時的速度大小藥；

(3)整個運(yùn)動過程中，環(huán)的機(jī)械能最小值與想。

16.如圖所示，真空中，在一對平行金屬板右側(cè)有邊長為L的正方形區(qū)域I,

整個區(qū)域I存在方向豎直向下、大小為Ei(未知)的勻強(qiáng)電場，緊鄰區(qū)域I右

側(cè)有寬為L、長為2L的矩形區(qū)域II,整個區(qū)域II存在方向水平向左、大小為三

的勻強(qiáng)電場，區(qū)域I的下邊與區(qū)域H的上邊在同一直線上。一質(zhì)量為機(jī)、電

荷量為+q的粒子在電場力的作用下由靜止從左極板向右運(yùn)動，從頂點(diǎn)4以速

度大小必與上邊相切進(jìn)入?yún)^(qū)域I,并從右邊中點(diǎn)B離開區(qū)域I。不計粒子重力。

求：

(1)金屬板兩極板間的電壓U0；

(2)區(qū)域I內(nèi)勻強(qiáng)電場的大小第；

(3)粒子離開區(qū)域II時的動能與。

答案和解析

1.【答案】A

【解析】4、因點(diǎn)電荷帶正電，會吸引金屬球上的電子，所以球的右側(cè)會感應(yīng)出負(fù)電荷，左側(cè)感應(yīng)出正電荷，

故A正確；

BC、金屬球體處于靜電平衡狀態(tài)，其內(nèi)部場強(qiáng)處處為零，這是正點(diǎn)電荷q在金屬球內(nèi)部產(chǎn)生的電場和感應(yīng)出

的電荷產(chǎn)生的電場疊加的結(jié)果，正點(diǎn)電荷q在金屬球內(nèi)產(chǎn)生的電場的場強(qiáng)并不為零，整個球體是一個等勢體,

其表面是等勢面，金屬球的左右兩側(cè)電勢相等，故錯誤；

。、因金屬球內(nèi)部電場場強(qiáng)處處為零，所以感應(yīng)電荷在金屬球球心處產(chǎn)生的電場場強(qiáng)大小與點(diǎn)電荷在金屬球

球心出產(chǎn)生的電場場強(qiáng)大小相等，球心距點(diǎn)電荷的距離為2r,所以根據(jù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度公式有E'=

E=k.-=k-%,故D錯誤；

(2r)4rz

故選：Ao

2.【答案】C

【解析】4、電壓表示數(shù)與電容器兩端電壓相等，充電時電壓表示數(shù)增大，故A錯誤；

3、充電過程中，流過電阻R的電流方向自右向左，故2錯誤；

CD,充電結(jié)束后電容器的上極板帶正電荷，故放電過程中上極板仍帶正電荷，且回路中電流方向為逆時針

方向，流過電阻R的電流方向自左向右，電容器所帶電量Q逐漸減小，根據(jù)電容定義式。=率可知電容器兩

極板間電勢差減小。因電阻R的電壓等于電容器電壓，故電阻R的電壓減小，根據(jù)歐姆定律，可知流過電阻R

的電流減小，故C正確，D錯誤；

故選：Co

3.【答案】B

【解析】4、將左金屬板向右平移一小段距離，金屬板間距離d減小，根據(jù)電容的決定式C=吊分析可知，

471kd

電容C增大，故A錯誤；

BC、平行金屬板電容器充電后與電源斷開，電容器的帶電量不變，由電容的定義式。=與分析可知，電容器

極板間電勢差減小，則靜電計的指針張角減小，故B正確，C錯誤；

。、根據(jù)C=吊、。=?以及E=弓可得E=當(dāng)，可知E與d無關(guān)，所以金屬板間電場強(qiáng)度不變，故。錯誤。

4nkdUaerS

故選：Bo

4.【答案】A

【解析】4根據(jù)開普勒第三定律，軌道半徑越大周期越大，則周期比調(diào)整前的大，故A正確；

5發(fā)射衛(wèi)星軌道半徑越大，火箭做功越多，則機(jī)械能越大，則機(jī)械能比調(diào)整前大，故8錯誤；

C.根據(jù)F=等，可知在遠(yuǎn)地點(diǎn)受到的萬有引力比調(diào)整前的小，故C錯誤；

。.在近地點(diǎn)速度方向與萬有引力垂直，根據(jù)功率公式，可知萬有引力的功率為0,故。錯誤。

故選：Ao

5.【答案】D

【解析】4、由電荷的運(yùn)動軌跡可知，電荷所受的電場力斜向上，與電場方向相同，則粒子帶正電，故A錯

誤；

8、由題無法判斷粒子帶運(yùn)動方向，故2錯誤；

C、電場線密的地方電場的強(qiáng)度大，電場線疏的地方電場的強(qiáng)度小，由圖可知，N點(diǎn)的場強(qiáng)大于M點(diǎn)的場強(qiáng)

的大小，在N點(diǎn)的受力大于在M的受力，所以粒子在M點(diǎn)的加速度小于它在N點(diǎn)的加速度，故C錯誤；

。、若粒子由M運(yùn)動到N,電場力做正功，粒子的電勢能減小，反之若粒子由N運(yùn)動到M,電場力做負(fù)功，

粒子的電勢能增大，所以粒子在M點(diǎn)的電勢能比在N點(diǎn)的大，故D正確；

故選：Do

6.【答案】B

【解析】兩個等量正點(diǎn)電荷周圍部分電場線分布情況如圖所示

4根據(jù)電場的疊加可知，在P點(diǎn)受到的電場力豎直向下，故A錯誤；

8、從N點(diǎn)到。點(diǎn)過程，試探電荷q受到的電場力由N-。，電場力做正功，動能增大，速度增大；從。點(diǎn)到P

點(diǎn)過程中，試探電荷q受到的電場力由P-。，電場力做負(fù)功，動能減小，速度減小，故q運(yùn)動到。點(diǎn)時的動

能最大，速度最大，故8正確；

C、P-。過程，電場線疏密情況不能確定，可能一直變疏，場強(qiáng)一直變小，q受到的電場力一直減小，加

速度一直減小；也可能先變密再變疏，場強(qiáng)先變大后變小，q受到的電場力先增大后減小，加速度先增大后

減小；根據(jù)對稱性可知，O-N過程，加速度可能一直增大，也可能先增大后減小，故C錯誤；

。、根據(jù)電場的性質(zhì)，P點(diǎn)場強(qiáng)僅由電場本身決定，探電荷在P點(diǎn)所受電場力與其電量的比值為該點(diǎn)的場強(qiáng)，

若試探電荷的電量增大，試探電荷在P點(diǎn)所受電場力與其電量的比值不變，故。錯誤。

故選：Bo

7.【答案】C

【解析】4、起跳過程，腳和地始終接觸且相對靜止，地面對腳底作用力的作用點(diǎn)無位移，所以地面對人不

做功，故A錯誤；

3、不計空氣阻力，運(yùn)動員在空中只受重力，加速度一直為重力加速度g,故8錯誤；

C、起跳速度越大，動能越大，而重力勢能不變，則起跳時機(jī)械能越大，由于人在空中機(jī)械能不變，所以人

在最高點(diǎn)時的機(jī)械能越大，故C正確；

。、起跳速度越大，但豎直分速度不一定越大，所以人在最高點(diǎn)離地的高度不一定越大，故。錯誤。

故選：Co

8.【答案】B

【解析】48、卬-％圖線的斜率表示電場強(qiáng)度，/、右處的斜率符號相反，所以這兩處的電場方向相反，且

久1處的電場強(qiáng)度比叼處的大，故A錯誤，8正確；

C、由圖可知刈處的電勢大于到處的電勢，根據(jù)Ep=q,可知，帶正電的試探電荷在/處的電勢能大于在叼處

的電勢能，故C錯誤；

D,帶正電的試探電荷沿支軸從叼處移動到久3過程中，試探電荷的電勢能先減小后增大，所以電場力先做正

功后做負(fù)功，故。錯誤。

故選：So

9.【答案】C

【解析】4B、u-t圖像的斜率表示加速度，根據(jù)牛頓第二定律得：

上升過程有：

mg+/=ma上

下降過程有：

mg—f=ma下

又有

f=kv

可得：

則上升過程中，隨著u的減小，a減??；

kv

=q----

下》TH

則下降過程中，a隨速度的增大而減小。故u-t圖像的斜率是一直減小的，故AB錯誤；

CD、由動能定理得：

上升過程有：

AEk=—(jng+

"減小，鼠-〃圖像隨著〃的增加應(yīng)是斜率的絕對值逐漸減小的曲線，即圖像為向上彎曲的曲線；

下降過程有：

AEk—(mg-kv)AA

v增大,5女-2圖像隨著加勺減小應(yīng)是斜率逐漸減小的曲線，即圖像為向下彎曲的曲線，故C正確，。錯誤。

故選：Co

【解析】AB,包裹剛放在傳送帶上時相對于傳送帶向下滑動，所受滑動摩擦力沿傳送帶向上，包裹向上做

初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，設(shè)包裹質(zhì)量為小，動摩擦因數(shù)為〃，傳送帶傾角為仇開始包裹沿傳送帶向

上做勻加速直線運(yùn)動，則gmgcose>mgs譏8,根據(jù)圖乙所示圖像可知，包裹開始做勻加速直線運(yùn)動，當(dāng)包

裹速度與傳送帶速度相等后，相對傳送帶靜止做勻速直線運(yùn)動，加速運(yùn)動過程，包裹所受摩擦力大小/=

"nigcos。，做勻速直線運(yùn)動過程摩擦力大小/''=mgs譏8,故48錯誤；

C、設(shè)傳送帶運(yùn)行速度為對包裹，由牛頓第二定律得卬ngcos。-=ma,

解得a=iigcosQ-gsind,包裹做勻加速直線運(yùn)動過程，則戶=2ax,

、-1

包裹的機(jī)械能E=mgxsind+-mv2,整理得E=fimgxcosd,則第=[irngx^cosQ,

包裹相對傳送帶滑動過程，包裹的位移/=與如傳送帶的位移工檢帶1=區(qū)=2叼，

相對位移=x傳送帶「X、=久「包裹與傳送帶相對滑動產(chǎn)生的內(nèi)能Q=iimgcosdX4%,解得Q=故

C錯誤；

。、由功能關(guān)系可知，電機(jī)因傳送包裹多消耗的能量等于摩擦產(chǎn)生的的內(nèi)能與包裹機(jī)械能的增加量，由圖乙

所示圖像可知，整個過程包裹機(jī)械能的增加量為三,則電機(jī)因傳送包裹多消耗的能量E=Q+匈=%+三，

故。正確。

故選：Do

11.【答案】D

【解析】4圓環(huán)在B點(diǎn)時彈簧水平且處于原長，彈性勢能最小，所以圓環(huán)下滑過程中彈簧的彈性勢能先減小

后增大，故A錯誤；

5下滑過程中，當(dāng)合力為零時速度最大，此時彈簧彈力沿桿向上的分量與摩擦力之和等于圓環(huán)的重力，因B

點(diǎn)彈簧彈力為零，則摩擦力為零，速度最大的位置一定不在8點(diǎn)，故2錯誤；

C.上滑過程中，圓環(huán)水平方向受到彈簧拉力的分力在發(fā)生變化，所以粗糙豎直固定桿給圓環(huán)的彈力也在發(fā)

生變化，則圓環(huán)受到的摩擦力也在發(fā)生變化，故C錯誤；

D從B到4上滑過程，由動能定理有

C12

一%】_W彈］一必1=0-2

從4到B下滑過程，由動能定理有

12

勿GI+加彈1-Mi=2"1%下

則

11

2mVBi._2mVBT=2wfl>0

即

VB±>VBT

則上滑經(jīng)過B處的速度大于下滑經(jīng)過B處的速度

故。正確。

故選：Do

12.【答案】④①⑤③②；*=繆；不同意，因為手對B做了負(fù)功，系統(tǒng)機(jī)械能減小

【解析】(1)根據(jù)驗證機(jī)械能守恒的實(shí)驗原理和注意事項，以下操作步驟正確的順序是④①⑤③②；

(2)根據(jù)光電門計算瞬時速度的公式。=~

⑶如果系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則滿足mg/i=j(m+2m)v2=|x3m(^)2；即mgh=|m(^)2；

(4)同理，由上式可得冬=空?兒則圖像的斜率k=之；

(211)3d3d

(5)不同意，因為手對B做了負(fù)功，系統(tǒng)機(jī)械能減小。

故答案為：⑴④①⑤③②；(2)去⑶山四=|處32；(4)翟⑸不同意，因為手對B做了負(fù)功，系

統(tǒng)機(jī)械能減小。

13.【答案】地球同步衛(wèi)星距地面的高度％為悟-R；

假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變小，若仍僅用三顆同步衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)上述目的，地球自轉(zhuǎn)周期的最小值T為4匹信

【解析】(1)萬有引力提供向心力G肅冷=小竽(R+拉)

解得仁唇—R

(2)由幾何關(guān)系可知三顆同步衛(wèi)星的連線構(gòu)成等邊三角形且三邊與地球相切，地球同步衛(wèi)星的軌道半徑r'=

2R

萬有引力提供向心力G箸=根「

解得T'=4zrR2R

GM

答：(1)地球同步衛(wèi)星距地面的高度％為:

算-R；

2R

(2)假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變小，若仍僅用三顆同步衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)上述目的，地球自轉(zhuǎn)周期的最小值T為~GM°

14.【答案】勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小E是500U/M,方向垂直BD斜向左下方;

電荷量為+e的試探電荷在C點(diǎn)的電勢能Epc是18皿

【解析】(1)8、。兩點(diǎn)電勢相等，則連線是等勢面，如圖所示

由幾何關(guān)系得tcma=—

Z點(diǎn)到8。連線的距離d=ABsina

電場強(qiáng)度E=粵=安喳

aa

代入數(shù)據(jù)解得E=500V/m,方向垂直BD斜向左下方

(2)電勢關(guān)系0c-<PB=(PD-<PA

試探電荷在C點(diǎn)的電勢能與。=e(Pc

解得Epc=18e7

答：⑴勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小E是500U/rn,方向垂直BD斜向左下方;

(2)電荷量為+e的試探電荷在C點(diǎn)的電勢能Epc是18皿。

15?【解析】(1)釋放時，環(huán)在水平方向受力平衡，在豎直方向上只受到重力，則此時環(huán)的加速度大小a=g；

(2)如圖所示，設(shè)環(huán)到達(dá)B處時，繩子與直桿的夾角為，。

環(huán)到達(dá)B點(diǎn)時，由幾何關(guān)系可知

d4

tctnd=—=5

?JjD

4d

可得e=53°

重物上升高度h=-d)sina

設(shè)環(huán)到B點(diǎn)的速度為巧，則重物的速度%