河北省石家莊第二實驗中學2024-2025學年高一下學期期中物理試題（原卷版+解析版）

石家莊第二實驗中學2021-2022學年度高一（下）期中考試一、選擇題（共12小題，每小題4分，共48分，其中1-8題只有一個正確選項，9-12題有兩個或多個正確選項，全部選對得4分，部分選對得2分，有錯選不得分。）1.如圖所示，兩個不帶電的導體和，用一對絕緣柱支持使它們彼此接觸。把一帶正電荷的物體置于附近，貼在、下部的金屬箔都張開（）A.此時帶正電，帶負電B.此時帶的電荷量大于帶的電荷量C.移去，貼在、下部的金屬箔都閉合D.先把和分開，然后移去，貼在、下部的金屬箔都閉合2.兩個分別帶有電荷量-Q和+3Q的相同金屬小球（均可視為點電荷），固定在相距為r的兩處，它們間庫侖力的大小為F。兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)?，則兩球間庫侖力的大小為（）A. B.F C. D.12F3.2022年3月23日，中國空間站“天宮課堂”第二次太空授課如期舉行，課堂上宇航員說他們一天可以看到16次日出，設空間站距地面高度為h，地球質量為M、半徑為R，地球自轉周期為T，萬有引力常量為G，則（）A.空間站的運行周期為T B.空間站的加速度為C.地球的第一宇宙速度 D.空間站和地球之間的萬有引力4.兩個帶等量正電荷的點電荷，固定在圖中、兩點，MN為PQ連線的中垂線且交于點，A點為上的一點，一帶負電的試探電荷在靜電力作用下運動，則A.若從A點由靜止釋放，由A點向點運動的過程中，加速度大小一定先增大再減小B.若從A點由靜止釋放，其將以點為對稱中心做往復運動C.由A點向點運動時，電場力逐漸減小，動能逐漸增大D.若在A點給一個合適的初速度，它可以做類平拋運動5.如圖所示，以相同大小的初速度v，將物體從同一水平面分別豎直上拋、斜上拋、沿光滑斜面（足夠長）上滑，三種情況下，物體達到的最大高度分別為h1、h2和h3，不計空氣阻力，則正確的是（）Ah1=h2>h3 B.h1=h2<h3 C.h1=h3>h2 D.h1=h3<h26.一勻強電場的方向平行于xOy平面，平面內(nèi)a、b、c三點的位置如圖所示，三點的電勢分別為10V、17V、26V。下列說法正確的是（）A.電場強度的大小為2.5V/cmB.坐標原點處的電勢為2VC.電子在a點電勢能比在b點的小7eVD.電子從b點運動到O點，電場力做功為16eV7.如圖所示的電路中，是兩金屬板構成的平行板電容器，先將電鍵K閉合，等電路穩(wěn)定后再將K斷開，然后將A板向下平移一小段距離，并且保持兩板間的某點P與B板的距離不變，則下列說法正確的是（）A.電容器的電容變小B.電容器內(nèi)部電場強度大小變大C.電容器內(nèi)部電場強度大小不變D.P點電勢降低8.人造地球衛(wèi)星與地心間距離為r時，取無窮遠處為零勢能點，引力勢能可以表示為，其中G為引力常量，M為地球質量，m為衛(wèi)星質量。衛(wèi)星原來在半徑為的軌道上繞地球做勻速圓周運動，由于稀薄空氣等因素的影響，飛行一段時間后其圓周運動的半徑減小為。此過程中損失的機械能為（）A. B.C. D.9.如圖所示，一輕彈簧豎直固定水平地面上。小球從離彈簧上端高h處自由下落，接觸彈簧后繼續(xù)向下運動。小球從開始下落到第一次運動到最低點過程中（不計空氣阻力），則（）A.小球機械能守恒B.小球先失重后超重C.小球的加速度一直減小D.小球的重力勢能與彈簧的彈性勢能之和先減小后增大10.如圖所示，三個帶電荷量相同、質量相等、重力不計的粒子A、B、C，從同一平行板間電場中的同一點P垂直電場方向射入，在電場中的運動軌跡如圖中虛線PA、PB、PC所示，不計粒子重力。則下列說法中正確的是（）A.三個粒子的加速度關系為B.三個粒子加速度關系為C.三個粒子的入射速度關系為D.三個粒子的入射速度關系為11.引力波探測于2017年獲得諾貝爾物理學獎。雙星的運動是引力波的來源之一，假設宇宙中有一雙星系統(tǒng)由P、Q兩顆星體組成，這兩顆星繞它們連線上的某一點在二者之間萬有引力作用下做勻速圓周運動，測得P星的周期為T，P、Q兩顆星之間的距離為l，P、Q兩顆星的軌道半徑之差為Δr（P星的軌道半徑大于Q星的軌道半徑），引力常量為G，則（）A.P、Q兩顆星的向心力大小相等B.P、Q兩顆星的線速度之差為C.P、Q兩顆星的質量之差為D.P、Q兩顆星的質量之和為12.質量為1kg的物體靜止在粗糙的水平地面上，在一水平外力F的作用下運動，如圖甲所示。外力F做的功和物體克服摩擦力f做的功W與物體位移x的關系如圖乙所示，重力加速度g取，下列分析正確的是（）A.物體與地面之間的動摩擦因數(shù)為0.2B.物體運動的最大位移為13mC.物體在前3m位移中加速度為D.時，物體的速度為二、實驗題（共2小題，共14分。）13.在如圖所示的實驗裝置中，充電后的平行板電容器的A極板與靈敏的靜電計相接，極板B接地。若極板B稍向上移動一點，則將觀察到靜電計指針偏角_______，此實驗說明平行板電容器的電容隨正對面積減小而_______；（填“變大”或“變小”）若極板B稍向左移動一點，則將觀察到靜電計指針偏角_______，此實驗說明平行板電容器的電容隨距離變大而_______。（填“變大”或“變小”）14.某同學用如圖甲所示的實驗裝置驗證“機械能守恒定律”，將小鋼球M、N分別固定于一輕桿的兩端，桿呈水平且處于靜止狀態(tài)，釋放輕桿，使M、N兩球繞固定于中點O的水平軸在豎直面內(nèi)逆時針自由轉動。O點正下方有一光電門，小球球心可恰好通過光電門。（1）用游標卡尺測得小鋼球的直徑如圖乙所示，則小球的直徑為____cm；（2）M、N從水平位置由靜止釋放，當小球M通過最低點時，與光電門連接的數(shù)字計時器顯示的遮光時間為，則小鋼球經(jīng)過最低點時的速度大小為____m/s；（3）已知當?shù)刂亓铀俣却笮?，若兩小球M、N球心間的距離為，小球M的質量是小球N質量的n倍（），如果系統(tǒng)（小鋼球M、N以及桿）的機械能守恒，應滿足的關系式為______（用、、、g表示）三、計算題（共3小題，共38分，須有必要的文字說明。）15.如圖所示，質量為m的小球用長為L的輕質細線懸于O點，與O點處于同一水平線上的P點處有一個光滑的細釘，已知，在A點給小球一個水平向左的初速度，求：（1）若小球恰能到達跟P點在同一豎直線上的最高點B，小球從A到B的過程中克服空氣阻力做功；（2）若不計空氣阻力，運動到B點時，繩子的拉力。16.如圖所示，虛線MN左側有一場強為E1=2E的勻強電場，在兩條平行的虛線MN和PQ之間存在著寬為L、電場強度為E2=3E的勻強電場，在虛線PQ右側距PQ為L處有一與電場E2平行的屏?，F(xiàn)將一電子（電荷量為e，質量為m，重力不計）無初速度地放入電場E1中的A點，最后電子打在右側的屏上，A點到MN的距離為，AO連線與屏垂直，垂足為O，求：（1）電子到MN的速度大??；（2）電子從釋放到打到屏上所用的時間；（3）電子剛射出電場E2時的速度方向與AO連線夾角θ的正切值tanθ；（4）電子打到屏上的點P′到點O的距離x。17.如圖所示，空間有一水平向右的勻強電場，半徑為r的絕緣光滑圓軌道固定在豎直平面內(nèi)，O是圓心，OC是水平方向的半徑，AB是豎直方向的直徑。一質量為m、電荷量為＋q（q>0）的小球在圓軌道內(nèi)，并能夠靜止在P點，OP與豎直方向的夾角θ=45°。不計空氣阻力。已知重力加速度為g。（1）求電場強度E的大??；（2）若小球從B點靜止釋放，求它運動中速度的最大值；（3）若給小球一初速度從B點出發(fā)沿圓軌道做圓周運動運動，求小球初速度至少大。

石家莊第二實驗中學2021-2022學年度高一（下）期中考試一、選擇題（共12小題，每小題4分，共48分，其中1-8題只有一個正確選項，9-12題有兩個或多個正確選項，全部選對得4分，部分選對得2分，有錯選不得分。）1.如圖所示，兩個不帶電的導體和，用一對絕緣柱支持使它們彼此接觸。把一帶正電荷的物體置于附近，貼在、下部的金屬箔都張開（）A.此時帶正電，帶負電B.此時帶的電荷量大于帶的電荷量C.移去，貼在、下部的金屬箔都閉合D.先把和分開，然后移去，貼在、下部的金屬箔都閉合【答案】C【解析】【詳解】A．帶正電荷的物體置于附近時，由于靜電感應，帶上負電，帶上正電，A錯誤；B．由于原來導體和不帶電，根據(jù)電荷守恒定律可知，帶的電荷量等于帶的電荷量，B錯誤；C．移去后，由于電荷間的相互作用，重新中和，導體和不帶電，故貼在、下部的金屬箔都閉合，C正確；D．先把和分開，帶負電，帶正電，移去后兩導體電荷不會中和，故貼在、下部的金屬箔都不會閉合，D錯誤。故選C。2.兩個分別帶有電荷量-Q和+3Q的相同金屬小球（均可視為點電荷），固定在相距為r的兩處，它們間庫侖力的大小為F。兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)?，則兩球間庫侖力的大小為（）A. B.F C. D.12F【答案】C【解析】【詳解】接觸前兩個點電荷之間的庫侖力大小為兩個相同的金屬球各自帶電，接觸后再分開，其所帶電量先中和后均分，所以兩球分開后各自帶點為+Q，距離又變?yōu)樵瓉淼?，庫侖力為所以兩球間庫侖力的大小為。故選C。3.2022年3月23日，中國空間站“天宮課堂”第二次太空授課如期舉行，課堂上宇航員說他們一天可以看到16次日出，設空間站距地面高度為h，地球質量為M、半徑為R，地球自轉周期為T，萬有引力常量為G，則（）A.空間站的運行周期為T B.空間站的加速度為C.地球的第一宇宙速度 D.空間站和地球之間的萬有引力【答案】B【解析】【詳解】A．一天可以看到16次日出，則空間站的運行周期為故A錯誤；B．以空間站為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律有則空間站的加速度為故B正確；C．根據(jù)第一宇宙速度的定義有解得故C錯誤；D．依題意空間站和地球之間的萬有引力為故D錯誤。故選Ｂ。4.兩個帶等量正電荷的點電荷，固定在圖中、兩點，MN為PQ連線的中垂線且交于點，A點為上的一點，一帶負電的試探電荷在靜電力作用下運動，則A.若從A點由靜止釋放，由A點向點運動的過程中，加速度大小一定先增大再減小B.若從A點由靜止釋放，其將以點為對稱中心做往復運動C.由A點向點運動時，電場力逐漸減小，動能逐漸增大D.若在A點給一個合適的初速度，它可以做類平拋運動【答案】B【解析】【詳解】AC．在射線OM上，O點電場強度為零，無窮遠處的電場強度也為零，故在射線OM上存在一個電場強度最大的點。所以從A點由靜止釋放，由A點向點運動的過程中，加速度和電場力的大小可能先增大再減小，也可能一直減小，故AC錯誤；B．電場強度在MN上是關于O點對稱，等大反向分布的，從A點由靜止釋放后由于只受到電場力的作用，故電荷在MN上不能保持平衡，結合電場力做功可知，將從A點加速到O點，然后從O點減速到點（A點與點關于O點對稱），再從點加速到O點，最后再從O點減速回到A點，一直重復的來回運動。即以點為對稱中心做往復運動，故B正確；D．類平拋運動要求運動物體受到的合力恒定，但該電場不是勻強電場，則不可能做類平拋運動，故D錯誤。故選B。5.如圖所示，以相同大小初速度v，將物體從同一水平面分別豎直上拋、斜上拋、沿光滑斜面（足夠長）上滑，三種情況下，物體達到的最大高度分別為h1、h2和h3，不計空氣阻力，則正確的是（）A.h1=h2>h3 B.h1=h2<h3 C.h1=h3>h2 D.h1=h3<h2【答案】C【解析】【詳解】豎直上拋和沿斜面上滑的小球到達最高點時的速度均為零，根據(jù)機械能守恒定律可知可知h1=h3斜上拋的物體到達最高點時的速度不為零，根據(jù)可知h2<h1即h1=h3>h2故選C。6.一勻強電場的方向平行于xOy平面，平面內(nèi)a、b、c三點的位置如圖所示，三點的電勢分別為10V、17V、26V。下列說法正確的是（）A.電場強度的大小為2.5V/cmB.坐標原點處的電勢為2VC.電子在a點的電勢能比在b點的小7eVD.電子從b點運動到O點，電場力做功為16eV【答案】A【解析】【詳解】A．電場沿著x軸方向電場分量電場沿著y軸方向電場分量因此電場強度故A正確；B．由圖，根據(jù)題意可知，ac之間電勢差與Ob兩點間的電勢差相等，則解得故B錯誤；C．根據(jù)公式可知，電子在點的電勢能為電子在點的電勢能為則電子在a點的電勢能比在b點的大7eV，故C錯誤；D．電子從b點運動到O點，根據(jù)電場力做功公式可得電場力做功為故D錯誤故選A。7.如圖所示的電路中，是兩金屬板構成的平行板電容器，先將電鍵K閉合，等電路穩(wěn)定后再將K斷開，然后將A板向下平移一小段距離，并且保持兩板間的某點P與B板的距離不變，則下列說法正確的是（）A.電容器的電容變小B.電容器內(nèi)部電場強度大小變大C.電容器內(nèi)部電場強度大小不變D.P點電勢降低【答案】C【解析】【詳解】A．當平行板電容器充電穩(wěn)定后，兩板間存在勻強電場，當開關斷開后，兩極板的電量不變，將A板向下平移一小段距離，由可知電容器的電容變大，故A錯誤；BC．由公式可知電場強度只改變極板間距，板間場強不變，故B錯誤，C正確；D．板間場強不變，則點P與B板的距離不變，則P點與地間的電勢差不變，即P點電勢不變，故D錯誤。故選C。8.人造地球衛(wèi)星與地心間距離為r時，取無窮遠處為零勢能點，引力勢能可以表示為，其中G為引力常量，M為地球質量，m為衛(wèi)星質量。衛(wèi)星原來在半徑為的軌道上繞地球做勻速圓周運動，由于稀薄空氣等因素的影響，飛行一段時間后其圓周運動的半徑減小為。此過程中損失的機械能為（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)衛(wèi)星做勻速圓周運動，由地球的萬有引力提供向心力，則軌道半徑為時有衛(wèi)星的引力勢能為軌道半徑為時有衛(wèi)星的引力勢能為設損失的機械能為，根據(jù)能量守恒定律得聯(lián)立以上各式可得故選A。9.如圖所示，一輕彈簧豎直固定在水平地面上。小球從離彈簧上端高h處自由下落，接觸彈簧后繼續(xù)向下運動。小球從開始下落到第一次運動到最低點過程中（不計空氣阻力），則（）A.小球機械能守恒B.小球先失重后超重C.小球的加速度一直減小D.小球的重力勢能與彈簧的彈性勢能之和先減小后增大【答案】BD【解析】【詳解】A．球從開始下落到第一次運動到最低點過程中，除了受到重力作用，還受到彈簧彈力的作用，且彈簧彈力對小球做負功，小球的機械能不守恒，A錯誤；BC．球從開始下落到第一次運動到最低點過程中平衡位置滿足在小球到達平衡位置之前，小球的加速度向下，逐漸減小，小球處于失重狀態(tài)。在小球到達平衡位置之后，小球的加速度向上，逐漸增大，小球處于超重狀態(tài)，B正確，C錯誤；D．小球從開始下落到第一次運動到最低點過程中，小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，小球的速度在平衡位置時達到最大，即整個過程中小球的動能先增大后減小，則小球的重力勢能與彈簧的彈性勢能之和先減小后增大，D正確。故選BD。10.如圖所示，三個帶電荷量相同、質量相等、重力不計的粒子A、B、C，從同一平行板間電場中的同一點P垂直電場方向射入，在電場中的運動軌跡如圖中虛線PA、PB、PC所示，不計粒子重力。則下列說法中正確的是（）A.三個粒子的加速度關系為B.三個粒子的加速度關系為C.三個粒子的入射速度關系為D.三個粒子的入射速度關系為【答案】BD【解析】【詳解】AB．根據(jù)牛頓第二定律有解得可知，三個粒子的加速度關系為故A錯誤B正確；CD．豎直方向有解得由圖可知則水平方向有則由圖可知則故C錯誤D正確。故選BD。11.引力波探測于2017年獲得諾貝爾物理學獎。雙星的運動是引力波的來源之一，假設宇宙中有一雙星系統(tǒng)由P、Q兩顆星體組成，這兩顆星繞它們連線上的某一點在二者之間萬有引力作用下做勻速圓周運動，測得P星的周期為T，P、Q兩顆星之間的距離為l，P、Q兩顆星的軌道半徑之差為Δr（P星的軌道半徑大于Q星的軌道半徑），引力常量為G，則（）A.P、Q兩顆星的向心力大小相等B.P、Q兩顆星的線速度之差為C.P、Q兩顆星的質量之差為D.P、Q兩顆星的質量之和為【答案】AC【解析】【詳解】A．雙星系統(tǒng)中的兩顆星體靠相互間的萬有引力提供向心力，故向心力大小相等，A正確；B．設P、Q兩星的軌道半徑分別為rP、rQ，由萬有引力提供向心力，有G=mPrPG=mQrQ又rQ+rP=lrP-rQ=Δr聯(lián)立得rP=，rQ=由v=得vP=，vQ=故Δv=B錯誤；C．聯(lián)立得mQ=，mP=所以Δm=C正確；D．聯(lián)立得G（rQ+rP）解得mQ+mP=D錯誤。故選AC。12.質量為1kg的物體靜止在粗糙的水平地面上，在一水平外力F的作用下運動，如圖甲所示。外力F做的功和物體克服摩擦力f做的功W與物體位移x的關系如圖乙所示，重力加速度g取，下列分析正確的是（）A.物體與地面之間的動摩擦因數(shù)為0.2B.物體運動的最大位移為13mC.物體在前3m位移中的加速度為D.時，物體的速度為【答案】AD【解析】【詳解】A．在圖中斜率表示力。由于外力F是水平方向的，且說明物體一直處于運動狀態(tài)，因此滑動摩擦力f為定值，即直線對應為克服摩擦力做功的圖線。由可知，物體與地面之間的滑動摩擦力由可得故A正確；B．從物體開始運動到停止運動的過程，根據(jù)動能定理解得物體的最大位移為13.5m，故B錯誤；C．由對應題圖乙的折線可知，前3m內(nèi)，拉力內(nèi)拉力，物體在前3m內(nèi)的加速度物體在前3m位移中的加速度為，C錯誤；D．對前9m，由動能定理有其中，可得時，物體的速度為D正確故選AD。二、實驗題（共2小題，共14分。）13.在如圖所示的實驗裝置中，充電后的平行板電容器的A極板與靈敏的靜電計相接，極板B接地。若極板B稍向上移動一點，則將觀察到靜電計指針偏角_______，此實驗說明平行板電容器的電容隨正對面積減小而_______；（填“變大”或“變小”）若極板B稍向左移動一點，則將觀察到靜電計指針偏角_______，此實驗說明平行板電容器的電容隨距離變大而_______。（填“變大”或“變小”）【答案】①.變大②.變?、?變大④.變小【解析】【詳解】①[1][2]根據(jù)極板B上移一點，正對面積S減小，則電容器的電容C減小，充電后的平行板電容器電荷量Q不變，根據(jù)知電勢差增大，所以靜電計的偏角變大，說明平行板電容器的電容隨正對面積減小而變小。②[3][4]根據(jù)極板B左移一點，板間距離d增大，則電容器的電容減小，根據(jù)知電勢差增大，所以靜電計的偏角變大，說明平行板電容器的電容隨距離變大而變小。14.某同學用如圖甲所示的實驗裝置驗證“機械能守恒定律”，將小鋼球M、N分別固定于一輕桿的兩端，桿呈水平且處于靜止狀態(tài)，釋放輕桿，使M、N兩球繞固定于中點O的水平軸在豎直面內(nèi)逆時針自由轉動。O點正下方有一光電門，小球球心可恰好通過光電門。（1）用游標卡尺測得小鋼球的直徑如圖乙所示，則小球的直徑為____cm；（2）M、N從水平位置由靜止釋放，當小球M通過最低點時，與光電門連接的數(shù)字計時器顯示的遮光時間為，則小鋼球經(jīng)過最低點時的速度大小為____m/s；（3）已知當?shù)刂亓铀俣却笮椋魞尚∏騇、N球心間距離為，小球M的質量是小球N質量的n倍（），如果系統(tǒng)（小鋼球M、N以及桿）的機械能守恒，應滿足的關系式為______（用、、、g表示）【答案】①.1.86②.1.86③.【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)圖乙可知，游標卡尺為10分度，且第6個小格與主尺對齊，則小球的直徑為（2）[2]在極短時間內(nèi)，物體的瞬時速度近似等于這段時間內(nèi)的平均速度，根據(jù)公式可得，小鋼球經(jīng)過最低點時的速度大小為（3）[3]設小球N的質量為，則小球M的質量為，根據(jù)機械能守恒定律有解得三、計算題（共3小題，共38分，須有必要的文字說明。）15.如圖所示，質量為m的小球用長為L的輕質細線懸于O點，與O點處于同一水平線上的P點處有一個光滑的細釘，已知，在A點給小球一個水平向左的初速度，求：（1）若小球恰能到達跟P點在同一豎直線上的最高點B，小球從A到B的過程中克服空氣阻力做功；（2）若不計空氣阻力，運動到B點時，繩子的拉力?！敬鸢浮浚?）；（2）T=mg【解析】【詳解】（1）小球恰能達到最高點B，在B點，由重力提供向心力，由牛頓第二定律有可得，B點的速率在小球從A到B的過程中，設克服空氣阻力做功為Wf，根據(jù)動能定理得解得（2）由機械能守恒可得可得由可得16.如圖