上海市某中學2023-2024學年高一年級下冊期末考試物理試題（解析版）

2023學年上海南匯中學第二學期期末考試

高一物理試卷

考生注意：

1.試卷滿分100分，考試時間60分鐘。

2.作答必須涂或?qū)懺诖痤}紙上，在試卷上作答一律不得分。

3.本卷中重力加速度g取10m/s2o

一、單項選擇題（1-8題每題3分，9-12題每題4分，共40分）

1.下列物體的運動，不能在牛頓力學框架下得到解釋的是（）

A.中子星B.人造衛(wèi)星

C.飛行的鳥D.射出的子彈

【答案】A

【解析】

【詳解】牛頓力學適用于宏觀、低速運動的物體，對微觀、高速運動的粒子與中子星等大質(zhì)量、高密度天

體周邊的物理現(xiàn)象不適應，可知，即中子星不能在牛頓力學框架下得到解釋。

故選Ao

2.下列基本概念與規(guī)律中既適用于點電荷產(chǎn)生的靜電場也適用于勻強電場的是（）

FTjkOW

①電場強度E=一②電場強度E③電場強度E=—3④電勢差。旬=3

qdrq

A.①③B.②③C.②④D.①④

【答案】D

【解析】

FTJ

【詳解】E=一是電場強度的比值定義式，既適用于點電荷產(chǎn)生的靜電場也適用于勻強電場；E=—是

qd

勻強電場中電勢差與電場強度的關系式，適用于勻強電場，不適用點電荷；石=螺是點電荷電場強度的

r

W

決定式，適用于點電荷，不適用于勻強電場；UAB=*是電勢差的比值定義式，既適用于點電荷產(chǎn)生的

q

靜電場也適用于勻強電場?？芍?，既適用于點電荷產(chǎn)生的靜電場也適用于勻強電場的表達式有①④。

故選D。

3.兩個質(zhì)量相同的物體分別靜止放在北京和廣州，均隨地球一起運動。下列關于這兩個物體運動的說法正

確的是（）

A.向心力大小相同B.向心加速度大小相同

C.角速度大小相同D.線速度大小相同

【答案】C

【解析】

【詳解】兩個質(zhì)量相同的物體分別靜止放在北京和廣州，均隨地球一起運動，因為它們是共軸轉(zhuǎn)動，則角

速度大小相等，但它們到地軸的距離不相等，即做圓周運動的半徑不同，根據(jù)

v=a）r

a=arr

rj—i=ma>2r

可知它們的線速度大小不相等，向心加速度大小不相等，向心力大小不相等，C正確，ABD錯誤。

故選C。

4.如圖所示，小物體A與圓盤保持相對靜止，跟著圓盤一起做勻速圓周運動，則A受力情況是受（）

A.重力、支持力

B.重力、向心力

C.重力、支持力、向心力和指向圓心的摩擦力

D.重力、支持力和指向圓心的摩擦力

【答案】D

【解析】

【詳解】物體A受重力、圓盤的支持力和指向圓心的摩擦力，其中的摩擦力充當做圓周運動的向心力。

故選D。

5.游樂場里有一種旋轉(zhuǎn)飛椅，當飛椅以一定的速度旋轉(zhuǎn)時，坐在飛椅上的游客在水平面內(nèi)做勻速圓周運

動，重力對飛椅（包括游客）做功為叫，擺線對飛椅（包括游客）的拉力做功叫，（不計空氣阻力）則

A.%r。，%=0B,%=0,購=0

c.叫WOD,唯=0,皿r*0

【答案】B

【解析】

【詳解】游客在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，游客的高度不變，則重力對飛椅（包括游客）做功為

乂=。

擺線對飛椅（包括游客）的拉力方向始終與速度方向垂直，則擺線對飛椅（包括游客）的拉力做功

%=0

故選Bo

6.如圖所示，強強乘坐速度為0.9c（c為光速）的宇宙飛船追趕正前方的壯壯，壯壯的飛行速度為0.5c,強

強向壯壯發(fā)出一束光進行聯(lián)絡，則壯壯觀測到該光束的傳播速度為（）

0.9c0.5c

強強光束壯壯

A.0.4cB.0.5cC.0.9cD.1.0c

【答案】D

【解析】

【詳解】根據(jù)愛因斯坦相對論，在任何參考系中，光速不變，即光速不隨光源和觀察者所在參考系的相對運

動而改變.所以壯壯觀測到該光束的傳播速度為c,所以ABC錯誤，D正確.

7.下列關于行星繞太陽運動的描述正確的是（）

A.太陽處于橢圓軌道的中心

B.所有行星在同一橢圓軌道上運動

C.軌道半長軸越短的行星周期越長

D.行星從近日點運動到遠日點過程中速率逐漸減小

【答案】D

【解析】

【詳解】A.太陽位于橢圓軌道的一個公共焦點上，不是位于橢圓軌道的中點，A錯誤;

B.所有行星的軌道都是橢圓，但不是位于同一個橢圓軌道上，B錯誤；

C.根據(jù)開普勒第三定律

4Z3

可知軌道半長軸越短，行星周期越短，C錯誤;

D.行星從近日點運動到遠日點過程中萬有引力與速度方向成鈍角，所以行星做減速運動，速率逐漸減

小，D正確。

故選D。

8.質(zhì)量為根、初速度為零的物體，在按不同規(guī)律變化的合外力作用下都通過位移xo。下列各種情況中合外

力做功最多的是（

【解析】

【詳解】由力做功公式可知卬=心，則F-x圖象中，圖象與坐標軸圍成的面積表示力尸所做的功，由圖象

可知，C圖象中圍成的面積最大，所以C中合外力做功最多，故C正確，ABD錯誤。

故選C。

9.我國于5月10日成功發(fā)射的“天舟六號”是世界上現(xiàn)役的運載能力最強的貨運飛船，5月11日“天舟

六號”成功與軌道高度350km的空間站對接。假設對接前后空間站軌道高度不變，關于“天舟六號”以及

空間站的說法正確的是（）

A.“天舟六號”發(fā)射速度小于7.9km/sB.空間站運行過程中其加速度不變

C.對接前后空間站速率減小D.對接前后空間站周期不變

【答案】D

【解析】

【詳解】A.根據(jù)第一宇宙速度可知，最小發(fā)射速度為7.9km/s,故A錯誤；

B.空間站在運行過程中做勻速圓周運動，加速度方向時刻在變，故B錯誤;

CD.對接前后軌道不變，所以速率不變，周期不變，故C錯誤、D正確

故選D。

10.一輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球，以另一端。為圓心，使小球在豎直面內(nèi)做半徑為R的圓周運動，如

圖所示，則下列說法正確的是（）

A.小球過最高點時，桿所受到彈力可以等于零

B.小球過最高點的最小速度是聲

C.小球過最高點時，桿對球的作用力一定隨速度增大而增大

D.小球過最高點時，桿對球的作用力一定隨速度增大而減小

【答案】A

【解析】

【詳解】AB.輕桿可對小球產(chǎn)生向上的支持力，小球經(jīng)過最高點的速度可以為零，當小球過最高點的速度

v=旅時，桿所受的彈力等于零，A正確，B錯誤；

CD.若v<廓，則桿在最高點對小球的彈力豎直向上

v2

mg—b—m——

R

隨u增大，歹減??；

若V>J無，則桿在最高點對小球彈力豎直向下

v2

mg-\-F—m——

R

隨y增大，尸增大，故CD均錯誤。

故選A。

11.可視為質(zhì)點的游客在蹦極平臺末端。點由靜止開始下落，到。點時輕質(zhì)彈性繩恰好伸直，能到達的低

位置為6點。彈性繩始終在彈性限度內(nèi)，不計一切阻力，則游客第一次從。點運動到b點的過程中

甲乙

A.游客的機械能守恒

B.游客過。點時動能最大

C.游客的機械能先增大后減小

D.游客、輕質(zhì)彈性繩和地球組成的系統(tǒng)機械能守恒

【答案】D

【解析】

【詳解】AC.游客第一次從a到b的運動過程中，彈性繩彈力一直對游客做負功，游客的機械能一直減小，

故AC錯誤；

B.游客第一次從a到b的運動過程中，一開始彈力小于游客的重力，游客向下加速運動，當彈力等于游客

的重力時，速度達到最大，動能達到最大，之后彈力大于重力，游客向下減速運動，故B錯誤；

D.游客、輕質(zhì)彈性繩和地球組成的系統(tǒng)，只有重力和彈力做功，則系統(tǒng)機械能守恒，故D正確。

故選D。

12.一帶負電的粒子在勻強電場中運動，從。點運動到c點的軌跡如圖所示。已該粒子運動到6點時速度

方向與它所受電場力方向恰好互相垂直。不計粒子的重力，則從a點運動到c點的過程中，下列說法正確

A.a點電勢大于b點電勢

B.電場方向豎直向下

C.粒子的電勢能先減小后增加

D.拉子所受的電場力先做正功后做負功

【答案】A

【解析】

【詳解】B.6點為軌跡的最高點，速度方向水平向右，粒子運動到6點時速度方向與它所受電場力方向恰

好互相垂直，電場力即為粒子的合力，由于合力方向指向軌跡的內(nèi)側(cè)，可知，粒子所受電場力方向豎直向

下，由于粒子帶負電，則電場方向豎直向上，故B錯誤；

A.結(jié)合上述可知，粒子所受電場力方向豎直向下，由于粒子帶負電，則電場方向豎直向上，由于沿電場

線電勢降低，等勢線與電場線垂直，可知，。點電勢大于6點電勢，故A正確；

CD.粒子所受電場力方向豎直向下，根據(jù)軌跡可知，電場力先做負功，后做正功，則粒子的電勢能先增加

后減小，故CD錯誤；

故選A?

二、填空題(共20分。本大題有5小題，每小題4分，每空格2分。)

13.真空中有一電場，在電場中的尸點放一電荷量為5xl(T9c的檢驗電荷，它受到的電場力為

2X10-5N，則尸點的場強為N/C?把檢驗電荷的電荷盤減小為2x10-9(2則尸點的電場強度為

___________N/Co

【答案】?.4xl03②.4xl03

【解析】

【詳解】山⑵電場中的P點放一電荷量為5xl(T9c的檢驗電荷，它受到的電場力為2xlCf5N，則尸點的

場強為

2X13

E=—=0QN/C=4X10N/C

q5x10-

把檢驗電荷的電荷盤減小為2x10-9(2，由于電場強度只由電場自身決定，所以尸點的電場強度仍為

4X103N/C=

14.如圖所示，點電荷A和B相距40cm,分別帶正電和負電，電荷量分別為40和-°。在A、B連線上。

引入點電荷C。此時三個點電荷恰好在彼此的靜電力作用下處于平衡狀態(tài)，則電荷c電荷量大小為

，它應放在___________(選填"A和B之間”，“A的右側(cè)”，“B的左側(cè)”，“A的右側(cè)及B

的左側(cè)”)處。

-Q4。

?a—④’

BA

【答案】①.4。②.B的左側(cè)

【解析】

【詳解】口］［2］當三個電荷都處于平衡時滿足“兩同夾異”、“兩大夾小”則C一定是放在B的左側(cè)且?guī)?/p>

正電，設距離電荷B左側(cè)為x,則滿足

kQcQ_k4Q.Q_k4Q.Qc

x2d~(J+x)2

解得

x=40cm

Qc=4。

即電荷C電荷量大小為40,它應放在B的左側(cè)處。

15.如圖為扭秤實驗，該實驗驗證了萬有引力定律，在物理量測量中所使用科學方法是

石英絲一

【答案】①.卡文迪許②.微小量放大

【解析】

【詳解】口北2］如圖為卡文迪許扭秤實驗，該實驗驗證了萬有引力定律，卡文迪什的扭秤實驗中將微小量轉(zhuǎn)

化為較大的、方便觀察的物理量，用到了放大思想，即所使用的科學方法是微小量放大法。

16.若將一個電量為2.Oxl(rioc的正電荷，從零電勢點移到電場中M點要克服電場力做功8.0xl(r9j,則M

點的電勢是V；若再將該電荷從M點移到電場中的N點，電場力做功1.8X10FJ,則/、N兩點間

的電勢差UMN=V=

【答案】①.40V②.90V

【解析】

【詳解】［1］設因為電荷是從零電勢。點開始移動的，所以

UOM40V

q

解得

為=40V

⑵MN兩點電勢差為

TJ=吆=90V

uMNV

q

17.一臺起重機以2.1X103N的牽引力將質(zhì)量加=200kg的貨物由靜止開始豎直向上勻加速提升，如果起重

機的額定功率4=5xl（）3w。則貨物做勻加速運動的時間為s；若起重機達到額定功率后，始終保

持該功率運行，最終將以m/s的速度勻速上升。（保留到小數(shù)點后一位）

【答案】?.4.8（2）.2.5

【解析】

【詳解】口］貨物做勻加速運動達到額定功率時的速度為

P5xl03,—

v=—o=---------m/s=2.38m/s

F2.1xl03r

貨物的加速度

F-mg=ma

解得

fl=0.5m/s2

可得貨物做勻加速運動的時間為

v2.38.

t=—=-----sx4.8os

a0.5

⑵當牽引力等于貨物的重力時速度最大，此時最大速度為

P_5000

Gm/s=2.5m/s

%mg2000

三、綜合題（共40分）注意：在列式計算、邏輯推理以及回答問題的過程中，要求給出必要

的圖示、文字說明、公式、演算等。

18.某同學設計了如圖（a）所示的裝置來研究機械能是否守恒。輕質(zhì)細線的上端固定在。點，下端連接圓

柱形的擺錘P,在擺錘擺動的路徑上，固定了四個完全相同的光電門傳感器A、B、C、D。實驗時，分別測

出四個光電門到懸點。的高度差〃A、％、&、〃D，從某一高度釋放擺，利用光電門測出擺錘經(jīng)過四個光

電門的速度。（已知重力加速度為g）

(1)利用光電門測量擺錘P的速度時，可以將作為擋光片寬度。若擺錘直徑的測量值比

實際值小，則擺錘動能的測量比實際值____________(選填“大”?！靶　被颉安蛔儭?o

(2)另一同學在得到擺錘經(jīng)過四個光電門的速度v和光電門距離懸點。的高度差/i后，作出如圖(b)所

示的丫2—力圖線。若擺錘擺動過程中機械能守恒，則該直線的斜率為O

(3)該同學經(jīng)過多次實驗，發(fā)現(xiàn)擺錘在A、B、C、。四點的機械能總是依次的略微減小，你認為可能的

原因是o

【答案】(1)?.擺錘的直徑②.小

(2)2g

(3)擺錘在運動的過程中受到空氣阻力的影響

【解析】

【小問1詳解】

[1]⑵用光電門測量速度是利用擋光片的寬度和擋光時間的比值得到的，故利用光電門測量擺錘P的速度

時，可以將擺錘的直徑作為擋光片的寬度；若擺錘直徑1的測量值比實際值小，根據(jù)

d

v=—

t

可知此時測得的擺錘的速度偏小，則擺錘動能的測量值比實際值小。

【小問2詳解】

設擺錘釋放時距。點的距離為h0,初速度為%,擺動過程中根據(jù)機械能守恒得

mg(h-%)=gmv~一；mvl

整理可得

2

v=2gh-2gho+Vo

可知若擺錘擺動過程中機械能守恒，則F—入圖線的斜率為2g。

【小問3詳解】

該同學經(jīng)過多次實驗，發(fā)現(xiàn)擺錘在A、B,C、。點的機械能總是依次的略微減小，可能的原因是：擺錘在

運動的過程中受到空氣阻力的影響。

19.如圖所示，一長為乙的細線上端固定，下端拴一質(zhì)量為根的帶正電小球，將它置于一水平向右的電場強

度為E的勻強電場中，當細線與豎直方向偏角為。時，小球處于平衡狀態(tài)，試問：

(1)畫出小球的受力分析圖;

(2)小球的帶電荷量q；

(3)若改變電場方向仍保證小球在該位置平衡，則場強最小為多少？電場的方向如何？(用氏E表示)

；(2)q="igtan"；Ecosd；方向與水平方向夾角為。

【答案】(1)

E

【解析】

【詳解】(1)以小球為研究對象，作出力圖如圖;

(2)根據(jù)平衡條件得:

qE=mgtm3

得到

m2tan0

q=--------

E

(3)當電場力方向與細繩方向垂直時，電場力最小，則場強最小，此時

qEmin=7〃gsin8

解得