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2024-2025学年第二学期期中试卷

高一物理试题

满分100分  考试时间75分钟

一、单选题（10分，每题只有一个选项最符合题意）

1.在科技节活动中，小华和小明正在参与一个关于行星运动的科普问答。他们遇到了以下问题，请根据开普勒定律的知识，帮助他们选出正确答案（　 ）

A．地球靠近太阳的过程中，运行速度的大小不变

B．地球绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上

C．在相等时间内，火星和太阳的连线扫过的面积与地球和太阳的连线扫过的面积相等

D．火星绕太阳运行一周的时间比地球绕太阳运行一周的时间短

2. 一次物理实验课上，小明和小红用不同材料进行了摩擦起电实验。他们先用丝绸摩擦玻璃棒，发现玻璃棒能吸引小纸屑；随后又用干燥的尼龙布摩擦不带电的塑料笔杆，发现两者靠近时互相吸引。课后两人对实验现象展开讨论，以下说法正确的是（   ）

A.两种不同材料的不带电的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷

B.摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生电子和质子

C.电荷量很小的电荷就是元电荷

D.物体所带的电荷量可以是任意的

3. 如图所示，在光滑的水平桌面上放置两个质量分布均匀的实心球体。两球的半径分别为r₁、r₂，质量分别为m₁、m₂。实验中将两球的表面调整至相距r，并保持静止状态。已知万有引力常量为G，则此时两球之间的万有引力大小为（ ）

A. Gr2(m1m2)         B. G()r＋r12(m1m2)

C. G()r2＋r12(m1m2)       D. G()r＋r2＋r12(m1m2)

4. a同学根据向心力公式说，如果人造地球卫星的质量不变，当轨道半径增大到 2倍时，人造地球卫星需要的向心力减小为原来的 ；b同学根据卫星的向心力是地球对它的引力推断，当轨道半径增大到 2倍时，人造地球卫星需要的向心力减小为原来的，你认为（   ）

A. a同学对，b同学错           B.  a同学错，b同学对   

C. 两个同学都对                D. 两个同学都错

5.改变汽车的质量和速度，都可能使汽车的动能发生改变。在下列几种情况下，说法正确的是（   ）

A．质量减半，速度增大到原来的 4 倍，动能是原来的4倍

B．速度减半，质量增大到原来的 4 倍，动能是原来的4倍

C．质量不变，速度增大到原来的 2 倍，动能是原来的2倍

D．速度不变，质量增大到原来的 2 倍，动能是原来的2倍

6. 在一次校园科技节的物理探究活动现场设置了四个运动实景装置，参与者需要判断哪些情景中系统的机械能守恒。装置说明如下：

场景A：高空缓降体验舱

模拟跳伞运动员携带展开的降落伞匀速下落（舱内设置了气流模拟空气阻力）。

场景B：智能标枪投掷区

标枪被掷出后沿抛物线飞行，装置关闭了空气阻力模拟系统（忽略空气阻力）。

场景C：光轨斜坡搬运挑战

通过电动机牵引金属块沿光滑斜面匀速上升（斜面零摩擦，但电机持续做功）。

场景D：弹性碰撞实验室

小球在光滑水平导轨上运动，撞击弹簧后被反弹（导轨无摩擦，弹簧理想无能量损耗）。

在上述实例中（仅场景A考虑空气阻力），正确的是（   ）

A. 场景A的跳伞运动员匀速下落时机械能守恒

B. 场景B的标枪空中运动时机械能守恒

C. 场景C的金属块匀速上升时机械能守恒

D. 场景D的小球在整个运动过程中机械能守恒

7. 在物理实验课上，同学们研究点电荷电场的分布。他们使用一个带固定电荷量Q的金属球模拟点电荷，并用传感器测量周围不同位置的电场强度E。实验中，同学们调整传感器到金属球的距离r，并记录数据。同时，他们尝试改变传感器自带的试探电荷量q，观察电场力的变化。你认为下列说法正确的是（  ）

A.若在电场中的P点不放试探电荷，则P点的电场强度为0

B.点电荷的电场强度公式E＝表明，点电荷周围某点电场强度的大小，与该点到场源电荷距离r的二次方成反比，在r减半的位置上，电场强度变为原来的4倍

C. 电场强度公式表明，电场强度的大小与试探电荷的电荷量q成反比，若q减半，则该处的电场强度变为原来的2倍

D. 匀强电场中电场强度处处相同，所以任何电荷在其中受力都相同

8. 某电场的电场线分布如图所示，虚线为某带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则 （　　）

A.粒子一定带负电

B.粒子一定是从a点运动到b点

C.粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度

D.粒子在电场中c点的速度一定大于在a点的速度

9.如图所示是一张人造地球卫星轨道示意图，其中圆轨道a、c、d的圆心均与地心重合，a与赤道平面重合，b与某一纬线圈共面，c与某一经线圈共面.下列说法正确的是（   ）

A.a、b、c、d都有可能是卫星的轨道

B.轨道a上的卫星一定是同步卫星

C.轨道c上的卫星的运行速度一定小于7.9 km/s

D.轨道a上的卫星运行速率可能与轨道d上卫星的相同

10. 某建筑工地上，起重机将一箱质量为100 kg的物体从地面竖直加速吊起。已知在此过程中，起重机对物体的拉力做功为6000 J。假设空气阻力忽略不计，物体在上升过程中速度逐渐增大。分析此过程，下列说法正确的是（ ）

A.物体受拉力作用向上运动，拉力做的功是6000 J，物体重力势能的增加量不是6000 J。

B.物体受拉力作用向上运动，拉力做的功是6000 J，重力做的功也是6000 J。

C.物体运动时，重力做的功是-6000 J，但物体重力势能的增加量不是6000 J。

D.没有摩擦时物体由A沿直线运动到B，重力做的功是-6000 J；有摩擦时物体由A沿曲线运动到B，重力做的功大于-6000 J。

二、非选择题（共5题，共60分。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分）

11.（每空3分，共12分）利用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验。

（1）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含 铁夹）、打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是 ______________ 。

A.交流电源   B.刻度尺    C.天平（含砝码）

（2）实验中，先接通电源，再释放重物，得到下图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点 A、B、C，测得它们到起始点 O 的距离分别为、、。

已知当地重力加速度为 g，打点计时器打点的周期为 T。设重物的质量为 m，从打 O点到打B 点的过程中，重物的重力势能变化了          动能变化了           

（3）很多实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，你认为原因

是                                                                   

12.（10分）一台起重机，匀加速地将质量为 kg 的货物从静止开始竖直吊起，在末货物的速度为 4.0 m/s ，不计空气阻力，g取10.求：

（1）起重机在这内的所做的功？

（2）起重机在这内以及在2s末的输出功率？

13.（10分）某国计划发射一颗地球同步气象卫星，用于实时监测全球极端天气。作为航天工程师团队的一员，你需要完成以下关键计算：已知地球半径为 R，地球表面的重力加速度为 g，地球自转的周期为 T，求：

（1）为将卫星送入近地轨道运行，需使其达到地球的“第一宇宙速度”。请推导该速度的表达式。

（2）同步卫星需稳定在赤道上方某点，其向心加速度大小需与地球引力提供的加速度匹配。求地球同步卫星的向心加速度的表达式。

14.（12分) 物理实验课上，老师布置了一个探究带电体在电场中平衡的实践任务。同学们使用了一个由竖直平行金属板构成的装置（如图示），左板连接正极，右板连接负极，形成匀强电场。装置中央悬挂了一个质量m为4.5克的小球，轻质绝缘绳长为2.0米。当小球带电后，因电场力作用，绳子偏离竖直方向，通过刻度尺可以测量偏离距离，请完成以下分析：

（1）观察发现小球向左板方向偏移，请判断小球带正电还是负电？

（2）若小球所带的电荷量为,偏离竖直方向的角度为θ，推导平行板间电场强度的表达式（选用m、g、、θ等字母表示即可）

（3）若实验测得小球偏离竖直位置的偏离距离为2.0 cm，平行板间的场强为 N/C，计算小球的电荷量。

15.（16分）把一个质量为m小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，摆长为，初始时，将小球拉至细线与竖直方向成最大偏角为θ的A点，重力加速度大小为g，回答以下问题：

（1）小球在最大偏角处释放，忽略阻力，小球运动到最低点时的速度的大小？

（2）由于阻力的影响，小球最终静止在O点，现用水平拉力F缓慢地将小球从O点拉到C点，求水平拉力 F 做的功。

（3）若改用水平恒力 F＝mg 将静止在O点的小球拉到C点，求小球被拉到C点时的速度大小。