2024-2025学年安徽省六安第二中学高一（下）期末物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.下列关于物理学思想方法的阐述，错误的是( )
A. 追寻守恒量是物理学研究物质世界的重要方法之一，电荷守恒定律是这一思想的又一具体体现
B. 点电荷概念的建立是运用了等效替代法
C. 在人们研究电荷之间的作用力的过程中，曾经猜测电荷间的作用力与万有引力一样遵循与距离平方成反比的规律，这是运用了类比的思想方法
D. 电场强度是通过两个基本物理量之比定义的新物理量，这种定义方法叫比值法
2.年月日，我国“长征二号”遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，神舟十九号载人飞船顺利升空。已知引力常量为，地球半径为，地球表面的重力加速度为，视飞船绕地球做匀速圆周运动，其运行周期为，忽略地球自转。下列说法正确的是( )
A. 火箭加速升空阶段处于失重状态
B. 地球的平均密度
C. 飞船绕地球做匀速圆周运动时离地面高度
D. 飞船绕地球做匀速圆周运动时的速度可能大于地球的第一宇宙速度
3.如图所示，静止于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力作用下，沿轴方向运动，拉力的大小随物块所在位置坐标的变化关系如图所示，图线为半圆。则小物块运动到处时所做的总功为( )
A. B.
C. D.
4.无人机灯光表演给喜庆的节日氛围增添了几许惊艳。在一次无人机表演中，若分别以水平向右、竖直向上为轴、轴的正方向，某架参演的无人机在方向的图像分别如图甲、乙所示，则在时间内，该无人机的运动轨迹为( )
A. B. C. D.
5.如图所示，圆柱形垃圾桶高，桶底直径，将一个废纸团以的初速度水平抛出，结果纸团从桶的左侧桶沿进入桶内，落在桶底最右侧。不计空气阻力，不计纸团大小，重力加速度为，则纸团抛出点离桶左侧桶沿的水平距离为
A.
B.
C.
D.
6.某校的物理兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道，内壁光滑的细圆管用轻杆固定在竖直平面内，小球可视为质点直径略小于细圆管的内径，小球运动到圆管最高点时，杆对圆管的作用力为零，已知细圆管质量是小球质量的倍，细圆管半径为，重力加速度大小取，不计空气阻力，则小球在最高点的速度大小为( )
A. B.
C. D.
7.长度为的匀质木板以的水平速度进入一段长度为的粗糙水平地面，木板与地面间的滑动摩擦因数为，地面其余部分光滑，重力加速度取，下列说法正确的是( )
A. 木板刚好全部进入粗糙地面时的速度为
B. 木板刚好全部进入粗糙地面时的速度为
C. 木板全部滑出粗糙地面时的速度为
D. 木板全部滑出粗糙地面时的速度为
8.长为的导体棒原来不带电，将一带电量为的点电荷放在距棒左端处，如图所示。当达到静电平衡后棒上感应的电荷在棒内中点处产生的场强的大小等于( )
A. B.
C. D.
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.如图所示，一根长直轻杆两端固定着质量分别为、的小球和，杆的长度为。先将杆靠放在竖直墙上，轻轻拨动小球，使其在水平面上由静止开始向右滑动，假设所有接触面均光滑。下列说法正确的是( )
A. 当小球沿墙下滑距离为时，小球的速度为
B. 当小球沿墙下滑距离为时，小球的速度为
C. 在小球沿墙下滑的过程中，杆对做功
D. 在小球沿墙下滑的过程中，杆对做功
10.如图所示，一块长木板静止放在光滑的水平地面上，在上放一物体，现以恒定的外力拉，由于、间摩擦力的作用，将在上滑动，以地面为参考系，、都向前移动一段距离，在此过程中
A. 对的摩擦力所做的功小于的动能的增量
B. 克服的摩擦力所做的功等于对的摩擦力所做的功
C. 外力对做的功等于的动能的增量与克服摩擦力所做的功之和
D. 外力做的功等于和动能的增量和、系统产生的热量之和
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某实验小组用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球、处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使球水平飞出，同时球被松开下落．
甲实验的现象是小球、同时落地，说明_____________；
现将、球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，球落地点变远，则在空中运动的时间__________填“变大”、“不变”或“变小”；
安装图乙研究平抛运动实验装置时，保证斜槽末端水平，斜槽__________填“需要”或“不需要”光滑；
然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择点为坐标原点，丙图中小方格的边长均为，重力加速度取，则小球平抛初速度的大小为_________，小球在点速度的大小为_________。
12.某物理兴趣小组利用如图所示装置验证机械能守恒定律，该小组同学让重物带动纸带从静止开始自由下落，按正确操作得到了一条完整的纸带如图所示。
下列关于该实验说法正确的是___________。
A.实验时重锤可以用木质小球替代
B.打点计时器工作时的电压应选择直流
C.安装实验器材时，必须使打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上
D.实验时应先手掌托住重锤使其紧靠打点计时器，待接通电源后，再释放重锤
在纸带上选取三个连续打出的点、、，测得它们到起始点点与下一点的间距接近的距离分别为、、。已知当地重力加速度为，打点计时器的打点周期为。设重物质量为。从打点到点的过程中，重物的重力势能变化量________，动能变化量________。用已知字母表示
若通过计算发现，物体动能的增加量大于重力势能减少量，则原因可能是下列选项的___________
A.重物受到空气阻力的影响 打点计时器的电压较低
C.纸带和打点计时器间存在摩擦 实验时先释放纸带再接通电源
若该小组用质量分别为、的重物和进行实验，多次记录下落高度和相应的速度大小，作出的图像如图所示。对比图像分析不正确的有___________。
A.可能等于
B.定小于
C.若图线斜率略小于，亦可验证重物下落过程机械能守恒
D.若图线斜率略小于，亦可验证重物下落过程机械能守恒
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.我国新能源汽车发展迅猛，已成为全球最大的新能源汽车产销国。质量为的某新能源汽车在水平路面上以恒定加速度启动，其图像如图所示，其中段和段为直线。已知汽车动力系统的额定功率为，汽车所受阻力大小恒为，求：
汽车能够达到的最大速度是多大？
汽车匀加速的最大速度是多大？
汽车速度为时的加速度大小为多少？
14.如图所示，均匀带正电圆环带电荷量为，半径为，圆心为，为过圆心且垂直于圆环平面的直线上的一点，，求点的场强大小和方向。
15.如图所示，一轻质弹簧的左端固定在处的固定挡板上，质量、可看成质点的小物块靠在弹簧的右端处，此时弹簧处于原长，、间距，段光滑，段粗糙。一传送带下端点与水平面平滑连接，该传送带与水平面的夹角为，、间距，在电动机带动下正以的速度顺时针匀速运动。传送带在上端点恰好与固定在竖直平面内的半径为的圆管轨道相切，圆管内部光滑，管道内径可忽略，为圆管轨道最高点。现将小物块压缩弹簧至一定距离后由静止释放，物块经过冲上传送带，以的速度经点冲进光滑圆管轨道，上述过程中，物块经点滑上传送带时，速度大小不变，方向变为沿传送带方向。已知物块与传送带间的动摩擦因数为、与段间的动摩擦因数为，弹簧始终处于弹性限度内取重力加速度大小，，。求：
小物块能否到达点，若能，请求出小物块到达点时对轨道的压力大小；若不能，请说明理由；
物块经点滑上传送带时的速度大小；
如果将传送带调整为以的速度逆时针匀速运动，重新将物块压缩弹簧至相同距离后由静止释放，则小物块在整个运动过程因摩擦产生的热量是多少？结果保留位小数
答案解析
1.【答案】
【解析】A、追寻守恒量是物理学研究物质世界的重要方法之一，电荷守恒定律是这一思想的又一具体体现，故A正确；
B、点电荷概念的建立是运用了理想模型法，故B错误；
C、在人们研究电荷之间的作用力的过程中，曾经猜测电荷间的作用力与万有引力一样遵循与距离平方成反比的规律，这是运用了类比的思想方法，故C正确；
D、电场强度是通过两个基本物理量之比定义的新物理量，这种定义方法叫比值定义法，故D正确；
本题选错误的，故选：。
2.【答案】
【解析】A.火箭加速升空阶段，根据牛顿第二定律
根据牛顿第三定律
解得，则火箭加速升空阶段处于超重状态，A错误；
B.根据黄金代换式及密度公式
解得，B正确；
C.根据牛顿第二定律及黄金代换式
解得飞船绕地球做匀速圆周运动时离地面高度，C错误；
D.根据牛顿第二定律，解得，
轨道半径越小速度越大，飞船的轨道半径不可能小于地球半径，所以飞船绕地球的运行速度不可能大于地球的第一宇宙速
度，D错误。
故选B。
3.【答案】
【解析】在图像中，图线与轴所围面积的代数和就表示力在这段位移内所做的功，面积，故选C。
4.【答案】
【解析】由图可知，在 时间内无人机竖直方向做匀速直线运动，水平方向向右做匀减速直线运动，可知在 时间内无人机受到的合外力方向水平向左，根据合外力指向轨迹凹处，可知 时间内无人机运动的轨迹向左弯曲；在 时间内无人机竖直方向向上做匀减速直线运动，水平方向做匀速直线运动，可知在 时间内无人机的合外力竖直向下，根据合外力指向轨迹凹处，可知在 时间内无人机运动的轨迹向下弯曲。
故选A。
5.【答案】
【解析】设纸团抛出点的高度为，离桶左侧桶沿的水平距离为，则，
，
，
，
解得，故D正确。
故选D。
6.【答案】
【解析】设小球的质量为 ，由题知，小球运动到圆管最高点时，杆对圆管的作用力为零，对圆管受力分析，由平衡条件可知，小球在最高点给圆管竖直向上的作用力，大小等于圆管的重力，由牛顿第三定律可知，圆管给小球竖直向下的作用力，大小等于圆管的重力，在最高点，对小球，由牛顿第二定律有
解得
故选D。
7.【答案】
【解析】【分析】本题主要考查动能定理的应用。明确木板滑上粗糙地面时摩擦力作用下的位移，由动能定理列式即可正确求解。
【解答】设木板刚好全部进入粗糙地面时的速度为，由动能定理有，，解得，故AB错误；
设木板全部滑出粗糙地面时的速度为，由动能定理有，，解得，故C错误，D正确。
8.【答案】
【解析】解：水平导体棒当达到静电平衡后，棒上感应电荷在中点处产生的场强大小与点电荷在该处产生的电场强度大小相等，方向相反．
则棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小为：，
由于处的合场强为零，所以感应电荷产生的场强方向与点电荷在该处产生的电场强度的方向相反，即沿连线且指向．
故选：
当棒达到静电平衡后，棒内各点的合场强为零，即感应电荷产生的电场强度与产生的电场强度大小相等、方向相反，根据静电平衡的特点和点电荷场强公式结合求解．
感应带电的本质是电荷的转移，当金属导体处于电场时会出现静电平衡现象，关键要理解并掌握静电平衡的特点．
9.【答案】
【解析】解：、当小球沿墙下滑距离为时，杆与水平方向的夹角为，设球的速度为，球的速度为，根据系统的机械能守恒得：
分解两球速度如图
两球沿杆方向上的速度相等，则有：
。
联立两式解得：，，
故A正确，B错误；
C、小球沿墙下滑过程中，对球，根据动能定理得：
，
解得：，
故C正确；
D、小球沿墙下滑过程中，对球，根据动能定理得：
，
解得：，
故D正确；
故选：。
将两球的运动分解为沿杆方向和垂直于杆方向，抓住两球沿杆方向速度相等得出、的速度关系，结合系统机械能守恒求出此时、的速度，再根据动能定理求杆对、做的功。
解决本题的关键要知道系统机械能守恒，抓住两球沿杆方向的速度相等，来求两球的速度。要知道动能定理是求功常用的方法。
10.【答案】
【解析】对物运用动能定理， ，即对的摩擦力所做的功，等于的动能的增量，故A错误；对的摩擦力与对的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于在上滑动，、对地的位移不等，故二者做功不等，故B错误；对物体应用动能定理， ， 为克服摩擦力所做的功，即 ，就是外力对做的功等于的动能增量与克服摩擦力所做的功之和，故C正确；选择和组成的系统作为研究对象，运用动能定理研究，有： 其中 为、的相对位移，再由功能关系知： ，为、系统产生的热量，两式联立有： ，所以外力做的功等于和的动能的增量和、系统产生的热量之和，故D正确．所以CD正确，AB错误．
11.【答案】小球在竖直方向的分运动是自由落体运动 不变 不需要
【解析】甲实验时，小球做平抛运动，小球做自由落体运动，则实验现象是小球、同时落地，说明小球在竖直方向的分运动是自由落体运动；
将、球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，球落地点变远，水平速度变大，下落的高度不变，由自由落体运动下落时间，可知，则在空中运动的时间不变；
安装图乙研究平抛运动实验装置时，保证斜槽末端水平，使小球每次都做平抛运动，由于小球每次都是从斜槽上同一位置由静止开始释放，小球在轨道上运动时克服阻力做功都相同，因此斜槽不需要光滑；
由题图丙可知，两计数点间，小球在水平方向的位移相等，可知两计数点间的时间间隔相等，小球在竖直方向做自由落体运动，因此由匀变速直线运动的推论
可得
则小球平抛初速度的大小为；
小球在轴方向由匀变速直线运动在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得小球在点轴方向速度的大小为
小球在点速度的大小为
。
12.【答案】；
， ；
；
。
【解析】为减小空气阻力的影响，实验时应该选择体积小，密度较大，下端有胶垫的重锤，不可以用木质小球替代，故A错误；
B.电磁打点计时器工作时的电压应选择交流，故B错误；
C.安装实验器材时，必须使打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上，来减小纸带与限位孔之间的摩擦阻力，故C正确；
D.实验时如果先手掌托住重锤使其紧靠打点计时器，会使纸带弯曲，下落时阻力过大，误差较大，故D错误。
故选C。
从打点到点的过程中，重物的重力势能变化量
动能变化量
又因为
解得
重物受到空气阻力的影响，会使物体动能的增加量 小于重力势能减少量 ，故A错误；
B.打点计时器的电压较低，不会影响实验中计算的结果，故B错误；
C.纸带和打点计时器间存在摩擦，会使物体动能的增加量 小于重力势能减少量 ，故C错误；
D.实验时先释放纸带再接通电源，会有初速度，会使物体动能的增加量 大于重力势能减少量 ，故D正确。
故选D。
依题意可知，重锤下落过程中，设阻力为 ，则有
整理可得
由图可知，两直线斜率不等，则阻力不为零，虽然能看出两直线斜率不相等，但不知道两重物所受阻力的大小情况，则两重物的质量关系不确定，即 可能等于 。故A正确，B错误；
由图线的斜率
可知若图线斜率略小于，亦可验证重物下落过程机械能守恒。故C错误，D正确。
13.【答案】当牵引力与阻力平衡时，汽车达到最大行驶速度，即
解得
根据
可得
解得
汽车速度为时，已经达到额定功率
根据牛顿第二定律有
解得
【解析】详细解答和解析过程见答案
14.【答案】若将圆环分成小段，则每一小段可视为点电荷，其电荷量为
这样就把非理想化模型转化为了理想化模型，每一个点电荷在点产生的场强大小为
如图所示
根据对称性可知，每一个点电荷在点产生的场强在垂直于方向的分量 会被抵消，沿着方向的分量
所以点的场强
联立可得
方向指向。
【解析】详细解答和解析过程见答案
15.【答案】小物块从到由动能定理，可得
解得
则小物块可以到达点。设小物块到达点且恰好与圆管轨道之间无作用力时的速度为 ，根据牛顿第二定律
解得
由 可知，小物块在点受到圆管轨道给的竖直向下的压力，根据牛顿第二定律可知
解得
根据牛顿第三定律，小物块到达点时对轨道的压力大小为
由于 ，且小物块在点时速度 小于传送带速度，可知小物块一直沿传送带向上做加速运动，其所受摩擦力方向一直沿传送带向上，从到，根据动能定理
解得
如果将传送带调整为以 的速度逆时针匀速运动，重新将物块压缩弹簧至相同距离后由静止释放，则物块到达点时速度大小为
设物块沿传送带向上匀减速直线运动的加速度大小为 ，有
解得
小物块沿传送带上滑的时间为
小物块沿传送带上滑的距离为
因为 ，所以小物块减速到零后开始沿传送带加速下滑。由于受力情况不变，因此小物块沿传送带向上减速和向下加速的加速度相同，根据运动的对称性，小物块返回到点时速度大小为
小物块沿传送带下滑的时间为
小物块沿传送带下滑的距离为
小物块沿传送带上滑和下滑的时间内传送带的位移大小是相同的，为
小物块沿传送带上滑时，小物块相对于传送带的相对位移大小为
小物块沿传送带下滑时，小物块相对于传送带的相对位移大小为
从往返回时，设小物块在段走过距离 后速度变为零，由动能定理可得
解得
由 ，可知小物块最终停在段，距离点的位置。则小物块在整个运动过程因摩擦产生的热量是
【解析】详细解答和解析过程见答案
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