上海市某中學(xué)2023-2024學(xué)年高一年級(jí)下冊(cè)期末考試物理試題（解析版）

2023學(xué)年上海南匯中學(xué)第二學(xué)期期末考試

高一物理試卷

考生注意：

1.試卷滿(mǎn)分100分，考試時(shí)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(xiàng)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(yùn)動(dòng)，不能在牛頓力學(xué)框架下得到解釋的是（）

A.中子星B.人造衛(wèi)星

C.飛行的鳥(niǎo)D.射出的子彈

【答案】A

【解析】

【詳解】牛頓力學(xué)適用于宏觀、低速運(yùn)動(dòng)的物體，對(duì)微觀、高速運(yùn)動(dòng)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(yīng)，可知，即中子星不能在牛頓力學(xué)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(diǎn)電荷產(chǎn)生的靜電場(chǎng)也適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)的是（）

FTjkOW

①電場(chǎng)強(qiáng)度E=一②電場(chǎng)強(qiáng)度E③電場(chǎng)強(qiáng)度E=—3④電勢(shì)差。旬=3

qdrq

A.①③B.②③C.②④D.①④

【答案】D

【解析】

FTJ

【詳解】E=一是電場(chǎng)強(qiáng)度的比值定義式，既適用于點(diǎn)電荷產(chǎn)生的靜電場(chǎng)也適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)；E=—是

qd

勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系式，適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，不適用點(diǎn)電荷；石=螺是點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度的

r

W

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

q

靜電場(chǎng)也適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)?？芍?，既適用于點(diǎn)電荷產(chǎn)生的靜電場(chǎng)也適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)的表達(dá)式有①④。

故選D。

3.兩個(gè)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(yùn)動(dòng)。下列關(guān)于這兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的說(shuō)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】?jī)蓚€(gè)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(yùn)動(dòng)，因?yàn)樗鼈兪枪草S轉(zhuǎn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)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(cuò)誤。

故選C。

4.如圖所示，小物體A與圓盤(pán)保持相對(duì)靜止，跟著圓盤(pán)一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，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(pán)的支持力和指向圓心的摩擦力，其中的摩擦力充當(dāng)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。

故選D。

5.游樂(lè)場(chǎng)里有一種旋轉(zhuǎn)飛椅，當(dāng)飛椅以一定的速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，坐在飛椅上的游客在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)

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

A.%r。，%=0B,%=0,購(gòu)=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(yùn)動(dòng)，游客的高度不變，則重力對(duì)飛椅（包括游客）做功為

乂=。

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

%=0

故選Bo

6.如圖所示，強(qiáng)強(qiáng)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(qiáng)

強(qiáng)向壯壯發(fā)出一束光進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，則壯壯觀測(cè)到該光束的傳播速度為（）

0.9c0.5c

強(qiáng)強(qiáng)光束壯壯

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

【答案】D

【解析】

【詳解】根據(jù)愛(ài)因斯坦相對(duì)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(duì)運(yùn)

動(dòng)而改變.所以壯壯觀測(cè)到該光束的傳播速度為c,所以ABC錯(cuò)誤，D正確.

7.下列關(guān)于行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的描述正確的是（）

A.太陽(yáng)處于橢圓軌道的中心

B.所有行星在同一橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)

C.軌道半長(zhǎng)軸越短的行星周期越長(zhǎng)

D.行星從近日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)日點(diǎn)過(guò)程中速率逐漸減小

【答案】D

【解析】

【詳解】A.太陽(yáng)位于橢圓軌道的一個(gè)公共焦點(diǎn)上，不是位于橢圓軌道的中點(diǎn)，A錯(cuò)誤;

B.所有行星的軌道都是橢圓，但不是位于同一個(gè)橢圓軌道上，B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)開(kāi)普勒第三定律

4Z3

可知軌道半長(zhǎng)軸越短，行星周期越短，C錯(cuò)誤;

D.行星從近日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)日點(diǎn)過(guò)程中萬(wàn)有引力與速度方向成鈍角，所以行星做減速運(yùn)動(dòng)，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(guò)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(biāo)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(cuò)誤。

故選C。

9.我國(guó)于5月10日成功發(fā)射的“天舟六號(hào)”是世界上現(xiàn)役的運(yùn)載能力最強(qiáng)的貨運(yùn)飛船，5月11日“天舟

六號(hào)”成功與軌道高度350km的空間站對(duì)接。假設(shè)對(duì)接前后空間站軌道高度不變，關(guān)于“天舟六號(hào)”以及

空間站的說(shuō)法正確的是（）

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

C.對(duì)接前后空間站速率減小D.對(duì)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(cuò)誤；

B.空間站在運(yùn)行過(guò)程中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，加速度方向時(shí)刻在變，故B錯(cuò)誤;

CD.對(duì)接前后軌道不變，所以速率不變，周期不變，故C錯(cuò)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(yùn)動(dòng)，如

圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，桿所受到彈力可以等于零

B.小球過(guò)最高點(diǎn)的最小速度是聲

C.小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球的作用力一定隨速度增大而增大

D.小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)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(duì)小球產(chǎn)生向上的支持力，小球經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)的速度可以為零，當(dāng)小球過(guò)最高點(diǎn)的速度

v=旅時(shí)，桿所受的彈力等于零，A正確，B錯(cuò)誤；

CD.若v<廓，則桿在最高點(diǎn)對(duì)小球的彈力豎直向上

v2

mg—b—m——

R

隨u增大，歹減小；

若V>J無(wú)，則桿在最高點(diǎn)對(duì)小球彈力豎直向下

v2

mg-\-F—m——

R

隨y增大，尸增大，故CD均錯(cuò)誤。

故選A。

11.可視為質(zhì)點(diǎn)的游客在蹦極平臺(tái)末端。點(diǎn)由靜止開(kāi)始下落，到。點(diǎn)時(shí)輕質(zhì)彈性繩恰好伸直，能到達(dá)的低

位置為6點(diǎn)。彈性繩始終在彈性限度內(nèi)，不計(jì)一切阻力，則游客第一次從。點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中

甲乙

A.游客的機(jī)械能守恒

B.游客過(guò)。點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大

C.游客的機(jī)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(jī)械能守恒

【答案】D

【解析】

【詳解】AC.游客第一次從a到b的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，彈性繩彈力一直對(duì)游客做負(fù)功，游客的機(jī)械能一直減小，

故AC錯(cuò)誤；

B.游客第一次從a到b的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，一開(kāi)始彈力小于游客的重力，游客向下加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈力等于游客

的重力時(shí)，速度達(dá)到最大，動(dòng)能達(dá)到最大，之后彈力大于重力，游客向下減速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)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(jī)械能守恒，故D正確。

故選D。

12.一帶負(fù)電的粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，從。點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的軌跡如圖所示。已該粒子運(yùn)動(dòng)到6點(diǎn)時(shí)速度

方向與它所受電場(chǎng)力方向恰好互相垂直。不計(jì)粒子的重力，則從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確

A.a點(diǎn)電勢(shì)大于b點(diǎn)電勢(shì)

B.電場(chǎng)方向豎直向下

C.粒子的電勢(shì)能先減小后增加

D.拉子所受的電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功

【答案】A

【解析】

【詳解】B.6點(diǎn)為軌跡的最高點(diǎn)，速度方向水平向右，粒子運(yùn)動(dòng)到6點(diǎn)時(shí)速度方向與它所受電場(chǎng)力方向恰

好互相垂直，電場(chǎng)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(chǎng)力方向豎直向

下，由于粒子帶負(fù)電，則電場(chǎng)方向豎直向上，故B錯(cuò)誤；

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

線電勢(shì)降低，等勢(shì)線與電場(chǎng)線垂直，可知，。點(diǎn)電勢(shì)大于6點(diǎn)電勢(shì)，故A正確；

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

后減小，故CD錯(cuò)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(chǎng)，在電場(chǎng)中的尸點(diǎn)放一電荷量為5xl(T9c的檢驗(yàn)電荷，它受到的電場(chǎng)力為

2X10-5N，則尸點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為N/C?把檢驗(yàn)電荷的電荷盤(pán)減小為2x10-9(2則尸點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為

___________N/Co

【答案】?.4xl03②.4xl03

【解析】

【詳解】山⑵電場(chǎng)中的P點(diǎn)放一電荷量為5xl(T9c的檢驗(yàn)電荷，它受到的電場(chǎng)力為2xlCf5N，則尸點(diǎn)的

場(chǎng)強(qiáng)為

2X13

E=—=0QN/C=4X10N/C

q5x10-

把檢驗(yàn)電荷的電荷盤(pán)減小為2x10-9(2，由于電場(chǎng)強(qiáng)度只由電場(chǎng)自身決定，所以尸點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度仍為

4X103N/C=

14.如圖所示，點(diǎn)電荷A和B相距40cm,分別帶正電和負(fù)電，電荷量分別為40和-°。在A、B連線上。

引入點(diǎn)電荷C。此時(shí)三個(gè)點(diǎn)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(yīng)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(dāng)三個(gè)電荷都處于平衡時(shí)滿(mǎn)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(shè)距離電荷B左側(cè)為x,則滿(mǎn)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(yīng)放在B的左側(cè)處。

15.如圖為扭秤實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了萬(wàn)有引力定律，在物理量測(cè)量中所使用科學(xué)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(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了萬(wàn)有引力定律，卡文迪什的扭秤實(shí)驗(yàn)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(xué)方法是微小量放大法。

16.若將一個(gè)電量為2.Oxl(rioc的正電荷，從零電勢(shì)點(diǎn)移到電場(chǎng)中M點(diǎn)要克服電場(chǎng)力做功8.0xl(r9j,則M

點(diǎn)的電勢(shì)是V；若再將該電荷從M點(diǎn)移到電場(chǎng)中的N點(diǎn)，電場(chǎng)力做功1.8X10FJ,則/、N兩點(diǎn)間

的電勢(shì)差UMN=V=

【答案】①.40V②.90V

【解析】

【詳解】［1］設(shè)因?yàn)殡姾墒菑牧汶妱?shì)。點(diǎn)開(kāi)始移動(dòng)的，所以

UOM40V

q

解得

為=40V

⑵MN兩點(diǎn)電勢(shì)差為

TJ=吆=90V

uMNV

q

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

機(jī)的額定功率4=5xl（）3w。則貨物做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為s；若起重機(jī)達(dá)到額定功率后，始終保

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

【答案】?.4.8（2）.2.5

【解析】

【詳解】口］貨物做勻加速運(yùn)動(dòng)達(dá)到額定功率時(shí)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(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

v2.38.

t=—=-----sx4.8os

a0.5

⑵當(dāng)牽引力等于貨物的重力時(shí)速度最大，此時(shí)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(jì)算、邏輯推理以及回答問(wèn)題的過(guò)程中，要求給出必要

的圖示、文字說(shuō)明、公式、演算等。

18.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖（a）所示的裝置來(lái)研究機(jī)械能是否守恒。輕質(zhì)細(xì)線的上端固定在。點(diǎn)，下端連接圓

柱形的擺錘P,在擺錘擺動(dòng)的路徑上，固定了四個(gè)完全相同的光電門(mén)傳感器A、B、C、D。實(shí)驗(yàn)時(shí)，分別測(cè)

出四個(gè)光電門(mén)到懸點(diǎn)。的高度差〃A、％、&、〃D，從某一高度釋放擺，利用光電門(mén)測(cè)出擺錘經(jīng)過(guò)四個(gè)光

電門(mén)的速度。（已知重力加速度為g）

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

實(shí)際值小，則擺錘動(dòng)能的測(cè)量比實(shí)際值____________(選填“大”?！靶　被颉安蛔儭?o

(2)另一同學(xué)在得到擺錘經(jīng)過(guò)四個(gè)光電門(mén)的速度v和光電門(mén)距離懸點(diǎn)。的高度差/i后，作出如圖(b)所

示的丫2—力圖線。若擺錘擺動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，則該直線的斜率為O

(3)該同學(xué)經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)擺錘在A、B、C、。四點(diǎn)的機(jī)械能總是依次的略微減小，你認(rèn)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(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受到空氣阻力的影響

【解析】

【小問(wèn)1詳解】

[1]⑵用光電門(mén)測(cè)量速度是利用擋光片的寬度和擋光時(shí)間的比值得到的，故利用光電門(mén)測(cè)量擺錘P的速度

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

d

v=—

t

可知此時(shí)測(cè)得的擺錘的速度偏小，則擺錘動(dòng)能的測(cè)量值比實(shí)際值小。

【小問(wèn)2詳解】

設(shè)擺錘釋放時(shí)距。點(diǎn)的距離為h0,初速度為%,擺動(dòng)過(guò)程中根據(jù)機(jī)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(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，則F—入圖線的斜率為2g。

【小問(wèn)3詳解】

該同學(xué)經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)擺錘在A、B,C、。點(diǎn)的機(jī)械能總是依次的略微減小，可能的原因是：擺錘在

運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受到空氣阻力的影響。

19.如圖所示，一長(zhǎng)為乙的細(xì)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(chǎng)強(qiáng)

度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，當(dāng)細(xì)線與豎直方向偏角為。時(shí)，小球處于平衡狀態(tài)，試問(wèn)：

(1)畫(huà)出小球的受力分析圖;

(2)小球的帶電荷量q；

(3)若改變電場(chǎng)方向仍保證小球在該位置平衡，則場(chǎng)強(qiáng)最小為多少？電場(chǎng)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?yàn)檠芯繉?duì)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(dāng)電場(chǎng)力方向與細(xì)繩方向垂直時(shí)，電場(chǎng)力最小，則場(chǎng)強(qiáng)最小，此時(shí)

qEmin=7〃gsin8

解得