山东省济宁市2024-2025学年高一下学期期末考试物理试卷（Word版附答案）

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1．如图所示，济宁儿童乐园的摩天轮以恒定的角速度在竖直平面内匀速转动。该摩天轮中的一游客从最低点A到达最高点B的过程中，下列说法正确的是
A．速度不变
B．加速度不变
C．机械能不守恒
D．在最低点受重力、支持力、向心力三个力的作用
2．如图所示，计算机键盘每个键下面都连有一块小金属片，该金属片与下面固定的另一块小金属片组成一个可变电容器。若该电容器的两金属片间电压不变，按下该键时，下列说法正确的是
A．电容变小
B．电容器的电荷量变小
C．两金属片间的电场强度不变
D．两金属片间的电场强度变大
3．如图所示，真空中等量异种点电荷分别固定在A、B两点，O点是A、B连线的中点，c、d两点在A、B连线上关于O点对称，e、f两点在A、B连线的中垂线上关于O点对称。下列说法正确的是
A．c、d两点的电势相等
B．c、d两点的电场强度相同
C．e、f两点的电场强度不相同
D．若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，c点电场强度大小将变为原来的4倍
4．“开普勒-90”星系是一个类太阳系的恒星系统。其中一颗行星“开普勒-90d”的公转轨道半径约为地球公转轨道半径的，公转周期约为地球公转周期的。该星系中心天体与太阳的质量之比约为
A．4:3 B．9:4 C．3:1 D．4:1
5．如图所示，三根长度相同的绝缘均匀带电棒组成等边三角形，带电量分别为+Q、+Q和，其中一根带电量为+Q的带电棒在三角形中心O产生的电场强度大小为E，则O点电场强度的大小为
A． B．E C． D．
6．如图所示，半径为的倾斜圆盘倾角为，绕过圆心O且垂直于盘面的转轴匀速转动。将一质量为m的小物块（可视为质点）放在圆盘边缘，并能随圆盘一起转动。已知小物块与圆盘间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。则圆盘匀速转动的最大角速度为
A． B． C． D．
7．全球无人机市场预计2030年突破5835亿美元，中国将占据消费级市场七成份额。一厂家生产的某款无人机质量为9.8kg，额定功率为1kW。某次进行性能测试时，让其以额定功率由静止竖直上升，6s末达到最大速度。若运动过程中所受的空气阻力大小恒为2N，重力加速度大小g=10m/s2。则在0⁓6s内无人机上升的高度为
A．30.0m B．55.1 m C．56.2m D．60.0m
8．如图所示，一光滑大圆环固定在竖直平面内，圆心为O，小圆环套在大圆环上。若小圆环从静止开始由大圆环顶端Q点自由下滑，滑至P点时大圆环与小圆环的作用力为零，则OP与竖直方向OQ的夹角θ满足的关系式正确的是
A． B． C． D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．在某电场中以点为坐标原点建立x坐标轴，轴上各点的电势随坐标x的变化关系如图所示，a、b为x轴上两点。一带正电粒子从O点由静止释放，仅在电场力作用下沿x轴运动，关于该粒子下列说法正确的是
A．在a点时加速度为零
B．在a点时动能最大
C．在点时电势能最小
D．从O点到b点一直做加速运动
10．2025年3月26日，我国成功将地球同步轨道数据中继卫星“天链二号04星”发射升空，人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道。假设图示三个轨道均是“天链二号04星”绕地球飞行的轨道，其中轨道Ⅰ、Ⅲ均为圆形轨道，轨道Ⅱ为椭圆形轨道，三个轨道在同一平面内，轨道Ⅱ与轨道Ⅰ相切于A点，与轨道Ⅲ相切于B点，不计该卫星在变轨过程中的质量变化。关于该卫星下列说法正确的是
A．在轨道Ⅰ的运行周期大于在轨道Ⅲ的运行周期
B．在B点瞬间加速才能使运行轨道由Ⅱ变为Ⅲ
C．沿椭圆轨道Ⅱ从A点飞向B点过程中机械能守恒
D．在轨道Ⅰ经过A点的加速度大于在轨道Ⅱ经过A点的加速度
11．如图所示，匀强电场中有一个等边三角形ABC，其边长为2cm，三角形所在的平面跟匀强电场平行。已知A、B、C三点的电势分别为3V、5V、7V，下列说法正确的是
A．匀强电场的方向垂直于AC边
B．匀强电场电场强度大小为2V/cm
C．等边三角形中心的电势为5V
D．将一个电子从A点移到B点，其电势能增加了2eV
12．如图所示，质量为m的物块从A点由静止开始下落，下落H高度到达B点与一轻弹簧接触，又下落h高度到达最低点C。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是
A．从B到C过程中，物块的机械能逐渐减小
B．从B到C过程中，物块的重力势能和弹簧弹性势能的和逐渐增加
C．从A到C过程中，物块的最大动能为
D．从A到C过程中，弹簧的最大弹性势能为mg(H+h)
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（6分）某探究小组用如图甲所示的装置来探究向心力大小的表达式，挡板A、B、C到各自转轴的距离之比为1∶2∶1，标尺显示格数表示向心力的大小；图乙是左、右塔轮的三种组合方式，从第一层到第三层的左、右半径之比分别为1∶1、2∶1和3∶1。请回答以下问题：
（1）若选择第一层的左、右塔轮组合方式，将两个质量相等的钢球分别放在B、C位置，可探究向心力的大小与 （选填“质量”、“半径”或“角速度”）的关系；
（2）若选择第一层的左、右塔轮组合方式，将两个质量不相等的小球分别放在挡板C和挡板 （选填“A”或“B”）处，可探究向心力大小与小球质量的关系；
（3）根据实验结论，若选择第二层的左、右塔轮组合方式，将两个质量相等的小球分别放在挡板B和C处，匀速摇动手柄，则左、右两标尺显示的格数之比为 。
14．（8分）某物理兴趣小组利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，该小组同学让质量为m的重物带动纸带从静止开始自由下落，按正确操作步骤得到了一条完整的纸带如图乙所示。
（1）除图示器材外，下列器材中一定需要的是___________；
A．交流电源（8V） B．交流电源（220V） C．秒表 D．刻度尺
（2）在图乙所示的纸带中，A、B、C为三个连续打出的点，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T。从O点到B点的过程中，重物的重力势能减少量 = ，动能增加量 ΔEk= 。
（3）该小组尝试求解实验中受到的阻力，他们作出纸带上各点速度的平方v2与各点到起始点O的距离h的关系图像恰好为一倾斜直线，如图丙所示，该图线的斜率为k，当地重力加速度为g，则该实验中重物和纸带所受到的阻力为______。(计算时不考虑纸带质量）
15．（8分）2025年5月20日我国成功发射了地球静止轨道同步卫星“中星3B”，首次在国产卫星上应用太赫兹通信载荷，传输速率较前代提升5倍。已知地球的自转周期为T，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转的影响，由以上数据求：
（1）地球的第一宇宙速度；
（2）“中星3B”卫星在同步轨道上运行时距地面的高度。
16．（8分）某同学自制呼啦圈的简化模型如图所示。不可伸长的轻绳一端拴接配重（可视为质点），另一端通过光滑轻圆环P与钢性特制腰带相连。水平固定好腰带，通过人体的微小扭动，使配重和圆环P一起在水平面内做圆周运动。已知腰带的半径为R=0.12m，配重的质量为m=0.4kg，绳长为L=0.3m，轻绳能承受的最大拉力为，不计空气阻力，重力加速度大小g=10m/s2，，。
（1）求配重做匀速圆周运动时，轻绳与竖直方向的最大夹角；
（2）当配重匀速转动且轻绳与竖直方向夹角θ=37时，求配重运动的角速度ω。
17．（14分）如图所示，直角坐标系xOy中，第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场Ⅰ，第三象限存在沿x轴正方向的匀强电场Ⅱ，两象限内的电场强度大小相等，在第一象限内有一点a，其坐标为（10L，5L）。质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从a点沿x轴负方向以初速度v0开始运动，经O点进入第三象限，最终到达y轴上的b点，粒子重力忽略不计。求：
（1）电场强度的大小；
（2）粒子经过O点时的速度；
（3）O点与b点之间的距离。
18．（16分）如图所示，在竖直平面内，一过山车轨道模型与传送带平滑连接。过山车轨道模型由三部分组成，AB段为倾角的直轨道，BCDE段为半径的光滑圆形轨道，EF段为光滑水平轨道，三部分之间平滑连接。传送带的长度为，与水平面的夹角也为。一质量为的滑块（可视为质点）从倾斜轨道上的A点由静止开始下滑，并恰好能通过圆形轨道的最高点D，最终可滑上传送带。已知滑块和倾斜轨道、传送带间的动摩擦因数分别为、，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，传送带顺时针转动的速率，重力加速度大小，，。求：
（1）滑块经过圆形轨道最低点C时对轨道的压力FN的大小；
（2）A点距B点的高度差h；
（3）电动机因传送滑块多消耗的电能。