河北省唐山市2024-2025年高一下学期期中考试物理试卷（解析版）

这是一份河北省唐山市2024-2025年高一下学期期中考试物理试卷（解析版）试卷主要包含了答题前，考生务必将自己的姓名，本试卷主要考试内容等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1、答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4、本试卷主要考试内容：人教版必修第二册第七、八章，必修第三册第九章前两节。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 同种电荷相互吸引
B. 电荷量的正负表示电荷量的方向
C. 一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变
D. 带电体的电荷量可能为
【答案】C
【解析】A．同种电荷相互排斥，故A错误；
B．电荷的多少叫作电荷量，电荷量的正负表示带电物体的电性，故B错误；
C．根据电荷守恒定律得一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变，故C正确；
D．带电体的电荷量为元电荷的整数倍，即的整数倍，不可能为，故D错误。
故选C。
2. 绝缘水平面上有甲、乙两个带电小球（均视为点电荷），将甲固定，使乙逐渐远离甲，则在乙远离甲的过程中，甲所受乙的静电力F和两小球间的距离x的变化关系图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】AC．根据库仑定律得
随着距离的增大，静电力减小，AC错误；
BD．根据库仑定律得
静电力F和两小球间距离x不是一次函数，B错误，D正确。
故选D。
3. 某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，a、c为椭圆轨道长轴的端点，b、d为椭圆轨道短轴的端点，行星沿图中箭头（逆时针）方向运行。若行星某时刻位于b点，则经过二分之一周期，行星位于轨道的e点，e点在（ ）
A. d、a两点之间
B. d点
C c点
D. c、d两点之间
【答案】D
【解析】根据开普勒第二定律，近日点最快远日点最慢，则 ，
若行星某时刻位于b点，则经过二分之一周期，行星位于轨道的e点，e点在c、d两点之间。
故选D。
4. 质量为50kg的小王站在升降机内，若升降机竖直上升的位移随时间变化的规律为，取重力加速度大小，则在0~2s内，升降机地板（水平）对小王的支持力做功的平均功率为（ ）
A. 2000WB. 2400WC. 3000WD. 3600W
【答案】B
【解析】根据
结合
可知，
对小王，由牛顿第二定律有
其中，联立解得支持力大小
2s内物体位移
则升降机地板（水平）对小王的支持力做功的平均功率
故选B。
5. 中国计划在2030年前实现中国人首次登陆月球。如图所示，探测器从地面发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨最终进入月球表面附近的工作轨道，开始对月球进行探测。下列说法正确的是（ ）
A. 探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上经过P点时加速度不相等
B. 探测器在轨道Ⅲ上运行的周期比在轨道Ⅰ上的小
C. 探测器在轨道Ⅲ上的运行速度比月球的第一宇宙速度大
D. 探测器在轨道Ⅰ上经过P点时的速度比在轨道Ⅱ上经过P点时的速度小
【答案】B
【解析】A．设月球质量为M，探测器质量为m，根据
解得加速度
故探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上经过P点时的加速度相等，故A错误；
B．根据开普勒第三定律有
由于轨道Ⅲ的半径小于轨道Ⅰ的半长轴，所以卫星在轨道Ⅲ上的运动周期比在轨道Ⅰ上短，故B正确；
C．根据
解得
月球的第一宇宙速度是卫星贴近月球表面做匀速圆周运动的速度，卫星在轨道Ⅲ上的半径大于月球半径，可知卫星在轨道Ⅲ上的运动速度比月球的第一宇宙速度小，故C错误；
D．卫星在轨道Ⅱ上的P点需加速做离心运动可以进入轨道Ⅰ，所以卫星在轨道Ⅱ上经过P点的速度比在轨道Ⅰ上经过P点时小，故D错误。
故选B。
6. 一质量为的物体静止在光滑水平面上，物体在两个相互垂直的水平力作用下开始运动，力对物体做的功为，力对物体做的功为，随后同时撤去这两个力。撤去这两个力的瞬间，物体的速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】合力对物体做的功
根据动能定律可得
代入数据解得撤去这两个力的瞬间，物体的速度大小为
7. 月球是人类开展地外空间探索的理想基地。某宇航员在月球表面将一物体从距水平月面高度为h处以大小为的速度水平抛出，物体在水平月面上的落点到抛出点的水平距离为x。若月球的半径为R，不计月球的自转，则月球的第一宇宙速度为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】设物体在空中运动的时间为t，月球表面的重力加速度大小为，则有，
由第一宇宙速度的物理意义为
则月球的第一宇宙速度
联立解得
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 某物体从一定高度处由静止下落，若空气阻力不能忽略，则在物体下落的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 重力对物体做正功B. 重力对物体做负功
C. 物体的机械能不变D. 物体的机械能减少
【答案】AD
【解析】AB．题意可知物体重力向下，位移向下，则小球下落过程中重力做正功，故A正确，故B错误；
C．机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功。物体下落时空气阻力不能忽略，空气阻力方向与物体运动方向相反，空气阻力对物体做负功。根据功能关系，除重力之外的其他力做功会导致机械能变化，所以物体机械能不守恒，故C错误；
D．因为空气阻力做负功，根据功能关系，除重力外其他力做负功会使物体的机械能减少 ，故D正确。
9. 设想宇航员随飞船绕月球飞行，飞船贴近月球表面时可视为绕月球做匀速圆周运动。已知月球表面的重力加速度大小以及引力常量，将月球看成一个球体，若宇航员测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道上绕行的周期，则下列物理量可求出的是（ ）
A. 月球的质量B. 月球的半径
C. 月球的自转周期D. 月球的平均密度
【答案】ABD
【解析】A．设月球质量为M，月球半径为R，飞船周期为T（已知），月球表面的重力加速度大小为g（已知），根据
解得
根据黄金代换式
联立解得
由于G、g、T已知，故可求出月球的质量和月球的半径，故AB正确；
C．根据已知条件无法求出月球的自转周期，故C错误；
D．月球密度
因为R、M已知，故可求出月球密度，故D正确。
故选 ABD。
10. 如图所示，用一水平向左的力将质量为0.4kg的滑块（视为质点）压在竖直墙面上，滑块从离地面的高度为5m处由静止开始滑下，当采用国际单位制时，力的大小F与滑块下滑的距离x之间的函数关系式为。已知滑块与墙面间的动摩擦因数为0.1，取重力加速度大小，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（ ）
A. 滑块下滑过程中克服摩擦力做的功为8J
B. 滑块下滑过程中机械能的减少量为6J
C. 滑块下滑过程中动能的增加量为14J
D. 滑块滑到地面前瞬间的速度大小为10m/s
【答案】BC
【解析】AB．根据滑动摩擦力的公式
因为（N）
联立整理得（N）
根据图像
可得摩擦力做功为
滑块下滑过程中克服摩擦力做的功为6J，由功能关系可知，滑块下滑过程中机械能的减少量等于克服摩擦力做的功，即滑块下滑过程中机械能的减少量为6J，故A错误，B正确；
C．由动能定理有
其中，联立解得，故C正确；
D．因为
代入题中数据，联立解得，故D错误。
故选BC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学用如图所示的装置来探究影响电荷间的静电力的因素。A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。
（1）若小球的质量为m，重力加速度大小为g，小球所受物体A的静电力大小为F，认为物体A与小球在同一水平线上，则丝线偏离竖直方向的角度的正切值tanθ=___________；F越大，小球偏离竖直方向的角度___________（填“越大”或“越小”）。
（2）把丝线系在横杆上的位置左右移动，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。实验表明，电荷之间的静电力随着它们之间的距离的增大而___________（填“增大”或“减小”）。
（3）使小球处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。实验表明，电荷之间的静电力随着它们的电荷量的增大而___________（填“增大”或“减小”）。
【答案】（1） 越大 （2）减小 （3）增大
【解析】
【小问1解析】
根据平衡条件得
根据，F越大，tanθ越大，小球偏离竖直方向的角度θ越大；
【小问2解析】
实验表明，距离增大，θ减小，静电力F减小，则电荷之间的静电力随着它们之间的距离的增大而减小；
【小问3解析】
实验表明，电荷量增大，θ增大，静电力F增大，则电荷之间的静电力随着它们的电荷量的增大而增大。
12. 学校物理兴趣小组用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，电火花计时器的打点周期为T，当地的重力加速度大小为g，所用钩码和夹子的总质量为m。在实验中得到一条点迹清晰的纸带，纸带中连续的四个计时点O、A、B、C之间的距离如图乙所示，其中O点是打下的第一个点。
（1）电火花计时器工作时需要的电源是_______。
A. 8V直流电源B. 8V交流电源
C. 220V直流电源D. 220V交流电源
（2）在电火花计时器打下O点到打下B点的过程中，钩码（包括夹子）的重力势能的减少量_______，动能的增加量_______。
（3）若实验中的操作规范，则产生误差的可能原因是_______（任写一条即可）。
【答案】（1）D （2）
（3）纸带与打点计时器之间存在摩擦（或空气阻力的影响）。
【解析】
【小问1解析】
电火花计时器工作时需要的电源是220V交流电源。
故选D。
【小问2解析】
在电火花计时器打下O点到打下B点的过程中，钩码（包括夹子）的重力势能的减少量；
在电火花计时器打下B点时m的速度大小
在电火花计时器打下O点到打下B点过程中，动能的增加量
【小问3解析】
若实验中的操作规范，则产生误差的可能原因是钩码（包括夹子）会受到空气阻力，纸带受到计时器的摩擦力。
13. 电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，且符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境的影响相对传统汽车较小，电动汽车的前景被广泛看好。某款电动汽车进行性能测试，若关闭油门，则汽车恰好能沿一山坡向下做匀速直线运动；若汽车以恒定的功率沿该山坡向上由静止启动做加速直线运动，则最大速度。汽车的质量，认为汽车在上坡和下坡过程中所受路面的阻力大小恒定且相等，不计空气阻力。
（1）求路面对汽车的阻力大小f；
（2）采用国际单位制，求汽车上坡时从静止启动到速度刚好增至最大的过程中通过的距离s与所用时间t之间的函数关系式。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
设山坡的倾角为， 当汽车沿山坡向下做匀速直线运动时，由平衡条件可得
当汽车上坡达到最大速度时，驱动力为
速度最大时，汽车加速度为0，由平衡条件可得
联立解得
【小问2解析】
汽车上坡时从静止启动到速度刚好增至最大的过程中，根据动能定理可得
因为
联立可得
14. 有a、b两颗人造地球卫星，如图所示，a在赤道上空绕地球做匀速圆周运动，对地张角，b为贴地飞行的超低空轨道卫星（图中未画出）。地球（视为质量分布均匀的球体）的半径为R，地球的密度为，地球自转的周期为，引力常量为G，球的体积公式为，其中r为球的半径。
（1）求a运行的周期以及b运行的周期；
（2）若a、b的运行方向相同，求二者不能直接通信的连续时间t。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
设地球的质量为M，a的质量为m1，根据几何关系可知，a的轨道半径为，有
地球的体积
又
解得
设b的质量为m2，对b有
解得
【小问2解析】
在时间t内，a、b转过的角度分别为、
经分析可知
解得
15. 如图所示，水平地面与半径的粗糙半圆轨道（固定）相连接，且在同一竖直平面内，点是半圆轨道的圆心，在同一竖直线上。质量的物块（视为质点）在大小的水平恒力的作用下，从点由静止开始做匀加速直线运动，当物块通过点时撤去水平恒力，物块沿半圆轨道运动并恰好能通过点。已知、两点间的距离，物块与地面间的动摩擦因数，取重力加速度大小。不计空气阻力。
（1）求物块通过点时所受半圆轨道的支持力大小；
（2）求物块从点运动到点的过程中克服阻力做的功；
（3）若半圆轨道光滑，通过改变半圆轨道的半径，使物块通过点后落到地面上的位置到点的距离最大，求此种情况下半圆轨道的半径以及该最大距离
【答案】（1） （2）
（3），
【解析】
【小问1解析】
设物块通过点时的速度大小为，对物块在地面上从点运动到点的过程，根据动能定理有
解得
又
解得
【小问2解析】
设物块通过点时的速度大小为，有
解得
对物块从点运动到点的过程，根据动能定理有
解得
【小问3解析】
设当半圆轨道的半径为时，物块能通过点，且物块通过点时的速度大小为，对物块从点运动到点的过程，根据动能定理有
设物块通过点后在空中运动的时间为，有
物块通过点后落到地面上的位置到点的距离
可得
当时，物块通过点后落到地面上的位置到点的距离最大，有
解得