2023~2024 学年高一年级下学期物理试题
一．选择题（本题共 10 题，每小题 4 分，共 40 分。在每小题给出的四个选
项中，第 1~7 题只有一项符合题目要求，第 8~10 题有多项符合题目要求，全
部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。）
1．在物理学的发展历程中，有很多科学家做出了卓越的贡献，下列说法正确的是（ ）
A．牛顿利用扭秤装置比较准确地测出了万有引力常数G
B．库仑提出电荷的周围存在一种特殊物质叫电场，电场对放入的电荷有力的作用
C．开普勒研究第谷的行星观测记录发现了一些规律，后人称为开普勒行星运动定律
D．英国物理学家法拉第最先测出了元电荷 e的数值
2．有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ）
A．如图甲，汽车在外侧高内侧低的弯道转弯时最佳速度（无侧向静摩擦时的速度）会因为
雨天路滑而减小
B．如图乙，“水流星”表演中，过最高点时水没有从杯中流出，水对杯底压力可以为零
C．如图丙，小球竖直面内做圆周运动，过最高点的速度至少等于 gR
D．如图丁，A、B 两小球在同一水平面做圆锥摆运动，则 A 比 B 的角速度大
3．如图所示，在绝缘水平面上固定三个带电小球 a、b和 c，相互之间的距离 ab=4cm，bc=2cm，
bc 垂直于 ac。已知小球 b 所受的库仑力的合力方向平行于 ac 边，设小球 a 和 c 的带电量的
比值为 k，则（ ）
A．a 和 c 带同种电荷，k=4 B．a 和 c带异种电荷，k=4
C．a 和 c 带同种电荷，k=8 D．a 和 c带异种电荷，k=8
4．如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为 d，电荷量分别为+Q 和-Q。在它
们的中垂线上水平固定一根内壁光滑的绝缘细管，一电量为+q 的小球缓慢经过细管（小球
不计重力），则小球（ ）
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A．小球的电势能先增大后减小 B．受到的库仑力先做负功后做正功
4kQq 8kQq
C．受到的库仑力最大值为 2 D．管壁对小球的弹力最大值为d d 2
5．如图所示，在 x 轴上相距为 L 的两点固定有等量同种正电荷M、N，虚线是中心在MN的
中点、边长也为 L 的正方形，a、b、c、d是正方形的四个顶点，且b、d两点在 x 轴上。下列
说法正确的是（ ）
A．将一电子从 a 点由静止释放，电子可能沿ad直线运动到 d 点
B．将一电子从 a 点垂直正方形所在平面以某一速度释放，电子可能做匀速圆周运动
C．将一电子从 a 点沿直线 a c 移至 c点过程，电子电势能先增大后减小
D．将一电子从 a 点沿折线abc移至 c点过程，静电力先做正功后做负功
6.如图所示，在嫦娥探月工程中飞船需要经历多次变轨，已知月球表面的重力加速度为 g0.
飞船首先在圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的 A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近
月点 B时，再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动，忽略月球的自转，引力常量 G 已知，
则( )
A.若飞船在轨道Ⅲ的运行周期已知，则可以求出月球的平均密度
B.飞船在轨道Ⅰ上的运行速率可能大于在轨道Ⅱ上 B处的运行速率
C.飞船运行到轨道Ⅱ上 B处时万有引力大于需要的向心力
D.飞船从轨道Ⅱ进入Ⅲ上需要在 B点火加速
7．如图所示，一滑块从静止开始沿粗糙程度相同的固定斜面下滑直至底端。若用 v、Ek 、Ep 、
E分别表示滑块下滑过程中的速度、动能、重力势能、机械能，用 x表示滑块的位移，取斜
面底端为零势能点。下列四幅图像中正确的是（ ）
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A． B． C． D．
8．如图所示，固定在水平面上的光滑斜面的倾角 30 ，斜面长 a 10m，宽b 8m ，一
小球（可视为质点）从顶端 B 处水平向左射入，沿图中轨迹到达斜面底端 A 点，重力加速度
g取10m/s2 ，则下列说法正确的是（ ）
A．小球在斜面上运动的加速度大小为 10m/s2
B．小球在 B 点的速度大小为 4m/s
C．小球从 B 运动到 A 的过程中速度、加速度不断变化
D．小球从 B 运动到 A 的过程中，速度变化量大小为 10m/s
9．如图甲所示，小球用不可伸长的轻绳连接后绕固定点O在竖直面内做圆周运动，小球经
过最高点时的速度大小为v，此时绳子的拉力大小为 FT ，拉力 FT 与速度的平方 v2 的关系如
图乙所示。已知重力加速度为 g，以下说法正确的是（ ）
a m bA．圆周运动半径 R g B．小球的质量 g
C．图乙图线的斜率只与小球的质量有关，与圆周运动半径无关
D．若小球恰好能做完整圆周运动，则经过最高点的速度 v 2a
10.某同学用力让轻绳上一个质量为1kg的小球p在图示位置平衡，此时θ=30°且轻绳绷直，
绳长为 2m，然后将小球由静止释放，直至运动到最低点。g取 10m/s2。关于该过程以下说法
不正确的是（ ）
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A. 小球从释放到落至最低点的过程中机械能守恒
10 3
B. 初始位置时手给小球的力大小为 N
3
C. 小球运动到最低点时绳子拉力为 35N
D. 小球运动到最低点时速度为 2 15 m / s
二．实验题（本大题共 2 小题，计 20 分。）
11.（8 分）在“探究平抛运动的特点”实验中．
图 1 图 2 图 3 图 4
（1）某老师做了如图 1、图 2两个演示实验：图 1 所示装置进行实验，小锤打击弹性金属
片，A 球水平抛出，同时 B球被松开自由下落；图 2所示装置进行实验，两个相同的弧形轨
道 M、N 位于同一竖直面内，其中 N 轨道的末端与光滑的水平地面相切，两个完全相同的小
钢球 P、Q，以相同的水平初速度 v0 同时从轨道 M、N的末端射出．关于这两个实验，下列说
法正确的是__________．
A．所用两球的质量均须相等
B．图 1 实验应改变装置的高度等多次实验，才可以得出结论
C．图 1 实验中用较大的力敲击弹性金属片，则两球不能同时落地
D．图 2 实验只做一次观察到 P 落地时与 Q 相遇，即可说明 P 球在水平方向上做匀速直线运
动
（2）为了进一步探究平抛运动，某同学用如图 3 所示的装置进行实验，下列操作中，必要
的是________（多选）．
A．通过调节使斜槽末端保持水平 B．每次需要从不同位置静止释放小球
C．通过调节使木板保持竖直 D．尽可能减小斜槽与小球之间的摩擦
（3）如图 4所示，为一次实验记录中的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度8mm ．从
图像上分析，小球做平抛运动的水平初速度大小是__________m s，小球从抛出运动到 B
点时，已经在空中飞行了__________s．（g取10 m s2 ）
12.（12 分）某同学用如图甲所示的实验装置“验证机械能守恒定律”，实验所用的电源为
学生电源，可以提供输出电压为 8V 的交变电流和直流电，交变电流的频率为 50Hz。重锤从
高处由静止开始下落，电磁打点计时器在纸带上打出一系列的点，对纸带上的点测量并分析，
即可验证机械能守恒定律。
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（1）他按顺序进行了下面几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器材；
B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
C．用天平测出重锤的质量；
D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；
E．测量纸带上某些点间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
（1）其中没有必要进行的步骤是 ，操作不当的步骤是 。（均填步骤前的选
项字母）
（2）这位同学对纸带进行测量分析，如图乙所示，其中 O 点为起始点，A、B、C、D、E、F
为相邻六个计数点，根据纸带上的测量数据，可得出打 B点时重锤的速度为 m/s，
若重锤的质量为0.2kg，从O点下落到B的过程中重力势能的减少量为 J。（g=9.8m/s2，
计算结果均保留 3 位有效数字）
（3）另一实验小组用如图丙所示的实验装置验证机械能守恒定律。将一质量为 m 的钢球用
细线系住悬挂在铁架台上，钢球静止于 A点。在钢球底部竖直地粘住一片宽度为 d 的轻质遮
光条。在 A的正下方固定一光电门。将钢球拉至某位置由静止释放直至运动到 A 点，此时遮
光条经过光电门的挡光时间为 t。钢球球心摆下的竖直高度为 h，则小球动能增加量可表示
为ΔEK=____________（用题干中的字母表示），小球重力势能减少量|ΔEP|=mgh。若代入数
据计算发现ΔEK>|ΔEP|,产生该误差的原因是________________________________________。
三．解答题（本大题共 3 小题，计 40 分。解答应写出文字说明、计算过程或演
算步骤，只写出结果的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单
位。）
13.（12 分）祝融号火星车在火星表面的乌托邦平原探测时，将一石块以初速度 v0 从火星表
面距离地面高度为 h处水平弹出，测出石块落地点与弹出点的水平距离为 x。已知万有引力
常量为 G，火星为半径为 R 的球体，且R h求：
（1）火星表面的重力加速度 g；
（2）火星的质量 M。
14.（12 分）在水平向右的匀强电场中，有一质量为 m、带正电的小球，用长为 L 的绝缘细
线悬挂于 O点，当小球静止时，细线与竖直方向夹角为θ，小球位于 B点，A 点与 B 点关于
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O 点对称，如图所示，现给小球一个垂直于悬线的初速度，小球恰能在竖直平面内做圆周运
动。
（1）小球在做圆周运动的过程中，在哪一位置速度最小？速度最小值多大？
（2）小球在 B 点的初速度多大？
15.（16 分）如图所示,粗糙水平面 AB 与竖直面内的光滑半圆形轨道在 B 点平滑相接,一质
量为 m的小滑块(可视为质点)将弹簧压缩至 A 点后由静止释放,经过 B 点后恰好能通过最高
点 C 做平抛运动。已知导轨半径 R=0.4 m,小滑块的质量 m=0.1 kg,小滑块与轨道 AB 间的动
摩擦因数μ=0.2,AB 的长度 L=20 m,重力加速度取 10 m/s2。
(1)求小滑块对圆轨道最低处 B 点的压力大小。
(2)求弹簧压缩至 A 点时弹簧的弹性势能。
(3)若仅改变 AB 的长度 L,其他条件不变,要使小滑块在半圆轨道运动时不脱离轨道,求出 L
的可能值。
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2023~2024 学年高一年级下学期物理试题
参考答案
一．选择题（本题共 10 题，每小题 4 分，共 40 分。在每小题给出的四个选
项中，第 1~7 题只有一项符合题目要求，第 8~10 题有多项符合题目要求，全
部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。）
1．C
2．B
3．D
【详解】假设 a、c 带同种电荷，则 b 受到的库仑力的合力不可能与 ac 平行，故 a、c 带异
种电荷。
由几何关系，得
kqaqb : ab kq q b c :bc
ab 2 bc 2
解得
q 3a ab 8qc bc
故选 D。
4．D
【详解】AB．根据电场线分布可知带点小球受到水平向右的电场力，电荷量为+q 的小球以
初速度 v0从管口射入的过程，因电场力与速度相垂直，所以电场力不做功，小球的电势能不
变，AB 都错误；CD．水平方向管壁对小球的弹力与库仑力的分力大小相等，所以当库仑力
最大时，弹力也就达到最大（小球不计重力），在两个电荷的中垂线的中点，单个电荷产生
的电场力为
F1 F
Qq
2 4k d 2
根据矢量的合成法则，则电场力的最大值为
F 2F1 8k
Qq
d 2
8kqQ
管壁对小球的弹力与电场力是平衡力，所以管壁对小球的弹力最大值为 2 ，C错误 D 正d
确。故选 D。
5．B
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【详解】A．根据等量同种正电荷的电场线分布特点可知，电子从 a 点由静止释放时，先受
到竖直向下的电场力做加速直线运动，过中心点后，受竖直向上的电场力做减速直线运动，
由运动的对称性可知，电子将沿 a、c连线在 a、c间做往复运动，A错误；B．电子从 a点垂
直正方形所在平面以某一速度 v 释放时，受到垂直速度方向且指向MN中点的电场力 Ee，
若满足
2
Ee mv
r
该电子将做匀速圆周运动，B正确；C．沿直线 ac从 a 至 c，电势先升高后降低，电子从 a
点沿直线 ac移至 c 点过程，电子电势能先减小后增大，C错误；D．将一电子从 a 点沿折线 abc
移至 c点过程，静电力先做正功再做负功，再做正功最后做负功，D 错误。故选 B。
6.A
7.B
8.BD
【详解】A．对小球受力分析，受到重力和斜面的支持力，根据牛顿第二定律，可得
mg sin 30 ma0
解得
a0 g sin 30 5m / s
2
方向沿斜面向下，选项 A错误；B．小球从 B 到 A 做类平抛运动，设球从 B 点水平射入时的
速度为 v0，从 B运动到 A所用时间为 t；水平方向有
b v0t
沿斜面向下方向有
a 1 a0t
2
2
联立解得
t 2s
v0 4m / s
选项 B正确；C．小球从 B 运动到 A 的过程中，速度不断变化，加速度不变，选项 C 错误；
D．小球从 B 运动到 A 的过程中，速度变化量为
Δv a0t 10m / s
选项 D正确。故选 BD。
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9．AB
10.ABD
二．实验题（本大题共 2 小题，计 20 分。）
11．（8分）（1）B（2 分） （2）AC（2分，漏选得 1分） （3）0.6（2 分），0.08（2 分）
1 d
12.（12 分）C（2分） B（2分） 1.84（2 分） 0.349（2 分） m（ ）2（2 分） 通
2 t
过光电门测量的是遮光条的速度，其大于小球的速度（2分）
三．解答题（本大题共 3 小题，计 44 分。解答应写出文字说明、计算过程或演
算步骤，只写出结果的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单
位。）
g 2hv
2 2hv 2R2
13．（12 分）（1） 02 （6 分）；（2）M
0
2 （6分）x Gx
【详解】（1）设小物体经过时间 t 落到火星表面，则有
h 1 gt2 （2 分）
2
x v0t （2 分）
解得
g 2h 2hv
2
02 2 （2分）t x
（2）设火星车质量为 m，火星质量为 M，有
GMm
2 mg （3分）R
解得
2 2 2
M gR 2hv0 R
G Gx2 （3分）
gl 5gl
14．（1）A点（2 分）， （4 分）；（2） （6 分）
cos cos
【详解】（1）当球静止时，细线与竖直方向夹角为 ，此时小球位于 B 点，可知重力和电
场力的合力方向沿着OB向下，大小为
F mg合 cos
现给小球一个垂直于悬线的初速度，小球恰能在竖直平面内做圆周运动，运动过程只有重力
和电场力的合力对小球做功，可知小球从 B到A 过程，重力和电场力的合力对小球做负功，
小球动能减小；小球从A 到 B过程，重力和电场力的合力对小球做正功，小球动能增加；故
{#{QQABbYUAAg4owgACoYAkJNJYAACAAg4CaAAQQ1lI4CCk0AsQksBJGCSCLAQYgGOgxRAAIAMqAAQBDQgQJ NIABBAAA==}#}}#}
小球在 A 点动能最小，速度也最小（2 分）；设小球在 A 点的速度为 vA，此时细线的拉力为
零，重力和电场力的合力提供向心力，则有
m g mv
2
A （2分）
cos l
解得小球的最小速度为
v glA （2分）cos
（2）设小球在 B 点的初速度为 vB ，根据动能定理可得
mg 1
2l mv2 1 mv2 （3 分）
cos 2 A 2 B
将 vA的数值代入得
v 5glB （3分）cos
15.(1)6 N（6 分） (2)5 J（4 分） (3)L≤20 m（2 分）或 23 m≤L≤25 m（4 分）
【详解】(1)小滑块恰好能通过最高点 C,有
2
mg=m （1 分）
解得 vC=2 m/s
从 B 到 C 根据动能定理有
1 1
-mg·2R= 2 2（2 分）2 2
解得 vB=2 5 m/s
在 B 点,对小滑块有
2
FN-mg=m
（1 分）
解得 FN=6 N（1 分）
根据牛顿第三定律可得小滑块对圆轨道最低处 B点的压力大小为 6 N。（1 分）
(2)设弹簧压缩至 A 点时弹簧的弹性势能为 Ep,根据能量守恒定律有
1
Ep-μmgL= 2-0（2 分）2
解得 Ep=5 J。（2 分）
(3)当小滑块恰好能通过最高点 C 做平抛运动时,AB 的长度为 20 m;（2 分）
当小滑块运动到与圆心 O等高时速度为零,从 A 到与圆心等高位置,根据能量守恒定律可得
Ep=μmgL1+mgR
解得 L1=23 m（2 分）
小滑块恰好到达 B 点时,根据能量守恒定律可得
Ep=μmgL2
解得 L2=25 m（2 分）
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