精品解析：河北省衡水市武强中学2024-2025学年高一下学期期末考试物理试题

武强中学2024-2025学年度下学期期末考试 高一物理试题 考试时间75分钟 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 Ⅰ卷选择题（共46分） 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。） 1. 关于曲线运动，下列说法正确的是（ ） A. 分运动为两个匀变速直线运动，则合运动一定是直线运动 B. 做曲线运动的物体，所受合外力方向可以与速度在同一条直线 C. 物体保持速率不变沿曲线运动，其加速度一定为零 D. 曲线运动一定是变速运动 2. 如图所示为某生活小区里的跷跷板，两个坐凳到转轴的距离相等，当跷跷板绕着转轴转动时，两个坐凳（　　） A. 角速度大小相等，线速度大小不相等 B. 角速度大小不相等，线速度大小相等 C. 角速度和线速度大小都不相等 D 角速度和线速度大小都相等 3. 英国物理学家卡文迪什在实验室里通过测量几个铅球之间的万有引力，比较准确地得出了引力常量G的数值。若用国际单位中的基本单位表示引力常量G的单位，下列选项正确的是（ ） A. B. C. D. 4. 2024年11月04日凌晨，神舟十八号载人飞船成功返回地面，神舟飞船返回过程简化如图所示。神舟十八号载人飞船与空间站分离后沿椭圆轨道1运行，圆形轨道2为空间站运行轨道，P为两轨道切点，Q为轨道1近地点，Q点离地高度不计。已知轨道2的半径为r，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，轨道1的周期为T，引力常量为G，下列分析或结论正确的是（　　） A. 载人飞船在轨道1上经过P点时速度等于 B. 载人飞船在轨道1上经过P点时速度大于 C. 空间站在轨道2运行的速率等于 D. 地球质量 5. 下列几种运动中，机械能一定守恒是（　　） A. 做匀速直线运动的物体 B. 做匀变速直线运动的物体 C. 做平抛运动的物体 D. 处于平衡状态的物体 6. 如图所示，在倾角为的斜面上，质量为的物块受到沿斜面向上的恒力的作用，沿斜面以速度匀速上升了高度。已知物块与斜面间的动摩擦因数为、重力加速度为。关于上述过程，下列说法正确的是（　　） A. 合力对物块做功为恒力与摩擦力对物块做功之和 B. 合力对物块做功为 C. 摩擦力对物块做功为 D. 恒力与摩擦力对物块做功之和为 7. 如图所示，半径为光滑圆环固定在竖直平面内，是圆心，虚线水平，是圆环最低点。两个质量均为的小球A、B套在圆环上，两球之间用轻杆相连，从图示位置由静止释放，已知重力加速度为，则（　　） A. 当轻杆水平时，A、B两球的总机械能最小 B. A球或B球在运动过程中机械能守恒 C. 由于A和B均受到轻杆的作用力，A、B系统的机械能不守恒 D. B球到达D点时的速度大小为 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，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. 下列四幅图是有关生活中圆周运动的实例分析，其中说法正确的是（　　） A. 汽车通过凹形桥的最低点时，速度越快越容易爆胎 B. 如果行驶速度超过设计速度，轮缘会挤压外轨，会使外轨受损 C. 图中所示是圆锥摆，减小，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度变大 D. 图中杂技演员表演“水流星”，在最高点处，水对桶底一定有压力 9. 一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其图像如图所示。已知汽车的质量，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，。则（ ） A. 汽车在前5s内位移大小为75m B. 汽车在前5s内的牵引力为 C. 汽车的额定功率为90kW D. 汽车的最大速度为60m/s 10. 我国发射了世界上第一颗在同步轨道上运行的合成孔径雷达（SAR）卫星。该卫星可用于监测城市建设、交通运输、海洋环境等人工活动。地球同步卫星包含静止轨道卫星和倾斜轨道同步轨道卫星，关于地球同步卫星说法正确的是（ ） A. 静止轨道卫星可能在北京正上方 B. 同步卫星环绕地球运动的速度可能大于 C. 任何一颗静止轨道卫星和倾斜轨道同步卫星与地心的连线在相等时间内扫过的面积相等 D. 倾斜轨道同步卫星一天2次经过赤道同一位置的正上方 第II卷（非选择题共54分） 三、实验题 （本题共两小题，每空2分，共14分） 11. 在学习完毕传统的“验证机械能守恒定律”的实验后，同学们采用传感器等设备重新设计了一套新的实验装置。实验中，将完全相同的挡光片依次固定在圆弧轨道上，摆锤上内置了光电传感器，可测出摆锤经过挡光片时间，测出部分数据如表，表中高度h为0的位置为重力势能的零势能点： 高度h/m 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0 势能Ep/J 0.0295 0.0236 0.0177 0.0118 0.0059 0.0000 动能Ek/J 0.0217 A 0.0328 0.0395 0.0444 0.0501 机械能E/J 0.0512 0.0504 0.0505 0.0503 0.0503 0.0501 （1） 若挡光片的宽度极小且为d，挡光时间为，则摆锤经过挡光片时的速度大小为_________________（用题目给的符号表示）。 （2）表中A处数据应为___________J（写具体数值）。 （3）另一小组记录了每个挡光板所在的高度h及其相应的挡光时间后，绘制了四幅图像。其中可以说明机械能守恒的图像最合适的是___________。 A． B． C． D． 12. 以下为某学习小组在“探究平抛运动规律”时的实验操作。 （1）用如图甲所示装置获得钢球的平抛轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下列操作要求正确的是_____（填正确答案标号）。 A. 斜槽的末端必须调节成水平 B. 每次释放小球的位置必须相同 C. 记录小球位置时，每次必须严格地等距离下降 D. 小球运动时可以与木板上的白纸相接触 （2）图乙是实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，轨迹①所对应的小球在斜槽上释放的位置_____（填“较低”或“较高”） （3）按正确的操作步骤得到如图丙所示的小球的运动轨迹，在轨迹上取A、B、C三点，以A点为坐标原点，B、C坐标如图所示，则小球平抛的初速度_____m/s（取）。 （4）该小组利用实验数据绘制“”图线，发现是一条过原点的直线，由此判断小球下落的轨迹是抛物线，并求得斜率k，当地的重力加速度表达式为g=_____（用斜率k和初速度表示）。 四、解答题（共40分） 13. 如图所示，半径R=0.9m的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置，圆弧最低点B与水平面相切于B点，质量m=1.0kg的小滑块从圆弧顶点D由静止释放，（不计空气阻力，取g=10m/s2），求： （1）小滑块到达B点的速度大小 （2）小滑块在B点受到的支持力大小和方向 14. 一半径为R的雨伞绕柄以角速度匀速旋转，如图所示，伞边缘距地面高h，甩出的水滴在地面上形成一个圆，重力加速度大小为g，求： （1）水滴离开伞边缘时的速度大小； （2）忽略空气阻力，水滴从离开伞边缘到滴在地面上经历的时间； （3）此圆半径r为多少？ 15. 如图所示，某装置处于竖直平面内，该装置由弧形轨道、竖直螺旋圆形轨道，水平直轨道AF和传送带FG组成，且各处平滑连接。螺旋圆形轨道与弧形轨道相切于A点，螺旋圆形轨道半径R=0.3m，AF长度L=0.8m，传送带长度足够长。现将质量m=0.3kg的小滑块从弧形轨道距AF高H=1.0m的M处由静止释放。滑块与轨道AF间的动摩擦因数μ=0.25，与传送带间的动摩擦因数未知，传送带始终以3m/s的速度逆时针匀速转动。不计空气阻力，弧形轨道和圆形轨道均可视为光滑，重力加速度g取10m/s2，求： （1）小滑块第一次运动到A点时的速度大小； （2）滑块运动至圆轨道最高点 D点对轨道压力大小； （3）滑块最终停在距A点多远处。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 武强中学2024-2025学年度下学期期末考试 高一物理试题 考试时间75分钟 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 Ⅰ卷选择题（共46分） 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。） 1. 关于曲线运动，下列说法正确的是（ ） A. 分运动为两个匀变速直线运动，则合运动一定是直线运动 B. 做曲线运动的物体，所受合外力方向可以与速度在同一条直线 C. 物体保持速率不变沿曲线运动，其加速度一定为零 D. 曲线运动一定是变速运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．如果分运动为两个匀变速直线运动，当两个匀变速直线运动的合加速度方向与合初速度方向在同一条直线上时合运动一定是直线运动，当两个匀变速直线运动的合加速度方向与合初速度方向不在同一条直线上时合运动就是曲线运动，故A错误； B．物体做曲线运动时，所受合外力方向与速度方向不可能在同一条直线，故B错误； C．物体保持速率不变沿曲线运动时，其速度方向在改变，其加速度一定不为零，故C错误； D．物体做曲线运动时，其速度方向一定在变化，所以曲线运动一定是变速运动，故D正确。 故选D。 2. 如图所示为某生活小区里跷跷板，两个坐凳到转轴的距离相等，当跷跷板绕着转轴转动时，两个坐凳（　　） A. 角速度大小相等，线速度大小不相等 B. 角速度大小不相等，线速度大小相等 C. 角速度和线速度大小都不相等 D. 角速度和线速度大小都相等 【答案】D 【解析】 【详解】因为跷跷板上的坐凳与跷跷板一起转动，相同时间转过相同的角度，因此转动的角速度相等，又因为在圆周运动中线速度与角速度之间的关系 两个坐凳到转轴的距离相等，角速度相等，则两个坐凳的线速度大小相等。 故选D。 3. 英国物理学家卡文迪什在实验室里通过测量几个铅球之间的万有引力，比较准确地得出了引力常量G的数值。若用国际单位中的基本单位表示引力常量G的单位，下列选项正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据万有引力定律 可得 所以G的单位为 故选B。 4. 2024年11月04日凌晨，神舟十八号载人飞船成功返回地面，神舟飞船返回过程简化如图所示。神舟十八号载人飞船与空间站分离后沿椭圆轨道1运行，圆形轨道2为空间站运行轨道，P为两轨道切点，Q为轨道1近地点，Q点离地高度不计。已知轨道2的半径为r，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，轨道1的周期为T，引力常量为G，下列分析或结论正确的是（　　） A. 载人飞船在轨道1上经过P点时速度等于 B. 载人飞船在轨道1上经过P点时速度大于 C. 空间站在轨道2运行的速率等于 D. 地球质量 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．根据 载人飞船在轨道2上运动时 解得 飞船从轨道1上的P点加速才能进入轨道2，可知飞船在轨道1上经过P点时速度小于，选项AB错误，C正确； D．飞船在轨道2上运行时 可得地球质量 选项D错误。 故选C。 5. 下列几种运动中，机械能一定守恒的是（　　） A. 做匀速直线运动的物体 B. 做匀变速直线运动物体 C. 做平抛运动的物体 D. 处于平衡状态的物体 【答案】C 【解析】 【详解】A．做匀速直线运动的物体，动能不变，重力势能可能变化，机械能不一定守恒，故A错误； B．若是在水平面上的匀加速直线运动，动能增大，重力势能不变，则机械能不守恒，故B错误； C．做平抛运动的物体，只受重力做功，机械能必定守恒，故C正确； D．处于平衡状态的物体，如物体匀速上升时，机械能不守恒，故D错误； 故选C。 6. 如图所示，在倾角为的斜面上，质量为的物块受到沿斜面向上的恒力的作用，沿斜面以速度匀速上升了高度。已知物块与斜面间的动摩擦因数为、重力加速度为。关于上述过程，下列说法正确的是（　　） A. 合力对物块做功为恒力与摩擦力对物块做功之和 B. 合力对物块做功为 C. 摩擦力对物块做功为 D. 恒力与摩擦力对物块做功之和为 【答案】D 【解析】 【详解】A．合力对物块做功为恒力与摩擦力以及重力对物块做功之和，故A错误； B．因物块匀速上升，根据动能定理可知合力对物块做功为零，故B错误； C．摩擦力对物块做功为 故C错误； D．根据动能定理 可知 即恒力与摩擦力对物块做功之和为，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，半径为的光滑圆环固定在竖直平面内，是圆心，虚线水平，是圆环最低点。两个质量均为的小球A、B套在圆环上，两球之间用轻杆相连，从图示位置由静止释放，已知重力加速度为，则（　　） A. 当轻杆水平时，A、B两球的总机械能最小 B. A球或B球运动过程中机械能守恒 C. 由于A和B均受到轻杆的作用力，A、B系统的机械能不守恒 D. B球到达D点时的速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．对两球构成的系统，机械能守恒，A、B两球的总机械能不变，对单个小球，轻杆对它做功，机械能不守恒，故ABC错误； D．根据题意，由机械能守恒定律有 解得 故D正确。 故选D。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，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. 下列四幅图是有关生活中的圆周运动的实例分析，其中说法正确的是（　　） A. 汽车通过凹形桥的最低点时，速度越快越容易爆胎 B. 如果行驶速度超过设计速度，轮缘会挤压外轨，会使外轨受损 C. 图中所示是圆锥摆，减小，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度变大 D. 图中杂技演员表演“水流星”，在最高点处，水对桶底一定有压力 【答案】AB 【解析】 【详解】汽车通过凹形桥的最低点时，由牛顿第二定律 解得 故在最低点车速越快，凹形桥对汽车的支持力越大，越容易爆胎，故A正确； B．如果行驶速度超过设计速度，火车转弯时需要更大的向心力，有离心的趋势，故轮缘会挤压外轨，故B正确； C．由于重力和拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有 解得 故减小，但保持圆锥的高不变时，角速度不变，故C错误； D．“水流星”通过最高点时，桶中水的加速度向下，处于失重状态，在完全失重时，水对桶底无压力，故D错误。 故选AB。 9. 一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其图像如图所示。已知汽车的质量，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，。则（ ） A. 汽车在前5s内的位移大小为75m B. 汽车在前5s内的牵引力为 C. 汽车额定功率为90kW D. 汽车的最大速度为60m/s 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据图像与横轴围成的面积表示位移，可知汽车在前5s内的位移大小为 故A错误； BC．在前5s内的加速度大小为 根据牛顿第二定律可得 又 解得前5s内的牵引力大小为 汽车在时达到额定功率，则汽车的额定功率为 故B正确，C错误； D．当牵引力等于阻力时，汽车的速度达到最大，则有 故D正确。 故选BD。 10. 我国发射了世界上第一颗在同步轨道上运行的合成孔径雷达（SAR）卫星。该卫星可用于监测城市建设、交通运输、海洋环境等人工活动。地球同步卫星包含静止轨道卫星和倾斜轨道同步轨道卫星，关于地球同步卫星说法正确的是（ ） A. 静止轨道卫星可能在北京正上方 B. 同步卫星环绕地球运动的速度可能大于 C. 任何一颗静止轨道卫星和倾斜轨道同步卫星与地心的连线在相等时间内扫过的面积相等 D. 倾斜轨道同步卫星一天2次经过赤道同一位置的正上方 【答案】CD 【解析】 【详解】A．同步卫星位于赤道平面内，北京不位于赤道上，同步卫星不可能在北京的正上方，A错误； B．根据万有引力定律和牛顿第二定律可得 解得 是地球近地卫星的环绕速度，由于同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据轨道半径越大环绕速度越小，因此同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，B错误； C．根据开普勒第二定律可知，对于同一卫星来说，它与地心连线在相同时间内扫过的面积相等，所以任何一颗静止轨道卫星和倾斜轨道同步卫星轨道半径大小相等，因此与地心的连线在相等时间内扫过的面积相等，C正确； D．由于倾斜地球同步轨道卫星的周期和地球自转周期相等，地球赤道某一位置转过，该卫星也转过，该卫星又处于赤道上某位置上空，所以，倾斜轨道同步卫星一天2次经过赤道正上方同一位置，D正确。 故选CD。 第II卷（非选择题共54分） 三、实验题 （本题共两小题，每空2分，共14分） 11. 在学习完毕传统的“验证机械能守恒定律”的实验后，同学们采用传感器等设备重新设计了一套新的实验装置。实验中，将完全相同的挡光片依次固定在圆弧轨道上，摆锤上内置了光电传感器，可测出摆锤经过挡光片时间，测出部分数据如表，表中高度h为0的位置为重力势能的零势能点： 高度h/m 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0 势能Ep/J 0.0295 0.0236 0.0177 0.0118 0.0059 0.0000 动能Ek/J 0.0217 A 0.0328 0.0395 0.0444 0.0501 机械能E/J 0.0512 0.0504 0.0505 0.0503 0.0503 0.0501 （1） 若挡光片的宽度极小且为d，挡光时间为，则摆锤经过挡光片时的速度大小为_________________（用题目给的符号表示）。 （2）表中A处数据应为___________J（写具体数值）。 （3）另一小组记录了每个挡光板所在的高度h及其相应的挡光时间后，绘制了四幅图像。其中可以说明机械能守恒的图像最合适的是___________。 A． B． C． D． 【答案】 ①. ②. 0.0268 ③. C 【解析】 【详解】（1）[1]根据极短时间的平均速度近似等于瞬时速度可知，摆锤经过挡光片时的速度大小为 （2）[2]根据机械能计算公式可知，动能 （3）[3]根据机械能守恒可知 画直线方程更佳 故选C。 12. 以下为某学习小组在“探究平抛运动规律”时的实验操作。 （1）用如图甲所示装置获得钢球的平抛轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下列操作要求正确的是_____（填正确答案标号）。 A. 斜槽的末端必须调节成水平 B. 每次释放小球的位置必须相同 C. 记录小球位置时，每次必须严格地等距离下降 D. 小球运动时可以与木板上的白纸相接触 （2）图乙是实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，轨迹①所对应的小球在斜槽上释放的位置_____（填“较低”或“较高”） （3）按正确的操作步骤得到如图丙所示的小球的运动轨迹，在轨迹上取A、B、C三点，以A点为坐标原点，B、C坐标如图所示，则小球平抛的初速度_____m/s（取）。 （4）该小组利用实验数据绘制“”图线，发现是一条过原点的直线，由此判断小球下落的轨迹是抛物线，并求得斜率k，当地的重力加速度表达式为g=_____（用斜率k和初速度表示）。 【答案】（1）AB （2）较高 （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 [1]A．斜槽的末端必须调节成水平，保证小球初速度水平，抛出后做平抛运动，故A正确； B．每次释放小球的位置必须相同，保证平抛的初速度相同，故B正确； C．记录小球位置时，不需要每次必须严格地等距离下降，只要保证小球平抛即可，故C错误； D．小球运动时只受重力作用，所以不应与木板上的白纸相接触，故D错误。 故选AB。 【小问2详解】 [1]由图可知小球下落相同高度时，图线①所对应的小球水平位移大，说明图线①所对应的小球水平速度大，根据能量守恒，图线①所对应的小球在斜槽上释放的位置较高。 【小问3详解】 [1]由竖直方向上 水平方向上 由题图中数据代入上式可得 【小问4详解】 [1]根据平抛规律可得， 可得 又因为斜率为k，故 解得 四、解答题（共40分） 13. 如图所示，半径R=0.9m的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置，圆弧最低点B与水平面相切于B点，质量m=1.0kg的小滑块从圆弧顶点D由静止释放，（不计空气阻力，取g=10m/s2），求： （1）小滑块到达B点的速度大小 （2）小滑块在B点受到的支持力大小和方向 【答案】（1）；（2），竖直向上 【解析】 【详解】（1）据题意，滑块从光滑轨道下滑，到达B点时的速度由动能定理可得 （2）在B点时对轨道压力大小等于支持力大小，据圆周运动关系得 联立两式解得 方向向上。 14. 一半径为R的雨伞绕柄以角速度匀速旋转，如图所示，伞边缘距地面高h，甩出的水滴在地面上形成一个圆，重力加速度大小为g，求： （1）水滴离开伞边缘时的速度大小； （2）忽略空气阻力，水滴从离开伞边缘到滴在地面上经历的时间； （3）此圆半径r为多少？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 水滴飞出的速度大小为 【小问2详解】 水滴做平抛运动，在竖直方向上有 得 【小问3详解】 间距关系如图所示（俯视图） 在水平方向上有 由几何关系知，甩出的水滴在地面上所形成圆的半径 联立解得 15. 如图所示，某装置处于竖直平面内，该装置由弧形轨道、竖直螺旋圆形轨道，水平直轨道AF和传送带FG组成，且各处平滑连接。螺旋圆形轨道与弧形轨道相切于A点，螺旋圆形轨道半径R=0.3m，AF长度L=0.8m，传送带长度足够长。现将质量m=0.3kg的小滑块从弧形轨道距AF高H=1.0m的M处由静止释放。滑块与轨道AF间的动摩擦因数μ=0.25，与传送带间的动摩擦因数未知，传送带始终以3m/s的速度逆时针匀速转动。不计空气阻力，弧形轨道和圆形轨道均可视为光滑，重力加速度g取10m/s2，求： （1）小滑块第一次运动到A点时的速度大小； （2）滑块运动至圆轨道最高点 D点对轨道压力大小； （3）滑块最终停在距A点多远处。 【答案】（1） （2） （3）0.6m 【解析】 【小问1详解】 小滑块第一次运动到A点过程，根据动能定理有 解得 【小问2详解】 滑块运动至圆轨道最高点 D点过程，根据动能定理有 解得 滑块正最高点 D点，根据牛顿第二定律有 解得 根据牛顿第三定律可知，滑块对轨道压力大小为5N。 【小问3详解】 滑块第一次通过AF到达F点过程，根据动能定理有 解得 由于 可知，滑块在传送带上先向右减速，后向左加速，最后以3m/s速度向左匀速运动，则有 滑块向左运动至A点过程，根据动能定理有 解得 滑块在圆弧轨道上下半圆摆动时，最低点A的最大速度为，则有 解得 由于 可知，滑块不脱离圆轨道，在圆轨道下侧摆动，根据动能定理有 解得 可知，滑块再次减速到达F后以小于皮带的速度冲上皮带，滑块在传送带上先向右减速，后向左加速，最后以小于3m/s速度向左滑离皮带，在AF之间减为0，最终停止在离A点距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $