北京市西城区2024-2025学年高一下学期期末物理试卷

北京市西城区 2024—2025 学年度第二学期期末试卷 高一物理 第 1 页（共 8 页） 北京市西城区 2024—2025 学年度第二学期期末试卷 高一物理 2025.7 本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作 答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分（选择题 共42分） 一、单项选择题（共 10 个小题，每小题 3 分。在每小题列出的四个选项中，只有一个选项．．．． 符合题意。） 1．质点沿曲线由 M 向 N 运动。以下四幅图表示了质点所受合力和速度方向，其中可能正确 的是 2．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，地球对它的万有引力大小为 F。若该卫星绕地球运动 的轨道半径增大为原来的 2 倍，则地球对它的万有引力大小将变为 A． 1 2 F B． 1 4 F C．2F D．4F 3. 如图所示的三种情形中，物体在外力的作用下，在水平面上发生了相同的一段位移。若 F1、F2和 F3的大小都相等，方向如图所示，三个力做的功分别为 W1、W2和 W3。下列 关系式正确的是 A． 1 2 3 W W W  B． 1 2 3 W W W  C． 3 1 2 W W W  D． 1 2 3 W W W  D C A B M F N v M F N v M F N v M F N v 图 1 F1 v 图 2 F2 =30° v 图 3 F3 =150° v 北京市西城区 2024—2025 学年度第二学期期末试卷 高一物理 第 2 页（共 8 页） 4．某同学将一铅球沿水平方向推出，铅球在空中运动一段时间后落在地面上。不计空气阻 力，铅球在空中运动的时间仅取决于 A．铅球初速度大小 B．铅球被推出时受推力的大小 C．铅球所受重力大小 D．铅球被推出时距地面的高度 5．如图，一个小球在细线的牵引下，在水平光滑桌面上绕一个点做匀速圆周运动。下列说 法正确的是 A．小球的线速度越小，细线越容易断 B．小球的角速度越小，细线越容易断 C．小球的周期越小，细线越容易断 D．小球的质量越小，细线越容易断 6．北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统，由三种不同类型的卫星构成： 地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星。其中中圆地球轨道卫 星绕地球运行周期约为 12 小时，则其与地球静止轨道卫星相比 A．距地面的高度较高 B．绕地球做圆周运动的线速度较大 C．绕地球做圆周运动的角速度较小 D．绕地球做圆周运动的向心加速度较小 7．运动员将质量为 m 的排球从离水平地面高 h 处斜向上击出。排球被击出时的速度为 v1， 在空中运动的最高点离地面的高度为 H，落在地面上时的速度为 v2。不计空气阻力，运 动员击出排球时对排球做的功是 A．mgH B． 2 1 1 2 mv C． 2 1 1 2 m mgHv D． 2 2 1 2 m mghv 8．质量为 m 的汽车，启动后沿平直路面行驶，其速度—时间图像如图所示。如果 t1 和 t2 时刻发动机的输出功率都为 P，且行驶过程中受到的阻力大小保持不变，则 A．t2时刻汽车牵引力大小是 t1时刻的 2 倍 B．t2时刻汽车合力大小是 t1时刻的 1 2 C．t1时刻汽车加速度大小为 2P mv D．t1时刻汽车加速度大小为 P mv t v O t1 t2 v O 北京市西城区 2024—2025 学年度第二学期期末试卷 高一物理 第 3 页（共 8 页） 9． 风力发电机是将风能转化为电能的装置。风能就是气流的动能， 风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面 积。若空气密度为 ，气流速度为 v，风轮机叶片长度为 r，则 时间 t 内流向风轮机的最大风能为 A． 2 2 1 π 2 r t v B． 2 3 1 π 2 r t v C． 2 2 1 π 2 r v D． 2 3 1 π 2 r v 10．在首次“天宫课堂”教学中，航天员王亚平在天宫一号空间实验室做了一个实验。如 图所示，一个小球用细线悬挂在固定支架上，她用手轻推小球，给小球一初速度使其 在竖直平面内做匀速圆周运动。在王亚平看来，有关小球经过圆周最低点和最高点时 的情况，下列说法正确的是 A．小球的速度大小相等，方向相同 B．小球的加速度大小相等，方向相同 C．细线的拉力大小相等，方向相反 D．小球经过最低点时细线的拉力大于小球经过 最高点时细线的拉力 二、多项选择题（本题共 4 小题，每小题 3 分，共 12 分。在每小题给出的四个选项中，有 多个选项是符合题意的，全部选对得 3 分，选对但不全得 2 分，错选不得分。） 11．在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个由 蜡做成的小圆柱体 R。R 从坐标原点以速度 v0 ＝ 3cm/s 匀速上浮的同时，玻璃管沿 x 轴正方向做初速度为 0、 加速度为 2cm/s2的匀加速直线运动。下列说法正确的是 A．蜡块的运动轨迹为直线 B．蜡块的运动轨迹为曲线 C．2s末蜡块速度大小为 7cm/s D．2s末蜡块速度大小为 5cm/s 北京市西城区 2024—2025 学年度第二学期期末试卷 高一物理 第 4 页（共 8 页） 12．如图所示，质量为 m 的小球用细线悬于 P点，使小球在水平面内做匀速圆周运动。小 球运动过程中，细线跟竖直方向的夹角为 θ，下列说法正确的是 A．小球受到重力、拉力和向心力 B．小球受到的重力和拉力的合力沿水平方向 C．θ 越大，小球的向心力越大 D．θ 越大，小球的角速度越小 13．如图所示，将质量为 m 的小球从倾斜轨道上的 A 点由 静止释放，小球将沿着轨道运动到最低点 B 点后进入 圆轨道，且能通过圆轨道的最高点 C 点。已知圆轨道的 半径为 R，小球的释放点与轨道最低点的高度差为 3R。 若不计阻力，则 A．小球经过 B 点时的动能是经过 C 点时的 3 倍 B．小球经过 B 点时的速度是经过 C 点时的 3 倍 C．小球经过 B 点时的向心力是经过 C 点时的 3 倍 D．小球经过 B 点时对轨道的压力是经过 C 点时的 3 倍 14．伽利略用数学方法研究斜抛运动，他发现以相同大小的初速度抛出物体，当抛射角（初 速度方向与水平方向的夹角） 45  时，射程最大，抛射角为 45   的两个斜抛运动 射程相等。如图所示，将一个物体以相同大小的初速度由 O 点抛出，曲线 1 是抛射角 为 60°时的运动轨迹，曲线 2 是抛射角为 30°时的运动轨迹，两条曲线交于 P 点，A 点 和 B 点分别为两条曲线的最高点，C 点是曲线 1 上与 B 点高度相等的一点。不计阻力， 有关物体分别沿两条轨迹运动的过程，下列说法正确的是 A．物体分别沿曲线 1 和曲线 2 由 O 点运动到 P 点的时间之比 1 2 : 1: 3t t  B．物体经过 A 点和 B 点时的速度之比 : 1: 3 A B v v C．A 点和 B 点与 O 点的高度差之比 : 3 :1 A B h h  D．由 A 点到 C 点和由 C 点到 P 点过程重力做功之比 : 2 :1 AC CP W W  P O θ A C B O P x y 1 2 A B C 北京市西城区 2024—2025 学年度第二学期期末试卷 高一物理 第 5 页（共 8 页） 第二部分（实验、论述和计算题 共 58 分） 三、实验题（本题共 2 小题，共 18 分） 15. （8 分） （1）用图 1 所示的装置探究平抛运动的特点。用锤打击弹性金属 片，A 球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时 B 球被释放， 自由下落，做自由落体运动。实验中观察到两球同时落地。改 变小球距地面的高度和击打的力度，多次重复实验，总能观察 到两球同时落地。由此可以得到的结论是_______________。 （2）用图 2 所示的装置探究影响向心力大小的因素。已知小球在槽中 A、B、C 位置做 圆周运动的半径之比为 1∶2∶1。如图 3 所示，将皮带套在第二层塔轮上，该层 左、右塔轮的半径之比为 2∶1。 a．若匀速转动手柄，左、右塔轮的角速度之比为___________。 b．某同学实验时，将两个等质量的小球分别放在 A、C 位置。该同学此次实验是 为了探究小球的向心力大小与________（选填“质量”、“角速度”或“半 径”）的关系。若匀速转动手柄，左右标尺露出长度的比值约等于________。 标尺 长槽 短槽 左塔轮 右塔轮 传动皮带 A B C 手柄 图 2 图 1 图 3 A B C 北京市西城区 2024—2025 学年度第二学期期末试卷 高一物理 第 6 页（共 8 页） 16．（10 分） 用图 1 所示的实验装置来验证机械能守恒定律。 （1）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图 2 所示的一条纸带。在纸带上选取三个 连续打出的点 A、B、C，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，打点计时器打点的周期为 T。设重物的质量为 m。从打 O 点到打 B 点的过程中，重物的重力势能减少量为________，动能增加量为 ________。 （2）在规范操作的情况下，大多数同学的实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的 增加量，原因是________________________________。 （3）甲、乙两位同学在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点 O 的距离 h，计算 对应计数点的重物速度 v，描绘 v2-h 图像。甲同学认为，如果图像是一条过原点 的直线，则说明重物下落过程中机械能守恒；乙同学认为，如果重物下落过程中受 到恒定的阻力，v2-h 图像也会是一条过原点的直线，因此图像是一条过原点的直 线不能说明重物下落过程中机械能守恒。 你认为谁的观点正确？请通过推导证明该同学的观点是正确的。 图 1 打点 计时器 夹子 重物 纸带 A B CO hA hB hC 图 2 北京市西城区 2024—2025 学年度第二学期期末试卷 高一物理 第 7 页（共 8 页） 四、论述、计算题（本题共 4 小题，共 40 分） 解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。只写出最后答案的 不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 17．（9 分） 沙包掷准是一项常见的课外活动。如图所示，在某次投掷时，小明想将沙包投入一 个放置在水平地面上的小筐内。他将沙包水平抛出，已知沙包的抛出点距地面的高度为 1.8m，与小筐的水平距离为 6.0m，沙包的质量为 0.1kg。重力加速度 g 取 10m/s2，不计 空气阻力。 （1）求沙包在空中运动的时间。 （2）若想将沙包投入小筐内，小明应用多大的速度抛出沙包？ （3）若沙包能被投入小筐内，沙包落入筐内时的动能有多大？ 18．（9 分） 自 2007 年嫦娥一号发射，至嫦娥六号成功着陆并采样返回，中国探月工程取得了 举世瞩目的成就。中国计划在 2030年前发射载人登月飞船，实现中国人首次登陆月球。 已知月球半径为 R，引力常量为 G。 （1）若载人登月飞船被月球引力捕获后，在靠近月球表面的轨道上绕月做匀速圆周运 动，周期为 T，求月球的质量 M。 （2）载人登月飞船在月球着陆后，宇航员站在月球上，想用一个重物、一把刻度尺和一 块秒表估测月球的质量。请设计实验方案，并写出需要测量的物理量，推导月球质 量 M 的计算式。 北京市西城区 2024—2025 学年度第二学期期末试卷 高一物理 第 8 页（共 8 页） 19. （10 分） 质量为 30kg 的小孩坐在秋千上，秋千绳的长度为 2.5m，荡到最高点时秋千绳与竖直方向的夹角 θ1 = 60°。重 力加速度 g 取 10m/s2。将小孩视为质点，忽略阻力及秋千 的质量。 （1）如果小孩坐在秋千上的姿势不变，小孩可视为一个位 于秋千板上的质点，求荡到最低点时 a．小孩的速度大小； b．小孩所受支持力的大小。 （2）如果当秋千摆到最低点时，小孩在秋千板上迅速站起来，并且保持姿势不变，忽略 站起过程中他的速度变化，那么接下来秋千荡到最高点时秋千绳与竖直方向的夹 角 θ2还会等于 θ1吗？请推导证明。 20．（12 分） 如图所示，轻弹簧上端固定，下端悬吊一个钢球，钢球静止于 O 点。把 钢球从 O 点向下拉下一段距离至 P 点，然后将钢球由静止释放，钢球向上 运动可到达最高点 Q 点。已知钢球的质量为 m，弹簧的劲度系数为 k，P 点 与 O 点之间的距离为 A，且在钢球运动过程中弹簧始终处于拉伸状态。已知 重力加速度为 g。 （1）求钢球静止于 O 点时弹簧的形变量 x0。 （2）弹簧的弹性势能 Ep跟形变量 x 的大小有关，其关系式为 2 p 1 2 E kx ，其中 k 为弹簧 的劲度系数。 a．类比重力做功与重力势能变化的关系，求钢球由 P 点运动到 O 点的过程中弹簧 弹力做的功 W。 b．证明：忽略空气阻力，钢球能到达的最高点 Q 点与 P 点关于 O 点对称。 O P Q