精品解析：福建省莆田市2024-2025学年高一下学期期末考试物理试题

莆田市2024-2025学年下学期期末质量调研试卷 高一物理 满分：100分 考试时间：75分钟 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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. 某品牌小汽车在一段平直公路上以速度匀速行驶，小汽车实际功率恒为。则该汽车此过程受到的阻力为（　　） A. B. C. D. 2. 下列说法正确的是（　　） A. 卡文迪许的扭秤实验主要采用了放大法 B. 将实际生活中物体水平抛出当作平抛运动处理主要采用了对称法 C. 将行星绕太阳运行的椭圆轨道当作圆轨道处理主要采用了控制变量法 D. 探究向心力与物体质量、转动半径以及角速度之间关系的实验原理主要采用了微元法 3. 2025年5月14日我国成功发射全球首个太空计算星座“星算”，首批12颗卫星全部进入预定轨道。已知其中某颗卫星绕地球做匀速圆周运动，离地高度为，地球半径为，地球表面重力加速度大小取，则该卫星在轨运行时（　　） A. 速度大于 B. 周期小于24h C. 受到的合力为零 D. 做匀变速曲线运动 4. 有一离地面高度、质量为的沙尘颗粒，从静止开始竖直降落，在其降落过程中受到的阻力与速率成正比，比例系数。已知沙尘颗粒降落到地面前已做匀速运动，重力加速度大小取，则从静止开始到降落地面过程中沙尘颗粒克服阻力做功（　　） A B. C. D. 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有两项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 一骑手驾驶摩托车通过一座圆弧形拱桥顶部时速度为，此时骑手与摩托车整体对桥面的压力是总重力的。已知骑手与摩托车总质量为，重力加速度大小取。则（　　） A. 此时骑手处于失重状态 B. 此时骑手处于超重状态 C. 拱桥半径约 D. 拱桥半径约为 6. 如图所示为某卫星变轨前后示意图。该卫星先沿椭圆轨道1运行，后沿圆形轨道2运行，为两轨道切点，、分别为轨道1的远地点和近地点，点离地高度不计。已知轨道2的半径为，地球表面重力加速度大小为，地球半径为，轨道1的周期为，引力常量为，下列正确的是（　　） A. 该卫星在轨道1上经过点的速度小于经过点的速度 B. 该卫星在轨道1上从点运行到点所用时间为 C. 该卫星在轨道2运行的速率等于 D. 地球质量 7. 如图所示，小黄同学站在一平台上将篮球以的初速度斜向上抛出，初速度与水平方向的夹角为，抛出点和落地点的连线与水平方向夹角为，重力加速度大小取，忽略空气阻力。篮球抛出后从点运动到点过程中（　　） A. 机械能守恒 B. 动能先增大后减小 C. 水平方向上的运动是匀加速直线运动 D. 经历时间为 8. 可视为质点的甲、乙两小球用铰链与轻杆连接，甲球套在竖直杆上，乙球处于水平地面上，初始时轻杆与水平方向夹角为，杆长为。无初速度释放两球到甲球落地的过程中，两球的速率随时间变化如图所示，其中时刻乙球速率最大。已知甲球质量为，乙球质量为，重力加速度大小为，不计一切摩擦，则（　　） A. 时刻轻杆与水平方向夹角为 B. 时刻甲球的加速度等于 C. 时刻甲球速率为 D. 过程甲、乙两球的速率图线与时间轴所围成的面积之比为 三、非选择题：本题共8小题，共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13为实验题，14~16题为计算题。考生根据要求作答。 9. 小船在宽的河中横渡，小船在静水中的航速是，水流的速度为。则小船______（填“能”或“不能”）到达正对岸；小船至少需要经过______s时间才能到达对岸。 10. 从地面竖直向上抛出一质量为的物体，运动过程中物体受大小恒定的空气阻力作用。物体上升过程中，其动能随距离地面高度的变化关系如图所示。重力加速度大小取，物体上升的过程中动能减少了________J，重力势能增加了________J，此过程中所受空气阻力的大小为________N。 11. 两颗恒星A和B仅在相互之间万有引力作用下组成双星系统，以两恒星连线上的某点为圆心，在同一平面内做匀速圆周运动。已知A、B两颗恒星质量关系是，则运动周期关系是________；向心力大小关系是________；运动半径关系是________。（填“>”“<”或“=”） 12. 某物理小组做“验证机械能守恒定律”的实验，如图甲所示。 （1）图乙中纸带的________端（填“左”或“右”）与重物相连； （2）下列说法正确的是________； A. 打出纸带后可以根据来计算重物的瞬时速度 B. 体积和形状相同时，选用质量较大的重物有利于减小误差 C. 数据处理时，应选择纸带上距离较近的两计时点作为初、末位置 （3）某次实验打出了一条纸带，测量出各计数点到第一个点的距离，算出了各计数点对应的速度，以为横轴，以为纵轴画出了如图丙所示的图线。该图线没有过原点的原因可能是________。 A. 存在空气阻力和摩擦力 B. 接通电源前释放了纸带 C. 交流电源实际频率较大 13. 某同学用如图甲所示装置探究平抛运动的特点。 （1）为了描绘钢球做平抛运动的一条轨迹，钢球每次______（填“需要”或“不需要”）从同一位置释放； （2）在取下白纸前，应确定坐标原点的位置，并建立直角坐标系，下列图像中坐标原点和坐标系的建立正确的是______； A. B. C. （3）某同学利用上述装置在莆田某地探究平抛运动的特点，规范操作后，在另一直角坐标系内绘出了钢球下落高度与水平位移二次方的关系图像，如图乙所示。已知钢球做平抛运动的初速度大小，则当地的重力加速度大小为______。（保留三位有效数字） 14. 某校科技节开展定点推投小钢球游戏，甲同学按照游戏规则使小钢球离开水平桌面，如图所示。已知某次小钢球从点水平抛出，初速度大小为，抛出点到水平地面高度差为，不计空气阻力，重力加速度大小为。求小钢球从点到落地点过程中 （1）运动的时间； （2）水平位移大小； （3）刚着地时的速度大小。 15. 如图甲所示，A、B为固定在光滑水平面上的两根细铁钉，可视为质点的小球C用水平细绳拴在铁钉B上，细绳不可伸长且能承受足够大的拉力，A、B、C在同一条直线上。时，给小球一个垂直于绳的初速度，使小球依次绕着两根铁钉在水平面上做圆周运动。已知小球质量，细绳长，不计细绳质量和空气阻力。细绳的拉力大小随时间变化的规律如图乙所示，求 （1）小球的初速度大小； （2）两铁钉间的距离大小； （3）的大小。（计算结果可保留） 16. 如图所示，某装置由水平直轨道、竖直螺旋圆形轨道、水平直轨道和水平传送带组成，竖直螺旋圆形轨道与两水平轨道分别相切于点和点，各处平滑连接。一水平放置处于压缩状态的轻弹簧，左端固定竖直墙上，右端与可视为质点的物块P接触且不拴接。现将物块P从处静止释放，恰能通过螺旋圆形轨道最高点。已知长度大于弹簧原长，螺旋圆形轨道半径，长度为，物块P质量为，传送带始终以的速度逆时针匀速转动且足够长，物块P与轨道和传送带的动摩擦因数都是0.5，其余轨道都光滑，不计空气阻力，重力加速度大小取。求 （1）物块P在点的速度大小； （2）弹簧压缩到处的弹性势能； （3）物块P最终停止的位置。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 莆田市2024-2025学年下学期期末质量调研试卷 高一物理 满分：100分 考试时间：75分钟 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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. 某品牌小汽车在一段平直公路上以速度匀速行驶，小汽车实际功率恒为。则该汽车此过程受到的阻力为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】当汽车匀速行驶时，牵引力等于阻力。功率公式为，其中P=6000W，v=10m/s。 牵引力 因此阻力 故选C 2. 下列说法正确的是（　　） A. 卡文迪许的扭秤实验主要采用了放大法 B. 将实际生活中物体水平抛出当作平抛运动处理主要采用了对称法 C. 将行星绕太阳运行的椭圆轨道当作圆轨道处理主要采用了控制变量法 D. 探究向心力与物体质量、转动半径以及角速度之间关系的实验原理主要采用了微元法 【答案】A 【解析】 【详解】A．卡文迪许利用扭秤测量微小引力时，通过反射光线的偏转放大扭转角度，属于放大法，故A正确； B．平抛运动的分解是合成与分解法，不是对称法，故B错误； C．椭圆轨道简化为圆轨道是近似处理，与控制变量法无关，故C错误； D．向心力实验中通过固定两个变量研究第三个，属于控制变量法，故D错误。 故选A。 3. 2025年5月14日我国成功发射全球首个太空计算星座“星算”，首批12颗卫星全部进入预定轨道。已知其中某颗卫星绕地球做匀速圆周运动，离地高度为，地球半径为，地球表面重力加速度大小取，则该卫星在轨运行时（　　） A. 速度大于 B. 周期小于24h C. 受到的合力为零 D. 做匀变速曲线运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度7.9 km/s是近地轨道（轨道半径≈地球半径）卫星的环绕速度。卫星轨道半径r=6400km+600km=7000km，大于地球半径。由公式 可得 可知轨道半径越大，速度越小，因此卫星速度小于7.9 km/s，故A错误。 B．地球同步卫星周期为24h，其轨道半径约为地球半径的6.6倍（约42200km）。根据开普勒第三定律 ，当卫星轨道半径r=7000km时，周期 ，远小于24 h，故B正确。 C．卫星做匀速圆周运动，需向心力，合力等于向心力，不为零，故C错误。 D．匀变速运动要求加速度恒定，但卫星的加速度方向始终指向地心，方向不断变化，因此加速度变化，不是匀变速，故D错误。 故选B。 4. 有一离地面高度、质量为的沙尘颗粒，从静止开始竖直降落，在其降落过程中受到的阻力与速率成正比，比例系数。已知沙尘颗粒降落到地面前已做匀速运动，重力加速度大小取，则从静止开始到降落地面过程中沙尘颗粒克服阻力做功（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】沙尘颗粒最终匀速时，阻力与重力平衡 解得 根据动能定理，总功等于动能变化 其中重力做功为 动能变化为 解得 克服阻力做功为 故选B。 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有两项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 一骑手驾驶摩托车通过一座圆弧形拱桥顶部时速度为，此时骑手与摩托车整体对桥面压力是总重力的。已知骑手与摩托车总质量为，重力加速度大小取。则（　　） A. 此时骑手处于失重状态 B. 此时骑手处于超重状态 C. 拱桥半径约为 D. 拱桥半径约为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．一骑手驾驶摩托车通过一座圆弧形拱桥顶部时，加速度方向向下，此时骑手与摩托车整体对桥面的压力小于总重力，所以处于失重状态，故A正确，B错误； CD．根据牛顿第二定律可得 其中 代入数据解得拱桥半径为，故C错误，D正确。 故选AD。 6. 如图所示为某卫星变轨前后的示意图。该卫星先沿椭圆轨道1运行，后沿圆形轨道2运行，为两轨道切点，、分别为轨道1的远地点和近地点，点离地高度不计。已知轨道2的半径为，地球表面重力加速度大小为，地球半径为，轨道1的周期为，引力常量为，下列正确的是（　　） A. 该卫星在轨道1上经过点的速度小于经过点的速度 B. 该卫星在轨道1上从点运行到点所用时间为 C. 该卫星在轨道2运行的速率等于 D. 地球质量 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律可知，该卫星在轨道1上经过点（近地点）的速度大于经过点（远地点）的速度，故A错误； B．已知轨道1的周期为，则该卫星在轨道1上从点运行到点所用时间为，故B正确； C．在地球表面有 卫星在轨道2上绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得 联立解得该卫星在轨道2运行的速率为，故C正确； D．设卫星在轨道2上的运行周期为，则有 可得地球质量为，故D错误。 故选BC。 7. 如图所示，小黄同学站在一平台上将篮球以的初速度斜向上抛出，初速度与水平方向的夹角为，抛出点和落地点的连线与水平方向夹角为，重力加速度大小取，忽略空气阻力。篮球抛出后从点运动到点过程中（　　） A. 机械能守恒 B. 动能先增大后减小 C. 水平方向上的运动是匀加速直线运动 D. 经历时间为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．小球做斜抛运动，只有重力做功，小球的机械能守恒，故A正确； B．重力先做负功后做正功，根据动能定理可知，小球的动能先减小后增大，故B错误； C．小球做斜抛运动，水平方向上的运动是匀速直线运动，故C错误； D．将小球的运动沿PQ与垂直于PQ分解，垂直于PQ方向做加速度大小为，初速度为的双向匀变速直线运动，根据对称性与速度公式有 解得，故D正确。 故选AD。 8. 可视为质点的甲、乙两小球用铰链与轻杆连接，甲球套在竖直杆上，乙球处于水平地面上，初始时轻杆与水平方向夹角为，杆长为。无初速度释放两球到甲球落地的过程中，两球的速率随时间变化如图所示，其中时刻乙球速率最大。已知甲球质量为，乙球质量为，重力加速度大小为，不计一切摩擦，则（　　） A. 时刻轻杆与水平方向夹角为 B. 时刻甲球的加速度等于 C. 时刻甲球的速率为 D. 过程甲、乙两球的速率图线与时间轴所围成的面积之比为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．设轻杆与水平方向的夹角为θ，甲、乙两球的速度分别为v1和v2，将v1和v2分别沿杆和垂直杆方向分解，则有v1sinθ=v2cosθ 由图可知t1时刻有v1=v2 解得θ=45°，故A错误； B．由受力分析可得，杆对乙球的作用先是推力，后是拉力，t2时刻乙球速率最大，即此时杆恰好对乙球无作用力，则此时杆对甲也无作用力，甲只受到竖直方向的重力作用，此时甲球的加速度等于g，故B正确； C．t3时刻乙球速度为0，则此时甲球落地，从无初速度释放两球到甲球落地的过程中，两球组成的系统只有重力做功，系统机械能守恒，则有 解得t3时刻甲球的速率，故C错误； D．0~t3过程甲、乙两球的速率图线与时间轴所围成的面积即为该过程中甲、乙两球的位移，甲球的位移 乙球的位移 则面积之比为，故D正确。 故选BD。 三、非选择题：本题共8小题，共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13为实验题，14~16题为计算题。考生根据要求作答。 9. 小船在宽的河中横渡，小船在静水中的航速是，水流的速度为。则小船______（填“能”或“不能”）到达正对岸；小船至少需要经过______s时间才能到达对岸。 【答案】 ①. 能 ②. 30 【解析】 【详解】[1]由于 可知，当船头指向上游与河岸夹角为时，船的合速度方向垂直于河岸，则有 即小船能到达正对岸； [2]当船头指向垂直于河岸时，渡河时间最短，则有 10. 从地面竖直向上抛出一质量为的物体，运动过程中物体受大小恒定的空气阻力作用。物体上升过程中，其动能随距离地面高度的变化关系如图所示。重力加速度大小取，物体上升的过程中动能减少了________J，重力势能增加了________J，此过程中所受空气阻力的大小为________N。 【答案】 ①. 12 ②. 10 ③. 2 【解析】 【详解】[1]由题图可知，物体上升的过程中动能减少了 [2]重力势能增加了 [3]物体上升的过程中机械能减少了 根据功能关系可得 可得此过程中所受空气阻力的大小为 11. 两颗恒星A和B仅在相互之间万有引力作用下组成双星系统，以两恒星连线上的某点为圆心，在同一平面内做匀速圆周运动。已知A、B两颗恒星质量关系是，则运动周期关系是________；向心力大小关系是________；运动半径关系是________。（填“>”“<”或“=”） 【答案】 ①. = ②. = ③. < 【解析】 【详解】[1]两颗恒星A和B以两恒星连线上的某点为圆心，在同一平面内做匀速圆周运动，可知两恒星的角速度相等，周期相等，则有 [2]由相互作用的万有引力提供向心力，所以向心力大小相等，则有 [3]根据 由于，则有 12. 某物理小组做“验证机械能守恒定律”的实验，如图甲所示。 （1）图乙中纸带的________端（填“左”或“右”）与重物相连； （2）下列说法正确的是________； A. 打出纸带后可以根据来计算重物的瞬时速度 B. 体积和形状相同时，选用质量较大的重物有利于减小误差 C. 数据处理时，应选择纸带上距离较近的两计时点作为初、末位置 （3）某次实验打出了一条纸带，测量出各计数点到第一个点的距离，算出了各计数点对应的速度，以为横轴，以为纵轴画出了如图丙所示的图线。该图线没有过原点的原因可能是________。 A. 存在空气阻力和摩擦力 B. 接通电源前释放了纸带 C. 交流电源实际频率较大 【答案】（1）左 （2）B （3）B 【解析】 【小问1详解】 纸带随着重物向下加速运动，相同时间内通过的位移逐渐增大，所以图乙中纸带的左端与重物相连。 【小问2详解】 A．打出纸带后不可以根据来计算重物的瞬时速度，因为这样默认了机械能守恒，失去了验证的意义，故A错误； B．体积和形状相同时，选用质量较大的重物有利于减小空气的影响，从而减小误差，故B正确； C．数据处理时，为了减小误差，应选择纸带上距离较远的两计时点作为初、末位置，故C错误。 故选B。 【小问3详解】 图丙中图线没有过原点，由题图可知，开始时物体已经具有了初速度，所以该图线没有过原点的原因是接通电源前释放了纸带。 故选B。 13. 某同学用如图甲所示装置探究平抛运动的特点。 （1）为了描绘钢球做平抛运动的一条轨迹，钢球每次______（填“需要”或“不需要”）从同一位置释放； （2）在取下白纸前，应确定坐标原点位置，并建立直角坐标系，下列图像中坐标原点和坐标系的建立正确的是______； A. B. C. （3）某同学利用上述装置在莆田某地探究平抛运动的特点，规范操作后，在另一直角坐标系内绘出了钢球下落高度与水平位移二次方的关系图像，如图乙所示。已知钢球做平抛运动的初速度大小，则当地的重力加速度大小为______。（保留三位有效数字） 【答案】（1）需要 （2）C （3）9.79 【解析】 【小问1详解】 为了确保钢球飞出斜槽末端速度大小一定，实验中，钢球每次需要从同一位置释放。 【小问2详解】 实验中，利用挡板MN确定的点迹为钢球重心在纸上的投影位置，可知，坐标原点的位置应在斜槽末端上侧钢球半径位置，第三个选择项中的图示满足要求。 故选C。 【小问3详解】 钢球做平抛运动，则有， 解得 结合图乙有 解得 14. 某校科技节开展定点推投小钢球游戏，甲同学按照游戏规则使小钢球离开水平桌面，如图所示。已知某次小钢球从点水平抛出，初速度大小为，抛出点到水平地面高度差为，不计空气阻力，重力加速度大小为。求小钢球从点到落地点的过程中 （1）运动时间； （2）水平位移大小； （3）刚着地时的速度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小钢球在空中做平抛运动，竖直方向有 解得小钢球从点到落地点的过程中的运动时间为 【小问2详解】 由平抛运动规律得，水平方向有 联立解得 【小问3详解】 小钢球刚着地时的竖直分速度大小为 则小钢球刚着地时的速度大小为 15. 如图甲所示，A、B为固定在光滑水平面上的两根细铁钉，可视为质点的小球C用水平细绳拴在铁钉B上，细绳不可伸长且能承受足够大的拉力，A、B、C在同一条直线上。时，给小球一个垂直于绳的初速度，使小球依次绕着两根铁钉在水平面上做圆周运动。已知小球质量，细绳长，不计细绳质量和空气阻力。细绳的拉力大小随时间变化的规律如图乙所示，求 （1）小球的初速度大小； （2）两铁钉间的距离大小； （3）的大小。（计算结果可保留） 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知，运动半径为时，，由牛顿第二定律得 解得小球的初速度大小为 【小问2详解】 小球在第二个半圈，半径为，，有 解得 两钉子间的距离 解得 【小问3详解】 小球在第一个半圈，经历时间为 小球在第二个半圈，经历时间为 由 联立解得 16. 如图所示，某装置由水平直轨道、竖直螺旋圆形轨道、水平直轨道和水平传送带组成，竖直螺旋圆形轨道与两水平轨道分别相切于点和点，各处平滑连接。一水平放置处于压缩状态的轻弹簧，左端固定竖直墙上，右端与可视为质点的物块P接触且不拴接。现将物块P从处静止释放，恰能通过螺旋圆形轨道最高点。已知长度大于弹簧原长，螺旋圆形轨道半径，长度为，物块P质量为，传送带始终以的速度逆时针匀速转动且足够长，物块P与轨道和传送带的动摩擦因数都是0.5，其余轨道都光滑，不计空气阻力，重力加速度大小取。求 （1）物块P在点的速度大小； （2）弹簧压缩到处的弹性势能； （3）物块P最终停止的位置。 【答案】（1） （2） （3）点左侧处 【解析】 【小问1详解】 物块恰能通过螺旋圆形轨道最高点时，根据牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 物块自处运动至最高点点过程，根据能量守恒定律，弹簧弹性势能 解得 【小问3详解】 物块自处第1次运动至处的过程中，根据动能定理有 解得 因为，传送带足够长，物块在传送带上先向右减速，后向左加速，最后以速度向左匀速运动，物块第2次到达处时的速度 因为，物块不能到达圆轨道圆心等高处。物块第2次经过处到第3次经过处过程中，根据动能定理有 解得 由于，物块在传送带上先向右减速，后向左加速，以速度第3次经过处。物块第3次经过处到停止的过程，根据动能定理有 解得，即物块停在点左侧处。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$