北京市第二十中学2025-2026学年高一上学期期末考试物理试卷

北京市第二十中学2025-2026学年第一学期期末考试试卷 高一启承 物理 (时间：90分钟 满分：100分 为必修二模块考试) 命题人：刘晶 审题人：朱秋香 班级 姓名 一、单选题（共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的， 选对得3分，选错得0分。) 1.开普勒分别于1609年和1619年发表了他发现的行星运动规律，后人称之为开普勒行星运动定律。 关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是() A.所有行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上 B.行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处 C.所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等 D.离太阳越近的行星的运动周期越长 2.两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其质量之比为1：2、轨道半径之比为1：2，则() A.它们的线速度大小之比为2：1 B.它们的运行周期之比为1：2 C.它们的向心加速度大小之比为1：4 D.它们所受向心力大小之比为2：1 3.“智能防摔马甲”是一款专门为老年人研发的科技产品。该装置通过马甲内的传感器和微处理器精 准识别穿戴者的运动姿态，在其失衡瞬间迅速打开安全气囊进行主动保护，能有效地避免摔倒带来 的伤害。在穿戴者着地的过程中，安全气囊可以( 0.1秒识别 是否拌倒 A.减小穿戴者所受重力的冲量 0.08秒 气粪打开保护 B.减小地面对穿戴者的平均冲击力 C.减小穿戴者动量的变化量 D.减小穿戴者与地面的接触时间 4.已知同步卫星与地心的距离为r,运行速率为v,向心加速度为a1:地球赤道上的物体随地球 转的向心加速度为a2:第一宇宙速度为v2,地球半径为R。下列关系式正确的是（) A.4-B B.= C.= az r a2 第 S.如图所示，质量为m的小球从距桌面h1高处的A点由静止释放，自由下落到地面上的B点，桌 面离地高为2。选择桌面为参考平面，忽略空气阻力影响，则小球() A.在A点时的重力势能为-mgh B.在A点时的机械能为mg(h+h2) C.经过桌面时的动能为mg(h+h2) B 22 nmimmmmmmnmmnmmimmm D.在B点时的机械能为mgh1 6.若在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍，一个在地球表面重量为600N 的人在这个行星表面的重量将变为96ON。由此可推知，该行星的半径与地球半径之比约为() A.0.5 B.2 C.3.2 D.4 7.我国“嫦娥二号”可视为在月球表面附近做圆周运动。已知引力常量，要测定月球的密度，仅仅需 要测定( ) A.测定月球的体积 B.测定飞船的运行周期 C测定飞船的运行速度 D.测定飞船的环绕半径 8.质量m=1kg的物体，由离地面足够高的位置开始以o=10/s的速度做平抛运动，下列说法正确的 是() A.运动1s内重力做的功为10J B.运动1s末重力的瞬时功率为100√2W C.运动1s内重力的平均功率为100W D.运动2s末重力的瞬时功率为200W 9.2024年3月20日，我国探月工程四期鹊桥二号中继星成功发射升空。当抵达距离月球表面某高 度时，鹊桥二号开始进行近月制动，并顺利进入捕获轨道运行，如图所示，轨道的半长轴约为 51900km。后经多次轨道调整，进入冻结轨道运行，轨道的半长轴约为9900km,周期约为24h。则 鹊桥二号在捕获轨道运行时() 捕获轨道 A.由近月点到远月点过程中引力做负功 近月点 月球 B.近月点的速度小于远月点的速度 冻结轨道 C.近月点的速度等于在冻结轨道运行时近月点的速度 远月点一 D.近月点的加速度大于在冻结轨道运行时近月点的加速度 共4页 北京市第二十中学2025-2026学年第一学期期末考试试卷 高一启承物理 班级 姓名 10.如图所为竖直放置的离心轨道，其中圆轨道半径为，最低点为A、最高点为B,小球从斜轨 道上无初速释放，可模拟游乐园的“翻滚过山车”。某实验小组同学通过改变释放小球距圆轨道底端的 高度h多次实验，发现有时小球能通过B点，有时在到达B点前就脱离轨道。他们结合观察和分析 提出了一些猜想，请运用物理知识分析其中正确的是（不考虑摩擦力等阻力的影响，小球视为质点， 重力加速度大小记为g)() A.若h<2.5r,小球在到达B点前脱离轨道做自由落体运动 B.若h>2.5r,小球对A点和B点都有压力，且h越高，压力之差 也越大 C.若h<2.Sr,小球在到达B点前脱离了轨道，脱轨前瞬间在指向 圆轨道中心方向的加速度比g小 D.若h>2.5r,小球能通过B点且对B点没有压力 二、多项选择题（本题共5小题，在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题意的。每 小题3分，共15分。每小题全选对的得3分，选对但不全的得2分，只要有选错的该小题不得分。) 11蹦床是少年儿童喜欢的一种体育活动。蹦床的中心由弹性网面组成，若少年儿童从最高点落下直 至最低点的过程中，空气阻力大小恒定，则少年儿童() A.机械能一直减小 B刚接触网面时，动能最大 C.重力做功等于克服空气阻力做功 D重力势能的减小量大于弹性势能的增大量 12.人们有时用“打夯的方式把松散的地面夯实，如图所示。设某次打夯符合以下模型：两人同时通 过绳子对质量为m的地面上的重物各施加一个力，力的大小均恒为F,方向都斜向上与竖直方向成日 角，重物离开地面高度为h时人停止施力，重物最终下落至地面，并把地面砸下深度为d的凹坑。 不计空气阻力，下列说法正确的是( A.重物落下接触地面时的动能等于2 Fhcose0 2 Fh cosθ B.重物上升的最大高度为 mg C.整个过程重力做功等于mg(h+d LA00000000000 D.地面对重物的阻力做功等于-(2 Fhcos0+mg) 第2页 13风力发电已成为我国实现“双碳目标的重要途径，如图所示，某地有-一风力发电机，它的叶片转 动时可形成半径为r的圆面。该地区的风速为y,风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度 为，假如该发电机将空气动能转化为电能的效率为n。则下列说法正确的是( A.单位时间内冲击发电机叶片圆面的空气的质量为元2v B.单位时间内该发电机产生的电能为r2vpn C.若只将叶片半径r变为原来的2倍，则发电功率变为原来的4倍 D.若只将风速v变为原来的2倍，则发电功率变为原来的8倍 14.如图所示，传送带底端A点与顶端B点的高度差为h,传送带在电动机的带动下以速率v匀速运 动。现将一质量为m的小物体轻放在传送带上的A点，物体在摩擦力的作用下向上传送，在到达B 点之前，已经与传送带共速，物体与传送带因摩擦产生的热量为Q。则在传送带将物体从A送往B 的过程中，下列说法正确的是() B A.物体与传送带因摩擦产生的热量为二mv2 B.传送带对物体做功为mgh+二mv2 2 1 C.传送带对物体做功为mgh+二mv2+2 D.为传送物体，电动机需对传送带额外做功mgh+2mV+2 15.质量m=200kg的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图像甲表示汽车运动的速度与时间 的关系，图像乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变，在18s末汽车 的速度恰好达到最大。则下列说法正确的是( ) A.汽车受到的阻力200N r/m·s" P/X 103 B.8s-18s过程中汽车牵引力做的功为8×104J C.汽车的最大牵引力为800N D.汽车在做变加速运动过程中的位移大小为 18 8 95.5m 图甲 图乙 共4页 北京市第二十中学2025-2026学年第一学期期末考试试卷 高·启承物理 班级 姓名 三、实验题（共1小题，共14分） 16用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律，已知当地重力加速度为g。 (1)关于该实验的操作和数据分析，以下说法正确的是 种火」 A.必须用天平测出重锤的质量方可实验 打点 i时器 纸 B先接通电源，后释放纸带 C.将打点计时器接到8V直流电源上 自重铺 D.也可以用v=√2gh计算重锤从静止下落h时的瞬时速度大小 E应选择质堇大、体积小的重物进行实验 W1 (2)实验室有电磁打点计时器和电火花计时器，为减小实验误差，应优先选用 A.电磁打点计时器 B.电火花计时器 (3)如图2所示，选取纸带上连续五个计时点A、B、C、D、E,测量出点B距运动起始点O的距 离xo,点B、C间的距离为x1,点C、D间的距离为x2,若相邻两点的打点时间间隔为T,假设重锤 质量为m,根据这些条件计算从打点计时器打下O点到打下C点过程中重锤的重力势能变化量 △Ep= ,动能变化量△Ex= :在实际计算中发现，重锤减少的重 力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是 (4)将测得的数据描绘2 -h图像，如图3，求得图线斜率为k,下落h时，重力势能减小量与动能 增加量之间的差值为 (结果用字母“m”、“h”、“R'、“g”表示)。 图2 图3 (⑤)某同学用如图4所示装置验证机械能守恒定律，将力传感器固定 ●小球 在天花板上，细线·端系着小球，一端连在力传感器上。将小球拉 力传感器 至水平位置从静止释放，到达最低点时力传感器显示的示数为F。 已知小球质量为m,当地重力加速度为g。在误差允许范围内，当满 足关系式 时，可验证机械能守恒。 图4 第3 四、计算题（本题包括4小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤， 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.(6分)已知地球表面的重力加速度为g,半径为R,引力常量为G,不考虑地球自转。求： (1)地球的质量M; (2)地球的第一宇宙速度v。 18.(7分)如图5所示，学生练习用头颠球。某一次足球由静止下落到头顶的速度大小=3s 被重新竖直向上顶起离开头顶时的速度大小2=4ms。已知足球与头部的作用时间为0.1s,足球的质 量约为0.4kg,空气阻力不计，重力加速度g取10m/s2,在足球与头顶相互作用的过程中，求： (1)足球的动量变化量△p: ⊙ (2)头顶受到足球的平均作用力F的大小。 2 19.(9分)功是能量转化的量度，研究力做功有非常重要的物理意义。 图5 (1)如图6质量为m的物体以初速度滑上斜面（斜面足够长），上滑到最高点后又沿原路返回。 已知斜面倾角为8，物体与斜面的动摩擦因数为μ，上滑的最大高度为h。求物体从开始滑上斜面到滑 回到出发点的过程中，重力做功Wo和摩擦力做功W以及物体返回到出发点时的动能Eκ； (2)如图7，某个力F作用于半径R的转盘的边缘上，力F的大小保持不变，但方向保持任何时刻 均与作用点的切线一致，求转盘转动一周的过程中力F做的功W: (3)如图8所示，一个质量为m的小球用长为1的轻绳与一定点相连，在水平拉力F的作用下，从 最低点A缓慢地移到B点，此时轻绳与竖直方向的夹角为8，求在这个过程中力F所做的功W。 Vo 图6 图7 8 4页 北京市第二十中学2025-2026学年第一学期期末考试试卷 高一启承物理 班级 姓名 20.(10分)如图9所示，把一个质量为m的小球连接在劲度系数为k的轻质弹簧的右端，弹簧的左 端固定，小球置于光滑水平面，小球和弹簧组成的系统称为弹簧振子。以弹簧原长时小球的位置为 坐标原点O,以水平向右为正方向建立坐标轴Ox。小球在运动过程中弹簧形变始终在弹性限度内， 忽略摩擦阻力的影响。 S090000990000900000 0 -L +I x 图9 图10 （1)把小球拉向O点的右方x=+L处，然后由静止释放，小球沿着坐标轴做往复运动。 a.在图10中画出弹簧弹力F随x变化的示意图，并由此求出小球从O点向x=+L处运动过程中，弹 簧弹力对小球做的功W; b.求小球从O处运动到x=+L处的过程中，弹簧对小球的冲量I; (2)弹簧振子在运动过程中，求弹簧弹力对小球做正功时，其瞬时功率P的最大值。 第4 21.(9分)将地球视为半径为R的球体，质量分布均匀，密度为，引力常量为G,已知某物体受到 的地球的万有引力相当于球内质量集中于0点对物体的引力，质量均匀分布的球壳对壳内质点万有 引力的合力为零， (1) a,求距离地球球心距离为r(r>R)的质量为m的物体所受到地球的引力大小F1; b.求距离地球球心距离为r(<R)的质量为m的物体所受到地球的引力大小F2; (2)科学家根据天文观测提出宇宙膨胀模型：在宇宙大尺度上，所有的宇宙物质在做彼此远离运动， 且质量始终均匀分布，在宇宙中所有位置观测的结果都一样。如图11所示，以某一点0为观测点， 以质量为o的星系P为观测对象，以P到O点的距离r为半径建立球面。设星系P到O点的距离 为ro时，宇宙的密度为Po。请推导宇宙膨胀过程中星系P受到的引力大小F别随距离r变化的关系式。 (3)科学家在利用超新星检测宇宙的膨胀速度时，观察数据说明其膨胀的速度越来越大，根据(2) 中的简化模型，请你从力与运动的角度判断理论和实际是否相符；如果相符，进行论证说明其合理 性；如果不相符，请对模型(2)提出修正方案，并论证说明修正方案的合理性。 图11 共4页 北京市2025-2026学年第一学期启承书院高一物理期末考试答案 选择部分(1-10单选题，每题3分；11-15为多选题少选得2分，错选或者多选不得分) 1 2 4 5 6 1 6 9 10 C D 不 D D B B D Y C 11 12 13 14 15 AD ABD CD BD BD 16.(1)BE(2分)(2)B(2分) (3)-g(x+x)(2分)； n(x+x,)2 ；(2分)重锤下落过程中受空气阻力作用/纸带与限位孔摩擦 8T2 (2分)(4)(g-)h(2分)（⑤）F。=3mg(2分) 7.6分】在地球表面有：G=g， 所以地球的质量为： M=;e分) ②对近地卫星列牛顿第二定律方程有：mg=心， 得：v=√gR (38 R 18.（7分)(1)设向上为正方向，则足球的动量变化量为△p=my,-(-y)=2.8gm/s 足球动量变化量得大小为2.8kg·m/s,方向向上(3分) (2)设向上为正方向，根据动量定理可知(F-g)t=△p 解得，足球受到头顶的平均作用力为=32N 由牛顿第三定律可知，头顶受到足球的平均作用力的大小F=F=32V(4分) 19.(9分)(1)wG=0: W=-2umgh cose sine 物体从最低点出发到回到最低点过程中，由动能定理得W,+m。=B:2吗 1 解得： Bm-2umgh cos (4分) sinθ (2) W。=F2πR(2分) (3)由动能定理得：W-g(1-1cos0)=0-0,解得W=g(1-lcos0)(3分) F--kx 20.（10分)(1)a.(4分)以水平向右为正方向，则F=x +L 图像与x轴围成图形的面积表示弹力F做的功，则功m=杠L=-k 2 图2 b.(3分)弹贺和小球整体的机械能守恒，有。k杠=m心得小球在0点速度大小为，=L 2 小球从O处运动到x=+L处的过程中，由动量定理，有I=0-。 解得I=-L√大小为LN,方向水平向左。 第1页/共2页 ②)3分)位移大小为x时，由整体机械能守恒，有和x=m,得速度大 心.r)弹力的瞬时功率大小P-v得P=， 小v=m x2(L-x2) Ikk 当=r时，即x=万时，此时P最大：最大值为卫=？元 21.(9分)(1)①地球质量大小M=pmR 3 Mm m受到的引力大小F=G” 2 联立可得乃= 4πGpRm 32 (2分) ②当m到0点的距离为r时，地球体内包含的“物质质量大小M=4 4 心受到的引力大小E三G,2联立可得乃，=G印r(2分) 3 mo (2)字宙膨胀过程星系P受到的引力F随距离r变化的关系F=G 带入球体内包含的质量大小可得F=4πG,6(2分)】 3r2 (3)由引力公式说明星系P远离O点做加速度减小的减速运动，与观察数据“宇宙膨胀的速度越来越大” 不相符，因此必须对模型（2)进行修正。 由于模型(2)中恒星运动速度远超可见物质引力所能解释，表明宇宙中还存在额外质量，此额外质量对 星系P有斥力作用，因此星系P在宇宙中同时受到引力和斥力的共同作用，即合力：F=F斥一F,随着 P点到O点的距离r的变化，当F>F时，星系P受到的合外力背离O点，因此将远离O点做加速运动。 (其他答案合理即可)(3分) 第2页/共2页