精品解析：辽宁沈阳市第四十中学2025-2026学年高一下学期期中物理试题

2025—2026学年度（下）沈阳市第四十中学 高一物理 第Ⅰ卷（选择题，共46分） 一、选择题（本题共10小题，共46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，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1. 如图所示，物体放在水平面上，在斜向下的推力F的作用下沿水平面移动了位移l。则在此过程中力F做的功为（　　） A. Fl B. C. D. 2. 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h2。选择桌面为参考平面，忽略空气阻力影响，重力加速度为g，则小球（　　） A. 在A点时的重力势能为 B. 在A点时的机械能为 C. 经过桌面时的动能为 D. 在B点时的机械能为 3. 如图所示，质量为的小物块从光滑斜面顶端由静止开始下滑，取，则小物块下滑到斜面底端时重力的功率是（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，长为L的轻质细杆，一端固定于转轴O，另一端固定一可视为质点、质量为m的小球，轻杆绕转轴O在竖直平面内以角速度匀速转动，重力加速度为g。从小球经过最高点时开始计时，下列说法正确的是 A. 轻质细杆对小球始终不做功 B. 小球转到与O等高点时，杆对小球的作用力大小为 C. 从开始计时至第一次运动到最低点，小球重力做功的平均功率为 D. 当小球运动到最低点时，重力的瞬时功率为 5. 如图所示，一名运动员在参加跳远比赛，他腾空过程中离地面的最大高度为L，成绩为4L，假设跳远运动员落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角为α，运动员可视为质点，不计空气阻力，则有（　　） A. α=60° B. α=30° C. α=53° D. α=45° 6. 质量分别为和的两个小球P和Q，中间用轻质杆固定连接，杆长为，在离P球处有一个光滑固定转轴Q，如图所示。现在把杆置于水平位置后自由释放，Q球顺时针摆动到最低位置，则（重力加速度为）（ ） A. 在此过程中小球Q的机械能增加 B. 在最低点时小球P和Q的线速度大小相等 C. 此时小球Q的线速度为 D. 轻质杆对小球Q做功 7. 有一竖直放置的光滑“T”形架，滑块A、B分别套在水平杆与竖直杆上，A、B用一不可伸长的轻绳相连，A、B质量相等，且可看作质点，如图所示。开始时轻绳水平伸直，A、B静止。由静止释放B后，已知当轻绳与竖直方向的夹角为时，B沿着竖直杆下滑的速度为v，已知重力加速度为g。则（　　） A. 该过程滑块A的速度先增大后减小 B. 连接A、B的绳长为 C. 滑块A、B组成的系统机械能不守恒 D. 当轻绳与竖直方向的夹角为时，滑块A的速度 二、多选题 8. 下列物体在运动过程中，机械能守恒的是（　　） A. 被起重机拉着向上做加速运动的货物 B. 在空中向上做匀速运动的氢气球 C. 一个做自由落体运动的小球 D. 系统内只有重力或弹力做功时，系统的机械能一定守恒 9. 如图所示，有一条柔软的质量为m长为L的均匀链条，开始时使链条的长在水平桌面上，而长垂于桌外，并处于静止。若不计一切摩擦，桌子足够高。已知重力加速度为g。下列说法中正确的是（　　） A. 若要把链条全部拉回桌面上，至少要对链条做功 B. 若要把链条全部拉回桌面上，至少要对链条做功 C. 若自由释放链条，则链条刚离开桌面时的速度 D. 若自由释放链条，则链条刚离开桌面时的速度 10. 卫星发射过程一般要经过多次变轨方可到达预定轨道。先将卫星发射到近地圆轨道I上运动，经Q点变速进入椭圆轨道Ⅱ上运动，再经椭圆轨道Ⅱ的远地点P处变速后到达预定圆轨道Ⅲ上运动。已知地球半径为R，卫星在圆轨道I上运行时的动能为E。圆轨道Ⅲ距离地面高度为。取无穷远处引力势能为零，则质量为m的物体在距离地球球心为r时的引力势能（M为地球的质量，G为引力常量）。不计卫星在变轨过程的质量变化，下列说法正确的是（ ） A. 卫星经过椭圆轨道Ⅱ上点时的速率之比为 B. 卫星在圆轨道I上和圆轨道Ⅲ上的运行速率之比为 C. 卫星在椭圆轨道Ⅱ上P点的动能为 D. 卫星从圆轨道I变轨进入椭圆轨道Ⅱ增加的机械能为 第Ⅱ卷（非选择题，本题共5小题，共54分） 11. 某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图所示，O点为重锤下落的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度g取9.8m/s2，重锤质量为1kg，计算结果均保留3位有效数字。 （1）打点计时器打出B点时，重锤下落的速度vB＝________m/s，重锤的动能EkB＝________J。 （2）从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量为________J。 （3）根据纸带提供的数据，在实验误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出B点的过程中，得到的结论是__________。 12. 某实验小组用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。用不可伸长的细线跨过实验台边缘的定滑轮，一端连接钩码，另一端连接气垫导轨上的滑块，滑块上固定有遮光条。 （1）实验需要通过调整调节旋钮P、Q使气垫导轨保持水平。细线______（填“连接”或“不连接”）钩码，接通气源后，调整调节旋钮P、Q，向左轻推滑块，滑块通过光电门1的遮光时间______（填“大于”“小于””或“等于”）滑块通过光电门2的遮光时间，则气垫导轨已经调为水平。 （2）气垫导轨调节水平后，按照如图所示连接好实验装置进行实验。测得光电门1、2间的距离为L，遮光条的宽度为d，滑块的质量为M，钩码的质量为m。若由光电计时器读出滑块通过光电门1、2的遮光时间分别为t1、t2，当地的重力加速度大小为g，若表达式mgL=______成立，则表明系统机械能守恒。 四、解答题（本题共3小题，共40分） 13. 电动机通过一绳吊起一质量为8kg的物体，绳的拉力不能超过120N，电动机的功率不能超过1200W。求： （1）电动机吊升该物体的最大速度； （2）吊升该物体允许的最大加速度； （3）电动机将该物体由静止吊升90m所需的最短时间（已知该物体上升90m前已达最大速度），取。 14. 如图实验装置由斜面轨道，竖直圆轨道（圆心为点），水平直轨道连接而成，斜面轨道与竖直圆轨道相切于点，竖直圆轨道在最低点略微错开并与水平直轨道相接，各段轨道均平滑连接。小钢球从斜面轨道上静止滑下，进入圆轨道后沿圆轨道运动。小钢球可视为质点，重力加速度取，不计一切摩擦与空气阻力。求： （1）若小钢球恰能通过轨道的最高点，在点的速度； （2）若小钢球不会脱离轨道，则的取值范围； （3）若小钢球从斜面轨道处静止释放，则将在距离地面多高处脱离轨道。 15. 如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C放在水平地面上。现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，同时保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为4m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计。开始时整个系统处于静止状态；释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时（加速度为零），C恰好离开地面，在此过程中，求： （1）A速度最大时绳子拉力F和斜面的倾角α； （2）弹簧恢复原长时，细线中的拉力大小F0； （3）A沿斜面下滑的速度最大值vm。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025—2026学年度（下）沈阳市第四十中学 高一物理 第Ⅰ卷（选择题，共46分） 一、选择题（本题共10小题，共46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，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1. 如图所示，物体放在水平面上，在斜向下的推力F的作用下沿水平面移动了位移l。则在此过程中力F做的功为（　　） A. Fl B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据功的概念可知，在此过程中力F做的功为。 故选D。 2. 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h2。选择桌面为参考平面，忽略空气阻力影响，重力加速度为g，则小球（　　） A. 在A点时的重力势能为 B. 在A点时的机械能为 C. 经过桌面时的动能为 D. 在B点时的机械能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．在A点时的重力势能为，故A错误； B．在A点时的机械能为，故B错误； CD．根据机械能守恒定律可知，小球经过桌面时的动能为，故C错误，D正确。 故选D。 3. 如图所示，质量为的小物块从光滑斜面顶端由静止开始下滑，取，则小物块下滑到斜面底端时重力的功率是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据牛顿第二定律得物块下滑的加速度大小 根据，得 底端速度 小物块下滑到斜面底端时重力的功率 故选D。 4. 如图所示，长为L的轻质细杆，一端固定于转轴O，另一端固定一可视为质点、质量为m的小球，轻杆绕转轴O在竖直平面内以角速度匀速转动，重力加速度为g。从小球经过最高点时开始计时，下列说法正确的是 A. 轻质细杆对小球始终不做功 B. 小球转到与O等高点时，杆对小球的作用力大小为 C. 从开始计时至第一次运动到最低点，小球重力做功的平均功率为 D. 当小球运动到最低点时，重力的瞬时功率为 【答案】C 【解析】 【详解】AC．杆匀速转动，从开始计时至第一次运动到最低点，杆对球的作用力做功与重力做功代数和为零，小球重力做功的平均功率为 重力做功为 杆转动周期为 联立可得，故A错误，C正确； B．小球转动到与O等高点时，杆对小球的作用力大小为，故B错误； D．当小球运动到最低点时，沿重力方向的瞬时速度为0，重力的瞬时功率为0，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，一名运动员在参加跳远比赛，他腾空过程中离地面的最大高度为L，成绩为4L，假设跳远运动员落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角为α，运动员可视为质点，不计空气阻力，则有（　　） A. α=60° B. α=30° C. α=53° D. α=45° 【答案】D 【解析】 【详解】从最高点到最低点水平位移x=2L=v0t 竖直位移y=L= 速度偏向角 故α=45° 故选D。 6. 质量分别为和的两个小球P和Q，中间用轻质杆固定连接，杆长为，在离P球处有一个光滑固定转轴Q，如图所示。现在把杆置于水平位置后自由释放，Q球顺时针摆动到最低位置，则（重力加速度为）（ ） A. 在此过程中小球Q的机械能增加 B. 在最低点时小球P和Q的线速度大小相等 C. 此时小球Q的线速度为 D. 轻质杆对小球Q做功 【答案】C 【解析】 【详解】BC．对于P球和Q球组成的系统，只有重力做功，系统机械能守恒，则有 两球共轴转动，角速度大小始终相等，根据 则有 联立解得，，故B错误，C正确； AD．对Q分析，根据动能定理有 解得 所以的机械能减少，故AD错误。 故选C。 7. 有一竖直放置的光滑“T”形架，滑块A、B分别套在水平杆与竖直杆上，A、B用一不可伸长的轻绳相连，A、B质量相等，且可看作质点，如图所示。开始时轻绳水平伸直，A、B静止。由静止释放B后，已知当轻绳与竖直方向的夹角为时，B沿着竖直杆下滑的速度为v，已知重力加速度为g。则（　　） A. 该过程滑块A的速度先增大后减小 B. 连接A、B的绳长为 C. 滑块A、B组成的系统机械能不守恒 D. 当轻绳与竖直方向的夹角为时，滑块A的速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．该过程，由于绳子拉力一定对A做正功，所以A的动能一直增加，速度一直增大，故A错误； C．滑块A、B组成的系统，只有重力做功，所以系统机械能守恒，故C错误； D．当轻绳与竖直方向的夹角为时，如图所示 将A、B的速度分解为沿绳的方向和垂直于绳的方向，两物体沿绳子的方向速度大小相等，则有 解得，故D正确； B．根据系统机械能守恒可得 联立解得连接A、B的绳长为，故B错误。 故选D。 二、多选题 8. 下列物体在运动过程中，机械能守恒的是（　　） A. 被起重机拉着向上做加速运动的货物 B. 在空中向上做匀速运动的氢气球 C. 一个做自由落体运动的小球 D. 系统内只有重力或弹力做功时，系统的机械能一定守恒 【答案】CD 【解析】 【详解】A．只有重力或弹力做功的系统机械能守恒，而被起重机拉着向上做加速运动的货物除了重力做功外，拉力对物体做正功，物体的机械能增加，故A错误； B．在空中向上做匀速运动的氢气球，除重力做功外，空气浮力对气球做正功，气球的机械能增加，故B错误； C．做自由落体运动的小球，只有重力做功，其机械能守恒，故C正确。 D． 机械能守恒的条件为：系统内只有重力或弹力做功时，系统的机械能一定守恒。故D正确。 故选CD。 【点睛】机械能守恒的条件为系统内只有重力或弹力做功时，系统的机械能一定守恒。 9. 如图所示，有一条柔软的质量为m长为L的均匀链条，开始时使链条的长在水平桌面上，而长垂于桌外，并处于静止。若不计一切摩擦，桌子足够高。已知重力加速度为g。下列说法中正确的是（　　） A. 若要把链条全部拉回桌面上，至少要对链条做功 B. 若要把链条全部拉回桌面上，至少要对链条做功 C. 若自由释放链条，则链条刚离开桌面时的速度 D. 若自由释放链条，则链条刚离开桌面时的速度 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．若要把链条全部拉回桌面上，只要克服垂于桌面外的部分的重力做功即可，至少要克服重力做的功，A正确，B错误； CD．若自由释放链条，只有重力做功整个链条的机械能守恒，取桌面为参考平面，则有 解得，C正确，D错误。 故选AC。 10. 卫星发射过程一般要经过多次变轨方可到达预定轨道。先将卫星发射到近地圆轨道I上运动，经Q点变速进入椭圆轨道Ⅱ上运动，再经椭圆轨道Ⅱ的远地点P处变速后到达预定圆轨道Ⅲ上运动。已知地球半径为R，卫星在圆轨道I上运行时的动能为E。圆轨道Ⅲ距离地面高度为。取无穷远处引力势能为零，则质量为m的物体在距离地球球心为r时的引力势能（M为地球的质量，G为引力常量）。不计卫星在变轨过程的质量变化，下列说法正确的是（ ） A. 卫星经过椭圆轨道Ⅱ上点时的速率之比为 B. 卫星在圆轨道I上和圆轨道Ⅲ上的运行速率之比为 C. 卫星在椭圆轨道Ⅱ上P点的动能为 D. 卫星从圆轨道I变轨进入椭圆轨道Ⅱ增加的机械能为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．在轨道Ⅱ的P点和Q点，由开普勒第二定律 解得。故A正确； B．卫星做圆周运动时，由万有引力提供向心力 解得 卫星在圆轨道I上的运行速率 卫星在圆轨道Ⅲ上的运行速率 卫星在圆轨道I上和圆轨道Ⅲ上的运行速率之比为。故B错误； C．卫星在圆轨道I上和圆轨道Ⅲ上的运行速率之比为，由可知 卫星在圆轨道Ⅱ上经P点加速进入椭圆轨Ⅲ，因此，由此可得。故C错误； D．卫星在轨道Ⅰ的动能 卫星经过椭圆轨道Ⅱ上点时的速率之比为，由可知 卫星在椭圆轨道Ⅱ上运动时机械能守恒，可得 卫星经过椭圆轨道Ⅱ上点时的动能 卫星经过点变轨时，高度不变，因此增加的机械能等于增加的动能。故D正确。 故选AD。 第Ⅱ卷（非选择题，本题共5小题，共54分） 11. 某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图所示，O点为重锤下落的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度g取9.8m/s2，重锤质量为1kg，计算结果均保留3位有效数字。 （1）打点计时器打出B点时，重锤下落的速度vB＝________m/s，重锤的动能EkB＝________J。 （2）从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量为________J。 （3）根据纸带提供的数据，在实验误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出B点的过程中，得到的结论是__________。 【答案】（1） ①. ②. （2） （3）在实验误差允许的范围内，重锤的重力势能减小量等于动能的增加量，重锤的机械能守恒。 【解析】 【小问1详解】 [1][2]每两个计数点之间有一个计时点，故相邻两个计数点之间的时间间隔为 根据运动学公式有 重锤的动能 【小问2详解】 重锤重力势能的减小量 【小问3详解】 重锤动能的增加量 在实验误差允许的范围内，重锤的重力势能减小量等于动能的增加量，重锤的机械能守恒。 12. 某实验小组用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。用不可伸长的细线跨过实验台边缘的定滑轮，一端连接钩码，另一端连接气垫导轨上的滑块，滑块上固定有遮光条。 （1）实验需要通过调整调节旋钮P、Q使气垫导轨保持水平。细线______（填“连接”或“不连接”）钩码，接通气源后，调整调节旋钮P、Q，向左轻推滑块，滑块通过光电门1的遮光时间______（填“大于”“小于””或“等于”）滑块通过光电门2的遮光时间，则气垫导轨已经调为水平。 （2）气垫导轨调节水平后，按照如图所示连接好实验装置进行实验。测得光电门1、2间的距离为L，遮光条的宽度为d，滑块的质量为M，钩码的质量为m。若由光电计时器读出滑块通过光电门1、2的遮光时间分别为t1、t2，当地的重力加速度大小为g，若表达式mgL=______成立，则表明系统机械能守恒。 【答案】（1） ①. 不连接 ②. 等于 （2） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]实验需要通过调整调节旋钮P、Q使气垫导轨保持水平，此时细线不连接钩码，接通气源后，调整调节旋钮P、Q，向左轻推滑块，滑块通过光电门1的遮光时间等于滑块通过光电门2的遮光时间，表明气垫导轨已经调为水平。 【小问2详解】 滑块通过光电门1、2的速度分别为， 对钩码与滑块构成的系统，根据机械能守恒定律有 解得 四、解答题（本题共3小题，共40分） 13. 电动机通过一绳吊起一质量为8kg的物体，绳的拉力不能超过120N，电动机的功率不能超过1200W。求： （1）电动机吊升该物体的最大速度； （2）吊升该物体允许的最大加速度； （3）电动机将该物体由静止吊升90m所需的最短时间（已知该物体上升90m前已达最大速度），取。 【答案】（1）15m/s；（2）5m/s2；（3）7.75s 【解析】 【详解】（1）当牵引力等于重力时速度达到最大，则有 （2）物体先以最大加速度向上加速，根据牛顿第二定律有 解得最大加速度为 （3）物体加速阶段达到的最大速度为 所以匀加速时间为 运动的位移为 额定功率下根据动能定理可得 解得 t2=5.75s 故经历总时间 t=t1+t2=7.75s 14. 如图实验装置由斜面轨道，竖直圆轨道（圆心为点），水平直轨道连接而成，斜面轨道与竖直圆轨道相切于点，竖直圆轨道在最低点略微错开并与水平直轨道相接，各段轨道均平滑连接。小钢球从斜面轨道上静止滑下，进入圆轨道后沿圆轨道运动。小钢球可视为质点，重力加速度取，不计一切摩擦与空气阻力。求： （1）若小钢球恰能通过轨道的最高点，在点的速度； （2）若小钢球不会脱离轨道，则的取值范围； （3）若小钢球从斜面轨道处静止释放，则将在距离地面多高处脱离轨道。 【答案】（1） （2）或 （3） 【解析】 【小问1详解】 若小钢球恰能通过轨道的最高点e，则小钢球在e点时，重力恰好提供向心力 代入数据，解得 【小问2详解】 恰好到达最高点 解得 代入数据得 恰好到达圆心等高处 得 代入数据得 所以，h的取值范围为或。 【小问3详解】 设小球脱离轨道点与圆心连线和水平夹角为，小钢球脱离轨道时，根据牛顿第二定律 根据动能定理 小钢球到地面的距离为 代入数据得 15. 如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C放在水平地面上。现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，同时保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为4m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计。开始时整个系统处于静止状态；释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时（加速度为零），C恰好离开地面，在此过程中，求： （1）A速度最大时绳子拉力F和斜面的倾角α； （2）弹簧恢复原长时，细线中的拉力大小F0； （3）A沿斜面下滑的速度最大值vm。 【答案】（1）F = 2mg，α= 30° （2）mg （3） 【解析】 【小问1详解】 A速度最大时，加速度为零 研究A小球，根据平衡关系 此时B的加速度也为零，C恰好离开地面，对B、C整体有 解得 ，即 【小问2详解】 设当弹簧恢复原长时，A沿斜面向下运动的加速度大小为a， 对A应用牛顿第二定律 对B应用牛顿第二定律 解得 【小问3详解】 一开始弹簧处于压缩状态，有 C恰好离开地面时，弹簧处于伸长状态，有 伸长量 因而初末状态弹簧的弹性势能相等，对整个系统从释放A球至C恰好离开地面的过程，根据机械能守恒定律 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $