高一下学期物理期末压轴题考卷01

高一下学期物理期末压轴题考卷01（解析版） 高中物理 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）：必修第二册。 2．本卷平均难度系数0.55。 第Ⅰ卷 选择题 1、 单项选择题，本题共7小题，单选题每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1．下图为嫦娥探测器绕月运行的一轨道，已知探测器在同一轨道上从远月点向近月点运行时做加速运动，下列四幅图中所标探测器的运行方向和受力方向可能正确的是（　　） A． B． C． D． 2．2020年5月6日我国新一代载人飞船试验船由长征五号B运载火箭成功发射，新一代载人飞船运用了自主变轨技术，经过七次变轨后由近地小椭圆轨道进入大椭圆轨道，则关于飞船在近地小椭圆轨道和大椭圆轨道上的运动说法正确的是（　　） A．地球位于椭圆轨道的中心位置 B．小椭圆轨道上飞船与地球连线单位时间内扫过面积与大椭圆轨道上飞船与地球连线单位时间内扫过面积相等 C．飞船在小椭圆轨道上运动周期大于在大椭圆轨道上运动的周期 D．飞船在小椭圆轨道和大椭圆轨道上运动的半长轴的三次方与周期平方比值相等 3．如图是某发动机正时系统的传动装置，它是通过皮带连接曲轴正时带轮A和凸轮轴正时带轮B，使气缸气门开闭与活塞运动同步，以确保引擎的各部件有序工作。已知A轮的半径、角速度，B轮的半径。传动过程中皮带与各轮之间无相对滑动，则B轮边缘上某点的向心加速度大小为（　　） A． B． C． D． 4．北京时间2025年12月14日，河南选手杨如意在美国斯廷博特举行的2025-2026赛季国际雪联自由式滑雪大跳台世界杯中，摘得女子大跳台铜牌。如图所示为比赛的情景，运动员离开轨道末端的速度为，经过一段时间运动员到达最高点后再落地。已知抛出点与最高点的高度差为，抛出点到落地点的高度差为，运动员的质量为，重力加速度，忽略空气的阻力。则下列说法正确的是（   ） A．该过程中，重力对运动员一直做正功 B．该过程中，运动员重力势能的减少量为 C．抛出点到最高点的过程，运动员的重力做功为 D．运动员落地瞬间的动能为 5．盖帽是篮球中防守方在对方投篮时跳起用手封盖的一种动作，一次关键的盖帽往往会改变比赛的走向。若篮筐高度为3m，球员甲在离篮筐4m处以与水平面成45°出手投篮，投篮点与篮筐正好在同一水平面上，出手时球速为6m/s。球员乙在离球员甲1.8m处举起双手以4m/s垂直起跳尝试封盖，起跳瞬间双手距离地面3.1m，其过程可视为竖直上抛运动。忽略空气阻力，篮球可视为质点，重力加速度取，下列说法正确的是（　　） A．球距离地面最大的高度为4m B．球员乙在空中的时间为1s C．若无球员盖帽，球可以顺利进入篮筐 D．球员乙不可以对篮球进行封盖 6．如图甲所示，在竖直平面放置一内壁光滑、半径为0.5m的细圆管轨道，其圆心为O。在最低点P有一质量为0.1kg的小球（小球直径略小于管的粗细，尺寸忽略不计），现使小球以5m/s的初速度在轨道内做圆周运动，设小球和圆心连线与竖直线OP夹角为，运动过程中小球速度的平方与夹角的关系如图乙所示。重力加速度g取，则（　　） A．为时管壁对小球的弹力大小为1N B．为时管壁对小球的弹力大小为5N C．过程中圆管对小球的弹力最大值为5N D．过程中圆管对小球的弹力最小值为0 7．如图所示，用拖拉机和滑轮提升深井中的重物，开始时拖拉机位于滑轮的正下方，与滑轮间距离h=4m，t=0时刻拖拉机开始向左运动，图乙中实线为拖拉机的v-t图线，虚线为重物的v-t图线，重物的质量为m，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．时绳子的拉力 B．0~2.5s虚线与横轴所围面积为2.5m C．t=3s时重物的速度为 D．拖拉机对绳子的拉力一直增大 二、多项选择题。本题共3小题，每小题6分，共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．如图所示，光滑斜面体固定在水平面上，左右两侧的倾角分别为37°、53°，可视为质点的物体A、B用轻绳拴接后跨过固定的定滑轮放在斜面体上，两物体能静止在斜面体上的同一高度处，定滑轮两侧的轻绳分别与两侧的斜面体平行，物体B到斜面体底端的距离为。将两物体的位置对调后，将两物体从原来的位置静止释放，经过一段时间其中的一个物体运动到斜面体的底端另一个物体始终没有与滑轮相碰。已知物体A的质量为，重力加速度，，忽略一切摩擦及空气阻力。则下列说法正确的是（   ） A．物体B的质量为0.6kg B．对调后，物体运动到斜面体底端前轻绳的拉力为2.4N C．对调后，先运动到斜面体底端的物体到底端的瞬间速度为2m/s D．对调后，在A滑到斜面底端过程中，A、B组成的系统机械能守恒 9．扣杀在羽毛球中是一种有效的得分手段，扣杀时球速的快慢往往是得分的关键。一羽毛球场地长13m，宽6m，网高1.5m。某同学在AB边线距离球网1.5m处垂直起跳练习扣杀，扣杀时羽毛球距离地面的高度为2m，并且羽毛球在空中的运动可视为平抛运动（），则下列说法正确的是（　　） A．若想要过网，则球速不能低于 B．若正对着底线扣杀，要想不出界，则球速不能高于 C．当球速为时，一定不可能得分 D．当球速为时，仍然可能得分 10．如图为运输沙子的装置示意图。沙子（视为质点）先由工人用铁铲静止地放到传送带最左侧，再经传送带输送至最右侧位置C点，然后水平抛出。至时刻t，水平地面上已有沙子堆成图中所示圆锥体，且圆锥体的底角达到最大值，沙堆底面直径左端D点恰好在转轮最高点C的正下方，此时水平抛出的沙子刚好落在圆锥顶端。已知传送带以的速度顺时针匀速转动，长度，传送带上面距地面的竖直高度，沙子与传送带之间的动摩擦因数为，沙子间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，圆锥体的体积（r为圆锥体底面半径，h为圆锥体高）。下列说法正确的是（　　） A．沙子由静止经过后与传送带保持相对静止 B．沙子从静止到水平抛出经历了 C．在t时刻，地面上已堆成的沙子体积为 D．若传送带速度可调，则水平抛出时沙子能获得的最大速度为 第Ⅱ卷 非选择题 三、实验题（共2小题,共20分） 11．某实验小组利用图甲所示的仪器探究向心力大小的表达式。长槽上的挡板A、挡板B和短槽上的挡板C分别到各自转轴的距离之比为1:2:1，变速塔轮有三层，如图乙所示，每层的左右塔轮半径之比自上而下分别为1:1、2:1、3:1，匀速转动手柄使左右塔轮转动，小球对挡板的作用力通过杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，根据标尺上的红白相间格子数可以粗略得到两小球所受向心力之比。 (1)为了探究向心力大小与质量的关系，应选取质量______的小球（选填“相同”或“不同”），分别放在长槽上的挡板______处（选填“A”或“B”）与短槽上的挡板C处，调节皮带至第______层塔轮进行实验； (2)在探究向心力大小与角速度的关系时，某同学将两个质量相等的小钢球分别放在挡板A和挡板C处，将皮带调至塔轮不同层，记录实验数据如表： 塔轮 A处小球和C处小球角速度大小之比 标尺露出的格子数 左标尺 右标尺 第一层 1:1 4.0 4.0 第二层 ①______ 2.0 8.1 第三层 ②______ 1.0 9.0 将表格中①______和②______处的数据补充完整；根据表中记录数据，可以得到向心力和角速度的关系是F正比于______（选填“ω”或“ω2”或“”）； (3)在探究得出向心力表达式后，某同学将两个质量相等的小钢球分别放在挡板B和挡板C处，调节皮带至第二层塔轮，该同学猜想挡板B处小球和挡板C处小球所受向心力之比应为______，随后进行实验检验，结果表明该同学的猜想是正确的。 12．平抛运动是研究曲线运动的理想模型，它揭示了运动的独立性原理，某学校物理科研创新小组通过以下装置探究平抛运动的特点。 (1)用图1装置探究时，以下说法正确的是___________。 A．小锤击打力度越大，小球落地时间越短 B．该装置可以证明平抛运动水平方向是匀速直线运动，竖直方向是自由落体运动 C．改变高度，A、B两球总能同时落地 (2)用图2装置描绘平抛运动轨迹进行研究时，下列说法正确的是___________。 A．每次实验小球必须由静止释放，并且释放位置必须相同 B．该实验需要用秒表测时间，用刻度尺测量记录点间的距离 C．斜槽末端一定要水平，斜槽轨道不必光滑 (3)某同学用相机以100次/秒拍摄照片，处理后得到如图3所示的运动轨迹，图中两相邻小球像点间还有N个未显示，每一小格边长对应的实际距离为L=8mm，重力加速度，由图3数据可得N=___________，平抛运动初速度大小v0=__________m/s。 四、计算题（本题共3小题，共32分） 13．近年来我国的无人机技术持续发展，低空经济规模不断扩大。某无人机质量，竖直升降时螺旋桨可提供竖直向上的升力，大小可在范围按需调节，运动过程中受到的空气阻力大小恒为，方向始终与速度方向相反。如图甲所示，某次测试时无人机悬停于距离地面高度为的点，位于点正下方的两点距离地面高度分别为之间为无人机的目标区域。某时刻将无人机的升力调节为，使其向下做匀加速直线运动，下落距离后，立即将升力调节为使其做匀减速直线运动，取重力加速度，可将无人机视为质点。 (1)无人机由静止下落的过程中受力如图乙所示，求该过程中无人机的运动时间及下落时的速度大小； (2)若使无人机下落至目标区域内某位置时速度可减小为0，求无人机向下做匀减速直线运动过程中升力大小的范围； (3)若无人机悬停于点时突然由于故障失去升力，下落一段时间后立即恢复升力，无人机恰好没有向下落出目标区域且成功飞回点，求无人机从失去升力到飞回点所需时间。（结果可用根号表示） 14．如图所示，光滑斜面AB与水平粗糙传送带BC平滑连接，传送带以3m/s的速度顺时针转动，BC长。一物块由静止开始从斜面某处下滑，经过C点后水平抛出。物块落至水平地面D点时的速度大小为5m/s，方向与水平地面夹角53°。已知物块与传送带间的动摩擦因数，，，重力加速度大小g取，求： (1)物块从C点抛出至D点的水平位移大小； (2)当物块在斜面上下滑的高度H变化时，物块仍可以落至D点，求使物块仍落至D点的H的最大值； (3)若将物块在斜面上下滑的高度调整为，求物块落地时速度和水平地面的夹角。 15．如图是一弹珠游戏机的简化示意图。长2.5R、宽2R的矩形面板ABCD竖直放置，圆心为O、半径为R的四分之一圆弧轨道分别与AB、BC相切于P、Q两点。圆心O和Q的连线与面板下边缘交点为M。质量为m的小球被弹射进入轨道后恰好通过Q点。已知重力加速度为g，小球可视为质点，不计空气阻力。 (1)求小球在Q点的速度大小； (2)小球运动到面板边缘CD上某点，求该点到C的距离d； (3)CD边实际为垂直于面板的挡板，重新压缩弹簧，再次释放小球，小球沿圆弧轨道经过Q点后与挡板碰撞，碰后直接击中M点。已知碰撞前后小球沿挡板方向速度不变，垂直挡板方向速度反向、大小不变。求小球经Q点时的速度大小v。 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一下学期物理期末压轴题考卷01（解析版） 高中物理 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）：必修第二册。 2．本卷平均难度系数0.55。 第Ⅰ卷 选择题 1、 单项选择题，本题共7小题，单选题每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1．下图为嫦娥探测器绕月运行的一轨道，已知探测器在同一轨道上从远月点向近月点运行时做加速运动，下列四幅图中所标探测器的运行方向和受力方向可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】做曲线运动的物体，其所受合力指向轨迹凹的一侧，速度方向沿轨迹切线方向，只有选项C图符合。 故选C。 2．2020年5月6日我国新一代载人飞船试验船由长征五号B运载火箭成功发射，新一代载人飞船运用了自主变轨技术，经过七次变轨后由近地小椭圆轨道进入大椭圆轨道，则关于飞船在近地小椭圆轨道和大椭圆轨道上的运动说法正确的是（　　） A．地球位于椭圆轨道的中心位置 B．小椭圆轨道上飞船与地球连线单位时间内扫过面积与大椭圆轨道上飞船与地球连线单位时间内扫过面积相等 C．飞船在小椭圆轨道上运动周期大于在大椭圆轨道上运动的周期 D．飞船在小椭圆轨道和大椭圆轨道上运动的半长轴的三次方与周期平方比值相等 【答案】D 【详解】A．地球位于椭圆轨道的焦点位置，选项A错误； B．飞船与地球的连线在同一椭圆轨道上相同时间扫过面积相等，选项B错误； C．根据开普勒第三定律，飞船轨道半长轴越大，周期越大，则飞船在小椭圆轨道上运动周期小于在大椭圆轨道上运动的周期，选项C错误； D．根据开普勒第三定律，飞船小椭圆轨道和大椭圆轨道上运动的半长轴三次方与周期平方比值相等，选项D正确。 故选D。 3．如图是某发动机正时系统的传动装置，它是通过皮带连接曲轴正时带轮A和凸轮轴正时带轮B，使气缸气门开闭与活塞运动同步，以确保引擎的各部件有序工作。已知A轮的半径、角速度，B轮的半径。传动过程中皮带与各轮之间无相对滑动，则B轮边缘上某点的向心加速度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据皮带轮连接装置，两轮边缘线速度相同，有 可得 B轮边缘上某点的向心加速度大小为 故选B。 4．北京时间2025年12月14日，河南选手杨如意在美国斯廷博特举行的2025-2026赛季国际雪联自由式滑雪大跳台世界杯中，摘得女子大跳台铜牌。如图所示为比赛的情景，运动员离开轨道末端的速度为，经过一段时间运动员到达最高点后再落地。已知抛出点与最高点的高度差为，抛出点到落地点的高度差为，运动员的质量为，重力加速度，忽略空气的阻力。则下列说法正确的是（   ） A．该过程中，重力对运动员一直做正功 B．该过程中，运动员重力势能的减少量为 C．抛出点到最高点的过程，运动员的重力做功为 D．运动员落地瞬间的动能为 【答案】B 【详解】A．在该过程中，运动员从抛出点到最高点的过程中，重力做负功；从最高点到落地点，重力做正功，故A错误； B．在该过程中，运动员从抛出点到落地点，重力做正功，则有 故运动员重力势能的减少量为，故B正确； C．运动员从抛出点到最高点的过程，重力做负功，则有，故C错误； D．忽略空气的阻力，运动员的机械能守恒，则有 代入数据解得，故D错误。 故选B。 5．盖帽是篮球中防守方在对方投篮时跳起用手封盖的一种动作，一次关键的盖帽往往会改变比赛的走向。若篮筐高度为3m，球员甲在离篮筐4m处以与水平面成45°出手投篮，投篮点与篮筐正好在同一水平面上，出手时球速为6m/s。球员乙在离球员甲1.8m处举起双手以4m/s垂直起跳尝试封盖，起跳瞬间双手距离地面3.1m，其过程可视为竖直上抛运动。忽略空气阻力，篮球可视为质点，重力加速度取，下列说法正确的是（　　） A．球距离地面最大的高度为4m B．球员乙在空中的时间为1s C．若无球员盖帽，球可以顺利进入篮筐 D．球员乙不可以对篮球进行封盖 【答案】D 【详解】A．球的初速度为，球上升的最大高度为，故A错误； B．球员乙的初速度为，可得球员乙在空中的时间为，故B错误； C．若无球员盖帽，当球的水平位移为4m时，有 球的高度为 可知球不能进入篮筐，故C错误； D．当球的水平位移为1.8m时，有 此时球的高度为 球员乙上升的最大高度为 可知球员乙不可以对篮球进行封盖，故D正确。 故选D。 6．如图甲所示，在竖直平面放置一内壁光滑、半径为0.5m的细圆管轨道，其圆心为O。在最低点P有一质量为0.1kg的小球（小球直径略小于管的粗细，尺寸忽略不计），现使小球以5m/s的初速度在轨道内做圆周运动，设小球和圆心连线与竖直线OP夹角为，运动过程中小球速度的平方与夹角的关系如图乙所示。重力加速度g取，则（　　） A．为时管壁对小球的弹力大小为1N B．为时管壁对小球的弹力大小为5N C．过程中圆管对小球的弹力最大值为5N D．过程中圆管对小球的弹力最小值为0 【答案】D 【详解】A．为时，小球速度的平方，有 可得，故A错误； B．为时，小球速度的平方，有 可得，故B错误； C．过程中，有 又根据机械能守恒有 可知夹角越大，速度越小，可知越小，可知圆管对小球的弹力最大值为时，即最大值为，故C错误； D．时，弹力最小，可知过程中圆管对小球的弹力最小值为0，故D正确。 故选D。 7．如图所示，用拖拉机和滑轮提升深井中的重物，开始时拖拉机位于滑轮的正下方，与滑轮间距离h=4m，t=0时刻拖拉机开始向左运动，图乙中实线为拖拉机的v-t图线，虚线为重物的v-t图线，重物的质量为m，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．时绳子的拉力 B．0~2.5s虚线与横轴所围面积为2.5m C．t=3s时重物的速度为 D．拖拉机对绳子的拉力一直增大 【答案】C 【详解】A．图像的斜率表示加速度，由题图虚线可知，时斜率大于零，故重物加速度方向竖直向上，故绳子拉力，A错误； B．图像的面积表示位移，故0~2.5s实线与横轴所围面积为汽车的位移 故重物的位移为 故0~2.5s虚线与横轴所围面积为1m，B错误； C．由题图可知t=3s时车的速度为，位移为 故绳子与竖直方向夹角为 两物体沿绳速度相等，C正确； D．由题图可知，重物加速度方向竖直向上，先增大，后减小 由牛顿第二定律 故绳子拉力先增大后减小，D错误。 故选C。 二、多项选择题。本题共3小题，每小题6分，共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．如图所示，光滑斜面体固定在水平面上，左右两侧的倾角分别为37°、53°，可视为质点的物体A、B用轻绳拴接后跨过固定的定滑轮放在斜面体上，两物体能静止在斜面体上的同一高度处，定滑轮两侧的轻绳分别与两侧的斜面体平行，物体B到斜面体底端的距离为。将两物体的位置对调后，将两物体从原来的位置静止释放，经过一段时间其中的一个物体运动到斜面体的底端另一个物体始终没有与滑轮相碰。已知物体A的质量为，重力加速度，，忽略一切摩擦及空气阻力。则下列说法正确的是（   ） A．物体B的质量为0.6kg B．对调后，物体运动到斜面体底端前轻绳的拉力为2.4N C．对调后，先运动到斜面体底端的物体到底端的瞬间速度为2m/s D．对调后，在A滑到斜面底端过程中，A、B组成的系统机械能守恒 【答案】BD 【详解】A．对调前，A、B处于静止状态，对A、B受力分析，根据平衡条件可得， 解得，故A错误； B．对调后，因为 故A沿斜面向下运动，B沿斜面向上运动，根据牛顿第二定律，对A有 对B有 联立解得，，故B正确； C．对调后，A先运动到底端，下滑的距离为，根据速度位移公式有 解得，故C错误； D．因为斜面光滑，轻绳和滑轮无摩擦，只有重力做功，所以对调后，在A滑到斜面底端过程中，A、B组成的系统机械能守恒，故D正确。 故选BD。 9．扣杀在羽毛球中是一种有效的得分手段，扣杀时球速的快慢往往是得分的关键。一羽毛球场地长13m，宽6m，网高1.5m。某同学在AB边线距离球网1.5m处垂直起跳练习扣杀，扣杀时羽毛球距离地面的高度为2m，并且羽毛球在空中的运动可视为平抛运动（），则下列说法正确的是（　　） A．若想要过网，则球速不能低于 B．若正对着底线扣杀，要想不出界，则球速不能高于 C．当球速为时，一定不可能得分 D．当球速为时，仍然可能得分 【答案】AD 【详解】A．扣杀时羽毛球贴网下落时 由，可得运动时间 由，解得 则若想要过网，则球速不能低于，故A正确； B．若正对着底线扣杀，球恰不出界，则， 由， 解得 则若正对着底线扣杀，要想不出界，则球速不能高于，故B错误； CD．若向D点扣杀，球恰不出界，则， 由， 解得 当时仍然可能得分，故C错误，D正确。 故选AC。 10．如图为运输沙子的装置示意图。沙子（视为质点）先由工人用铁铲静止地放到传送带最左侧，再经传送带输送至最右侧位置C点，然后水平抛出。至时刻t，水平地面上已有沙子堆成图中所示圆锥体，且圆锥体的底角达到最大值，沙堆底面直径左端D点恰好在转轮最高点C的正下方，此时水平抛出的沙子刚好落在圆锥顶端。已知传送带以的速度顺时针匀速转动，长度，传送带上面距地面的竖直高度，沙子与传送带之间的动摩擦因数为，沙子间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，圆锥体的体积（r为圆锥体底面半径，h为圆锥体高）。下列说法正确的是（　　） A．沙子由静止经过后与传送带保持相对静止 B．沙子从静止到水平抛出经历了 C．在t时刻，地面上已堆成的沙子体积为 D．若传送带速度可调，则水平抛出时沙子能获得的最大速度为 【答案】AC 【详解】AB．沙子与传送带之间的动摩擦因数为，有 可得 当沙子加速到传送带速度时，有 可得 此时沙子位移为 传送带长度，可知沙子之后做匀速直线运动，匀速时间为 可得沙子从静止到水平抛出经历了，故A正确，B错误； C．在t时刻，水平地面上已有沙子堆成图中所示圆锥体，且圆锥体的底角达到最大值，设圆锥面与底面的夹角为，半径为，则 可得 可得，圆锥体的高度为。水平抛出的沙子刚好落在圆锥顶端，设平抛的竖直位移为，有，， 可得 圆锥体的体积，联立可得，故C正确； D．若沙子一直在传送带上加速，离开传送带时有 解得沙子能获得的最大速度，故D错误。 故选AC。 第Ⅱ卷 非选择题 三、实验题（共2小题,共20分） 11．某实验小组利用图甲所示的仪器探究向心力大小的表达式。长槽上的挡板A、挡板B和短槽上的挡板C分别到各自转轴的距离之比为1:2:1，变速塔轮有三层，如图乙所示，每层的左右塔轮半径之比自上而下分别为1:1、2:1、3:1，匀速转动手柄使左右塔轮转动，小球对挡板的作用力通过杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，根据标尺上的红白相间格子数可以粗略得到两小球所受向心力之比。 (1)为了探究向心力大小与质量的关系，应选取质量______的小球（选填“相同”或“不同”），分别放在长槽上的挡板______处（选填“A”或“B”）与短槽上的挡板C处，调节皮带至第______层塔轮进行实验； (2)在探究向心力大小与角速度的关系时，某同学将两个质量相等的小钢球分别放在挡板A和挡板C处，将皮带调至塔轮不同层，记录实验数据如表： 塔轮 A处小球和C处小球角速度大小之比 标尺露出的格子数 左标尺 右标尺 第一层 1:1 4.0 4.0 第二层 ①______ 2.0 8.1 第三层 ②______ 1.0 9.0 将表格中①______和②______处的数据补充完整；根据表中记录数据，可以得到向心力和角速度的关系是F正比于______（选填“ω”或“ω2”或“”）； (3)在探究得出向心力表达式后，某同学将两个质量相等的小钢球分别放在挡板B和挡板C处，调节皮带至第二层塔轮，该同学猜想挡板B处小球和挡板C处小球所受向心力之比应为______，随后进行实验检验，结果表明该同学的猜想是正确的。 【答案】(1) 不同 A 第一 (2) 1:2 1:3 ω2 (3)1:2 【详解】（1）[1][2]为了探究向心力大小与质量的关系，应该保持小球做圆周运动的半径相同，角速度相同，小球的质量不同，因此应将两小球分别放在长槽上的挡板A处与短槽上的挡板C处； [3]塔轮之间是通过皮带传动，根据公式 可知，两塔轮半径应该相同，因此调节皮带至第一层塔轮进行实验。 （2）[1][2][3]标尺露出的格子数表示向心力的大小，在第二层的向心力之比 根据公式 可知，角速度之比为 在第三层的向心力之比 根据公式 可知，角速度之比为 在实验误差允许范围内，质量和半径相同时，可以得到向心力和角速度的关系是F正比于ω2。 （3）将两个质量相等的小钢球分别放在挡板B和挡板C处，调节皮带至第二层塔轮，根据向心力公式 则挡板B处小球和挡板C处小球所受向心力之比应为 12．平抛运动是研究曲线运动的理想模型，它揭示了运动的独立性原理，某学校物理科研创新小组通过以下装置探究平抛运动的特点。 (1)用图1装置探究时，以下说法正确的是___________。 A．小锤击打力度越大，小球落地时间越短 B．该装置可以证明平抛运动水平方向是匀速直线运动，竖直方向是自由落体运动 C．改变高度，A、B两球总能同时落地 (2)用图2装置描绘平抛运动轨迹进行研究时，下列说法正确的是___________。 A．每次实验小球必须由静止释放，并且释放位置必须相同 B．该实验需要用秒表测时间，用刻度尺测量记录点间的距离 C．斜槽末端一定要水平，斜槽轨道不必光滑 (3)某同学用相机以100次/秒拍摄照片，处理后得到如图3所示的运动轨迹，图中两相邻小球像点间还有N个未显示，每一小格边长对应的实际距离为L=8mm，重力加速度，由图3数据可得N=___________，平抛运动初速度大小v0=__________m/s。 【答案】(1)C (2)AC (3) 3 0.6 【详解】（1）A．小球落地时间与初速度大小无关，与下落高度有关，高度不变，落地时间不变，A错误； B．该装置只能探究平抛运动竖直方向是自由落体运动，B错误； C．两个小球在竖直方向上总是从同一高度同时开始做自由落体运动，改变高度，也能同时落地，C正确。 故选C。 （2）A．每次实验小球必须由静止释放，并且释放位置必须相同，保证每次小球做平抛运动的初速度相同，A正确； B．该实验不需要用秒表测时间，不用刻度尺测量记录点间的距离，只描绘小球做平抛运动的轨迹，B错误； C．斜槽末端一定要水平，保证小球离开斜槽末端后做平抛运动，斜槽轨道光滑、粗糙不影响实验结果，C正确。 故选AC。 （3）[1]相机拍照的时间间隔为 竖直方向 解得 根据题意 [2]平抛运动初速度大小 四、计算题（本题共3小题，共32分） 13．近年来我国的无人机技术持续发展，低空经济规模不断扩大。某无人机质量，竖直升降时螺旋桨可提供竖直向上的升力，大小可在范围按需调节，运动过程中受到的空气阻力大小恒为，方向始终与速度方向相反。如图甲所示，某次测试时无人机悬停于距离地面高度为的点，位于点正下方的两点距离地面高度分别为之间为无人机的目标区域。某时刻将无人机的升力调节为，使其向下做匀加速直线运动，下落距离后，立即将升力调节为使其做匀减速直线运动，取重力加速度，可将无人机视为质点。 (1)无人机由静止下落的过程中受力如图乙所示，求该过程中无人机的运动时间及下落时的速度大小； (2)若使无人机下落至目标区域内某位置时速度可减小为0，求无人机向下做匀减速直线运动过程中升力大小的范围； (3)若无人机悬停于点时突然由于故障失去升力，下落一段时间后立即恢复升力，无人机恰好没有向下落出目标区域且成功飞回点，求无人机从失去升力到飞回点所需时间。（结果可用根号表示） 【答案】(1)， (2) (3) 【详解】（1）设下落高度的过程加速度为，根据牛顿第二定律 根据匀变速直线运动规律， 解得， （2）当调至最大值时，无人机下落至N点时减速为0 根据动能定理 解得 当调至最小值时，无人机下落至M点时减速为0 根据动能定理 解得 综上，的调节范围 （3）无人机恰好没有向下落出目标区域，到M点时速度刚好减为0 失去升力下降阶段加速度为，下降高度为，最大速度为 根据牛顿第二定律， 恢复升力下降阶段加速度为，下降高度为 根据牛顿第二定律， 由题意可知 从N下降到M的总时间 解得， 设无人机恢复升力上升阶段加速度为，则 解得 设从M点回到O点所用时间为，则 解得 无人机从失去升力到飞回O点所需时间 解得 14．如图所示，光滑斜面AB与水平粗糙传送带BC平滑连接，传送带以3m/s的速度顺时针转动，BC长。一物块由静止开始从斜面某处下滑，经过C点后水平抛出。物块落至水平地面D点时的速度大小为5m/s，方向与水平地面夹角53°。已知物块与传送带间的动摩擦因数，，，重力加速度大小g取，求： (1)物块从C点抛出至D点的水平位移大小； (2)当物块在斜面上下滑的高度H变化时，物块仍可以落至D点，求使物块仍落至D点的H的最大值； (3)若将物块在斜面上下滑的高度调整为，求物块落地时速度和水平地面的夹角。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）物块从C点抛出至D点的过程中，物块做平抛运动，物块落至水平地面D点时水平分速度大小为 竖直分速度大小为 则平抛的时间为 物块从C点抛出至D点的水平位移大小 （2）物块在C点时，由于 所以，当物块在传送带上一直减速，且物块最终恰好与传送带共速时，H的值最大，此时根据动能定理 解得 （3）若将物块在斜面上下滑的高度调整为 此时根据动能定理 解得 设物块落地时速度和水平地面的夹角为，则 解得 15．如图是一弹珠游戏机的简化示意图。长2.5R、宽2R的矩形面板ABCD竖直放置，圆心为O、半径为R的四分之一圆弧轨道分别与AB、BC相切于P、Q两点。圆心O和Q的连线与面板下边缘交点为M。质量为m的小球被弹射进入轨道后恰好通过Q点。已知重力加速度为g，小球可视为质点，不计空气阻力。 (1)求小球在Q点的速度大小； (2)小球运动到面板边缘CD上某点，求该点到C的距离d； (3)CD边实际为垂直于面板的挡板，重新压缩弹簧，再次释放小球，小球沿圆弧轨道经过Q点后与挡板碰撞，碰后直接击中M点。已知碰撞前后小球沿挡板方向速度不变，垂直挡板方向速度反向、大小不变。求小球经Q点时的速度大小v。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）恰好通过Q点，小球不受圆弧轨道作用力 由牛顿第二定律 得： （2）小球从Q点开始到CD边，水平方向的位移 得： 竖直方向的位移 得： （3）根据对称性，小球碰前后的运动可等效为一个完整的平抛运动竖直方向的位移 得 水平方向的位移 得 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一下学期物理期末压轴题考卷01 高中物理参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D B B D D C BD AD AC 11．(1) 不同 A 第一 (2) 1:2 1:3 ω2 (3)1:2 【详解】（1）[1][2]为了探究向心力大小与质量的关系，应该保持小球做圆周运动的半径相同，角速度相同，小球的质量不同，因此应将两小球分别放在长槽上的挡板A处与短槽上的挡板C处； [3]塔轮之间是通过皮带传动，根据公式 可知，两塔轮半径应该相同，因此调节皮带至第一层塔轮进行实验。 （2）[1][2][3]标尺露出的格子数表示向心力的大小，在第二层的向心力之比 根据公式 可知，角速度之比为 在第三层的向心力之比 根据公式 可知，角速度之比为 在实验误差允许范围内，质量和半径相同时，可以得到向心力和角速度的关系是F正比于ω2。 （3）将两个质量相等的小钢球分别放在挡板B和挡板C处，调节皮带至第二层塔轮，根据向心力公式 则挡板B处小球和挡板C处小球所受向心力之比应为 12．(1)C (2)AC (3) 3 0.6 【详解】（1）A．小球落地时间与初速度大小无关，与下落高度有关，高度不变，落地时间不变，A错误； B．该装置只能探究平抛运动竖直方向是自由落体运动，B错误； C．两个小球在竖直方向上总是从同一高度同时开始做自由落体运动，改变高度，也能同时落地，C正确。 故选C。 （2）A．每次实验小球必须由静止释放，并且释放位置必须相同，保证每次小球做平抛运动的初速度相同，A正确； B．该实验不需要用秒表测时间，不用刻度尺测量记录点间的距离，只描绘小球做平抛运动的轨迹，B错误； C．斜槽末端一定要水平，保证小球离开斜槽末端后做平抛运动，斜槽轨道光滑、粗糙不影响实验结果，C正确。 故选AC。 （3）[1]相机拍照的时间间隔为 竖直方向 解得 根据题意 [2]平抛运动初速度大小 13．(1)， (2) (3) 【详解】（1）设下落高度的过程加速度为，根据牛顿第二定律 根据匀变速直线运动规律， 解得， （2）当调至最大值时，无人机下落至N点时减速为0 根据动能定理 解得 当调至最小值时，无人机下落至M点时减速为0 根据动能定理 解得 综上，的调节范围 （3）无人机恰好没有向下落出目标区域，到M点时速度刚好减为0 失去升力下降阶段加速度为，下降高度为，最大速度为 根据牛顿第二定律， 恢复升力下降阶段加速度为，下降高度为 根据牛顿第二定律， 由题意可知 从N下降到M的总时间 解得， 设无人机恢复升力上升阶段加速度为，则 解得 设从M点回到O点所用时间为，则 解得 无人机从失去升力到飞回O点所需时间 解得 14．(1) (2) (3) 【详解】（1）物块从C点抛出至D点的过程中，物块做平抛运动，物块落至水平地面D点时水平分速度大小为 竖直分速度大小为 则平抛的时间为 物块从C点抛出至D点的水平位移大小 （2）物块在C点时，由于 所以，当物块在传送带上一直减速，且物块最终恰好与传送带共速时，H的值最大，此时根据动能定理 解得 （3）若将物块在斜面上下滑的高度调整为 此时根据动能定理 解得 设物块落地时速度和水平地面的夹角为，则 解得 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）恰好通过Q点，小球不受圆弧轨道作用力 由牛顿第二定律 得： （2）小球从Q点开始到CD边，水平方向的位移 得： 竖直方向的位移 得： （3）根据对称性，小球碰前后的运动可等效为一个完整的平抛运动竖直方向的位移 得 水平方向的位移 得 学科网（北京）股份有限公司 $