【天津专用】2025-2026学年高一下学期物理期末冲刺模拟练习卷02

**基本信息** 天津专用高一物理期末冲刺卷，以牛顿运动定律、万有引力、机械能等核心知识为载体，结合中国探月工程等科技情境，通过分层设问考查物理观念与科学思维，适配期末综合能力评估。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选|5/25|引力常量测量、F-x图像功功率、探测器变轨|以卡文迪许实验、探月工程为情境，夯实物理观念| |不定项选择|3/15|平抛重力势能、圆周运动模型、传送带做功|结合火车转弯、圆锥摆等模型，考查科学推理| |实验题|2/14|平抛运动频闪照相、机械能守恒验证|通过纸带分析、误差讨论，培养科学探究能力| |计算题|3/38|同步卫星变轨、S形轨道运动、鼓形轮系统|综合万有引力、动能定理，体现模型建构与问题解决|

【天津专用】2025-2026学年高一第二学期物理期末冲刺 模拟练习卷02 第Ⅰ卷 1、 单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1. 牛顿发现万有引力定律100多年之后，第一次使用扭秤在实验室里比较准确地测出了引力常量G的数值，称自己的这个实验为“称量地球的重量”实验的物理学家是（　　） A. 卡文迪许 B. 第谷 C. 开普勒 D. 伽俐略 2.质量为1kg的物块静置于光滑水平地面上，设物块静止时的位置为x轴零点。现给物块施加一沿x轴正方向的水平力F，其大小随位置x变化的关系如图所示，则物块运动到x=12m处，F做功的瞬时功率为（　　） A. 8W B. 16W C. 32W D. 64W 3. 中国计划在2030年前实现中国人首次登陆月球。如图所示，探测器从地面发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨最终进入月球表面附近的工作轨道，开始对月球进行探测。下列说法正确的是（　　） A. 探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上经过点时的加速度相等 B. 探测器在轨道Ⅲ上的运行速度比月球的第一宇宙速度大 C. 探测器在轨道Ⅲ上运行的周期比在轨道Ⅰ上的大 D. 探测器在轨道Ⅰ上经过点时的速度比在轨道Ⅱ上经过点时的速度小 4.如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一个物体随着圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（　　） A. 物体所受弹力增大，摩擦力也增大 B. 物体所受弹力增大，摩擦力减小 C. 物体所受弹力增大，摩擦力不变 D. 物体所受弹力减小，摩擦力也减小 5. 用水平恒力作用于质量为的物体，使之在光滑的水平面上沿力的方向移动一段距离，恒力做功为，再用该恒力作用于质量为（）的物体，使之在粗糙的水平面上移动同样的距离，恒力做功为，则两次恒力做功的关系是（　　） A. B. C. D. 无法判断 二、不定项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分） 6.如图所示，质量为m的足球从水平地面上位置1被踢出后落在位置3，在空中达到最高点2的高度为h，当地重力加速度为g，取位置2所在水平面为参考平面，则下列说法正确的是（　　） A. 足球从1运动到2重力做功mgh B. 足球从1运动到2重力势能增加mgh C. 足球在位置3的重力势能为-mgh D. 如果没有选定参考平面，就无法确定重力势能变化了多少 7. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图甲，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨和轮缘间会有挤压作用 B. 如图乙，A、B两小球在同一水平面做圆锥摆运动，小球A的角速度大于小球B的角速度 C. 如图丙，摩托车转弯过程中发生侧滑是因为运动员与摩托车整体受到向外的离心力作用 D. 如图丁，同一小球在光滑固定的圆锥筒内A、B位置先后做匀速圆周运动，在A、B两位置小球受筒壁的支持力大小相等，小球A的角速度小于小球B的角速度 8. 一足够长的水平传送带以恒定速率v运动，将一质量为m的物体（可视为质点）轻放到传送带左端，则物体从左端由静止开始运动到右端的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 全过程中摩擦力对物体做功为 B. 全过程中摩擦力对物体做功为 C. 物体加速阶段，摩擦力对物体做功的功率逐渐增大 D. 物体加速阶段，摩擦力对物体做功的功率恒定不变 第Ⅱ卷 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分） 9. 用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置，探究平抛运动的特点。 （1）关于实验，下列做法正确的是（　　）（填选项前的字母）。 A. 选择体积小、质量大的小球 B. 借助重垂线确定竖直方向 C. 先抛出小球，再打开频闪仪 （2）某同学使小球从高度为0.8m的桌面水平飞出，用频闪照相拍摄小球的平抛运动（每秒频闪25次），最多可以得到小球在空中运动的_________个位置。 （3）该同学在做平抛运动实验时得出如图所示的小球运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出，则：（g取）小球平抛运动的初速度为________m/s。（结果均保留1位有效数字） 10.在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s²，测得所用重物的质量为1.00kg。甲、乙、丙三位学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.18cm、0.19cm和0.25cm，可见其中肯定有一个学生在操作上有错误。 （1）丙同学测量的距离明显大于甲、乙两位同学，若是丙同学的操作有错误，其错误操作可能是____________________________。 （2）若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三个计数点A、B、C到第一个点O的距离如图所示（相邻两计数点的时间间隔为0.02s），那么在从起点O到打下计数点 B 的过程中重物重力势能的减少量______重物动能的增加量_______（所有计算结果均保留3位有效数字）。通过计算与在数值上并不完全相等，其主要原因是______________。 四、计算题（本题共3 小题，共38分。要求写出必要的文字说明，方程式或重要演算步骤。只写出最后答案的不能给分，有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位。） 11.发射地球同步卫星一般是把它先送入较低的圆形轨道，如图中Ⅰ轨道，再经过两次“点火”，即先在图中a点处启动燃气发动机，向后喷出高压燃气，卫星得到加速，进入图中的椭圆轨道Ⅱ，在轨道Ⅱ的远地点b处第二次“点火”，卫星再次被加速，此后，沿图中的圆形轨道Ⅲ（即同步轨道）运动。轨道Ⅰ距地面非常近，其半径近似看作地球半径；设地球半径为R，质量为M，同步卫星的质量为m，运算中轨道Ⅲ半径取7R，引力常量为G。每次点火经历的时间都极短，点火过程中卫星的质量减少可以忽略。求： （1）卫星在轨道Ⅰ上运动的速度大小； （2）卫星在轨道Ⅲ上运动的周期； （3）从轨道Ⅰ转移到轨道Ⅲ过程中，合力对卫星所做的总功。 12. 如图所示，用内壁粗糙薄壁细管弯成的“S”形轨道固定于竖直平面内，其弯曲部分是由两个半径均为的半圆平滑对接而成（圆的半径远大于细管内径），轨道底端D点与水平地面相切，现有一辆质量为的玩具小车在恒定的水平拉力作用下从E点由静止开始出发，经过一段时间到达D点时撤去外力F，此时小车受到“S”形轨道的支持力为420N，小车进入“S”形轨道后从轨道的最高点飞出，恰好垂直撞在固定斜面B上的C点，C点与下半圆的圆心O等高。已知小车在水平轨道ED段运动过程中受到的阻力是车重的0.1倍，斜面的倾角为30°。求：（g取） （1）小车从E点到D点的距离； （2）在A点小车对轨道的弹力； （3）小车在细管内运动过程中克服阻力做的功W。 13.如图所示，鼓形轮的半径为R，可绕固定的光滑水平轴O转动。在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆，杆上分别固定有质量为m的小球，球与O的距离均为。在轮上绕有长绳，绳上悬挂着质量为M的重物。重物由静止下落，带动鼓形轮转动。重物落地后鼓形轮匀速转动，转动的角速度为。绳与轮之间无相对滑动，忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量，不计空气阻力，重力加速度为g。求： (1)重物落地后，小球线速度的大小v； (2)重物落地后一小球转到水平位置A，此时该球受到杆的作用力的大小F； (3)重物下落的高度H。 【天津专用】2025-2026学年高一第二学期物理期末冲刺 模拟练习卷02 第Ⅰ卷 2、 单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1. 牛顿发现万有引力定律100多年之后，第一次使用扭秤在实验室里比较准确地测出了引力常量G的数值，称自己的这个实验为“称量地球的重量”实验的物理学家是（　　） A. 卡文迪许 B. 第谷 C. 开普勒 D. 伽俐略 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】牛顿发现了万有引力定律，百年之后的英国科学家卡文迪许利用扭秤装置，第一次测出了引力常量G，称自己的这个实验可以“称量地球的重量”。 故选A。 2.质量为1kg的物块静置于光滑水平地面上，设物块静止时的位置为x轴零点。现给物块施加一沿x轴正方向的水平力F，其大小随位置x变化的关系如图所示，则物块运动到x=12m处，F做功的瞬时功率为（　　） A. 8W B. 16W C. 32W D. 64W 【答案】B 【解析】 【详解】设物块运动到x=12m处的速度为v全过程运用动能定理得 代入数据解得v=8m/s 物块运动到x=12m处，F做功的瞬时功率。 故选B。 3. 中国计划在2030年前实现中国人首次登陆月球。如图所示，探测器从地面发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨最终进入月球表面附近的工作轨道，开始对月球进行探测。下列说法正确的是（　　） A. 探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上经过点时的加速度相等 B. 探测器在轨道Ⅲ上的运行速度比月球的第一宇宙速度大 C. 探测器在轨道Ⅲ上运行的周期比在轨道Ⅰ上的大 D. 探测器在轨道Ⅰ上经过点时的速度比在轨道Ⅱ上经过点时的速度小 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律有 解得 可知，探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上经过点时的加速度相等，故A正确； B．针对于圆轨道，根据万有引力提供向心力有 解得 月球的第一宇宙速度近似等于近月轨道上卫星的环绕速度，由于轨道半径越大，线速度越小，可知，探测器在轨道Ⅲ上的运行速度比月球的第一宇宙速度小，故B错误； C．根据图示，探测器在轨道Ⅲ上运行的半长轴比在轨道Ⅰ上的半长轴小，根据开普勒第三定律可知，探测器在轨道Ⅲ上运行的周期比在轨道Ⅰ上的小，故C错误； D．轨道Ⅰ相对于轨道Ⅱ是高轨道，由高轨道变轨到低轨道需要在切点位置减速，可知，探测器在轨道Ⅰ上经过点时的速度比在轨道Ⅱ上经过点时的速度大，故D错误。 故选A。 4.如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一个物体随着圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（　　） A. 物体所受弹力增大，摩擦力也增大 B. 物体所受弹力增大，摩擦力减小 C. 物体所受弹力增大，摩擦力不变 D. 物体所受弹力减小，摩擦力也减小 【答案】C 【解析】 【详解】物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，物体受重力、竖直向上的静摩擦力、指向圆心的弹力；竖直方向，重力G与静摩擦力f平衡，即 与物体的角速度无关，当圆筒的角速度增大时，摩擦力不变；弹力F指向圆心，提供向心力，即 当圆筒的角速度增大时，所需要的向心力变大，则物体所受弹力增大；故C正确，ABD错误。 故选C。 5. 用水平恒力作用于质量为的物体，使之在光滑的水平面上沿力的方向移动一段距离，恒力做功为，再用该恒力作用于质量为（）的物体，使之在粗糙的水平面上移动同样的距离，恒力做功为，则两次恒力做功的关系是（　　） A. B. C. D. 无法判断 【答案】C 【解析】 【详解】物体沿力的方向运动，根据W=Fxcosα，两次做功中的F、x、α均相同，所以两次F做功相同，即W1=W2，故选C。 二、不定项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分） 6.如图所示，质量为m的足球从水平地面上位置1被踢出后落在位置3，在空中达到最高点2的高度为h，当地重力加速度为g，取位置2所在水平面为参考平面，则下列说法正确的是（　　） A. 足球从1运动到2重力做功mgh B. 足球从1运动到2重力势能增加mgh C. 足球在位置3的重力势能为-mgh D. 如果没有选定参考平面，就无法确定重力势能变化了多少 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．足球从1运动到2重力做功为 根据 可知足球从1运动到2重力势能增加mgh，故A错误，B正确； C．取位置2所在水平面为参考平面，则足球在位置3的重力势能为，故C正确； D．重力势能的变化取决于初、末位置的高度差，与参考平面的选定无关，故D错误。 故选BC。 7. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图甲，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨和轮缘间会有挤压作用 B. 如图乙，A、B两小球在同一水平面做圆锥摆运动，小球A的角速度大于小球B的角速度 C. 如图丙，摩托车转弯过程中发生侧滑是因为运动员与摩托车整体受到向外的离心力作用 D. 如图丁，同一小球在光滑固定的圆锥筒内A、B位置先后做匀速圆周运动，在A、B两位置小球受筒壁的支持力大小相等，小球A的角速度小于小球B的角速度 【答案】AD 【解析】 【详解】A．火车拐弯时超过规定速度行驶时，由于支持力和重力的合力不够提供向心力，会对外轨产生挤压，即外轨对轮缘会有挤压作用，故A正确； B．如图圆锥摆，由重力和拉力的合力提供向心力，则有 ， 得 则减小θ，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变，故B错误； C ．离心力是按力作用效果命名的，不能说物体受到离心力。运动运和摩托车发生 侧滑是速度过大，摩擦力不够提供向心力导致的，故C错误； D ．小球在两位置做匀速圆周运动，由其合力提供向心力，设圆锥的顶角的一半为α，则小球受到侧壁得弹力为 ，是一个只与小球质量有关的量。 指向圆心方向的合力，即向心力大小相同。 由于两位置的半径不同，则角速度不同，半径大的角速度小，故D正确。 故选AD。 8. 一足够长的水平传送带以恒定速率v运动，将一质量为m的物体（可视为质点）轻放到传送带左端，则物体从左端由静止开始运动到右端的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 全过程中摩擦力对物体做功为 B. 全过程中摩擦力对物体做功为 C. 物体加速阶段，摩擦力对物体做功的功率逐渐增大 D. 物体加速阶段，摩擦力对物体做功的功率恒定不变 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．传送带足够长，故物体末速度为，对物体，由动能定理可得摩擦力对物体做功为 故A错误，B正确； CD．物体加速阶段，物体受到滑动摩擦力保持不变，而物体速度逐渐增大，根据 可知摩擦力对物体做功的功率逐渐增大，故C正确，D错误。 故选BC。 第Ⅱ卷 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分） 9. 用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置，探究平抛运动的特点。 （1）关于实验，下列做法正确的是（　　）（填选项前的字母）。 A. 选择体积小、质量大的小球 B. 借助重垂线确定竖直方向 C. 先抛出小球，再打开频闪仪 （2）某同学使小球从高度为0.8m的桌面水平飞出，用频闪照相拍摄小球的平抛运动（每秒频闪25次），最多可以得到小球在空中运动的_________个位置。 （3）该同学在做平抛运动实验时得出如图所示的小球运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出，则：（g取）小球平抛运动的初速度为________m/s。（结果均保留1位有效数字） 【答案】（1）AB （2）10 （3）2 【解析】 【小问1详解】 A．用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置，选择体积小质量大的小球可以减小空气阻力的影响，故A正确； B．本实验需要借助重垂线确定竖直方向，故B正确； C．实验过程先打开频闪仪，再水平抛出小球，故C错误。 故选AB。 【小问2详解】 某同学使小球从高为0.8m的桌面水平飞出，根据 解得落地的时间为 频闪周期为 可知，最多可以得到小球在空中运动的位置数为 【小问3详解】 由图可知，小球从到和从到的水平位移均为 又因为小球在水平方向做匀速直线运动，根据 可知，小球从到和从到运动时间相等，设为，又因为小球在竖直方向做自由落体运动，根据逐差法可知 解得 所以小球平抛的初速度为 10.在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s²，测得所用重物的质量为1.00kg。甲、乙、丙三位学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.18cm、0.19cm和0.25cm，可见其中肯定有一个学生在操作上有错误。 （1）丙同学测量的距离明显大于甲、乙两位同学，若是丙同学的操作有错误，其错误操作可能是____________________________。 （2）若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三个计数点A、B、C到第一个点O的距离如图所示（相邻两计数点的时间间隔为0.02s），那么在从起点O到打下计数点 B 的过程中重物重力势能的减少量______重物动能的增加量_______（所有计算结果均保留3位有效数字）。通过计算与在数值上并不完全相等，其主要原因是______________。 【答案】（1）先释放重物（纸带）后接通打点计时器的电源 （2） ①. 0.491 ②. 0.480 ③. 重物在下落过程中受到空气阻力和纸带与限位孔间的摩擦力 【解析】 【小问1详解】 若重物自由下落，则第1、2两点间的距离 丙同学测量的距离明显大于甲、乙两位同学，若是丙同学的操作有错误，其错误操作可能是先释放重物（纸带）后接通打点计时器的电源。 【小问2详解】 [1]从起点O到打下计数点B的过程中重物重力势能的减少量为 [2]打下B点的速度为 从起点O到打下计数点B的过程中，重物动能的增加量为 [3]通过计算与在数值上并不完全相等，其主要原因是重物在下落过程中受到空气阻力和纸带与限位孔间的摩擦力。 四、计算题（本题共3 小题，共38分。要求写出必要的文字说明，方程式或重要演算步骤。只写出最后答案的不能给分，有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位。） 11.发射地球同步卫星一般是把它先送入较低的圆形轨道，如图中Ⅰ轨道，再经过两次“点火”，即先在图中a点处启动燃气发动机，向后喷出高压燃气，卫星得到加速，进入图中的椭圆轨道Ⅱ，在轨道Ⅱ的远地点b处第二次“点火”，卫星再次被加速，此后，沿图中的圆形轨道Ⅲ（即同步轨道）运动。轨道Ⅰ距地面非常近，其半径近似看作地球半径；设地球半径为R，质量为M，同步卫星的质量为m，运算中轨道Ⅲ半径取7R，引力常量为G。每次点火经历的时间都极短，点火过程中卫星的质量减少可以忽略。求： （1）卫星在轨道Ⅰ上运动的速度大小； （2）卫星在轨道Ⅲ上运动的周期； （3）从轨道Ⅰ转移到轨道Ⅲ过程中，合力对卫星所做的总功。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 卫星在轨道Ⅰ上运动时，由万有引力提供向心力得 解得速度大小 【小问2详解】 卫星在轨道Ⅲ上运动时，由万有引力提供向心力得 解得周期为 【小问3详解】 卫星在轨道Ⅲ上运动时，由万有引力提供向心力得 解得速度大小为 从轨道Ⅰ转移到轨道Ⅲ的过程中，根据动能定理可得 解得合力对卫星所做的总功为 12. 如图所示，用内壁粗糙薄壁细管弯成的“S”形轨道固定于竖直平面内，其弯曲部分是由两个半径均为的半圆平滑对接而成（圆的半径远大于细管内径），轨道底端D点与水平地面相切，现有一辆质量为的玩具小车在恒定的水平拉力作用下从E点由静止开始出发，经过一段时间到达D点时撤去外力F，此时小车受到“S”形轨道的支持力为420N，小车进入“S”形轨道后从轨道的最高点飞出，恰好垂直撞在固定斜面B上的C点，C点与下半圆的圆心O等高。已知小车在水平轨道ED段运动过程中受到的阻力是车重的0.1倍，斜面的倾角为30°。求：（g取） （1）小车从E点到D点的距离； （2）在A点小车对轨道的弹力； （3）小车在细管内运动过程中克服阻力做的功W。 【答案】（1）20m （2），方向竖直向上 （3）80J 【解析】 【小问1详解】 小车从E到D由牛顿第二定律得 由位移公式知 在D点由牛顿第二定律得 解得ED间距离 【小问2详解】 把小车在C点的速度分解为沿水平方向的分速度和沿竖直方向的分速度，有 由几何关系 解得 小车在A点的速度大小 因为 故小车对外轨有压力，轨道对小车的作用力竖直向下，根据牛顿第二定律 解得 根据牛顿第三定律得，小车对轨道的弹力的大小 方向竖直向上。 【小问3详解】 小车在细管内运动过程中，根据动能定理，有 解得 13.如图所示，鼓形轮的半径为R，可绕固定的光滑水平轴O转动。在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆，杆上分别固定有质量为m的小球，球与O的距离均为。在轮上绕有长绳，绳上悬挂着质量为M的重物。重物由静止下落，带动鼓形轮转动。重物落地后鼓形轮匀速转动，转动的角速度为。绳与轮之间无相对滑动，忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量，不计空气阻力，重力加速度为g。求： (1)重物落地后，小球线速度的大小v； (2)重物落地后一小球转到水平位置A，此时该球受到杆的作用力的大小F； (3)重物下落的高度H。 【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】 【详解】(1)由题意可知当重物落地后鼓形轮转动的角速度为ω，则根据线速度与角速度的关系可知小球的线速度为 (2)小球匀速转动，当在水平位置时设杆对球的作用力为F，合力提供向心力，则有 结合(1)可解得杆对球的作用力大小为 (3)设重物下落高度为H，重物下落过程中对重物、鼓形轮和小球组成的系统，根据系统机械能守恒可知 而重物的速度等于鼓形轮的线速度，有 联立各式解得 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $