精品解析：新疆维吾尔自治区哈密市伊州区哈密市第十五中学2024-2025学年高一下学期7月期末物理试题

2024-2025学年第二学期期末考试 高一物理试卷 一、选择题（48分）（每小题4分，1-8小题为单项选择。9-12小题为多项选择，全部选对得4分，选不全得2分，有选错或不答得0分） 1. 关于功与功率，下列说法正确的是（　　） A. 功是标量，功率是矢量 B. 功是矢量，功率是标量 C. 正功一定大于负功 D. 功率大说明物体做功快 【答案】D 【解析】 【详解】AB．功和功率均为标量，故AB错误； C．功的正负仅表示力对物体运动的作用方向（动力或阻力），与功的大小无关。例如，+2J的功小于-5J的功（绝对值比较），故C错误； D．功率的物理意义是单位时间内做功的多少，功率越大，表示做功越快，故D正确。 故选D。 2. 下列关于功的说法正确的是（　　） A. 做功的过程一定伴随着能量转化 B. 功有正负之分，因此-10J的功小于5J的功 C. 根据功的定义式，可知功是矢量 D. 功就是能量，能量就是功，二者含义相同 【答案】A 【解析】 【详解】AD．功与能是两个不同的物理量，功是能量转化的量度，做多少功，就有多少能量转化，所以做功的过程一定伴随着能量转化，故A正确，D错误； B．功有正负之分，力做负功表示物体克服该力做功，但做功的多少比较的是绝对值，因此-10J的功大于5J的功，故B错误； C．功是标量，只有大小没有方向，故C错误。 故选A。 3. 将一个物体以5m/s的初速度水平抛出，经过3s物体落至水平地面，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。在此3s内（　　） A. 物体下落的高度为30m B. 物体下落的高度为40m C. 物体的水平位移为15m D. 物体的水平位移为20m 【答案】C 【解析】 【详解】AB．竖直方向有m 故AB错误； CD．水平方向有m 故C正确，D错误； 故选C。 4. 如图所示，用一沿水平面运动的小车通过轻绳提升一滑块，滑块沿竖直杆上升，某一时刻，小车的速度大小，拴在小车上的绳子与水平方向的夹角，拴在滑块上的绳子与竖直方向的夹角。则此时滑块竖直上升的速度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由速度的分解知识可知 解得 故选C。 5. 如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球。始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点从静止开始向右运动，重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其轨道最高点c，机械能的增量为（　　） A. 2mgR B. 3mgR C. 5mgR D. 6mgR 【答案】B 【解析】 【详解】由题意，机械能的增量为拉力做的功，即 故选B。 6. 中国空间站和嫦娥六号分别围绕地球和月球做圆周运动，中国空间站的轨道半径为嫦娥六号轨道半径的n倍，中国空间站的运动周期为嫦娥六号运动周期的k倍，根据上述数据可得地球质量与月球质量之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据万有引力提供向心力有 解得 由题知， 联立解得 故选C。 7. 如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度为ω，盘面上有一质量为m的物块随圆盘一起做匀速圆周运动，物块到转轴的距离为r，下列说法正确的是（ ） A. 物块只受到重力和支持力作用 B. 圆盘对物块的静摩擦力提供其向心力 C. 物块的线速度大小为 D. 物块的向心加速度大小为ωr 【答案】B 【解析】 【详解】AB．对物块受力分析，受到重力，支持力和静摩擦力，其中重力和支持力合力为零，只有静摩擦力提供向心力， A错误B正确； C．由公式 可知物体的线速度等于 ，C错误； D．物块的向心加速度 D错误。 故选B。 8. 2021年12月9日，航天员翟志刚、王亚平和叶光富在我国空间站内为大家开设了“天宫课堂”，已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G。若我国空间站质量为m，在离地面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ） A. 空间站受到的地球引力大小为 B. 空间站受到的地球引力大小为 C. 空间站环绕地球的速度小于第一宇宙速度7.9km/s D. 在空间站内宇航员不受重力 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据万有引力定律，空间站受到的地球引力大小为 故AB错误； C．第一宇宙速度7.9km/s是近地卫星的环绕速度，空间站受到的地球引力提供空间站做圆周运动的向心力，即 解得 可知环绕半径越大，环绕速度越小，空间站环绕地球的半径大于近地卫星环绕速度，则空间站环绕地球的速度小于第一宇宙速度7.9km/s。故C正确； D．在空间站内宇航员处于完全失重状态，而不是不受重力，故D错误。 故选C。 9. 以速度v0水平抛出一物体，当其竖直分位移与水平分位移相等时，此物体的（　　） A. 竖直分速度等于水平分速度 B. 瞬时速度为v0 C. 运动时间为 D. 运动的位移是 【答案】BC 【解析】 【详解】根据平抛运动规律，及题意可得 解得 则竖直分速度 即速度分速度与水平分速度不相等，瞬时速度大小 水平位移 运动位移 A．由上述分析，A错误； B．由上述分析，B正确； C．由上述分析，C正确； D．由上述分析，D错误． 故选BC。 10. 如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知AP=2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中（　　） A. 重力做功2mgR B. 机械能减少mgR C. 合外力做功 D. 克服摩擦力做功 【答案】CD 【解析】 【详解】A．重力做功 A错误； B．小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力，则有 解得 机械能减少 B错误； C．根据动能定理 C正确； D．根据动能定理 解得 所以克服摩擦力做功为，D正确。 故选CD。 11. 足够长的光滑斜面固定在水平地面，斜面倾角，在斜面底端放一质量为m的物块，物块受到沿斜面向上的拉力，作用的时间为t，然后撤去F，已知重力加速度为g，取水平面为零势能面，物块可视为质点，则物块从斜面底端开始在斜面上运动的全过程中（　　） A. 物块在向上运动过程中的最大动能为 B. 撤去F的瞬间，重力的功率为 C. 物块在运动过程中的最大重力势能为 D. 在物块上升过程中只有一处重力势能和动能相等 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据动能定理 又 物块在向上运动过程中的最大动能为 A正确； B．撤去F的瞬间，物块的速度为 重力的功率为 B错误； C．撤去F前，物块移动距离为 撤去F后 物块最大重力势能为 得 C正确； D．有力F作用时向上运动x时的动能 此时的重力势能 则在物块上升过程中有力F作用时每个位置的重力势能和动能都相等，D错误。 故选AC。 12. 如图所示，质量为4m的球A与质量为m的球B用绕过轻质定滑轮的细线相连，球A放在固定的光滑斜面上，斜面倾角α=30°，球B与质量为m的球C通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，球C放在水平地面上。开始时控制住球A，使整个系统处于静止状态，细线刚好拉直但无张力，滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行，然后由静止释放球A，不计细线与滑轮之间的摩擦，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 释放球A瞬间，球B的加速度大小为 B. 释放球A后，球C恰好离开地面时，球A沿斜面下滑的速度达到最大 C. 球A沿斜面下滑的最大速度为2g D. A、B两小球组成的系统机械能守恒 【答案】BC 【解析】 【详解】A．开始时对球B受力分析，根据平衡条件可得 mg=kx1 释放球A瞬间，对球A和球B组成的整体进行分析，根据牛顿第二定律可得 解得 A错误； B．释放球A后，球C恰好离开地面时，对球A和球B组成的整体进行分析，根据牛顿第二定律可得 4mgsinα-mg-kx2=5ma2 其中 kx2=mg 解得 a2=0 所以球C恰好离开地面时，球A沿斜面下滑的速度达到最大，B项正确； C．从释放球A到球C刚好离开地面的过程中，对球A、球B及轻质弹簧组成的系统分析，根据机械能守恒可得 解得球A沿斜面下滑的最大速度为 C项正确； D．弹簧对A、B两小球组成的系统做功，所以A、B两小球组成的系统机械能不守恒，D项错误； 故选BC。 二、实验题（10分） 13. 用如图1所示装置探究平抛运动的特点。 （1）若已经得到平抛运动竖直方向分运动的规律，设法确定“相等的时间间隔”，再看相等的时间内水平分运动的位移，进而确定水平分运动的规律。则实验中在轨迹曲线上选取的若干个“相等时间间隔”的点，相邻之间的竖直距离______（填“相等”或“不相等”）。 （2）下列器材问题和操作方式不会对实验探究有影响的是______ A. 斜槽轨道不光滑 B. 斜槽末端不水平 C. 小球在释放时有初速度 D. 小球每次自由释放的位置不同 （3）某同学做实验时，只在纸上从斜槽末端开始沿重锤线方向画出直线，并描出如图2所示的轨迹曲线，在曲线上取A、B两点，用刻度尺分别量出它们到直线的水平距离，，以及与之间的距离h，则小球抛出的初速度为______。 A. B. C. D. （4）某次实验，该同学得到物体做平抛运动的轨迹如图乙所示，a、b、c为轨迹上的三个点，以a为坐标原点，以重锤线方向为y轴，建立直角坐标系，测得b、c两点坐标分别为（40cm，40cm）、（80cm，120cm），重力加速度g=10m/s²，则由此可计算出物体的初速度大小为______m/s，物体抛出位置的坐标为__________。（计算结果均保留两位有效数字） 【答案】（1）不相等 （2）A （3）D （4） ①. 2.0 ②. （-20cm，-5.0cm） 【解析】 【小问1详解】 因为已经确定平抛运动竖直方向的运动规律，知道在竖直方向上做自由落体运动，所以实验中在轨迹曲线上选取的若干个“相等时间间隔”的点，相邻之间的竖直距离不相等。 【小问2详解】 A．斜槽轨道不光滑，只要保证每次释放小球都从同一位置静止释放即可，故A符合题意； B．斜槽末端不水平，则小球做的不是平抛运动，会影响实验结果的，故B不符合题意； C．小球在释放时有初速度v0，则每次小球从斜槽末端离开时的初速度不同，会影响实验结果，故C不符合题意； D．小球每次自由释放的位置不同，则每次小球从斜槽末端离开时的初速度不同，会影响实验结果，故D不符合题意。 故选A。 【小问3详解】 设小球从开始释放运动到A的时间为tA，运动到B的时间为tB，在竖直方向上有， 在水平方向上有x1=v0tA，x2=v0tB 根据题意有h=hB-hA 联立解得小球抛出的初速度为 故选D。 【小问4详解】 [1]竖直方向由逐差法 解得 水平方向有 联立解得物体的初速度大小为 [2]根据匀变速直线运动推论可知 解得 则从抛出点到b的竖直距离 则从抛出点到b的水平距离 故物体抛出位置的横纵坐标分别为 即物体抛出位置的坐标为（-20cm，-5.0cm） 三、计算题（42分） 14. 某同学在水平空地上练习网球发球技巧，将网球竖直向上抛出，网球运动到最高点A时恰好被球拍水平拍出。如图所示，A点离地面高，A点与落地点B的水平距离，忽略空气阻力，重力加速度大小。求： （1）网球从A点运动到B点所用的时间t； （2）网球被拍出时瞬间速度的大小； （3）网球运动到B点时的速度。 【答案】（1）0.6s （2）8m/s （3）10m/s，速度与水平方向的夹角为 【解析】 【小问1详解】 网球做平抛运动，在竖直方向上有 解得 【小问2详解】 网球在水平方向上有 解得 【小问3详解】 竖直方向上，根据速度公式， 根据速度的合成有 速度与水平方向的夹角为 ，则有 可得速度与水平方向的夹角为。 15. 一辆质量为20kg的玩具赛车，在水平直跑道上从起点由静止开始匀加速启动，达到额定功率后保持功率不变，其加速度a随时间t变化的规律如图所示。已知赛车在跑道上运动时，受到的阻力恒为40N，赛车从起点到终点的距离为550m，赛车到达终点前已达到最大速度。求： （1）赛车的额定功率； （2）赛车从起点到终点所用的时间。 【答案】（1）800W （2）35s 【解析】 【小问1详解】 赛车做匀加速运动时 解得 F=80N 匀加速结束时的速度 赛车的额定功率 P=Fv=800W 【小问2详解】 赛车能达到的最大速度 从匀加速结束到到达终点的位移 由动能定理 解得 t2=30s 赛车从起点到终点所用的时间 16. 航天员在某星球做了如下实验：如图所示，在光滑的圆锥顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥顶角为2θ。当圆锥和球一起以周期T匀速转动时，球恰好对锥面无压力。已知星球的半径为R，引力常量为G。求： （1）线的拉力； （2）该星球表面的重力加速度； （3）该星球近地绕行卫星的线速度大小。 【答案】（1），方向沿细线向上 （2），方向竖直向下 （3） 【解析】 【小问1详解】 对小球进行分析，小球做匀速圆周运动，则有 解得线的拉力大小 方向沿细线向上。 【小问2详解】 对小球进行分析，小球做匀速圆周运动，则有 结合上述有 解得 方向竖直向下。 【小问3详解】 星球近地绕行卫星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有 在星球表面有 结合上述解得 17. 如图所示，光滑曲线轨道 ABCD，其中 BC段水平，CD段为半径R=0.2m的半圆形轨道在C点与 BC 相切，一质量为m=0.2kg的小球从轨道上距水平面 BC 高为h=0.8m的A点由静止释放，沿轨道滑至D点后飞出，最终落至水平轨道 BC上的E点，（g=10m/s2，水平面为参考平面）求： （1）小球在 A点时的重力势能； （2）小球运动到 C点时的速度； （3）小球从D运动到E的过程中重力做的功。 【答案】（1）1.6J；（2）4m /s；（3）0.8J 【解析】 【详解】（1）小球在A点时的重力势能 （2）小球运动到C点时的速度v，由机械能守恒定律 得 v=4m/s （3）小球从D运动到E的过程中重力做的功 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年第二学期期末考试 高一物理试卷 一、选择题（48分）（每小题4分，1-8小题为单项选择。9-12小题为多项选择，全部选对得4分，选不全得2分，有选错或不答得0分） 1. 关于功与功率，下列说法正确的是（　　） A. 功是标量，功率是矢量 B. 功是矢量，功率是标量 C. 正功一定大于负功 D. 功率大说明物体做功快 2. 下列关于功的说法正确的是（　　） A. 做功的过程一定伴随着能量转化 B. 功有正负之分，因此-10J的功小于5J的功 C. 根据功的定义式，可知功是矢量 D. 功就是能量，能量就是功，二者含义相同 3. 将一个物体以5m/s的初速度水平抛出，经过3s物体落至水平地面，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。在此3s内（　　） A. 物体下落的高度为30m B. 物体下落的高度为40m C. 物体的水平位移为15m D. 物体的水平位移为20m 4. 如图所示，用一沿水平面运动的小车通过轻绳提升一滑块，滑块沿竖直杆上升，某一时刻，小车的速度大小，拴在小车上的绳子与水平方向的夹角，拴在滑块上的绳子与竖直方向的夹角。则此时滑块竖直上升的速度大小为（ ） A. B. C. D. 5. 如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球。始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点从静止开始向右运动，重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其轨道最高点c，机械能的增量为（　　） A. 2mgR B. 3mgR C. 5mgR D. 6mgR 6. 中国空间站和嫦娥六号分别围绕地球和月球做圆周运动，中国空间站的轨道半径为嫦娥六号轨道半径的n倍，中国空间站的运动周期为嫦娥六号运动周期的k倍，根据上述数据可得地球质量与月球质量之比为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度为ω，盘面上有一质量为m的物块随圆盘一起做匀速圆周运动，物块到转轴的距离为r，下列说法正确的是（ ） A. 物块只受到重力和支持力作用 B. 圆盘对物块的静摩擦力提供其向心力 C. 物块的线速度大小为 D. 物块的向心加速度大小为ωr 8. 2021年12月9日，航天员翟志刚、王亚平和叶光富在我国空间站内为大家开设了“天宫课堂”，已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G。若我国空间站质量为m，在离地面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ） A. 空间站受到的地球引力大小为 B. 空间站受到的地球引力大小为 C. 空间站环绕地球的速度小于第一宇宙速度7.9km/s D. 在空间站内宇航员不受重力 9. 以速度v0水平抛出一物体，当其竖直分位移与水平分位移相等时，此物体的（　　） A. 竖直分速度等于水平分速度 B. 瞬时速度为v0 C. 运动时间为 D. 运动的位移是 10. 如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知AP=2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中（　　） A. 重力做功2mgR B. 机械能减少mgR C. 合外力做功 D. 克服摩擦力做功 11. 足够长的光滑斜面固定在水平地面，斜面倾角，在斜面底端放一质量为m的物块，物块受到沿斜面向上的拉力，作用的时间为t，然后撤去F，已知重力加速度为g，取水平面为零势能面，物块可视为质点，则物块从斜面底端开始在斜面上运动的全过程中（　　） A. 物块在向上运动过程中的最大动能为 B. 撤去F的瞬间，重力的功率为 C. 物块在运动过程中的最大重力势能为 D. 在物块上升过程中只有一处重力势能和动能相等 12. 如图所示，质量为4m的球A与质量为m的球B用绕过轻质定滑轮的细线相连，球A放在固定的光滑斜面上，斜面倾角α=30°，球B与质量为m的球C通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，球C放在水平地面上。开始时控制住球A，使整个系统处于静止状态，细线刚好拉直但无张力，滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行，然后由静止释放球A，不计细线与滑轮之间的摩擦，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 释放球A瞬间，球B的加速度大小为 B. 释放球A后，球C恰好离开地面时，球A沿斜面下滑的速度达到最大 C. 球A沿斜面下滑的最大速度为2g D. A、B两小球组成的系统机械能守恒 二、实验题（10分） 13. 用如图1所示装置探究平抛运动的特点。 （1）若已经得到平抛运动竖直方向分运动的规律，设法确定“相等的时间间隔”，再看相等的时间内水平分运动的位移，进而确定水平分运动的规律。则实验中在轨迹曲线上选取的若干个“相等时间间隔”的点，相邻之间的竖直距离______（填“相等”或“不相等”）。 （2）下列器材问题和操作方式不会对实验探究有影响的是______ A. 斜槽轨道不光滑 B. 斜槽末端不水平 C. 小球在释放时有初速度 D. 小球每次自由释放的位置不同 （3）某同学做实验时，只在纸上从斜槽末端开始沿重锤线方向画出直线，并描出如图2所示的轨迹曲线，在曲线上取A、B两点，用刻度尺分别量出它们到直线的水平距离，，以及与之间的距离h，则小球抛出的初速度为______。 A. B. C. D. （4）某次实验，该同学得到物体做平抛运动的轨迹如图乙所示，a、b、c为轨迹上的三个点，以a为坐标原点，以重锤线方向为y轴，建立直角坐标系，测得b、c两点坐标分别为（40cm，40cm）、（80cm，120cm），重力加速度g=10m/s²，则由此可计算出物体的初速度大小为______m/s，物体抛出位置的坐标为__________。（计算结果均保留两位有效数字） 三、计算题（42分） 14. 某同学在水平空地上练习网球发球技巧，将网球竖直向上抛出，网球运动到最高点A时恰好被球拍水平拍出。如图所示，A点离地面高，A点与落地点B的水平距离，忽略空气阻力，重力加速度大小。求： （1）网球从A点运动到B点所用的时间t； （2）网球被拍出时瞬间速度的大小； （3）网球运动到B点时的速度。 15. 一辆质量为20kg的玩具赛车，在水平直跑道上从起点由静止开始匀加速启动，达到额定功率后保持功率不变，其加速度a随时间t变化的规律如图所示。已知赛车在跑道上运动时，受到的阻力恒为40N，赛车从起点到终点的距离为550m，赛车到达终点前已达到最大速度。求： （1）赛车的额定功率； （2）赛车从起点到终点所用的时间。 16. 航天员在某星球做了如下实验：如图所示，在光滑的圆锥顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥顶角为2θ。当圆锥和球一起以周期T匀速转动时，球恰好对锥面无压力。已知星球的半径为R，引力常量为G。求： （1）线的拉力； （2）该星球表面的重力加速度； （3）该星球近地绕行卫星的线速度大小。 17. 如图所示，光滑曲线轨道 ABCD，其中 BC段水平，CD段为半径R=0.2m的半圆形轨道在C点与 BC 相切，一质量为m=0.2kg的小球从轨道上距水平面 BC 高为h=0.8m的A点由静止释放，沿轨道滑至D点后飞出，最终落至水平轨道 BC上的E点，（g=10m/s2，水平面为参考平面）求： （1）小球在 A点时的重力势能； （2）小球运动到 C点时的速度； （3）小球从D运动到E的过程中重力做的功。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $