甘肃武威第六中学2025-2026学年高一下学期期末周测物理试题（3）

**基本信息** 以机器人运动、嫦娥五号返回等科技情境为载体，融合机械能、圆周运动、万有引力等核心知识，注重科学思维与探究能力考查的高一物理周测卷。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|功率计算、机械能守恒、圆周运动|以2019世界机器人论坛为情境（题1），考查功率与加速度关系| |多选题|3/18|三星系统、航天器运动|结合嫦娥五号“半弹道跳跃式返回”（题9），分析机械能与阻力做功| |实验题|2/18|弹性势能探究、机械能守恒验证|题11通过气垫导轨实验，建立v-x关系验证弹性势能与压缩量平方成正比| |解答题|3/36|平抛运动、弹簧弹性势能、转盘圆周运动|题13综合圆周运动与机械能守恒，求解细绳拉力及弹簧最大弹性势能|

武威第六中学高一物理期末周测卷(3) 学校:_姓名:_班级:_考号:_ 一、单选题(4X7=28分) 1.2019世界机器人论坛(WFR2019)于2019年8月21日—8月23日在北京举办,大会主题“智能新生态开发新时代”。某机器人研究小组自制的机器车能够自动识别障碍物上、下坡。该机器车质量为m=10kg,在水平路面AB段以速度v1=6m/s匀速行驶,BC段是一段陡坡。机器车在BC段仅用t=5s就运动到了坡顶,且到达坡顶前机器车已经以速度v2=3m/s做匀速运动。已知整个过程中该机器车的输出功率保持不变,机器车在AB段受到的阻力Ff1=100N,在BC段所受阻力恒定,机器车经过B点时无机械能损失,则下列说法正确的是( ) A.该机器车的额定功率为500W B.该机器车经过B点后刚开始上坡的加速度大小为8m/s2 C.该机器车速度减至时,其加速度大小为5m/s2 D.BC段的长度为10.5m 2.如图所示,质量为2m和m的两个弹性环A、B用不可伸长的、长为L的轻绳连接,分别套在水平细杆OP和竖直细杆OQ上,OP与OQ在O点用一小段圆弧杆平滑相连,且OQ足够长,初始时刻,将轻绳拉至水平位置伸直,然后释放两个小环,A环通过小段圆弧杆时速度大小保持不变,重力加速度为g,不计一切摩擦,以下说法正确的是( ) A.运动过程中A、B组成的系统机械能不守恒 B.当B环下落时A的速度为 C.当B环下落L时A的速度为零 D.A环到达O点后再经过的时间能够追上B环 3.如图所示,半径为R的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO'重合。转台以一定角速度 匀速转动,一质量为m的小物块落入陶罐内,经过一段时间后小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,此时小物块受到的摩擦力恰好为零,它和O点的连线与OO'之间的夹角 为,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( ) A.物块做圆周运动的加速度为 B.转台的角速度为 C.转台的转速为 D.陶罐对物块的弹力大小为 4.如图所示,A、B两球分别套在两光滑的水平直杆上,两球通过一轻绳绕过一定滑轮相连,现在A球以速度v向左匀速移动,某时刻连接两球的轻绳与水平方向的夹角分别为、,下列说法正确的是( ) A.此时B球的速度为 B.轻绳对A做功功率大小与轻绳对B做功功率大小相等 C.在增大到90 的过程中,B球做匀速运动 D.在增大到90 的过程中,B球的速度先增大后减小 5.如图所示,电梯轿厢质量为M,底板上放置一个质量为m的物体,钢索拉着轿厢由静止开始向上加速运动,当上升高度为H时,速度达到v,不计空气阻力,则在此过程中( ) A.钢索的拉力做功等于 B.钢索对轿厢及物体构成的系统做功等于 C.底板支持力对物体做功等于 D.物体克服重力做功的平均功率等于mgv 6.如图所示,一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端,弹簧的另一端固定于O点处,将小球拉至A处,弹簧恰好无形变,由静止释放小球,它运动到O点正下方B点的速度为v,与A点的竖直高度差为h,则( ) A.由A到B小球机械能守恒 B.由A到B重力势能减少 C.由A到B小球克服弹力做功为mgh D.小球到达位置B时弹簧的弹性势能为 7.如图所示是在同一轨道平面上的3颗不同的人造地球卫星,关于各物理量的关系,下列说法正确的是( ) A.根据可知vA<vB<vC B.根据万有引力定律可知FA>FB>FC C.角速度 A> B> C D.向心加速度aA<aB<aC 二、多选题(3X6=18分) 8.宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统,其中一种三星系统如图所示。三颗质量均为m的星体位于等边三角形的三个顶点,三角形边长为R。忽略其他星体对它们的引力作用,三星在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动,引力常量为G,则( ) A.每颗星做圆周运动的线速度大小为 B.每颗星做圆周运动的角速度为 C.每颗星做圆周运动的周期为 D.每颗星做圆周运动的加速度与三星的质量无关 9.“太空水漂”,术语称“半弹道跳跃式返回”,即在返回器第一次进入大气层一定“深度”后,借助大气层作用力再次升高,其速度会进一步降低,然后再次返回地球。如图,嫦娥五号返回器在距地面高度约120km处,以接近第二宇宙速度(约11.2km/s)高速进入地球大气层外层A点,减速下降至预定高度B点附近(图中B点为AC段的最低点),在大气层作用下向,上跃出大气层,到达最高点D后又开始下降,之后再次进入大气层外层,到达图中E点时速度约为7.9km/s。在降至距地面约10km高度时,打开降落伞完成最后阶段减速并保持姿态稳定,最终平稳着陆在内蒙古四子王旗预设区域(图中F点)。其中A、C、E在同一高度上,高度120km之外空气阻力可忽略不计。返回器质量设为300kg,下列说法正确的是( ) A.从A点到E点过程中返回器克服大气层阻力做功约为9.45 109J B.从C点到E点过程中,返回器机械能守恒 C.返回器在D点的瞬时加速度为零 D.返回器从E点到F点的过程中始终处于失重状态 10.如图甲所示,在升降机的顶部安装了一个能够显示拉力的传感器,传感器下方挂上一轻质弹簧,弹簧下端挂一质量为m的小球,若升降机在运行过程中突然停止,并以此时为零时刻,在后面一段时间内传感器显示弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示,g为重力加速度,则( ) A.升降机停止前在向上运动 B.时间内小球处于失重状态,时间内小球处于超重状态 C.时间内小球向下运动,动能先增加后减少 D.时间内弹簧弹性势能变化量小于小球动能变化量 三、实验题(2X9=18分) 11.为探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系,某同学设计了如图( a )的实验装置。实验步骤如下: ①用游标卡尺测量滑块上遮光片的宽度 d,游标卡尺的示数如图( b ); ②将水平弹簧的一端固定于水平气垫导轨的左侧; ③用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量 x; ④释放滑块,记录滑块脱离弹簧后通过光电门的时间 t,算出滑块的速度 v; ⑤重复步骤③④,作出 v 与 x 的关系图像如图( c )。 回答下列问题: (1)遮光片的宽度为_ cm 。 (2)若 t=3.0 10-2s,则滑块的速度为_ m/s(保留两位有效数字)。 (3)由图( c )可知,v 与 x 成_关系。 (4)实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧压缩量的关系是_。 12.用“落体法”验证机械能守恒定律时,利用了如图1所示的装置,完成了如下操作:将连接重物的纸带穿过打点计时器的限位孔,接通电源,待打点计时器工作稳定后,释放纸带,重复多次操作,从其中挑选出一条打点比较清晰的纸带,如图2所示。在纸带上选取一系列的计数点0、1、2…、6,已知两相邻计数点间还有一个点,并用刻度尺依次测出相邻两计数点间的距离为、、、、、,重力加速度用表示。 (1)根据所学的知识分析下列选项,其中符合事实的为_。 A.图1中的打点计时器所用的电源为频率为50Hz的交流电 B.接通电源前,应使重物远离打点计时器,并保持纸带竖直 C.由于纸带和打点计时器之间存在摩擦力,因此为了减少摩擦力所做的功,应选取较短的纸带 D.在处理实验数据时,必须测出重物的质量 E.实验时应选用体积较小、密度较大的重物 (2)如果重物的质量用表示,打点计时器的打点频率用表示,则打点计时器从打下计数点1到打下计数点5的过程中,重物动能的增加量为_,重力势能的减少量为_。(用以上测量数据或已知的物理量表示) (3)假设以点所在的水平面为重力势能的零势能面,求出打下1、2、3、4、5、6点时重物的重力势能的和动能的值,以重力势能的减少量和动能的增加量为纵坐标,以重物下落的高度为横坐标,在图3中描绘出的图线为、,则动能的增加量与下落高度的关系图线为_(选填“A”或“B”)。两图线没有重合的原因是_。 四、解答题(12+12+12=36分) 13.如图所示,在同一竖直平面内,一轻质弹簧一端固定,另一自由端恰好与水平线AB平齐,静止放于倾角为53 的光滑斜面上.一长为L=9cm的轻质细绳一端固定在O点,另一端系一质量为m=1kg的小球,将细绳拉至水平,使小球在位置C由静止释放,小球到达最低点D时,细绳刚好被拉断.之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向将弹簧压缩,最大压缩量为x=5cm.(g=10m/s2,sin53 =0.8,cos53 =0.6)求: (1)细绳受到的拉力的最大值; (2)D点到水平线AB的高度h; (3)弹簧所获得的最大弹性势能Ep. 14.瓜果飘香的季节,质量的桃子从树梢上自由落下,如图所示,落到屋顶的点,后沿屋顶做直线运动,到点开始做斜抛运动,桃子落在点后瞬间的速度大小是落在点前瞬间的,方向变为沿屋顶向下,已知桃子在树梢上时离点的高度,屋顶末端点离水平地面的高度,线段长,与水平面的夹角,桃子可看作质点,与屋顶间的动摩擦因数,取重力加速度大小,,不计空气阻力,求: (1)桃子落在点后瞬间的速度大小; (2)桃子从点运动到点的时间; (3)桃子在地面的落点与点的水平距离。 15.如图所示,水平转盘上有一质量为m的小物块,用长为L的细绳与通过转盘中心的竖直转轴相连,细绳与转轴间的夹角为 ;系统静止时,细绳绷直但绳中张力为零。物块与转盘间的动摩擦因数为 ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,转盘可以不同的角速度匀速转动。求: (1)要使细绳上张力为零,转盘的角速度大小 应该满足的条件; (2)转盘的角速度时细绳上张力的大小F。 第1页 共4页 第2页 共4页 第1页 共4页 第2页 共4页 学科网(北京)股份有限公司 《武威第六中学高一物理期末周测卷(3)》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D C B C D C ABC AB AC 1.C 【详解】A.该机器车在AB段匀速运动则 F=Ff1 则额定功率为 选项A错误; B.机器车到达顶端匀速运动时满足 刚经过B点时 解得 选项B错误; C.该机器车速度减至时 其中 解得 选项C正确; D.从B到C由动能定理 解得 s=15.675m 选项D错误。 故选C。 2.D 【详解】A.运动过程中A、B组成的系统只有重力做功,则机械能守恒,A错误; B.由几何关系可知,当B环下落时绳子与水平方向之间的夹角满足为,由关联速度可知 则有 B下降的过程中A与B组成的系统机械能守恒,有 所以A环的速度为 B错误; C.当B环下落L时,A到达O点,此时B的速度等于0,A的速度不为零,C错误; D.A环到达O点,由机械能守恒有 解得 环A过O点后做初速度为、加速度为g的匀加速直线运动,B做自由落体运动,当A追上B时,有 解得 D正确。 故选D。 3.C 【详解】物块的受力图如图 A.由受力示意图可得 则物块的加速度为 陶罐对物块的弹力大小为 故AD错误; BC.小物块的合力提供向心力 解得 则转台的转速为 故B错误,C正确。 故选C。 4.B 【详解】A.将小球A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向,在沿绳子方向的分速度等于小球B沿绳子方向的分速度,如图所示 在沿绳子方向的分速度为 解得,故A错误; B.轻绳对小球A和对小球B的拉力大小相等,沿绳子的速度大小相等,则轻绳对两者拉力做功的功率大小相等,故B正确; CD.在增大到90 的过程中,绳子的方向与小球B运动的方向之间的夹角始终是锐角,所以绳对小球B的拉力一直做正功,B的速度一直增大,B做加速运动,不是匀速运动,故CD错误。 故选B。 5.C 【详解】AB.对系统,由动能定理得 WF﹣(M+m)gH=(M+m)v2﹣0 解得,钢索的拉力的功 WF=(M+m)gH+(M+m)v2 故AB错误; C.对物体,由动能定理得 WN﹣mgH=mv2﹣0 解得到地板对物体的支持力做的功为 WN=mgH+mv2 故C正确; D.地板克服物体的重力做功的平均功率 故D错误。 故选C。 6.D 【详解】A.从A到B,小球重力和弹簧的弹力做功,系统机械能守恒,但是小球机械能不守恒,故A错误; B.由A至B重力势能减少mgh,小球在下降中小球的重力势能转化为动能和弹性势能,所以,故B错误。 C.根据动能定理得 所以由A至B小球克服弹力做功为,故C错误。 D.弹簧弹力做功量度弹性势能的变化。所以小球到达位置B时弹簧的弹性势能为 故D正确。 故选D。 7.C 【详解】ACD.由题图知3颗不同的人造地球卫星的轨道半径关系为 由万有引力提供向心力得 得 ,, 故 ,, AD错误,C正确; B.由于3颗卫星的质量关系不确定,故万有引力大小不确定,B错误。 故选C。 8.ABC 【详解】每颗星受到的合力为 轨道半径为 由向心力公式可得 解得,,, 可知颗星做圆周运动的加速度与三星的质量有关。 故选ABC。 9.AB 【详解】A.从A点到E点过程中返回器克服大气层阻力做功约为 选项A正确; B.从C点到E点过程中,返回器只有重力做功,机械能守恒,选项B正确; C.返回器在D点时,受地球引力作用,其瞬时加速度不为零,选项C错误; D.返回器从E点到F点的过程中,打开降落伞后向下做减速运动,处于超重状态,选项D错误。 故选AB。 10.AC 【详解】A.由题图乙看出,升降机停止运动后弹簧的拉力先变小,则小球先向上运动,小球的运动是由于惯性,所以升降机停止前小球是向上运动的,则升降机停止前在向上运动,故A正确; B.时间内拉力小于重力,小球处于失重状态,时间内拉力也小于重力,小球也处于失重状态,故B错误; C.时刻弹簧的拉力是0,说明时刻弹簧处于原长状态,时刻之后弹簧的拉力又开始增大,说明弹簧开始变长,所以时间内小球向下运动,时间内,弹簧对小球的弹力先小于重力,后大于重力,小球所受的合力方向先向下后向上,小球先加速后减速,动能先增加后减少,故C正确; D.时间内,小球向上运动,重力势能增加,弹簧弹性势能减少,动能增加,根据系统机械能守恒知,弹簧弹性势能变化量大于小球动能变化量,故D错误。 故选AC。 11. 1.50 0.50 正比(正比例) 弹性势能与弹簧压缩量(x)的平方成正比 【详解】(1)[1]刻度尺精确到0.1cm,所以遮光片的宽度为1.50cm。 (2)[2]由 代入数据解得 (3)[3] 由图( c )可知,v 与 x 图像为过原点的倾斜直线,故v 与 x成正比例关系。 (4)[4]由机械能守恒得 又v 与 x成正比例关系,故弹性势能与弹簧压缩量(x)的平方成正比。 12.(1)AE (2) (3) B 纸带与打点计时器间有摩擦阻力且存在空气阻力 【详解】(1)A.打点计时器所用的电源为频率为50Hz的交流电,故A正确; B.接通电源前,应使重物靠近打点计时器,并保持纸带竖直,故B错误; C.由于纸带和打点计时器之间存在摩擦力,因此为了减少摩擦力所做的功,应将纸带竖直,而不是选取较短的纸带,故C错误; D.等式两边的质量可以约去,则不需要测量重物的质量,故D错误; E.实验中为了减小阻力的影响,应选用体积较小,密度较大的重物,故E正确。 故选AE。 (2)[1][2]打点计时器从打下计数点1到打下计数点5的过程中,重力势能的减小量等于重力所做功的大小,因此有 根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程的平均速度大小,因此有 同理 动能的增加量为 (3)[1][2]以重力势能的减少量和动能的增加量为纵坐标,以重物下落的高度为横坐标,在图3中描绘出的图线为、,由(2)可知,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是纸带与打点计时器间有摩擦阻力且存在空气阻力。则动能的增加量与下落高度的关系图线为。 13.(1)30N;(2)0.16m;(3)2.9J。 【详解】(1)小球由到,由机械能守恒定律得: 解得 ……① 在点,由牛顿第二定律得 ……② 由①②解得 由牛顿第三定律知细绳所能承受的最大拉力为。 (2)由到,小球做平抛运动 ……③ ……④ 联立解得 (3)小球从点到将弹簧压缩至最短的过程中,小球与弹簧系统的机械能守恒,即 , 代入数据解得: 【点睛】本题考查了圆周运动、平抛运动等知识点,综合运用了牛顿第二定律、机械能守恒定律,关键是理清运动过程,选择合适的规律进行求解. 14.(1) (2) (3) 【详解】(1)桃子做自由落体运动,有 根据题意可知 解得 (2)由牛顿第二定律得 根据速度位移关系可知 结合速度时间关系有 解得 运动时间 (3)桃子离开屋顶后做斜抛运动,水平方向上有 竖直方向上有 解得 15.(1);(2)时,;时, 【详解】(1)要使细绳上张力为零,则由静摩擦力提供物块的向心力,由牛顿第二定律得 解得 (2)由于与大小并未明确,所以存在如下情况: ①若,即时,仍然由静摩擦力提供向心力,绳子的张力 ②若,即时,设转速为时,物块恰好脱离转盘,由 , 解得 可得转盘的角速度时物体没有脱离转盘。则即时,细绳上张力 答案第1页,共2页 答案第1页,共2页 学科网(北京)股份有限公司 $