天津市南开区2025-2026学年高一下学期期末考试物理试题

高一年级 物理学科 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷两部分，共100分，用时60分钟。考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上的无效。考试结束后，将答题卡交回。 第Ⅰ卷（选择题） 一、单项选择题（每题3分，共60分。在每题列出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的） 1．关于万有引力定律，下列说法正确的是 A．牛顿发现了万有引力定律，并且通过实验测定了引力常量G的数值 B．由万有引力公式可知，两物体紧靠在一起时万有引力无穷大 C．通过月—地检验，验证牛顿的猜想：地面物体受地球的引力与太阳、行星间的引力遵从相同规律，是同一性质的力 D．两个质点质量不变，距离变为原来的2倍，则它们之间的万有引力将变为原来的 2．关于势能和动能，下列说法正确的是 A．物体的速度发生变化，动能一定发生变化 B．物体的动能不变，所受合力必定为零 C．物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大 D．在弹性限度内，某弹簧的形变量越大，其弹性势能也越大 3．关于以下四幅图，下列说法正确的是 A．图1中“蛟龙号”被吊车匀速吊下水的过程，“蛟龙号”机械能守恒 B．图2中气球在匀速上升的过程，气球机械能守恒 C．图3中羽毛在真空的牛顿管中下落的过程，羽毛机械能守恒 D．图4中撑杆跳高运动员在上升的过程，运动员机械能守恒 4．下列关于物体做匀速圆周运动的说法正确的是 A．物体所受合力恒定不变 B．物体的角速度恒定不变 C．物体的线速度恒定不变 D．物体的向心加速度恒定不变 5．在修筑铁路时，为了消除轮缘与铁轨间的挤压，要根据弯道的半径和规定的行驶速度，设计适当的倾斜轨道，即两个轨道存在一定的高度差。如图所示，火车轨道在某转弯处其轨道平面倾角为θ，转弯半径为r，在该转弯处规定行驶的速度为v，下列说法正确的是 A．火车运动的圆周平面为图中的a B．适当增大内、外轨高度差可以对火车进行有效安全的提速 C．在该转弯处规定行驶的速度v的大小与轨道平面倾角θ的正切值成正比 D．当火车通过该转弯处的速率大于v时，内轨将受到轮缘的挤压 6．如图所示，盆景中一个质量为m的果实，从A点静止下落经过B点落到桌面上的C点，不计空气阻力，A点到盆的上边缘B点距离为h1，B点到桌面C点距离为h2，重力加速度为g，下列说法正确的是 A．选B点为零势能面，果实落到C点的重力势能为mgh2 B．选B点为零势能面，果实在A点的重力势能为mg(h1＋h2) C．选C点为零势能面，果实下落到B点的机械能为mg(h1＋h2) D．选C点为零势能面，果实在A点的机械能为0 7．如图所示，四个相同的物体在相同大小的恒力F作用下，由静止开始沿水平面运动相同的位移。其中甲、丙两图水平面光滑，乙、丁两图水平面粗糙程度相同，下列说法正确的是 A．甲图中力F做功最多，丁图中力F做功最少 B．乙图中力F做功小于丙图中力F做功 C．乙图中摩擦力做功与丁图中摩擦力做功一样多 D．乙图中物体的动能变化与丙图中物体的动能变化相等 8．书法乃中华文化之瑰宝，传承千年文脉。如图所示，砚台台面水平并和桌面始终静止，若控制墨条做匀速圆周运动，墨条的线速度v＝0.1 m/s，砚台对墨条的滑动摩擦力的大小恒为f＝0.2 N，墨条每转动一圈摩擦力做功Wf＝－0.04 J。则墨条运动的周期为 A．1.0 s B．2.0 s C．3.0 s D．4.0 s 9．如图所示，向心力演示器左右两个塔轮的半径之比为2∶1，通过皮带连接。将质量相等的两小球分别放到挡板A、C处，小球可随塔轮一起转动。挡板A、C的转动半径相等，标尺可显示两个小球所受向心力的大小。现转动手柄，则左右两小球的 A．线速度大小之比为1∶2 B．角速度大小之比为1∶1 C．向心加速度大小之比为1∶2 D．向心力大小之比为1∶2 10．2025年7月15日，天舟九号货运飞船成功对接空间站天和核心舱，交会对接的示意图如图所示，飞船首先进入预定圆轨道Ⅰ，之后经椭圆轨道Ⅱ与在圆轨道Ⅲ运行的空间站在B点完成对接，对接后空间站仍在圆轨道Ⅲ运行。已知轨道Ⅰ、Ⅲ的半径分别为r1、r2，轨道Ⅰ、Ⅱ相切于A点，轨道Ⅱ、Ⅲ相切于B点。下列说法正确的是 A．空间站在轨道Ⅲ上运行的线速度大于第一宇宙速度 B．飞船在轨道Ⅰ上的机械能小于在轨道Ⅲ上的机械能 C．飞船在轨道Ⅰ运行的周期大于在轨道Ⅱ运行的周期 D．飞船在轨道Ⅰ上运行到A点的加速度等于在轨道Ⅱ上运行到B点的加速度 11．如图所示，相同的P、Q两球距地面高度相等，以相同的速率抛出，P斜向上抛出，Q斜向下抛出，且两球初速度与水平方向夹角大小相等，不计空气阻力，关于P、Q两球从抛出到落地过程，下列说法正确的是 A．P球重力做功较多 B．P球重力的瞬时功率一直增大 C．P球重力的平均功率大于Q球重力的平均功率 D．两球落地时重力的瞬时功率相等 12．光滑水平面上的滑块，仅在水平力F的作用下从x＝0处由静止开始运动，力F与滑块的位置坐标x的图像F-x如图所示，下列说法正确的是 A．滑块在3  m处的动能最大 B．滑块在5  m处的动能最大 C．滑块从x＝3  m运动至x＝4  m的过程，力F做的功为1  J D．滑块从x＝0运动至x＝5  m的过程，力F做的功为8  J 13．如图所示，A是静止在赤道上的物体，B、C、D是与A在同一平面内三颗人造卫星。B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C、D是两颗地球静止卫星。下列说法正确的是 A．卫星C加速就可以追上与它同一轨道上前方的卫星D B．A卫星所受地球引力一定最大 C．A、B、C的向心加速度大小关系为aA＞aB＞aC D．A、B角速度大小关系为ωB＞ωA 14．如图所示，在一次特警训练中，质量为140  kg的小车静止在光滑的水平面上，A、B为小车的两端。质量为70  kg的特警站在A端，起跳后恰好落到B端，特警相对地面的位移为2  m。该过程不计空气阻力，下列说法正确的是 A．小车向右运动了1  m B．小车向左运动了2  m C．小车AB长为3  m D．小车AB长为2  m 15．小林将质量为2  kg的背包由静止竖直向上提升1.5  m时背包的速度为3  m/s，不计一切阻力，重力加速度g＝10  m/s2，对于提起背包这个过程，下列说法错误的是 A．合力对背包做功9  J B．手对背包做功9  J C．背包重力势能增加了30  J D．背包机械能增加了39  J 16．2022年9月30日，问天实验舱完成与空间站对接合体。已知空间站离地面的高度为h，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G。忽略地球自转，若空间站可视为绕地心做匀速圆周运动，下列说法正确的是 A．地球的质量为 B．空间站的线速度大小为 C．地球的平均密度为 D．空间站的周期为 17．图甲为游乐场中一种空中飞椅游戏，可以将之简化成如图乙所示的结构装置，装置绕竖直轴匀速转动，轻绳与竖直方向夹角为θ，绳长为L，水平杆长为L0，小球质量为m。不计空气阻力，小球可视为质点，重力加速度为g，下列说法正确的是 A．装置旋转一周，绳子拉力做正功 B．装置绕竖直转轴运动的线速度大小为 C．装置做匀速圆周运动的周期为 D．装置中绳子的拉力大小为mgtanθ 18．如图所示，不可伸长的轻绳跨过光滑的定滑轮，绳两端各系一小球a和b（均可视为质点），a球的质量为1 kg，b球的质量为3 kg。用手托住b球，轻绳刚好被拉紧，b球离地面的高度h＝0.1 m，a球静止于地面，重力加速度g＝10 m/s2。释放b球，当b球刚落地时，a球的速度大小为 A．0.5 m/s B．1 m/s C．1.5 m/s D．2 m/s 19．人工智能技术正加速与实体场景深度融合，一辆无人快递配送车在水平路面测试时，以恒定的加速度a1由静止匀加速启动，速度v1时达到额定功率，此后保持恒定功率行驶至最大速度，该过程的v-t图像用图线①表示。若以加速度a2（a2＞a1）由静止匀加速启动，速度v2时达到额定功率，其他条件不变，其v-t图像用图线②表示，两次测试过程中配送车所受阻力相同且恒定，则下列图像正确的是 A． B． C． D． 20．天玑星是北斗七星之一，在天玑星周围还有一颗伴星，伴星质量小于天玑星，它们组成双星系统，仅考虑两星间的万有引力，二者各自绕连线上的某一点O做匀速圆周运动。若两星视为质点，相距L，两星总质量为M，引力常量为G。下列说法错误的是 A．比较两星与O点连线单位时间内扫过的面积，伴星扫过的面积更小 B．伴星运动的角速度大小为 C．天玑星和伴星的线速度大小之和为 D．天玑星和伴星绕O点运动的动量大小相等 第Ⅱ卷 二、实验题（共14分） 21．（6分）用如图所示的装置验证动量守恒定律。气垫导轨上安装光电门1、2，滑块1、2上固定着相同的竖直遮光条，与光电门连接的电子计时器可以记录遮光条通过光电门的时间。 （1）接通气垫导轨待气源稳定后，轻推滑块1，测得遮光条先后通过光电门1、2的时间分别为Δt、Δt′，若Δt____________Δt′，则说明气垫导轨已经调到水平。（选填“＞”“＝”或“＜”） （2）将滑块1静放在光电门1的右侧，滑块2静放在光电门1、2之间，向左轻推滑块1，光电门1记录了1次遮光条通过的时间为Δt1，光电门2先后记录了两个滑块的遮光条通过的时间分别为Δt2和Δt3。为验证动量守恒定律，还需要测量的物理量是____________ A．遮光条的宽度d B．两光电门间的距离L0 C．滑块1、2的宽度L1和L2 D．滑块（含遮光条）1、2的质量m1和m2 （3）在滑块1、2碰撞过程中，如果关系式____________成立，则验证了动量守恒定律。（用第2问中测得的物理量符号表示） 22．（8分）用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。重锤从高处由静止开始下落，重锤上连接的纸带通过打点计时器，打出一系列的点，对纸带上点迹间的距离进行测量，可验证机械能守恒定律。已知当地重力加速度为g。 （1）下列关于本实验的说法正确的是____________ A．选用密度较小的材料制成的重锤 B．实验必须用天平测量重锤的质量 C．重锤下落高度可用刻度尺测量，不可用计算得到 D．可以用计算重锤的瞬时速度 （2）如图乙所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，通过测量并计算出点B距起始点O的距离为x0，B、C两点间的距离为x1，C、D两点间的距离为x2，若相邻两点的打点时间间隔为T，重锤质量为m，根据这些条件计算重锤从释放到打下C点时的重力势能减少量ΔEp＝____________，动能增加量ΔEk＝____________；（均用题目中所给物理量表示） （3）某同学利用图乙中纸带，先分别测量出从A点到B、C、D、E、F、G点的距离h（其中F、G点为E点后连续打出的点，图中未画出），再计算打出B、C、D、E、F各点时重锤下落的速度v，绘制v2-h图像，如图丙所示，并求得图线的斜率k。请说明如何根据图像验证重锤下落过程机械能是否守恒？____________________________________________ 三、计算题（本题共2小题，共26分。解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。） 23．（12分）根据交通法规，电动自行车驾驶人和乘坐人员须佩戴安全头盔。头盔可以吸收撞击的能量，再加上安全头盔内的缓冲材料，能防止85%的头部受伤，大大降低了损伤程度和事故死亡率。在某次佩戴头盔的安全测试中，用头部仿真材料模拟撞击地面的情况。假设头部模型的质量m＝2.0 kg，从高度h＝1.8 m处自由下落，垂直撞击水平地面。若不戴头盔，头部模型与地面的撞击时间极短，约为t1＝0.005 s，撞击后头部模型速度变为零。若使佩戴合格头盔的头部模型仍从高度h处自由下落。在撞击过程中，头盔的缓冲材料被压缩，头部模型又经x＝0.02 m的距离减速至停止，整个缓冲过程持续时间为t2＝0.02 s。不计空气阻力，重力作用不可忽略，重力加速度g＝10 m/s2。求： （1）不戴头盔时，头部模型撞击地面瞬间的速度v的大小； （2）不戴头盔时，头部模型与地面撞击的完整过程中，地面对头部模型的平均撞击力F； （3）佩戴合格头盔时，头盔的缓冲材料在撞击过程对头部模型的作用力所做的功W和平均功率。 24．（14分）如图所示，半径R＝0.32 m的光滑轨道abcd固定在竖直平面内，ab水平，bcd为半圆，在b处与ab相切，在直轨道ab上放着质量分别为mA＝2 kg、mB＝1 kg的物块A、B（均视为质点），用轻质细绳将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧（未与A、B拴接）。轨道左侧的光滑水平地面上停着一质量M＝2 kg，足够长的小车，小车上表面与ab等高。现将细绳剪断。已知物块A与小车之间的动摩擦因数μ＝0.1，要满足物块B在竖直光滑轨道上运动时恰好经过最高点d。不计空气阻力，重力加速度g＝10 m/s2，求： （1）物块B离开弹簧瞬间的速率vB； （2）细绳剪断前弹簧的弹性势能Ep； （3）物块A在小车上滑动过程产生的内能Q。 学科网（北京）股份有限公司 $ 一、单项选择题（每题3分，共60分。在每题列出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C D C B B C A B A B 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 D C D C B D C B C A 二、实验题（共14分） 21．（6分）（1）＝（2分） （2）D（2分） （3）（2分） 22．（8分）（1）C（2分） （2）（2分）、（2分） （3）在实验误差允许的范围内，若k近似等于2g，则认为这一过程机械能守恒。（2分） 三、计算题（共26分） 23．（12分） 解析：（1）模型自由下落过程，根据动能定理有（2分） 解得v＝6 m/s（1分） （2）取竖直向下为正方向， 撞击过程根据动量定理(mg－F)t1＝0－mv（2分） 解得F＝2420 N（1分），方向竖直向上（1分） （3）撞击过程根据动能定理有（2分） 解得W＝－36.4 J（1分） 平均功率（1分），解得（1分） 24．（14分） 解析：（1）设弹簧的弹性势能完全释放时物块A的速率为vA，物块B的速率为vB。 物块B恰好到达圆弧最高点d，根据牛顿第二定律（1分） 物块B由b运动到d，根据动能定理（2分） 解得vB＝4 m/s（1分） （2）对A、B组成的系统，根据动量守恒定律有0＝mAvA－mBvB（2分） 根据能量守恒，弹簧的弹性势能（2分） 解得Ep＝12 J（1分） （3）对A物块与小车组成的系统由动量守恒可得mAvA＝(mA＋M)v（2分） 根据能量守恒得（2分） 解得Q＝2 J（1分） 学科网（北京）股份有限公司 $