摘要:
**基本信息**
以嫦娥六号探月、无人机飞行等真实情境为载体,覆盖圆周运动、机械能守恒、天体运动等核心知识,通过选择、实验、计算梯度设计,考查物理观念与科学思维。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|10/43|圆周运动实例(洗衣机甩干)、运动合成(无人机轨迹)、天体运动(嫦娥六号速率计算)|情境生活化,多选区分度高|
|实验题|2/14|向心力探究(控制变量法)、机械能守恒验证(纸带数据处理)|注重科学探究过程与误差分析|
|计算题|3/43|天体运动公式推导、弹簧与圆周运动综合、竖直圆轨道临界问题|模型建构与科学推理结合,梯度明显|
内容正文:
绝密★启用前
2026年陇南市武都区武都实验中学、武都两水中学、武都育才学校、武都扬名中学高一下学期期末考试
(物理)试卷
(考试时间: 75分钟 试卷满分:100 分 )
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮 擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
1. 选择题(共10小题,1-7题为单选,每小题4分,8-10题为多选,每小题5分,错选或不选得0分,少选得3分,共43分。)
1.对于生活中的圆周运动,下列说法正确的是( )
A.汽车在水平路面拐弯时可由地面的支持力来提供向心力
B.汽车通过凹形桥的最低点时处于失重状态
C.洗衣机甩干衣服利用了水在高速旋转时会做离心运动的特点
D.在火车拐弯处,通常要求内、外轨一样高
2.在无人机起飞训练中,操作员操控无人机从静止启动,无人机在水平、竖直方向均做匀加速直线运动。以无人机启动位置为坐标原点,以水平方向为x轴、竖直方向为y轴,则该无人机的运动轨迹可能正确的是( )
A. B.
C. D.
3.某同学荡秋千过最低点时,如图所示,绳上两点的角速度分别为、,线速度分别为、,则( )
A.
B.
C.
D.
4.如图所示,一轻质弹簧竖直固定于地面上,铁质小球自弹簧正上方由静止下落,小球从接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中(弹簧的形变始终在弹性限度内),下列说法正确的是( )
A.小球的速度一直减小
B.小球的机械能守恒
C.重力对小球做正功,小球的重力势能在减小
D.弹簧的弹力对小球做负功,弹簧的弹性势能在减小
5.2024年6月25日14时7分,嫦娥六号探测器携带人类首份月球背面土壤安全着陆,结束了其月球探索任务。该探测器在月球背面着陆前的轨道近似圆形,且贴近月球表面运行。已知月球质量约为地球质量的,月球半径约为地球半径的,地球的第一宇宙速度约为7.9km/s。则此探月卫星绕月运行的速率约为( )
A.0.39km/s B.1.76km/s C.3.5km/s D.5.27km/s
6.某游乐场有一种多锤敲钉子的娱乐活动,一位游客6锤刚好把一颗钉子垂直锤进木板,假设每次锤击做功相同,且钉子所受木板阻力与深度成正比。求钉子第1次与第5次进入木板的深度之比( )
A. B. C. D.
7.如图所示,轻质定滑轮下方悬挂重物A,轻质动滑轮下方悬挂重物B,悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时,重物A、B处于静止状态,释放后A、B开始运动。已知A、B的质量相等,不计一切阻力,重力加速度为g,当A的位移为h时,A的速度大小为( )
A. B. C. D.
8.科考人员在北极极点从离地面高h处将小球甲以初速度(远小于第一宇宙速度)水平抛出,另一科考人员在赤道上某地从离地面高h处将小球乙以相同速度水平抛出。考虑到地球自转对重力加速度大小的影响,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.小球甲、乙从被抛出到落地的时间相等
B.小球甲从被抛出到落地的时间小于小球乙的
C.小球甲、乙在空中运动相同时间时,它们速度变化量相同
D.相同时间内小球甲在空气中运动的速度变化量大于小球乙的
9.下列关于生活中的圆周运动实例分析,其中说法正确的是( )
A.甲图中汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态
B.乙图中滚筒洗衣机里衣物随着滚筒做匀速圆周运动时,衣物运动到最低点B时脱水效果最好
C.丙图中铁路的转弯处,外轨比内轨高是为了减小轮缘与外轨的侧向压力,让轨道对火车的支持力与火车的重力的合力提供火车转弯的向心力
D.丁图中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,小球的角速度大小相等
10.如图(a),主动齿轮A带动从动齿轮B及水平转台匀速转动,一小滑块置于水平转台上,通过不可伸长的细线连接于力传感器上,细线刚好伸直。已知A和B的齿数分别为和,细线长为L,滑块与水平转台间的动摩擦因数为,重力加速度为g。改变A的角速度,记录力传感器的示数F,得图像如图(b)所示。则( )
A.A、B的角速度之比为
B.图像中
C.当时,
D.若增大滑块质量,则图像中将变大
二、实验题(共14分)
11.(7分)“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”的实验装置如图所示。
(1)在小球质量和转动半径相同时,可探究向心力的大小与________________的关系。本实验用到的主要实验方法是________________(填“控制变量法”或“理想实验法”)。
(2)若小球质量和转动半径相同,当塔轮皮带所在左、右两个塔轮的半径之比为2∶1时,匀速摇动手柄,则左、右两个塔轮的角速度之比为________________,左、右两侧露出的标尺格数之比为________________。
12.(7分)如图甲所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律。回答下列问题.
(1)以下操作中没有必要或者操作不当的步骤是______(选填选项前的字母)。
A.一定要用天平测出重物的质量
B.先释放纸带,后接通电源
C.在纸带上选取计数点,并测量计数点间的距离
(2)从误差因素分析,实验得到的重物重力势能减少量应______(选填“大于”“小于”或“等于”)重物动能增加量.
(3)在打好点的纸带中挑选出一条点迹清晰的纸带,如图乙所示.把打下的第一个点记作O,后五个点依次记为1、2、3、4、5,已知打点计时器打点周期,重物下落的加速度大小为______。
(4)若当地重力加速度大小,重物的质量为0.5kg,从开始下落到打下第4个标记点时,重物的机械能损失为___J。(结果保留两位有效数字)
三、计算题(共43分)
13.(14分)已知中国空间站质量为m,绕地球运行的周期为T,地球半径为R,地球表面重力加速度为g,引力常量为G,忽略地球自转影响。求:
(1)地球的质量M;
(2)地球的平均密度;
(3)空间站到地球表面的距离h。
14.(14分)如图所示,跨过光滑定滑轮O的轻绳连接着物块与小球,小球套在竖直固定的光滑直杆上,物块通过轻质竖直弹簧连接在水平台面上,物块与定滑轮之间的轻绳始终竖直且足够长。小球在外力作用下静止于A点时,小球与定滑轮之间的轻绳水平且长度,轻绳上的弹力为0。撤去外力后,小球运动到B点时,轻绳与竖直杆的夹角;小球运动到C点时速度为0,轻绳与竖直杆的夹角,弹簧的弹力大小与物块受到的重力大小相等。已知小球的质量,物块和小球均可视为质点,弹簧的弹性势能E满足关系式,式中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量,弹簧始终在弹性限度内,取重力加速度大小,,。求:
(1)物块的质量M;
(2)小球经过B点时弹簧的弹力大小F;
(3)小球经过B点时小球的速度大小v.
15.(15分)如图,半径为R的光滑半圆形轨道固定在水平面上,为半圆形轨道的竖直直径,一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道,恰能到达轨道最高点B点,并沿切线飞出,重力加速度为g。求:
(1)小球从轨道B点飞出的速度大小;
(2)小球落地点距A处的距离x;
(3)小球运动到与轨道圆心等高的C点时对轨道的压力大小。
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答 案
1.答案:C
解析:A.汽车在水平路面拐弯时,向心力由地面与轮胎之间的静摩擦力提供,而地面的支持力方向坚直,无法提供水平方向的向心力,故A错误。
B.汽车通过凹形桥最低点时,支持力满足支持力大于重力,处于超重状态,故B错误。
C.洗衣机脱水时,当转速足够大,水所需的向心力超过附着力提供的力,水做离心运动被甩出,故C正确。
D.火车拐弯处通常外轨高于内轨,利用重力和支持力的合力提供向心力,若内外轨等高则需靠轮缘弹力提供向心力,故D错误。故选C。
2.答案:A
解析:无人机初速度为零,水平和竖直方向均做匀加速运动,则水平和竖直方向受合外力都是恒力,则无人机受合外力恒定,加速度恒定,则无人机做初速度为零的匀加速直线运动。
故选A。
3.答案:B
解析:因a、b两点绕相同的转动轴转动,可知两点角速度相等,即
根据,因可知,。
故选B。
4.答案:C
解析:A.小球与弹簧接触后,刚开始重力大于弹力,合力向下,小球加速运动;当重力等于弹力时,加速度为零,速度最大;再向下运动时,弹力大于重力,加速度方向向上,速度减小,故A错误;
BD.弹簧对小球的弹力向上,小球向下运动,弹力做负功,弹簧的弹性势能增大,小球的机械能减小,弹簧与小球系统机械能守恒,故BD错误;
C.小球向下运动,重力对小球做正功,小球的重力势能减小,故C正确。
故选C。
5.答案:B
解析:根据牛顿第二定律得
解得
地球的第一宇宙速度
月球质量
月球半径
月球的第一宇宙速度为
故选B。
6.答案:D
解析:由题意可知,阻力与深度d成正比,图像如图所示
图像与坐标轴所形成图形的面积等于力所做的功,每次钉钉子时做功相同,如图所示可得:每次所围面积相同,根据几何关系可知
则
其中,
故
则钉子前5次进入木板的深度之比为
故钉子第1次与第5次进入木板的深度之比
故选D。
7.答案:B
解析:根据动滑轮特点知A下降的位移是B上升位移的两倍,则A的速度是B的两倍;当A的位移为h时,B的位移大小为,根据系统机械能守恒可得
又
联立解得A的速度大小为
故选B。
8.答案:BD
解析:AB.根据题意,北极极点和赤道表面的重力加速度不同,在赤道上有 在北极极点有 ,比较可得 根据平抛运动规律,坚直方向 可得小球甲从被抛出到落地的时间小于小球乙的,故A错误,B正确;
CD.根据,可知时间相同时,速度变化量不同,且小球甲在空气中运动的速度变化量大于小球乙的,故C错误,D正确。故选BD。
9.答案:BC
解析:A.汽车通过拱桥的最高点时,向心力方向向下,桥对车的支持力小于车的重力,车处于失重状态,A错误;
B.衣物在最低点B时,根据牛顿第二定律
在最高点A时,根据牛顿第二定律
则
所以衣物运动到最低点B点时,衣物与水更容易分离,脱水效果最好,B正确;
C.在铁路的转弯处,要求外轨比内轨高,当火车按规定速度转弯时,由重力和支持力的合力完全提供向心力,从而减轻轮缘对外轨的挤压,C正确;
D.在两位置时小球所受筒壁的支持力大小相等,向心力大小相等,在B位置时的轨迹半径小,由,可知B位置时角速度大,D错误。
故选BC。
10.答案:AD
解析:A.从动轮和主动轮传动时,线速度相同,即从动轮和主动轮的角速度关系为故,故A正确;
BD.当力传感器有示数时,拉力和摩擦力的合力提供向心力,则
解得
则
图像中,若增大滑块质量,则图像中将变大。
故B错误,D正确;
C.当时,由
得,故C错误。
故选AD。
11.答案:(1)①.角速度②.控制变量法
(2)①.1:2②.1:4
解析:(1)根据,可知在小球质量m和转动半径r相同时,可探究向心力的大小与角速度的关系;
本实验用到的主要实验方法是控制变量法;
(2)当塔轮皮带所在左、右两个塔轮的半径之比为2:1时,根据v相同,则左、右两个塔轮的角速度之比为
由于左、右两侧露出的标尺格数之比等于小球受到的向心力之比,根据,小球质量和转动半径相同,可知左、右两侧露出的标尺格数之比为
12.答案:(1)AB
(2)大于
(3)9.75
(4)0.010
解析:(1)没必要测量重物的质量,因为在验证的表达式
中两边可以消掉质量;实验中应该先接通电源,然后释放纸带。
故选AB。
(2)由于阻力影响,重物重力势能减少量应大于动能增加量。
(3)打点周期为
根据逐差法,利用纸带求解加速度
(4)重物做匀加速直线运动,一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,打第4个标记点的瞬时速度为
下落过程中动能增加量为
重力势能减少量为
则机械能损失为
13.答案:(1)
(2)
(3)
解析:(1)忽略地球自转影响,地球表面任意物体的重力等于地球对它的万有引力,设表面物体质量为,有
约去整理得
(2)地球为球体,体积
密度公式
代入M化简得
(3)空间站绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,轨道半径
有
代入
约去空间站质量后整理得
整理得
14.答案:(1)
(2)
(3)
解析:(1)根据题意可知,小球经过A点时和经过C点时弹簧的弹性势能相等,小球和物块的速度均为0,小球下降的高度
物块上升的高度
在小球从A点运动到C点的过程中,对物块和小球构成的系统有
解得
(2)结合前面分析可知,释放小球前弹簧的形变量
对物块受力分析有
在小球从A点运动到B点的过程中,物块上升的高度
小球经过B点时弹簧的形变量
弹簧弹力大小
解得
(3)小球经过B点时物块的速度大小
小球从A点运动到B点的过程,对小球、物块和弹簧构成的系统有
其中
解得
15.答案:(1)
(2)2R
(3)
解析:(1)小球恰好到达B点,即重力充当向心力,有公式
解得
(2)小球从B点出射后做平抛运动,竖直方向上
水平方向上
解得
(3)从等高的C点运动到B点的过程中,列动能定理,
在C点弹力充当向心力,有
解得
由牛顿第三定律可知,
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