天津市南开中学2025-2026学年高一下学期期末考试物理试卷（二）

南开中学2025-2026学年度第二学期质量监测（二） 高一物理试卷 考试时间：60分钟 I卷（共50分） 本试卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷两部分，共100分。考试结束后，将答题卡、答题纸一并交回。 一、单选题（共25分，每题5分） 1．在物理学发展的过程中，科学家总结了许多重要的物理思想与方法。关于物理学思想方法和物理学史，下列叙述正确的是（ ） A．探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系实验中，采用了等效替代的思想 B．卡文迪什在测万有引力常量时，利用了微小量放大法的思想 C．开普勒在自己的天文观测数据的基础上，总结出了行星按照椭圆轨道运行的规律 D．牛顿发现了万有引力定律，被称为“称出地球质量的人” 2．如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是（ ） A．图1中汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于失重状态 B．图2中旋转秋千在转动中，等长绳索对质量相等座椅A、B的拉力相等 C．图3中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 D．图4中脱水桶原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出 3．如图所示，质量为的小球从距地面高的点由静止释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用，到达距地面深的点时速度减为零。不计空气阻力，重力加速度大小为。关于小球下落的整个过程，下列说法正确的是（ ） A．小球动量变化量等于重力的冲量 B．小球克服阻力做的功为 C．小球所受阻力的冲量大于 D．小球所受阻力的冲量等于 4．拉格朗日点指的是在太空中类似于“地—月”或“日—地”的天体系统中的某些特殊位置，在该位置处的第三个相对小得多（质量可忽略不计）的物体靠两个天体的引力的矢量和提供其运行所需要的向心力，进而使得该物体与该天体系统处于相对静止状态，即具有相同的角速度，如图所示是地—月天体系统，在月球外侧的地月连线上存在一个拉格朗日点，发射一颗质量为的人造卫星至该点跟着月球一起转动，该拉格朗日点与月球球心的距离为。已知地球的半径为，地球表面重力加速度为，地月球心之间的距离为，月球的公转周期为，则由以上数据判断（ ） A．地球的密度为 B．在拉格朗日点的卫星的线速度比月球的线速度小 C．在拉格朗日点的卫星的发射速度大于 D．月球对该卫星的引力为 5．冲牙器通过喷出高压水流来冲洗牙齿。如图所示喷嘴直径为的冲牙器，工作时喷出的水柱速度为，水柱冲击到牙齿表面后散开，从而起到洗牙的作用。已知水的密度为，水柱冲到牙齿后速度减为零，不考虑水柱扩散效应，水柱横截面比牙齿小得多。下列说法正确的是（ ） A．单位时间内喷出水的质量为 B．单位时间内喷出水的动能为 C．水柱对牙齿的平均冲击力大小为 D．水柱对牙齿表面产生的压强为 二、多选题（共15分，每题5分，少选得3分） 6．某兴趣小组制作了如图所示的水火箭，实验时瓶内的高压气体将水快速喷出，火箭获得竖直向上的初速度，设火箭上升的最大高度为，水火箭外壳的质量为，水的质量为，假设水在极短时间内以不变的速度喷出，不计空气阻力，重力加速度为，则下列说法正确的是（ ） A．火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力 B．高压气体对火箭外壳做的功为 C．高压气体对水和火箭做的功为 D．水瞬间喷出时水流的喷出速度大小为 7．如图甲所示，一竖直放置的轻弹簧下端固定于桌面，上端放一物块（与弹簧不粘连），现用外力将物块下压至离地高度处，然后由静止释放物块，通过传感器得到物块的动能与物块离地高度的关系图象，如图乙所示，其中高度在到范围内的图线为直线，其余部分为曲线。以地面为零势能面，重力加速度取，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。由图象可知（ ） A．物块的质量为0.2 kg B．弹簧的劲度系数为25 N/m C．刚释放物块时弹簧的弹性势能为0.5 J D．物块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小值为0.32 J 8．如图，足够长的光滑水平面上有一个静止的光滑的四分之一圆弧形斜面，斜面末端与水平面平滑连接，斜面B质量为1 kg，圆弧半径。物块C的质量为3 kg，静止在水平地面上，物块A质量为1 kg，现将A从圆弧形斜面最高点由静止释放。A、C物块均可视为质点，A与C在水平面上发生弹性正碰。不计空气阻力，重力加速度取。则下列说法正确的是（ ） A．物块A在斜面上运动的过程中，物块和斜面组成的系统机械能守恒 B．物块A刚运动至水平面时其速度大小为 C．物块A与物块C碰后，A与C速度大小均为2 m/s D．物块A最终仍能追上圆弧形斜面 II卷（共50分） 三、实验题（共12分，每空2分） 9．小华同学利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律，如图乙所示是该同学打出的一条点迹清晰的纸带，纸带上的O点是起始点，选取纸带上连续的点A、B、C、D、E、F作为计数点，并测出各计数点到O点的距离依次为、、、、、。已知打点计时器所接的电源是频率为的交流电，重物的质量为，当地的重力加速度为。 （1）（单选）下列操作正确的是________； A．安装打点计时器时两限位孔应保持竖直 B．先释放纸带后接通电源 C．释放纸带前应使重物离打点计时器尽量远一些 D．可以用来计算纸带上所选取的计数点的瞬时速度 （2）从打点到打点，重物重力势能的减少量________，动能增加量________（结果用题中字母表示），若在误差允许的范围内二者相等，则可验证机械能守恒定律。 10．某同学欲采用课本上介绍的气垫导轨和光电计时器等装置进行“验证动量守恒定律”的实验。实验装置如图所示，实验的主要步骤如下： ①测得A和B两滑块上遮光片的宽度均为； ②安装好气垫导轨和光电门，向气垫导轨通入压缩空气，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； ③利用固定在气垫导轨两端的弹射装置，使滑块A、B分别向左和向右运动，测出滑块A、B在碰撞前经过光电门过程中挡光时间分别为和； ④观察发现滑块A、B碰撞后通过粘胶粘合在一起，且运动方向与滑块A碰撞前运动方向相同。 （1）滑块A碰撞前速度的大小为________． （2）为了验证碰撞中动量守恒，除了上述已知条件外，还必须要测量的物理量有________． A．两个光电门之间的距离 B．滑块A、B两滑块（包含遮光片）的质量、。 C．碰撞后滑块A经过光电门时遮光片挡光的时间 D．碰撞后滑块B经过光电门时遮光片挡光的时间 （3）为了验证滑块A、B碰撞过程中动量守恒，需要验证的关系式是________．（用题干中已知量字母和（1）问中所选已知量的字母表示）。 四、计算题（48分） 11．时一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5 s末达到额定功率，之后保持额定功率运动直到汽车达到最大速度，随后以该速度匀速行驶。已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的，汽车在前5 s内的牵引力为，整个过程中，汽车的功率都不超过额定功率，重力加速度取。 （1）求内汽车的加速度大小； （2）求汽车的额定功率及最大速度大小； （3）若该汽车以额定功率启动，时达到最大速度，求该汽车从启动开始到达到最大速度时运动的位移大小。 12．如图所示，质量为的物块A静止在光滑水平轨道上，轨道右端与一半圆形粗糙轨道相切，轨道半径。质量为的物块B以初速度滑向A，A和B碰后粘在一起运动，恰好通过圆弧轨道最高点P。物块A和物块B可视为质点，重力加速度g取，求： （1）B和A碰撞过程中损失的机械能； （2）B和A粘合体在刚进入圆轨道时，对轨道的压力大小； （3）B和A在半圆形粗糙轨道上运动过程中摩擦力所做的功。 13．如图所示，一质量的光滑圆弧轨道静止置于光滑水平地面上，在A点与地面相切，圆弧所对圆心角。该轨道右上方有一条长的水平传送带，以速率沿顺时针方向匀速转动。传送带右侧有一处于原长、劲度系数的轻质弹簧，其右端固定于墙壁，左端处于D点，弹簧所在的水平面与水平传送带在D点平滑连接。一可视为质点、质量的滑块，以某一初速度沿光滑水平面向右运动，自圆弧轨道的最低点A冲上圆弧，经时间从圆弧最高点B以与水平方向成的速度冲出圆弧后，恰好以速度水平切入传送带的左端点C点。已知当弹簧形变量为x时，弹簧的弹性势能为，滑块与传送带及弹簧所在水平面的动摩擦因数均为，重力加速度。求 （1）滑块第一次到D点时的速度； （2）弹簧第一次压缩过程中的最大压缩量； （3）滑块初速度和光滑圆弧轨道半径R； （4）滑块与圆弧轨道相互作用过程中圆弧轨道的位移。 学科网（北京）股份有限公司 $ 南开中学2025-2026学年度第二学期质量监测（二）高一物理 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B C C D D BC BC AC 9．（1）A （2） 10．（1） （2）BD （3） 11．（1） （2）；30 m/s （3） 【详解】（1）由题意可知汽车受到的阻力为 前5 s内对汽车受力分析，由牛顿第二定律有 解得 （2）5 s末汽车的速度 5 s末达到额定功率，则 当牵引力等于阻力时速度最大 （3）阻力为 全程由动能定理有 代入数据联立解得位移 12．（1）60 J （2）1850 N （3）-77.5 J 【详解】（1）对A和B系统，碰撞过程由动量守恒可得 解得 由能量守恒可得碰撞过程损失的机械能 （2）对AB粘合体受力分析，根据牛顿第二定律可得 解得轨道对AB粘合体支持力的大小为 根据牛顿第三定律可知，AB粘合体对轨道的压力大小 （3）对A和B系统，到达半圆弧轨道最高点点时，由牛顿第二定律可得 由动能定理可得 联立代入数据解得 13．（1） （2） （3）， （4） 【详解】（1）由于滑块在点速度，则滑块加速度假设物块在传送带上一直减速运动，物块从到，有解得，假设成立 （2）物块从到弹簧第一次压缩量最大时，由能量守恒得 解得 （3）物块从到做斜抛运动，水平方向分运动速度相同，得 物块在点，由正弦定理可得 解得 物块从到，物块和轨道组成系统水平方向动量守恒得 解得 由系统能量守恒得 解得 （4）物块从到，由几何关系得 利用微元法，当时， 应用到物块从到全过程可得到 解得 学科网（北京）股份有限公司 $