精品解析：河南郑州市2025-2026学年高一下学期期末检测物理试题

2025-2026学年下期期末考试 高一物理试题卷 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。考试时间90分钟，满分100分。考生应首先阅读答题卡上的文字信息，然后在答题卡上作答，在试题卷上作答无效。交卷时只交答题卡。 第Ⅰ卷（选择题共48分） 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不答的得0分。） 1. 某质点从点沿图中的曲线运动到点，质点受恒力作用。经过点后，若力的方向突然逆时针旋转了，则质点从点开始可能沿图中哪条虚线运动（ ） A. 将沿虚线运动 B. 将沿虚线运动 C. 将沿虚线运动 D. 将沿虚线运动 2. 下图是一皮带传动装置的示意图，右轮半径为，是其边缘上的一点。左侧为一轮轴，小轮半径为，大轮半径为。点在小轮上，距小轮中心的距离为，点位于大轮边缘。如果传动过程中皮带不打滑，那么关于、、三点，下列说法正确的是（ ） A. 点与点线速度之比为1∶2 B. 点与点角速度之比为3∶2 C. 点与点向心加速度之比为4∶3 D. 点与点周期之比为2∶1 3. 如图所示，一长为的轻杆的一端固定在水平转轴上，另一端固定一质量为的小球，轻杆随转轴在竖直平面内做角速度为的匀速圆周运动，重力加速度为。则下列说法正确的是（ ） A. 小球运动到最高点时，杆对小球的作用力方向一定向下 B. 小球运动到最低点时，杆对小球的作用力大小为 C. 小球运动到水平位置点时，杆对小球的作用力就是向心力 D. 小球运动过程中由于轻杆对小球的力不做功，所以小球的机械能守恒 4. 一质量为、半径为、密度均匀的球体，在距离球心为的地方有一质量为的质点，二者之间的万有引力大小为。现从中挖去半径为的球体，如图所示，剩余部分对的万有引力为，则与的比值为（ ） A. B. C. D. 5. 一条轻绳跨过光滑定滑轮，绳的两端各连一个小物块A和B，A物块在倾角的光滑斜面上，连接其的轻绳与斜面平行。物块A的质量为，物块B的质量为。初始时用手托住物块，使得其离地面的高度是，此时两物块均处于静止状态，如图所示。释放物块，不计滑轮与轴间的摩擦及空气阻力，重力加速度为，则物块刚落地时（物块尚未到滑轮处）的速度大小是（已知，）（ ） A. B. C. D. 6. 2026年3月，中科院自主部署的地月空间DRO先导任务三颗试验卫星完成国际首次DRO低能入轨。如图，人造卫星C在距离地球表面约500 km的近地轨道上，人造卫星A和B在DRO轨道上，该轨道距离地球约31-45万公里，距离月球约7-10万公里，具有低能进入、稳定停泊、机动转移的特点。结合图示，以下说法正确的是（ ） A. 卫星A与卫星B的发射速度应大于11.2 km/s B. 卫星C的运行速度大于 C. 若卫星B加速，将会追上卫星A并成功对接 D. 卫星C环绕地球一周的时间约为95 min 7. 如图所示，在粗糙斜面顶端固定一弹簧，弹簧下端挂一质量为的物体（可视为质点），物体在点处于平衡状态。现用平行于斜面向下的力拉物体，第一次直接拉到点，第二次将物体先拉到点，从静止释放后，再回到点。已知间距离为，为的中点，斜面倾角为，物体与斜面间动摩擦因数为，弹簧一直处于弹性限度内，劲度系数为。则在两次从点到点的过程中，下列说法正确的是（已知重力加速度为，弹簧弹性势能的表达式为，为弹簧形变量的大小）（ ） A. 物体重力势能的变化量相等，均为 B. 弹簧的弹性势能的变化量相等，均为 C. 摩擦力对物体做的功相等，均为 D. 弹簧弹力对物体做的功一定相等 8. 根据广义相对论，一个天体自然演化为黑洞，其质量必须大于奥本海默极限（约为地球质量的100万倍）。理论分析表明，当天体的逃逸速度（逃逸速度为其第一宇宙速度的倍）大于光速时，该天体就是黑洞。已知地球半径约为，地表重力加速度取，光速取。则理论上最小质量黑洞的最大半径约为（ ） A. 0.91 km B. 9.1 km C. 91 km D. 910 km 9. 如图所示，半径为的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心的对称轴重合。转台以一定角速度匀速转动，一质量为的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0，且它和点的连线与之间的夹角为，重力加速度为。以下说法正确的是（ ） A. 物块受到的支持力大小为 B. 转台转动的角速度大小为 C. 若使转台以角速度匀速转动，且稳定后仍为，则物块将受到沿罐壁向上的静摩擦力 D. 若罐壁光滑，且从某时刻开始缓慢增大转台的角速度，则物块相对罐底的高度一定随之增大 10. 如图所示，水平转台上放有质量为的物块（可视为质点），物块与水平转台之间的动摩擦因数为，物块与转台转轴的距离为时，连接物体与转轴的轻绳刚好被拉直（绳上张力为0）。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。下列说法正确的是（ ） A. 当转盘以角速度旋转时，细绳上的拉力大小为 B. 当转盘以角速度旋转时，细绳上的拉力大小为 C. 若转盘角速度从0逐渐增大到，该过程中绳上的拉力做功 D. 若转盘角速度从0逐渐增大到，该过程中静摩擦力做功 11. 目前，我国完全自主设计建造的“全球最快高铁”CR450动车组单列时速可达453公里。根据设计，CR450动车组发动机的最大输出功率为，最大运行速度为，其运行时所受的阻力与速度的关系符合（其中为常数）。对CR450动车组下列说法中正确的是（ ） A. 若匀加速启动，则在匀加速阶段，牵引力逐渐增大 B. 若以恒定功率启动，则做匀加速直线运动 C. 若以匀速运行，则所受的阻力为 D. 若以匀速运行，则输出功率为 12. 从地面竖直向上抛出一物体，上升过程中物体动能和重力势能与高度的关系如图所示。取地面为重力势能参考平面，重力加速度取。在物体的上升过程中，由图中数据可得（ ） A. 物体的质量为 B. 图线①与图线②的交点坐标为 C. 物体从地面上升至高度过程中，克服阻力做功 D. 当物体动能是重力势能的一半时，物体离地面高度为 第Ⅱ卷（非选择题共52分） 二、实验题（本题共2小题，共12分。） 13. “探究向心力大小的表达式”实验装置如图所示。 （1）在研究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时采用的实验方法是__________。 A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 D. 演绎推理法 （2）在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左右标尺露出的红白相间等分格的比值等于两小球的__________之比（选填“线速度大小”“角速度平方”或“周期平方”）；在加速转动手柄过程中，左右标尺露出红白相间等分标记的比值__________（选填“不变”“变大”或“变小”）。 （3）由更精确的实验可得向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系，在此基础上用图示仪器进行如下实验：当、两个相同小球转动的半径相等时，图中标尺上红白相间的等分格显示出、两个小球所受向心力的比值为，由此可推得皮带连接的两个变速塔轮对应的半径之比为__________。 14. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，其中为第一个点，、、为从合适位置开始选取的连续三个点，如图所示。相邻计数点间隔的时间为，测量点间距所用单位为，取重力加速度。（计算结果均保留3位有效数字） （1）对于该实验，下列操作必要且正确的有__________。 A. 重物应选用质量大和体积小的金属锤 B. 精确测量出重物的质量 C. 两限位孔在同一竖直面内上下对正 D. 应先接通直流电源，然后松开纸带让重物下落 （2）打点计时器打下计数点时，重物的速度是__________。 （3）若重物质量为，从起点到打下计数点的过程中，重物重力势能的减少量__________，动能的增加量__________。 （4）通过计算可知，在数值上__________（选填“>”“<”或“=”）。这是因为____________________。 三、计算题（本题共4小题，共40分。） 15. 2025年10月，我国东部沿海某风电基地成功安装了额定功率达26兆瓦的海上风电机组，该机组目前保持着全球单机容量最大与叶轮直径最长的双料纪录。已知某风力发电机叶片转动时可形成半径约为的圆面，其所处位置风速为，风向恰好与叶片转动的圆面垂直。已知空气密度为，该发电机将空气动能转化为电能的效率为50%。（取，计算结果保留3位有效数字）求： （1）单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积； （2）单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能； （3）此发电机发电的功率。 16. 2026年1月10日木星冲日，即地球恰好运行到木星和太阳之间，三者几乎排成一条直线，此时木星离地球最近，是最佳观测期。已知地球绕太阳运动的轨道半径约为木星绕太阳运动的轨道半径的倍（），地球公转周期为，木星的一颗卫星“木卫三”绕木星做圆周运动的周期为，轨道半径为，万有引力常量为。求： （1）木星质量； （2）木星相邻两次冲日的时间间隔。 17. 在2026年米兰冬奥会上，中国国家自由式滑雪空中技巧队创造了历史最佳成绩，共斩获2金3铜，包揽男女个人项目双冠。如图为滑雪运动过程中的部分轨道，质量的运动员从点由静止开始，依次经过助滑斜面，水平过渡区和部分圆弧跳台，从点飞出后展示空中技巧动作。已知助滑斜面长，倾角，过渡区长，圆弧跳台半径，为圆弧最低点，半径与间夹角。假设圆弧轨道光滑，其余接触面动摩擦因数，空气阻力不计。（取，，重力加速度）求： （1）运动员到达点时，对轨道的压力大小； （2）运动员从点飞出后相对于跳台顶端能够上升的最大高度。 18. 如图，足够长的传送带以的速度顺时针转动，与水平面的夹角。皮带在电动机的带动下，速率始终不变。时刻在传送带中间位置放上一个初速度大小为、方向沿传送带向下的小物块。已知小物块质量，物块与传送带间的动摩擦因数，取。（已知，），求： （1）经多长时间小物块与传送带达到共速； （2）达到共速过程中因摩擦产生的热量； （3）达到共速过程中电动机多消耗的电能。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年下期期末考试 高一物理试题卷 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。考试时间90分钟，满分100分。考生应首先阅读答题卡上的文字信息，然后在答题卡上作答，在试题卷上作答无效。交卷时只交答题卡。 第Ⅰ卷（选择题共48分） 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不答的得0分。） 1. 某质点从点沿图中的曲线运动到点，质点受恒力作用。经过点后，若力的方向突然逆时针旋转了，则质点从点开始可能沿图中哪条虚线运动（ ） A. 将沿虚线运动 B. 将沿虚线运动 C. 将沿虚线运动 D. 将沿虚线运动 【答案】A 【解析】 【详解】物体做曲线运动时，合力指向轨迹的凹侧。质点从到的轨迹向上凸，凹侧向下，结合题图可知恒力原本方向为斜向右下，符合规律。曲线运动中，质点在某点的速度方向为轨迹在该点的切线方向，因此点速度沿虚线的方向（水平向右）。 原斜向右下，逆时针旋转后，根据矢量旋转规律，方向变为斜向右上，即合力位于速度方向（向右）的上方。曲线运动轨迹会向合力方向（凹侧指向合力）弯曲，因此轨迹向上弯曲，质点沿虚线运动。 故选A。 2. 下图是一皮带传动装置的示意图，右轮半径为，是其边缘上的一点。左侧为一轮轴，小轮半径为，大轮半径为。点在小轮上，距小轮中心的距离为，点位于大轮边缘。如果传动过程中皮带不打滑，那么关于、、三点，下列说法正确的是（ ） A. 点与点线速度之比为1∶2 B. 点与点角速度之比为3∶2 C. 点与点向心加速度之比为4∶3 D. 点与点周期之比为2∶1 【答案】C 【解析】 【详解】B．共轴转动角速度相等，皮带不打滑时，皮带接触的轮边缘线速度大小相等。左侧、共轴转动，设 与左侧小轮边缘皮带传动，左侧小轮半径为 因此 可得 因此，，故B错误； A．，故A错误； C．向心加速度， 因此，故C正确； D．周期，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，一长为的轻杆的一端固定在水平转轴上，另一端固定一质量为的小球，轻杆随转轴在竖直平面内做角速度为的匀速圆周运动，重力加速度为。则下列说法正确的是（ ） A. 小球运动到最高点时，杆对小球的作用力方向一定向下 B. 小球运动到最低点时，杆对小球的作用力大小为 C. 小球运动到水平位置点时，杆对小球的作用力就是向心力 D. 小球运动过程中由于轻杆对小球的力不做功，所以小球的机械能守恒 【答案】B 【解析】 【详解】A．小球在最高点时，若需要的向心力，轻杆对小球提供向上的支持力，作用力方向向上，并非一定向下，故A错误； B．小球在最低点时，合力向上指向圆心，由牛顿第二定律得 整理得杆对小球的作用力，故B正确； C．小球在水平位置时，受竖直向下的重力和杆的作用力，重力和杆作用力的合力提供向心力；杆的作用力包含竖直方向平衡重力的分量、水平方向指向圆心的分量，杆的作用力本身不是向心力，故C错误； D．小球做匀速圆周运动，动能不变，但重力势能随位置不断变化，因此机械能不守恒；小球运动过程中轻杆的作用力对小球做功，故D错误。 故选B。 4. 一质量为、半径为、密度均匀的球体，在距离球心为的地方有一质量为的质点，二者之间的万有引力大小为。现从中挖去半径为的球体，如图所示，剩余部分对的万有引力为，则与的比值为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设球体密度为，完整大球的质量 根据万有引力定律，完整大球对质点的万有引力大小为  挖去的小球体半径为，其质量 由图可知，挖去的小球体球心位于大球球心的右侧，距离点为（因为小球直径为） 质点位于点左侧处，则挖去的小球体球心与质点的距离为  若挖去部分存在，其对质点的万有引力大小为  根据割补法，剩余部分对质点的万有引力大小为  则与的比值为  故选B。 5. 一条轻绳跨过光滑定滑轮，绳的两端各连一个小物块A和B，A物块在倾角的光滑斜面上，连接其的轻绳与斜面平行。物块A的质量为，物块B的质量为。初始时用手托住物块，使得其离地面的高度是，此时两物块均处于静止状态，如图所示。释放物块，不计滑轮与轴间的摩擦及空气阻力，重力加速度为，则物块刚落地时（物块尚未到滑轮处）的速度大小是（已知，）（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】物块通过轻绳连接，速度大小始终相等，物块下落高度时，物块沿斜面上滑距离也为 物块下降，重力势能减少 物块沿斜面上滑，竖直升高，重力势能增加 初始系统静止，动能为，物块刚落地时总动能为 由机械能守恒定律可得 解得 故选B。 6. 2026年3月，中科院自主部署的地月空间DRO先导任务三颗试验卫星完成国际首次DRO低能入轨。如图，人造卫星C在距离地球表面约500 km的近地轨道上，人造卫星A和B在DRO轨道上，该轨道距离地球约31-45万公里，距离月球约7-10万公里，具有低能进入、稳定停泊、机动转移的特点。结合图示，以下说法正确的是（ ） A. 卫星A与卫星B的发射速度应大于11.2 km/s B. 卫星C的运行速度大于 C. 若卫星B加速，将会追上卫星A并成功对接 D. 卫星C环绕地球一周的时间约为95 min 【答案】D 【解析】 【详解】A．是第二宇宙速度，是物体脱离地球引力的最小发射速度。卫星仍在地月空间，受地球引力束缚，没有脱离地球，因此发射速度小于，故A错误。 B．是绕地球运行卫星的最大环绕速度。由牛顿第二定律可得​ 解得，轨道半径越大，线速度越小。 卫星轨道半径大于地球半径，因此运行速度小于，故B错误。 C．若卫星加速，所需向心力增大，万有引力不足以提供向心力，卫星会做离心运动，轨道半径变大，无法追上同轨道的卫星，故C错误。 D．地球半径约为，卫星距离地面，轨道半径约为 近地卫星（轨道半径≈地球半径）的周期约为 根据开普勒第三定律，计算可得卫星的周期约为，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，在粗糙斜面顶端固定一弹簧，弹簧下端挂一质量为的物体（可视为质点），物体在点处于平衡状态。现用平行于斜面向下的力拉物体，第一次直接拉到点，第二次将物体先拉到点，从静止释放后，再回到点。已知间距离为，为的中点，斜面倾角为，物体与斜面间动摩擦因数为，弹簧一直处于弹性限度内，劲度系数为。则在两次从点到点的过程中，下列说法正确的是（已知重力加速度为，弹簧弹性势能的表达式为，为弹簧形变量的大小）（ ） A. 物体重力势能的变化量相等，均为 B. 弹簧的弹性势能的变化量相等，均为 C. 摩擦力对物体做的功相等，均为 D. 弹簧弹力对物体做的功一定相等 【答案】D 【解析】 【详解】A．物体从A到B沿斜面向下移动了​​，高度下降，重力势能减少，变化量为，A错误。 B．设物体在A点时弹簧伸长量为，则B点弹簧伸长量为​​ 弹性势能变化量，B错误； C． 摩擦力做功与路径有关：第一次从A直接到B，总路程为，摩擦力做功 第二次从A先到C再回到B，总路程为 摩擦力做功 两次摩擦力做功不相等，C错误； D． 弹簧弹力是保守力，做功仅与初末位置的形变量有关，两次过程初位置都是A，末位置都是B，形变量变化相同，因此弹簧弹力对物体做功一定相等，D正确。 故选D。 8. 根据广义相对论，一个天体自然演化为黑洞，其质量必须大于奥本海默极限（约为地球质量的100万倍）。理论分析表明，当天体的逃逸速度（逃逸速度为其第一宇宙速度的倍）大于光速时，该天体就是黑洞。已知地球半径约为，地表重力加速度取，光速取。则理论上最小质量黑洞的最大半径约为（ ） A. 0.91 km B. 9.1 km C. 91 km D. 910 km 【答案】B 【解析】 【详解】第一宇宙速度满足万有引力提供向心力 解得 由题意可知，逃逸速度 黑洞满足，临界情况 整理得黑洞半径​ 最小黑洞质量，对地球表面物体，有 整理得 因此 整理得 解得 故选B。 9. 如图所示，半径为的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心的对称轴重合。转台以一定角速度匀速转动，一质量为的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0，且它和点的连线与之间的夹角为，重力加速度为。以下说法正确的是（ ） A. 物块受到的支持力大小为 B. 转台转动的角速度大小为 C. 若使转台以角速度匀速转动，且稳定后仍为，则物块将受到沿罐壁向上的静摩擦力 D. 若罐壁光滑，且从某时刻开始缓慢增大转台的角速度，则物块相对罐底的高度一定随之增大 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．以小物块为对象，根据牛顿第二定律可得 解得转台转动的角速度大小为 竖直方向 小物块受到的支持力大小为，故A错误，B正确； C．当角速度时，小物块有沿罐壁向下的运动趋势，则物块将受到沿罐壁向上的静摩擦力，故C正确； D．罐壁光滑时，则 可得​ 仅当​​时，物块离开罐底，增大，增大，物块高度才会增大；若初始​​，增大后仍满足，物块一直静止在罐底，高度不变。因此高度不一定随之增大，D错误。 故选BC。 10. 如图所示，水平转台上放有质量为的物块（可视为质点），物块与水平转台之间的动摩擦因数为，物块与转台转轴的距离为时，连接物体与转轴的轻绳刚好被拉直（绳上张力为0）。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。下列说法正确的是（ ） A. 当转盘以角速度旋转时，细绳上的拉力大小为 B. 当转盘以角速度旋转时，细绳上的拉力大小为 C. 若转盘角速度从0逐渐增大到，该过程中绳上的拉力做功 D. 若转盘角速度从0逐渐增大到，该过程中静摩擦力做功 【答案】BD 【解析】 【详解】A．物块和转盘间的最大静摩擦力是 当转盘以角速度匀速转动时，所需向心力为 则细绳对物块的拉力为零，故A错误； B．当转盘以角速度匀速转动时，所需向心力为 摩擦力不足以提供向心力，绳子也要提供部分向心力 解得 细绳的拉力大小为，故B正确。 CD．根据动能定理 绳子拉力始终沿径向（指向圆心），与线速度垂直，因此拉力不做功；重力、支持力与运动平面垂直，也不做功，只有静摩擦力做功，因此静摩擦力做功等于动能变化，则，故C错误，D正确。  故选BD。 11. 目前，我国完全自主设计建造的“全球最快高铁”CR450动车组单列时速可达453公里。根据设计，CR450动车组发动机的最大输出功率为，最大运行速度为，其运行时所受的阻力与速度的关系符合（其中为常数）。对CR450动车组下列说法中正确的是（ ） A. 若匀加速启动，则在匀加速阶段，牵引力逐渐增大 B. 若以恒定功率启动，则做匀加速直线运动 C. 若以匀速运行，则所受的阻力为 D. 若以匀速运行，则输出功率为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．若动车组保持匀加速（加速度不变），由牛顿第二定律可得 整理得 匀加速过程速度不断增大，阻力随之增大，牵引力逐渐增大，故A正确； B．若以恒定功率启动，由可知，功率不变，速度增大时牵引力会减小； 同时阻力随增大而增大 因此加速度​​不断减小，动车组做加速度减小的变加速直线运动，不是匀加速直线运动，故B错误； C．以最大速度匀速运行时，牵引力与阻力平衡（​），且此时功率达到最大输出功率，由​ 可得，故C正确； D．最大速度匀速时，有，得常数 若以匀速运行，阻力​ 牵引力等于阻力，输出功率​，故D错误。 故选AC。 12. 从地面竖直向上抛出一物体，上升过程中物体动能和重力势能与高度的关系如图所示。取地面为重力势能参考平面，重力加速度取。在物体的上升过程中，由图中数据可得（ ） A. 物体的质量为 B. 图线①与图线②的交点坐标为 C. 物体从地面上升至高度过程中，克服阻力做功 D. 当物体动能是重力势能的一半时，物体离地面高度为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．当物体上升高度为4m时，根据 则物体的质量为，故A正确； B．由图可知物体重力势能的表达式为 总机械能 初始总机械能为，上升过程中机械能减少量等于克服阻力做功，即 当时总机械能为，代入得 解得阻力 则动能的表达式为 交点处即 解得 则 交点坐标为，故B正确； C．物体从地面上升到高度过程中，克服阻力做功，C错误； D．当 代入表达式 解得，故D正确。 故选ABD。 第Ⅱ卷（非选择题共52分） 二、实验题（本题共2小题，共12分。） 13. “探究向心力大小的表达式”实验装置如图所示。 （1）在研究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时采用的实验方法是__________。 A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 D. 演绎推理法 （2）在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左右标尺露出的红白相间等分格的比值等于两小球的__________之比（选填“线速度大小”“角速度平方”或“周期平方”）；在加速转动手柄过程中，左右标尺露出红白相间等分标记的比值__________（选填“不变”“变大”或“变小”）。 （3）由更精确的实验可得向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系，在此基础上用图示仪器进行如下实验：当、两个相同小球转动的半径相等时，图中标尺上红白相间的等分格显示出、两个小球所受向心力的比值为，由此可推得皮带连接的两个变速塔轮对应的半径之比为__________。 【答案】（1）B （2） ①. 角速度平方 ②. 不变 （3）3:1 【解析】 【小问1详解】 在研究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时，通过控制质量、角速度和半径中两个物理量不变，探究F与另一个物理量之间的关系，所以用到了控制变量法。 故选B。 【小问2详解】 [1]根据可知在小球质量和转动半径相同的情况下，左右标尺露出的红白相间等分格的比值等于两小球的角速度平方之比； [2]在加速转动手柄过程中，角速度同比例增大，根据可知左右标尺露出红白相间等分标记的比值不变。 【小问3详解】 根据且 其中质量相同、转动的半径相同，则 根据可知皮带连接的两个变速塔轮对应的半径之比为 14. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，其中为第一个点，、、为从合适位置开始选取的连续三个点，如图所示。相邻计数点间隔的时间为，测量点间距所用单位为，取重力加速度。（计算结果均保留3位有效数字） （1）对于该实验，下列操作必要且正确的有__________。 A. 重物应选用质量大和体积小的金属锤 B. 精确测量出重物的质量 C. 两限位孔在同一竖直面内上下对正 D. 应先接通直流电源，然后松开纸带让重物下落 （2）打点计时器打下计数点时，重物的速度是__________。 （3）若重物质量为，从起点到打下计数点的过程中，重物重力势能的减少量__________，动能的增加量__________。 （4）通过计算可知，在数值上__________（选填“>”“<”或“=”）。这是因为____________________。 【答案】（1）AC （2）1.91 （3） ①. 0.376 ②. 0.365 （4） ①. > ②. 重物下落过程中要克服空气阻力和纸带与限位孔间的摩擦力做功 【解析】 【小问1详解】 [1] A．重物应选择质量大、体积小的金属锤，可以减小空气阻力相对于重力的影响，故A正确； B．验证机械能守恒时等式两边均含重物质量，质量可以约去，无需精确测量，故B错误； C．两限位孔应在同一竖直线上，使纸带保持竖直并减小纸带与限位孔间的摩擦，故C正确； D．打点计时器应接交流电源，故D错误。 故选AC。 【小问2详解】 [2] 设相邻计数点的时间间隔为，由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于相邻时间段内的平均速度，有 代入数据得= 【小问3详解】 [3] 从点到点，重物下降高度为 代入数据得 [4] 重物从点由静止下落，点的初动能为零，动能增加量 代入数据得= 【小问4详解】 [5][6] 由计算结果可知。重物下落过程中要克服空气阻力和纸带与限位孔间的摩擦力做功，一部分重力势能转化为内能。 三、计算题（本题共4小题，共40分。） 15. 2025年10月，我国东部沿海某风电基地成功安装了额定功率达26兆瓦的海上风电机组，该机组目前保持着全球单机容量最大与叶轮直径最长的双料纪录。已知某风力发电机叶片转动时可形成半径约为的圆面，其所处位置风速为，风向恰好与叶片转动的圆面垂直。已知空气密度为，该发电机将空气动能转化为电能的效率为50%。（取，计算结果保留3位有效数字）求： （1）单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积； （2）单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能； （3）此发电机发电的功率。 【答案】（1）3.14× 105m3 （2） （3）9.42×106W 【解析】 【小问1详解】 单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流体积为V = SL = Svt = πr2vt = 3.14× 10000 × 10 × 1m3= 3.14× 105m3 【小问2详解】 这些气流的质量m = ρV = 1.2 × 3.14× 105kg = 3.768× 105kg 则单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为 【小问3详解】 单位时间空气动能转化的电能为E电 = ηEk= 50% × 1.884× 107J =9.42× 106J 则此风力发电机发电的功率为 16. 2026年1月10日木星冲日，即地球恰好运行到木星和太阳之间，三者几乎排成一条直线，此时木星离地球最近，是最佳观测期。已知地球绕太阳运动的轨道半径约为木星绕太阳运动的轨道半径的倍（），地球公转周期为，木星的一颗卫星“木卫三”绕木星做圆周运动的周期为，轨道半径为，万有引力常量为。求： （1）木星质量； （2）木星相邻两次冲日的时间间隔。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 木卫三绕木星做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律可得 解得木星质量 【小问2详解】 设木星绕太阳的轨道半径为，则地球轨道半径为，地球和木星都绕太阳运动，由开普勒第三定律可得 解得木星公转周期 相邻两次冲日满足：地球比木星多转圈（转过角度差为） 设时间间隔为，则，代入 化简得木星相邻两次冲日的时间间隔 17. 在2026年米兰冬奥会上，中国国家自由式滑雪空中技巧队创造了历史最佳成绩，共斩获2金3铜，包揽男女个人项目双冠。如图为滑雪运动过程中的部分轨道，质量的运动员从点由静止开始，依次经过助滑斜面，水平过渡区和部分圆弧跳台，从点飞出后展示空中技巧动作。已知助滑斜面长，倾角，过渡区长，圆弧跳台半径，为圆弧最低点，半径与间夹角。假设圆弧轨道光滑，其余接触面动摩擦因数，空气阻力不计。（取，，重力加速度）求： （1）运动员到达点时，对轨道的压力大小； （2）运动员从点飞出后相对于跳台顶端能够上升的最大高度。 【答案】（1）4900N （2）15m 【解析】 【小问1详解】 从A到C过程，由动能定理 代入数据解得： 在C点，由牛顿第二定律 代入数据得 根据牛顿第三定律，运动员到达点时，对轨道的压力大小为 【小问2详解】 从C到D，圆弧光滑，由机械能守恒 代入数据解得 点的速度沿圆弧切线，与水平方向夹角为，竖直分速度 斜抛运动上升过程中，竖直方向匀减速到0，由运动学公式 得 即相对于跳台顶端上升的最大高度为。 18. 如图，足够长的传送带以的速度顺时针转动，与水平面的夹角。皮带在电动机的带动下，速率始终不变。时刻在传送带中间位置放上一个初速度大小为、方向沿传送带向下的小物块。已知小物块质量，物块与传送带间的动摩擦因数，取。（已知，），求： （1）经多长时间小物块与传送带达到共速； （2）达到共速过程中因摩擦产生的热量； （3）达到共速过程中电动机多消耗的电能。 【答案】（1）3s （2）27J （3）36J 【解析】 【小问1详解】 小物块先沿传送带向下做匀减速运动的过程中，对小物块受力分析，由牛顿第二定律可得μmgcosθ－mgsinθ＝ma 解得 由运动学公式 解得 小物块沿传送带向上运动到与传送带共速所需的时间为，由运动学公式 解得 则 故经过3s时间小物块与传送带达到共速。 【小问2详解】 在时间内，小物块与传送带相对位移为 在时间内，小物块与传送带相对位移为 则达到共速过程中因摩擦产生的热量为 【小问3详解】 在的时间内，传送带运动的位移为 则达到共速过程中电动机多消耗的电能 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $