精品解析：北京市丰台区2025-2026学年高一下学期期末练习物理试题

2025～2026学年度第二学期期末练习 高一物理 考生须知： 1．答题前，考生务必先将答题卡上的学校、班级、姓名、教育ID号用黑色字迹签字笔填写清楚，并认真核对条形码上的教育ID号、姓名，在答题卡的“条形码粘贴区”贴好条形码。 2．本次练习所有答题均在答题卡上完成。选择题必须使用2B铅笔以正确填涂方式将各小题对应选项涂黑，如需改动，用橡皮擦除干净后再选涂其它选项。非选择题必须使用标准黑色字迹签字笔书写，要求字体工整、字迹清楚。 3．请严格按照答题卡上题号在相应答题区内作答，超出答题区域书写的答案无效，在练习卷、草稿纸上答题无效。 4．本练习卷满分共100分，作答时长90分钟。 第Ⅰ卷（选择题共42分） 一、单项选择题（每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，选出最符合题意的一项。） 1. 在下列所述实例中，可认为机械能守恒的是（ ） A. 人乘坐电梯加速上升 B. 校运动会上运动员抛出的铅球在空中运动 C. 跳伞运动员带着张开的降落伞在空中下落 D. 游客乘坐摩天轮在竖直平面内匀速转动 【答案】B 【解析】 【详解】机械能守恒的条件是：系统只有重力（或弹簧类弹力）做功，其余力做功的代数和为0。 A．人乘坐电梯加速上升时，电梯的支持力对人做正功，人的动能和重力势能均增加，机械能增大，不满足守恒条件，故A错误； B．运动员抛出的铅球在空中运动时，空气阻力可忽略，只有重力对铅球做功，满足机械能守恒条件，故B正确； C．跳伞运动员张开降落伞下落时，空气阻力对运动员做负功，机械能不断减小，不满足守恒条件，故C错误； D．游客乘坐摩天轮匀速转动时，动能不变，但重力势能随高度不断变化，机械能总量变化，有牵引力等外力做功，不满足守恒条件，故D错误。 故选B。 2. 如图所示的三种情况，物体在力的作用下发生了一段水平位移。已知这三种情形下力和位移的大小都相等。下列说法正确的是（ ） A. 甲图中，力对物体做负功 B. 乙图中，力对物体做功为 C. 丙图中，力对物体做功为 D. 甲图和丙图中，力对物体做功相同 【答案】D 【解析】 【详解】ACD．甲图中，力与速度方向的夹角为，所以力对物体做正功，且做功为 丙图中，力对物体做功为，故AC错误，D正确； B．乙图中，力对物体做功为，故B错误。 故选D。 3. 如图所示，、是光滑曲面上的两点，一小球由点沿曲面下滑到点的过程中，以点所在水平面为参考平面，下列说法正确的是（ ） A. 小球在点的重力势能为 B. 小球的重力势能增加 C. 小球重力势能的变化量与参考平面的选取有关 D. 若曲面粗糙，小球重力势能的变化量会减小 【答案】A 【解析】 【详解】A．以点所在水平面为参考平面，则小球在点的重力势能为，故A正确； B．小球由点沿曲面下滑到点的过程中，重力做正功，重力势能减小，故B错误； CD．小球由点沿曲面下滑到点的过程中，重力做功为 则小球重力势能的变化量为 可知小球重力势能的变化量与参考平面的选取无关；若曲面粗糙，小球重力势能的变化量不变，故CD错误。 故选A。 4. 如图所示，封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个由蜡做成的小圆柱体。沿水平和竖直方向建立直角坐标系，从坐标原点以速度匀速上升，同时玻璃管沿轴正方向做初速度为的匀加速直线运动。、分别表示小圆柱体在水平方向和竖直方向的分速度，下列描述小圆柱体的运动和运动轨迹的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．水平方向（方向）：小圆柱体随玻璃管做初速度为0的匀加速直线运动，分速度，因此图像应为过原点的倾斜直线，故A错误； B．竖直方向（方向）：小圆柱体做匀速直线运动，分速度​保持不变，因此图像应为平行于轴的水平线，故B错误； CD．竖直方向； 水平方向 整理得轨迹方程 由此可知，图像为曲线，轨迹向下弯曲（凹侧朝向加速度方向，即正方向），故C正确，D错误。 故选C 。 5. “天宫二号”在距地面的轨道上运行，“天链二号01星”是一颗地球静止轨道同步卫星，两者均绕地球做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ） A. “天宫二号”的线速度大于“天链二号01星”的线速度 B. “天宫二号”的加速度小于“天链二号01星”的加速度 C. “天宫二号”的周期大于“天链二号01星”的周期 D. “天链二号01星”能经过北京上空 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据 解得 由于“天宫二号”的轨道半径小于“天链二号01星” 的轨道半径，所以其运行速度大于“天链二号01星”的线速度，故A正确； B．根据 解得 由于“天宫二号”的轨道半径小于“天链二号01星” 的轨道半径，所以其加速度大于“天链二号01星”的加速度，故B错误； C．由于“天宫二号”的轨道半径小于“天链二号01星”的轨道半径，根据开普勒第三定律可知“天宫二号”的周期小于“天链二号01星”的周期，故C错误； D．“天链二号01星”是地球静止轨道卫星，其轨道平面必须与地球赤道平面重合，而北京不在赤道上，所以该卫星不可能经过北京上空，故D错误。 故选A。 6. 如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ） A. 小球受到重力、支持力和向心力的作用 B. 小球所受重力和支持力的合力提供向心力 C. 小球在漏斗壁上不同高度做匀速圆周运动时，向心加速度大小不同 D. 小球在漏斗壁上不同高度做匀速圆周运动时，半径越大角速度越大 【答案】B 【解析】 【详解】AB．向心力不是“性质力”，不能直接说小球受向心力。小球受到重力、支持力的合力提供小球做圆周运动的向心力，或表述为弹力的水平方向分力提供向心力，A错误，B正确； C．设漏斗倾角为θ，对小球做受力分析 竖直方向 水平方向为定值，则向心加速度为定值，C错误； D．根据向心力与角速度的关系，向心力为定值时，半径越大角速度越小，D错误。 故选B。 7. 用如图所示的实验装置探究影响向心力大小的因素。挡板A和C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，根据标尺上露出的红白相间的等分格可计算出两球向心力的比值。若将两相同的小球放于图示位置进行实验，下列说法正确的是（ ） A. 本次实验可探究向心力大小与轨道半径的关系 B. 本次实验应将皮带套在半径不同的变速塔轮上 C. 仅增大手柄的转速，两个标尺露出格数的比值变大 D. 若标尺上露出的格数比为，则两个变速塔轮的半径之比为 【答案】B 【解析】 【详解】A．若将两相同的小球放于图示位置进行实验，可知两球质量相等，做圆周运动的半径相等，所以本次实验可探究向心力大小与角速度的关系，故A错误； B．因为本次实验可探究向心力大小与角速度的关系，所以左、右塔轮的角速度不相等，应将皮带套在半径不同的变速塔轮上，故B正确； C．仅增大手柄的转速，由于左、右塔轮的半径之比不变，所以角速度之比不变，向心力大小之比不变，则两个标尺露出格数的比值不变，故C错误； D．若标尺上露出的格数比为，根据可知，角速度之比为；由于左、右塔轮边缘处的线速度大小相等，根据可知，两个变速塔轮的半径之比为，故D错误。 故选B。 8. 将一石块从高处以30°的仰角斜向上抛出，初速度的大小为5 m/s。不计空气阻力，重力加速度取10 m/s2。下列说法正确的是（ ） A. 石块到达最高点时的速度为2.5 m/s B. 石块向上运动的时间为0.5 s C. 仅增大石块抛出时初速度的仰角，石块落地时的速度增大 D. 仅增大石块抛出时初速度的仰角，石块落地时重力的功率增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．石块到达最高点时竖直分速度为零，水平方向做匀速运动，可知此时速度为，故A错误； B．石块向上运动的时间满足 可得，故B错误； C．仅增大石块抛出时初速度的仰角，根据机械能守恒可得 初速度大小不变，可得落地的速度大小不变，故C错误； D．仅增大石块抛出时初速度的仰角，根据可知水平速度减小，落地的速度大小不变，根据速度的合成可知落地的竖直速度变大，重力的功率为 可知重力的功率增大，故D正确。 故选D。 9. 质量为的汽车在足够长的平直公路上以额定功率启动，且功率保持不变，阻力大小恒为，当速度达到时，加速度为。下列说法正确的是（ ） A. 汽车加速过程中加速度不断增大 B. 汽车速度为时，其加速度为 C. 汽车发动机的额定功率为 D. 汽车的最大速度为 【答案】D 【解析】 【详解】额定功率启动时满足 根据牛顿第二定律可得 由题干条件，速度为时加速度为，代入得 解得额定功率 A．汽车加速过程增大、不变，故牵引力减小，合力减小，加速度不断减小，故A错误； B. 速度为时，牵引力 加速度，故B错误； C．由推导的额定功率，故C错误； D．加速度为0时速度最大，此时牵引力 故最大速度，故D正确。 故选D。 10. 如图所示，嫦娥六号探测器在圆形近月轨道1上绕月球飞行，在A点变轨后进入椭圆轨道2，B为远月点。关于嫦娥六号探测器，下列说法正确的是（ ） A. 在轨道2上从A点向B点运动的过程中机械能逐渐减小 B. 在轨道2上经A点时的速率大于在轨道1上经A点时的速率 C. 在轨道2上经A点时的加速度大于在轨道1上经A点时的加速度 D. 从地球表面发射嫦娥六号的速度大于第二宇宙速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．嫦娥六号探测器在轨道2上从A点向B点运动的过程中，只有万有引力做功，机械能守恒，故A错误； B．嫦娥六号探测器从轨道1变轨到轨道2需要在A点点火加速，所以在轨道2上经A点时的速率大于在轨道1上经A点时的速率，故B正确； C．根据牛顿第二定律可得 解得 可知嫦娥六号探测器在轨道2上经A点时的加速度等于在轨道1上经A点时的加速度，故C错误； D．嫦娥六号探测器绕月球运动时没有脱离地球引力的约束，所以从地球表面发射嫦娥六号的速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，故D错误。 故选B。 11. 如图所示，水平传送带以恒定的速率v顺时针转动。将质量为m的工件（可视为质点）轻放在传送带的A端，由于摩擦力的作用工件加速运动，到达B点前已与传送带相对静止。在工件由A运动到B的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 摩擦力对工件做功为 B. 摩擦力对传送带做功为 C. 工件与传送带组成的系统因摩擦而产生的热量为 D. 电动机因传送工件多消耗的能量为 【答案】D 【解析】 【详解】A．在工件由A运动到B的过程中，工件所受摩擦力与其运动方向相同，由动能定理可得，故A错误； B．工件在传送带上做初速度为零的匀加速直线运动，位移大小为 设工件所受摩擦力大小为，由动能定理有 传送带所受摩擦力方向向左，大小为，位移为 可得 则摩擦力对传送带做功为，故B错误； C．工件与传送带组成的系统因摩擦而产生的热量为，故C错误； D．电动机因传送工件多消耗的能量为，故D正确。 故选D。 12. 在空间站中，宇航员长期处于失重状态。为缓解这种状态带来的不适，科学家设想建造一种环形空间站，如图所示。旋转舱绕中心轴匀速旋转，宇航员站在旋转舱内的侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。已知地球表面的重力加速度为g，环形空间站的半径为r，宇航员可视为质点。若这种环形空间站建造成功，下列说法正确的是（ ） A. 宇航员处于平衡状态 B. 旋转舱侧壁对宇航员的支持力大小为 C. 宇航员绕中心轴的向心加速度大小为g D. 旋转舱绕其轴线转动的角速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A.宇航员做匀速圆周运动，存在指向圆心的向心加速度，合力不为零，不是平衡状态，故A错误； B.由题意，侧壁对宇航员的支持力等于地球表面的支持力，即，故B错误； C.支持力提供向心力有，，因此向心加速度大小，故C正确； D.由向心加速度公式，代入，得，故D错误。 故选C。 13. 游乐场中的弹射式过山车部分设施可抽象成如图1所示模型：光滑水平轨道与半径的竖直光滑半圆形轨道在点平滑连接。压缩的轻质弹簧将小球由静止水平弹出，小球以一定的初速度从最低点冲上半圆形轨道。某次小球在半圆形轨道上从点运动到点的过程中，其速度的平方与上升高度的关系如图2所示。已知小球的质量为，不计空气阻力，重力加速度取。下列说法正确的是（ ） A. 图中的为 B. 释放前弹簧的弹性势能为 C. 若释放前弹簧的弹性势能为，小球恰好能到达点 D. 若释放前将弹簧压缩得更短，则小球经过点和点时对轨道的压力差将变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球从点运动到点的过程中，只有重力做功，机械能守恒。由机械能守恒定律可得，即图2中图线的斜率为 由图2信息可知，当（圆轨道的直径）时， 代入公式解得，故A错误； B．由图2可知，小球在点时的速度平方 释放前弹簧的弹性势能全部转化为小球在水平轨道上的动能，因此弹性势能，故B错误； C．小球从运动到的过程，根据机械能守恒定律有 解得 由于，故小球恰好能到达点，故C正确； D．设小球在、两点受到轨道的弹力分别为、，由牛顿第二定律可得： 在点： 在点： 由机械能守恒定律知，、两点速度关系为 联立解得小球对轨道的压力差大小 即压力差是一个常数，恒等于，不会随着弹簧压缩量的变化而变化，故D错误。 故选C。 14. 如图所示，某城市广场喷泉喷出的水柱可以看作在竖直方向运动，且上升和下降过程水流不发生碰撞。已知喷泉喷嘴的横截面积约为，喷嘴位置与池中水面持平，喷出的水柱高达，水的密度为。设喷泉电动机输出的能量全部转化为水的动能，不计空气阻力，重力加速度取。下列说法正确的是（ ） A. 空中水的总质量约为 B. 保持电动机的输出功率不变，若喷嘴的横截面积减小为原来的，则水柱高度可达到 C. 保持喷嘴的横截面积不变，若电动机的输出功率减小为原来的，则喷水的初速度减小为原来的 D. 保持喷水的初速度大小不变，若喷嘴方向可以调节，水流喷射的最大水平距离为 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据可得喷嘴的出水速度为 喷嘴的流量约为 水在空中运动的时间 水柱在空中的水体积约为 空中水的总质量约为，故A正确； B．保持电动机的输出功率不变，设喷泉电动机输出的能量全部转化为水的动能，有 可得 可得若喷嘴的横截面积减小为原来的，变为原来的2倍，不是变为原来的2倍，可知水柱高度不是原来的2倍，故B错误； C．保持喷嘴的横截面积不变，若电动机的输出功率减小为原来的，则变为原来的，不是变为原来的，可知喷水的初速度不是原来的，故C错误； D．保持喷水的初速度大小不变，设速度方向与水平方向的夹角为，根据斜抛运动得水平距离为 可知当时，水平距离达到最大，为，故D错误。 故选A。 第Ⅱ卷（非选择题共58分） 二、实验题（本题共2小题，共18分） 15. 用图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。 （1）为完成此实验，除了图1所示器材，还需要的器材有___________ A. 刻度尺 B. 秒表 C. 直流电源 D. 交流电源 （2）某次实验中，质量为m的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图2所示。纸带相邻两个点间的时间间隔为T，重力加速度为g，从起点O到打下B点的过程中，重物重力势能的减少量_______________，动能的增加量_______________。 （3）某同学想用如图3所示的装置验证机械能守恒定律。实验前通过调整垫块平衡了小车所受的阻力。该同学认为，平衡阻力后小车和砂桶组成的系统机械能是守恒的，你是否同意该同学的观点？请说明理由。 【答案】（1）AD （2） ①. ②. （3）不同意该同学的观点，此过程中存在阻力做负功，因此系统机械能不守恒 【解析】 【小问1详解】 打点计时器需要连接交流电源；需要用刻度尺测量纸带上计数点间的距离；通过打点计时器可以知道时间间隔，所以不需要秒表。 故选AD。 【小问2详解】 [1]从起点O到打下B点的过程中，重物重力势能的减少量 [2]打B点时重物的速度为 则从起点O到打下B点的过程中，重物动能的增加量 【小问3详解】 不同意该同学的观点，此过程中存在阻力做负功，因此系统机械能不守恒。 16. （1）关于探究平抛运动特点的实验。 a．用如图1所示装置探究平抛运动的特点，下列说法正确的是______________ A．斜槽轨道必须光滑 B．斜槽轨道末端必须保持水平 C．应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放 D．以斜槽末端紧贴槽口处作为小球做平抛运动的起点 b．用频闪照相的方法研究平抛运动的特点。如图2所示的频闪照片记录了做平抛运动的小球每隔相等时间的位置，以某位置为坐标原点O，水平方向为x轴，竖直方向为y轴建立坐标系。某同学测量出A、B、C三点的坐标分别为、和。若x轴坐标满足_________________关系，说明小球水平方向的分运动是匀速直线运动；若y轴坐标满足_____________________关系，说明小球竖直方向的分运动是匀变速直线运动。 （2）某同学想利用平抛运动的规律测量练习本与滑块间的动摩擦因数，测量工具仅有刻度尺。如图3所示，该同学在水平桌面上用硬练习本做成一个高为h，底边长为d的斜面，练习本底端与桌面平滑连接，让滑块从斜面顶端由静止滑下后沿桌面水平飞出，忽略滑块在水平桌面运动过程中的能量损失。请你写出需要测量的物理量及的表达式（用所测的物理量及h、d表示）。 【答案】（1） ①. BC ②. （或且） ③. 或 （2）需测量的物理量有：滑块做平抛运动的水平位移x，竖直位移H（即桌面距离地面的高度）； 【解析】 【小问1详解】 [1]AC．为了保证钢球每次平抛的初速度相同，每次必须从同一高度由静止释放，且不需要斜槽末端光滑，故A错误，C正确； B．为保证做平抛运动，斜槽末端必须保持水平，故B正确； D．实验中应取小球静止在斜槽末端时球心在白纸上的水平投影点为平抛运动的起始点，并作为建立的坐标系的原点，故D错误。 故选BC。 [2]若小球水平方向的分运动是匀速直线运动，则 即且 [3]若小球竖直方向的分运动是匀变速直线运动，根据逐差法可知 即 【小问2详解】 设平抛的初速度为v，根据平抛运动的规律， 可得 设斜面长度为L，对小滑块从静止下滑至桌面的过程分析，根据动能定理可得 解得 故需测量的物理量有：滑块做平抛运动的水平位移x，竖直位移H（即桌面距离地面的高度）； 三、计算题（本题共4小题，共40分。解答时，应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。） 17. 如图所示，民航客机紧急出口处设有气囊，遇紧急情况乘客可沿气囊下滑至地面。若乘客质量为，紧急出口下沿至地面的高度为，乘客由静止开始下滑到地面时速度为，用时，重力加速度取。求乘客下滑过程中： （1）重力做的功； （2）重力的平均功率； （3）阻力做的功。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 重力做的功为 【小问2详解】 重力的平均功率为 【小问3详解】 根据动能定理可得 解得 18. 卡文迪什把他自己的实验说成是“称量地球的重量”。已知引力常量为，地球半径为，地球表面的重力加速度为。求： （1）地球的质量； （2）地球的第一宇宙速度； （3）我国风云卫星构建了全球气象观测网络，可为“一带一路”国家提供气象服务。已知某颗气象卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为，求该卫星的轨道半径。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设在地球表面有一物体质量为m，万有引力的大小等于重力由 可得地球的质量 【小问2详解】 在地球表面有 可得地球的第一宇宙速度 【小问3详解】 设气象卫星的质量为万有引力提供向心力 可得卫星的轨道半径 19. 如图1所示，“大摆锤”是游乐场中经常见到的娱乐项目。安装测试中，座舱不自转，仅随主轴绕悬点摆动。为简化研究，将座舱等效为质量集中在A点的小球，如图2所示。若座舱到达最高点瞬间关闭电机，座舱将由静止开始摆动。已知座舱质量为M，A点到悬点O的距离为L，最大摆角为，重力加速度为g，不计任何阻力。 （1）若不考虑主轴的质量（可视为轻杆），求座舱运动到最低点时： a．座舱的速度大小v； b．主轴对座舱拉力的大小F。 （2）实际情况中主轴的质量不可忽略且质量分布复杂。现粗略地将主轴等效为轻杆和质量集中在OA中点B的小球，如图3所示。若主轴的质量为座舱质量的k倍，最大摆角，求从最高点下摆到最低点的过程中，主轴对座舱所做的功W。 【答案】（1）a．；b． （2） 【解析】 【小问1详解】 a．对座舱从最高点运动到最低点，只有重力做功，机械能守恒 得 b．在最低点，主轴拉力和重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律 得主轴对座舱拉力的大小 【小问2详解】 主轴上A、B两点角速度相同，根据可得 由系统机械能守恒 得 对座舱根据动能定理 得主轴对座舱所做的功 20. “火箭蹦极”是一种新型游乐项目。如图1所示，游戏开始前，乘客及安全装备被锁定在最低点，此时弹性绳被拉伸。解锁后，乘客被向上弹射升空。如图2所示，某次蹦极中，乘客由位置a沿竖直方向向上弹射，到达位置b时弹性绳恰好恢复原长，位置c为能到达的最高点。 （1）将乘客视为质点，不考虑弹性绳的质量和空气阻力，在此模型下，根据弹性绳的核心物理参数及安全限制，利用AI工具绘制出乘客的速度与距点的距离的关系，如图3所示。已知乘客（包括装备）的质量，弹性绳的原长，位置到悬点的距离，重力加速度取。 a．以位置所在的水平面为参考平面，求弹性绳与乘客所组成系统的机械能； b．弹簧是弹性体的一种理想化模型。基于胡克定律可推导出弹簧弹性势能的表达式为，为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量。请根据图像推断：该弹性绳的弹力是否遵循胡克定律。 （2）实际中空气阻力对物体运动有影响。若乘客所受空气阻力与速率成正比，请在图4中定性画出乘客由位置运动到位置的过程中，弹性绳与乘客所组成系统的机械能随时间变化的图像。 【答案】（1）a．；b．不遵循 （2） 【解析】 【小问1详解】 a．由图像可知，乘客上升的最大位移 此时速度为零，且弹性绳处于松弛状态，弹性势能为0，解得 b．解法一：由图像可知，乘客的位移为时速度最大，为，从开始弹射到速度最大的过程，对乘客和弹性绳组成的系统根据机械能守恒定律 解得 若弹性绳遵循胡克定律，当乘客速度最大时，有，其中，解得 根据题给表达式可知此时弹性绳的弹性势能为 显然，且二者相差较大，所以该弹性绳不遵循胡克定律。 【小问2详解】 由图像的斜率 所以 速度先增大后减小，斜率绝对值先增大后减小，如图所示 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025～2026学年度第二学期期末练习 高一物理 考生须知： 1．答题前，考生务必先将答题卡上的学校、班级、姓名、教育ID号用黑色字迹签字笔填写清楚，并认真核对条形码上的教育ID号、姓名，在答题卡的“条形码粘贴区”贴好条形码。 2．本次练习所有答题均在答题卡上完成。选择题必须使用2B铅笔以正确填涂方式将各小题对应选项涂黑，如需改动，用橡皮擦除干净后再选涂其它选项。非选择题必须使用标准黑色字迹签字笔书写，要求字体工整、字迹清楚。 3．请严格按照答题卡上题号在相应答题区内作答，超出答题区域书写的答案无效，在练习卷、草稿纸上答题无效。 4．本练习卷满分共100分，作答时长90分钟。 第Ⅰ卷（选择题共42分） 一、单项选择题（每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，选出最符合题意的一项。） 1. 在下列所述实例中，可认为机械能守恒的是（ ） A. 人乘坐电梯加速上升 B. 校运动会上运动员抛出的铅球在空中运动 C. 跳伞运动员带着张开的降落伞在空中下落 D. 游客乘坐摩天轮在竖直平面内匀速转动 2. 如图所示的三种情况，物体在力的作用下发生了一段水平位移。已知这三种情形下力和位移的大小都相等。下列说法正确的是（ ） A. 甲图中，力对物体做负功 B. 乙图中，力对物体做功为 C. 丙图中，力对物体做功为 D. 甲图和丙图中，力对物体做功相同 3. 如图所示，、是光滑曲面上的两点，一小球由点沿曲面下滑到点的过程中，以点所在水平面为参考平面，下列说法正确的是（ ） A. 小球在点的重力势能为 B. 小球的重力势能增加 C. 小球重力势能的变化量与参考平面的选取有关 D. 若曲面粗糙，小球重力势能的变化量会减小 4. 如图所示，封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个由蜡做成的小圆柱体。沿水平和竖直方向建立直角坐标系，从坐标原点以速度匀速上升，同时玻璃管沿轴正方向做初速度为的匀加速直线运动。、分别表示小圆柱体在水平方向和竖直方向的分速度，下列描述小圆柱体的运动和运动轨迹的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 5. “天宫二号”在距地面的轨道上运行，“天链二号01星”是一颗地球静止轨道同步卫星，两者均绕地球做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ） A. “天宫二号”的线速度大于“天链二号01星”的线速度 B. “天宫二号”的加速度小于“天链二号01星”的加速度 C. “天宫二号”的周期大于“天链二号01星”的周期 D. “天链二号01星”能经过北京上空 6. 如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ） A. 小球受到重力、支持力和向心力的作用 B. 小球所受重力和支持力的合力提供向心力 C. 小球在漏斗壁上不同高度做匀速圆周运动时，向心加速度大小不同 D. 小球在漏斗壁上不同高度做匀速圆周运动时，半径越大角速度越大 7. 用如图所示的实验装置探究影响向心力大小的因素。挡板A和C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，根据标尺上露出的红白相间的等分格可计算出两球向心力的比值。若将两相同的小球放于图示位置进行实验，下列说法正确的是（ ） A. 本次实验可探究向心力大小与轨道半径的关系 B. 本次实验应将皮带套在半径不同的变速塔轮上 C. 仅增大手柄的转速，两个标尺露出格数的比值变大 D. 若标尺上露出的格数比为，则两个变速塔轮的半径之比为 8. 将一石块从高处以30°的仰角斜向上抛出，初速度的大小为5 m/s。不计空气阻力，重力加速度取10 m/s2。下列说法正确的是（ ） A. 石块到达最高点时的速度为2.5 m/s B. 石块向上运动的时间为0.5 s C. 仅增大石块抛出时初速度的仰角，石块落地时的速度增大 D. 仅增大石块抛出时初速度的仰角，石块落地时重力的功率增大 9. 质量为的汽车在足够长的平直公路上以额定功率启动，且功率保持不变，阻力大小恒为，当速度达到时，加速度为。下列说法正确的是（ ） A. 汽车加速过程中加速度不断增大 B. 汽车速度为时，其加速度为 C. 汽车发动机的额定功率为 D. 汽车的最大速度为 10. 如图所示，嫦娥六号探测器在圆形近月轨道1上绕月球飞行，在A点变轨后进入椭圆轨道2，B为远月点。关于嫦娥六号探测器，下列说法正确的是（ ） A. 在轨道2上从A点向B点运动的过程中机械能逐渐减小 B. 在轨道2上经A点时的速率大于在轨道1上经A点时的速率 C. 在轨道2上经A点时的加速度大于在轨道1上经A点时的加速度 D. 从地球表面发射嫦娥六号的速度大于第二宇宙速度 11. 如图所示，水平传送带以恒定的速率v顺时针转动。将质量为m的工件（可视为质点）轻放在传送带的A端，由于摩擦力的作用工件加速运动，到达B点前已与传送带相对静止。在工件由A运动到B的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 摩擦力对工件做功为 B. 摩擦力对传送带做功为 C. 工件与传送带组成的系统因摩擦而产生的热量为 D. 电动机因传送工件多消耗的能量为 12. 在空间站中，宇航员长期处于失重状态。为缓解这种状态带来的不适，科学家设想建造一种环形空间站，如图所示。旋转舱绕中心轴匀速旋转，宇航员站在旋转舱内的侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。已知地球表面的重力加速度为g，环形空间站的半径为r，宇航员可视为质点。若这种环形空间站建造成功，下列说法正确的是（ ） A. 宇航员处于平衡状态 B. 旋转舱侧壁对宇航员的支持力大小为 C. 宇航员绕中心轴的向心加速度大小为g D. 旋转舱绕其轴线转动的角速度大小为 13. 游乐场中的弹射式过山车部分设施可抽象成如图1所示模型：光滑水平轨道与半径的竖直光滑半圆形轨道在点平滑连接。压缩的轻质弹簧将小球由静止水平弹出，小球以一定的初速度从最低点冲上半圆形轨道。某次小球在半圆形轨道上从点运动到点的过程中，其速度的平方与上升高度的关系如图2所示。已知小球的质量为，不计空气阻力，重力加速度取。下列说法正确的是（ ） A. 图中的为 B. 释放前弹簧的弹性势能为 C. 若释放前弹簧的弹性势能为，小球恰好能到达点 D. 若释放前将弹簧压缩得更短，则小球经过点和点时对轨道的压力差将变大 14. 如图所示，某城市广场喷泉喷出的水柱可以看作在竖直方向运动，且上升和下降过程水流不发生碰撞。已知喷泉喷嘴的横截面积约为，喷嘴位置与池中水面持平，喷出的水柱高达，水的密度为。设喷泉电动机输出的能量全部转化为水的动能，不计空气阻力，重力加速度取。下列说法正确的是（ ） A. 空中水的总质量约为 B. 保持电动机的输出功率不变，若喷嘴的横截面积减小为原来的，则水柱高度可达到 C. 保持喷嘴的横截面积不变，若电动机的输出功率减小为原来的，则喷水的初速度减小为原来的 D. 保持喷水的初速度大小不变，若喷嘴方向可以调节，水流喷射的最大水平距离为 第Ⅱ卷（非选择题共58分） 二、实验题（本题共2小题，共18分） 15. 用图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。 （1）为完成此实验，除了图1所示器材，还需要的器材有___________ A. 刻度尺 B. 秒表 C. 直流电源 D. 交流电源 （2）某次实验中，质量为m的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图2所示。纸带相邻两个点间的时间间隔为T，重力加速度为g，从起点O到打下B点的过程中，重物重力势能的减少量_______________，动能的增加量_______________。 （3）某同学想用如图3所示的装置验证机械能守恒定律。实验前通过调整垫块平衡了小车所受的阻力。该同学认为，平衡阻力后小车和砂桶组成的系统机械能是守恒的，你是否同意该同学的观点？请说明理由。 16. （1）关于探究平抛运动特点的实验。 a．用如图1所示装置探究平抛运动的特点，下列说法正确的是______________ A．斜槽轨道必须光滑 B．斜槽轨道末端必须保持水平 C．应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放 D．以斜槽末端紧贴槽口处作为小球做平抛运动的起点 b．用频闪照相的方法研究平抛运动的特点。如图2所示的频闪照片记录了做平抛运动的小球每隔相等时间的位置，以某位置为坐标原点O，水平方向为x轴，竖直方向为y轴建立坐标系。某同学测量出A、B、C三点的坐标分别为、和。若x轴坐标满足_________________关系，说明小球水平方向的分运动是匀速直线运动；若y轴坐标满足_____________________关系，说明小球竖直方向的分运动是匀变速直线运动。 （2）某同学想利用平抛运动的规律测量练习本与滑块间的动摩擦因数，测量工具仅有刻度尺。如图3所示，该同学在水平桌面上用硬练习本做成一个高为h，底边长为d的斜面，练习本底端与桌面平滑连接，让滑块从斜面顶端由静止滑下后沿桌面水平飞出，忽略滑块在水平桌面运动过程中的能量损失。请你写出需要测量的物理量及的表达式（用所测的物理量及h、d表示）。 三、计算题（本题共4小题，共40分。解答时，应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。） 17. 如图所示，民航客机紧急出口处设有气囊，遇紧急情况乘客可沿气囊下滑至地面。若乘客质量为，紧急出口下沿至地面的高度为，乘客由静止开始下滑到地面时速度为，用时，重力加速度取。求乘客下滑过程中： （1）重力做的功； （2）重力的平均功率； （3）阻力做的功。 18. 卡文迪什把他自己的实验说成是“称量地球的重量”。已知引力常量为，地球半径为，地球表面的重力加速度为。求： （1）地球的质量； （2）地球的第一宇宙速度； （3）我国风云卫星构建了全球气象观测网络，可为“一带一路”国家提供气象服务。已知某颗气象卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为，求该卫星的轨道半径。 19. 如图1所示，“大摆锤”是游乐场中经常见到的娱乐项目。安装测试中，座舱不自转，仅随主轴绕悬点摆动。为简化研究，将座舱等效为质量集中在A点的小球，如图2所示。若座舱到达最高点瞬间关闭电机，座舱将由静止开始摆动。已知座舱质量为M，A点到悬点O的距离为L，最大摆角为，重力加速度为g，不计任何阻力。 （1）若不考虑主轴的质量（可视为轻杆），求座舱运动到最低点时： a．座舱的速度大小v； b．主轴对座舱拉力的大小F。 （2）实际情况中主轴的质量不可忽略且质量分布复杂。现粗略地将主轴等效为轻杆和质量集中在OA中点B的小球，如图3所示。若主轴的质量为座舱质量的k倍，最大摆角，求从最高点下摆到最低点的过程中，主轴对座舱所做的功W。 20. “火箭蹦极”是一种新型游乐项目。如图1所示，游戏开始前，乘客及安全装备被锁定在最低点，此时弹性绳被拉伸。解锁后，乘客被向上弹射升空。如图2所示，某次蹦极中，乘客由位置a沿竖直方向向上弹射，到达位置b时弹性绳恰好恢复原长，位置c为能到达的最高点。 （1）将乘客视为质点，不考虑弹性绳的质量和空气阻力，在此模型下，根据弹性绳的核心物理参数及安全限制，利用AI工具绘制出乘客的速度与距点的距离的关系，如图3所示。已知乘客（包括装备）的质量，弹性绳的原长，位置到悬点的距离，重力加速度取。 a．以位置所在的水平面为参考平面，求弹性绳与乘客所组成系统的机械能； b．弹簧是弹性体的一种理想化模型。基于胡克定律可推导出弹簧弹性势能的表达式为，为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量。请根据图像推断：该弹性绳的弹力是否遵循胡克定律。 （2）实际中空气阻力对物体运动有影响。若乘客所受空气阻力与速率成正比，请在图4中定性画出乘客由位置运动到位置的过程中，弹性绳与乘客所组成系统的机械能随时间变化的图像。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $