辽宁省沈阳市第二十中学2025-2026学年高二下学期期末物理试卷

**基本信息** 以“嫦娥六号”月背采样、悬挂线等真实情境与科技素材为载体，覆盖运动学、动力学、曲线运动等核心知识，通过实验探究与综合计算考查物理观念建构及科学推理能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|物理史实、曲线运动、万有引力|第4题结合“嫦娥六号”考查卫星运动，体现科技前沿| |多选题|3/18|位移-时间图像、传送带问题|第9题传送带运动分析，分层考查动力学综合应用| |实验题|2/16|向心力、加速度探究|第12题改进实验装置，考查误差分析与数据处理| |计算题|3/38|同步卫星、板块模型|第15题板块相对运动计算，综合考查牛顿定律与运动学规律|

2025-2026学年辽宁省沈阳第二十中学高二（下）期末物理试卷 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1.在人类对物质运动规律的认识过程中，许多物理学家大胆猜想、勇于质疑，取得了辉煌的成就。下列有关科学家及他们的贡献描述中正确的是(    ) A. 卡文迪什在牛顿发现万有引力定律后，进行了“月-地检验”，将天体间的力和地球上物体的重力统一起来 B. 伽利略在对自由落体运动研究中，对斜面滚球实验，测出小球滚下的位移正比于时间的平方，并把结论外推到斜面倾角为的情况，推翻了亚里士多德的落体观点 C. 开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，提出行星绕太阳做匀速圆周运动 D. 亚里士多德提出力是改变物体运动状态的原因 2.悬挂线是数学中一种优美曲线，如图有一段质量均匀分布的细绳两端固定，构成悬挂线，曲线左右两端点的切线与水平方向夹角为和，求有水平切线的垂线所分成两部分的质量比(    ) A. B. C. D. 3.质量为M的皮带轮工件放置在水平桌面上，一细绳绕过皮带轮的皮带槽，一端系一质量为m的重物，另一端固定在桌面上。如图所示，皮带轮与桌面、细绳之间以及细绳与桌子边缘之间的摩擦都忽略不计，则重物下落过程中，皮带轮的加速度大小为(    ) A. B. C. D. 4.2024年6月25日，经过53天的太空漫游，“嫦娥六号”返回器顺利着陆，并给地球带回了一份珍贵的“快递”——来自月背的月球样品，这也是人类首次实现月背采样及返回。如图为“嫦娥六号”登月轨迹示意图，忽略“嫦娥六号”在轨道转移过程中的质量变化。下列说法中正确的是(    ) A. “嫦娥六号”从月球取回的“快递”到达地球后重力不变 B. “嫦娥六号”的发射速度大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度 C. “嫦娥六号”在近月轨道a的运行周期大于在椭圆轨道b的运行周期 D. “嫦娥六号”在近月轨道a上经过Q点时的动能小于在椭圆轨道b上经过Q点时的动能 5.在探究运动的合成和分解时，甲、乙同学分别握住晾衣绳两端，在同一水平面以相同速率v匀速靠近，晾衣绳与竖直方向的夹角逐渐减小。则晾衣架向下(    ) A. 匀速 B. 减速 C. 加速 D. 先加速后减速 6.如图所示，为竖直轴，MN为固定在上的水平光滑杆，有两个质量相同的金属球A、B套在水平杆上，AC和BC为抗拉能力相同的两根细线，C端固定在转轴上．当绳拉直时，A、B两球转动半径之比恒为2：1，当转轴的角速度逐渐增大时(    ) A. AC先断 B. BC先断 C. 两线同时断 D. 不能确定哪根线先断 7.如图所示，一固定斜面倾角为，斜面足够长。将小球从斜面顶端以速率抛出，小球最终落在斜面上，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是(    ) A. 若小球水平向右抛出，小球抛出时的速率越大，小球落在斜面瞬间速度方向与水平方向的夹角变大 B. 若小球水平向右抛出，则当时，小球距斜面的距离最远 C. 若小球垂直斜面抛出，则当小球离斜面最远时，小球的位移大小为 D. 若小球垂直斜面抛出，则小球落到斜面时的位移大小为 二、多选题：本大题共3小题，共18分。 8.如图所示是甲、乙两物体从同一点出发的位移-时间图像，由图像可以看出在这段时间内(    ) A. 甲、乙两物体始终同向运动 B. 4s时甲、乙两物体之间的距离最大 C. 甲的平均速度等于乙的平均速度 D. 甲、乙两物体之间的最大距离为3m 9.如图所示，一足够长的传送带倾斜放置，倾角。传送带以恒定速率顺时针转动。一煤块以初速度从A端冲上传送带，已知煤块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度，，，下列说法正确的是(    ) A. 煤块冲上最高点时间为 B. 煤块冲上最高点时所走的位移大小为8m C. 煤块冲上最高点时在传送带上留下的划痕为4m D. 煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间为 10.如图甲所示，在倾角的足够长的光滑斜面上，放着质量均为m的A、B两物块，轻弹簧一端与物块B相连，另一端与固定挡板相连，整个系统处于静止状态。从时刻开始，对A施加一沿斜面向上的恒力F使物块A沿斜面向上运动，在A、B分离前，它们运动的加速度随位移变化的图像如图乙所示，运动位移为l时，A与B分离。重力加速度为g，下列说法正确的是(    ) A. 恒力F的大小为 B. 弹簧的劲度系数等于 C. A与B分离时，A的加速度大小为 D. A与B分离后，A还能继续沿斜面向上运动 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11.物理课堂上同学们用如图所示的向心力演示器探究影响向心力大小的因素。已知长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽随着变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。挡板对球的弹力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，根据标尺上的等分格可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。 探究向心力和质量的关系时，可将钢球放在短槽上挡板C处，那么铝球应该放在长槽上挡板______填“A”或“B”处，并且需要调整两边塔轮的半径______填“相同”或“不同”。 探究向心力和半径的关系时，调整两边塔轮的半径相同，用两个质量相同的钢球，球1放在长槽上的挡板B处，球2放在短槽上的挡板C处，则钢球1和钢球2的线速度大小之比为______。 探究向心力和角速度的关系时，用两个质量相同的钢球，球1放在长槽上的挡板A处，球2放在短槽上的挡板C处，如果标尺上等分格显示出钢球1和钢球2所受向心力的比值为1：9，则钢球1和钢球2转动的角速度之比为______。 12.利用如图甲的实验装置“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”。 图乙是实验得到纸带的一部分，每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出。 打点计时器电源频率为50Hz，则小车的加速度大小为        结果保留3位有效数字。 实验得到的理想图像应是一条过原点的直线，但由于实验误差影响，常出现如图丙所示的①、②、③三种情况。下列说法正确的是        。 A.图线①的产生原因是小车的质量太大 B.图线②的产生原因是平衡摩擦力时长木板的倾角过大 C.图线③的产生原因是小车的质量太小 实验小组的同学觉得用图甲装置测量加速度较大时系统误差较大，所以采用图丁所示器材进行实验，同时测量小车质量M。实验中，所用交流电频率为50Hz，共5个槽码，每个槽码的质量m均为10g。实验步骤如下：ⅰ按图丁安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着5个槽码。调整轨道的倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列等间距的点，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑。 ⅱ保持轨道倾角不变，取下1个槽码即细线下端悬挂4个槽码，让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打出的点迹测出加速度a； ⅲ逐个减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤ⅱ； ⅳ以取下槽码的总个数的倒数为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出关系图线。已知重力加速度大小g取，请完成下列填空： ①写出的关系式        用m，g，M，a，n表示； ②测得关系图线的斜率为，则小车质量        结果保留两位有效数字。 四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13.为了迎接太空时代的到来，美国国会通过一项计划：在2050年前建造成太空升降机，就是把长绳的一端搁置在地球的卫星上，另一端系住升降机，放开绳升降机能达地球上，人坐在升降机里，在卫星上通过电动机把升降机拉到卫星上。已知地球表面的重力加速度，地球半径，地球自转周期为T，求： 某人在地球表而用体重计称得重800N，站在升降机中，当升降机以加速度为地球表面处的重力加速度垂直地面上升，在某一高度时此人再一次用同一体重计称得重为850N，忽略地球公转的影响，求升降机此时距地面的高度； 如果把绳的一端搁置在同步卫星上，绳的长度至少为多长？结果用g、R、T表达 14.如图所示，倾角的斜面体固定在水平面上，顶端固定有光滑的定滑轮，其左侧也有定滑轮，两侧的定滑轮等高。小球A与质量的物体B用轻绳连接，物体B放在斜面体上，滑轮与物体B间的轻绳与斜面体平行。现对小球A上施加水平向左的拉力，拴接小球A的轻绳与竖直方向的夹角，物体B与斜面体间刚好没有摩擦力，小球A到左侧定滑轮的距离，重力加速度g取，小球可视为质点，忽略空气阻力，，。 求小球A的质量和水平拉力的大小； 撤去拉力，保持物体B的位置不变，使小球A在水平面内做匀速圆周运动，连接小球的轻绳与竖直方向的夹角变为，物体B刚好不上滑，求小球A的角速度和物体B与斜面体间动摩擦因数。 15.如图所示，在水平面上有一足够长质量为的长木板，在长木板的右端放一质量也为m的小物块，长木板与小物块间的动摩擦因数为，长木板与地面间的摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，初始时长木板与小物块均静止，零时刻用水平恒力F向右拉长木板，作用时间之后撤去拉力F，撤去之后长木板的速度-时间图像如图所示，已知，，，，g取，求： 、的大小； 的大小； 小物块最终离长木板右端多远？ 答案和解析 1.【答案】B  【解析】解：牛顿发现万有引力定律后，进行了“月-地检验”，将天体间的力和地球上物体的重力统一起来，卡文迪什通过扭秤实验测出引力常量，故A错误； B.伽利略在对自由落体运动研究中，为解决自由落体运动时间难以测量的问题，先开展斜面滚球实验，测出小球滚下的位移正比于时间的平方，再将结论合理外推到斜面倾角为的自由落体情况，推翻了亚里士多德“重的物体下落更快”的落体观点，故B正确； C.开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，提出行星运动三大定律，指出所有行星绕太阳的运动轨道是椭圆，故C错误； D.亚里士多德提出力是维持物体运动状态的原因，故D错误。 故选：B。 根据相关物理史实进行分析作答。 本题主要考查了物理发展的一些历史史实，掌握相关知识是解题的关键，基础题。 2.【答案】A  【解析】解：对竖直虚线左边绳子受力分析如图所示：    根据平衡条件得：    同理对竖直虚线右边绳子受力分析如图所示，  根据平衡条件得：    联立解得有水平切线的垂线所分成两部分的质量为：，故A正确，BCD错误。  故选：A。 根据对竖直虚线左边绳子和右边绳子分别受力分析，结合水平和竖直方向上的平衡方程分析求解。 本题考查了基本受力分析，理解细绳两部分受力的不同，抓住相同的量是解决此类问题的关键。 3.【答案】C  【解析】解：相等时间内重物下落的距离是工件运动距离的2倍，因此，重物的加速度也是工件加速度的2倍，设绳子上的拉力为F， 根据牛顿第二定律有：，解得：，工件加速度为：，故C正确，ABD错误。 故选：C。 抓住相等时间内重物下落的距离是工件运动距离的2倍，得出加速度之间的关系，结合牛顿第二定律求出绳子的拉力，再隔离对工件分析，运用牛顿第二定律求出工件的加速度。 解决本题的关键通过位移关系得出加速度的关系，这是解决本题的突破口，再运用牛顿第二定律进行求解。 4.【答案】D  【解析】解：同一物体在月球上受到的重力大约是地球上重力的六分之一，所以当“快递”到达地球后所受重力变大，故A错误； B.“嫦娥六号”的发射速度应大于地球的第一宇宙速度，小于地球的第二宇宙速度，故B错误； C.根据开普勒第三定律可得“嫦娥六号”在轨道a的运行周期小于在轨道b的运行周期，故C错误； D.“嫦娥六号”在椭圆轨道b上的Q点点火减速，使此时的万有引力大于向心力，做近心运动，进入近月轨道a，则“嫦娥六号”的动能减小，故D正确。 故选：D。 根据开普勒第三定律、卫星的升轨与降轨和宇宙速度进行解得即可。 本题以“嫦娥六号”登月为情境，紧跟科技前沿，考查万有引力定律等知识，既能考查考生的物理知识和能力，又能增强考生的民族自豪感，培养考生的爱国主义情怀。 5.【答案】B  【解析】解：设晾衣架向下的速度为，晾衣架的速度与绳子下端的速度相等，则绳子右侧一段上头的速度方向向左，下头的速度方向向下，将绳子两头的速度分解如图： 则绳子的两头沿绳方向的分速度相等，即 解得，v不变，逐渐减小，逐渐减小，晾衣架向下做减速运动。故B正确，ACD错误。 故选：B。 根据速度的分解求解晾衣架的运动性质。 本题主要考查速度的合成和分解，会根据具体情况对速度进行分解求解运动性质。 6.【答案】A  【解析】解：绳子与水平方向的夹角为，根据牛顿第二定律得，则，表示绳长 知AC绳的长度大于BC绳的长度，当角速度增大时，AC绳先达到最大拉力，所以AC绳先断．故A正确，B、C、D错误． 故选： 对于小球，靠拉力在水平方向上的分力提供向心力，根据牛顿第二定律，分析绳子拉力的大小，从而确定哪根绳子先断． 解决本题的关键搞清向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解． 7.【答案】D  【解析】解：A、由平抛运动的推论可知小球速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，即，故只要小球落在斜面上，则小球落在斜面瞬时速度方向不变，故A错误；  B、将小球的重力加速度和速度均沿垂直斜面和沿斜面方向分解，则小球的运动可分解为垂直斜面方向的类竖直上抛运动和沿斜面方向的匀加速运动，由运动的分解可知垂直斜面方向的加速度和沿斜面方向的加速度大小分别为，，当小球垂直斜面方向的速度等于零时，小球离斜面最远，由运动学公式可得：，解得：，故B错误；  C、若小球垂直斜面抛出，则，则当小球离斜面最远时，小球垂直斜面方向的位移大小为：，沿斜面方向的位移大小：，则小球的总位移大小为，故C错误；  D、由类竖直上抛的对称性可知小球落到斜面时的位移大小，故D正确。  故选：D。 由平抛运动的推论可知，小球落在斜面瞬间速度方向与水平方向的夹角与初速度的关系；当小球的速度方向与斜面平行时，距离斜面最远，结合平行四边形定则求出竖直分速度，根据速度-时间公式求出小球从抛出到离斜面最远位置时的时间。 解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，分析出当小球的速度方向与斜面平行时，距离斜面最远。 8.【答案】CD  【解析】解：由图像的斜率表示物体的速度，斜率的正负对应速度方向，大小对应速度值，可知在这段时间内，甲先向正方向运动，后沿负方向运动；乙一直沿正方向运动，故甲、乙两物体不是始终同向运动，故A错误； B.由图像可知4s时，甲、乙两物体位移相等，两物体相遇，故B错误； C.由图像可知在这段时间内，甲物体运动的位移，乙物体运动的位移，，即在这段时间内，甲、乙两物体运动的位移相等，由平均速度公式，可知在这段时间内，甲的平均速度等于乙的平均速度，故C正确； D.从图像来看，两个物体纵坐标读数之差最大时，两物体相距最远，则可知时，甲、乙两物体之间的距离最大，最大值为，故D正确。 故选：CD。 图像的斜率表示物体的速度，斜率的正负对应速度方向，大小对应速度值。根据图像分析甲、乙两物体的运动情况，计算位移差和平均速度，逐一验证选项。 本题考查图像的理解与应用，需掌握以下关键点：①图像的斜率表示物体的速度，斜率的正负对应速度方向，大小对应速度值；②相遇时刻对应甲、乙两物体图像的交点；③平均速度，与运动过程无关。 9.【答案】CD  【解析】解：A、煤块先做匀减速运动，由牛顿第二定律可得 解得 设经时间煤块与传送带共速，则 代入数据得 共速后，摩擦力方向向上，由牛顿第二定律可得 解得 煤块从减速至零的时间为 代入数据得 即煤块冲上最高点时间为 故A错误； B、煤块冲上最高点时所走的位移大小为 代入数据得 故B错误； C、煤块速度减为与传送带共速的过程有 代入数据得 煤块速度为传送带减到零的过程有 代入数据得 煤块冲上最高点时在传送带上留下的划痕为4m，故C正确； D、煤块从最高点返回到A的过程有 解得 所以煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间为 代入数据得 故D正确。 故选：CD。 根据牛顿第二定律求出煤块在各个运动过程中的加速度大小，结合运动学公式求解煤块通过的位移以及煤块与传送带间的相对位移，从而求得煤块在传送带上留下的痕迹长度。结合煤块的平均速度公式进行解答。 解决本题的关键要理清煤块在整个过程中的运动规律，牛顿第二定律和运动学公式进行求解。要注意划痕重叠时按最长的计算长度。 10.【答案】ACD  【解析】解：A、F未作用时，设弹簧压缩量为，对A、B由平衡条件有由图乙可知F作用瞬间，A、B加速度大小为，此时对A、B有联立解得，故A正确；  BC、A、B分离瞬间，A、B间弹力为0，且二者加速度相等，对A有对B有，联立解得，，故B错误，C正确；  D、从F开始作用到A、B分离过程，结合可知图乙“面积”表示“”的改变量，则有，解得A、B分离时的速度满足、B分离后，对A有解得，A还能继续沿斜面向上运动，故D正确。  故选：ACD。 初始状态下，A、B静止，弹簧被压缩，弹力等于两者重力沿斜面分力之和。施加恒力F后，A、B一起运动，直到分离。分离时两者间弹力为零且加速度相同。通过整体法结合牛顿第二定律，将加速度表示为位移的函数，结合图像数据求出F、k，再分析各选项。 解决此类连接体问题，关键是把握分离条件弹力为零、加速度相同，灵活运用整体法和隔离法，结合胡克定律和牛顿第二定律，同时注意图像的物理意义，可通过积分求速度变化。 11.【答案】相同 2：1 1：3  【解析】解：根据控制变量法，探究向心力和质量的关系时，需保持小球的角速度不变、半径不变，因此铝球应该放在长槽上挡板A处，并且需要调整两边塔轮的半径相同。 根据线速度与角速度的关系可知，两边塔轮的半径相同，角速度相等； 球1放在长槽上的挡板B处，球2放在短槽上的挡板C处，则两球运动的半径之比为：：1 根据可知：：1 两球的质量和半径相等，且向心力的比值为1：9，根据 可知：：3。 故答案为：；相同；：1；：3。 根据控制变量法进行分析； 根据线速度与角速度的关系求解作答； 根据向心力公式求解作答。 本题主要考查了探究圆周运动的相关参数问题的实验，要明确实验原理，掌握线速度与角速度的关系、向心力公式的运用。 12.【答案】 B   【解析】解：相邻计数点之间的时间间隔为，小车的加速度大小为 、图线①的产生原因是，砝码盘和砝码的总质量增大到一定程度后不再满足砝码盘和砝码的总质量远小于小车质量，是由于小车质量太小造成的，故A错误； B、图线②可以看出当拉力为零时，小车就具有了加速度，则产生原因是平衡摩擦力时长木板的倾角过大所致，故B正确； C、图线③可以看出，当拉力增大到一定数值后小车才具有加速度，产生原因是没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力时倾角太小所致，故C错误。 故选：B。 对小车和槽码根据牛顿第二定律分别有 两式联立，得； ②由的关系式可知，图像的斜率，解得 故答案为：；；①；② 根据逐差法计算； 根据图像分析即可； ①根据牛顿第二定律写出图像的函数表达式； ②根据函数表达式结合斜率的数值计算即可。 掌握“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”的实验原理，能够根据牛顿第二定律写出图像的函数表达式是解题的基础。 13.【答案】解：由题意可知人的质量为： 根据牛顿第二定律得：对人： 根据万有引力等于重力得： ， 解得： 即为：。 同步卫星围绕行星做匀速圆周运动，由地球对卫星的万有引力提供卫星所需的向心力列出等式： T为地球自转周期，结合得： 答：升降机此时距地面的高度是； 如果把绳的一端搁置在同步卫星上，绳的长度至少为。  【解析】根据牛顿第二定律求出当时的重力加速度，根据万有引力等于重力，得出轨道半径，从而得出高度。 通过万有引力提供向心力，求出同步卫星的轨道半径，从而知道绳的长度。 此题考查了人造卫星的相关知识，卫星所受的万有引力等于向心力、万有引力等于重力是卫星类问题必须要考虑的问题，本题根据这两个关系即可列式求解。 14.【答案】小球A的质量为，水平拉力的大小为6N 小球A的角速度为，物体B与斜面体间动摩擦因数为  【解析】解：对小球A和物体B受力分析如图所示： 对A，由平衡条件有，，对B，由平衡条件有，代入数据可得，； 物体B刚好不上滑，对B，由平衡条件有，又， 对A，竖直方向有，代入数据可得， 小球A在水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析如图所示： 由几何关系可知轨迹半径，由牛顿第二定律可知，代入数据可得。 答：小球A的质量为，水平拉力的大小为6N； 小球A的角速度为，物体B与斜面体间动摩擦因数为。 对小球A和物体B受力分析，根据平衡条件分析； 对小球A和物体B受力分析，根据平衡条件求解动摩擦因数，根据牛顿第二定律分析角速度。 考查了受力分析正交分解的方法，牛顿第二定律的应用，熟练掌握正交分解等常用方法，分析圆周运动的关键是根据几何关系分析半径，根据受力分析向心力的来源，并熟练掌握常用表达式。 15.【答案】的大小为，的大小为 F的大小为30N 小物块最终离长木板右端的距离为  【解析】解：在时间内，小物块加速度 对小物块由牛顿第二定律有，解得。 在时间内，撤去拉力后长木板做减速运动，加速度 对长木板根据牛顿第二定律有，解得。 在时间内长木板在拉力作用下匀加速，加速度 对长木板根据牛顿第二定律有，解得。 物体运动过程中的图像如图所示： 在时间内，小物块、长木板均向右运动： 长木板的位移，解得 小物块的位移，解得 共速之后，小物块与长木板分别减至零： 长木板的位移，解得 小物块的位移，解得 小物块最终离长木板右端的距离 答：的大小为，的大小为。 的大小为30N。 小物块最终离长木板右端的距离为。 结合图像斜率求出物块、撤去拉力后木板的加速度，分别对物块、木板列牛顿第二定律方程，联立解出两个动摩擦因数。 由图像求拉力阶段木板加速度，对木板受力分析列方程算出拉力F。 分拉力加速、共速减速两个阶段，利用图像面积分别算出木板、物块各阶段位移，结合相对位移关系求出物块最终距离木板右端的长度。 本题考查由图像求加速度、牛顿第二定律多物体受力分析、滑动摩擦力计算、匀变速直线运动位移公式、板块间相对位移求解，分多运动阶段分段分析物体运动状态。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $