天津市滨海新区2024-2025学年高一下学期期末检测物理试卷（解析版）

这是一份天津市滨海新区2024-2025学年高一下学期期末检测物理试卷（解析版），共15页。
第I卷选择题
注意事项：
1．每题选出答案后，将题目答案写在答题纸的表格对应位置。
2．本卷共12小题，每小题4分，共48分。
一、单项选择题（每小题4分，共32分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。）
1. 如图，水平桌面上一小铁球沿直线运动。若在铁球运动的正前方A处或旁边B处放一块磁体，下列关于小铁球运动的说法正确的是（ ）
A. 磁体放在A处时，小铁球做匀速直线运动
B. 磁体放在A处时，小铁球做直线运动，加速度大小不变
C. 磁体放在B处时，小铁球做曲线运动，加速度不变
D. 磁体放在B处时，小铁球做曲线运动，加速度大小和方向都变
【答案】D
【解析】AB．磁体放在A处时，小铁球受磁体的引力方向与速度方向共线，且引力逐渐变大，可知小铁球做加速度增大的变加速直线运动，选项AB错误；
CD．磁体放在B处时，小铁球受磁体的引力方向与速度方向不共线，小铁球做曲线运动，随引力的增加，加速度大小和方向都变，选项C错误，D正确。
故选D。
2. 关于天体运动研究的内容及物理学史以下描述正确的是（ ）
A. 第谷在其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
B. 牛顿发现了万有引力定律，并通过扭秤实验测出了引力常量的数值
C. “月-地检验”成功验证了地球对月球的引力与地球对地面物体的引力都遵循相同的规律
D. 天王星是先通过理论计算，后经过实际观测发现的行星，因此被称为“笔尖下发现的行星”
【答案】C
【解析】A．第谷进行了长期的天文观测，但总结行星椭圆轨道规律的是开普勒，A错误；
B．牛顿发现万有引力定律，但引力常量G是卡文迪许通过扭秤实验测出的，B错误；
C．“月-地检验”通过计算验证了地球对月球和地面物体的引力遵循相同规律（即万有引力定律），C正确；
D．“笔尖下发现的行星”是海王星（通过理论预测后观测到），天王星是直接观测发现的，D错误。
故选C。
3. 如图是自行车传动装置示意图，大小齿轮的半径之比为，A、B分别为大小齿轮边缘上的两点。若在转动过程中链条不打滑，关于A、B两点下列说法正确的是（ ）
A. 线速度大小之比为
B. 角速度大小之比为
C. 向心加速度大小之比为
D. 周期大小之比为
【答案】C
【解析】AB．A、B分别为大小齿轮边缘上的两点，在转动过程中链条不打滑，则A、B两点线速度大小相等；根据，可得A、B两点的角速度之比为，故AB错误；
C．根据，可得A、B两点的向心加速度大小之比为，故C正确；
D．根据可知，A、B两点的周期大小之比为，故D错误。
故选C。
4. 如图所示，我国歼舰载机在航母水平甲板上降落时，钩在拦阻索上的尾钩使飞机受到与水平方向成角的斜向下的恒定拉力F作用，沿水平方向移动距离s，在此过程中力F对飞机做的功为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由题意可知，拉力与位移方向上的夹角为，则根据功的公式可得
故选C。
5. 如图所示，杂技演员进行表演时，可以悬空靠在匀速转动的圆筒内壁而不掉下来。下列说法正确的是（ ）
A. 演员受到重力、支持力、静摩擦力、向心力的作用
B. 演员所需的向心力由重力提供
C. 圆筒的角速度越大，演员所受的静摩擦力越大
D. 圆筒的角速度越大，演员所受的支持力越大
【答案】D
【解析】ABD．对演员进行受力分析，演员受到重力、支持力、静摩擦力的作用，其中演员所需的向心力由支持力提供，根据牛顿第二定律可得
可知圆筒的角速度越大，演员所受的支持力越大，故AB错误，D正确；
C．竖直方向根据平衡条件可得
可知演员所受的静摩擦力与圆筒的角速度无关，故C错误。
故选D。
6. 华为推出搭载麒麟9000s芯片的手机，可通过地球同步轨道的静止卫星“天通一号01”实现大范围移动通信。关于该卫星（视为绕地做匀速圆周运动）下列说法正确的是（ ）
A. 该卫星定点于我国上空
B. 该卫星运行的速率小于第一宇宙速度
C. 该卫星运行的周期大于24小时
D. 该卫星在同步轨道上处于平衡状态
【答案】B
【解析】A．地球同步卫星必须定点于赤道正上方，而我国大部分位于北半球，故该卫星不可能定点于我国上空，故A错误；
B．由
解得卫星围绕地球做圆周运动的线速度为
所以第一宇宙速度是近地轨道卫星的最大环绕速度，同步卫星轨道半径更大，速率更小，故B正确；
C．同步卫星运行周期等于地球自转周期（24小时），故C错误；
D．卫星做匀速圆周运动时，所受合力提供向心力，处于非平衡状态，故D错误。
故选B。
7. 如图所示，质量为的小球，从离桌面高的A处由静止下落，桌面离地面B处高度为。若以桌面为参考平面，重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A. 小球在A点的重力势能为
B. 小球在B点的重力势能为
C. 由A点下落至B点过程中小球重力做功为
D. 由A点下落至B点过程中小球重力势能的变化量为
【答案】C
【解析】ABD．以桌面为参考平面，小球在A点的重力势能为
小球在B点的重力势能为
由A点下落至B点过程中小球重力势能的变化量为，故ABD错误；
C．由A点下落至B点过程中小球重力做功为，故C正确。
故选C。
8. 一列质量为的动车，初速度为，以恒定功率在平直轨道上运动，该功率下能达到的最大行驶速度为，假定动车行驶过程中所受阻力保持不变。则在加速阶段（ ）
A. 动车的加速度保持不变B. 动车受到阻力大小为
C. 动车受到阻力大小为D. 牵引力做功
【答案】B
【解析】A．根据
由于功率恒定，速度增大，则牵引力减小，根据牛顿第二定律可知，动车先做加速度减小的加速运动，当牵引力与阻力平衡时，加速度为0，速度达到最大值，动车开始做匀速直线运动，故A错误；
BC．结合上述，当速度达到最大值时有
解得，故B正确，C错误；
D．根据动能定理有
解得牵引力做功，故D错误。
故选B。
二、不定项选择题（每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中都有多个选项是正确的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分。）
9. 跳伞表演是观赏性很强体育项目，当运动员从直升飞机由静止跳下后，在下落过程中会受到水平风力的影响，如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A. 风力越大，运动员下落时间越长
B. 风力越大，运动员着地速度越大
C. 运动员下落时间与风力无关
D. 运动员着地速度与风力无关
【答案】BC
【解析】AC．运动员同时参与两个分运动，水平方向随空气匀速运动，竖直方向在降落伞张开前先加速，降落伞张开后先减速后匀速，由于竖直分运动不受水平分运动的干扰，故运动时间与风速无关，故A错误，C正确；
BD．运动员落地速度由水平分速度和竖直分速度合成，水平分速度由风速决定，故风速越大，合速度越大，故B正确，D错误
10. 已知空间站质量为，离地面的高度为，地球的半径为，地球的质量为，万有引力常量为。若空间站可视为绕地心做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A. 空间站的线速度大小为
B. 空间站的向心加速度大小为
C. 空间站的运行周期为
D. 空间站的角速度大小为
【答案】BD
【解析】AB．对空间站有
解得，
故A错误，B正确；
CD．对空间站有
解得，
故C错误，D正确。
故选BD。
11. 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
D. 丁图中同一小球在光滑固定的圆锥筒内、位置先后做匀速圆周运动，在、两位置小球角速度大小相等
【答案】BC
【解析】A．汽车通过拱形桥的最高点时，加速度方向竖直向下，处于失重状态，故A错误；
B．根据牛顿第二定律，在最低点
在最高点有
在最低点支持力更大，可知衣物运动到最低点B点时脱水效果更好，故B正确；
C．火车转弯时，由外轨的侧压力提供向心力，为了保护铁轨，减小外轨所受的侧压力，往往使外轨略高于内轨，这样也防止了火车向外脱轨，故C正确；
D．设筒壁与竖直方向夹角为，对小球有
解得
由于小球在A、B两点做圆周运动的r不同，故角速度不同，故D错误。
故选BC。
12. 如图所示，质量为的物体（可视为质点）以某一速度从点冲上倾角为的固定斜面。若物体沿斜面减速运动的加速度大小为，在斜面上能够上升的最大高度为。则在这个过程中，下列对于物体的描述正确的是（ ）
A. 动能损失了B. 机械能损失了
C. 机械能损失了D. 克服摩擦力做功
【答案】AC
【解析】A．动能损失量为克服合力做功的大小，动能损失量为，故A正确；
BCD．加速度大小为
解得摩擦力为
机械能损失量等于克服摩擦力做的功，即，故C正确，BD错误。
故选AC。
第II卷 非选择题（共52分）
注意事项：
1．用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题纸上。
2．本卷共5题，共52分。
三、实验题（本题共2小题，共12分）
13. 以下为某学习小组在“探究平抛运动的特点”时的实验操作。
（1）用如图甲所示装置获得钢球的平抛轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下列操作要求正确的是_______（填正确选项字母）。
A. 斜槽的末端必须调节成水平
B. 每次释放小球的位置必须相同
C. 记录小球位置时，每次必须严格地等距离下降
D. 小球运动时可以与木板上的白纸相接触
（2）图乙是实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，轨迹①所对应的小球在斜槽上释放的位置________（选填“较低”或“较高”）。
（3）按正确的操作步骤得到如图丙所示的小球的运动轨迹，在轨迹上取、、三点，以点为坐标原点，、坐标如图所示，则小球平抛的初速度________（取）。
【答案】（1）AB （2）较高 （3）2
【解析】
【小问1解析】
A．斜槽的末端必须调节成水平，保证小球初速度水平，抛出后做平抛运动，故A正确；
B．每次释放小球的位置必须相同，保证平抛的初速度相同，故B正确；
C．记录小球位置时，不需要每次必须严格地等距离下降，只要保证小球平抛即可，故C错误；
D．小球运动时只受重力作用，所以不应与木板上白纸相接触，故D错误。
故选AB。
【小问2解析】
由图可知小球下落相同高度时，图线①所对应的小球水平位移大，说明图线①所对应的小球水平速度大，根据能量守恒，图线①所对应的小球在斜槽上释放的位置较高。
【小问3解析】
竖直方向上
水平方向上
可得
14. 某小组用如图甲所示的实验装置“验证机械能守恒定律”。
（1）下面几个操作步骤：
A.将打点计时器接到电源的“直流输出”上
B.用天平测出重物的质量
C.先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带
D.测量纸带上某些点间的距离
其中没有必要进行的步骤是________，操作不当的步骤是________（均填步骤前的选项字母）。
（2）按正确合理的方法进行操作，打出一条纸带。选取纸带上连续打出的1、2、3、4四个点如图乙所示。已测出点1、2、3、4到打出的第一点的距离分别为，打点计时器的打点周期为。若代入所测数据能满足表达式________，则可验证重物下落过程机械能守恒（用题目中已测出的物理量表示）。
（3）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是________。
A. 利用公式计算重物速度B. 利用公式计算重物速度
C. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响D. 没有采用多次实验取平均值的方法
【答案】（1） B A （2） （3）C
【解析】
【小问1解析】
A．打点计时器使用交流电源，将打点计时器接到电源的“直流输出”上是错误的，故操作不当的步骤是A；
B．实验需要验证重力势能的减少量与动能的增加量是否相等，重物的质量可以约去，实验不需要用天平测出重物的质量，则没有必要的步骤是B；
C．为充分利用纸带，应先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带，故C正确；
D．为处理实验数据，需要测量纸带上某些点间的距离，故D正确。
小问2解析】
从打出的第一点到打出第3个点过程，重物减少的重力势能为
重物增加的动能为
其中
若重物下落过程机械能守恒，则有
联立，解得
【小问3解析】
A．利用公式计算重物速度，实际上默认机械能守恒，不会造成重力势能的减少量大于动能的增加量，故A错误；
B．利用公式计算重物速度，实际上默认机械能守恒，不会造成重力势能的减少量大于动能的增加量，故B错误；
C．重物下落过程存在空气阻力和摩擦阻力的影响，重物下落过程要克服阻力做功，机械能有损失，导致重力势能的减少量大于动能的增加量，故C正确；
D．验证机械能守恒定律实验，采用多次实验取平均值的方法不会消除实验误差，故D错误。
故选C。
四、综合题（本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
15. 在某次网球单打网前截击中，若网球以的速度水平击出，击出点距离地面的高度为。忽略空气阻力，重力加速度的大小。求：
（1）网球在空中飞行的时间；
（2）网球落地点与击出点的水平距离。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
网球下落高度
代入题中数据，解得
【小问2解析】
网球落地点与击出点的水平距离
已知水平初速度
联立解得
16. 如图所示，返回式月球软着陆器在完成了对月球表面的考察任务后，由月球表面回到绕月球做圆周运动的轨道舱。已知月球的半径为R，轨道舱到月球表面的距离为h，引力常量为G，月球表面的重力加速度为g，不考虑月球的自转。求：
（1）月球的质量M；
（2）月球的第一宇宙速度；
（3）轨道舱绕月飞行周期T。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）设月球表面上质量为m1的物体，其在月球表面有
月球质量
（2）根据重力和向心力的关系可知
解得
（3）轨道舱绕月球做圆周运动，设轨道舱的质量为m，由牛顿运动定律得
解得
17. 如图所示，水平轨道的左端与固定的光滑竖直四分之一圆弧轨道相切与点，右端与一倾角的光滑斜面轨道在点平滑连接，物体经过点时速率不变。斜面顶端固定一轻质弹簧，一质量的滑块从圆弧轨道的顶端点由静止释放，经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧，第一次可将弹簧压缩至点。已知光滑圆弧轨道的半径，水平轨道长，滑块与水平轨道之间的动摩擦因数，光滑斜面轨道上长，取。求：
（1）滑块第一次经过点时速度大小以及轨道对它的支持力大小；
（2）滑块第一次滑上斜面将弹簧压缩至点过程中克服弹力做的功；
（3）滑块最后停止的位置离点的距离。
【答案】（1）10m/s、60N （2）40J （3）2m
【解析】
【小问1解析】
滑块从到机械能守恒，则有
解得
对滑块在点应用牛顿第二定律可得
代入数据解得
【小问2解析】
滑块第一次滑上斜面将弹簧压缩至点的过程由动能定理可得
其中
解得
【小问3解析】
结合滑块受力情况，滑块最终将停在水平轨道上。
设滑块在上通过的总路程s，从开始到最终停下来的全过程，由动能定理可得
代入数据解得
故滑块最后停下的位置离点距离