安徽省芜湖市2024-2025学年高一下学期6月期末物理试卷（解析版）

这是一份安徽省芜湖市2024-2025学年高一下学期6月期末物理试卷（解析版），共19页。
1、本试卷满分为100分，考试时间为100分钟。
2、本试卷包括“试题卷”和“答题卷”两部分。“试题卷”共6页，“答题卷”共4页。
3、请务必在“答题卷”上答题，在“试题卷”上答题是无效的。
4、考试结束后，请将“试题卷”和“答题卷”一并交回。
一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合要求的）
1. 物理学在发展完善的过程中，不同年代的物理学家对物理现象进行观察、思考和研究，在实验论证、逻辑推理、演绎论证等基础上建构了比较完善的体系。下列关于物理学的相关描述合理的是（ ）
A. 牛顿深入思考了月球受到的引力与地面物体受到的引力的关系，把结论推广到宇宙中的一切物体，得出科学史上最伟大的定律之一——“万有引力定律”
B. 德国天文学家开普勒研究了丹麦天文学家第谷的行星观测数据，最后发现了万有引力定律
C. 牛顿运动定律适用于微观高速的物体运动
D. 卡文迪什发现了万有引力定律并巧妙地利用扭秤装置，在实验室里比较准确地测出了引力常量G的值
【答案】A
【解析】A．牛顿通过比较月球绕地球运动的向心力与地面物体的重力，结合开普勒定律，推导出万有引力定律，并将其推广到宇宙中一切物体。此描述符合史实，A正确；
B．开普勒研究第谷的观测数据，总结出行星运动三定律，而非万有引力定律。万有引力定律由牛顿提出，B错误；
C．牛顿运动定律属于经典力学，仅适用于宏观、低速的物体运动，微观高速领域需用量子力学或相对论，C错误；
D．万有引力定律由牛顿发现，卡文迪什仅通过扭秤实验测定了引力常量G的值，D错误。
故选A。
2. 某市第四届“市长杯”中小学校园足球联赛于2024年10月25日落下帷幕。某场比赛主队罚任意球时，运动员踢出的足球，在行进中绕过“人墙”转弯进入了球门，守门员“望球莫及”。关于足球飞行过程中的情况，下列说法正确的是（ ）
A. 足球所受合外力方向与速度方向不在同一直线上，因此一定做曲线运动
B. 足球在绕过“人墙”时，受到球员施加的向前推力、重力和空气阻力，三力共同作用使其轨迹弯曲
C. 足球在下落阶段，重力做负功，导致足球的重力势能增加
D. 足球的机械能在飞行全程保持不变，因为只有动能与重力势能相互转化
【答案】A
【解析】A． 根据曲线运动的条件，当物体所受合外力方向与速度方向不共线时，轨迹必为曲线。足球绕过“人墙”转弯，说明其轨迹弯曲，故合外力与速度方向不共线，A正确。
B． 足球被踢出后，球员不再施加推力，飞行中仅受重力、空气阻力，B错误。
C． 下落阶段足球高度降低，重力做正功，重力势能减少，C错误。
D． 飞行过程中存在空气阻力，阻力做功导致机械能转化为热能，机械能减少，D错误。
故选A。
3. 如图所示，有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥，不考虑空气阻力，g=10m/s²。下列说法中正确的是（ ）
A. 在拱桥的最高点，汽车对路面的压力大于汽车的重力
B. 汽车过拱桥最高点时，速度越大，对桥面的压力越大
C. 汽车到达桥顶时速度为5m/s，汽车对桥的压力是8400N
D. 汽车以经过桥顶时恰好对桥没有压力
【答案】D
【解析】A．在拱桥的最高点，根据牛顿第二定律
解得
根据牛顿第三定律，在拱桥的最高点，汽车对路面的压力小于汽车的重力，A错误；
B．汽车过拱桥最高点时，根据
速度越大，对桥面的压力越小，B错误；
C．根据
解得
根据牛顿第三定律，汽车对桥的压力是400N，C错误；
D．汽车以经过桥顶时，汽车与桥的作用力为
根据，D正确。
故选D。
4. 2025年2月27日15时08分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丙火箭成功将四维高景一号03、04星送入预定轨道。卫星在进入预定轨道之前的某段运动轨迹为椭圆，如图所示，A、C为椭圆轨道长轴端点，B、D为椭圆轨道短轴端点。已知卫星的绕行周期为T，且仅考虑地球对卫星的引力作用。下列说法正确的是（ ）
A. 在A点速度最大
B. 在C点加速度最大
C. 从A到B的运行时间大于
D. 从A到C万有引力对行星做正功
【答案】A
【解析】A．根据开普勒第二定律，在A点速度最大，A正确；
B．根据牛顿第二定律得
解得
在A点加速度最大，B错误；
C．在A点速度最大，从A到B的运行时间小于，C错误；
D．从A到C万有引力对行星不做功，因为行星静止，D错误。
故选A。
5. 2025年春季，芜湖响水涧万亩油菜花海竞相绽放，万亩油菜花海吸引无数游人纷至沓来，成为春日芜湖最红打卡地之一。某摄制组为了拍到更广、更美的景色，采用了无人机拍摄的方法。现通过传感器将无人机拍摄的飞行过程转化为如图所示的图像，无人机仅在xy平面上运动，t=0时，无人机位于y轴上。则下列说法正确的是（ ）
A. 从t=0时刻开始无人机做匀变速直线运动
B. t=0.5s时，无人机所受的合力为4N
C. t=1.0s时，无人机的位置坐标为（5m，5m）
D. t=2.0s时，无人机速度大小是10m/s
【答案】C
【解析】A．从t=0时刻开始无人机向x轴正方向做匀加速直线运动，向y轴负方向做匀速直线运动，所以无人机做匀变速曲线运动，A错误；
B．t=0.5s时，无人机的加速度为
所受的合力为
无人机的质量未知，无法求出无人机的合力，B错误；
C．t=1.0s时，向x轴正方向运动的位移
x轴坐标为5m
向y轴负方向匀速运动的速度
t=1.0s时，向y轴负方向运动的位移
y轴坐标为
无人机的位置坐标为（5m，5m），C正确；
D．t=2.0s时，向x轴正方向运动的速度为
t=2.0s时，向y轴负方向运动的速度为
无人机的速度大小是，D错误。
故选C。
6. 如图所示的装置中，左侧的轮子利用皮带带动右侧轮轴转动。已知b是轮轴上的一点，到轴心的距离为r，a、c、d分别是三个轮（轴）边缘上的点，到轴心的距离，则以下说法错误的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】C．半径之比为
根据得，
同轴转动时
解得，C错误，符合题意；
B．根据得，
B正确，不符合题意；
A．根据，线速度之比为
A正确，不符合题意；
D．根据，线向心加速度之比为
D正确，不符合题意。
故选C。
7. 芜湖方特彩虹滑道是备受游客喜爱的特色设施，其滑道可近似看作光滑轨道（如图所示）。质量为m的小球从该光滑游乐滑道上滑下，在到达高度为h1的位置A时，速度大小为v1，滑到高度为h2的位置B时，速度大小为v2，则（ ）
A. 小球从A到B的过程中，动能的增加量为
B. 小球在从A滑到B的过程中，重力做功
C. 小球从A到B的过程中，由于不清楚支持力是否做功，所以无法断定机械能是否守恒
D. 以曲面顶部为参考面，则小球在B处重力势能比在A处的重力势能大
【答案】B
【解析】A．小球从A到B的过程中，动能的增加量为，A错误；
B．小球在从A滑到B的过程中，重力做功，B正确；
C．小球从A到B过程中，支持力与速度始终垂直，支持力不做功，机械能守恒，C错误。
D．以曲面顶部为参考面，则小球在B处重力势能比在A处的重力势能小，D错误。
故选B。
8. 如图所示，倾角的斜面，在斜面顶端向左水平抛出小球，同时在底端正上方与点等高度处水平向右抛出小球，小球、同时落在点，点为斜边的中点，则（ ）
A. 小球落在点时速度方向与斜面的夹角为
B. 小球、的初速度大小可以不相等
C. 小球一定垂直撞在斜面上
D. 改变小球的初速度，小球落在斜面上的速度方向都相同
【答案】D
【解析】A．对球1，
落在点时速度方向与水平的夹角
则，即落在点时速度方向与斜面的夹角不等于，选项A错误；
B．小球1、2下落的竖直高度相等，则运动时间相等，水平位移相等，可知两球的初速度大小相等，选项B错误；
C．由A的分析可知，小球2落在斜面上时速度方向与水平方向的夹角也为，可知小球2不是垂直撞在斜面上，选项C错误；
D．根据A的分析可知，小球1落在斜面上的速度方向与水平方向的夹角为定值，可知改变小球1的初速度，小球1落在斜面上的速度方向都相同，选项D正确。
故选D。
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的选项中，有多个符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答得0分）
9. 我国全自主研制的西光壹号系列卫星“探骊号”，于2025年5月21日搭载力箭一号遥七运载火箭成功发射升空，最终稳定运行在轨道高度约为525km的中轨道，这是一颗“智能体”技术验证卫星，将进行星上智能处理等多项前沿技术验证，推动卫星智能控制和数据处理迭代。如图所示，为中轨道卫星和同步卫星绕行示意图。下列说法正确的是（ ）
A. 在轨稳定运行时该卫星的加速度比同步卫星的小
B. 该卫星稳定运行的速度大小一定小于7.9km/s
C. 该卫星在轨运行过程中受到的万有引力不变
D. 该卫星在轨运行角速度大于同步卫星的角速度
【答案】BD
【解析】根据
可得，，
因中轨道卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，可知中轨道卫星的加速度比同步卫星的大；该卫星在轨运行角速度大于同步卫星的角速度；卫星在轨运行过程中受到的万有引力大小不变，但方向不断变化；卫星稳定运行时轨道半径大于近地卫星的半径，可知其速度大小一定小于7.9km/s。
故选BD。
10. 在某次投篮表演中，运动员在空中一个漂亮的投篮，篮球以与水平面成的倾角准确落入篮筐，这次跳起投篮时，投球点和篮筐正好在同一水平面上，如图所示。设投球点到篮筐距离为10m，忽略空气阻力影响，g取10m/s²。下列说法中正确的是（ ）
A. 篮球运动到最高点时速度最小
B. 篮球进筐时的速度和刚抛出时的速度相同
C. 篮球从投出到落入篮筐运动时间为s
D. 篮球投出后的最高点相对篮筐的竖直高度为2.5m
【答案】AD
【解析】A．篮球在水平方向做匀速直线运动，速度不变；在竖直方向做竖直上抛运动，运动到最高点时竖直方向速度为0 。根据速度的合成有
由于此时竖直速度为0，故合速度最小，故A正确；
B．篮球进筐时和刚抛出时，水平速度大小和方向都不变，但竖直速度大小相等、方向相反。根据速度的合成，速度是矢量，进筐时的速度和刚抛出时的速度大小相等，但方向不同，所以速度不同，故B错误；
C．设斜抛初速度为,根据斜抛运动规律可知
解得
则篮球从投出到落入篮筐运动时间为
故C错误；
D．篮球投出后的最高点相对篮筐的竖直高度为
故D正确。
11. 如图甲所示，一条不可伸长的轻质软绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个a球和b球，b球的质量是a球的3倍。用手按住a球静止于地面时，b球离地面的高度为h。现从静止释放a球，在b球落地前的过程中，a、b两球的重力势能随时间t的变化关系如图乙所示，a球始终没有与定滑轮相碰，a、b始终在竖直方向上运动，两球均可视为质点，不计定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦，空气阻力不计，取地面为零重力势能面，重力加速度g=10m/s²，则（ ）
A. b球的机械能守恒
B. 在b球落地前a、b球重力势能之和不断减小
C. t=0.3s时a、b球离地面的高度差为0.15m
D. a球上升最高点距地面的高度为0.48m
【答案】BC
【解析】A．b球下落过程，由于绳子拉力对b球做负功，b球的机械能减少，故A错误；
B．在b球落地前，b球下落高度等于a球上升高度，且b球的质量是a球的3倍，则a、b球重力势能之和不断减小，故B正确；
C．设a球的质量为，b球的质量为，对两球组成的整体受力分析，由牛顿第二定律得
解得加速度大小为
则，a球上升的高度
由图乙可知，时两球重力势能相等，则有
解得
则时a、b球离地面的高度差为，故C正确；
D．从释放到b球落地瞬间，对a球，根据运动学公式可得
b球落地后，a球继续向上运动的高度为
则a球上升最高点距地面高度为，故D错误。
故选BC。
12. 备受瞩目的沪苏湖高铁已于2024年12月底开通运营，芜湖至上海的时空距离进一步压缩。如图所示为一列复兴号动车组在水平长直轨道上的运行图，由8节质量均为m的车厢编组运行，其中第2、4、5、7节车厢为动力车厢。列车由静止开始以额定功率P（总功率）运行，每节动力车厢提供的功率均相同，经过一段时间t达到最大速度vm。列车向前运动过程中，只有第1节车厢会受到前方空气的阻力，且阻力大小与速度成正比，其余阻力不计，P、m、vm均为已知量，则（ ）
A. 列车以额定功率P运行过程加速度不断减小
B 列车速度从0变化到vm过程，动车组动力做功大于
C. 列车行驶的最大速度vm与功率P成正比
D. 当列车速度为时，第4节车厢对第5节车厢的作用力大小为
【答案】BD
【解析】A．由题意，对列车根据牛顿第二定律有
可以看出随列车速度的增加，列车的加速度是减小的，当列车加速度减为0后列车以最大速度做匀速运动，之后加速度保持不变，故A错误；
B．对列车，根据动能定理有
动车组动力做功为
故B正确；
C．当列车达到最大速度时，有
可得
故C错误；
D．当列车达到最大速度时，有
当列车速度时，对列车根据牛顿第二定律有
对5、6、7、8节车厢，有
解得
故D正确。
故选BD。
三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分）
13. 某学习小组用如图所示的装置“探究平抛运动的特点”。
（1）如图所示，安装实验装置，使斜槽M末端______，使固定的背板竖直，并将一张白纸和复写纸固定在背板上，N为水平放置的可上下调节的倾斜挡板。
（2）让钢球从斜槽上某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动，使小球的轨迹与背板平行。钢球落到倾斜的挡板N上，挤压复写纸，在白纸上留下印迹。
（3）上下调节挡板N，进行多次实验，每次使钢球从斜槽上______（选填“同一”或“不同”）位置由静止滚下，在白纸上记录钢球所经过的多个位置。
（4）以斜槽水平末端端口处小球球心在白纸上的投影点为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴。
（5）取下坐标纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来，得到钢球做平抛运动的轨迹。
（6）若坐标纸上记录了钢球所经过的A、B、C三个位置，如图所示。图中每格的边长为L，重力加速度为g。钢球做平抛运动的初速度为______（用L、g表示）。
【答案】（1） 水平 （3）同一 （6）
【解析】（1）为了确保小球飞出斜槽末端速度方向水平，安装实验装置，应使斜槽M末端水平；
（3）为了确保小球飞出斜槽末端的速度大小一定，实验中，每次均应使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下；
（6）小球做平抛运动，水平方向上有
竖直方向上有
解得
14. 下图为某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律的装置，实验的主要步骤有:
A.将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平。
B.测出挡光条的宽度d。
C.将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离L。
D.释放滑块，读出遮光条通过光电门的挡光时间t。
E.用天平称出托盘和砝码的总质量m1。
F.……
回答下列问题:
（1）在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少了____________。
（2）为验证机械能守恒定律，还需要测量哪个物理量__________________________（用字母表示，并说明含义）
（3）若要符合机械能守恒定律的结论，以上测得的物理量应该满足怎样的关系_______。该同学处理实验数据后发现，系统的动能增加量总是略小于系统的重力势能的减少量，原因可能是________________。（写一条即可）
（4）多次改变挡光条到光电门的距离，测出多组L和t，作出L随的变化图像如右图所示，图线为过坐标原点的直线，如果在误差允许的范围内，当地的重力加速度大小为g=________时，可以判断砝码带动滑块运动过程中砝码和滑块构成的系统机械能守恒。（用题中已知量和测得的物理量符号表示）
【答案】（1） （2）滑块与挡光条的总质量
（3） 有阻力做功 （4）
【解析】【小问1解析】
在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少了；
【小问2解析】
要验证的关系为
可知为验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量是滑块与挡光条的总质量。
【小问3解析】
因
可知要验证的关系为
该同学处理实验数据后发现，系统的动能增加量总是略小于系统的重力势能的减少量，原因可能是有阻力做功。
【小问4解析】
根据
可得
可得
解得
四、计算题（本题共4小题，第15小题6分，第16小题8分，第17小题10分，第18小题12分，共36分；要求写出主要的计算公式、解题步骤和必要的文字说明）
15. 某市救援队利用无人机进行水面应急救援方案实施演练。如图所示，一架无人机正准备向假定游客落水点空投急救用品，急救用品的底面离水面高度h=45m，无人机以v0=20m/s的速度水平匀速飞行。若空气阻力和风速影响均忽略不计，重力加速度g=10m/s2。求:
（1）为了使投下的急救用品落在指定地点，无人机应该在离指定地点水平距离多远的地方进行投放?
（2）投放的急救用品落到水面上时，速度的大小是多少?
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
急救用品做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，有
急救用品在水平方向上做匀速直线运动，在时间t内的水平位移
联立可得
即无人机应在离假定落水点水平距离60m处投放急救用品
【小问2解析】
设急救用品落到水面上时竖直方向速度的大小为，有
急救用品落到水面上时，速度的大小
代入数据可得
16. 2025年4月25日凌晨，搭载神舟二十号载人飞船的三名宇航员成功进入中国空间站，与神舟十五号航天员乘组实现“太空会师”（如图所示），这是中国航天史上第六次“太空会师”。若空间站绕地球做匀速圆周运动，运行周期为T，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，地球半径为R，忽略地球自转的影响，求：
（1）地球密度ρ；
（2）中国空间站的轨道高度h。
【答案】（1） （2）
【解析】
小问1解析】
设地球质量为，在地球表面对质量为的物体，由于不计地球自转的影响，得
整理得
又有
联立以上各式可得
【小问2解析】
设中国空间站质量为m，轨道半径为r，由万有引力提供向心力得
又
联立以上各式可得
所以中国空间站轨道高度
17. 如图所示，一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角θ=30°。一条长为L的绳（质量不计），一端固定在圆锥体的顶点O处，另一端拴着一个质量为m的小球（可看作质点），小球以角速度ω绕圆锥体的轴线做水平匀速圆周运动。求：
（1）当时，绳对小球的拉力大小；
（2）当时，绳对小球的拉力大小。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
设小球角速度为时恰好与锥面无作用力，小球所受重力与绳拉力的合力提供向心力，即
解得
因
故小球已脱离锥面，设此时绳子与轴线的夹角为，绳子拉力水平分力提供小球做圆周运动的向心力，即
解得
【小问2解析】
由于此时小球角速度
故小球未脱离锥面，与锥面间有弹力，水平方向由牛顿第二定律得
竖直方向由力的平衡关系得
联立以上两式可得
18. 某学习小组设计了一个力学游戏实验探究装置，如图所示，该装置由安装在水平台上的固定弹射器和两个半径均为R=0.8m的“S”形圆弧轨道ABC、水平直轨道CD、EF、传送带DE以及竖直挡板FG组成，轨道各部分平滑连接。O1、O2为两圆弧轨道圆心，O1、O2连线与竖直线间的夹角均为，且A、C两点切线水平。传送带DE长度L=3m，速度=10m/s逆时针匀速转动。可视为质点的滑块质量m=2kg，被弹射器由静止弹射，弹簧的弹性势能全部转化为滑块动能，滑块被弹射出去后从A点进入圆弧轨道，它与传送带之间的滑动摩擦因数，其余各处摩擦均不计。滑块碰到挡板后会以原速率反弹，重力加速度取g=10m/s²。

（1）若滑块恰好不脱离“S”形圆弧轨道，求释放滑块时弹簧的弹性势能；
（2）满足（1）问条件下，求滑块刚进入圆弧轨道BC时，受到轨道弹力大小；
（3）若弹簧被压缩后具有的弹性势能=16J，求滑块从弹出到第二次至D点过程与传送带间产生的总热量。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
滑块恰好不脱离圆弧轨道，在A处有
根据能量守恒可得
联立解得
【小问2解析】
设滑块到达B点的速度为，根据机械能守恒可得
对滑块在B点，设轨道对滑块的弹力大小为，由牛顿第二定律得
联立可得
【小问3解析】
设滑块到达D点的速度为，根据机械能守恒可得
解得
物块从D点至E点过程，加速至的位移为则有
解得
即刚好到达E点与传送带共速，即
此过程因摩擦产生的热量
物块与挡板DF碰后，以速度大小从E点滑上做匀减速运动，根据运动对称性可知第二次回到D点速度大小仍为，此过程因摩擦产生的热量
所以总热量