2025-2026学年北京市西城区高一（下）期末物理试卷（卷一）

这是一份2025-2026学年北京市西城区高一（下）期末物理试卷（卷一），共3页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.物体做匀速圆周运动的过程中保持不变的物理量是（ ）
A. 线速度B. 动能C. 加速度D. 向心力
2.彗星围绕太阳沿椭圆轨道从近日点向远日点运动，关于太阳对它的万有引力F及其运动速度v的说法正确的是（ ）
A. F逐渐减小B. v逐渐增大C. F不做功D. F做正功
3.如图所示，将完全相同的小球1、2分别从同一高度由静止释放，1球自由下落，2球沿固定的光滑斜面下滑。从两个小球开始运动到落地的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 重力对两球做功不等B. 合力对两球做功不等
C. 两球重力的平均功率不等D. 落地前瞬间，重力的瞬时功率相等
4.北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统。关于其中的静止卫星，下列说法正确的是（ ）
A. 各静止卫星不一定在同一轨道上B. 卫星在运动中可能经过北京上空
C. 卫星的线速度大于7.9km/sD. 卫星的向心加速度小于9.8m/s2
5.“科学真是迷人”，若测出月球绕地球做圆周运动的半径r、周期T，以及地球发面的重力加速度g,根据万有引力定律就可以“称量”地球的质量了。已知引力常量为G，则地球的质量为（ ）
A. B. C. D.
6.如图所示，两个相同的茶杯A、B放在餐桌的自动转盘上，B离转盘中心O点的距离比A离中心的距离大。转盘匀速转动，A、B与转盘保持相对静止。若杯子所受的鼓大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A. 杯子A受到的摩擦力比B大
B. 杯子A、B受到的摩擦力一样大
C. 若转盘角速度逐渐增大，杯子B一定先滑动
D. 若转盘角速度逐渐增大，两个杯子将同时开始滑动
二、多选题：本大题共4小题，共12分。
7.如图是翻滚过山车的实验模型。质量为m的小球从曲面轨道上的A点由静止下滑后，恰能在半径为R的竖直圆轨道上完成圆周运动。已知B为轨道最低点，C为轨道最高点，重力加速度为g。小球可视为质点，不计一切摩擦和空气阻力，且轨道各处平滑相连。下列说法正确的是（ ）
A. 小球在C点时的速度等于0B. 小球在C点时对轨道的压力等于mg
C. 小球在B点时的速度为D. 小球释放时距B点的高度等于2.5R
8.如图所示，静止的足球被运动员以速度v0从水平地面的位置1踢出后，沿如图所示的轨迹运动到位置3。足球在最高点2时距地面高度为h且速度大小为v。已知足球质量为m,重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 足球在空中运动的过程中，机械能不守恒
B. 从位置2到位置3的过程，足球的动能增加mgh
C. 踢球时，运动员对足球做的功大于mg+mv2
D. 从位置1到位置2的过程，阻力对足球做功-mgh-mv2
9.某同学使用如图所示的方式将卡在球筒底部的羽毛球从筒内取出：初始时，手握球筒底部保持静止，手臂和球筒均处于水平状态。随后甩动球筒，使其绕手肘O点在竖直平面内做圆周运动。当球筒运动到最低点时，羽毛球恰要相对球筒滑动，羽毛球和球筒间的最大静摩擦力为4mg。已知羽毛球质量为m,可视为质点，羽毛球到O点的距离为R，重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 球在最低点时受到的摩擦力方向向下
B. 球在最低点时的线速度为
C. 球在最低点时的角速度为
D. 此过程中球筒对羽毛球做的功为mgR
10.天文观测发现，我们所处的宇宙正在膨胀。多方面的分析表明，宇宙是从一个尺度极小的状态发展演化来的。观测者在宇宙中的任何一个星系上向任何方向看去，会看到所有其他的星系都在加速远离自己，且远离观测点的速率v满足哈勃定律v=Hr,其中r为星体到观测者的距离，H为哈勃系数，H与r无关但随时间减小。目前在地球上观测到距地球为r0的某星系，远离观测点的速率为v0，哈勃系数为H0。已知星系的远离观测点的速率的上限是光速c。下列说法正确的是（ ）
A. 当该星系运动到距观测点的距离为2r0时，速率为2v0
B. 目前距离地球2r0处的星系，速率为2v0
C. 宇宙演化至今的时间大于
D. 目前在地球上可观测的宇宙半径为
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验装置如图1所示。已知小球在槽中A、B、C位置做圆周运动的半径之比为1：2：1。塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比分别为1：1、2：1和3：1，如图2所示。
（1）甲同学实验时，将两个等质量的小球放在A、C位置，皮带套在第二层塔轮上。该同学此次实验是为了探究小球的向心力大小与______（选填“半径”“角速度”或“质量”）的关系。若匀速转动手柄，稳定后左右标尺露出长度的比值应等于______。其他条件不变，若增大手柄转动的转速，稳定后左有标尺露出长度的比值应______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）乙同学为探究向心力与质量的关系，应将两个质量不同的小球放在______位置（选填“A、C”“A、B”或“B、C”），皮带套在第______层塔轮上。
12.某同学利用图1所示的装置验证机械能守恒定律。
（1）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是______。
A.交流电源
B.刻度尺
C.秒表
D.天平（含砝码）
（2）实验得到如图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到重物下落的起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g,计时器打点周期为T，设重物的质量为m,从O点到B点的过程中，重物重力势能的减少量为______，动能的增加量为______。
（3）通过多次实验，该同学发现重力势能的减小量总是略大于动能的增加量，产生这一误差的主要原因是______。
（4）取打下O点时重锤的重力势能为零，计算出该重锤下落不同高度h时所对应的重力势能Ep和动能Ek，建立坐标系，横轴表示h,纵轴表示Ep和Ek，根据以上数据在图3中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ。已求得图线Ⅰ斜率的绝对值为k1，图线Ⅱ的斜率为k2。则重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为______（用k1和k2表示）。
四、计算题：本大题共3小题，共32分。
13.图1所示是一种叫“旋转飞椅”的游乐项目，将其结构简化为图2所示的模型。长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径r的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。转盘静止时，钢绳沿竖直方向自由下垂；转盘匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为θ。将游客和座椅看作一个质点，总的质量为m。不计钢绳的重力和空气阻力，重力加速度大小为g。
（1）当转盘匀速转动时，求游客和座椅做圆周运动。
a.向心力的大小Fn；
b.线速度的大小v。
（2）求游客由静止到随转盘匀速转动的过程中，钢绳对游客和座椅做的功W。
14.火星是太阳系中最像地球的行星，成为人类探测的目标之一。如图所示，火星和地球几乎在同一平面内沿箭头所示方向绕太阳运行。已知火星和地球绕太阳公转的轨道半径之比约为3：2，火星与地球的质量之比约为1：10。将火星和地球视为质量均匀分布的球体，火星和地球的半径之比约为1：2。忽略火星和地球自传的影响，依据上述数据解答问题。
（1）求火星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比。
（2）求火星公转周期与地球公转周期之比。
（3）当地球位于A点时，发射火星探测器，它沿椭圆轨道运动到C点与火星相遇。椭圆轨道与地球公转轨道及火星公转轨道分别相切于A、C点，只考虑太阳对探测器的万有引力，探测器在椭圆轨道上运行时相当于太阳系的一颗行星。
a.探测器发射时，火星应位于图中______（选填“B1”“B2”或“B3”）位置。
b.考虑到飞行时间和节省燃料，地球和火星处于图中的相对位置时是在地球上发射火星探测器的最佳时机，推导在地球上相邻两次发射火星探测器最佳时机的时间间隔Δt。（用火星公转周期T火和地球公转周期T地表示）
15.某景区建有蹦极台，面向质量不同的游客开放。如图1所示，弹性绳的一端固定在蹦极台上的O点，另一端与游客相连。游客从O点由静止开始下落。为了研究蹦极运动，做以下简化：游客视为质点，其运动沿竖直方向，忽略空气阻力和弹性绳的质量，认为弹性绳的弹力大小跟绳的形变量成正比，且弹性绳的形变量始终在弹性限度内。重力加速度的大小为g。
（1）设游客的质量为m0，弹性绳的原长为L0，劲度系数为k0。
a.求游客速度最大时，弹性绳的形变量Δx0。
b.在图2中画出弹性绳弹力的大小F随游客下落位移x变化的图像。根据图像确定弹性绳从原长到形变量为Δx的过程中弹力做功WF的表达式。
（2）为兼顾游玩体验与人身安全，景区需要为不同质量的游客准备不同的弹性绳。弹性绳的设计首先要保证游客的人身安全，使蹦极全程的最大加速度不超过3g。在此前提下，又要让游客有较大的自由下落距离，以满足游客体验完全失重的需求。
a.弹性绳的原长L和劲度系数k需要与游客质量m满足怎样的匹配规律？
b.若跳台距离地面40m,要求蹦极运动的最低点与地面至少有8m的安全距离。请为质量是60kg的游客设计最适合他使用的弹性绳，确定该弹性绳的原长L1和劲度系数k1。重力加速度g取10m/s2。
1.【答案】B
2.【答案】A
3.【答案】C
4.【答案】D
5.【答案】D
6.【答案】C
7.【答案】CD
8.【答案】AC
9.【答案】BD
10.【答案】BCD
11.【答案】角速度;角速度的平方之比;不变
A、C;一
12.【答案】AB
mghB;
空气阻力、纸带与打点计时器之间的阻力做负功

13.【答案】当转盘匀速转动时，求游客和座椅做圆周运动；a．向心力的大小Fn为mgtanθ；b．线速度的大小v为
游客由静止到随转盘匀速转动的过程中，钢绳对游客和座椅做的功W为
14.【答案】火星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比为
火星公转周期与地球公转周期之比为
a、B3；b.相邻两次发射火星探测器最佳时机的时间间隔
15.【答案】a.游客速度最大时，弹性绳的形变量Δx0为；b.在图2中画出弹性绳弹力的大小F随游客下落位移x变化的图像如下图所示：

根据图像确定弹性绳从原长到形变量为Δx的过程中弹力做功WF的表达式为WF=k0Δx2
a.弹性绳的原长L和劲度系数k需要与游客质量m满足的匹配规律为Lk=4mg；b.该弹性绳的原长L1为16m，劲度系数k1为150N/m