2025-2026学年天津市津南区高一（下）期末物理试卷(含详细答案解析)

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1.在一次课外实践活动中，从水平光滑桌面上的A点向B点发射一个钢球，甲、乙、丙、丁四位同学将磁铁放在不同的位置(如图所示)，试图使钢球进入球门C。预测四位同学成功率最高的是( )
A. 甲B. 乙C. 丙D. 丁
2.关于曲线运动的规律，下列说法中正确的是( )
A. 匀速圆周运动是匀速运动B. 做曲线运动的物体所受合力一定是变力
C. 平抛运动是匀变速曲线运动D. 做曲线运动的物体有可能处于平衡状态
3.2025年2月11日，长征八号甲运载火箭成功将卫星互联网低轨02组卫星发射升空，互联网低轨02组卫星轨道高度约为1150km。2025年6月20日，长征三号乙运载火箭将中星9C卫星送入地球静止轨道，其轨道高度约为36000km。则低轨02卫星比中星9C卫星绕地球做匀速圆周运动的( )
A. 线速度小B. 角速度小C. 向心加速度小D. 周期小
4.如图所示，将地球视为均匀球体，在地球赤道上的物体A和在天津的物体B，它们均随地球自转而做匀速圆周运动。当两个物体质量相等时，下列说法正确的是( )
A. 物体A的线速度大小等于物体B的线速度大小
B. 物体A的周期大于物体B的周期
C. 物体A的向心加速度大于物体B的向心加速度
D. 物体A受到的万有引力小于物体B受到的万有引力
5.如图所示，无人配送车作为新型配送装备，可以自动规避道路障碍物与往来车辆行人，实现智能配送。某款无人配送车质量为400kg，若该无人配送车正常行驶时，受到的阻力约为总重力的110，最大速度可达10m/s。该无人配送车以额定功率在水平平直路面上直线行驶时，下列说法正确的是(g取10m/s2)( )
A. 配送车的额定功率为4000W
B. 若配送车载重200kg的货物时，能达到的最大速度为5m/s
C. 当其速度增加时配送车做匀加速直线运动
D. 当速度为5m/s时，其加速度大小为2m/s2
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
6.如图所示，光滑斜面放在水平面上，斜面上用固定的竖直挡板挡住一个光滑的小球。当整个装置沿水平面向左做加速运动的过程中，关于小球所受各力做功情况的说法中正确的是( )
A. 重力不做功
B. 斜面对球的弹力做正功
C. 挡板对球的弹力做正功
D. 球所受的合力对球做负功
7.为了计算地球的质量必须知道一些数据，下列各组数据加上已知的万有引力常量G(π为已知量)，可以计算地球质量的是( )
A. 人造地球卫星运行的速度v和运行周期T
B. 月球绕地球运行的周期T和地球的半径R
C. 地球绕太阳运行的周期T和地球离太阳中心的距离r
D. 近地卫星绕地球运行的周期T和地球的半径R
8.如图所示是高空翼装飞行爱好者在空中滑翔的情景，滑翔爱好者在空中长距离无动力匀速滑翔的过程中，下列说法正确的是( )
A. 重力势能的减小量等于动能的增加量
B. 重力势能的减小量等于重力做的功
C. 阻力做功的数值等于机械能的减小量
D. 动能的增加量小于合力做的功
三、实验题：本大题共1小题，共12分。
9.(1)某小组在“研究平抛运动特点”的实验中，分别使用了图甲和图乙的实验装置。
①如图甲所示，小锤水平打击弹性金属片，A球水平抛出的同时B球自由下落。在不同的高度和打击力度时都发现两小球同时落地，则实验表明______ 。
A.平抛运动水平方向是匀速直线运动
B.平抛运动竖直方向是自由落体运动
②图丙是图乙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，图线②所对应的小球在斜槽上释放的位置______ (选填“较低”或“较高”)。
③如图丁所示，实验小组记录了小球在运动过程中经过A、B、C三个位置，每个正方形小格的边长为L，重力加速度大小为g，则该小球做平抛运动的过程中，小球的抛出点是否在O点______ (选填“是”或“否”)。
(2)实验小组设计了不同的方案“验证机械能守恒定律”。已知当地的重力加速度为g。某同学采用让重物静止下落的方法验证机械能守恒，实验装置如图1所示。
①实验室提供的器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、铁架台和带夹子的重物，此外还需要的器材是______ 。(多选)
A.天平及砝码
B.毫米刻度尺
C.直流电源
D.交流电源
②实验中得到如图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，测得它们到起始点O的距离分别为ℎA、ℎB、ℎC，已知打点计时器打点的周期为T，设重物的质量为m，重力加速度为g，从打O点到打B点的过程中，动能增加量ΔEk=______ ，如果ΔEk与______ 近似相等，则可验证机械能守恒(用题中所给物理量的字母表示)。
四、计算题：本大题共3小题，共48分。
10.如图，某同学利用国产大疆无人机玩“投弹”游戏，无人机以v0=20m/s的速度水平向右匀速飞行，在某时刻释放了一个小球，2s后该小球击中放置在水平地面上的目标。空气阻力忽略不计，g取10m/s2。
(1)求小球下落的高度；
(2)求小球击中目标时的速度大小；
(3)若保持无人机飞行高度不变，小球能击中前方水平距离30m的目标，求无人机飞行的速度大小。
11.如图所示，一长为L=0.2m的轻杆的一端固定在水平转轴O上，另一端固定一质量为m=0.2kg的小球，轻杆随转轴在竖直平面内做圆周运动，A、B分别为圆周的最高点和最低点，C、D分别为水平直径的两端点，重力加速度g=10m/s2。求：
(1)小球通过最高点A时的最小速度的大小；
(2)若小球做匀速圆周运动的线速度v= 2m/s，求：小球运动到C点时，杆对小球的作用力FC的大小和方向；
(3)若小球运动到A点时，杆对小球的作用力FA的大小为4N，求小球到A点的角速度ω。
12.滑雪俱乐部内的U形池轨道如图甲所示，图乙为示意图，由两个完全相同的14圆弧滑道AB、CD和水平滑道BC构成，圆弧滑道的半径R=4m，B、C分别为圆弧滑道的最低点，B、C间的距离x=12.5m。假设一滑雪爱好者经过水平滑道B点时水平向右的速度v0=15m/s，滑雪者在C点对圆弧轨道的压力为其重力的6倍，从D点跃起后在空中上升的最大高度ℎ=3.2m。设滑雪者(连同滑板)的质量m=50kg，忽略空气阻力的影响，已知圆弧上A、D两点的切线沿竖直方向。重力加速度大小为g=10m/s2。求：
(1)滑雪者在C点的速度大小；
(2)滑板与水平滑道BC之间的动摩擦因数；
(3)滑雪者从C点到D点运动的过程中阻力所做的功。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】【分析】
本题主要考查了曲线运动的条件，知道做曲线运动的物体轨迹一定处于合外力与速度方向之间且弯向合外力这一侧，难度不大，属于基础题。
【解答】
钢球受到的力一定是吸引力，根据做曲线运动钢球受到的吸引力指向弧内，同时运动的轨迹位于曲线的切线方向与受到的合外力的方向之间，故ABD错误，C正确。
故选：C。
2.【答案】C
【解析】解：A、圆周运动的速度方向时刻在改变，故匀速圆周运动一定是变速运动，故A错误；
B、质点做曲线运动时受到的合力可以是恒力，如平抛运动，故B错误；
C、做平抛运动的物体只受重力，加速度为g恒定不变，故平抛运动是匀变速曲线运动，故C正确；
D、质点做曲线运动的条件是受到的合外力的方向与速度的方向不在同一条直线上，所以做曲线运动的物体不可能处于平衡状态，故D错误。
故选：C。
圆周运动的速度方向时刻在改变；平抛运动的加速度不变，是匀变速曲线运动；质点做曲线运动时受到的合力可以是恒力也可以是变力；根据曲线运动的条件判断。
本题考查曲线运动的基础知识，可以通过举例来分析这类问题，抓住平抛运动、匀速圆周运动这些特例来分析概念性问题。
3.【答案】D
【解析】解：A.由万有引力提供向心力GMmr2=mv2r=mrω2=ma=mr4π2T2，得线速度公式v= GMr，ω= GMr3，a=GMr2，T=2π r3GM，低轨02卫星比中星9C卫星的轨道半径小，可知低轨02卫星的线速度大，角速度大，向心加速度大，周期小，故ABC错误，D正确。
故选：D。
根据万有引力提供向心力导出线速度、角速度、加速度以及周期的表达式结合两卫星的轨道半径分析判断。
考查万有引力与圆周运动的相关知识，重点在于理解万有引力定律的内容，属于较低难度考题。
4.【答案】C
【解析】解：A.A、B均随地球自转时一起运动，则ωA=ωB，但物体A的轨道半径更大，可知物体A的线速度大小大于物体B的线速度大小，故A错误；
B.A、B属于共轴转动，可知物体A的周期等于物体B的周期，故B错误；
C.根据a=rω2可知，物体A的向心加速度大于物体B的向心加速度，故C正确；
D.根据F=GMmr2，两物体质量m和到地球球心的距离r都相等，可知物体A受到的万有引力等于物体B受到的万有引力大小，故D错误。
故选：C。
根据共轴转动时周期和角速度相等结合线速度与角速度的关系式，向心加速度与角速度关系式和万有引力定律分析解答，并逐一判断各选项正误。
考查共轴转动特点，关键是熟练掌握线速度和向心加速度与角速度的关系式以及万有引力定律，属于较低难度考题。
5.【答案】A
【解析】解：A、配送车的速度最大时，牵引力与阻力大小相等，即F=f=110mg，则配送车的额定功率为P=Fvm=110mgvm=110×400×10×10W=4000W，故A正确；
B、若配送车载重m′=200kg的货物时，能达到的最大速度为v′m=P110(m+m′)g=4000110×(400+200)×10m/s≈6.7m/s，故B错误；
C、当其速度增加时，由P=Fv知，牵引力减小，根据牛顿第二定律得：F−f=ma，可知加速度减小，配送车做加速度逐渐减小的变加速直线运动，故C错误；
D、当速度为v=5m/s时，根据牛顿第二定律得：Pv−110mg=ma，解得：a=1m/s2，故D错误。
故选：A。
配送车的速度最大时，牵引力与阻力大小相等，根据功率公式求配送车的额定功率；若配送车载重200kg的货物时，根据功率公式求最大速度；当其速度增加时，根据功率公式和牛顿第二定律分析加速度变化情况，判断其运动情况；当速度为5m/s时，根据功率公式和牛顿第二定律相结合求其加速度大小。
本题考查机车以恒定功率启动问题，要理解掌握机车两种启动方式的机理，要会运用牛顿第二定律、瞬时功率公式分析各物理量的变化。无论机车如何启动，达到最大速度时均有牵引力等于阻力。
6.【答案】AB
【解析】解：依题意，小球随整个装置一起向左做加速运动，位移方向水平向左，又小球受重力、垂直于斜面向上的支持力和挡板对它水平向右的弹力，根据做功的条件分析，可知重力与位移方向垂直，则重力不做功，斜面的弹力与位移方向成锐角，可知斜面对球的弹力做正功；挡板对球的弹力与位移方向相反，可知弹力做负功；球所受的合力水平向左与位移方向相同，可知球所受的合力对球做正功。故AB正确，CD错误。
故选：AB。
根据物体的运动情况进行受力分析，结合各力与位移方向的夹角和做功的条件分析解答。
考查物体的受力分析和各力做功的条件，关键是判断各个力与位移方向的关系，属于较低难度考题。
7.【答案】AD
【解析】解：A.由周期公式vT=2πR，可得R=vT2π，由牛顿第二定律GMmR2=mv2R，化简得M=v2RG，将R=vT2π代入M=v2RG，解得M=v3T2πG，因此，已知v和T可计算地球质量，故A正确；
B.月球绕地球做匀速圆周运动，由牛顿第二定律GMm(R+ℎ)2=m(2πT)2(R+ℎ)，化简得M=4π2(R+ℎ)3GT2，题目中仅已知T和R，而h为未知量，无法求解M，故B错误；
C.地球绕太阳做匀速圆周运动，由牛顿第二定律GMmr2=mv2r(其中M为太阳质量，m为地球质量，r为日地距离，v为地球公转速度)，化简得M=v2rG，地球质量m被约去，则无法求解地球质量，故C错误；
D.近地卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径近似等于地球半径R，由牛顿第二定律GMmR2=m(2πT)2R(其中T为近地卫星周期)，化简得M=4π2R3GT2，已知T和R，可直接计算地球质量，故D正确。
故选：AD。
A.根据周期公式结合牛顿第二定律列式求解判断；BC.根据牛顿第二定律结合给定的条件进行判断；D.根据牛顿第二定律列式求解。
考查万有引力与圆周运动的相关知识，重点在于理解万有引力定律和牛顿第二定律，属于中等难度考题。
8.【答案】BC
【解析】解：A.滑翔爱好者在空中长距离无动力匀速滑翔的过程中动能不变，重力势能减小，故A错误；
B.根据功能关系可知，重力势能的减小量等于重力做的功，故B正确；
C.根据功能关系可知，除重力做功之外，其它外力对系统做的功等于系统机械能的减少。所以阻力做功的数值等于机械能的减小量，故C正确；
D.滑翔爱好者在空中长距离无动力匀速滑翔的过程中动能不变，合外力做功为零，故D错误。
故选：BC。
匀速滑翔的过程中动能不变；根据功能关系分析重力势能和机械能的变化情况。
本题主要是考查功能关系，关键是能够分析能量的转化情况，知道重力势能变化与重力做功有关、动能的变化与合力做功有关、机械能的变化与除重力或系统内弹力以外的力做功有关。
9.【答案】B;较低;否
BD;m(ℎC−ℎA)28T2;mgℎB
【解析】解：(1)①甲图实验中，平抛的A球和自由下落的B球始终同时落地，说明平抛运动在竖直方向的分运动和自由落体运动规律一致，即平抛 运动竖直方向是自由落体运动，该实验未验证水平分运动规律。
故选：B。
②取竖直方向下落高度相等，即时间相等，图线②的水平分位移较小，则初速度较小，即释放的位置较低；
③相邻点间水平方向间距离不等，即相邻点间运动时间不等，而相邻点间竖直分位移比为1：3：5，故O点不是抛出点。
(2)①打点计时器使用交流电源，动能增加量与重力势能减少量两者的质量可以相约，故不需要天平，需要毫米刻度尺测间距，故AC错误，BD正确。
故选：BD。
②两条平抛的轨迹，取相同的竖直高度，根据ℎ=12gt2
可知平抛的时间相同，在水平方向上有x=v0t，图线①的水平位移长，其初速度较 大，需要从较高的位置滚下，才能获得较大初速度。
根据匀变速直线运动规律，B点瞬时速度vB=ℎC−ℎA2T
动能增加量ΔEk=12mvB2=m(ℎC−ℎA)28T2
O到B过程中，重力势能减少量为mgℎB，若二者近似相等即可验证机械能守恒。
故答案为：(1)①B；②较低；③否；(2)①BD；②m(ℎC−ℎA)28T2，mgℎB。
(1)由实验原理和注意事项，平抛运动的规律确定；
(2)由验证机械能守恒定律，动能增量，重力势能减少量的计算确定；
本实验考查验证机械能守恒定律，探究平抛运动的特点，实验原理和注意事项，平抛运动的规律，动能增量，重力势能减少量的计算，实验探究能力。
10.【答案】小球下落的高度为20m
小球击中目标时的速度大小为20 2m/s
无人机飞行的速度大小为15m/s
【解析】解：(1)小球抛出后在竖直方向做自由落体运动，由运动学公式可得：ℎ=12gt2，解得小球下落的高度为：ℎ=12gt2=12×10×22m=20m；
(2)小球在水平方向做匀速直线运动，则击中目标时，在水平方向的分速度为：vx=v0=20m/s，小球在竖直方向做自由落体运动，在击中目标时，竖直方向的分速度为：vy=gt=10×2m/s=20m/s，所以小球击中目标时的速度的大小为：v= vx2+vy2= 202+202m/s=20 2m/s；
(3)保持无人机飞行高度不变，则小球下落时所用的时间仍为：t=2s，由平抛运动规律可得：x=v0′t，解得无人机飞行的速度的大小为：v0′=xt=302m/s=15m/s。
答：(1)小球下落的高度为20m；
(2)小球击中目标时的速度大小为20 2m/s；
(3)无人机飞行的速度大小为15m/s。
(1)小球抛出后做平抛运动，根据竖直方向的自由落体运动规律即可求下落的高度；
(2)根据水平方向上的匀速直线运动，由运动的合成可求小球击中目标时的速度大小；
(3)由平抛运动规律列式可求无人机飞行的速度的大小。
本题考查了平抛运动的规律，知道平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
11.【答案】小球通过最高点A时的最小速度的大小为0m/s
若小球做匀速圆周运动的线速度v= 2m/s，小球运动到C点时，杆对小球的作用力FC的大小为2 2N，方向与水平方向夹角为45∘，由C点指向A点
若小球运动到A点时，杆对小球的作用力FA的大小为4N，小球到A点的角速度为5 6rad/s
【解析】解：(1)小球在A点最小速度为0m/s；
(2)小球做匀速圆周运动，在C点时，杆的作用力和重力的合力提供向心力，受力分析如图所示：
有FC2=(mg)2+F向2，由牛顿第二定律可知F向=mv2L，代入数据可得F向=2N，FC=2 2N，方向与水平方向夹角为45∘，由C点指向A点；
(3)在A点时，小球重力mg=2N