2025-2026学年广东省惠州市高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析）

这是一份2025-2026学年广东省惠州市高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析），共11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.下列关于物理学史和物理学研究方法的叙述，正确的是( )
A. 牛顿发现了万有引力定律，并首次通过实验测出了引力常量G
B. 开普勒在卡文迪许扭秤实验的基础上，总结出了开普勒三大定律
C. 亚里士多德通过理想斜面实验，提出力是改变物体运动状态的原因
D. 在探究向心力大小与质量、角速度、半径的关系时，采用了控制变量法
2.如图，游客坐在摩天轮轿厢座椅上，随摩天轮一起在竖直面内做匀速圆周运动，轿厢座椅始终保持水平，游客与座椅始终保持相对静止，忽略空气阻力，则在摩天轮转动一圈的过程中，下列说法正确的是( )
A. 游客的机械能守恒
B. 游客所受合力始终指向圆心
C. 游客所受合外力的冲量不为零
D. 游客始终受到静摩擦力作用
3.如图所示，在气枪射击比赛项目中，参赛运动员站在靶标中央位置正前方较远处射击，靶标为一个面积较大的竖直平面，射击时保持运动员站立位置不变。枪口在同一水平面内向不同方位射出子弹，子弹初速度大小相等，忽略空气阻力，则靶标上出现的击中点分布可能为( )
A. B.
C. D.
4.2025年7月，长征七号火箭搭载天舟九号货运飞船前往太空，并顺利到达空间站。如图所示，火箭先将货运飞船送入圆轨道Ⅰ，飞船在A点变轨到椭圆轨道Ⅱ，再经B点进入圆轨道Ⅲ，与空间站完成对接。下列判断正确的有( )
A. 飞船在A点变轨前的速度小于变轨后的速度
B. 飞船在B点变轨前的加速度大于变轨后的加速度
C. 飞船在轨道Ⅰ的运行速度小于在轨道Ⅲ的运行速度
D. 飞船在轨道Ⅱ时的机械能等于在轨道Ⅲ时的机械能
5.“蹦极”是一项专业的户外休闲运动，如图所示，质量为m的运动员在某次蹦极运动中，从平台自由下落到最低点所用时为t，弹性绳原长为l。取重力加速度大小为g，运动员可视为质点，不计空气阻力，运动员从平台上自由下落至到达最低点过程中，下列说法正确的是( )
A. 运动员的机械能一直不变
B. 运动员的动量先不变再减小
C. 弹性绳对运动员所做的功为mgl
D. 弹性绳对运动员弹力的冲量大小为mgt
6.一辆小型纯电动代步车，人和车总质量m=1500kg，在平直城市道路由静止启动，行驶过程中受到的阻力大小恒定，电机额定输出功率P=60kW。车辆先做匀加速直线运动，达到额定功率后保持功率不变继续行驶，最终达到最大速度，其运动的v−t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 在变加速运动阶段，牵引力逐渐增大
B. 在匀加速运动阶段，牵引力的功率逐渐增大
C. 电动车行驶过程中，受到的阻力大小为2000N
D. 在匀加速运动阶段，牵引力对电动车做的功为1.0×105J
7.如图所示，一种叫“飞椅”的游乐项目，长为L=5m的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径也为L的水平转盘边缘。水平转盘从静止开始做匀速圆周运动，稳定后做匀速圆周运动，此时连接座椅的钢绳与竖直方向夹角为θ=37∘。将座椅视为质点，其质量为m=100kg，不计钢绳质量，忽略空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2，sin37∘=0.6，下列说法正确的是( )
A. 做匀速圆周运动时，座椅的速度大小为 302m/s
B. 做匀速圆周运动时，座椅受到拉力、重力和向心力作用
C. 转盘从静止到做匀速圆周运动的过程中，钢绳上的拉力逐渐增大
D. 转盘从静止到做匀速圆周运动的过程中，钢绳对座椅做的功为3000J
8.如图所示，一名足球运动员在某次比赛过程中送出高空长传球，足球脱离脚面后在空中飞行，以球场地面为零势能面，用Ep、Ek、E、P分别表示足球的重力势能、动能、机械能、重力的瞬时功率，用t表示足球在空中的运动时间，不计空气阻力，则这四个物理量随时间变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题：本大题共2小题，共12分。
9.2026年，中国嫦娥七号探测器将开展月球南极综合探测。科学家通过轨道器高精度定轨反演得到月球重力场数据：质量为m的物体在月球南极点的重力为G1，在月球赤道区域的重力为G2。已知月球半径为R，可视为均匀球体，引力常量为G。忽略其他天体影响，下列说法正确的是( )
A. 月球的质量为G2R2Gm
B. 月球的第一宇宙速度为 G1Rm
C. 月球的自转周期为2π mRG1−G2
D. 根据题目中的已知条件，可以计算出月球的密度
10.2026年斯诺克世锦赛，我国选手吴宜泽一举夺魁，成为该项赛事史上首位00后冠军。某一次击球，可简化为如图所示，白球以水平初速度撞击静止的黑球，两球发生对心正碰，碰撞时间极短。两球质量均为0.2kg，碰后沿同一直线滑行至静止，运动过程中所受阻力大小均为自身重力的0.025倍，取重力加速度大小g=10m/s2。测得碰后白球滑行距离为1.28m，黑球滑行距离为1.62m，下列说法正确的是( )
A. 碰撞过程中，黑球和白球的动量变化量大小相等
B. 碰撞过程中，黑球对白球的冲量和白球对黑球的冲量相同
C. 碰撞过程中，黑球和白球组成的系统损失的机械能为0.144J
D. 若碰撞时间为0.05s，则碰撞过程中白球受到黑球的平均作用力大小为0.36N
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
11.某学习小组利用如图(a)所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
(1)在实验过程中，下列实验操作和数据处理正确的是______
A. 该实验中的打点计时器使用6V直流电源
B. 做实验时，先释放重锤，再接通打点计时器的电源
C. 做实验时，重锤与打点计时器的限位孔应保持在同一竖直线上
D. 选用密度大、体积小的重锤，可以减小空气阻力对实验的影响
(2)实验中，按正确操作得到多条纸带，选择如图(b)所示的纸带。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=21.72cm、ℎB=26.00cm，ℎC=30.66cm。已知当地重力加速度g=9.8m/s2，打点计时器打点的周期为T=0.02s，重锤的质量为m=500g。从打O点到打B点的过程中，重锤重力势能减少量ΔEp= J(结果保留三位有效数字)；通过上述数据可以算出打B点时重锤的速度vB= m/s(结果保留三位有效数字)，进而计算出重锤动能的增加量ΔEk；若在误差允许的范围内，ΔEp与ΔEk近似相等，则可验证机械能守恒
(3)若在某次实验验证过程中，同学们发现重锤动能的增加量略大于重力势能的减少量，出现这一问题的原因，可能是
12.如图所示，某实验小组利用气垫导轨装置验证动量守恒定律。水平气垫导轨上有质量分别为m1=200.0g，m2=100.0g的滑块1和滑块2，滑块上均固定有宽度d=1.00cm的相同遮光条，光电门1和2固定在适当位置
(1)在调节气垫导轨水平过程中，仅将滑块1放在光电门1的左侧，轻推一下滑块1。发现其通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，为使气垫导轨水平，则调节旋钮P适当 (选填“升高”或“降低”)左侧气垫导轨高度
(2)用弹簧弹射器将滑块1水平弹出，测得经过光电门1的挡光时间Δt0=5.00ms；接着滑块1与静止滑块2发生正碰后，测得滑块1和滑块2先后经过光电门2的挡光时间分别为Δt1=10.0ms、Δt2=5.13ms。计算得到碰撞前滑块1的速度大小为2.00m/s，碰撞后滑块1的速度大小v1= m/s，滑块2的速度大小v2= m/s。(计算结果保留3位有效数字)
(3)碰撞前两滑块总动量p=0.400kg⋅m/s，碰撞后两滑块总动量p′= kg⋅m/s(计算结果保留3位有效数字)。p>p′的可能原因是
(4)如果满足|碰前总动量−碰后总动量|碰前总动量l，则弹性绳对运动员做功的大小比mgl大，故C错误；
D、运动员从平台上自由下落至到达最低点过程中，以向下的方向为正方向，根据动量定理可得：mgt−I弹=0，解得弹性绳对运动员弹力的冲量大小为：I弹=mgt，故D正确。
故选：D。
运动员在整个过程中受重力、弹性绳的弹力，先做自由落体运动，后做加速度减小的加速运动，然后做加速度增加的减速运动，直至速度为零，由动量的定义判断动量的变化情况；由功能关系判断机械能的变化情况；根据动能定理判断做功关系，由动量定理列式可求弹力的冲量的大小。
本题是对力与运动关系、动量的定义、动能定理及动量定理的考查，解题的关键是要正确分析运动员的受力情况和运动情况，由动能定理和动量定理列式即可解答。
6.【答案】B
【解析】解：A、变加速运动阶段电动车保持额定功率不变，牵引力F=Pv，随速度v增大，牵引力逐渐减小，故A错误；
B、匀加速运动阶段加速度恒定，阻力恒定，所以牵引力F=ma+f恒定，牵引力的功率P牵=Fv，随速度v增大而逐渐增大，故B正确；
C、达到最大速度vm=20m/s时，牵引力等于阻力，有f=Pvm，代入数据解得：f=3000N，故C错误；
D、匀加速阶段加速度a=10m/s5s，解得：a=2m/s2，牵引力F=ma+f，代入数据解得：F=6000N，匀加速阶段位移x=12v1t1，代入数据解得：x=25m，牵引力做功W=Fx，代入数据解得：W=1.5×105J，不是1.0×105J，故D错误。
故选：B。
明确车辆启动先后经历匀加速直线运动、额定功率下变加速直线运动两个过程，行驶过程阻力大小恒定。结合v−t图像提取各阶段的运动时间、对应速度、最大速度等已知信息，依托机车启动的功率与牵引力、速度的对应关系，结合牛顿第二定律、受力平衡条件、恒力做功的推导逻辑，梳理已知量与各待判断物理量的关联，分析时注意区分两个运动阶段的适用规律。
本题考查机车恒定加速度启动模型，融合v−t图像分析、瞬时功率、牛顿运动定律、恒力功计算等知识点，属于动力学与功能关系结合的基础题型。计算量适中，难度中等偏下，重点考查学生对启动两个阶段的受力、功率变化规律的辨析能力，以及从图像提取运动参数运算的能力，要求学生明确不同阶段的公式适用条件。
7.【答案】C
【解析】解：A、对座椅受力分析，由牛顿第二定律有mgtan37∘=mv2L+Lsin37∘
解得v=2 15m/s，故A错误；
C、设钢绳与竖直方向的夹角为α，转动中对座椅竖直方向有Fcsα=mg
转盘从静止到做匀速圆周运动的过程中，α逐渐增大，则钢绳上的拉力F逐渐增大，故C正确；
B、做匀速圆周运动时，座椅只受到拉力、重力，故B错误；
D、转盘从静止到做匀速圆周运动的过程中，根据动能定理有W−mgL(1−csθ)=12mv2−0
解得钢绳对座椅做的功为W=4000J，故D错误。
故选：C。
座椅的运动过程分为随转盘从静止启动的变加速圆周运动、稳定后的水平面内匀速圆周运动两个阶段。对座椅受力分析，实际受力仅包含重力和钢绳拉力，二者合力提供圆周运动的向心力，竖直方向始终满足受力平衡，水平方向合力指向圆心，稳定阶段可通过向心力规律关联线速度与夹角的关系，加速阶段可通过动能定理关联拉力做功、重力做功与动能变化，结合竖直方向平衡关系可分析拉力随夹角的变化规律。
本题考查圆周运动规律、受力分析、动能定理的综合应用，属于中等偏上难度的力学综合题。题目将实际游乐场景转化为物理模型，要求学生准确推导圆周运动的轨道半径，明确性质力与效果力的差异，能对动态加速过程开展受力分析与功能关系推导，既考查基础概念的辨析能力，也锻炼建模分析与多知识点整合应用的能力，计算量适中，对学生的思维严谨性有较高要求。
8.【答案】C
【解析】解：A、不计空气阻力，足球在空中做斜上抛运动，则足球的重力势能表达式为Ep=mgℎ=mg(v0sinθ⋅t−12gt2)，可知重力势能Ep与时间t是二次函数关系，其图像应是一条开口向下的抛物线，而不是图中的折线，故A错误；
B、足球的动能公式为Ek=12mv2=12m(vx2+vy2)=12m[v02cs2θ+(v0sinθ−gt)2]，图像虽呈现抛物线形状，但当足球到达最高点时，竖直分速度vy=0，水平分速度vx=v0csθ≠0，此时动能取最小值且大于零，图B中的极小值降到了0(与t轴相交)，与实际不符，故B错误；
C、足球在空中飞行时，因不计空气阻力，只有重力做功，所以足球的机械能守恒，机械能E不随时间变化，E−t图像为一条平行于t轴的直线，故C正确；
D、重力的瞬时功率公式为(此处规定竖直向上为正方向)P=−mgvy=−mg(v0sinθ−gt)=mg(gt−v0sinθ)，由P的表达式可知，重力的瞬时功率P与时间t成一次函数关系，P−t图像应该是一条倾斜的直线(穿过t轴从负值变为正值)，而图D是绝对值折线图像，故D错误。
故选：C。
不计空气阻力，足球在空中做斜上抛运动，结合竖直分位移公式得到重力势能与时间的关系式，再确定Ep−t图像的形状；根据速度的合成得到动能与时间的关系式，再确定Ek−t图像的形状；因只有重力做功，故足球的机械能守恒；结合竖直分速度公式得到重力的功率与时间的关系式，再确定P−t图像的形状。
解答本题的关键要根据物理规律得到各个量与时间的关系式，再分析图像的形状。
9.【答案】BCD
【解析】解：A、在月球南极点，物体到自转轴距离为零，根据万有引力等于重力，有G1=GMmR2，解得月球的质量M=G1R2Gm，故A错误；
B、设绕月表面做圆周运动的物体质量为m0，则第一宇宙速度满足GMm0R2=m0v2R，解得月球的第一宇宙速度为v= GMR，由G1=GMmR2得GMR=G1Rm，所以v= G1Rm，故B正确；
C、月球赤道处物体随月球自转做圆周运动，所需向心力为mω2R，则有G2=G1−mω2R
解得ω= G1−G2mR
由T=2πω，得T=2π mRG1−G2，故C正确；
D、由月球南极点关系G1=GMmR2，可求出月球的质量M。月球半径R已知，月球的体积可以求出，进而能求出月球的密度，故D正确。
故选：BCD。
在月球南极点，根据万有引力等于重力求月球的质量；根据万有引力提供向心力求月球的第一宇宙速度；月球赤道处物体随月球自转做圆周运动，所需向心力为mω2R，根据重力与万有引力的关系求月球的自转周期；结合密度公式求月球的密度。
本题考查的是万有引力定律在天体运动中的应用，特别是关于天体质量的计算，常用的方法有重力加速度法和环绕法。
10.【答案】AC
【解析】解：AB、碰撞过程中两球相互作用力等大反向、作用时间相同，所以黑球对白球的冲量与白球对黑球的冲量大小相等、方向相反，
两球动量变化量大小相等、方向相反，故A正确，B错误。
C、滑行阶段阻力大小为f=0.025mg=0.025×0.2×10N=0.05N
加速度大小为a=fm，代入数据解得a=0.25m/s2
由滑行阶段的运动学关系v2=2as
得碰后白球速度v1= 2as1，代入数据解得v1=0.8m/s，黑球速度v2= 2as2，代入数据解得v2=0.9m/s
碰撞过程动量守恒，并且两者质量相等mv0=mv1+mv2，碰前白球速度v0=v1+v2，即v0=1.7m/s
系统损失的机械能ΔE=12mv02−12mv12−12mv22，代入数据解得ΔE=0.144J，故C正确；
D、碰撞过程中白球动量变化量大小为Δp=m(v0−v1)=0.2×(1.7−0.8)kg⋅m/s=0.18kg⋅m/s
若碰撞时间为0.05s，白球受到黑球的平均作用力大小为F−=ΔpΔt=，故D错误。
故选：AC。
明确全过程分为碰撞与碰后匀减速滑行两个阶段，碰撞时间极短可忽略阻力影响，系统满足动量守恒条件，两球相互作用力等大反向且作用时间相同。碰后阶段两球受恒定阻力做匀减速直线运动至速度为零，可先由阻力与重力的比例关系求解滑行加速度，结合滑行距离推导碰后两球速度，再结合碰撞相关规律分析动量变化、冲量、机械能损失及平均作用力的对应关系。
本题以斯诺克击球为真实情境，考查碰撞过程动量守恒、冲量的矢量性、匀变速直线运动规律、系统机械能损失计算及动量定理的应用，属于动量与运动学结合的基础题型。整体计算量适中，难度中等偏下，重点考查学生分阶段建模的能力，引导学生辨析矢量的方向性，明确碰撞瞬间与滑行阶段的不同受力及运动规律。
11.【答案】【小题1】
CD
【小题2】
1.27
2.24
【小题3】
“先释放重锤再接通打点计时器的电源”、“释放重锤时重锤有初速度”等

【解析】解：(1)A.电磁打点计时器使用的是6V以下的低压交流电，故A错误；
B.实验时应先接通打点计时器的电源，待打点稳定后再释放重锤，故B错误；
C.为了尽量减小纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦阻力，做实验时，重锤与打点计时器的限位孔应保持在同一竖直线上，故C正确；
D.实验中不可避免会存在空气阻力，为了减小空气阻力对实验结果的影响，应选用密度大、体积小的重锤，故D正确。
故选：CD。
(2)重锤从起始点O到打B点的过程中，下降的高度为ℎB=26.00cm=0.2600m，重力势能的减少量为ΔEp=mgℎB=0.5×9.8×0.2600J≈1.27J，根据匀变速直线运动推论有vB=ℎC−ℎA2T=(30.66−21.72)×10−22×0.02m/s≈2.24m/s。
(3)在正常情况下，由于各种阻力做负功，重锤机械能会有微小的损失，因此重锤动能的增加量ΔEk应略小于重力势能的减少量ΔEp。如果发现动能的增加量ΔEk略大于重力势能的减少量ΔEp，这说明在打第一个点O点时，重锤实际上已经具有了一定的动能(初速度不为零)。造成这种现象的原因通常是操作失误：先释放了重锤(纸带)，后接通了打点计时器的电源；或者是释放纸带时手有向下推的动作，使重锤获得了初速度。
故答案为：(1)CD。(2)1.27，2.24。(3)“先释放重锤再接通打点计时器的电源”、“释放重锤时重锤有初速度”等。
(1)根据验证机械能守恒定律的实验原理和注意事项分析解答。
(2)根据匀变速直线运动推论和重力势能的表达式列式求解。
(3)根据误差的具体情况结合可能的原因分析解答。
考查验证机械能守恒定律的实验原理和注意事项，关键是熟练掌握匀变速直线运动的推论、重力势能和动能的表达式，属于中等难度考题。
12.【答案】【小题1】
升高
【小题2】
1.00
1.95
【小题3】
0.395
系统受到阻力作用
【小题4】
守恒

【解析】解：(1)滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，说明滑块经过光电门1时的速度大于经过光电门2时的速度，即滑块做减速运动，说明导轨左侧偏低，因此需要将左侧适当升高。
(2)碰撞后滑块1的速度v1=dΔt1=
碰撞后滑块2的速度v2=dΔt2=≈1.95m/s
(3)碰撞后总动量p′=m1v1+m2v2=200.0×1.00g⋅m/s+100.0×1.95g⋅m/s=0.395kg⋅m/s
p>p′的原因可能是系统受到空气阻力等非系统内力作用导致动量略有损失。
(4)相对误差|0.400−0.395|0.400×100%=1.25%