陕西省西安铁一中2025届物理高一第二学期期末考试试题含解析

陕西省西安铁一中2025届物理高一第二学期期末考试试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、(本题9分)如图所示，我国成功发射了“神舟七号”载人飞船。在飞船环绕地球运行期间，宇航员进行了出舱活动。关于宇航员在舱外活动时，下列说法中正确的是（）A．处于完全失重状态B．不受地球引力作用C．宇航员出舱后将做自由落体运动逐渐靠近地球D．宇航员出舱后将沿着原轨迹的切线方向做匀速直线运动2、下列说法正确的是（）A．合外力对物体做正功，物体的机械能一定增加B．物体做匀速圆周运动，其机械能一定不变C．物体做匀速直线运动，其机械能不一定不变D．滑动摩擦力只能对物体做负功3、(本题9分)如图，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由a→b→c的运动过程中，说法正确的是A．小球、弹簧和地球构成的系统总机械能守恒B．小球的重力势能随时间先减少后增加C．小球在b点时动能最大D．到c点时小球动能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量4、(本题9分)在物理学发展过程中,很多科学家做出了巨大的贡献,下列说法中符合史实的是（）A．伽利略通过观测、分析计算发现了行星的运动规律B．卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量C．牛顿运用万有引力定律预测并发现了海王星和冥王星D．开普勒利用他精湛的数学经过长期计算分析，最后终于发现了万有引力定律5、(本题9分)如图所示，在水平的桌面上有M、m两个物块，现用力F推物块m，使M、m两物块在桌上一起向右加速运动，则M、m间的相互作用力为（）A．若桌面光滑，则M、m间的相互作用力为B．若桌面光滑，则M、m间的相互作用力为C．若桌面的摩擦因数为，M、m仍向右加速，则M、m间的相互作用力为+MgD．若桌面的摩擦因数为，M、m仍向右加速，则M、m间的相互作用力为+Mg6、(本题9分)某人向空中用力抛出一石块，若不计空气阻力，石块落地时的速度大小与下列哪些量有关（）A．石块的质量B．石块初速度的大小C．石块初速度与水平方向的夹角D．石块抛出时的高度7、两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在y轴上的O、M两点，若规定无穷远处的电势为零，则在两电荷连线上各点的电势φ随坐标y变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，在ND段中C点电势最高，则A．q1与q2带异种电荷B．A、N两点的电场强度大小为零C．从N点沿y轴正方向到D点，电场强度大小先减小后增大D．将一正点电荷从N点移到D点，电场力先做负功后做正功8、如图所示，水平光滑长杆上套有小物块A，细线跨过位于O点的轻质光滑定滑轮，一端连接A，另一端悬挂小物块B，物块A、B质量相等．C为O点正下方杆上的点，滑轮到杆的距离OC＝h，重力加速度为g.开始时A位于P点，PO与水平方向的夹角为，现将A、B由静止释放，下列说法正确的是()A．物块A由P点出发第一次到达C点过程中，速度先增大后减小B．物块A经过C点时的速度大小为C．物块A在杆上长为的范围内做往复运动D．在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功小于B重力势能的减少量9、(本题9分)双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力作用下，分别围绕其连线上某一点做周期相同的匀速圆周运动．某双星质量分别为m1、m2，做圆周运动的轨道半径分别为R1、R2，周期为T，则下列正确的是（）A．两星质量一定相等 B．两星质量之和为m1+m2＝C．两星质量之比为＝ D．两星质量之比为＝10、假想这样一个情景：一辆超级小车沿地球赤道行驶，将地球看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径，小车重量G=mg，用FN表示地面对它的支持力，小车（）A．速度越大，FN越小B．G和FN是一对作用力和反作用力C．速度足够大，驾驶员将处于超重状态D．若速度达到7.9km/s，它将离开地面，绕地球运动，成为一颗人造地球卫星（忽略空气阻力）二、实验题11、（4分）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图示的装置安装器件；B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；C．用天平测量出重锤的质量；D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤_______（填选项对应的字母）。（2）实验中得到一条纸带，如图所示。根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为S0，点A、C间的距离为S1，点C、E间的距离为S2，使用交流电的频率为f，设重锤质量为m，则打点计时器打C点时重锤的动能为___________，打点计时器在打O点和C点的这段时间内重锤的重力势能的减少量为________。利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式为：a＝_____________。（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是______（填“大于”或“小于”）重锤动能的增加，其原因主要是因为_____________。12、（10分）实验装置如图所示，利用自由落体运动验证机械能守恒定律。（1）为验证机械能守恒定律，下列物理量中，需用工具直接测量的有_______，通过计算间接测量的有_______A．重物的质量B．重力加速度C．重物下落的高度D．重锤下落的瞬时速度（2）关于本实验的误差，下列说法中不正确的是________A．选择质量较小的重物，有利于减小误差B．选择点击清晰且第1、2两点间距约为2mm的纸带有利于减小误差C．先松开纸后接通电源会造成较大的误差D．本实验产生误差的主要原因是重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用（3）在实验中，质量为m=1kg的物体自由下落，得到如图所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s，那个打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量ΔEp=________J，此过程中物体动能的增加量Δ（4）本实验中，纸带记录的点到起点O的距离为h,打对应点时重物的速度为v,若以v22为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的v2三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13、（9分）(本题9分)如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间距离d＝40cm，电源电动势E＝10V，内电阻r＝1Ω，定值电阻R＝8Ω．闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电的小球从B板小孔以初速度v0＝3m/s竖直向上射入板间．已知小球带电荷量q＝1×10－2C，质量为m＝2×10－2kg，不考虑空气阻力．(g取10m/s2)（1）要使小球在A、B板间向上匀速运动，则滑动变阻器接入电路的阻值为多大？（2）若小球带正电，只改变滑动变阻器划片位置，其它量不变，那么，A、B板间电压为多大时，小球恰能到达A板？此时电源输出功率是多大？14、（14分）(本题9分)如图所示，光滑弧形轨道末端与水平传送带相切，水平传送带足够长，以v=2m/s的速度沿顺时针方向匀速转动，质量m=1kg的物块从弧形轨道上高h=0.8m处由静止释放，物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.4，，不计空气阻力，求：（1）物块刚滑上传送带时速度的大小；（2）传送带对物块所做的功；（3）物块在传送带上滑动所产生的热量；15、（13分）(本题9分)我国预计在2020年左右发射“嫦娥六号”卫星。以下是某同学就有关月球的知识设计的两个问题，请你解答：（1）若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球中心与地球中心间距离r，且把月球绕地球的运动近似看做是匀速圆周运动，试求出月球绕地球运动的周期为T；（2）若宇航员随“嫦娥六号”登陆月球后，站在月球表面以初速度v0水平抛出一个小球，小球飞行一段时间t后恰好垂直地撞在倾角为θ=37°的的斜坡上，已知月球半径为R0，月球质量分布均匀，引力常量为G，试求月球的密度？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

参考答案一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、A【解析】

AB、宇航员绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，处于完全失重状态，A正确，B错误；CD、宇航员出舱后，在地球引力作用下仍然绕地球做匀速圆周运动，不会自由落体逐渐靠近地球也不会沿切线方向做匀速直线运动。CD错误。2、C【解析】

A．根据动能定理可知，合外力对物体做正功，物体的动能一定增加，不能判断机械能是否变化，故A错误；B．物体做匀速圆周运动可知其线速度大小不变，则动能不变，但构成机械能的势能部分未知，则机械能无法判断，故B错误；C．物体做匀速直线运动可知动能不变，物体的势能可能不变或变化，则机械能有可能变化或不变，故C正确；D．滑动摩擦力与相对运动方向相反，与运动方向可能相同或相反，则滑动摩擦力可以对物体做正功，负功或不做功，故D错误。故选C。3、A【解析】试题分析：小球在A到B的过程中，只有重力做功，机械能守恒，在B到C的过程中，有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒．故A正确；小球的高度一直降低，重力势能一直减小，选项B错误；小球与弹簧接触前，做自由落体运动，速度在增大，当接触后，由于重力大于弹力，小球的加速度仍旧向下，速度仍在增大，当重力等于弹力时，加速度为零，速度最大，故C错误；到C点，小球的速度为零，故到c点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量D错误；故选A考点：考查机械能守恒定律的应用点评：本题难度较小，确机械能守恒的条件是只有重力（或弹簧的弹力）做功；把握小球从b到c过程的受力分析和运动分析，知道小球先做加速运动，后做减速运动，在bc之间某位置速度最大，到c点速度减为零，弹簧压缩到最短4、B【解析】A、开普勒通过观测、分析计算发现了行星的运动规律，故A错误；

B、卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量G而被称为测出地球质量第一人，故B正确；C、威廉•赫歇耳运用万有引力定律预测并发现了海王星和冥王星，故C错误；

D、牛顿利用他精湛的数学经过长期计算分析，最后终于发现了万有引力定律，故D错误。点睛：本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。5、B【解析】

AB.若桌面光滑，对整体为对象，由牛顿第二定律得：F=(M+m)a；以M为对象，由牛顿第二定律得：FN=Ma；解得则M、m间的相互作用力为，故A错误，B正确；CD.若桌面的摩擦因数为，对整体为对象，由牛顿第二定律得：F-μ(M+m)g=(M+m)a；以M为对象，由牛顿第二定律得：FN-μMg=Ma；解得则M、m间的相互作用力为，故CD错误。6、BD【解析】试题分析：在整个过程中，只有重力做功，小球的机械能守恒，由机械能守恒定律得：，解得：，由此可知，速度v只与h和有关，与其它量无关，故选项BD正确．考点：抛体运动【名师点睛】不计空气阻力，只有重力做功，小球的机械能守恒，可以根据机械能守恒定律列式，判断出速度与哪些量有关．7、AD【解析】

A.由图象可知，M点附近的电势为负值、O点附近的电势为正值，所以，q1与q2带异种电荷，故A项与题意相符合；B．A、N点的电势为零，但场强不为零（φ-y图象的斜率不为零），故B项与题意不相符；C.从N点沿y轴正方向，电场强度的大小先减小后增大再逐渐减小，故C项与题意不相符；D.将一正点电荷从N点移到D点，电势能先增后减，所以，电场力先做负功后做正功，故D项与题意相符。8、BC【解析】

A.物块A由P点出发第一次到达C点过程中，绳子拉力对A做正功，其余的力不做功，所以物体A的动能不断增大，速度不断增大，故A错误。

B.物体到C点时物块B的速度为零。设物块A经过C点时的速度大小为v。根据系统的机械能守恒得：，得，故B正确。

C.由几何知识可得，由于A、B组成的系统机械能守恒，由对称性可得物块A在杆上长为2h的范围内做往复运动。故C正确。

D.物体到C点时物块B的速度为零。根据功能关系可知，在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功等于B重力势能的减少量，故D错误。9、BD【解析】

ACD．双星的周期相等，两星质量分别为和，都绕连线上O点作周期为的圆周运动,星球1和星球2到O的距离分别为和，由万有引力定律提供向心力，对于：，对于：，则有两星质量之比为，两星质量不一定相等，故选项D正确，AC错误；B．由几何关系知：，联立解得：，故选项B正确。10、AD【解析】

A、对超级小车，根据牛顿第二定律：mg-FN=m，地面对它的支持力FN=mg-m，速度越大，FN越小，故A正确。B、G和FN是不同性质的两种力，它们不是一对作用力和反作用力，故B错误。C、由支持力FN=mg-m知，FNmg，则驾驶员对座椅的压力也小于重力，驾驶员处于失重状态，故C错误。D、若速度达到第一宇宙速度v=7.9km/s，它将离开地面，绕地球运动，成为一颗人造地球卫星（忽略空气阻力），故D正确。二、实验题11、BCDmg（S0+S1）大于重锤在下落过程中，会受到空气阻力作用，纸带与打点计时器间也会有摩擦阻力作用，阻力做负功。【解析】

(1)[1]打点计时器的工作电压均为交流电压，故B不恰当；本实验是通过比较动能增加量与重力势能的减少量是否相等，来验证机械能是否守恒，所以只要不要求计算两者的具体数值，可以不测量质量，故C没有必要；应该是先接通电源，后释放纸带，故D不恰当；故填BCD。(2)[2][3]据平均速度等于中间时刻的速度求出打C点时重锤的速度为重锤动能为重锤重力势能的减少量为：△Ep=mghOC=mg（S0+S1）[4]根据△x=aT2可得加速度为(3)[5][6]由于重锤在下落过程中，会受到空气阻力作用，纸带与打点计时器间也会有摩擦阻力作用，所以重锤的重力势能的减少量总是大于动能的增加量。12、（1）C；D（2）A（3）2.28；2.26（4）过原点的倾斜直线；重力加速度【解析】

第一空、第二空．重物在下落过程中动能的增加量为12mv第三空．为减小重物所受空气阻力，应该选择质量较大、体积较小的重物，有利于减小误差，故A错误；选择点击清晰且第1、2两点间距约为2mm的纸带，有利于减小误差，故B正确；一般是先接通电源，后释放纸带，所以松开纸后接通电源会造成较大的误差，故C正确；本实验产生误差的主要原因是重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用，故D