2025-2026学年广东省深圳市龙华区高一（下）期末物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2025-2026学年广东省深圳市龙华区高一（下）期末物理试卷一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.足球场上的一次进攻，运动员踢出的“香蕉球”在空中沿曲线轨迹飞行，下列关于足球在飞行过程中的说法正确的是(

)A.足球在空中仅受重力作用

B.足球的瞬时速度方向指向轨迹凹侧

C.足球所受合外力方向指向轨迹凹侧

D.足球飞行过程中机械能守恒2.如图所示，国产人形机器人“天工”可在倾角30°的斜坡上稳定站立和匀速行走，已知机器人脚底与坡面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为保证机器人不发生滑动，它的脚底和斜面间的动摩擦因数至少要大于(

)A.33 B.12 C.3.如图所示，八大行星沿椭圆轨道绕太阳公转，下列说法中正确的是(

)A.金星、土星分别与太阳的连线，在相等时间内扫过的面积相等

B.地球绕太阳运行过程中，速率保持不变

C.地球绕太阳公转的周期大于火星公转的周期

D.太阳位于八大行星椭圆轨道的同一个焦点上4.元代王祯《农书》记载的“牛转翻车”是我国古代农业灌溉的重要发明，如图甲所示，该装置依靠牛力驱动齿轮组传动，将低处水源输送至高处农田。装置包含大、中、小三组齿轮：大齿轮与中齿轮采用外啮合传动(如图乙)，中齿轮与小齿轮固定在同一根转轴上同轴转动。关于齿轮传动规律，下列说法正确的是(

)A.大齿轮与中齿轮角速度大小相等，边缘线速度大小不同

B.中齿轮与小齿轮角速度不同，边缘线速度大小相等

C.小齿轮的转速比大齿轮更快

D.小齿轮边缘的线速度大于大齿轮边缘的线速度5.根据物理学知识可知，以伞为参考系，雨滴垂直伞面时人淋雨最少。已知雨滴在以1.5m/s的速度竖直下落，学生打着伞以2m/s的水平速度向左匀速行走，若要实现少淋雨，下列伞柄的朝向最合理的是(

)A. B.

C. D.6.如图所示，轻弹簧下端固定在光滑斜面底端，小物块从斜面顶端由静止释放下滑后压缩弹簧，弹簧形变始终处于弹性限度内，物块下滑过程中，物块的速度v、重力势能Ep、弹簧的弹力F、弹性势能E弹随时间t或位移x的关系图像，正确的是(

)A. B.

C. D.7.如图所示，油纸伞的伞面在竖直面内绕中心顺时针匀速转动，伞面半径为R，伞下边缘离地高度同样为R，竖直、水平直径的边缘有a、b、c、d四滴质量皆为m的雨滴，雨滴脱离伞面时速度与伞面边缘线速度相同，雨滴c离开雨伞后做平抛运动的水平位移为22R，不计空气阻力，重力加速度为g，下列判断正确的是A.伞转动的角速度为2gR

B.落地前瞬间，雨滴b重力的瞬时功率大于雨滴d重力的瞬时功率

C.雨滴a平抛运动的水平位移为6R

D.雨滴a落地时的动能是雨滴c二、多选题：本大题共3小题，共18分。8.“古有司南，今有北斗”，北斗卫星导航系统获评“2022全球十大工程成就”。该系统的卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径r越大，运行线速度v越小，其v2−r图像如图所示。图中R为地球半径，r0为北斗地球静止轨道卫星(GEO)轨道半径，图中物理量均采用国际单位制，引力常量为G，下列说法正确的有A.北斗GEO卫星的环绕线速度大于地球第一宇宙速度

B.地球的质量为RbG

C.北斗GEO卫星可以定点于深圳上空

D.地球自转角速度ω=9.图甲为某商用网球自动发球机，图乙为其内部局部结构简图，质量为m的网球自A点由静止自由下落，到达B点时速度大小为v1，随后无碰撞滑入光滑圆弧轨道BC，沿轨道运动至C点时速度大小为v2；网球从A到C全程总时间为t，运动全过程不计空气阻力与轨道摩擦，下列分析正确的有(

)

A.网球从A运动到C的过程下落高度为v222g

B.网球从A运动到C的过程机械能守恒

C.网球从A运动到C的过程始终处于失重状态

D.网球从A运动到10.如图甲所示，矿井升降罐笼的井道设有摩擦制动式安全钳，井道底部竖直固定缓冲弹簧，罐笼失控下坠时，速度达到阈值v后启动安全钳，先通过两侧大小均为f的恒定阻力减速，罐笼继续下落一段距离，再与缓冲弹簧接触实现二次缓冲，罐笼最终速度减为零，此时弹簧压缩量为x。已知罐笼(含安全钳)总质量为m，重力加速度为g，罐笼从启动安全钳开始所受合力F合与下落高度h关系如图乙所示，缓冲弹簧始终处于弹性限度内，弹簧自身重力、空气阻力均忽略不计。从启动安全钳工作开始，下列说法正确的有(

)

A.罐笼所受弹簧弹力等于mg时，速度最大

B.罐笼接触弹簧前，加速度大小为a=2f−mgm

C.罐笼接触弹簧后至最低点全过程，克服合外力做功为W=2f−mg+F三、实验题：本大题共2小题，共16分。11.某兴趣小组利用图甲装置，验证竖直上抛运动小球的机械能守恒。主要实验器材：铁架台、可调式双光电门计时器、带锁定结构轻质弹簧、金属小球、三角板、毫米刻度尺、电源、导线若干。实验步骤如下：

(1)完善实验操作：

①按图甲组装实验器材，调节装置，使弹簧、金属小球、光电门1、光电门2在同一竖直线上；

②利用三角板配合毫米刻度尺测量小球直径d，示数如图乙所示，则小球直径d=______cm；

③用毫米刻度尺测量光电门1、光电门2之间的竖直间距，记为h；

④弹簧压缩并锁紧锁定装置，将小球置于轻弹簧上端；解除弹簧锁定，小球竖直上抛，依次经过光电门1、2，记录小球通过两光电门的遮光时间分别为Δt1、Δt2；

⑤竖直微调光电门2的位置，重复步骤③、④，完成多组实验测量。

(2)关于本次实验操作与原理的说法，正确的是______(填选项字母)。

A.本实验必须测量小球质量

B.步骤⑤中，也可竖直调节光电门1位置完成多次测量

C.解除弹簧锁定后，小球立即做竖直上抛运动

(3)小球经过光电门1的瞬时速度v=______(选用题干给定物理量符号表示)。

(4)实验过程中光电门1因故障失效，实验小组保持弹簧释放位置固定不变，其余操作不变；仅测量小球通过光电门2的遮光时间Δt2和两光电门竖直间距h，并绘制出图丙；测得图像斜率绝对值为k，已知重力加速度为g。在实验误差允许范围内，若满足关系式k=______(用d、g12.法治节目中报道，非法使用弹弓猎杀野生保护动物属于违法行为。某同学结合力学知识搭建弹弓模型，开展定量探究实验：如图甲，实验所用弹弓两侧各固定一根完全相同的橡皮条；金属弹珠质量m1=10g，直径D=20mm。

(1)该同学首先验证橡皮条拉伸过程中弹力与形变量的关系遵循胡克定律：取单根橡皮条，用力传感器缓慢拉伸橡皮条，记录每一次的长度L及对应的拉力F，绘制得到F−L图像如图乙，由图像可得：该单根橡皮条的原长L0=______cm，橡皮条劲度系数k=______N/m。

(2)查阅资料发现，弹丸发射后比动能C0(动能与弹丸最大横截面积的比值)超过1.8J/cm2时，该弹射装置依法认定为枪支，现将质量m2=30g的带有开口的盒体静置于高h=0.8m的水平桌面边缘，盒口朝向弹珠发射方向；拉伸弹弓发射弹珠，弹珠立即水平射入盒体并瞬间共速，二者共同从桌面边缘水平抛出，平抛水平位移s=4m，请根据以上数据估算盒体与弹珠共同抛出的初速度v0=______m/s四、计算题：本大题共3小题，共38分。13.2026年米兰冬奥会，我国运动员陈文浩取得男子钢架雪车项目第四名，刷新了我国此项目境外参赛的最佳战绩，图甲为运动员竞赛实景，图乙为赛道简化示意图。其中AB段水平，BC段与水平面夹角θ，运动员从A点静止出发，推动钢架雪车沿AB做匀加速直线运动；抵达B点后迅速俯卧于雪车上，人与雪车整体沿BC斜面继续匀加速下滑，全过程速率随时间变化规律如图丙所示，假设运动员与雪车经过B点瞬间速度大小不变，雪车底面的平面始终与滑道贴合，已知运动员与雪车总质量M=100kg，重力加速度大小取g=10m/s2，sinθ=0.1，不计空气阻力。求：

(1)AB段运动的加速度大小；

(2)运动员与雪车在BC段运动过程中重力做的功。14.如图，在无人机空中表演时，质量M=2kg的无人机通过长度L=1.0m的轻质细绳悬挂质量m=1kg的小物块，无人机绕竖直轴O在水平面内做半径r=0.4m的匀速圆周运动。若无人机距离地面的高度H=50.8m，细绳偏离竖直方向的夹角恒为θ=37°，物块与无人机保持相对静止。已知重力加速度取g=10m/s2，sin37°=0.6，不计空气阻力，取地面为重力势能零势能面，求：

(1)细绳对物块的拉力大小T；

(2)物块的机械能大小E；

(3)无人机运动14周期的过程中，合外力对物块的冲量大小I。15.如图所示，水平面内固定光滑轨道，轨道由两个半径均为R的半圆轨道、两段长度均为2R的水平直轨道拼接而成，轨道内放置质量分别为2m和m的小球a、b。初始时刻小球a以初速度v0沿直轨道向b运动，与静止于A点的b球发生碰撞，全程不计轨道与小球间摩擦，小球自身尺寸忽略不计，两球始终约束于拼接轨道内运动，AC、BD分别为左右半圆轨道直径，水平面为运动平面。

(1)若a、b发生弹性正碰，求碰后a、b的速度大小；

(2)在(1)的情况下，求碰后a、b发生第二次碰撞的位置与C的距离s0；

(3)若两球碰撞后的相对速度大小为碰撞前相对速度大小的e倍(0.5≤e≤1)，请通过计算论述：两球第二次碰撞分别发生在直轨道、圆弧轨道时，对应恢复系数e的取值范围。

答案解析1.【答案】C

【解析】解：A.足球在空中受重力和空气阻力的共同作用，故A错误；

B.足球做曲线运动，足球的瞬时速度方向是沿着轨迹的切线方向，故B错误；

C.足球做曲线运动，合外力方向一定指向曲线轨迹的凹侧，故C正确；

D.足球在运动过程中，除重力外空气阻力对足球做负功，则飞行过程中足球的机械能减小，故D错误。

故选：C。

A.根据物体的受力分析进行判断；BC.根据曲线运动的速度方向和合外力方向特点分析解答；D.根据机械能守恒的条件进行判断。

考查物体的受力分析和曲线运动的特点，理解机械能守恒的条件，属于基础题。2.【答案】A

【解析】解：国产人形机器人“天工”在斜坡上受重力、支持力和摩擦力作用，如图所示：

当机器人“天工”站立和稳定行走时，根据平衡条件，沿斜坡方向μmgcos30°≥mgsin30°

解得斜坡的动摩擦因数μ≥33，即机器人的脚和斜面间的动摩擦因数不能小于33，故A正确，BCD错误。

故选：A。3.【答案】D

【解析】解：A、根据开普勒第二定律可知，同一颗行星与太阳连线在相等的时间内扫过的面积相等，而地球和土星不是同一颗行星，二者分别与太阳的连线在相同时间内扫过的面积不相等，故A错误；

B、根据开普勒第二定律可知，火星绕太阳运行过程中，在离太阳较近的位置运行速率较大，在离太阳较远的位置运行速率较小，故B错误；

C、由题图可知，火星轨道半长轴比地球大，由开普勒第三定律，火星公转周期更长，故C错误；

D、根据开普勒第一定律可知，太阳处在每颗行星的椭圆轨道的一个焦点上，故必然处在八大行星的椭圆轨道的一个公共焦点上，故D正确。

故选：D。

本题依托开普勒三大定律判断选项：

A、区分面积定律的适用对象为单个行星进行判断；

B、由椭圆轨道远近日点速度变化判断；

C、根据轨道半长轴大小结合周期定律对比地球、火星周期；

D、依据轨道定律直接判断。

本题以太阳系八大行星为情境，完整覆盖开普勒三大定律核心要点，选项针对性设置常见易错点，侧重基础概念辨析，难度低，适合巩固天体运动基础理论。4.【答案】C

【解析】解：A、由题图可知，大齿轮与中齿轮采用外啮合传动，齿轮缘的线速度大小相等，即有：v大=v中，由ω=vr可知角速度大小不相等，故A错误；

B、中齿轮与小齿轮固定在同一根转轴上同轴转动，角速度的大小相等，由v=ωr可知，线速度大小不相等，故B错误；

C、由于r大>r中，由ω=vr可知ω大<ω中，而ω中=ω小，所以有：ω大<ω小，由ω=2πn可知：n5.【答案】B

【解析】解：在水平方向上，雨滴相对于人的速度为2m/s，方向向右；

在竖直方向上，雨滴的速度为1.5m/s，方向竖直向下。

设雨滴相对于人的速度方向与竖直方向的夹角为α，则根据矢量合成法则可知tanα=v水平v竖直=2m/s1.5m/s=43

解得α=53°

可见伞柄应向前倾斜且与竖直方向成53°角。

故ACD错误，B正确。

故选：B。

以行走的人为参考系，雨滴同时拥有竖直向下、水平向右的分速度，合成相对速度；由两分速度比值算出相对速度与竖直方向夹角6.【答案】D

【解析】解：C、根据弹簧弹力的表达式：F=kΔx，可知随着物块位移的变大，当其运动x0后，接触弹簧，之后随着位移增大，形变量也增大，即弹力与位移满足：F=k(x−x0)，即F与x为线性关系，故C错误；

A、对物块受力分析，若斜面倾角为θ，可得到其接触弹簧前：mgsinθ=ma1，v=a1t，物块速度随时间均匀增加；

根据弹簧弹力特点，可得起接触弹簧后：mgsinθ−kΔx=ma2，随着物块向下运动，弹力逐渐增大，加速度逐渐减小，当弹力大于重力分力时，随着物块向下运动，弹力继续增大，加速度反向增加，即加速度不是定值，速度与时间不是线性关系，故A错误；

B、初始物块距离底面的长度为L，以斜面底面为零势能面，斜面倾角为θ，则根据重力势能关系式：Ep=mg(L−x)sinθ，可知重力势能随x均匀减小，故B错误；

D、根据弹簧弹性势能表达式：E弹=127.【答案】A

【解析】解：A、根据平抛运动的规律，雨滴c竖直方向，有

R=12gt2

水平方向，有22R=vct

解得vc=2gR

又vc=ωR

解得雨伞转动的角速度ω=2gR，故A正确；

B、根据机械能守恒定律可知，由于雨滴b和d的高度相等，则雨滴b和d着地前瞬间竖直速度相同，根据P=mgvy可知，重力的瞬时功率相同，故B错误；

C、根据平抛运动的规律，雨滴a竖直方向，有

3R=12gta2

水平方向，有sa=vata=vcta

则雨滴a平抛运动的水平位移为sa=26R，故C错误；

8.【答案】BD

【解析】解：AB、卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，根据公式GMmr2=mv2r可得v2=GMr，由题图可知当轨道半径r=R时v2=b，解得：地球质量M=bRG。地球第一宇宙速度为近地卫星的环绕速度，即轨道半径为R时的线速度，而北斗地球静止轨道卫星的轨道半径r0>R，由v=GMr可知其环绕线速度小于地球第一宇宙速度，故A错误，B正确；

C、地球静止轨道卫星必须定点在赤道正上方，深圳不在赤道上，因此该卫星不可能定点于深圳上空，故C错误；

D、北斗地球静止轨道卫星的角速度与地球自转角速度ω相等，根据公式GMmr02=mω2r0，结合GM=bR，解得：地球自转角速度ω=bRr03，故9.【答案】ABD

【解析】解：A、网球从A点由静止出发，运动到C点时速度为v2，由于运动过程中只有重力做功，根据动能定理可得mgh=12mv22−0，则下落高度h=v222g，故A正确；

B、网球从A运动到C的过程中，只有重力做功，满足机械能守恒的条件，因此机械能守恒，故B正确；

C、网球在竖直方向的运动状态并非始终向下加速，在圆弧轨道部分，网球做圆周运动，存在竖直向上的加速度分量，此时网球处于超重状态，并非全程失重，故C错误；

D、，网球从A到C的全程时间为t，重力的冲量IG=mgt，故D正确。

故选：ABD10.【答案】BC

【解析】解：A、由图像乙可知，启动安全钳后的第一阶段，罐笼所受合外力保持恒定。由于罐笼做减速运动，表明合外力方向与其运动方向相反，即始终竖直向上，因此满足2f>mg。当罐笼接触弹簧后，其向上的合外力会继续增大，故罐笼在整个过程中始终做减速运动，其速度最大值出现在安全钳刚启动的时刻，故A错误；

B、在罐笼接触弹簧之前，它受到竖直向下的重力以及两侧恒定的、方向向上的阻力作用。根据牛顿第二定律可得2f−mg=ma，解得加速度大小为a=2f−mgm，故B正确；

C、罐笼从接触弹簧到运动至最低点的过程中，其位移大小为x，合外力F合随下落高度的增加呈线性变化。刚接触弹簧瞬间的合外力为2f−mg，到达最低点时的合外力为F2。此过程中克服合外力所做的功，在数值上等于F合−h图像在该段位移x内所围成的梯形面积，因此可得克服合外力做功为W=(2f−mg)+F22x，故C正确；

D、设罐笼在接触弹簧前减速下落的高度为h1。从启动安全钳到运动至最低点的全过程，根据动能定理有mg(h1+x)−2f(h1+x)−Ep=0−11.【答案】1.65

B

dΔt1【解析】解：(1)②如图乙所示，刻度尺的分度值为1mm，可得小球直径d=2.65cm−1.00cm=1.65cm；

(2)B.设滑块通过光电门1和光电门2时的瞬时速度分别为v1、v2，根据机械能守恒定律可得：mgh=12mv12−12mv22

整理可得需要验证的式子为：2gh=v12−v22

在步骤⑤中，若竖直调节光电门1位置，则h与v1发生变化，v2保持不变，则可通过研究h与v1的变化关系完成实验，故B正确；

A.由B选项的解答可知，需要验证的表达式中可以约去质量，故不需要测量出小球的质量，故A错误；

C.解除弹簧锁定后到小球离开弹簧之前，小球除受到重力之外还受到弹簧弹力，此过程小球不做竖直上抛运动，故C错误。

故选：B。

(3)根据光电门测速原理可得，小球经过光电门2的瞬时速度为：v=dΔt1

(4)由(2)B选项的解答可知，需要验证的式子为：2gh=v12−v22

联立整理可得：1Δt22=v12d12.【答案】10;125

10;2.5

【解析】解：(1)根据胡克定律F=k(L−L0)=kL−kL0

当F=0时，横截距表示原长L0=10cm；

图像斜率表示劲度系数，劲度系数k=k′=25−0(30−10)×10−2N/m=125N/m

(2)根据平抛运动规律，水平方向s=v0t

竖着方向h=12gt2

盒体与弹珠共同抛出的初速度v0=sg2h

代入数据解得v0=10m/s

弹珠射入盒体瞬间共速，根据动量守恒定律m13.【答案】AB段运动的加速度大小为4.0m/s2

运动员与雪车在BC段运动过程中重力做的功为【解析】解：(1)根据图丙的v−t图像可知，运动员在AB段做匀加速直线运动，初速度为0，末速度vB=10.0m/s，运动时间t1=2.5s；

根据加速度的定义式，AB段的加速度大小为：a1=vB−0t1=10.02.5m/s2=4.0m/s2

(2)运动员与雪车在BC段做匀加速直线运动，初速度vB=10.0m/s，末速度vC=12.4m/s，运动时间t2=6.5s−2.5s=4.0s；

根据匀变速直线运动的平均速度公式，BC段的位移大小为：xBC=vB+vC2t2=10.0+12.42×4.0m=44.8m，

运动员与雪车在14.【答案】细绳对物块的拉力大小为12.5N

物块的机械能大小为503.75J

合外力对物块的冲量大小为15【解析】解：(1)物块在竖直方向受力平衡，设细绳的拉力大小为T，则有Tcosθ=mg，代入数据解得T=12.5N。

(2)物块与无人机保持相对静止，可知物块也绕竖直轴做水平匀速圆周运动，其轨道半径R=r+Lsinθ，代入数据得R=1.0m，

物块做圆周运动的向心力由拉力的水平分力提供，根据牛顿第二定律有Tsinθ=mv2R，解得物块的线速度大小