2025-2026学年北京市丰台区高一（下）期末物理试卷(含详细答案解析)

第=page11页，共=sectionpages11页2025-2026学年北京市丰台区高一（下）期末物理试卷一、单选题：本大题共14小题，共42分。1.在下列所述实例中，可认为机械能守恒的是(

)A.人乘坐电梯加速上升 B.校运动会上运动员抛出的铅球在空中运动

C.跳伞运动员带着张开的降落伞在空中下落 D.游客乘坐摩天轮在竖直平面内匀速转动2.如图所示的三种情况，物体在力F的作用下发生了一段水平位移l，已知这三种情形下力F和位移l的大小都相等。下列说法正确的是(

)

A.甲图中，力F对物体做负功 B.乙图中，力F对物体做功为Flcos30∘

C.丙图中，力F对物体做功为Fl3.如图所示，A、B是光滑曲面上的两点，一质量为m的小球由A点沿曲面下滑到B点的过程中，以B点所在水平面为参考平面，下列说法正确的是(

)A.小球在A点的重力势能为mg(h1−h2)

B.4.如图所示，封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个由蜡做成的小圆柱体P，沿水平和竖直方向建立直角坐标系，P从坐标原点以速度v0匀速上升，同时玻璃管沿x轴正方向做初速度为0的匀加速直线运动。vx、vy分别表示小圆柱体P在水平方向和竖直方向的分速度，下列描述小圆柱体P的运动和运动轨迹的图像正确的是(

)A.

B.

C.

D.5.“天宫二号”在距地面390km的轨道上运行，“天链二号01星”是一颗地球静止轨道同步卫星，两者均绕地球做匀速圆周运动。下列说法正确的是(

)A.“天宫二号”的线速度大于“天链二号01星”的线速度

B.“天宫二号”的加速度小于“天链二号01星”的加速度

C.“天宫二号”的周期大于“天链二号01星”的周期

D.“天链二号01星”能经过北京上空

6.如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是(

)A.小球受到重力、支持力和向心力的作用

B.小球所受重力和支持力的合力提供向心力

C.小球在漏斗壁上不同高度做匀速圆周运动时，向心加速度大小不同

D.小球在漏斗壁上不同高度做匀速圆周运动时，半径越大角速度越大

7.用如图所示的实验装置探究影响向心力大小的因素。挡板A和C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，根据标尺上露出的红白相间的等分格可计算出两球向心力的比值。若将两相同的小球放于图示位置进行实验，下列说法正确的是(

)

A.本次实验可探究向心力大小与轨道半径的关系

B.本次实验应将皮带套在半径不同的变速塔轮上

C.仅增大手柄的转速，两个标尺露出格数的比值变大

D.若标尺上露出的格数比为1：4，则两个变速塔轮的半径之比为1：28.将一石块从高处以30∘的仰角斜向上抛出，初速度v0的大小为5m/s。不计空气阻力，重力加速度g取A.石块到达最高点时的速度为2.5m/s

B.石块向上运动的时间为0.5s

C.9.质量为m的汽车在足够长的平直公路上以额定功率启动，且功率保持不变，阻力大小恒为f，当速度达到v时，加速度为a。下列说法正确的是(

)A.汽车加速过程中加速度不断增大 B.汽车速度为v2时，其加速度为2a

C.汽车发动机的额定功率为fv D.汽车的最大速度为10.如图所示，嫦娥六号探测器在圆形近月轨道1上绕月球飞行，在A点变轨后进入椭圆轨道2，B为远月点。关于嫦娥六号探测器，下列说法正确的是(

)A.在轨道2上从A点向B点运动的过程中机械能逐渐减小

B.在轨道2上经A点时的速率大于在轨道1上经A点时的速率

C.在轨道2上经A点时的加速度大于在轨道1上经A点时的加速度

D.从地球表面发射嫦娥六号的速度大于第二宇宙速度

11.如图所示，水平传送带以恒定的速率v顺时针转动。将质量为m的工件(可视为质点)轻放在传送带的A端，由于摩擦力的作用工件加速运动，到达B点前已与传送带相对静止。在工件由A运动到B的过程中，下列说法正确的是(

)A.摩擦力对工件做功为−12mv2

B.摩擦力对传送带做功为−12m12.在空间站中，宇航员长期处于失重状态。为缓解这种状态带来的不适，科学家设想建造一种环形空间站，如图所示。旋转舱绕中心轴匀速旋转，宇航员站在旋转舱内的侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。已知地球表面的重力加速度为g，环形空间站的半径为r，宇航员可视为质点。若这种环形空间站建造成功，下列说法正确的是(

)

A.宇航员处于平衡状态

B.旋转舱侧壁对宇航员的支持力大小为2mg

C.宇航员绕中心轴的向心加速度大小为g

D.旋转舱绕其轴线转动的角速度大小为13.游乐场中的弹射式过山车部分设施可抽象成如图1所示模型：光滑水平轨道与半径R=0.4m的竖直光滑半圆形轨道ABC在A点平滑连接。压缩的轻质弹簧将小球由静止水平弹出，小球以一定的初速度从最低点A冲上半圆形轨道。某次小球在半圆形轨道上从A点运动到C点的过程中，其速度的平方与上升高度h的关系如图2所示。已知小球的质量为m=0.5kg，不计空气阻力，重力加速度g取A.图中的x为17m2⋅s−2

B.释放前弹簧的弹性势能为2.25J

C.若释放前弹簧的弹性势能为5J，小球恰好能到达C点14.如图所示，某城市广场喷泉喷出的水柱可以看作在竖直方向运动，且上升和下降过程水流不发生碰撞。已知喷泉喷嘴的横截面积约为4.0×10−3m2，喷嘴位置与池中水面持平，喷出的水柱高达80m，水的密度为1.0×10A.空中水的总质量约为1.28×103kg

B.保持电动机的输出功率不变，若喷嘴的横截面积减小为原来的12，则水柱高度可达到160m

C.保持喷嘴的横截面积不变，若电动机的输出功率减小为原来的14二、实验题：本大题共2小题，共12分。15.用图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。

(1)为完成此实验，除了图1所示器材，还需要的器材有

。

A.刻度尺

B.秒表

C.直流电源

D.交流电源

(2)某次实验中，质量为m的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图2所示。纸带相邻两个点间的时间间隔为T，重力加速度为g，从起点O到打下计数点B的过程中，重物重力势能的减少量ΔEp=

，动能的增加量ΔEk=

。16.关于探究平抛运动特点的实验。

a.用如图1所示装置探究平抛运动的特点，下列说法正确的是______。

A.斜槽轨道必须光滑

B.斜槽轨道末端必须保持水平

C.应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放

D.以斜槽末端紧贴槽口处作为小球做平抛运动的起点

b.用频闪照相的方法研究平抛运动的特点。如图2所示的频闪照片记录了做平抛运动的小球每隔相等时间的位置，以某位置为坐标原点O，水平方向为x轴，竖直方向为y轴建立坐标系。某同学测量出A、B、C三点的坐标分别为(x1,y1)(x2,三、计算题：本大题共5小题，共46分。17.某同学想利用平抛运动的规律测量练习本与滑块间的动摩擦因数μ，测量工具仅有刻度尺。如图所示，该同学在水平桌面上用硬练习本做成一个高为h，底边长为d的斜面，练习本底端与桌面平滑连接，让滑块从斜面顶端由静止滑下后沿桌面水平飞出，忽略滑块在水平桌面运动过程中的能量损失。请你写出需要测量的物理量及μ的表达式(用所测的物理量及h、d表示)。

18.如图所示，民航客机紧急出口处设有气囊，遇紧急情况乘客可沿气囊下滑至地面。若乘客质量为60kg，紧急出口下沿至地面的高度为3.2m，乘客由静止开始下滑到地面时速度为3m/s，用时3s，重力加速度g取10m/s2。求乘客下滑过程中：

(1)重力做的功WG；

(

19.卡文迪什把他自己的实验说成是“称量地球的重量”。已知引力常量为G，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。求：

(1)地球的质量M；

(2)地球的第一宇宙速度v1；

(3)20.如图1所示，“大摆锤”是游乐场中经常见到的娱乐项目。安装测试中，座舱不自转，仅随主轴绕悬点摆动。为简化研究，将座舱等效为质量集中在A点的小球，如图2所示。若座舱到达最高点瞬间关闭电机，座舱将由静止开始摆动。已知座舱质量为M，A点到悬点O的距离为L，最大摆角为θ，重力加速度为g，不计任何阻力。

(1)若不考虑主轴的质量(可视为轻杆)，求座舱运动到最低点时：

a.座舱的速度大小v；

b.主轴对座舱拉力的大小F。

(2)实际情况中主轴的质量不可忽略且质量分布复杂。现粗略地将主轴等效为轻杆和质量集中在OA中点B的小球，如图3所示。若主轴的质量为座舱质量的k倍，最大摆角θ21.“火箭蹦极”是一种新型游乐项目。如图1所示，游戏开始前，乘客及安全装备被锁定在最低点，此时弹性绳被拉伸。解锁后，乘客被向上弹射升空。如图2所示，某次蹦极中，乘客由位置a沿竖直方向向上弹射，到达位置b时弹性绳恰好恢复原长，位置c为能到达的最高点。

(1)将乘客视为质点，不考虑弹性绳的质量和空气阻力，在此模型下，根据弹性绳的核心物理参数及安全限制，利用AI工具绘制出乘客的速度v与距a点的距离l的关系，如图3所示。已知乘客(包括装备)的质量m=60kg，弹性绳的原长l0=16m，位置a到悬点O的距离H=29m，重力加速度g取10m/s2。

a.以位置a所在的水平面为参考平面，求弹性绳与乘客所组成系统的机械能E；

b.弹簧是弹性体的一种理想化模型。基于胡克定律可推导出弹簧弹性势能的表达式为Ep=12k答案和解析1.【答案】B

【解析】解：A.人乘坐电梯加速上升时，速度和高度都增加，即动能和重力势能都增大，可知机械能增大，不守恒，故A错误；

B.校运动会上运动员抛出的铅球在空中运动，所受阻力可以忽略不计，认为机械能守恒，故B正确；

C.跳伞运动员带着张开的降落伞在空中下落时，会受到较大的阻力作用，且阻力做负功，机械能减小，故C错误；

D.游客乘坐摩天轮在竖直平面内匀速转动时，速度大小不变，动能不变，但高度发生变化，导致重力势能变化，故机械能不守恒，故D错误。

故选：B。2.【答案】D

【解析】解：根据做功的计算公式W=Flcosθ，式中θ为力F的方向与位移l方向之间的夹角，因此可知甲、乙、丙图中力F所做的功分别为

W甲=Flcos⁡30∘，W乙=−Flcos⁡30∘，

W丙=F3.【答案】A

【解析】解：A.因为以B点所在水平面为参考平面，则由题图可知，小球在A点的重力势能为mg(h1−h2)，故A正确；

B.因为小球由A点沿曲面下滑到B点的过程是由高处运动到低处，又因为当物体由高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减少，所以该过程小球的重力势能减小，故B错误；

C.重力势能是相对的，式中h是物体到参考平面的高度，选取不同的参考平面，只影响物体重力势能的数值，而不影响重力势能的差值，所以重力势能的变化量与参考平面的选取无关，故C错误；

D.因为重力对物体做多少正(负)功，物体的重力势能就减小(增大)多少，又因为重力做功只与物体的初末位置的高度差和重力大小有关，和所经过的曲面是否粗糙无关，所以若曲面粗糙，小球重力势能的变化量不会变化，故D错误。

故选：A。

A.结合题意，由重力势能的计算公式，即可分析判断；

B.结合题意，由重力势能的变化和重力做功的关系，即可分析判断；

4.【答案】C

【解析】解：A、设玻璃管水平加速度为a，竖直方向匀速速度vy=v0，水平初速度为0、匀加速，则vx=at，vx−t图像为过原点倾斜直线，故A错误；

B、竖直匀速运动，vy恒定不变，vy−t图像是水平直线，不是曲线，故B错误；

C、分位移公式：x=12at2，y=v0t，消去t得y=5.【答案】A

【解析】解：A.根据GMmr2=mv2r，得v=GMr，“天宫二号”的轨道半径更小，可知“天宫二号”的线速度大于“天链二号01星”的线速度，故A正确；

B.根据GMmr2=ma，可得a=GMr2，“天宫二号”的轨道半径更小，可知“天宫二号”的加速度大于“天链二号01星”的加速度，故6.【答案】B

【解析】解：AB、小球在某一水平面内做匀速圆周运动，小球受到重力和弹力作用，这两个力的合力提供向心力，也可以认为弹力沿水平方向的分力提供向心力，故A错误，B正确；

CD、设小球受到弹力方向与竖直方向的夹角为θ，根据牛顿第二定律可得mgtanθ=ma，解得a=gtanθ=ω2r，小球在漏斗壁上不同位置做匀速圆周运动时半径越大，向心加速度大小保持不变，角速度越小，故7.【答案】B

【解析】解：A.实验中将两相同的小球，分别放在到各自转轴的距离相等的A和C挡板，本次实验可探究向心力大小与角速度的关系，故A错误；

B.根据线速度与角速度的关系ω=vR，本次实验探究向心力大小与角速度的关系，应将皮带套在半径不同的变速塔轮上，故B正确；

C.仅增大手柄的转速，角速度增大，由于两塔轮半径之比不变，角速度之比不变，则向心力之比不变，两个标尺露出格数的比值不变，故C错误；

D.根据向心力公式F=mrω2可知，若标尺上露出的格数比为1：4，则角速度之比为1：2，两个变速塔轮的半径之比，2：1，故D错误。

故选：B。

A.根据控制变量法分析作答；

B.根据线速度与角速度的关系分析作答；

8.【答案】D

【解析】解：A、石块达到最高的时的速度大小等于初速度沿水平方向的分量，大小为vx=v0cos30∘=5×32m/s=2.53m/s，故A错误；

B、石块抛出时沿竖直方向的分速度vy=v0sin30∘=5×0.5m/s=9.【答案】D

【解析】解：A、当汽车的速度为v时受到的牵引力大小F=Pv，根据牛顿第二定律得：Pv−f=ma，可知，随着速度增大，加速度减小，故A错误；

B、当速度达到v时，加速度为a，根据牛顿第二定律得：Pv−f=ma

汽车速度为v2时，根据牛顿第二定律得：Pv2−f=ma′，即2Pv−f=ma′

对比可得a′>2a，故10.【答案】B

【解析】解：A.在轨道2上从A点向B点运动的过程中，只有万有引力做功，满足机械能守恒，可知机械能不会减小，故A错误；

B.根据卫星变轨原理，卫星在轨道1上经过A点时加速做离心运动才能变轨到轨道2，可知在轨道2上经A点时的速率大于在轨道1上经A点时的速率，故B正确；

C.根据GMmr2=ma，可知在轨道2上经A点时的加速度等于在轨道1上经A点时的加速度，故C错误；

D.11.【答案】D

【解析】解：A、对工件，根据动能定理可知，Wf=12mv2−0故工件所受摩擦力做的功为12mv2，故A错误；

B、工件在传送带做匀加速运动，根据运动学公式可知工件的位移大小为x1=v2t

对工件做受力分析，根据牛顿第二定律有f=ma，a=vt，联立解得f=mvt

经过时间t，传送带位移x2=vt，则Wf′=12.【答案】C

【解析】解：A、宇航员在旋转舱内的侧壁上，随着旋转舱做匀速圆周运动，合力不为零，不是平衡状态，故A错误；

BC、旋转舱中的宇航员做匀速圆周运动，圆环绕中心匀速旋转使宇航员感受到与地球一样的“重力”是向心力所致，向心加速度大小应为g，合力指向圆心，支持力提供向心力，则旋转舱侧壁对宇航员的支持力大小为mg，故B错误，C正确；

D、由题意知，支持力提供圆周运动的向心力，则有：mg=mω2r，代入数据解得：ω=gr，故13.【答案】C

【解析】解：AB、小球从A点运动至C点的过程中，仅有重力做功，机械能守恒。根据机械能守恒定律可得：12mvA2=12mvC2+mg(2R)，即vA2=vC2+4gR。由图2可知，在C点对应高度h=0.8m，此时速度的平方vC2=9m2/s2，代入上式解得在A点时速度的平方vA2=25m2/s2。弹簧释放前，根据能量守恒，弹簧的弹性势能等于小球在A点的动能，即Ep=12mvA2，代入数据解得Ep=6.25J，故AB错误；

C、小球恰好能到达C点时，在C点由重力提供向心力，根据牛顿第二定律有mg=14.【答案】A

【解析】解：A.根据竖直上抛运动速度与高度的关系式v02=2gH，可得水流喷出的初速度v0=2gH=2×10×80m/s=40m/s。水滴上升至最高点的时间t上=v0g=4010s=4s，根据上升、下落时间对称可知单滴水从喷出到落回水面的总空中时长t总=8s。单位时间内喷嘴喷出的水的质量为ΔmΔt=ρSv0，空中所有水的总质量M=ρSv0t总=1.0×103×4.0×10−3×40×15.【答案】Am(小车和砂桶组成的系统在运动过程中小车要克服摩擦阻力做功，此系统机械能不守恒

【解析】解：(1)本实验利用落体法验证机械能守恒，打点计时器工作时需要交流电源，利用打点纸带测量速度，通过打点周期记录时间，不需要秒表测量时间，需要测量纸带上点迹之间间距，因此需要刻度尺，故AD正确，BC错误。

故选：AD。

(2)从打O点到B点重物下落高度为h2，重力势能减少量为：ΔEp=mgh2；

根据打点纸带测量速度的原理可得打B点时的速度大小为：vB=h3−h12T

打O点时速度为0，初动能为0，可得此过程的动能变化量为：ΔEk=12mvB2=16.【答案】a.BC；b.x1：x2：x3【解析】解：a.A.斜槽是否光滑不影响，只要小球每次从同一位置由静止释放，初速度就一致，故A错误；

B.斜槽末端必须调水平，才能保证小球抛出时初速度水平，故B正确；

C.每次从同一位置静止释放，可保证小球初速度相同，故C正确；

D.坐标系原点应为小球在槽口时在底板上的投影的圆心位置，故D错误。

故选：BC。

b.根据平抛运动的特点可知小球在水平做匀速直线运动，根据位移公式x=v0t，可知如果满足x1：x2：x3=1：2：3关系，则可以证明小球的水平分运动是匀速直线运动。

根据平抛运动的特点可知小球在竖直方向做自由落体运动，根据Δy=gT2，可知如果满足(y2−y1)−y117.【答案】需要测量的物理量为桌面离地面的高度为H，滑块做平抛运动的水平射程为x；μ的表达式μ=4【解析】解：滑块离开斜槽后做平抛运动，设桌面离地面的高度为H，水平射程为x

根据平抛运动规律，水平方向x=vt

竖直方向H=12gt2

水平速度v=xg2H

滑块在斜槽上运动，斜面倾角为θ，根据动能定理mgh−μmgLcosθ=12m18.【答案】重力做的功WG为1920J

重力的平均功率P为640W

阻力做的功Wf为【解析】解：(1)重