2025-2026学年北京市东城区高一（下）期末物理试卷(含详细答案解析)

第=page11页，共=sectionpages11页2025-2026学年北京市东城区高一（下）期末物理试卷一、单选题：本大题共10小题，共30分。1.做平抛运动的物体，下列描述正确的是(

)A.相同的时间内发生的位移相同

B.相同的时间内速度的变化量不相同

C.任意两个相邻Δt内位移的变化量沿竖直方向

D.2.如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星。关于a、b、c做匀速圆周运动的说法中错误的是(

)

A.a、b、c三物体，都仅由万有引力提供向心力

B.周期关系为Ta=Tc>Tb

3.如图所示，质量相同的甲、乙两个小球从同一固定斜面的顶端O点水平抛出，分别落到斜面上的A、B两点，已知OB=2OA

A.甲、乙两球做平抛运动的时间之比为1：2

B.甲、乙两球做平抛运动的初速度大小之比为1：2

C.甲、乙两球接触斜面时的动能之比1：2

D.甲、乙两球接触斜面时的速度方向不同4.某同学采用如图所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验，牵引纸带的重锤由静止释放，打出一条点迹清晰的纸带后，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘出图像。重力加速度为g，选项中的哪一个图像表明在误差允许的范围内重物下落过程中重锤的机械能守恒(

)A.

B.

C.

D.5.2025年9月3日，中国东风−5C重型洲际导弹在阅兵式上首次亮相，震撼了全球军事领域。这款导弹以183吨的起飞重量和超过12000公里的射程，成为目前全球唯一具备实战能力的重型洲际导弹。如图所示，若导弹从P点飞出大气层后，仅在万有引力作用下绕地心O做椭圆轨道飞行(O为椭圆轨道的一个焦点)，最后从Q点进入大气层。N点为远地点，ON=r，已知地球质量为M，引力常量为A.导弹从P到N过程中机械能不守恒

B.导弹在N点的速度小于GMr

C.导弹在N点的加速度小于GMr2

6.如图所示，不可伸长的轻质细绳的一端固定于O点，另一端系一个小球，在O点的正下方钉一个钉子A，小球从右侧某一高度，由静止释放后摆下，不计空气阻力和细绳与钉子相碰时的能量损失。下列说法正确的是(

)A.小球摆动过程中，所受合力的方向始终指向O点

B.钉子距O点越远，细绳与钉子相碰时越容易断

C.当细绳与钉子碰后的瞬间，小球的向心加速度突然变小

D.小球在左侧所能达到的最大高度可能大于在右侧释放时的高度

7.遥远的深空，两颗互相绕转的恒星组成双星系统。它们以两者连线上的某点为圆心做匀速圆周运动，这样就不至于由于万有引力的作用而吸引在一起。设某双星系统中的两星S1、S2的质量分别为m和2m，两星间距为L，在相互间万有引力的作用下，绕它们连线上的某点O做圆周运动。已知引力常量G，下列说法正确的是(

)A.S1、S2两颗星的角速度之比为1：2 B.S2星到O点的距离为23L

C.S1、8.如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度为ω，盘面上到转轴的距离为r的位置有一个小物块随圆盘一起运动。现将圆盘的角速度从ω逐渐增加到2ω，若此过程中物块与圆盘始终保持相对静止，则(

)

A.此过程中，物块受到的静摩擦力对物块做正功

B.此过程中，物块受到的静摩擦力沿轨迹的切线方向

C.圆盘的角速度增加到2ω时，物块所受的向心力增加为原来的2倍

D.圆盘的角速度增加到2ω时，物块的动能增加为原来的9.如图所示，质量为M的长木板静止在光滑水平面上，一个质量为m的小物块以初速度v0滑上木板左端。物块与木板间的动摩擦因数为μ，小物块最终没有从长木板的右端滑下。整个过程中系统因摩擦产生的热量为Q，物块相对地面的位移为xm，木板相对地面的位移xM。下列说法正确的是A.摩擦力对物块做负功，大小为μmgxM，且等于物块动能的减少量

B.摩擦力对木板做正功，大小为μmgxM，且大于木板动能的增加量

10.处于自然状态的水都是向重力势能更低处流动。当水不再流动时，同一滴水在水表面的不同位置具有相同的重力势能，即水面是等势面。通常稳定状态下的水面为“水平面”，但将一桶水绕竖直固定中心轴以恒定的角速度ω转动，稳定时，水面呈凹状，如图所示。这一现象依然可用等势面解释：以转动的桶为参考系，桶中的水处于相对静止状态，假如认为处于水表面的质量为m的小水滴(可视为质点)除了受真实力作用外，还受到一个假想的“离心力”，使其合力为零，那么在形式上牛顿运动定律仍适用。类似于重力与重力势能的对应关系，水滴还将具有一个与该“离心力”对应的“离心势能”。该“离心势能”与小水滴的重力势能之和为其总势能，水会向总势能更低的地方流动，稳定时水表面上的相同质量的水滴具有相同的总势能。

为便于研究，在过桶竖直轴线的平面内，以水面最低处为坐标原点、以竖直向上为y轴正方向建立相对桶静止的直角坐标系xOy，研究xOy平面内水面上坐标为(x,y)、质量为m的小水滴在这个坐标系下的运动情况和能量。重力加速度为g，根据以上信息可知，下列说法正确的是A.“离心力”的大小与xOy平面内横坐标x成反比

B.若在xOy平面内水面上移动小水滴，该“离心力”做功与路径有关

C.以角速度大小ω稳定转动时，桶中水面的纵截面的方程y=ω22gx二、实验题：本大题共2小题，共20分。11.在探究影响向心力大小因素的实验中：(1)用如图甲所示的装置，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1，变速塔轮自上而下按如图乙所示三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为1：1、2：1和3：1。回答以下问题。

a、某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第

层塔轮(填“一”“二”或“三”)；

b、现将质量相等的两小钢球分别放在A、C位置，将传动皮带调至第三层塔轮，则两球转动时所受向心力之比为(2)如图丙所示装置，装置中竖直转轴固定在电动机的转轴上(未画出)，光滑的水平直杆固定在竖直转轴上，能随竖直转轴一起转动。水平直杆的左端套上滑块P，用细线将滑块P与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细线处于水平伸直状态，当滑块P随水平直杆一起匀速转动时，细线拉力的大小可以通过力传感器测得。水平直杆的右端最边缘安装了宽度为d的挡光条，挡光条到竖直转轴的距离为D，光电门可以测出挡光条经过光电门所用的时间(挡光时间)。滑块P与竖直转轴间的距离可调。回答以下问题。

a、某次实验中测得挡光条的挡光时间为Δt，则滑块P的角速度表达式ω=

；

b、实验小组保持滑块P质量和运动半径r不变，探究向心力F与角速度ω的关系，作F−ω2图线如图丁所示，若滑块P运动半径r=0.20m，不计细线质量，由F12.在“探究平抛运动的特点”实验中，做了如下操作(1)为了说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，用如图甲所示装置进行实验。小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落。关于该实验，下列说法正确的是______(选填正确选项前的字母)。

A.所用两球的材质必须相同

B.改变小锤击打金属片的力度，多次实验

C.改变该装置的高度，多次实验

D.本实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动(2)图甲所示的实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，借助频闪仪拍摄上述运动过程。图乙为某次实验的频闪照片。在误差允许范围内，根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同，可判断A球在竖直方向上做

运动；根据

，可判断(3)某研究小组同学采用如图丙装置描绘出小球做平抛运动的轨迹，利用小球做平抛运动的规律，计算该小球的初速度。

a、关于该实验装置和操作，下列说法正确的是

(选填正确选项前的字母)。

A.小球与斜槽之间应足够光滑

B.安装斜槽时应使其末端切线水平

C.坐标纸原点应与斜槽末端(轨道口)重合

D.小球每次从斜槽上同一位置由静止释放

b、如图丁所示，a、b、c是小球平抛轨迹在方格纸上的三个位置。已知方格纸每一小格边长为5cm，重力加速度g取10m/s2。则小球平抛的初速度为

m/s。(计算结果保留两位有效数字)

c、某同学做实验时，从斜槽末端沿重垂线方向画出直线，并描出轨迹曲线如图戊，在曲线上取e、f两点，用刻度尺分别量出它们到直线的水平距离ee′=x三、计算题：本大题共3小题，共50分。13.一根长为l的不可伸长的轻绳与质量为m的小钢球相连，小钢球在水平面内做匀速圆周运动，形成如图所示的圆锥摆。轻绳与竖直方向夹角为θ，重力加速度为g。求：(1)(2)(3)14.回答下列问题(1)一轻质弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端连接一个质量为m的物块，整个装置置于光滑的水平面上，如图甲所示，弹簧的劲度系数为k。以弹簧原长时右端点为坐标原点O，建立Ox坐标轴。初始时刻，系统处于静止状态。沿Ox轴正方向对物块施加外力F，将物块缓慢拉至伸长量x处，整个过程弹簧均处于弹性限度内。

a、在图乙中定性画出外力F与弹簧形变量x的关系。

b、求外力F在这个过程中对物块做的功(2)如图丙所示，轻质弹簧的左端固定，另一端与套在光滑竖直固定杆上的圆环相连。圆环位于P处时，弹簧水平且处于原长状态。已知弹簧的原长为l0、劲度系数为k′、圆环的质量为m′。圆环从P处由静止释放，经过Q处时的速度最大。弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g15.地球对其周围的物体产生的万有引力是通过地球周围的引力场产生的，物体在引力场中具有的势能我们称为引力势能。在物理学中，动能、引力势能和弹性势能统称为机械能。一颗质量为m的卫星在半径为r的轨道上绕地球做匀速圆周运动时，设卫星距离地球无穷远时系统引力势能为零，则该地球-卫星系统的引力势能的表达式为Ep=−GMmr，其中M为地球的质量，m(1)a、求该卫星的动能Ek。

b(2)在地面附近沿地表切向以第二宇宙速度v(3)以地球表面为重力势能零点时，地面附近的某物体重力势能的表达式为E0=mg答案和解析1.【答案】C

【解析】解：平抛运动可分解为：水平方向匀速直线运动，竖直方向初速度为0、加速度恒定为g的自由落体匀加速直线运动。

A.取相等的时间间隔Δt，水平方向位移Δx=v0Δt，每段水平位移大小、方向均不变；但竖直方向为匀加速运动，相同Δt内位移逐渐增大，因此合位移的大小、方向均不同，故A错误。

B.由加速度定义式a=ΔvΔt，平抛加速度a=g恒定，因此相同时间内速度变化量Δv=gΔt，可知任意相等时长Δt内，Δv大小相等、方向均竖直向下，速度变化量相同，故B错误。

C.相邻两段相等时间Δt内，每段水平位移均为v0Δt，两段水平位移差值为0；竖直方向相邻相等时间位移差Δy=g(Δ2.【答案】A

【解析】解：A、b、c围绕地球做匀速圆周运动，仅由万有引力提供向心力。a为地球赤道上的物体，由万有引力和地面的支持力的合力提供向心力，故A错误；

B、c为地球同步卫星，a为地球赤道上的物体，两者的周期与地球自转周期相等。

对于b、c，根据开普勒第三定律有

Rc3Tc2=Rb3Tb2

因Rc>Rb，则Tc>Tb

故有Ta=Tc>Tb，故B正确；

C、c为地球同步卫星，根据v=ωr，a、c的角速度相等，a的轨道半径小一些，则有va<vc

对于b、c，根据GMmr2=mv2r得

则有v=GMr，c的轨道半径大于b的轨道半径，则c的线速度小于b的线速度，则有

va<vc<vb，故C正确；

D、c为地球同步卫星，根据a=ω2r，a、c角速度相等，a的轨道半径小一些，则有aa<ac3.【答案】C

【解析】【分析】

甲、乙两球做平抛运动，根据下落的高度之比求运动时间之比；结合水平位移之比求初速度之比；根据动能定理求两球接触斜面时的动能之比；甲、乙两球接触斜面的瞬间，根据分速度关系得到速度与水平方向夹角的正切，再分析速度的方向关系。

解决本题的关键要掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解。

【解答】

A、甲、乙两球做平抛运动，则有t=2hg，甲、乙两球下落高度之比为1：2，可得甲、乙两球做平抛运动的时间之比为1：2，故A错误；

B、由x=v0t得v0=xt，甲、乙两球做平抛运动的水平位移之比为1：2，时间之比为1：2，则初速度大小之比为1：2，故B错误；

C、根据动能定理得mgh=Ek−12mv02，可得小球接触斜面时的动能Ek=12mv02+4.【答案】C

【解析】解：若在误差允许的范围内重锤下落过程中机械能守恒，满足mgh=12mv2

变形得v2=2gh

v2−h为过原点的一次函数，斜率为2g；

5.【答案】B

【解析】解：A.导弹从P点运动至N点的过程中，只受到地球引力作用，故机械能守恒，整个系统只有引力做功，故A错误。

B.假设存在以地心O为圆心、半径r的圆形轨道，导弹在该圆轨道做匀速圆周运动时，根据万有引力提供向心力有GMmr2=mv2r，解得导弹在该圆形轨道的运行速度v=GMr。

导弹从圆形轨道变轨到椭圆轨道需要减速做近心运动，所以导弹在椭圆轨道N点的实际速度一定小于圆形轨道的速度GMr，故B正确。

C.导弹在N点仅受地球万有引力作用，根据牛顿第二定律有GMmr2=ma，解得导弹在N点的加速度大小a=GMr2，故C错误。

D.根据万有引力F=GM6.【答案】B

【解析】解：A.小球由静止释放后，小球向下运动，故小球的重力做正功，小球会加速向下运动，小球做加速圆周运动，故它受到的合外力是变化的，既有指向圆心的分力提供向心加速度，也有沿切线方向的切向加速度，所以小球所受合力方向并非始终指向O点，故A错误；

B.钉子的位置越靠近小球，细绳与钉子相碰时，则小球做圆周运动的半径R变小；小球在最下端时，根据牛顿第二定律有F−mg=mv2R，解得F=mg+mv2R，所以R越小，则F越大，绳越容易断，故B正确；

C.细绳与钉子碰后的瞬间，小球的线速度不变，而半径变小，根据向心加速度a=v7.【答案】D

【解析】解：双星系统中的两颗星互相绕转，依靠相互之间的万有引力提供向心力，围绕连线上的同一圆心O做匀速圆周运动，它们具有相同的角速度和周期。设两星的角速度为ω，周期为T，S1和S2的轨道半径分别为r1和r2，根据牛顿第二定律有Gm⋅2mL2=mω2r1和Gm⋅2mL2=2mω2r2，联立解得轨道半径关系为r1=2r2，又因为r1+r2=L，解得r1=23L，r2=13L。

A、由上述分析可知，双星系统具有相同的角速度，即两颗星的角速度之比为1：1，故A错误；

B、S2星的轨道半径为r2，即到O点的距离为18.【答案】A

【解析】解：A、角速度增大，物块线速度增大，动能增加，重力、支持力不做功，只有静摩擦力做功，由动能定理可知静摩擦力对物块做正功，故A正确；

B、角速度逐渐增大，静摩擦力存在径向分量与切向分量，合力不沿轨迹切线方向，故B错误；

C、圆盘的角速度增加到2ω时，根据F=mrω2可知向心力增加为原来的4倍，故C错误；

D、圆盘的角速度增加到2ω时，根据v=rω可知线速度是原来的2倍，根据Ek=12mv2，可知动能增加为原来的49.【答案】D

【解析】解：A、物块受到的滑动摩擦力大小为f=μmg，摩擦力对物块做负功，物块相对地面的位移为xm，则摩擦力对物块做功为Wm=−μmgxm，大小为μmgxm，根据动能定理可知摩擦力对物块做功等于物块动能的变化量，其大小等于物块动能的减少量，故A错误；

B、木板受到的滑动摩擦力大小为f=μmg，摩擦力对木板做正功，大小为WM=μmgx10.【答案】C

【解析】解：A.对m受力分析，如下图所示

以旋转的桶为参照物，水面是静止的，所以F惯与重力和其它液体对它的弹力N合力大小相等，方向相反，即F惯=mω2x，“离心力”的大小与xOy平面内横坐标x成正比，故A错误；

B.离心力是保守力(类比重力)，保守力做功只与物体的初末位置有关，与其所经过的路径无关，故B错误；

C.由于整个水面总势能相等，在O点处总势能为0，则一个小水滴在该水面上任何位置重力势能与该势能的和均为0，即mgy−12mω2x2=0，解得y=ω22gx2，故C正确；

D.以桶为参照系，如果把质量为m的水滴从(x1,y1)移动到(x11.【答案】【小题1】一1：9【小题2】d0.45

【解析】解：(1)探究向心力的大小与半径的关系，应使质量相等的两球的角速度相同；根据线速度与角速度的关系ω=vR可知，则需要将传动皮带调至第一层塔轮。

A、C位置的轨迹半径之比为1：1，将传动皮带调至第三层塔轮，塔伦半径之比为3：1

根据线速度与角速度的关系ω=vR可知，角速度之比ω1ω2=R2R1=1:3

根据向心力公式F=mrω2可知，向心力之比F1F2=ω12ω22=(13)2=1:9

12.【答案】【小题1】BC【小题2】自由落体相邻两次闪光的时间间隔内，A球的水平位移相同【小题3】BD1.5

【解析】解：(1)A.不需要材质相同。只要两球从同一高度同时开始运动，竖直方向运动规律一致即可，故A错误；

B.改变击打力度，改变

A

球水平初速度，多次实验观察两球是否总能同时落地，增强结论普遍性，故B正确；

C.改变装置高度，多次实验，在不同下落高度验证两球同时落地，故C正确；

D.本实验只能对比竖直方向运动，无法反映水平方向的运动规律，不能证明水平方向匀速，故D错误。

故选：BC。

(2)在误差允许范围内，根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同，可判断A球在竖直方向上做自由落体运动。

根据相邻两次闪光的时间间隔内，A球的水平位移相同，可判断A球在水平方向上做匀速直线运动。

(3)A.小球与斜槽之间是否光滑对实验无影响，故A错误；

B.安装斜槽时应使其末端切线水平，以保证小球做平抛运动，故B正确；

C.坐标纸原点应该在小球在斜槽末端时球心的投影位置，故C错误；

D.小球每次从斜槽上同一位置由静止释放，这样才能使得小球到达底端时速度相同，故D正确。

故选：BD。

竖直方向上，根据逐差公式有2L=gT2

水平方向上，有3L=v0T

解得v0=1.5m/s

设e点距离抛出点的竖直高度为y，则x1=v02yg，x2=v02(y13.【答案】【小题1】以小钢球为对象，小球受到重力和绳子的拉力，合力的方向指向圆心，竖直方向根据平衡条件可得Fcosθ=【小题2】以小钢球为对象，水平方向根据牛顿第二定律可得mgtanθ=m4【小题3】小钢球在原水平面内做半径更大的匀速圆周运动，所在水平面与悬点的高度差为h=lcosθ

若增长轻绳的绳长，仍使该小钢球在原水平面内做半径更大的匀速圆周运动，设轻绳与竖直方向夹角为α；以小钢球为对象，水平方向根据牛顿第二定律可得mgtanα=

【解析】解：(1)以小钢球为对象，小球受到重力和绳子的拉力，合力的方向指向圆心，竖直方向根据平衡条件可得Fcosθ=mg

解得拉力大小为F=mgcosθ

(2)以小钢球为对象，水平方向根据牛顿第二定律可得mgtanθ=m4π2T2r

其中轨道半径为r=lsinθ

联立解得周期为T=2πlcosθg

(3)小钢球在原水平面内做半径更大的匀速圆周运动，所在水平面与悬点的高度差为h=14.【答案】【小题1】a、外力大小等于弹簧弹力，根据胡克定律可得：F=kx，定性画出外力F与弹簧形变量x的关系如下图所示：

b、外力F在这个过程中对物块做的功W等于F−x图像的面积，由此可得：W=12x⋅kx【小