2024-2025学年河北省沧州市高一（下）期末物理试卷(含详细答案解析)

第=page11页，共=sectionpages11页2024-2025学年河北省沧州市高一（下）期末物理试卷一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.对于生活中的圆周运动，下列说法正确的是(

)A.汽车在水平路面拐弯时可由地面的支持力来提供向心力

B.汽车通过凹形桥的最低点时处于失重状态

C.洗衣机甩干衣服利用了水在高速旋转时会做离心运动的特点

D.在火车拐弯处，通常要求内、外轨一样高2.在无人机起飞训练中，操作员操控无人机从静止启动，无人机在水平、竖直方向均做匀加速直线运动。以无人机启动位置为坐标原点，以水平方向为x轴、竖直方向为y轴，则该无人机的运动轨迹可能正确的是(

)A. B.

C. D.3.如图所示，轻质弹簧的一端固定，另一端与套在光滑竖直固定杆上的圆环相连。圆环位于A处时，弹簧水平且处于压缩状态。圆环从A处由静止释放，到达C处时的速度刚好减为0，弹簧始终在弹性限度内。在圆环下滑过程中，弹簧的弹性势能(

)A.一直减小

B.一直增大

C.先增大后减小

D.先减小后增大4.如图所示，某次足球射门训练中，运动员从球门中央的正前方O点，先后两次以初速度va、vb踢出足球，足球均沿水平方向分别击中水平横梁上的a、b两点，a为横梁中点。不计空气阻力，则va、vb的大小关系为A.va<vb

B.va>5.如图所示，趣味运动会上，某同学用乒乓球拍托着质量为m的乒乓球一起沿水平方向匀加速直线跑了一段距离l。已知球拍平面与水平面的夹角为θ，不计球和球拍之间的摩擦力以及空气阻力，重力加速度大小为g，则乒乓球受到的合力做的功为(

)

A.mglsinθ B.mgl6.如图所示，质量为1kg的物块与水平转盘的中心转轴通过水平轻质弹簧连接，物块随着水平转盘一起匀速转动并始终与之相对静止，弹簧的伸长量为5cm。已知弹簧的劲度系数为100N/m、原长为35cm，物块和转盘间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g=10A.5rad/s B.57.2025年5月29日，长征四号乙运载火箭成功将实践二十六号卫星送入预定轨道。假设该卫星绕地球做圆周运动的轨迹如图所示，轨道半径为r，地球自转周期为T，北极极点处的重力加速度大小为g，该卫星每次经过赤道上空时，就会对赤道进行一次拍摄，要在地球自转的一个周期内将整个赤道拍摄下来，则平均每次拍摄赤道的弧长至少为(

)

A.π22Tr3g B.二、多选题：本大题共3小题，共18分。8.科考人员在北极极点从离地面高h处将小球甲以初速度v0(远小于第一宇宙速度)水平抛出，另一科考人员在赤道上某地从离地面高h处将小球乙以相同速度v0水平抛出。考虑到地球自转对重力加速度大小的影响，不计空气阻力，下列说法正确的是A.小球甲、乙从被抛出到落地的时间相等

B.小球甲从被抛出到落地的时间小于小球乙的

C.小球甲、乙在空中运动相同时间时，它们的速度变化量相同

D.相同时间内小球甲在空中运动的速度变化量大于小球乙的9.如图所示，摩天轮在竖直面内以角速度大小ω匀速转动，质量为m的游客坐在座舱内做半径为R的匀速圆周运动。游客可看成质点，重力加速度大小为g，则游客从最高点转到最低点的过程中，下列说法正确的是(

)A.游客一直处于平衡状态

B.游客转到最高点时受到的合力大小为mω2R

C.游客转到最低点时对座舱的作用力大小为mg+m10.如图所示，倾角为37∘的倾斜传送带以5m/s的恒定速率逆时针转动，0时刻将质量为2kg的物块轻放在传送带顶端A点，第1s末物块到达传送带底端B点。已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.5，取重力加速度大小g=10m/s

A.A、B两点间的距离为4m

B.第0.5s时，物块的速度大小为4m/s

C.0∼0.5s内，物块与传送带间因摩擦产生的热量为10J

D.三、实验题：本大题共2小题，共16分。11.“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”的实验装置如图所示。

(1)在小球质量和转动半径相同时，可探究向心力的大小与

的关系。本实验用到的主要实验方法是

(填“控制变量法”或“理想实验法”)。

(2)若小球质量和转动半径相同，当塔轮皮带所在左、右两个塔轮的半径之比为2：1时，匀速摇动手柄，则左、右两个塔轮的角速度之比为

，左、右两侧露出的标尺格数之比为

12.某实验小组用如图所示的装置来验证机械能守恒定律，气垫导轨放在水平桌面上并调至水平，分别测出遮光条的宽度d、滑块与遮光条的总质量M及托盘与砝码的总质量m。滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离l，由静止释放滑块，读出遮光条通过光电门的时间t。请回答下列问题：

(1)已知当地的重力加速度大小为g，在滑块由静止释放至运动到光电门的过程中，滑块(含遮光条)和托盘与砝码构成的系统的动能增加量为

，系统的重力势能减少量为

，若在误差允许的范围内二者相等，则可以验证机械能守恒定律。(均用题中给定的物理量的符号表示)

(2)改变遮光条到光电门的距离，重复由静止释放滑块，测出多组l和t。以l为纵坐标，以

(填“t2”“1t”或“四、计算题：本大题共3小题，共38分。13.北京时间2025年6月6日04时45分，我国成功将卫星互联网低轨04组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。已知某卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星的线速度大小为v、角速度大小为ω，引力常量为G。求：

(1)卫星的轨道半径R和向心加速度大小an；

(2)14.如图所示，跑酷运动员(视为质点)从距水平地面高h=5m的平台边缘以v0=8m/s的水平速度跳出，一段时间后，刚好垂直落在倾角为53∘的斜面的中点上，然后跑酷运动员从该点立即调整姿态沿水平方向再次跳出，恰好落到了斜面底端。不计空气阻力，取重力加速度大小g=1015.如图所示，跨过光滑定滑轮O的轻绳连接着物块与小球，小球套在竖直固定的光滑直杆上，物块通过轻质竖直弹簧连接在水平台面上，物块与定滑轮之间的轻绳始终竖直且足够长。小球在外力作用下静止于A点时，小球与定滑轮之间的轻绳水平且长度L=3.096m，轻绳上的弹力为0。撤去外力后，小球运动到B点时，轻绳与竖直杆的夹角θ=53∘；小球运动到C点时速度为0，轻绳与竖直杆的夹角α=37∘，弹簧的弹力大小与物块受到的重力大小相等。已知小球的质量m=2.58kg，物块和小球均可视为质点，弹簧的弹性势能E满足关系式E=12kx2，式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，弹簧始终在弹性限度内，取重力加速度大小g=10m/s2，sin37答案和解析1.【答案】C

【解析】解：A、汽车在水平路面拐弯时，向心力由地面与轮胎之间的静摩擦力提供，地面的支持力方向竖直，故A错误；

B、汽车通过凹形桥最低点时则N=mg+mv2r，支持力大于重力，处于超重状态，故B错误；

C、洗衣机脱水时，当转速足够大，水所需的向心力超过附着力提供的力，水做离心运动被甩出，故C正确；

D、火车拐弯处通常外轨高于内轨，重力和支持力的合力提供向心力，若内外轨等高则需靠轮缘弹力提供向心力，故D错误。

故选：C。

本题考查生活中的圆周运动，需结合向心力来源及超重、失重、离心现象等概念分析各选项：A项汽车水平拐弯向心力由静摩擦力提供；2.【答案】A

【解析】解：由题意可知，无人机初速度为零，水平和竖直方向均做匀加速运动，设水平方向的分加速度为ax，由位移-时间关系可得：x=12axt2；设在竖直方向的分加速度为ay，由位移-时间关系可得：y=12ayt3.【答案】D

【解析】解：刚开始时在A点时弹簧处于压缩状态，C点时弹簧处于拉伸状态，AC之间某点时弹簧处于原长，在圆环下滑过程中，弹簧的弹性势能先减小后增大，故D正确，ABC错误。

故选：D。

圆环从A处由静止释放下滑到C处的过程中，弹簧的长度先减小到原长(弹性势能为零)，然后再被拉长，因此弹簧的弹性势能先减小后增大。

本题考查了弹簧弹性势能与形变量的关系以及机械能守恒定律的应用，需要结合物体的运动过程分析弹簧长度的变化规律。4.【答案】A

【解析】解：在不计空气阻力的情况下，足球两次被以相同的速度踢出后分别到达同一高度的a、b两点，上升的高度相同，则运动的时间相等，足球在水平方向做匀速直线运动，结合xa<xb

所以va<vb，故A正确，BCD错误。

故选：A。

将足球的运动逆向看作是从横梁上的a、b两点水平抛出落到O点的平抛运动，由于两点高度相同，下落时间相等；而a点距离5.【答案】B

【解析】解：根据题意分析可知，乒乓球受重力和垂直球拍的支持力作用，合力沿水平方向，大小为F=mgtanθ

则乒乓球受到的合力做的功为W=Fl=mgltanθ，故B正确，ACD错误。

故选：6.【答案】A

【解析】解：转盘以最大角速度匀速转动时，物块所受的静摩擦力达到最大，且指向转轴，结合和牛顿第二定律μmg+kΔx=mωmax2(l0+Δ7.【答案】B

【解析】解：根据万有引力提供向心力GMmr2=m4π2rT12，又由黄金代换式GMmR28.【答案】BD

【解析】解：AB、在赤道上有GMmR2=mRω2+mg赤，在北极点有GMmR2=mg极，比较可得g极>g赤，根据平抛运动规律h9.【答案】BC

【解析】解：A、游客在转动一周的过程中，游客的向心加速度大小不为零，故游客不处于平衡状态，故A错误；

C、游客转到最低点时，根据牛顿第二定律有FN−mg=m，故C正确；

B、游客在最高点时，根据牛顿第二定律，可得所受到的合力大小为F合=mω2R，故B正确；

D、游客从最高点转到最低点的过程中，线速度大小不变，故动能不变，则动能变化量为零，根据动能定理有mg⋅2R+W=0

解得W=−2m10.【答案】AC

【解析】解：A、当物块的速度小于传送带的速度时，由牛顿第二定律可知mgsin37∘+μmgcos37∘=ma1

解得a1=10m/s2

设历时t1物块的速度等于传送带的速度，则有t1=v传a1，代入数据解得t1=510s=0.5s

此过程中物块的位移为x1=12a1t12，代入数据解得x1=1.25m

当物块的速度等于传送带的速度时，由于mgsin37∘>μmgcos37∘

物块会继续以a2加速运动至B点，由牛顿第二定律可知mgsin37∘−μmgcos37∘=ma2

解得a2=2m/11.【答案】角速度控制变量法1：21：4

【解析】解：(1)根据Fn=mω2r，可知在小球质量m和转动半径r相同时，可探究向心力Fn的大小与角速度ω的关系；

本实验用到的主要实验方法是控制变量法；

(2)当塔轮皮带所在左、右两个塔轮的半径之比为2：1时，根据v=ωr，v相同，则左、右两个塔轮的角速度之比为ω1：ω2=r2：r1=1：2

由于左、右两侧露出的标尺格数之比等于小球受到的向心力之比，根据F12.【答案】(mgl1

【解析】解：(1)滑块经过光电门的瞬时速度为v=dt，

故在滑块由静止释放至运动到光电门的过程中，滑块(含遮光条)和托盘与砝码构成的系统的动能增加量为ΔEk=12(M+m)v2−0=(M+m)d22t2；

系统的重力势能减少量为ΔEp=mgl；

(13.【答案】卫星的轨道半径R为vω，向心加速度大小an为vω

地球的质量M【解析】解：(1)卫星绕地球做匀速圆周运动，由v=ωR解得R=vω

根据an=ω2R

解得an=vω

(2)卫星做匀速圆周运动时，由地球的万有引力提供向心力，则有GMmR2=man=mvω

联立解得M=v3Gω

答：(1)14.【答案】斜面底端与平台边缘的水平距离是2.4m

跑酷运动员调整姿态后沿水平方向跳出的速度大小是3【解析】解：(1)根据平抛运动规律有tan53∘=v0gt1

竖直位移大小y=12gt12

斜面底端与平台边缘的水平距离s=v0t1−h−ytan53∘

代入数据可得s=2.4m

(2)设跑酷运动员调整姿态后沿水平方向跳出的速度大小为v115.【答案】物块的质量为5.16kg

小球经过B点时弹簧的弹力大小为12.9N

小球经过B【解析】解：(1