2025-2026学年湖南省衡阳市衡阳县高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2025-2026学年湖南省衡阳市衡阳县高一（下）期末物理试卷一、单选题：本大题共6小题，共24分。1.如图是我们耳熟能详的一则经典故事：曹冲称象。下列选项中与故事中曹冲使用的物理方法相同的是(

)A.瞬时速度的定义

B.探究两个互成角度的力的合成规律

C.探究加速度与质量、合外力的关系

D.伽利略理想斜面实验2.在一次飞行表演中，一架“歼−20”战斗机先水平向右，再沿曲线ab运动，如图所示，最后沿陡斜线直入云霄。设飞行路径在同一竖直面内，飞行速率不变。则沿曲线ab飞行时，战斗机(

)

A.水平方向的分速度逐渐减小 B.加速度大小一定变化

C.竖直方向的分速度不变 D.所受合外力恒定3.图甲为A、B两电学元件的伏安特性曲线，若把两元件串联并在两端加上电压U0，如图乙所示则有(

)

A.电路中电流I=I02 B.电路中电流I<I02

C.元件B4.如图所示，光滑轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定于竖直杆上的a、b两点，一质量为m的衣服静止悬挂于绳上某点；若在绳上另一点继续悬挂另一质量为M的衣服，已知m<M，两衣架质量均可忽略不计，则最终两衣服在绳上的状态为(

)

A. B.

C. D.5.在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛小球，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，A、B、C三点在同一直线上，且AB=2BC

A.小球从A到B到C的整个过程中机械能守恒

B.电场力大小为2mg

C.小球从A到B与从B到C的运动时间之比为2：1

D.小球从A到B与从B到C的加速度大小之比为2：16.如图所示，长为L的轻绳一端固定在O点，另一端连接质量为m的小球。先把绳子拉直且处于水平位置，然后由静止释放小球，设O点所在的水平面为重力势能的零势面，不计空气阻力。当细绳与水平方向夹角为θ时(θ小于90∘)，下列说法正确的是(

)

A.L一定时，θ越大，小球的机械能E越大

B.θ一定时，L越大，小球的向心加速度a越大

C.L一定时，θ越大，小球所受重力的瞬时功率越大

D.θ一定时，绳的拉力与绳长L无关二、多选题：本大题共4小题，共20分。7.2024年5月3日17时27分嫦娥六号成功发射，经过5天的飞行被月球引力捕获，进入环月轨道，经过连续三次近月制动，轨道逐渐降低，最终变为半径为1938km的圆形轨道，其绕月周期为两小时。已知地球表面的重力加速度和引力常量，则下列说法正确的是(

)A.可以求出月球的质量 B.可以求出月球的第一宇宙速度

C.制动变轨，嫦娥六号的机械能减小 D.三次先后制动变轨，绕月周期依次减小8.一辆机车在水平路面上从静止开始做直线运动，其加速度随时间变化的图像如图甲所示，机车牵引力F和车速倒数1v的关系图像如图乙所示，机车前进过程中所受阻力大小恒定，t=t0时刻机车达到额定功率，之后保持该功率不变，下列说法正确的是(

)A.所受恒定阻力大小为1.5×105N B.机车运动的额定功率为6×106W

9.如图甲所示一足够长的绝缘竖直杆固定在地面上，带电荷量为0.01C、质量为0.1kg的圆环套在杆上，整个装置处于水平方向的电场中，电场强度E随时间t变化的图象如图乙所示，环与杆间的动摩擦因数为0.5，t=0时，环静止释放，环所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，g=A.环的最大动能为20J B.0∼2s内环的位移小于2.5m

C.2s时环的加速度为10.如图所示，与水平面成θ=30∘角的传送带正以v=5m/s的速度匀速运行，A，B两端相距l=25m。现每隔1s把质量m=1kg的工件(视为质点A.工件在传送带上时，先受到向上的摩擦力，后不受摩擦力

B.两个工件间的最小距离为1.25m

C.传送带上始终有5个工件

D.满载时与空载时相比，电机对传送带的牵引力增大了35三、实验题：本大题共2小题，共16分。11.甲、乙同学均设计了测动摩擦因数的实验，已知重力加速度为g。

(1)甲同学设计的实验装置如图甲所示，其中A为置于水平面上的质量为M的长直木板，B为木板上放置的质量为m的物块，C为物块右端连接的一个轻质弹簧测力计，连接弹簧测力计的细绳水平，实验时用力向左拉动A，当C的示数稳定后(B仍在A上)，读出其示数F，则该设计能测出______(填“A与B”或“A与地面”)之间的动摩擦因数，其表达式为μ=______。

(2)乙同学的设计如图乙所示，他在一端带有定滑轮的长木板上固定A、B两个光电门，与光电门相连的计时器可以显示带有遮光片的物块在其间的运动时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力，长木板固定在水平面上，物块与滑轮间的细绳水平，实验时，多次改变沙桶中沙的质量，每次都让物块从靠近光电门A处由静止开始运动，读出多组测力计示数F及对应的物块在两光电门之间的运动时间，在坐标系中作出F−1t2的图线如图丙所示，图线的斜率为k，与纵轴的截距为b，因乙同学不能测出物块质量，故该同学还应该测出的物理量为______(填所测物理量及符号12.某研究性学习小组利用如图1所示装置测量弹簧的弹性势能和物块与桌面间的动摩擦因数，实验步骤如下：

①将一长直薄木板上端斜靠在水平桌面右边缘O点，长木板下端固定在水平地面上；

②将轻弹簧一端固定在水平桌面左边沿的墙面上，弹簧处于原长时，其右端在O点左侧；

③用带凹槽的物块把弹簧压缩到P点，释放物块，测出物块在长木板上的落点与O点的距离x；④通过在物块上增减砝码来改变物块的质量m，重复步骤③的操作；

⑤得到一系列的m与x，根据数据作出x−1m图象，如图2所示．

回答下列问题：

(1)为达到实验目的，除已经测出物块的质量和在长木板上的落点与O点的距离x外，还需要测量

；

A.弹簧的原长L0

B.P点到桌面右边沿的距离L

C.用量角器测出长木板与水平面的夹角θ

D.弹簧压缩前物块到桌面右边沿的距离L1

(2)若当地的重力加速度为g，根据图2可知弹簧被压缩到P点时的弹性势能为

，物块与桌面间的动摩擦因数为

。(用图2中的a四、计算题：本大题共3小题，共40分。13.跳伞是人们普遍喜欢的观赏性体育项目。一质量为m=60kg的运动员从悬停在空中的直升飞机上由静止跳下，在下落过程中受到一水平方向吹来的大小为F=450N的恒定风力的作用。重力加速度g=10m/s2，在此过程中除重力和风力以外不计其他力。求：

14.如图，在平面直角坐标系xOy中，矩形OABC区域放置在第二象限，对角线OB以上的区域有方向平行于OC向下的匀强电场，AB边长为L，BC边长为2L，AD=L2，P点为对角线OB的中点，一质量为m、电荷量为+q的带电粒子以某一初速度从D点出发经P点进入电场，从C点以水平向右、大小为v的速度进入第一象限内的静电分析器，分析器中存在电场线沿半径方向指向圆心O的均匀辐向电场，粒子恰好在分析器内做匀速圆周运动，运动轨迹处的场强大小为E0(未知)。不计粒子所受重力，忽略金属板的边缘效应。求：

(1)粒子在静电分析器轨迹处的场强大小E0；

(2)粒子从D点出发时与水平方向的夹角θ；

15.如图所示，某装置固定在水平面。AB为水平长直轨道，右端与一传送带相连，CD为水平长直轨道，左端与该传送带相连，右端与半径为R=2m的竖直的光滑半圆轨道DE相切，半圆轨道最高点左侧有一无限长直轨道EF，AB、CD轨道以及传送带长度均为L=1m。质量为m=1kg的小物块(可视为质点)由弹簧发射装置在A点进行弹射，A点左侧区域光滑，物块与AB、CD以及传送带之间的动摩擦因数均为μ=0.5，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，若物块能到达E点则可以进入轨道EF。

(1)若传送带逆时针转动，物块恰好到达E点，求释放时弹簧的弹性势能；

答案和解析1.【答案】D

【解析】解：A、瞬时加速度的定义用的是极限法，曹冲称象采用了等效法，故A错误；

B、“伽利略理想斜面实验”运用了逻辑推理的方法，和曹冲称象的方法不同，故B错误；

C、探究“加速度与质量、合外力的关系”采用了控制变量法，曹冲称象采用了等效法，故C错误；

D、探究“两个互成角度的力的合成规律”采用了了等效法，和曹冲称象运用的方法相同，故D正确。

故选：D。

先明确曹冲称象用的是等效替代法，再逐一分析各选项所用物理方法并与等效替代法对比。

该题以经典故事为背景，考查对不同物理研究方法的理解与区分，有助于加深对物理方法的认识，题目较为基础且趣味性强。2.【答案】A

【解析】解：A、飞机飞行的速度大小v不变，与水平方向的夹角θ逐渐增大，则水平方向的分速度vx=vcosθ逐渐减小，故A正确；

B、沿曲线运动时，合外力的大小不变，根据牛顿第二定律可知，飞机的加速度大小不变，故B错误；

C、飞机飞行的速度大小v不变，与水平方向的夹角θ逐渐增大，则竖直方向的分速度vy=vsinθ逐渐增大，故C错误

D、沿曲线运动时，合外力方向时刻改变，可见合外力不恒定，故D错误；

故选：3.【答案】D

【解析】解：AB、两元件串联并在两端加上电压U0，依据两电学元件的伏安特性曲线，可知，电路中电流I>I02，故AB错误；

CD、因电流I>I02，因此元件A的电压UA>U02，那么元件的电压UB4.【答案】D

【解析】解：衣服静止时，对衣架受力分析如图所示

因为同一根绳子上的拉力大小处处相等，所以衣架两侧绳子是对称的，与竖直方向夹角是相等的。设绳子与水平方向的夹角为θ，根据受力平衡可得

F1=F2=G2sinθ，F1cosθ=F2cosθ，

由于m<M，若m左端绳与水平方向夹角小于5.【答案】C

【解析】解：A、小球从A经B到C的过程中，存在电场力做功，故机械能不守恒；

B、设AC连线与水平方向的夹角为θ，小球从A经B到C的过程中，水平方向不受任何力作用，水平方向上是匀速直线运动，所以C点速度与A点的速度相同，动能变化为零，

根据动能定理得：mg⋅LACsin⁡θ−F场⋅LBCsin⁡θ=0，解得：F场=3mg，故B错误；

C、由于小球在水平放上时匀速直线运动，且AB=2BC，所以AB、BC的水平位移分量之比等于2：1，所以A的B的时间与B到C的时间之比等于2：1，故C正确；

D、小球从A到B过程，只受重力，故加速度为g，小球从B到C过程，所受合力为F场6.【答案】C

【解析】解：B、根据动能定理

mgLsinθ=12mv2

小球的向心加速度a=v2L

解得

a=2gsinθ

所以θ一定时，小球的向心加速度a与L无关，故B错误；

A、小球在摆动过程中，只有重力做功，所以机械能守恒，始终等于零，故A错误；

C、根据

T−mgsinθ=mv2L

解得

T=3mgsinθ

所以θ一定时，绳的拉力与绳长L无关，故C正确；

D、小球重力的瞬时功率

PG=mgvcosθ=mgcos7.【答案】ACD

【解析】解：A.根据万有引力提供圆周运动向心力，有GMmr2=m4π2T2r，可得M=4π2r3GT2，已知飞行器绕月球运动的轨道半径和周期，可计算出月球的质量，故A正确；

B.月球第一宇宙速度是探测器贴近月球表面环绕的运行速度，由万有引力提供向心力有GMmR2=8.【答案】AD

【解析】解：A.机车在BC段恒定功率启动，由图乙可知，当速度最大时，机车匀速行驶，机车所受恒定阻力大小等于机车牵引力的大小，则有f=F=1.5×105N，故A正确；

B.机车运动的额定功率P=Fvm=1.5×105×60W=9×106W，故B错误；

C.AB段机车恒定加速启动，机车匀加速的末速度v=PF9.【答案】ABC

【解析】解：D、由题图乙可得电场强度E随时间t变化的规律为：E=(3−t)×102V/m

因在水平方向上杆对圆环的弹力总是与电场力等大反向，故可得圆环受到的最大静摩擦力随时间t变化的规律为：fm=μqE=1.5−0.5t(N)

令最大静摩擦力的大小等于重力，即：|1.5−0.5t(N)|=mg=0.1×10N，解得：t1=1s，t2=5s

易知在0∼t1=1s时间内，最大静摩擦力大于重力，圆环处于静止状态；在t1=1s∼t2=5s时间内，最大静摩擦力(其等于滑动摩擦力)小于重力，圆环处于加速直线运动状态；在t2=5s之后，最大静摩擦力始终大于重力，圆环处于减速直线运动状态直到停止运动，故D错误；

BC、由fm=1.5−0.5t(N)，可知3s时最大静摩擦力为零，根据牛顿第二定律易知，1s∼3s10.【答案】BD

【解析】解：A、工件在传送带上时，先受到向上的摩擦力，做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：μmgcosθ−mgsinθ=ma，代入数据解得：a=2.5m/s2

工件与传送带共速时通过的位移为x=v22a=522×2.5m=5m<l=25m，共速时，因为μmgcosθ>11.【答案】A与B

Fmg

光电门AB之间的距离x

【解析】解：(1)该设计能测出A与B之间的动摩擦因数，根据

F=μmg

可得其表达式为

μ=Fmg

(2)小车由静止开始做匀加速运动，根据匀加速直线运动位移-时间公式得

x=12at2

解得：a=2xt2

对物块，根据牛顿第二定律得

F−μmg=ma

则F=2mxt2+μmg

则图线的斜率为

k=2m12.【答案】BCbb

【解析】解：(1)设弹簧的弹性势能为EP，P点到桌面右边沿的距离L，设物块到达O点时的速度大小为v0，

从释放物块到物块运动到O点过程，由能量守恒定律得：EP=μmgL+12mv02

设长木板与水平面的夹角θ，物块离开O点后做平抛运动，

水平方向：xcosθ=v0t

竖直方向：xsinθ=12gt2

整理得：x=4EPsinθgcos2θ13.【答案】运动员由静止开始下落80m过程中所用的时间为4s

运动员由静止开始下落80m时的速度大小为50m【解析】解：(1)由题可知，运动员在竖直方向做自由落体运动，则有h=12gt2

代入数据解得t=4s

(2)水平方向运动员做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得F=ma

解得运动员水平方向的加速度a=7.5m/s2

运动员由静止开始下落80m时水平方向的速度大小为vx=at，解得vx=30m/s

竖直方向上的速度大小为vy=gt，解得vy=40m/s14.【答案】解：(1)粒子在静电分析器中做匀速圆周运动，根据电场力提供向心力得

qE0=mv2L

解得

E0=mv2qL

(2)由题意和在，粒子从P到C为类平抛运动的逆运动，则DP交水平位移的中点，类平抛运动的水平位移为L，如图所示。

根据几何关系得

tanθ=L2L2=1，即θ=45∘

(3)此时经过P点的速度为

v0=vcos45∘=2v

根据类平抛运动的规律得

L=vt

L2=12⋅qEmt2

解得

E=mv2qL

(4)粒子从D到P做匀速直线运动，过P点做AO垂线，则知

DP=L2cos45【解析】(1)粒子在静电分析器中做匀速圆周运动，根据电场力提供向心力求粒子在静电分析器轨迹处的场强大小E0；

(2)从P到C为类平抛运动的逆运动，根据类平抛运动的推论可知，DP交水平位移的中点，根据几何关系求粒子