天津市环城四校2025-2026学年高一下学期期末考试物理试卷（含答案）

天津市环城四校2025-2026学年高一下学期期末物理试卷一、单选题1．图1为明代军事著作《武备志》中记载的“襄阳炮”，其核心结构可简化为如图2所示的刚性轻杆模型。烧掉细线后，轻杆可绕固定转轴O转动，转轴O到配重球A的距离为L，到石弹球B的距离为3L。转动过程中，下列说法正确的是（

）A．角速度=1∶3 B．线速度=1∶3C．向心加速度=1∶9 D．周期=3∶12．如图所示，质量为m的小球用长为L的轻绳悬于天花板的A点，现使小球在水平面内绕O点做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为，当地的重力加速度为g。下列说法正确的是（

）A．小球受重力、拉力和向心力的作用 B．小球所受向心力的方向沿细绳指向A点C．小球做匀速圆周运动的向心力大小 D．小球做匀速圆周运动的角速度为3．如图所示，天津之眼是世界上唯一建在水上桥梁的摩天轮，摩天轮边缘悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，P、Q分别是圆周运动的最高点和最低点，下列叙述正确的是（

）A．摩天轮转动过程中，乘客的线速度保持不变B．摩天轮转动过程中，乘客的机械能守恒C．从P点运动到Q点的过程中乘客所受合力的冲量为零D．从P点运动到Q点的过程中乘客所受合力做功为零4．如图所示，长为L的细绳一端固定在O点，另一端拴住一个小球，在O点的正下方与O点相距的地方有一枚与竖直平面垂直的钉子A，把球拉起使细绳在水平方向伸直，由静止开始释放，在细绳碰到钉子后的瞬间（细绳没有断），下列说法中正确的是（

）A．小球的角速度突然增大到原来的3倍B．小球的线速度突然增大到原来的3倍C．小球的向心加速度突然增大到原来的1.5倍D．小球的向心力突然增大到原来的1.5倍5．关于生活中的圆周运动，下列说法正确的是（

）A．如图甲，物体随水平圆盘匀速转动时，受到重力、支持力、摩擦力和向心力作用B．如图乙，物体在水平面上做圆周运动，若在A点运动轨迹突然发生改变而沿虚线运动，则一定是因为物体的速度突然变大了C．如图丙，如果火车转弯时行驶速度超过设计速度，轮缘会挤压外轨D．如图丁，若小球在竖直放置的光滑圆形轨道内侧做完整圆周运动，则对轨道最低点和最高点的压力差一定是自身重力的4倍6．如图所示，竖直平面内有一个半径为R固定的光滑四分之一圆弧轨道，质量为m的小球从圆弧上与圆心等高的顶端静止自由滑下，以圆心所在的水平面为零势能面，忽略小球半径的影响，下列说法中正确的是（

）A．小球滑到轨道的底端时重力势能为mgRB．小球在最低点的机械能为零C．小球滑到轨道的底端时速度大小为D．小球在运动过程中重力瞬时功率一直增大7．在载人飞船与空间站组合体成功实现自主快速交会对接后，神舟十五号航天员乘组从飞船返回舱进入轨道舱，图为航天员“胜利会师”及出舱与地球同框的珍贵瞬间，离地面高度为400km的空间站绕地球飞行可视为做匀速圆周运动，已知地球半径R约为6400km，空间站绕地运行的轨道半径为r，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G。则下列说法正确的是（

）A．神舟十五号飞船在地球上的发射速度大于11.2km/sB．航天员在空间站时受力平衡C．空间站在轨道上的向心加速度大小为D．空间站的运行周期大于24小时二、多选题8．某快递员骑电动车在水平路面上以速度v匀速直线行驶，人、车以及车上货物的总质量为m。由于速度过快，某一时刻掉落一货物，该货物的质量为。若电动车功率为P且保持不变继续向前行驶，所受阻力与重力成正比，下列说法不正确的是（

）A．货物掉落后瞬间，电动车所受合力B．货物掉落后瞬间，电动车的加速度C．货物掉落后，电动车先做加速度逐渐减小的加速运动，最后匀速D．货物掉落后，电动车能达到的最大速度为9．如图所示为发射航天器至运行轨道的过程示意图。航天器先进入圆轨道1做匀速圆周运动，再经椭圆轨道2，最终进入圆轨道3做匀速圆周运动。轨道2分别与轨道1、轨道3相切于P点、Q点。下列说法正确的是（

）A．航天器在轨道2上的运行周期大于其在轨道3上的运行周期B．航天器在轨道2上Q点的速度小于其在轨道3上Q点的速度C．航天器在轨道2上从P点运动到Q点过程中，受到的万有引力对其做负功D．航天器在轨道1上运行时的机械能大于其在轨道3上运行时的机械能10．如图所示，运动员在滑雪道上获得一定速度后从跳台A处水平飞出，在空中飞行一段距离，最后在斜坡B处着陆。测得A、B间距离为40m，斜坡与水平方向间夹角为。不计空气阻力，重力加速度，下列说法正确的是（

）A．运动员在空中的飞行时间为2sB．运动员的质量越大，落点离A越远C．运动员从跳台A处水平飞出的初速度大小为D．运动员落到斜坡上的速度大小为11．如图所示，质量为m的物体（可视为质点）以某一速度从A点冲上倾角为的固定斜面，其运动的加速度大小为，g为重力加速度，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体（

）A．重力势能增加了 B．动能损失了C．摩擦力做功 D．机械能损失了12．“世界航天第一人”是明朝的万户，如图所示，他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及其所携设备（火箭、燃气、椅子、风筝等）的总质量为M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m的燃气相对地面以v0的速度竖直向下喷出，忽略空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法正确的是（

）A．火箭的推力来源于空气对它的反作用力B．在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为C．在火箭喷气过程中，万户及其所携设备的机械能增加D．喷出燃气后，万户及其所携设备能上升的最大高度为三、实验题13．某同学在实验室用如图1所示的装置验证机械能守恒定律，利用打点计时器记录重物自由下落的运动过程，用天平测出重物的质量为m，请回答下列问题：(1)该同学在实验中得到的纸带如图2所示，选取纸带上打出的连续的五个点A、B、C、D、E，测出A点到起点O的距离为s0，A、C两点间的距离为s1，C、E两点间的距离为s2，使用的交变电源的频率为f、则打点计时器打C点时重物的动能为Ek=___________。（用已知量和测量量的符号表示）(2)该同学通过计算得到，在误差允许范围内和近似相等，随后他又在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h并计算出各计数点的速度v，画图像，则该图像斜率的物理意义是___________。(3)用纵轴表示重物动能增加量或重力势能减少量，用横轴表示重物下落的高度h，该同学在同一坐标系中作出了-h和-h图像，如图3所示。由于重物下落过程中受到阻力的作用，可知图线___________（选填“①”或“②”）表示-h图像。14．某同学用如图所示装置做验证动量守恒定律实验。图中O为斜槽末端在记录纸上的垂直投影点，b为未放被碰小球B时入射小球A的平均落点，a为与被碰小球B碰后入射小球A的平均落点，c为被碰小球B的平均落点。（a、b、c均在同一水平地面上）(1)关于本实验的条件和操作要求，下列说法正确的是___________（填选项字母），A．此实验中，必须使用的测量器材有天平、刻度尺B．安装该装置时，斜槽必须光滑且末端水平C．同一组实验中，入射小球A必须从同一位置由静止释放D．入射小球A的质量大于被碰小球B的质量，两球皆为弹性小球(2)已知小球A、B的质量分别为m1、m2，三个平均落点位置与O点的距离分别Oa=x1、Ob=x2、Oc=x3，在实验误差允许范围内，若满足关系式___________则可认为两球碰撞前后的总动量守恒。(3)若x1=15cm，x2=25cm，x3=40cm，忽略实验中的测量误差，可判断入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为___________；碰撞属于___________（选填“弹性”、“完全非弹性”或“非完全弹性”）碰撞。四、解答题15．嫦娥六号探测器在人类历史上首次实现月球背面采样，采样的月壤质量为m，若在月球表面以速度v竖直向上抛出一小球，经时间t落地，已知月球半径为R、引力常量为G。求：(1)探测器在月球表面采样月壤的重力F；(2)月球的质量M；(3)若探测器在距月球表面高度为h的圆形轨道上运行，求运行周期T。16．安全气囊是汽车重要的被动安全装备，能够在车辆发生碰撞时迅速充气弹出，为车内乘客提供保护、如图甲所示，在某安全气囊的性能测试中，可视为质点的头锤从距气囊上表面高H=1.8m处由静止释放，与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊上表面为计时起点，气囊对头锤竖直方向作用力F随时间t的变化规律可近似用图乙所示的图像描述。已知头锤质量m=3kg，重力加速度，不计空气阻力，求：(1)头锤从下落开始一直到与安全气囊碰撞结束的过程中重力的冲量。(2)碰撞过程中作用力F的冲量IF，以及碰撞结束后头锤上升的最大高度h。(3)碰撞过程中系统损失的机械能。17．如图所示，一实验小车静止在光滑水平面上，其上表面有粗糙水平轨道与光滑四分之一圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点，一物块静止于小车最左端，一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方，并轻靠在物块左侧，现将细线拉直到水平位置时，静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞后，物块沿着小车上的轨道运动，已知细线长，小球质量m=0.10kg，物块、小车质量均为M=0.20kg。小车上的水平轨道长L=1m，圆弧轨道半径r=0.2m，小球、物块均可视为质点。不计空气阻力，重力加速度g取。求：(1)小球运动到最低点与物块碰撞前，小球受到的拉力大小(2)小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小(3)为使物块能进入圆弧轨道，且在上升阶段不脱离小车，求物块与水平轨道间的动摩擦因数的取值范围参考答案题号12345678910答案BDDACBCADBCAD题号1112答案BDBC13．(1)(2)当地重力加速度(3)②14．(1)AC(2)(3)4∶1弹性15．(1)(2)(3)【详解】（1）取竖直向上为正方向，并认为运动过程中月球表面附近的重力加速度大小为。由匀变速直线运动的位移公式得整理得可用于计算月壤重力。月壤所受重力为（2）由万有引力定律，月球对月壤的万有引力为在月球表面该力等于月壤重力。月球表面满足其中为月球表面的重力加速度。代入第（1）问的结果并整理得（3）设探测器质量为，圆轨道半径为，由万有引力提供向心力，探测器满足整理得代入第（2）问所得的，整理得16．(1)，方向竖直向下(2)，方向竖直向上，(3)【详解】（1）头锤自由下落阶段，设下落时间为，由匀变速直线运动位移公式得代入，整理得代入数值，得图乙给出碰撞持续时间为由冲量定义，重力冲量的大小为代入数值得方向竖直向下。（2）碰撞过程中气囊作用力方向竖直向上，图乙为力随时间变化的三角形图像。由冲量的图像面积意义，作用力冲量大小为图乙中，。由上式代入数值，得方向竖直向上。由自由落体速度公式，碰撞前速度大小记为，有代入，整理得方向竖直向下。取竖直向上为正方向，碰撞结束后速度记为。由动量定理得代入已知量，得所以碰撞后速度方向竖直向上。碰撞后头锤只受重力作用，上升到最高点时速度为零。由匀变速直线运动速度位移关系得解得（3）碰撞前后头锤的位置相同，机械能损失等于头锤碰撞前后动能之差。由前述计算知碰撞前、后的速率分别为，由动能定义得机械能损失17．(1)(2)(3)【详解】（1）小球从水平位置摆至最低点的过程中，细线拉力不做功。由机械能守恒定律得小球到达最低点时的速度为在最低点沿细线方向由牛顿第二定律得代入数据得拉力（2）碰撞时间极短，绳的拉力对小球的冲量沿竖直方向，故小球和物块组成的系统在水平方向动量守恒。设碰后小球、物块的速度分别为，，取向右为正方向。由水平方向动量守恒和机械能守恒，分别有​联立解得物块速度（3）碰撞后至物块在车上运动的过程中，物块和小车组成的系统在水平方