河南省郑州市2025-2026学年高一下学期7月期末考试 物理 含解析

本试卷分第I卷(选择题)和第IⅡI卷(非选择题)两部分。考试时间90分钟，满分100分。考第I卷(选择题共48分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8的得2分，有错选或不答的得0分。)1.篮球从高处无转动下落将沿竖直方向运动，若在释放瞬间给篮球一个转动速度，篮球仍在竖直平面内运动，运动轨迹变成曲线，其侧视图如图所示。篮球运动到M点时速度方向如图，下列说法正确的是()A.篮球下落过程中仅受重力B.篮球的速度可以保持不变C.M点处篮球受到的合力可能指向右下方D.M点处篮球的加速度方向指向轨迹的凸侧2.2025年，天文学家发现了一颗来自太阳系边缘奥尔特云的彗星C/2025D1,观测分析表明，其轨道是一个极其扁长的椭圆。已知其近日点距离太阳为rp,速度大小为Vp;远日点距离太阳为rg,速度大小为Vg。若将彗星的运动近似认为仅受太阳引力的椭圆轨道运动，则下列关于其运动的判断中，正确的是()A.彗星从近日点运动到远日点的过程中，太阳对它的万有引力做负功B.彗星从近日点运动到远日点的过程中，太阳对它的万有引力做正功C.彗星在近日点与远日点的速度大小之比为1:1D.彗星在近日点与远日点的速度大小3.如图为一位小朋友在水上世界玩水滑梯，她坐在离水面高为16m的滑梯顶端由静止下滑。不考虑水的阻力，下滑过程可认为机械能守恒，小朋友的质量为30kg,取重力加速度g=10m/s²,下列说法正确的是试卷第1页，共9页试卷第2页，共9页A.下滑时，小朋友会偏向滑道的内侧B.小朋友质量越小，下滑到水滑梯底端的速度越大C.无论选择哪个位置为零势能参考平面，她下滑时的总机械能总是4800JD.无论选择哪个位置为零势能参考平面，她下滑时的总机械能变化量总是04.编号为2020FD2的小行星是中国科学院紫金山天文台发现的一颗近地小行星。科学家们观测到它的轨道如图所示，轨道的半长轴大于地球轨道半径，小于木星轨道半径，近日点在水星轨道内，远日点在木星轨道外。已知木星绕太阳公转的周期为11.86年，关于该小行星(只考虑太阳对小行星的引力),下列说法正确的是()A.在近日点的动能比远日点小B.在近日点运行速度比水星速度小C.在近日点加速度比远日点小D.公转周期一定小于11.86年5.小明将一质量为6g的硬币与衣服一起放进了波轮洗衣机，脱水过程中，硬币紧贴筒壁一起做匀速圆周运动，与周围衣物无接触，筒壁竖直，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下表是洗衣机的规格参数，重力加速度8取10m/s²,(取π²≈10)下列说法中正确的是()型号试卷第3页，共9页脱水桶尺寸直径300mm,高外形尺寸长555mm,宽A.硬币做圆周运动所需的向心力由筒壁弹力与静摩擦力的合力提供B.脱水筒正常工作时，转动的角速度为w=20rad/sC.若硬币与筒壁之间的动摩擦因数为0.1,筒壁对硬币的静摩擦力0.36ND.脱水筒正常工作时，筒壁对硬币的弹力大小约为3.6N6.如图所示，轻弹簧一端连接小球，另一端固定于0点，现将球拉到与0点等高处，弹簧处于自然状态，小球由静止释放，轨迹如虚线所示，上述运动过程中()A.小球的机械能守恒B.小球的重力势能一直减小试卷第4页，共9页C.上述运动过程中，小球的机械能先减小后增大D.当球到达0点的正下方时，重力的瞬时功率为07.可视为质点的甲、乙两小球用铰链与轻杆连接，甲球套在固定的竖直杆上，乙球处于水平地面上，初始时轻杆与水平方向夹角为60°,杆长为1。无初速度释放两球到甲球落地的过程中，两球的速率随时间变化如图所示，其中t₂时刻乙球速率最大。已知甲球质量为2m,乙球质量为m,重力加速度大小为8,不计一切摩擦，则()A.t₁时刻轻杆与水平方向夹角小于30°B.t2时刻甲球的加速度小于8D.0~t₃过程甲、乙两球的速率图线与时间轴所围成的面积之比为√3:18.在快递分类时常用传送带运送快件，如图甲所示，一倾角为37°的传送带以恒定速度运行，传送带底端到顶端的距离L=16m。现将一质量m=2kg的小快件静止放于传送带底端，快件沿传送带向上运动至顶端过程中速度的平方v²随位移x的变化关系如图乙所示，快件可视为质点，取g=10m/s²,sin37°=0.6,cos37°=0.8。以下描述正确的是()甲乙A.由乙图可得快件的加速度和传送带的速度B.不能得出快件与传送带间的动摩擦因数C.快件与传送带摩擦而产生的热量为110JD.快件从传送带底端运动到顶端过程中，不能得出电动机多做的功9.拉格朗日点是天体力学中的一组特殊位置，处于该点的微小物体在两个大天体(如地球和太阳)的引力作用下，能保持相对静止。如图中的L、L₂、L₃、L₄、L₅所示，人们称之为拉格朗日点。其中位于L₁、试卷第5页，共9页L₂、L₃点上的飞行器，在太阳与地球共同引力作用下，可以几乎不消耗燃料与地球保持同步绕太阳做圆周运动。若发射一颗卫星定位于拉格朗日L点，下列说法正确的是()A.该卫星在L点处于平衡状态B.该卫星绕太阳运动的周期和地球公转周期相等C.该卫星在L处所受太阳和地球引力的合力比其在L₂处小D.该卫星绕太阳运动的向心加速度比地球绕太阳运动的向心加速度大10.如图，图甲和图乙分别是竖直平面内圆周运动的绳模型和杆模型，甲乙两模型中小球A和B的质量均为m,绳和杆长均为L,小球过最高点时，细绳恰好对小球没有作用力，而轻杆对小球的作用力大小F=0.5mg,其中8为当地的重力加速度，不计空气阻力。则：()甲乙A.小球A在最高点的加速度大小为8B.小球B在最高点的加速度大小为8D.小球A和B在最高点时的速度大小之比可能为2:111.一物块在高3.0m、长5.0m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化试卷第6页，共9页A.物块下滑过程中机械能守恒B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.5C.物块的质量为2kgD.当物块下滑2.0m时机械能损失了8J12.儿童玩具“弹射过山车”的原理图如图，水平面AB(视为光滑)与竖直面内粗糙的半圆形导轨在B点衔接，BC为导轨的直径，与水平面垂直，导轨半径为R=0.4m,一个质量为m=2.0kg的小球将弹簧压缩至A处。小球从A处由静止释放被弹开后，以速度v=6m/s经过B点进入半圆形轨道，之后向上运动恰能沿轨道运动到C点。重力加速度取10m/s²,以下说法正确的是()A.小球运动到C点所受导轨的弹力为20NB.释放小球前弹簧的弹性势能36JC.小球到达C点时的速度大小2m/sD.小球由B到C运动过程中克服阻力做的功16J第II卷(非选择题共52分)二、实验题(本题共2小题，共14分。请按题目要求作答。)13.某同学设计实验验证机械能守恒定律，装置如图所示。一质量为m、直径为d的小质细绳一端，细绳另一端固定在0点，调整光电门的中心位置与小球通过最低点时的球心对齐。将细绳拉直，由静止释放小球，记录小球从不同高度释放通过光电门的挡光时间，小球运动中不接触弧面，重力加速度为8。试卷第7页，共9页(1)小球通过光电门的挡光时间极短，可用平均速度近似瞬时速度，若小球直径为d,挡光时间为t,则小球(2)若测得光电门的中心与释放点的竖直距离为h,则小球从释放点下落至光电门中心的过程，满足关系式 (用字母g、h、d、t表示),即可验证机械能守恒定律。A.h的测量值偏大B.在最低点时光电门的中心在小球球心的上方C.小球下落过程中受到了空气阻力D.d的测量值偏大14.某同学尝试用一把直尺测量做圆锥摆运动小球的角速度@、线速度v、周期T。一条不可伸长的细绳一端固定在0点，另一端系上一个金属小球做成圆锥摆。平行光照射到圆锥摆上，固定点O和小球A的影子投射到在对面墙壁上。O′是O点在墙壁上的投影，A′是小球A在墙壁上的投影，P'是小球自然下垂时在墙壁上的投影。已知重力加速度为g。(1)用直尺测出O与A'之间的距离为H₁,则小球做圆锥摆运动的角速度w=;(2)用直尺测出O与_之间的距离为H₂,则小球做圆锥摆运动的线速度v=;(3)小球做圆锥摆运动过程中的向心加速度a=_o15.我国预计在2020年左右发射“嫦娥六号”卫星.以下是某同学就有关月球的知识设计的两个问题，请你(1)若已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,月球中心与地球中心间距离r,且把月球绕地球的运动近似看作是匀速圆周运动，试求出月球绕地球运动的周期为T;t后恰好垂直地撞在倾角为θ=37°的斜坡上，已知月球半径为Ro,月球质量分布均匀，引力常量为G,试求翻耕机在水平田地里作业的场景，拖拉机与翻耕机的总质量m=1.5×10³kg,工作时拖拉机与翻耕机整体所受阻力大小f与速度大小v成正比，即f=kv,k=4.5×10²N·s/m,重力加速度g=10m/s²。无人驾驶绿肥翻耕机作业(1)拖拉机以v₁=3m/s匀速翻耕时，求此时的牵引力的功率P;(2)若拖拉机以额定功率P=5.4×10³W从静止开始加速翻耕，求加速过程的最大速度的大小Vm;(3)若拖拉机以额定功率P=5.4×10³W从静止开始加速翻耕，当拖拉机速度达到v₂=2m/s时，求此时的加速度大小a。17.如图所示，在足够大的转盘中心固定一个小物块B,距离中心为=0.2m处放置小物块A。A、B质量均为m=1kg,A与转盘之间的动摩擦因数为从=0.5。现在用原长为d=0.2m、劲度系数k=40N/m的轻质弹簧将两者拴接，重力加速度g=10m/s²,假设弹簧始终处于弹性限度以内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，(1)缓慢增加转盘转动的角速度，求A即将打滑时的4;(2)若小物块B解除固定状态，B和转盘间动摩擦因数为从=0.2,现将转盘角速度从0开始缓慢增大，试卷第8页，共9页为了保证B不打滑，求满足条件的转盘角速度@₂的大小范围。18.如图所示，在竖直平面内，光滑的圆弧轨道BCD与粗糙的斜面轨道DE的下端相切于D,C是最低点，圆心角∠COD=37°,B与圆心O等高，圆弧轨道半径R=1.0m,现有一个质量为m=0.2kg、可视为质点的小物体，从B点的正上方A点处自由下落，A、B两点间的距离h=1.6m,斜面的长度LDE=2.4m,取(2)要使物体不从斜面顶端飞出，物体与斜面DE之间的动摩擦因数至少为多少；(3)若斜面已经满足(2)的要求，物体从A点开始下落，直至最后在光滑圆弧轨道做周期性运动，求在此过程中系统损失的机械能的大小。【详解】A.篮球还受到空气阻力，不止重力，故A错误；B.曲线运动速度方向不断变化，速度矢量一定改变，故B错误；C.轨迹弯曲，凹侧为右方，曲线运动合力必须指向凹侧，因此合力可能指向右下方，故C正确；D.加速度与合力同向，合力指向凹侧，加速度也指向凹侧，不是凸侧，故D错误。【详解】AB.彗星从近日点运动到远日点的过程中，位移方向远离太阳，万有引力方向指向太阳，二者夹角大于90°,因此万有引力做负功，故A正确，B错误；CD.根据开普勒第二定律，极短时间△t内彗星与太阳连线扫过的面积相等，即故选A。【详解】A.小朋友下滑时，水平方向可认为做圆周运动，由于离心现象，小朋友会偏向滑道的外侧运动，故A错误；B.根据机械能守恒定律可得解得v=√2gh,可知下滑到水滑梯底端的速度大小与小朋友的质量无关，故B错误；CD.由于下滑过程可认为机械能守恒，可知无论选择哪个位置为零势能参考平面，下滑时的总机械能变化量为零；下滑时的总机械能等于顶端由静止下滑时重力势能，若选择水面为零重力势能面，则小朋友的机由于重力势能具有相对性，选择不同位置为零势能参考平面，小朋友的初始位置重力势能不一样，则小朋友的机械能不一样，故C错误，D正确。故选D。【详解】A.根据开普勒第二定律，行星与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积。近日点处，行星到太阳的距离小，运动速度快；远日点距离大，运动速度慢。因此近日点动能大于远日点动能，故A错误；B.对于椭圆轨道，近日点速度大于该点处的圆轨道环绕速度，小行星在近日点速度大于同距离的圆轨道速度；小行星近日点在水星轨道以内，即近日点到太阳的距离小于水星轨道半径，由万有引力提供向心力试卷第1页，共9页试卷第2页，共9页,可得,小行星距离太阳更近因而大于水星速度，故B错误；近日点距离小，加速度大；远日点距离大，加速度小，故C错误；D.根据开普勒第三定律，,可得,小行星半长轴小于木星轨道半长轴，因此其周期小于木星周期11.86年，故D正确。故选D。【详解】A.硬币受重力、静摩擦力与筒壁的弹力作用，其中静摩擦力与重力平衡，所以，硬币做圆周运动所需的向心力由筒壁弹力提供，故A错误；B.脱水筒正常工作时，转速n=600r/min=10r/sC.结合上述，由于静摩擦力与重力平衡，则筒壁对硬币的静摩擦力f=mg=0.06N,故C错误；D.脱水筒正常工作时，由弹力提供向心力可知，筒壁对硬币的弹力大小约为故选D。小球运动过程中受到弹簧弹力做功，则小球的机械能不守恒，故A错误；B.下摆过程中小球的重力做正功，重力势能减小；通过最低点后小球上升时重力做负功，重力势能增大，C.下摆过程中，弹簧弹力对小球做负功，根据功能关系，其机械能减小；上摆过程中，弹簧弹力对小球做正功，根据功能关系，其机械能增大，故C正确；D.当小球到达0点的正下方时，小球的速度方向为左下方，速度方向与重力方向不垂直，则重力的瞬时功率不为零，故D错误。【详解】A.设轻杆与水平方向的夹角为θ,甲、乙两球的速度大小分别为v和v₂,分别将v和v₂沿杆和垂直杆方向进行分解，则甲、乙两球沿杆方向的速度分量相等，即vsinθ=v₂cosθ由题图可知t时刻v₁=v₂,解得此时θ=45°,故A错误；试卷第3页，共9页B.由分析可知杆对乙球的作用先是推力，后是拉力，t₂时刻乙球速率最大，则此时乙球的加速度恰好为零，此时杆恰好对乙球无作用力，即杆对甲的作用力也为0,甲仅受重力由牛顿第二定律有2mg=2maC.t₃时刻乙球的速度为0,则此时甲球刚好落地，从无初速度释放两球到甲球落地的过程中，两球组成的系统只有重力做功，系统机械能守恒，则有解得t₃时刻甲球的速率为=√√3g1,D.0~t₃过程甲、乙两球的速率图线与时间轴所围成的面积即为该过程中甲、乙两球的位移，由于该过程所以0~t₃过程甲、乙两球的速率图线与时间轴所围成的面积之比为x₁:x₂=√3:1,故D正确。【详解】AB.根据图乙可知，快件在8m之前做匀加速运动，根据v²=2ax可得，加速度大小为可得a=1m/s²C.根据图像可知，传送带的速度为v=4m/s,快件加速到4m/s以后做匀速运动，快件加速的时间为位移为x₁=8m此过程中传送带的位移为xvt₁=4×4m=16m二者的相对位移为△x=x-x=16m-8m=8m解得快件与传送带摩擦而产生的热量Q=112J,C错误；D.根据能量守恒定律，快件从传送带底端运动到顶端过程中，电动机多做的功包括快件增加的动能、增加误。试卷第4页，共9页故选A。【详解】A.位于L点上的飞行器，在太阳与地球共同引力作用下，与地球保持同步绕太阳做圆周运动，合力(不为零)提供向心力，处于非平衡状态，故A错误；B.据题意知，卫星与地球同步绕太阳做圆周运动，则卫星绕太阳运动周期和地球公转周期相等，故B正确；C.由题可知，卫星在L点与L2点与地球同步绕太阳做圆周运动，卫星的周期与角速度是相等的，根据向心在L点处的半径小，所以在L点处的合力小，故C正确；D.根据向心加速度位于L点卫星绕太阳运动的向心加速度小于地球绕太阳运动的向心加速度，故D错误。故选BC。【详解】A.小球A在最高点时细绳恰好对小球没有作用力，可知小球只受重力作用，加速度大小为8,根BCD.小球B在最高点时，由牛顿第二定律若轻杆对小球的作用力方向向上，大小F=0.5mg,则,此时若轻杆对小球的作用力方向向下，大小F=0.5mg,则,此时故选AC。【详解】AD.由图像斜率可知，重力势能随下滑距离的减小率为6J/m,动能随下滑距离的增加率为2J/m,故机械能随下滑距离的减小率为4J/m,机械能不守恒；下滑2.0m时机械能损失量为B.机械能的减小量等于克服摩擦力做的功，故滑动摩擦力大小为f=4N,由mgh=30J得m=1kg,斜面倾角满足,支持力大小为N=mgcosθ=8N试卷第5页，共9页C.由斜面顶端的重力势能mgh=30J,可得,故C错误。故选BD。【详解】A.恰能沿轨道运动到C点，小球受导轨的弹力为0,重力提供向心力，故A错误；B.小球从A至B,由弹簧和小球构成的系统机械能守恒得释放小球前弹簧的弹性势能为C.由题意，小球在C点，由重力提供向心力，则有解得vc=√8R=2m/s,故CD.小球从B至C由动能定理解得,故D正确。故选BCD。【详解】(1)小球经过光电门中心时的速度(2)小球从释放点下落至此光电门中心时的动能增加量小球从释放点下落至此光电门中心时的重力势能减小(3)A.若h的测量值偏大，则重力势能减小量△Ep=mgh偏大，动能增加量△E小于重力势能减小量B.在最低点时光电门的中心