湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年高一下学期7月期末考试物理试卷（含解析）

湖南省常德市汉寿县第一中学 2024-2025 学年高一下学期期末考试
物理试卷
一、单选题
某科技小组利用弹性绳网模拟火箭回收。如图所示，“口”字形的绳网四个角各用一根弹性绳索拉住，绳索另一端固定在立柱上。将火箭模型从某高处释放，在接触绳网后下降直至最低点的过程中，下列说法中正确的是（ ）
火箭模型接触绳网立即减速 B．火箭模型在最低点所受合力为 0 C．火箭模型接触绳网后先失重后超重 D．绳网对火箭模型先做正功后做负功
一探测器在距某星球一定高度处竖直落地，完成任务后再次竖直升空。如图所示，探测器内传感器记录了质量为 m 的物体在竖直方向受到的支持力 FN 在一定高度内变化的图象，横轴中的 r 代表物体到星球球心的距离，下列说法正确的是（ ）
星球表面的重力加速度一定为 F0
m
图象中探测器上升阶段做匀加速直线运动 C．图象中探测器上升、下降阶段均做匀速直线运动 D．图象中探测器下降阶段做匀减速直线运动
如图所示，质量为 m 的足球在地面 1 的位置被踢出后落到地面上 3 的位置，在空中达到的最高点 2 的高度为h ，重力加速度为 g，那么下面的分析中正确的是（ ）
足球从位置 1 运动到位置 2，重力做功 mgh，重力势能增加 mgh
足球从位置 2 运动到位置 3，重力做功 mgh，重力势能减少 mgh
足球从位置 1 运动到位置 3，重力做功为 2mgh，重力势能不变 D．足球在空中飞行过程中，其机械能守恒
图为蹦极运动的示意图，弹性绳的一端固定在 O 点，另一端和运动员相连。运动员从 O 点自由下落， 图中 B 点是弹性绳的原长位置，D 是运动员所到达的最低点，C 是人静止悬吊着时的平衡位置。运动员在从 O 点落下到最低点 D 的过程中，忽略空气阻力，分析运动员从 O 到 D 点过程，下列说法正确的是（ ）
运动员从 O 到 B 做加速运动，从 B 到 D 做减速运动
经过 C 点时，运动员的速率最大
从 B 点到 C 点，运动员的加速度增大
从 C 点到 D 点，运动员处于失重状态
直角坐标系 xOy 中，A、B 两点位于 x 轴上，坐标如图所示，C、D 位于 y 轴上，C、D 两点各固定一等量正点电荷，另一电荷量为 Q 的负点电荷置于 O 点时，B 点处的电场强度恰好为零，若将该负点电荷移到 A点，则 B 点处场强的大小和方向分别为（静电力常量为 k）（ ）
5kQ ，沿 x 轴正方向 B． 5kQ ，沿 x 轴负方向
4l 2 4l 2
C． 3kQ ，沿 x 轴正方向 D． 3kQ ，沿 x 轴负方向
4l 2 4l 2
如图所示，水平地面上有一个坑，其竖直截面为四分之一圆弧ab ，半径为 R，O 点为圆心， c 点为圆弧的中点。在 O 点以某一初速度v 沿Oa 方向抛出一个小球，小球落在坑中。若忽略空气阻力，重力加速度大
小为 g ，下列说法正确的是（ ）
当小球的初速度为
2
时，恰好能落到c 点
小球的初速度v 越大，在空中运动的时间就越长
小球的初速度v 越大，落到坑上时速度的偏转角越小
小球的初速度v 越大，落到坑上时的动能变化就越大
二、多选题
如图所示，自行车在水平路面上以速度 v 匀速前进，后轮半径为 R，后轮中心为 O，某时刻后轮与地面接触的点记为 A，此时后轮的最高点记为 B。则此时（ ）
点相对于地的速度大小为 v B．B 点相对于地的速度大小为 v
v2 v2
C．A 点相对于地的加速度大小为
R
D．B 点相对于地的加速度大小为
R
对静电现象的认识，下列说法正确的是 A．高压带电作业工人的衣服里的金属丝，是为了增加衣服强度 B．夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕，这是尖端放电现象 C．三条高压输电线上方的两条接地导线，起到静电屏蔽作用 D．油罐车车尾拖在地上的铁链，它的作用是避免静电造成的危害
“蹦极”是跳跃者把一端固定的弹性长绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一项极限运动，如图甲所示。某运动员做蹦极运动时，所受绳子拉力 F 的大小随时间t 的变化情况如图乙所示。若空气阻力和弹性绳
的重力可以忽略，蹦极的过程可看作竖直方向的运动，重力加速度大小为 g ，根据图像信息，下列说法正确的有（ ）
t1 t2 时间内，运动员的加速度方向竖直向上
t1 t2 时间内，运动员的速度方向先竖直向下，后竖直向上
运动员的重力大小为1.8F0
当运动员下降至最低点时，加速度大小为2g
如图所示，A、B、C 三个相同的滑块从均匀的粗糙斜面上的同一高度同时开始运动 A 由静止释放；B的初速度方向沿斜面向下，大小为v0 ；C 的初速度方向沿水平方向，大小也为v0 。斜面足够大，A、B、C运动过程中不会相碰。下列说法正确的是（ ）
和 C 将同时滑到斜面底端 B．滑到斜面底端时，A 的动能最大 C．滑到斜面底端时，C 的摩擦生热量最多 D．滑到斜面底端时，A 和 B 的机械能减少一样多
三、实验题
用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”．
⑴下列物理量中必须且直接测量的是 （填写代号）
A．重锤质量 B．重力加速度
C．重锤下落的高度 D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度
⑵ 设重锤质量为 m、打点计时器的打点周期为 T、重力加速度为 g．图乙是实验得到的一条纸带，A、B、 C、D、E 为相邻的连续点．根据测得的 x1、x2、x3、x4 写出重锤由 B 点到 D 点势能减少量的表达式 ，动能增量的表达式 ．由于重锤下落时要克服阻力做功，所以该实验的动能增量总是 （选填“大
于”、“等于”或“小于”）重力势能的减少量．
（3）若 O 点为打点计时器打下的第一点，取打下 O 点时重锤的重力势能为零，计算出该重锤下落不同高度 h 时所对应的动能 Ek 和重力势能 Ep，建立坐标系，横轴表示 h，纵轴表示 Ek 和 Ep，根据以上数据在图中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ．已求得图线Ⅰ斜率的绝对值 k1=2.94 J/m，请计算图线Ⅱ的斜率 k2= J/m（保留 3 位有效数字）．重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为 （用 k1 和 k2 字母表示）．
某实验小组利用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律。他们将拉力传感器一端与细绳相连，另一端固定在小车上，用拉力传感器及数据采集器记录小车受到的拉力 F 的大小；小车后面的打点计时器，通过拴在小车上的纸带，可测量小车匀加速运动的速度与加速度。图乙中的纸带上 A、B、C 为三个计数点，每两个计数点间还有打点计时器所打的 4 个点未画出，打点计时器使用的是 50Hz 交流电源。
由图乙，AB 两点间的距离为 s1=3.27cm，AC 两点间的距离为 s2= cm，小车此次运动经 B 点时的速度 vB= m/s，小车的加速度 a= m/s2；（保留三位有效数字）
要验证牛顿第二定律，除了已测出的物理量外，实验中还要测量 ；
由于小车受阻力 f 的作用，为了尽量减小实验的误差，需尽可能降低小车所受阻力 f 的影响，以下采取的措施中必要的是
适当垫高长木板无滑轮的一端，使未挂钩码的小车被轻推后恰能拖着纸带匀速下滑 B．应使钩码总质量 m 远小于小车（加上传感器）的总质量 M C．定滑轮的轮轴要尽量光滑
四、解答题
13．2025 年 1 月 7 日，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将实践二十五卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。已知二十五号卫星的离地高度为h ，地球的半径为 R ，地球表面的重力加速度为 g ，引力常量为G ，忽略地球自转的影响，求：
地球的密度；
二十五号卫星的线速度大小。
14．一列火车总质量 m=500t，发动机的额定功率 P 6 106 W，在轨道上行驶时，轨道对列车的阻力是车重的 0.02 倍。（取 g=10m/s2）
求列车在水平轨道上行驶的最大速度；
在水平轨道上，发动机以额定功率 P 工作，求当行驶速度为 v=20m/s 时，列车的瞬时加速度 a 的大小； (3)若列车从静止开始，保持 1m/s2 的加速度做匀加速运动，求匀加速过程中牵引力做的功。 15．如图甲为冰库工作人员移动冰块的场景，冰块先在工作人员斜向上拉力作用下拉一段距离，然后放手让冰块向前滑动到运送冰块的目的地其工作原理可简化为如图乙所示，设冰块质量M 100kg ，冰块与滑道
间动摩擦因数μ 0.05 ，运送冰块距离为 12 m，工人拉冰块时拉力与水平方向成53 角向上。某次拉冰块时，工人从滑道前端拉着冰块( 冰块初速度可视为零) 向前匀加速前进4.0m 后放手，冰块刚好到达滑道末端静止
已知。（ sin53 0.8 、cos53 0.6 ） 求：
1 冰块在加速与减速运动过程中加速度大小之比；
2 冰块滑动过程中的最大速度；
3 工人拉冰块的拉力大小。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B B B C C CD BCD BD CD
1 x x 2
1 x 2
k k
C mg(x3-x1)
m 4 2
m 2
小于 2.80 1 2
2 2T 2 2T k1
【详解】（1）本实验不需要测量重物的质量，而重力加速度和与下落高度对应的重锤的瞬时速度无法直接测量，所以直接测量的是重锤下落的高度，ABD 错误 C 正确．
从 B 到 D 重力做功等于重力势能的减小量： E mg(x x ) ；根据纸带处理可知，B 点速度为 x2 ，
p 3 1 2T
x - x
1 x x 2
1 x 2
D 点速度为 4 2 ，所以动能增量为m 4 2 m 2 ,
2T 2
2T
2 2T
因为存在阻力,所以重力势能减小量一部分转化为动能另一部分克服阻力做功,所以动能增加量小于重力势
能减小量．
根据图像可知图线Ⅱ的斜率： k2
1.37 49 10 2
2.80J/m ；下落高度 h， Ep
mgh ，根据机械能守恒定律
可知： Ek Ep fh ，整理得：k2 k1 f ，所以 f k1 k2 而k1 mg ，所以所受平均阻力与重锤所受重力
k1 k2
的比值为 ．
1
8.00 0.400 1.46 小车总质量 A
【详解】（1）[1]毫米刻度尺的读数需要有一位估读，可读出 AC 两点间的距离为 8.00cm； [2]由纸带可知两个计数点之间有 5 个时间间隔，因此其时间为
T=5×0.02s=0.1s
在匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小，因此有
x 8.00 10 2
vB AC 0.400m/s
[3]根据逐差法
2T 2 0.1
x aT 2
得
x x
(8.00 3.27 3.27) 10 2 2 2
a BC AB
T 2
0.12
m/s
1.46m/s
（2）[4]要验证牛顿第二定律，用力的传感器测出拉力大小，还需要用天平测出小车的总质量；
（3）[5]A．为了尽量减小实验的误差，尽可能降低小车所受阻力 f 的影响，常用重力沿斜面向下的分量来抵消摩擦力的影响，即适当垫高长木板无滑轮的一端，使未挂钩码的小车被轻推后恰能拖着纸带匀速下滑，
此时重力沿斜面向下的分量等于摩擦力，故 A 正确；
使钩码总质量 m 远小于小车（加上传感器）的总质量 M，可以保证钩码的重力等于绳子对小车的拉力，与摩擦力无关，故 B 错误； C．定滑轮的轮轴尽量光滑可以减少一部分摩擦，但不是尽可能降低小车所受阻力 f，故 C 错误。
故选 A。 13．(1) ρ
(2) v
3g 4GπR
【详解】（1）在地球表面有G Mm mg
R2
解得M
gR 2
G
地球的体积V 4πR3
3
则地球的密度ρ M
V
3g 4GπR
Mm v2
（2）根据万有引力提供向心力，有G (R + h)2 = m R + h
解得v
14．(1)60m/s；(2)0.4m/s2；(3)W 3 107 J
【详解】(1)列车以额定功率工作时，当牵引力等于阻力，即
F F阻 kmg
列车的加速度为零，速度达最大vm ，则有
P P 6 106
vm
阻
m/ s 60 m/ s
kmg 0.02 5 105 10
当v vm 时列车加速运动，当 v=20m/s 时有
P 6 106 5
F1
1
N 3 10 N
20
据牛顿第二定律得
据牛顿第二定律得
a F1 F阻
1 m
3 105 0.02 5 105 10
5 105
m/ s
2 0.4 m/ s2
F F阻 ma
解得 F 6 105 N
在此过程中，速度增大，发动机功率增大．当功率达到额定功率时速度大小为v m ，即
P 6 106
vm F 6 105 m/ s 10 m/ s
据
v m at
代入数据得 t=10s
通过的位移为
牵引力做功为
x vm
2
t 50 m
W F x 3 107 J
15．（1）2:1（2） 2 2m / s （3）234.4N
【详解】 1 冰块先做匀加速运动，加速度a1 ，加速最大速度为vm ，减速加速度大小为a2 ，加速位移为
x1 4m ；所以减速位移为 x2 12 x1 8m ；因为全程初末速度为零，
v 2
a1 m
2x1
v 2
a2 m
2x2
a1 x2 8 2 :1
a2 x1 4
2 加速结束时刻速度最大，减速开始时刻速度最大；在减速阶段，冰块受滑动摩擦力减速，根据牛顿第二
定律： f ma2
f μmg
a μg 0.5m / s2
02 v 2 2 a x
vm
2 2m / s
3 冰块在加速阶段：受力如图，
根据牛顿第二定律：水平方向： Fcos 53 f Ma
竖直方向： N Fsin 53 Mg 0
f μN
由 1 问得： a
2a
1m / s2
解得 F
1 2
μMg Ma1
cos 53 μsin 53
代入数据得： F 234.4N ．