北京市第二十中学2025-2026学年高一上学期期末考试物理试卷（含答案）

这是一份北京市第二十中学2025-2026学年高一上学期期末考试物理试卷（含答案），共11页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1.开普勒分别于1609年和1619年发表了他发现的行星运动规律，后人称之为开普勒行星运动定律。关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是( )
A. 所有行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上
B. 行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处
C. 所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等
D. 离太阳越近的行星的运动周期越长
2.两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其质量之比为1:2，轨道半径之比为1:2，则( )
A. 它们的线速度大小之比为2:1B. 它们的运行周期之比为1:2
C. 它们的向心加速度大小之比为1:4D. 它们所受向心力大小之比为2:1
3.“智能防摔马甲”是一款专门为老年人研发的科技产品。该装置通过马甲内的传感器和微处理器精准识别穿戴者的运动姿态，在其失衡瞬间迅速打开安全气囊进行主动保护，能有效地避免摔倒带来的伤害。在穿戴者着地的过程中，安全气囊可以( )
A. 减小穿戴者所受重力的冲量B. 减小地面对穿戴者的平均冲击力
C. 减小穿戴者动量的变化量D. 减小穿戴者与地面的接触时间
4.如图所示，同步卫星与地心的距离为r，运行速率为v1，向心加速度为a1；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则下列比值正确的是( )
A. a1a2=rRB. a1a2=(Rr)2C. v1v2=rRD. v1v2= Rr
5.如图所示，质量为m的小球从距桌面h1高处的A点由静止释放，自由下落到地面上的B点，桌面离地高为h2。选择桌面为参考平面，忽略空气阻力影响，则小球( )
A. 在A点时的重力势能为−mgh1B. 在A点时的机械能为mg(h1+h2)
C. 经过桌面时的动能为mg(h1+h2)D. 在B点时的机械能为mgh1
6.据报道，最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍，一个在地球表面重量为600N的人在这个行星表面的重量将变为960N.由此可推知，该行星的半径与地球半径之比约为( )
A. 0.5B. 2C. 3.2D. 4
7.我国“嫦娥二号”可视为在月球表面附近做圆周运动。已知引力常量，要测定月球的密度，仅仅需要( )
A. 测定飞船的运行周期B. 测定飞船的环绕半径
C. 测定月球的体积D. 测定飞船的运行速度
8.质量m=1kg的物体，由离地面足够高的位置开始以v0=10m/s的速度做平抛运动，重力加速度为g=10m/s2，下列说法正确的是( )
A. 运动1s内重力做的功为10JB. 运动1s末重力的瞬时功率为100 2W
C. 运动1s内重力的平均功率为100WD. 运动2s末重力的瞬时功率为200W
9.2024年3月20日，我国探月工程四期鹊桥二号中继星成功发射升空。当抵达距离月球表面某高度时，鹊桥二号开始进行近月制动，并顺利进入捕获轨道运行，如图所示，轨道的半长轴约为51900km。后经多次轨道调整，进入冻结轨道运行，轨道的半长轴约为9900km，周期约为24h。则鹊桥二号在捕获轨道运行时( )
A. 由近月点到远月点过程中引力做负功
B. 近月点的速度小于远月点的速度
C. 近月点的速度等于在冻结轨道运行时近月点的速度
D. 近月点的加速度大于在冻结轨道运行时近月点的加速度
10.如图所示为竖直放置的离心轨道，其中圆轨道半径为r，最低点为A、最高点为B，小球从斜轨道上无初速释放，可模拟游乐园的“翻滚过山车”。某实验小组同学通过改变释放小球距圆轨道底端的高度h多次实验，发现有时小球能通过B点，有时在到达B点前就脱离轨道。他们结合观察和分析提出了一些猜想，请运用物理知识分析其中正确的是(不考虑摩擦力等阻力的影响，小球视为质点，重力加速度大小记为g)( )
A. 若h2.5r，小球对A点和B点都有压力，且h越高，压力之差也越大
C. 若h2.5r，小球能通过B点且对B点没有压力
11.蹦床是少年儿童喜欢的一种体育活动。蹦床的中心由弹性网面组成，若少年儿童从最高点落下直至最低点的过程中，空气阻力大小恒定，则少年儿童( )
A. 机械能一直减小B. 刚接触网面时，动能最大
C. 重力做功等于克服空气阻力做功D. 重力势能的减小量大于弹性势能的增大量
12.人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实，如图所示。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对质量为m的地面上的重物各施加一个力，力的大小均恒为F，方向都斜向上与竖直方向成θ角，重物离开地面高度为h时人停止施力，重物最终下落至地面，并把地面砸下深度为d的凹坑。不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 重物落下接触地面时的动能等于2Fhcsθ
B. 重物上升的最大高度为2Fhcsθmg
C. 整个过程重力做功等于mgh+d
D. 地面对重物的阻力做功等于−2Fhcsθ+mgd
13.风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径，如图所示，某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为r的圆面。该地区的风速为v，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为ρ，假如该发电机将空气动能转化为电能的效率为η。则下列说法正确的是( )
A. 单位时间内冲击发电机叶片圆面的空气的质量为πr2v
B. 单位时间内该发电机产生的电能为πr2v3ρη
C. 若只将叶片半径r变为原来的2倍，则发电功率变为原来的4倍
D. 若只将风速v变为原来的2倍，则发电功率变为原来的8倍
14.如图所示，传送带底端A点与顶端B点的高度差为h，传送带在电动机的带动下以速率v匀速运动。现将一质量为m的小物体轻放在传送带上的A点，物体在摩擦力的作用下向上传送，在到达B点之前，已经与传送带共速，物体与传送带因摩擦产生的热量为Q。则在传送带将物体从A送往B的过程中，下列说法正确的是( )
A. 物体与传送带因摩擦产生的热量为12mv2
B. 传送带对物体做功为mgh+12mv2
C. 传送带对物体做功为mgh+12mv2+Q
D. 为传送物体，电动机需对传送带额外做功mgh+12mv2+Q
15.质量m=200kg的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图像甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图像乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变，在18s末汽车的速度恰好达到最大。则下列说法正确的是( )
A. 汽车受到的阻力200N
B. 8s−18s过程中汽车牵引力做的功为8×104J
C. 汽车的最大牵引力为800N
D. 汽车在做变加速运动过程中的位移大小为95.5m
二、非选择题
16.用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律，已知当地重力加速度为g。
(1)关于该实验的操作和数据分析，以下说法正确的是 。
A.必须用天平测出重锤的质量方可实验
B.先接通电源，后释放纸带
C.将打点计时器接到8V直流电源上
D.也可以用v= 2gh计算重锤从静止下落h时的瞬时速度大小
E.应选择质量大、体积小的重物进行实验
(2)实验室有电磁打点计时器和电火花计时器，为减小实验误差，应优先选用 。
A.电磁打点计时器 B.电火花计时器
(3)如图2所示，选取纸带上连续五个计时点A、B、C、D、E，测量出点B距运动起始点O的距离x0，点B、C间的距离为x1，点C、D间的距离为x2，若相邻两点的打点时间间隔为T，假设重锤质量为m，根据这些条件计算从打点计时器打下O点到打下C点过程中重锤的重力势能变化量ΔEp= ，动能变化量ΔEk= ；在实际计算中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是 。
(4)将测得的数据描绘v22−h图像，如图3，求得图线斜率为k，下落h时，重力势能减小量与动能增加量之间的差值为 (结果用字母“m”、“h”、“k”、“g”表示)。
(5)某同学用如图4所示装置验证机械能守恒定律，将力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，一端连在力传感器上。将小球拉至水平位置从静止释放，到达最低点时力传感器显示的示数为F0。已知小球质量为m，当地重力加速度为g。在误差允许范围内，当满足关系式 时，可验证机械能守恒。
17.已知地球表面的重力加速度为g，半径为R，万有引力常量为G，不考虑地球自转。求：
(1)地球的质量为M；
(2)地球的第一宇宙速度。
18.如图所示，学生练习用头颠球。某一次足球由静止下落到头顶的速度大小v1=3m/s，被重新竖直向上顶起离开头顶时的速度大小v2=4m/s。已知足球与头部的作用时间为0.1s，足球的质量约为0.4kg，空气阻力不计，重力加速度g取10m/s2，在足球与头顶相互作用的过程中，求：
(1)足球的动量变化量Δp；
(2)头顶受到足球的平均作用力Fʹ的大小。
19.功是能量转化的量度，研究力做功有非常重要的物理意义。
(1)如图，质量为m的物体以初速度v0滑上斜面(斜面足够长)，上滑到最高点后又沿原路返回。已知斜面倾角为θ，物体与斜面的动摩擦因数为μ，上滑的最大高度为h。求物体从开始滑上斜面到滑回到出发点的过程中，重力做功WG和摩擦力做功Wf以及物体返回到出发点时的动能Ek；
(2)如图，某个力F作用于半径R的转盘的边缘上，力F的大小保持不变，但方向保持任何时刻均与作用点的切线一致，求转盘转动一周的过程中力F做的功WF；
(3)如图所示，一个质量为m的小球用长为l的轻绳与一定点相连，在水平拉力F的作用下，从最低点A缓慢地移到B点，此时轻绳与竖直方向的夹角为θ，求在这个过程中力F所做的功W。
20.如图1所示，把一个质量为m的小球连接在劲度系数为k的轻质弹簧的右端，弹簧的左端固定，小球置于光滑水平面，小球和弹簧组成的系统称为弹簧振子。以弹簧原长时小球的位置为坐标原点O，以水平向右为正方向建立坐标轴Ox。小球在运动过程中弹簧形变始终在弹性限度内，忽略摩擦阻力的影响。
(1)把小球拉向O点的右方x=+L处，然后由静止释放，小球沿着坐标轴做往复运动。
a.在图2中画出弹簧弹力F随x变化的示意图 ，并由此求出小球从O点向x=+L处运动过程中，弹簧弹力对小球做的功W 。
b.求小球从O处运动到x=+L处的过程中，弹簧对小球的冲量I 。
(2)弹簧振子在运动过程中，求弹簧弹力对小球做正功时，其瞬时功率P的最大值 。
21.将地球视为半径为R的球体，质量分布均匀，密度为ρ，引力常量为G，已知某物体受到的地球的万有引力相当于球内质量集中于O点对物体的引力，质量均匀分布的球壳对壳内质点万有引力的合力为零。
(1)a、求距离地球球心距离为rr>R的质量为m的物体所受到地球的引力大小F1；
b、求距离地球球心距离为rrR 时，根据万有引力定律 F1=GMmr2
M=ρV=ρ4πR33
解得 F1=4πR3ρGm3r2
b、当 r