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福建省三明市普通高中2024-2025学年高一下学期期末质量检测物理试题
一、单选题
1．行星绕太阳运行轨道半长轴的立方与其公转周期的平方成正比，即。若用国际单位制的基本单位表示，常量的单位应为（　　）
A． B． C． D．
2．如图，人造卫星、均绕地球做匀速圆周运动。若它们的线速度大小分别为、，周期分别为、，则（　　）
A． B． C． D．
3．用硬卡纸做个小纸帽套在从圆珠笔里取出的弹簧上。先用力把小纸帽往下压，使弹簧产生一定的弹性形变，然后迅速放开手，小纸帽被弹起。在弹簧把小纸帽弹起过程中（　　）
A．弹簧的弹性势能减少 B．弹簧的弹性势能不变
C．小纸帽的动能减少 D．小纸帽的动能不变
4．如图，一内壁光滑的细圆管处于竖直平面内，管道半径为。现有一光滑小球（可视为质点）在细圆管内运动，重力加速度为，小球通过最高点时速率为，（　　）
A．若，则小球对管内壁无压力
B．若，则小球对管外壁无压力
C．若，则小球对管外壁有压力
D．不论多大，则小球对管内壁都有压力
5．如图，全国重点文物保护单位永安安贞堡兼具居住和防御的功能。安贞堡共二层，每层高度约，同一楼层内部通过前方形、后半圆形的水平廊道连接。若质量为的人先从一楼绕堡一圈走了，再走到二楼游览完共用时60分钟，重力加速度，忽略人水平行走时重心的变化，则人在此过程中（　　）
A．克服重力所做的功为0
B．克服重力所做的功约为
C．克服重力做功的平均功率约为0.625W
D．克服重力做功的平均功率约为
6．WTA1000罗马站半决赛中，我国选手郑钦文分别与高芙、萨巴伦卡较量，输了比赛赢了信心。比赛中，郑钦文在网前附近将网球以一定的初速度沿水平方向击出，不计空气阻力，则网球在落地前（　　）
A．速度和加速度的方向都在不断变化
B．速度与加速度方向之间的夹角一直减小
C．在相等的时间间隔内，速率的改变量相等
D．在相等的时间间隔内，动能的改变量相等
7．一把打开的雨伞边缘半径为，伞边缘距水平地面的高度为，当该雨伞以角速度水平旋转时，雨点自边缘甩出下落，在地面上形成一个大圆圈。已知重力加速度为，则雨滴甩出后落地的水平位移为（　　）
A． B． C． D．
8．一小物体由水平地面竖直向上抛出，运动过程所受空气阻力大小保持不变，其动能Ek随它离开地面的高度h的变化如图所示，以地面为零势能参考平面，图中h0已知，由图中数据可得（　　）
A．上升阶段的时间大于下落阶段的时间
B．空气阻力的大小是物体所受重力的
C．下落阶段合外力大小是上升阶段的2倍
D．上升阶段时，物体的动能等于重力势能
二、多选题
9．歼20战机正沿曲线向上爬升，其所受合力的方向可能正确的是（　　）
A．B．C． D．
10．如图、小船船头垂直河岸从M点渡河，N点位于M点的正对岸，河水流速恒为。船在静水中的速度为，则小船（　　）
A．将到达对岸N点
B．将到达对岸N点下游某处
C．渡河的实际速度为
D．渡河的实际速度为
11．2025年4月25日，从“郭守敬望远镜”的光谱巡天数据中，发现了一极其罕见的双星系统。该系统由质量约为0.52倍太阳质量的热亚矮星与质量约为1.07倍太阳质量的氧氖白矮星组成。理论推测，该系统因不断释放引力波而将在5~5.4亿年以后合并。若忽略其他天体的影响，则热亚矮星与氧氖白矮星（　　）
A．速率之比约为
B．向心加速度之比约为2：1
C．运行周期不断增大
D．运行周期不断减小
12．如图甲，光滑水平面上有一长为的粗糙段。一质量均匀的木板，与粗糙段间的动摩擦因数为。木板右端第一次从点以速率向右运动，至点时速率为。第二次仍以相同速率从点向左运动，两次运动的速率与时间关系如图乙所示，则（　　）
A．两次摩擦产生的热量可能不同
B．曲线描述的是木板的第一次运动
C．第二次运动木板右端能运动到点且速率一定为
D．两次运动速率相等的位置只有一个，且距点更近
三、填空题
13．变速自行车是通过改变链条与不同半径飞轮和链轮的配合来改变车速的。如图，链轮与脚踏、飞轮与后车轮分别共轴，飞轮与链轮边缘上的点，它们的线速度大小 （选填“相等”或“不等”），飞轮与后车轮 相等（选填“角速度”或“线速度”）。当人骑该车使脚踏板以恒定的角速度转动时，若不变换链轮，应选择半径 （选填“最大”或“最小”）的飞轮才能使自行车行进的速度最大。
14．如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运行，为近日点，Q为远日点，为轨道短轴的两个端点。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在点的速率 （选填“大于”或“小于”）点的速率；海王星在从经到运行过程中，万有引力对海王星 （选填“做正功”或“做负功”），运行的加速度 （选填“变大”或“变小”）。
15．一质量为的汽车在平直公路上以速度匀速行驶，发动机的功率为，汽车所受阻力为 ；若汽车以最大功率行驶，假定汽车所受阻力的大小恒定不变，当车速为时，则汽车的加速度大小为 。
四、实验题
16．“科学验证：机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示。
(1)为完成该实验，需要的电源是___________。
A．交流电（50Hz）
B．交流电（50Hz）
(2)下列操作正确的是___________。
A．B．C． D．
(3)如图乙是实验中正确操作得到的一条纸带，点为纸带上打出的第一个点，为3个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有一个点。测出，重物的质量为，取。在段运动的过程中，重物重力势能的减少量，动能增加量 （结果保留三位有效数字）。
(4)实验结果显示， （选填“>”“=”或“<”），可能的原因是 （列举一种即可）。
17．在“科学探究：平抛运动的特点”实验中，某小组用如图甲所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从点飞出，落在水平挡板上。钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有___________。
A．斜槽轨道光滑
B．斜槽轨道末段水平
C．挡板高度等间距变化
D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)为定量研究，建立以水平方向为轴、竖直方向为轴的坐标系。
a、取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于点，钢球的 （选填“最上端”“最下端”或“球心”）对应白纸上的位置即为原点。
b、如图乙，在轨迹上取三点，和的水平间距相等且均为，测得和的竖直间距分别是和，已知，当地重力加速度为，则点 （选填“是”或者“不是”）平抛轨迹的起始点，钢球平抛的初速度大小为 （结果用、、、表示）。
(3)为了得到物体做平抛运动的轨迹，小明同学提出了以下两种方案，其中可行的是___________。
A．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹。
B．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
五、解答题
18．如图甲，“过山车”实验装置可简化成图乙所示的“小球轨道”模型，轨道光滑且固定在竖直平面内，、两点分别为圆弧轨道的最低点和最高点，圆弧轨道半径。现将一质量可视为质点的小球从轨道段距点高度为处静止释放，小球沿轨道运动。已知重力加速度，求：
(1)当，小球滑至点时速度大小；
(2)若小球恰能通过最高点时速度大小。
19．如图，一质量的小球（视为质点）用轻绳系在一固定、中空光滑圆锥体的悬点处，轻绳长为，圆锥体母线与水平面的夹角为。现给小球一初速度，小球恰好能在圆锥体的内侧面做匀速圆周运动。不计空气阻力，已知重力加速度大小
(1)画出图示位置小球的受力示意图；
(2)求小球初速度的大小；
(3)若在图示位置给小球一垂直纸面向内、大小为的初速度，求圆锥体内侧面对小球弹力的大小。
20．如图甲，粗糙的水平地面右侧竖直墙壁上固定一轻弹簧，两不同材料、质量均为的物块用足够长的轻绳连接。时刻开始，一起以共同速度向右运动，物块的图线如图乙所示，其中为直线，为曲线。已知与地面的动摩擦因数为，弹簧劲度系数，重力加速度，弹簧始终在弹性限度范围内，不计空气阻力，。求：
(1)在内加速度的大小；
(2)A与地面的动摩擦因数；
(3)乙图中点速度的大小；
(4)弹簧的最大压缩量。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B A C C B A B AC BC
题号 11 12
答案 BD BC
13． 相等 角速度 最小
【详解】[1]飞轮与链轮边缘上的点同缘转动，它们的线速度大小相等；
[2]飞轮与后车轮同轴转动，则角速度相等。
[3]当人骑该车使脚踏板以恒定的角速度转动时，若不变换链轮，即链轮角速度一定，飞轮半径越小，则飞轮的角速度越大，则后轮的角速度也越大，则后轮边沿线速度越大，则应选择半径最小的飞轮才能使自行车行进的速度最大。
14． 小于 做正功 变大
【详解】[1]根据开普勒第二定律可知，海王星在远日点点的速率小于在近日点点的速率；
[2][3]海王星在从经到运行过程中，万有引力与速度夹角为锐角，可知万有引力对海王星做正功，由于引力越来越大，可知运行的加速度变大。
15． 或
【详解】[1]根据P=Fv匀速运动时F=f，则汽车所受阻力为
[2]当车速为时，汽车的牵引力
加速度
16．(1)B
(2)C
(3)1.53
(4) < 纸带与限位孔存在阻力或重锤与空气存在阻力
【详解】（1）该实验使用的是电火花计时器，则需要的电源是交流电（50Hz）。故选B。
（2）实验时应该用手捏住纸带的上端并保持竖直，让重物靠近打点计时器，故选C。
（3）相邻的两个计数点之间还有一个点，可知T=0.04s；打B点时的速度
动能增加量
（4）[1][2]实验结果显示，可能的原因是纸带与限位孔存在阻力或重锤与空气存在阻力。
17．(1)BD
(2) 球心 不是
(3)A
【详解】（1）A．斜槽轨道不要求必须光滑，只要小球到达底端时的速度相同即可，A错误；
B．斜槽轨道末段水平，以保证小球做平抛运动，B正确；
C．挡板高度不一定要等间距变化，C错误；
D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球，以保证小球到达底端时的速度相同，D正确。
故选BD。
（2）a、取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于点，钢球的球心对应白纸上的位置即为原点。
b、如图乙，在轨迹上取三点，和的水平间距相等且均为，则时间相等，因测得和的竖直间距和之比不等于1:3，则点不是平抛轨迹的起始点；根据，x=v0T
解得钢球平抛的初速度大小为。
（3）A. 用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹，该方案可行。
B. 该方案不可行；原因是铅笔若与白纸板接触会改变平抛运动的轨迹。
故选A。
18．(1)
(2)
【详解】（1）小球从A点到B点由机械能守恒定律可知
解得
（2）小球恰能通过最高点，则重力充当小球做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律可知
解得
19．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）因小球恰好能在圆锥体的内侧面做匀速圆周运动，可知小球受重力和细线的拉力作用，如图所示
（2）由牛顿第二定律
其中的
解得
（3）如图受力分析，由牛顿第二定律
竖直方向
水平方向
解得
20．(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】（1）根据加速度的定义式以及图乙可得在内的加速度为
所以加速度的大小为，方向与运动方向相反。
（2）假设、间轻绳松弛，则对B列牛顿第二定律方程有
解得
故A、B间轻绳应该处于绷紧状态，A接触弹簧前A、B一起向右做匀减速直线运动。所以对A、B整体列牛顿第二定律方程有
代入数据解得A与地面的动摩擦因数为
（3）当A与弹簧接触后，若在某个瞬间轻绳松弛，则对B列牛顿第二定律方程有
设此时弹簧的压缩量为，同理对A列牛顿第二定律方程有
联立解得
即弹簧的压缩量为之前，A、B间的轻绳都处于绷紧状态。从至的过程，对A、B整体列动能定理方程有
代入数据解得
（4）由分析可知弹簧的压缩量为之后，此后A、B向右运动的减速过程有
所以之后A、B间轻绳松弛，A继续压缩弹簧直到A的速度减为0。设弹簧被继续压缩后A的速度减为0，则在此过程对A列动能定理方程有
解得
所以弹簧的最大压缩量为

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