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广西桂林市2024-2025学年高一下学期期末物理试卷
一、单选题
1．以下物理量中，属于某时刻的状态量的是（　　）
A．功 B．机械能的变化量
C．动能 D．速度的变化量
2．水车是我国最古老的农业灌溉工具，体现了中华民族高超的劳动技艺和创造力，是中国农耕文化的重要组成部分。如图所示，水车最外层圆型支架上固定多个水斗，内部有两个圆形支架固定木辐条，在流水的冲力作用下，水车匀速转动。下列说法正确的是（　　）
A．所有水斗的速度方向一直在变化
B．所有水斗的合外力都为零
C．所有水斗的向心加速度都为零
D．水斗在最高点处于超重状态
3．学校组织同学们去爬桂林“独秀峰”，质量为的小红同学从山腰爬至山顶，高度增加了50米，重力加速度g取。下列说法正确的是（　　）
A．该同学的重力势能减少
B．该同学的重力势能增加
C．该同学的重力势能不变
D．无法确定重力势能的变化
4．在物理学的发展过程中，许多的物理学家都做出了重要的贡献，他们也探索出了许多的研究方法，如控制变量法、比值定义法、微元法等。在下列研究中，用控制变量法进行研究的是（　　）
A．研究瞬时加速度
B．探究平抛运动的规律
C．验证牛顿第三定律
D．探究影响向心力大小的因素
5．如图所示，带箭头的实线表示某一电场中电场线的分布情况。一带电粒子仅在电场力的作用下，运动的轨迹如图中虚线所示，则下列判断中正确的是（　　）
A．粒子带正电
B．若粒子是从B运动到A，则其加速度减小
C．粒子在B点的电势能小于在A点的电势能
D．若粒子是从B运动到A，则其机械能在减少
6．有一竖直放置的光滑“T”形架，滑块A、B分别套在水平杆与竖直杆上，A、B用一不可伸长的轻绳相连，A、B质量相等，且可看作质点，如图所示。开始时轻绳水平伸直，A、B静止。由静止释放B后，已知当轻绳与竖直方向的夹角为时，B沿着竖直杆下滑的速度为v，则（　　）
A．该过程滑块A的速度先增大后减小
B．连接A、B的绳长为
C．滑块A、B组成的系统机械能不守恒
D．当轻绳与竖直方向的夹角为时，滑块A的速度
7．跳台滑雪是一种勇敢者的滑雪运动，运动员在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。如图所示，运动员从跳台A处沿水平方向以的初速度飞出，落在斜坡上的B处，斜坡与水平方向的夹角为，不计空气阻力，重力加速度g取，，。则运动员在空中离斜坡的最大距离为（　　）
A． B． C． D．
二、多选题
8．2025年4月24日17时17分，我国神舟二十号由长征二号F遥二十运载火箭送入近地点约为，远地点约为的预定椭圆轨道，并于24日23时49分，神舟二十号成功对接空间站天和核心舱径向端口，其过程简化如图所示，Ⅰ、Ⅲ为圆轨道，Ⅱ为椭圆轨道。下列说法正确的是（　　）
A．航天员在空间站中处于完全失重状态
B．飞船在轨道Ⅲ上运行时的线速度大于第一宇宙速度
C．飞船在轨道Ⅱ上运行时，飞船与地心连线在任意相等时间内扫过的面积都相等
D．随着航天技术的不断进步，能实现飞船与空间站在同一轨道加速后对接
9．从地面竖直向上抛出一物体，取地面为零重力势能参考平面，该物体在上升过程中，物体的机械能E和重力势能随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度g取。由图中数据可得（　　）
A．物体的质量为
B．时，物体的速率为
C．物体上升过程中受到的空气阻力大小为
D．物体从地面上升到离地面的高度的过程中，物体的动能减少了
10．如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、电荷量为的小球，系在一根长为l的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动。AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。已知重力加速度为g，电场强度。下列说法正确的是（　　）
A．若将小球在A点由静止开始释放，它将在ACBD圆弧上往复运动
B．若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到B点时的电势能最小
C．若将小球在A点以大小为的竖直速度上抛，它将不能到达B点
D．小球做完整的圆周运动过程中，最大拉力与最小拉力之差是
三、实验题
11．某同学通过实验验证机械能守恒定律。
(1)该同学用如图所示器材进行实验，下列图中实验操作正确的是________。
A．B．C． D．
(2)如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E，通过测量并计算出点A距起始点O的距离为，点AC间的距离为，点CE间的距离为，若相邻两点的时间间隔为T，重锤质量为m，重力加速度为g，根据这些条件计算重锤从静止释放到下落OC距离时的重力势能减少量 ，动能增加量 。
12．小明利用某手机软件研究向心加速度，如图甲所示，用两根细线把手机侧面与水平悬梁AB连接，绷紧细线，将手机拉开某一角度后由静止释放，使之绕水平悬梁AB摆动至最低点，细线碰到水平挡杆CD后继续摆动，在手机软件上观察记录细线碰挡杆后瞬间手机的向心加速度大小a，测量手机上边缘到挡杆CD的距离l。改变CD的高度，重复实验。
(1)在操作过程中，为了确保手机到达最低点时的速度大小相等，则每次拉开手机的角度都与第一次 （选填“相同”或“不相同”）；
(2)若手机上边缘运动到最低点时的速度大小为v，则此时手机上边缘向心加速度的大小 （用v和l来表示）；
(3)根据实验得到的数据，由电脑描点作出图，数据拟合获得图像及表达式如图乙所示，则由该图线斜率可知手机摆到最低点时的速度大小为 （计算结果保留二位有效数字）；
(4)由图乙中表达式可知，图像没有严格通过坐标原点，小明认为其原因是手机加速度传感器位置在手机上边缘的下方某距离所致。根据图乙估计该距离约为 （计算结果保留一位有效数字）。
四、解答题
13．华为Mate60Pro首发了卫星通话功能，使其成为全球首款支持卫星通话的智能手机。我国地球静止卫星“天通一号”在卫星通话中担任重要角色。地球静止卫星发射过程，首先利用火箭将卫星运载至地球附近圆形轨道B，通过多次变轨最终进入地球静止轨道A。如图所示，已知：B轨道离地面高度为h，地球半径为R，地球静止卫星运行角速度为，忽略地球自转对地球表面重力加速度的影响，地球表面重力加速度为g，O为地球中心，引力常量为G。求：
(1)地球的质量M；
(2)“天通一号”卫星在B轨道的运行周期T；
(3)“天通一号”卫星在A轨道运行时离地面的高度H。
14．XCT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，可用于对多种病情的探测。某种XCT机原理示意图如图所示。M、N之间是加速电场，虚线框内为匀强偏转电场；经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到水平圆形靶台上的中心点P，产生X射线。已知电子的质量为m，电荷量为e，M、N两端的电压为U，偏转电场区域水平宽度为L，竖直高度足够长，偏转电场的电场强度，靶台P点到偏转电场右边界的水平距离为。不计电子的重力，不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度，不计空气阻力。求：
(1)电子刚进入偏转电场时的速度大小；
(2)电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量；
(3)MN中电子束距离靶台的竖直高度H。
15．科技馆有一套儿童喜爱的机械装置，其结构简图如图所示：传送带AB部分水平，其长度，传送带以的速度顺时针匀速转动，大皮带轮半径，其下端C点与光滑圆弧轨道DEF的D点在同一水平线上，E点为圆弧轨道的最低点，圆弧EF对应的圆心角，圆弧ED对应的圆心角为（未知），圆弧DEF的半径，F点和倾斜传送带GH的下端G点平滑连接，倾斜传送带GH长为，其倾角。某同学将一质量为且可以视为质点的物块静止放在水平传送带左端A处，物块经过B点后恰能无碰撞地从D点进入圆弧轨道DEF，经过F点后物块滑上倾斜传送带GH。已知物块与水平传送带、倾斜传送带的动摩擦因数分别为，，重力加速度g取，，。D点右侧所有装置已按一定比例缩小为简化示意图。求：
(1)物块由A到B所经历的时间；
(2)物块在F点对圆弧的压力大小；
(3)若倾斜传送带GH以速率顺时针运转，在倾斜传送带把物块从G点运送到H点过程中，电动机多做的功（取）。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C A B D B D B AC AB BD
11．(1)B
(2)
【详解】（1）打点计时器应连接交流电源；为了减小纸带与打点计时器间的摩擦，应手提纸带上端使纸带处于竖直方向，并使重物靠近打点计时器的位置。
故选B。
（2）[1]重锤从静止释放到下落OC距离时的重力势能减少量为
[2]打C点时，重锤的速度大小为
则重锤从静止释放到下落OC距离时的动能增加量为
12．(1)相同
(2)
(3)2.0
(4)1
【详解】（1）在操作过程中，为了确保手机到达最低点时的速度大小相等，则每次拉开手机的角度都与第一次相同。
（2）手机上边缘运动到最低点时的速度大小为v，手机上边缘到挡杆CD的距离l，则此时手机上边缘向心加速度的大小为。
（3）根据
变形可得
作出图，则该图线斜率可知手机摆到最低点时的速度大小为
解得。
（4）设手机加速度传感器位置在手机上边缘的下方处，则有
变形得
根据图乙表达式得
再由，解得
13．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）在地球表面有
解得地球的质量为
（2）“天通一号”卫星在B轨道的运行时，由万有引力提供向心力得
解得周期为
（3）“天通一号”卫星在A轨道运行时，由万有引力提供向心力得
解得离地面的高度为
14．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）电子经过加速电场过程，根据动能定理得
解得电子刚进入偏转电场时的速度大小为
（2）电子在偏转电场中做类平抛运动，水平方向有
竖直方向有，
联立解得电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量为
（3）电子射出偏转电场时的竖直分速度为
电子射出偏转电场后做匀速直线运动，则有，
解得
则MN中电子束距离靶台的竖直高度为
15．(1)1.24s
(2)10N
(3)
【详解】（1）物块在水平传送带上，根据牛顿第二定律有
解得
令物块加速至经历时间为，则有
解得
此过程的位移
之后匀速运动经历时间
则物块由A到B所经历的时间
（2）物块在B点由于
可知，物块到达B后做平抛运动，物块经过B点后恰能无碰撞地从D点进入圆弧轨道DEF，物块做平抛运动，则有，，
解得，
物块从D到F点过程，根据动能定理有
物块在F点，根据牛顿第二定律有
根据牛顿第三定律有
解得，
（3）物块滑上倾斜传送带后先做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有
解得
假设加速至经历时间为，则有
解得
此过程物块的位移
假设不成立，则有
舍去负值解得
此过程，传送带的位移
则在倾斜传送带把物块从G点运送到H点过程中，电动机多做的功
解得

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