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湖北武汉市四区2025-2026学年高一下学期期末考试物理试卷
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.在物理学的发展过程中，许多科学家做出了重要贡献，下列说法正确的是( )
A. 天王星是根据万有引力定律计算出其轨道后才发现的，被称为“笔尖下的行星”
B. 开普勒在万有引力定律的基础上推导出行星运动规律
C. 牛顿通过月地检验，得出月球与地球间的力、苹果与地球间的力是同一种性质力，从而证明万有引力是普遍存在的
D. 牛顿发现了万有引力定律之后并率先在实验室中测出了万有引力常量的数值
2.以下关于功与能量的关系描述正确的是( )
A. 当物体所受合力做功为零时，物体的机械能一定守恒
B. 物体减速上升时，机械能可能增大
C. 物体克服摩擦力做功的多少等于产生的热量
D. 一对相互作用力做功之和一定为零
3.如图甲所示，弹簧振子以点为平衡位置，在、两点之间做简谐运动。取向左为正方向，振子的位移随时间的变化关系如图乙所示，下列说法正确的是( )
A. 该弹簧振子做简谐运动的振幅为
B. 到时间内，振子经过的路程为零
C. 时，振子的加速度最大，且沿负方向
D. 和时，振子的速度一定等大反向
4.A、两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，，，，，当追上并发生碰撞后，、两球速度的可能值是( )
A. B.
C. D.
5.如图所示，在竖直平面内有一半径为的圆弧轨道，半径水平、竖直，一个质量为的小球自的正上方点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点时，对轨道的压力大小等于小球的重力。已知，重力加速度为，则小球从到的运动过程中，下列说法正确的是( )
A. 重力做功 B. 动能增加
C. 克服摩擦力做功 D. 机械能减少
6.如图甲所示，传感器固定在天花板上，将单摆一端固定在传感器上的点。时刻，将摆球拉到点由静止释放，让其在、之间来回摆动摆角小于，其中点为最低点。图乙表示细线对摆球的拉力大小随时间变化的图像，忽略空气阻力，重力加速度取。下列说法正确的是( )
A. 单摆的周期为 B. 单摆的摆长为
C. 根据所给数据不能求出摆球的质量 D. 摆球所受合力提供摆球振动的回复力
7.如图，将小物块放上以速度匀速运动的电动传送带，一段时间内小物块从匀加速至，不计空气阻力。则这段时间内物块增加的动能、系统因摩擦而产生的热量、传送带因传送物块而多消耗的电能之比为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.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的圆面。该地区的风速为，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，假如该发电机将空气动能转化为电能的效率为。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
B. 单位时间内该发电机产生的电能为
C. 若只将叶片半径变为原来的倍，则发电功率变为原来的倍
D. 若只将风速变为原来的倍，则发电功率变为原来的倍
9.汽车的安全气囊是有效保护乘客的装置。如图甲，在安全气囊的性能测试中，质量为的头锤从离气囊表面正上方高处做自由落体运动，与气囊发生碰撞后反向弹起，以头锤碰到气囊表面为计时零点，气囊对头锤竖直方向作用力随时间的变化如图乙所示，重力加速度，忽略空气阻力的影响。则下列说法正确的是( )
A. 头锤与气囊作用过程中头锤先失重后超重
B. 碰撞结束后头锤上升的最大高度为
C. 碰撞过程头锤动量变化量大小为
D. 气囊对头锤在竖直方向的作用力最大值为
10.如图甲所示，、两物块均视为质点用劲度系数为的轻质弹簧连接并放置在光滑的水平面上，时，使获得水平向右、大小为的速度，、运动的速度一时间关系图像如图乙所示，已知阴影部分的面积为，弹簧的弹性势能与弹簧的形变量以及弹簧的劲度系数之间的关系式为，弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是( )
A. 和时刻，弹簧弹性势能一样大
B. 时刻弹簧处于最长状态
C. 时间内的位移大小
D. 时间内，所受冲量的大小为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某学习小组“利用单摆测定重力加速度”的实验装置如图所示，请在横线上完成相应内容。
若该同学测得的重力加速度值偏大，其原因可能是 。
A.单摆的悬点未固定紧，摆动中出现松动，使摆线增长了
B.将时间内次摆动误记成次
C.摆球做圆锥摆运动
D.测摆线长时摆线拉得过紧
若实验过程中没有游标卡尺，无法测小球的直径，实验中将摆线的长度作为摆长，测得多组周期和的数据，作出图像，如图所示。令
实验得到的图像是 选填：“”、“”或“”；
小球的直径是 ；保留位有效数字
实验测得当地重力加速度大小是 ；保留位有效数字。
12.小明用图所示装置验证小球与物块碰撞过程中的动量守恒。小球的质量为，半径为的圆弧形轨道固定在水平桌面上，下端与桌面相切，轨道的底端固定一压力传感器。质量为的小物块放置在紧靠轨道底端的桌面上，在桌面另一端装一位移传感器。将小球从轨道上某点由静止释放，在轨道底端与物块发生碰撞后反弹。位移传感器测出物块在一段时间内做匀减速运动的位移随时间变化的图像，如图所示。通过压力传感器测出碰前和碰后小球对传感器的压力分别为和，重力加速度为。
实验中小球和物块的质量关系是 选填“”、“”或“”。
小球第一次到达轨道底端的速度大小 用题中所给物理量的字母表示，同样可求得小球反弹后的速度大小。
为验证小球和物块碰撞过程中动量守恒，需要验证的关系式为 用、、、、、、、表示。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.年月日时分，我国在海南商业航天发射场，用长征八号运载火箭以“一箭星”方式，成功将千帆星座第七批组网卫星送入预定轨道。为实现全球高速互联，该星座部署了两颗轨道共面、绕行方向相同的地球卫星：卫星和卫星。已知卫星的运行周期为，轨道半径是地球半径的倍，卫星轨道距地面的高度远小于地球半径可认为其轨道半径等于地球半径，引力常量为，不计空气阻力。求：
卫星绕地球运行的周期；
地球的平均密度。
14.随着我国科学技术的不断发展进步，无人机已广泛应用于我们的生产和生活当中。如图所示，某无人机质量为，当它从水平地面竖直升空时，所受空气阻力恒为，所能达到的最大速度为，已知重力加速度求
无人机的额定功率
若无人机以额定功率从地面上的点竖直启动，并飞行了时间到达点上方的点，已知无人机在到达点之前已达到最大速度，求点与点的距离。
若无人机从静止开始以加速度竖直做匀加速直线运动，求该匀加速过程能够持续的最长时间。
15.如图所示，长为的细线一端固定，另一端系着质量为的小球，细线竖直时，小球恰好与静止在光滑水平面上的足够长的木板左端接触，长木板的质量为，在长木板上放有质量分别为、的、两个物体，两物体相距为。现把细线向左侧拉离平衡位置后释放，小球以的速度水平向右撞击木板，木板被撞击后获得速度为。设物体与木板间的摩擦不计，与碰撞为弹性正碰，重力加速度为。
求小球碰撞木板后的瞬间细线的拉力大小；
要使物体在与相对静止后碰撞物体，求物体与木板间的动摩擦因数最小值；
若物体与木板间的动摩擦因数为第问中的最小值，求物体、发生第一次碰撞到第二次碰撞所需时间。
参考答案
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13.【详解】设地球半径为，由开普勒第三定律得
解得
以卫星为研究对象，由牛顿第二定律得
地球的体积为
地球的平均密度为
联立解得

14.【详解】无人机匀速升空过程中的升力
由功率
解得无人机的额定功率为
设、间距为，由动能定理得
解得
无人机加速升空过程由牛顿第二定律得
由
解得匀加速运动持续的时间为

15.【详解】记、、的质量分别为 、 、 。
设小球撞击木板后的速度为 ，根据动量守恒定律
解得
根据牛顿第二定律
解得
设与木板相对静止时的速度为 ，根据动量守恒定律
解得 ，代入数据得
与木板相对静止前，物体保持静止，物体做加速直线运动，根据运动学公式
对，根据牛顿第二定律
联立解得 ，代入数据得
设与碰撞后二者的速度分别为 、 ，根据动量守恒定律
根据能量守恒定律
解得 ，代入数据得
之后物体向右匀速运动，与木板相互摩擦，最终速度相同，设为 ，则
解得 ，代入数据得
在这一过程中，物体先向左做匀减速运动，后向右做匀加速运动，所用时间为
物体发生向右的位移为
物体向右匀速直线运动，发生的位移为
此时，物体、相距为
物体和木板共速后一起向右运动追击物体，所用时间为
物体、发生前二次碰撞的时间差为
代入数据得：

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