高級中學名校試卷PAGEPAGE12023—2024學年（下）期末考試高2026屆物理試題考試說明：1.考試時間90分鐘。2.試題總分100分。3.試卷頁數8頁。一、選擇題（本題共12個小題，共48分。其中1-8為單項選擇題，9-12為多項選擇題）1.下列說法正確的是（）A.一對作用力和反作用力的沖量之和為零，則一對作用力和反作用力做功代數和一定為零B.動量越大，合外力的沖量越大C.物體動量為零時，物體一定處于平衡狀態D.甲物體動量p1=5kg·m/s，乙物體動量p2=-10kg·m/s，則p1<p2〖答案〗D〖解析〗A．一對作用力和反作用力因等大反向，同時產生，同時消失，同時變化，所以一對作用力和反作用力的沖量之和為零，但是一對作用力和反作用力做功的代數和不一定為零，故A錯誤；B．動量變化量越大，則合外力的沖量越大，故B錯誤；C．動量為零時，物體的速度為零，但是物體可以有加速度，如豎直上拋的最高點，所以物體不一定處于平衡狀態，故C錯誤；D．由于動量矢量，所以甲物體動量p1=5kg·m/s，乙物體動量p2=-10kg·m/s，則故D正確。故選D。2.2024年5月20日，我國使用運載火箭成功將“北京三號衛星”送入預定軌道，用于提供高時空分辨率遙感衛星數據。若衛星在距地面500km的軌道上繞地球穩定運行，則該衛星的（）A.運行周期小于地球的自轉周期 B.線速度大于地球的第一宇宙速度C.角速度等于地球同步衛星的角速度 D.加速度小于地球同步衛星的加速度〖答案〗A〖解析〗根據萬有引力提供向心力有所以，，，由于該衛星的軌道半徑小于同步衛星的軌道半徑，大于近地衛星的軌道半徑，所以該衛星的運行周期小于地球同步衛星的運行周期，即小于地球的自轉周期，該衛星的線速度小于第一宇宙速度，該衛星的角速度大于同步衛星角速度，該衛星加速度大于同步衛星的加速度。故選A。3.在籃球比賽中，某位同學獲得罰球機會，他站在罰球線處用力將籃球投出，籃球約以2m/s的速度撞擊籃筐。已知籃球質量約為0.6kg，籃筐離地高度約為3m，忽略籃球受到的空氣阻力，則該同學罰球時對籃球做的功最接近于（）A.1J B.10J C.50J D.100J〖答案〗B〖解析〗由題知籃球上升的高度大約為，對籃球運動的整個過程，由動能定理得得故B正確，ACD錯誤。故選B。4.有兩根長度不同的輕質細線下面分別懸掛小球a、b，細線上端固定在同一點，若兩個小球繞同一豎直軸在水平面內做勻速圓周運動，相對位置關系分別如圖所示，則兩個擺球在運動過程中，小球a的角速度比小球b的角速度小的是（）A. B.C. D.〖答案〗C〖解析〗取其中一個小球分析，受力如圖所示：小球做勻速圓周運動，則有：，解得：，則（小球與懸掛點的高度差）越小，角速度越大，故AB錯誤，C正確；兩個小球的角速度一定相等，否則繩子會繞起來，故D錯誤；故選C．5.一物體靜止在光滑水平面上，從t=0時刻起，受到的水平外力F如圖所示、以向右運動為正方向，物體質量為5kg、則下列說法正確的是（）A.前1s內力F對物體的沖量為5N·s B.t=2s時物體回到出發點C.t=3s時物體速度大小為1m/s D.第3s內物體的位移為1m〖答案〗C〖解析〗A．圖像與坐標軸圍成面積代表F的沖量，則前1s內力F對物體的沖量為故A錯誤；B．根據牛頓第二定律可得，物體的加速度隨時間變化的圖像如圖所示0~1s內，物體向右加速，1~2s向右減速，2s時速度剛好減為0，2s內物體一直向右運動，故B錯誤；CD．第3s內，物體從靜止開始向右做勻加速運動，根據牛頓第二定律可得物體的加速度為第3s末速度為第2s末物體的速度為零，第3秒內物體的位移為故C正確，D錯誤；故選C。6.如圖所示，平面內直線AB和MN垂直相交于О點，A、B關于О點對稱。M、N關于О點對稱，C是AO的中點，D是OB的中點，則下列說法正確的是（）A.若將電荷量為+Q的點電荷放置在О點，則C、M、D、N四點的電場強度相同B.若將電荷量為+Q和-Q的點電荷分別放置在A點和B點，則C、D兩點電場強度方向相反C.若在C點和D點分別放置等量同種點電荷，一電子從О點沿直線運動到N點的過程中所受靜電力的大小是一直減小的D.若在C點和D點分別放置等量正點電荷，一電子從M點由靜止釋放，電子將在M、N間做往返運動〖答案〗D〖解析〗A．若將電荷量為+Q的點電荷放置在O點則C、M、D、N四點的電場強度方向不同，A錯誤；B．若將電荷量為+Q和-Q的點電荷分別放置在A點和B點，由等量異種點電荷電場中電場線分布的對稱性可知，C、D兩點的電場強度大小相等，方向均由A指向B，B錯誤；C．若在C點和D點分別放置等量同種的點電荷，則O點的電場強度是零，從O點沿CD的中垂線經過N點到無限遠處，電場強度大小從零先增大，再減小到零，則電子從O點沿直線運動到N點的過程中，所受靜電力的大小可能是一直增大的，也可能是先增大后減小的，C錯誤；D.若在C點和D點分別放置等量正點電荷，則CD連線的中垂線上，關于O點對稱的兩點電場強度等大反向，所以電子在MO間與ON間受力具有對稱性，都指向O點所以將一電子從M點由靜止釋放，電子將在M、N間做往返運動，D正確。故選D。7.某同學使用小型電動打夯機平整自家房前的場地，如圖所示是電動打夯機的結構示意圖。質量為m的擺錘通過輕桿與總質量為M的底座（含電動機）上的轉軸相連。電動機帶動擺錘繞轉軸О在豎直面內勻速轉動，轉動半徑為R，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A.轉到最低點時擺錘處于失重狀態B.若打夯機底座剛好能離開地面，則擺錘的角速度為C.擺錘在最低點和最高點，桿給擺錘彈力大小之差為6mgD.若打夯機底座剛好能離開地面，則擺錘轉到最低點時，打夯機對地面的壓力為2mg+Mg〖答案〗B〖解析〗A．轉到最低點時擺錘有向上加速度，則處于超重狀態，故A錯誤；B．電動機帶動擺錘繞轉軸O在豎直面內勻速轉動，設角速度為ω，則有所以故B正確；C．根據牛頓第二定律可得聯立可得故C錯誤；D．根據以上分析可知若打夯機底座剛好能離開地面，則所以對打夯機底座受力分析，有根據牛頓第三定律可得，打夯機對地而的壓力為2mg+2Mg，故D錯誤。故選B。8.2023年重慶市貨運量、港口吞吐量雙雙實現21億噸目標。其中，港口吞吐量歷史性突破2.2億噸，同比增長8.2%，物流公司為了提高工作效率會使用各種傳送帶裝置，如圖所示為一簡化的傳送帶模型，傳送帶與水平面之間的夾角為30°，其中A、B兩點間的距離為6m，傳送帶在電動機的帶動下以v=2m/s的速度勻速運動。現將一質量為m=8kg的小物體〈可視為質點〉輕放在傳送帶的B點，已知小物體與傳送帶間的動摩擦因數為，則在傳送帶將小物體從B點傳送到A點的過程中，下列說法不正確的是（）A.工件的動能增加最為16J B.工件的重力勢能增加240JC.摩擦產生的熱量60J D.電動機多消耗的電能為304J〖答案〗C〖解析〗A．物體剛放在B點時，受到的滑動摩擦力沿傳送帶向上，由于，物體做勻加速直線運動，由牛頓第二定律可得代入數值解得假設物體能與傳送帶達到相同速度，則物體加速上滑的位移為假設成立，則小物體速度與傳送帶速度相同時，繼續勻速運動，所以工件的動能增加量為故A正確；B．工件增加的重力勢能為故B正確；C．設物塊經過時間達到與皮帶共速，則則物塊與傳送帶的相對位移為則摩擦產生的熱量為故C錯誤；D．電動機多消耗的電能為故選C。9.用力F拉著一個物體從空中的a點運動到b點的過程中，克服重力做功4J，拉力F做功8J，空氣阻力做功-0.5J。則下列判斷正確的是（）A.物體的重力勢能增加了4J B.物體的機械能減少了4JC.物體的動能增加了3.5J D.物體的動能增加了8J〖答案〗AC〖解析〗A．重力做功等于重力勢能的變化量的相反數，克服重力做功4J，重力勢能增加4J，故A正確；B．除重力做功外，其它力做功為則物體的機械能增加7.5J，故B錯誤；CD．合力做功為合力做功等于動能的增加量，即動能增加3.5J，故C正確，D錯誤。故選AC。10.設想在處于赤道地面上建造如圖甲所示的“太空電梯”，宇航員可通過豎直的“太空電梯”直達空間站。圖乙中r為宇航員到地心的距離，R為地球半徑，曲線A為地球引力對宇航員產生的加速度大小與r的關系；直線B為宇航員由于地球自轉而產生的向心加速度大小與r的關系。關于處于“太空電梯”中在不同高度的宇航員，下列說法正確的有（）

A.隨著r增大，宇航員的線速度增大B.圖中為地球同步衛星的軌道半徑C.宇航員在處的線速度等于第一宇宙速度D.r從R增大到的過程中，宇航員感受到“重力”越來越小〖答案〗ABD〖解析〗A．相對地面靜止在不同高度的宇航員，地球自轉角速度不變，根據可知宇航員的線速度隨著r的增大而增大，故A正確；B．當時，引力加速度正好等于宇航員做圓周運動的向心加速度，即萬有引力提供做圓周運動的向心力，所以宇航員相當于衛星，此時宇航員的角速度跟地球的自轉角速度一致，可以看作是地球的同步衛星，即為地球同步衛星的軌道半徑，故B正確；C．宇航員在處是在地面上，除了受到萬有引力還受到地面的支持力，線速度遠小于第一宇宙速度，故C錯誤；D．宇航員乘坐太空艙在“太空電梯”的某位置時，由牛頓第二定律可得其中為太空艙對宇航員的支持力，宇航員感受的“重力”為其中：為地球引力對宇航員產生的加速度大小，為地球自轉而產生的向心加速度大小，由圖可知：在時，隨著r增大而減小，宇航員感受的“重力”隨r的增大而減小，故D正確。故選ABD。11.廈門大學天文學系顧為民教授團隊利用我國郭守敬望遠鏡積累的海量恒星光斑，發現了一個處于寧靜態的中子星與紅矮星組成的雙星系統，研究成果于2022年9月22日發表在《自然·天文》期刊上。中子星與紅矮星的質量比約為2：1，同時繞它們連線上某點О做勻速圓周運動，則下列說法正確的是（）A.中子星角速度小于紅矮星的角速度B.中子星與紅矮星做圓周運動的半徑之比為1：2C.中子星與紅矮星做圓周運動的向心加速度之比2：1D.若假設兩顆恒星間的距離為L，中子星的公轉周期為T，則中子星與紅矮星質量之和為〖答案〗BD〖解析〗A．中子星與紅矮星組成雙星系統，同時繞它們連線上某點O做勻速圓周運動，則中子星繞O點運動的角速度等于紅矮星的角速度，故A錯誤；B．中子星與紅矮星之間的萬有引力是一對相互作用力，大小相等，由萬有引力提供向心力，可知中子星與紅矮星做勻速圓周運動的向心力大小相等，則有解得故B正確；C．由于中子星與紅矮星做勻速圓周運動的向心力大小相等，根據牛頓第二定律可知所以故C錯誤；D．由B選項可知，又所以根據萬有引力提供向心力解得所以故D正確。故選BD。12.如圖所示為自行車氣嘴燈，氣嘴燈由接觸式開關控制。其結構為彈簧一端固定在頂部，另一端與重物連接，當車輪轉動的角速度達到一定值時，重物拉伸彈簧后使他點M、N接觸，從而接通電路使氣嘴燈發光，觸點N與車輪圓心距離為R，車輪靜止且氣嘴燈在最低點時觸點M、N距離為d、已知重物與觸點M的總質量為m，彈簧勁度系數為k，重力加速度大小為g。不計接觸式開關中的一切摩擦，重物和觸點M、N均視為質點，則（）A.增大重物質量可使LED燈在較低轉速下也能發光B.要使氣嘴燈能發光，車輪勻速轉動的最小角速度為C.要使氣嘴燈能發光，車輪勻速轉動的最小角速度為D.要使氣嘴燈一直發光，車輪勻速轉動的最小角速度為〖答案〗ABD〖解析〗A．燈在最低點時，由牛頓第二定律得F彈-mg=mω2r解得F彈=mg+mω2r因此增大重物質量可使LED燈在較低轉速下也能發光，故A正確；BC．當氣嘴燈運動到最低點時發光，此時對應車輪做勻速圓周運動的角速度最小，根據受力分析，向心力由彈簧的彈力與重力的合力提供，又因為初始時彈簧彈力等于重力，所以在最低點是增大的彈力提供向心力即kd=mω2R得故B正確，C錯誤；D．當氣嘴燈運動到最高點時能發光，則kd+2mg=mω'2R得即要使氣嘴燈一直發光，車輪勻速轉動的最小角速度為，故D正確。故選ABD。二、實驗題〈本題共2小題，共14分）13.某同學利用如圖所示的實驗裝置完成了驗證碰撞過程中的動量守恒的實驗，將帶有斜槽的軌道固定在桌面上并調整至斜槽的末端水平。選取兩個大小完全相同的鋼性小球a、b，測量出其質量分別為ma、mb。實驗時，首先將a球由一定高度靜止釋放，經過一段時間小球打在右側豎直固定的擋板上的某點；然后在斜槽的末端放上b球，將a球由同一高度靜止釋放，兩球碰后均打在右側豎直固定的擋板上，已知A點與斜槽的末端在同一水平線上。已知B、C、D三點到A點的距離分別為hB、hC、hD。（1）該實驗要求實驗所用小球的質量滿足ma___________mb。（填“>、=或<”）（2）豎直擋板上的___________點為b球的落點。（3）如果兩球碰撞的過程動量守恒，則關系式___________成立。〖答案〗（1）>（2）B（3）〖解析〗【小問1詳析】為了確保a球與b球碰撞后不反彈，則a球的質量大于b球的質量，即【小問2詳析】由題圖可知，C點應為碰前小球a的落點，兩球碰后a的速度小于b的速度，則a下落的高度大于b下落的高度，所以D點為a碰后的落點，B點為b碰后的落點。【小問3詳析】假設A點到斜槽末端的距離為x，根據平拋運動的規律所以如果兩球碰撞過程中動量守恒，則所以14.利用如圖所示的裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。（1）除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺、打點計時器、導線及開關外，在下列器材中、還必須使用的器材是（）A.低壓直流電源 B.刻度尺 C.天平（含砝碼） D.秒表（2）實驗中，先接通電源，再釋放重物，得到如圖所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續打出的點A、B、C，測得它們到起始點О的距離分別為如圖所示，已知計時器打點周期為T=0.02s，質量m=2kg，則從О點到B點的過程中增加了的動能為___________J。（結果保留三位有效數字）（3）大多數學生的實驗結果顯示，重力勢能的減少量略大于動能的增加量，關于這個誤差下列說法正確的是（）A.該誤差屬于偶然誤差，可以通過多次測量取平均值的方法來減小該誤差B.該誤差屬于偶然誤差，可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差C.該誤差屬于系統誤差，可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差D.該誤差屬于系統誤差，可以通過多次測量取平均值的方法來減小該誤差（4）如圖所示，某同學將一條無彈性輕質細繩跨過定滑輪，繩兩端各系一個小球a和b，b球的質量是a球的4倍，用手托住b球，a球靜止于地面。當繩剛好被拉緊時b球距離地面的高度為h，然后釋放b球。他想只利用刻度尺驗證b球落地前瞬間兩球的機械能之和與釋放時相等，若相等則應滿足的關系式___________（請說明未知物理量的意義）〖答案〗（1）B（2）1.37（3）C（4）H=1.6h（H為a球運動的最高點距離地面的高度）〖解析〗【小問1詳析】電磁打點計時可以記時間，不需要秒表，同時打點計時器使用低壓交流電源，而處理實驗數據時需要用刻度尺測量出計數點之間的距離，驗證機械能守恒定律等式兩邊可以約掉質量，故實驗中不需要測量重物的質量，因此不需要天平。故選B。【小問2詳析】重物下落過程做勻加速直線運動，由勻變速直線運動的推論可知，打B點時的速度為所以從打O點到打B點的過程中，增加的動能為【小問3詳析】此實驗因空氣阻力以及摩擦力的存在，總會使減小的重力勢能略大于增加的動能，這屬于系統誤差，是不可避免的，但想要實驗結果更加準確，可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力來減小該誤差。故選C。【小問4詳析】該實驗的原理是b球落地瞬間兩球速度大小相同，然后a球繼續上升到最高點，分別測出b球離地面的高度和a球上升的高度，用高度差計算出a球做豎直上拋運動時的初速度，從而驗證系統機械能守恒，該方案需要測量的物理量有：釋放時b球距地面的高度h和a球上升到最高點距地面的高度H，設a球豎直上拋時的初速度為v，則有在小球落地前有聯立可得三、計算題（本題共4小題，共38分）15.質量m=2kg的小球在長為L=2m的細繩作用下在豎直平面內做圓周運動，細繩能承受的最大拉力Tmax=45N，轉軸離地高度h=4m。g取10m/s2.則：（1）若恰好能通過最高點，則最高點處小球的速度大小；（2）在某次運動中在最低點細繩恰好被拉斷，則此時小球的速度大小；（3）若在（2）中細繩被拉斷后小球繼續做平拋運動，如圖所示。求小球浴地水平距離x。〖答案〗（1）m/s；（2）5m/s；（3）m〖解析〗（1）當小球恰好通過最高點時所以m/s（2）若細繩此時恰好被拉斷，則=45N小球在最低點時代入數據得v=5m/s（3）繩斷后，小球做平拋運動，設水平距離為x，則有得t=s水平距離m16.帶電量分別為+q、-2q的異種電荷A、B固定在同一水平線上、相距6x，在它們連線的中點P上方處有一懸點O，用絕緣細繩掛著一個質量為m的帶電小球C，繩長2x、與OP的夾角為30°，如圖所示。平衡時小球剛好靜止在兩電荷連線上。重力加速度為g，則：（1）小球所受電場力大小；（2）小球所在處A、B產生的電場合場強；（3）小球所帶電荷量大小。〖答案〗（1）；（2），方向水平向右；（3）〖解析〗（1）以小球C為對象，由平衡條件可得解得小球所受電場力大小為（2）根據幾何關系可知，小球所在處A、B產生的電場合場強大小為方向水平向右。（3）設小球所帶電荷量大小為，根據可得小球所帶電荷量大小為17.如圖所示，質量為m的物塊A與質量為3m的物塊B靜置于光滑水平面上，B與一個水平輕質彈簧拴接。現使物塊A獲得水平向右的初速度v0，A與彈簧發生相互作用，最終與彈簧分離，全過程中彈簧始終處于彈性限度內。（1）求兩物塊最終分離時各自的速度；（2）在兩物塊相互作用過程中，求當物塊A的速度大小為時彈簧的彈性勢能。〖答案〗（1）