精品解析：河南省郑州市第一中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷

郑州一中2023~2024学年下学期期中考试 2026届 高一（物理）试题 说明： 1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题），满分100分。 2．考试时间：75分钟。 3．将第I卷的答案代表字母填（涂）在答题卡上。 第I卷（选择题，共46分） 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 在物理学的发展过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 牛顿通过月地检验，证明万有引力是普遍存在的 B. 开普勒利用他精湛的数学经过长期计算分析，最后终于发现了万有引力定律 C. 天王星是人们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” D. 卡文迪什发现了万有引力定律并测出了万有引力常量的数值 【答案】A 【解析】 【详解】A．牛顿通过月地检验，证明万有引力是普遍存在的，故A正确； B．牛顿通过计算最终发现万有引力定律，故B错误； C．海王星是人们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”，选项C错误； D．牛顿发现万有引力定律，卡文迪什测出万有引力常量，故D错误。 故选A。 2. 一辆汽车在某段时间内依次经过水平面内A、B、C、D四点，其运动轨迹为如图所示的虚线，此过程中汽车的速度大小不变，下列说法正确的是（　　） A. 汽车处于平衡状态 B. 汽车做匀变速运动 C. 汽车经过C点时的加速度最大 D. 汽车经过D点时受到的合外力最大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由题意知汽车做曲线运动，所受合外力指向轨迹凹侧，合外力的方向不断发生变化，加速度不断变化，不是匀变速运动，也不是平衡状态，故AB错误； CD．汽车速度大小不变，D点的弯曲程度最大，对应的半径最小，根据 可知，向心加速度最大，合外力最大，故C错误，D正确。 故选D。 3. 甲、乙两同学在相对的两个等高平台上做高空抛物游戏，两平台到地面的距离为h，两平台间距离为L，两球分别从平台上的A、B两点同时水平抛出，两小球恰好在地面相遇，如果使两球的速度都变为原来的三倍，则两球相遇处距地面的高度是（　　） A B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意，设球的初速度为，球的初速度为。竖直方向由 可得，小球在空中的飞行时间为 水平方向有 在两球初速度均变为原来三倍后，设两球相遇时的时间为，则水平方向有 可得： 则小球的下降高度为 则两球将在离地高处相遇。 故选C。 4. 如图所示，一个轮子正以角速度匀速逆时针转动。其边缘某点系有一绳子，绳子绕过一定滑轮带着小木块水平向左运动，已知轮子半径r，绳子和轮子半径的夹角为，若小木块此时的速度为，则轮子的角速度大小为多少（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】轮边缘线速度 绳子速度（即小木块的速度）为 根据几何关系，可知 故 又因为 所以 故选C。 5. 如图所示，在与水平地面夹角为的光滑斜面，上有一半径为的光滑圆轨道，一质量为的小球在圆轨道内沿轨道做圆周运动，，下列说法中正确的是（　　） A. 小球能通过圆轨道最高点的最小速度为 B. 小球能通过圆轨道最高点的最小速度为0 C. 小球以的速度通过圆轨道最低点时对轨道的压力为17N D. 在最低点给小球一水平初速度在小球向上运动的过程中小球的运动属于超重 【答案】C 【解析】 【详解】AB．小球做圆周运动，在最高点，根据牛顿第二定律有 当N=0时，小球有最小速度，解得 故AB错误； C．小球以2m/s的速度通过圆轨道最低点时，根据牛顿第二定律有 解得 根据牛顿第三定律，球对轨道的压力大小为17N，故C正确； D．小球从最低点上升到最高点的过程加速度先有向上的分量后有向下的分量，可知小球是先超重后失重，选项D错误。 故选C。 6. 三颗人造卫星A、B、C都在赤道正上方沿顺时针方向做匀速圆周运动，A、C在同一轨道上运动，此时A、B相距最近，如图所示。已知卫星B的运动周期为T，不计星体间的引力，则（　　） A. A减速C可追上A B. A、C的向心加速度大于B的向心加速度 C. 从图示时刻到A、B再次相距最近所需时间为 D. 相同时间内，B与地心连线扫过的面积小于A与地心连线扫过的面积 【答案】D 【解析】 【详解】A．A减速，受到的万有引力大于所需向心力，将做近心运动，AC将处于不同轨道，故C不会追上A，故A错误； B．根据 知A、C的轨道半径大，所以A、C的向心加速度小于B的向心加速度，故B错误； C．A、B再次相距最近时，圆周运动转过的角度差为2π，即得 ωBt﹣ωAt＝2π 又因为 代入可算出经历的时间为 故C错误； D．绕地球运动的卫星与地心连线在相同时间内扫过的面积 根据万有引力提供向心力可得 得 可得 所以相同时间内，B与地心连线扫过的面积小于A与地心连线扫过的面积，故D正确。 故选D。 7. 已知某卫星在地球赤道上空的圆形轨道运行，轨道半径为，运行周期为T。卫星运动方向与地球自转方向相同，不计空气阻力，地球半径为，万有引力常量为G。下列说法正确的是（　　） A. 地球密度的大小 B. 卫星在椭圆轨道上从远地点A到近地点B的最短时间为 C. 卫星在圆轨道和椭圆轨道经过A点时加速度大小不同 D. 卫星在圆轨道和椭圆轨道经过A点时速度大小相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力 代入数据，解得 密度 故A错误； B．根据开普勒第三定律，有 得 故B正确； C．卫星在圆轨道和椭圆轨道经过A点时所受万有引力相同，即 可得故加速度相同，故C错误； D．从椭圆轨道到圆轨道要在A点加速，即在高轨道经过A点的速度大，故D错误。 故选B。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔的水平桌面上。小球在某一水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆）。现使细线的长度增加，使小球仍然在该水平面上做匀速圆周运动（图上未画出），两次金属块Q都保持在桌面上静止。则后一种情况与原来相比较，下列说法中正确的是（　　） A. Q受到桌面的支持力变小 B. Q受到桌面的摩擦力变大 C. 小球P运动的周期不变 D. 小球P运动的线速度变小 【答案】BC 【解析】 【详解】A．金属块Q保持在桌面上静止，对于金属块和小球研究，竖直方向没有加速度，根据平衡条件得知，Q受到桌面的支持力等于两个物体的总重力，保持不变。故A错误； B．如下图设细线与竖直方向的夹角为θ，细线的拉力大小为T，细线的长度为L。P球做匀速圆周运动时，由重力和细线的拉力的合力提供向心力，则有 对Q分析由于受力平衡，摩擦力 f=Tsinθ=mgtanθ 由于θ变大，所以摩擦力增大。故B正确； C．对P小球 mgtanθ＝mω2Lsinθ 得角速度为 由于乘积不变，所以角速度不变，周期不变，故C正确； D．线速度为 由于L，θ都增大，线速度应增大，故D错误。 故选BC。 9. 已知火星的半径是地球的a倍，质量是地球的b倍，现分别在地球和火星的表面上以相同的速度竖直上抛小球，不计大气的阻力。则（　　） A. 小球在地球上上升的最大高度与在火星上上升的最大高度之比为 B. 小球在地球上上升的最大高度与在火星上上升的最大高度之比为 C. 地球和火星的第一宇宙速度之比 D. 地球和火星表面的重力加速度之比为 【答案】BD 【解析】 【详解】ABD．根据在星球表面重力与万有引力相等有 可得 故 竖直上抛运动的最大高度 所以有 故A错误，BD正确； C．由 推得第一宇宙速度 地球和火星的第一宇宙速度之比为，故C错误。 故选BD。 10. 我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星。某双星由质量不等的星体和构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动，在运动的过程中星体的质量可能发生变化。由天文观察测得其运动周期为T，到C点的距离为，到C点的距离为，和的距离为r，已知引力常量为G。由此下列说法正确的是（　　） A. 星体和质量比为 B. 星体和线速度大小之比为 C. 星体质量为 D. 观测到和的距离r不变，周期T变大，则星体和的总质量变小 【答案】BCD 【解析】 【详解】AC．双星靠相互间的万有引力提供向心力，周期相等，则 即 推出 所以A错误，C正确； B．双星的角速度相等，由 所以线速度之比为 故B正确； D．由 T变大，所以总质量变小，故D正确。 故选BCD。 第II卷（非选择题，共54分） 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 如图甲所示，一同学用小锤打击金属片，A球水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面。 （1）这个实验说明（　　） A. 做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动 B. 做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动 C. A、B项中所述都能说明 D. A、B项中所述都不能说明 （2）一同学拍摄A球做平抛运动频闪照片如图乙，在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹。部分运动轨迹如图所示。图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为L，、和是轨迹图线上的3个点。重力加速度为g。可求出小球从运动到所用的时间为________，小球抛出时的水平速度为________，小球经过点的速度为________。 【答案】（1）B （2） ① ②. ③. 【解析】 【详解】（1）A、B两球同时落地说明平抛在竖直方向做的自由落体运动，不能说明平抛在水平方向做的匀速直线运动。故ACD错误，B正确。 故选B。 （2）[1][2][3]P1、P2两点和P2和P3两点之间水平间隔相同说明时间相同，设时间间隔为T，竖直方向由 得 求得 水平方向速度为 如图过P2作切线，切线方向即该点速度方向。分解速度为和，由 所以 12. 某班级同学在做探究向心力F的大小与角速度和半径r之间关系的实验： 实验小组A通过如图甲所示装置进行实验。滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，光电门可以记录遮光片通过的时间，测得旋转半径为r。滑块随杆匀速圆周运动，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度的数据。 实验小组B通过如图丙所示实验装置进行实验。质量为M的物块b能在水平光滑滑杆上滑动，滑杆连架装在离心机上，用绳跨过光滑滑轮与另一质量为m的物体a相连。当离心机以角速度转动时，物块离轴距离为r，且恰能稳定转动。 （1）实验小组A，以F为纵坐标，为横坐标建立坐标系得到图像乙。若直线斜率为k，则滑块的质量为_______（用k、r、d表示）；图像不过原点的原因为_________。 （2）实验小组B，若让物体a的质量m变为原来的两倍，在物块b质量M和距离r大小不变时，装置能稳定转动，离心机的转速应变为原来的_______倍；若物体a和物块b质量均不变，当离心机转速增至原来的2倍，调整r使之达到新的稳定转动状态，则物块转动的线速度为原来的______倍。 【答案】（1） ①. ②. 滑块受到摩擦力 （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]滑块圆周运动的速度 由于 则有 又 联立解得 [2]由图线可知，当F＝0时，不为零，所以图线不过原点的原因是滑块受到摩擦力的原因。 【小问2详解】 [1][2]依题意绳子的拉力提供物块M的向心力，绳子拉力又等于物体m的重力。所以得： 设离心机的转速为n，因 可得 所以m变为原来的两倍，转速应变为原来的倍。 所以，当转速增至原来2倍，r变为原来的倍。 由线速度 可得线速度变为原来的倍。 13. 据新闻报到，科学家在银河系里发现一个与“地球相近似”的行星。这个行星有孕育生命的可能性，这个“地球”要比上次发现的“地球近亲比邻星要近得多”。已知该行星的半径为R，自转周期为。若从行星表面高h处以一定水平速度v抛出一小球，小球落到星球表面上的点与抛出点的水平距离为L（抛出范围内忽略该星球表面的曲率及自转影响，空气阻力不计），若万有引力常量为G，求： （1）该行星的质量； （2）该行星的同步卫星的轨道半径； （3）该行星的第一宇宙速度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设行星质量为M表面的重力加速度为g，则根据小球的平抛运动规律得 设行星表面一物体的质量为m，则 联立得 （2）该行星的一个同步卫星的轨道半径为，质量为m1，根据万有引力提供向心力得： 得 （3）设该行星一近地卫星的质量为m2，绕行速度为v1，由万有引力提供向心力得： 联立得 14. 竖直放置半径为r的圆盘绕固定的圆心O做匀速圆周运动，AB是水平直径，一小球（视为质点）从P点的正上方水平抛出，水平速度为，此时圆盘上的M点恰好在圆盘的最高点（未画出），则小球运动到圆盘的边缘M点时速度正好与圆盘的边缘相切，OM与OB的夹角为，重力加速度为g，不计空气阻力，求： （1）P点到圆盘最高点的竖直高度； （2）圆盘转动的角速度。 【答案】（1）；（2）（k=0，1，2，3…） 【解析】 【详解】（1）设小球在M点的速度为v，小球P到M做平抛运动，在M点的速度v分别沿水平方向和竖直方向分解。 设P、M两点的竖直高度为h0，P到圆盘最高点的竖直高度为h，由竖直方向做自由落体运动得 其中 联立得 又因为 联立得 （2）圆盘转过的角度 β＝ωt 依题意圆盘转过的角度满足 （k=0，1，2，3，4，5…） 联立得 （k=0，1，2，3，4，5…） 15. 如图所示，一半径为的圆环处于竖直平面内，A是与圆心等高点，圆环上套着一个可视为质点的、质量为的小球。现使圆环绕其竖直直径转动，小球和圆环圆心O的连线与竖直方向的夹角记为，转速不同，小球静止在圆环上的位置可能不同。若小球与圆环间的摩擦因数为，设小球受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当圆环以角速度匀速转动且小球与圆环相对静止时。求： （1）当小球在A点相对圆环静止时（未画出），圆环角速度的取值范围； （2）当小球和圆环圆心O的连线与竖直方向的夹角等于30°时，圆环角速度的最小值为多少。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）在A点时，圆环对小球的支持力提供向心力，圆环对小球的静摩擦力与重力等大反向，即 联立解得 求得 rad/s （2）依题意当圆环角速度最小时摩擦力为最大静摩擦且沿切线向上，对小球受力分析并建立坐标系，支持力和摩擦力分力的合力提供向心力，可得： x轴： y轴： 又因为 联立可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 郑州一中2023~2024学年下学期期中考试 2026届 高一（物理）试题 说明： 1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题），满分100分。 2．考试时间：75分钟。 3．将第I卷的答案代表字母填（涂）在答题卡上。 第I卷（选择题，共46分） 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 在物理学的发展过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 牛顿通过月地检验，证明万有引力是普遍存在的 B. 开普勒利用他精湛的数学经过长期计算分析，最后终于发现了万有引力定律 C. 天王星是人们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” D. 卡文迪什发现了万有引力定律并测出了万有引力常量的数值 2. 一辆汽车在某段时间内依次经过水平面内A、B、C、D四点，其运动轨迹为如图所示的虚线，此过程中汽车的速度大小不变，下列说法正确的是（　　） A. 汽车处于平衡状态 B. 汽车做匀变速运动 C. 汽车经过C点时的加速度最大 D. 汽车经过D点时受到的合外力最大 3. 甲、乙两同学在相对的两个等高平台上做高空抛物游戏，两平台到地面的距离为h，两平台间距离为L，两球分别从平台上的A、B两点同时水平抛出，两小球恰好在地面相遇，如果使两球的速度都变为原来的三倍，则两球相遇处距地面的高度是（　　） A B. C. D. 4. 如图所示，一个轮子正以角速度匀速逆时针转动。其边缘某点系有一绳子，绳子绕过一定滑轮带着小木块水平向左运动，已知轮子半径r，绳子和轮子半径的夹角为，若小木块此时的速度为，则轮子的角速度大小为多少（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，在与水平地面夹角为的光滑斜面，上有一半径为的光滑圆轨道，一质量为的小球在圆轨道内沿轨道做圆周运动，，下列说法中正确的是（　　） A. 小球能通过圆轨道最高点的最小速度为 B. 小球能通过圆轨道最高点的最小速度为0 C. 小球以的速度通过圆轨道最低点时对轨道的压力为17N D. 在最低点给小球一水平初速度在小球向上运动的过程中小球的运动属于超重 6. 三颗人造卫星A、B、C都在赤道正上方沿顺时针方向做匀速圆周运动，A、C在同一轨道上运动，此时A、B相距最近，如图所示。已知卫星B的运动周期为T，不计星体间的引力，则（　　） A. A减速C可追上A B. A、C的向心加速度大于B的向心加速度 C. 从图示时刻到A、B再次相距最近所需时间为 D. 相同时间内，B与地心连线扫过的面积小于A与地心连线扫过的面积 7. 已知某卫星在地球赤道上空的圆形轨道运行，轨道半径为，运行周期为T。卫星运动方向与地球自转方向相同，不计空气阻力，地球半径为，万有引力常量为G。下列说法正确的是（　　） A. 地球密度的大小 B. 卫星在椭圆轨道上从远地点A到近地点B的最短时间为 C. 卫星在圆轨道和椭圆轨道经过A点时加速度大小不同 D. 卫星在圆轨道和椭圆轨道经过A点时速度大小相同 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔的水平桌面上。小球在某一水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆）。现使细线的长度增加，使小球仍然在该水平面上做匀速圆周运动（图上未画出），两次金属块Q都保持在桌面上静止。则后一种情况与原来相比较，下列说法中正确的是（　　） A. Q受到桌面的支持力变小 B. Q受到桌面的摩擦力变大 C. 小球P运动的周期不变 D. 小球P运动的线速度变小 9. 已知火星的半径是地球的a倍，质量是地球的b倍，现分别在地球和火星的表面上以相同的速度竖直上抛小球，不计大气的阻力。则（　　） A. 小球在地球上上升的最大高度与在火星上上升的最大高度之比为 B. 小球在地球上上升的最大高度与在火星上上升的最大高度之比为 C. 地球和火星的第一宇宙速度之比 D. 地球和火星表面的重力加速度之比为 10. 我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星。某双星由质量不等的星体和构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动，在运动的过程中星体的质量可能发生变化。由天文观察测得其运动周期为T，到C点的距离为，到C点的距离为，和的距离为r，已知引力常量为G。由此下列说法正确的是（　　） A. 星体和质量比为 B. 星体和线速度大小之比为 C. 星体质量为 D. 观测到和的距离r不变，周期T变大，则星体和的总质量变小 第II卷（非选择题，共54分） 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 如图甲所示，一同学用小锤打击金属片，A球水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面。 （1）这个实验说明（　　） A. 做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动 B. 做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动 C. A、B项中所述都能说明 D. A、B项中所述都不能说明 （2）一同学拍摄A球做平抛运动频闪照片如图乙，在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹。部分运动轨迹如图所示。图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为L，、和是轨迹图线上的3个点。重力加速度为g。可求出小球从运动到所用的时间为________，小球抛出时的水平速度为________，小球经过点的速度为________。 12. 某班级同学在做探究向心力F的大小与角速度和半径r之间关系的实验： 实验小组A通过如图甲所示装置进行实验。滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，光电门可以记录遮光片通过的时间，测得旋转半径为r。滑块随杆匀速圆周运动，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度的数据。 实验小组B通过如图丙所示实验装置进行实验。质量为M的物块b能在水平光滑滑杆上滑动，滑杆连架装在离心机上，用绳跨过光滑滑轮与另一质量为m的物体a相连。当离心机以角速度转动时，物块离轴距离为r，且恰能稳定转动。 （1）实验小组A，以F为纵坐标，为横坐标建立坐标系得到图像乙。若直线斜率为k，则滑块质量为_______（用k、r、d表示）；图像不过原点的原因为_________。 （2）实验小组B，若让物体a的质量m变为原来的两倍，在物块b质量M和距离r大小不变时，装置能稳定转动，离心机的转速应变为原来的_______倍；若物体a和物块b质量均不变，当离心机转速增至原来的2倍，调整r使之达到新的稳定转动状态，则物块转动的线速度为原来的______倍。 13. 据新闻报到，科学家在银河系里发现一个与“地球相近似”的行星。这个行星有孕育生命的可能性，这个“地球”要比上次发现的“地球近亲比邻星要近得多”。已知该行星的半径为R，自转周期为。若从行星表面高h处以一定水平速度v抛出一小球，小球落到星球表面上的点与抛出点的水平距离为L（抛出范围内忽略该星球表面的曲率及自转影响，空气阻力不计），若万有引力常量为G，求： （1）该行星的质量； （2）该行星同步卫星的轨道半径； （3）该行星的第一宇宙速度。 14. 竖直放置半径为r圆盘绕固定的圆心O做匀速圆周运动，AB是水平直径，一小球（视为质点）从P点的正上方水平抛出，水平速度为，此时圆盘上的M点恰好在圆盘的最高点（未画出），则小球运动到圆盘的边缘M点时速度正好与圆盘的边缘相切，OM与OB的夹角为，重力加速度为g，不计空气阻力，求： （1）P点到圆盘最高点的竖直高度； （2）圆盘转动的角速度。 15. 如图所示，一半径为的圆环处于竖直平面内，A是与圆心等高点，圆环上套着一个可视为质点的、质量为的小球。现使圆环绕其竖直直径转动，小球和圆环圆心O的连线与竖直方向的夹角记为，转速不同，小球静止在圆环上的位置可能不同。若小球与圆环间的摩擦因数为，设小球受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当圆环以角速度匀速转动且小球与圆环相对静止时。求： （1）当小球在A点相对圆环静止时（未画出），圆环角速度的取值范围； （2）当小球和圆环圆心O的连线与竖直方向的夹角等于30°时，圆环角速度的最小值为多少。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$