精品解析：吉林四平市梨树县第一高级中学2025-2026学年高一下学期第一次阶段检测物理试题

高一物理 一、单选题（每题4分；共28分） 1. 行星绕太阳运动轨道是圆形，那么它运行周期T的平方与轨道半径r的立方比为常数，这就是著名的开普勒第三定律。该定律中常数的大小（　　） A. 只与太阳的质量有关 B. 只与行星的质量有关 C. 与太阳和行星的质量有关 D. 与太阳的质量及行星的速度有关 【答案】A 【解析】 【详解】开普勒第三定律 其中常数k是由中心天体决定的，只与太阳的质量有关，与其他因素无关，故A正确，BCD错误。 故选A。 2. 如图所示，水平放置的转盘以角速度ω绕圆心O匀速转动，质量为m的小物块在转盘上与转盘保持相对静止并随之做匀速圆周运动。已知小物块到圆心O的距离为R，与转盘间的动摩擦因数为μ，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 物块受到重力、支持力、摩擦力和向心力 B. 物块受到的摩擦力大小等于 C. 物块所受摩擦力的方向沿转盘半径向外 D. 圆盘匀速转动时，摩擦力等于零 【答案】B 【解析】 【详解】小物块在转盘上与转盘保持相对静止并随之做匀速圆周运动，物块受到重力、支持力、静摩擦力作用，其中静摩擦力提供所需的向心力，则有 可知物块所受摩擦力的方向沿转盘半径向内。 故选B。 3. 如图所示，荡秋千的人连同座椅可看作质点，仅在竖直面内运动，不计阻力，A、C为左右两侧的最高点。人在A处（ ） A. 处于平衡状态 B. 向心力沿d的方向 C. 合力沿切线b的方向 D. 合力沿水平c的方向 【答案】C 【解析】 【详解】由于A为最高点，则人在A处的速度为0，所以人在A处的向心加速度为0，向心力为0，但人有沿切线方向的加速度，所以人的合力沿切线b的方向。 故选C 4. 若在相距甚远的两颗行星与B的表面附近各发射一颗卫星和，测得卫星绕行星的周期为，卫星绕行星B的周期为，则这两颗行星的密度之比为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由万有引力定律的公式和向心力公式有 解得 又有 R为天体的半径，当卫星沿天体表面绕天体运行时有 r=R 则有 联立解得 故选C。 5. 下列关于行星绕太阳运动的描述正确的是（　　） A. 太阳处于椭圆轨道的中心 B. 所有行星在同一椭圆轨道上运动 C. 轨道半长轴越短的行星周期越长 D. 行星从近日点运动到远日点过程中速率逐渐减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．太阳位于椭圆轨道的一个公共焦点上，不是位于椭圆轨道的中点，A错误； B．所有行星的轨道都是椭圆，但不是位于同一个椭圆轨道上，B错误； C．根据开普勒第三定律 可知轨道半长轴越短，行星周期越短，C错误； D．行星从近日点运动到远日点过程中万有引力与速度方向成钝角，所以行星做减速运动，速率逐渐减小，D正确。 故选D。 6. 用一根细绳，一端系住一个质量为m的小球，另一端悬在光滑水平桌面上方h处，绳长l大于h，使小球在桌面上做如图2所示的匀速圆周运动．若使小球不离开桌面，其转速最大值是 (　　) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】转速最大时，小球对桌面刚好无压力， 则F向＝mgtanθ＝mlsinθω2，即ω＝ ，其中cosθ＝，所以n＝＝， 故选A 7. 如图所示，小球A可视为质点，装置静止时轻质细线AB水平，轻质细线AC与竖直方向的夹角37°。已知小球的质量为m，细线AC长l，B点距C点的水平和竖直距离相等。装置能以任意角速度绕竖直轴转动，且小球始终在平面内，那么在角速度从零缓慢增大的过程中（　　）（重力加速度g取，，） A. 两细线张力均增大 B. 细线AB中张力一直变小，直到为零 C. 细线AC中张力一直增大 D. 当AB中张力为零时，角速度可能为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．当静止时，受力分析如图，由平衡条件 由平衡条件得 TAB=mgtan37°=0.75mg TAC＝＝1.25mg 若AB中的拉力为0，当ω最小时绳AC与竖直方向夹角θ1=37°，受力分析如图 根据受力分析 mgtanθ1＝m(Lsinθ1)ωmin2 得 根据对称性可知，当ω最大时绳AC与竖直方向夹角θ2=53°，此时应有 mgtanθ2＝mωmax2Lsinθ2 得 ωmax＝ 所以ω取值范围为 ≤ω≤ 绳子AB的拉力都是0．由以上的分析可知，开始时AB拉力不为0，当转速在≤ω≤时，AB的拉力为0，角速度再增大时，AB的拉力又会增大，AB错误； C．当绳子AC与竖直方向之间的夹角不变时，AC绳子的拉力在竖直方向的分力始终等于重力，所以绳子的拉力绳子等于1.25mg；当转速大于后，绳子与竖直方向之间的夹角增大，拉力开始增大；当转速大于后，绳子与竖直方向之间的夹角不变，AC上竖直方向的拉力不变；随后当水平方向的拉力增大，AC的拉力继续增大，C错误； D．由开始时的分析可知，当ω取值范围为≤ω≤时，绳子AB的拉力都是0，D正确。 故选D。 二、多选题（每题6分，共18分） 8. 如图所示，半球形陶罐固定在可以绕竖直轴转动水平转台上，转台转轴与过陶罐球心的对称轴重合。转台以一定的角速度匀速转动，一个质量为的小物块落入陶罐中，经过一段时间后，随陶罐一起转动且相对罐壁静止，此时小物块受到的摩擦力恰好为0，且它和点的连线与之间的夹角为，则（　　） A. 小物块做匀变速曲线运动 B. 小物块合力方向指向点 C. 小物块周期为 D. 若陶罐转速变大，小物块可能仍与罐壁相对静止 【答案】CD 【解析】 【详解】A．物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，物块做匀速圆周运动，加速度方向在时刻改变，可知，小物块的运动并不是匀变速曲线运动，故A错误； B．物块做匀速圆周运动，合力方向指向轨迹圆的圆心，即小物块合力方向经过小物块所在位置指向与垂直的方向，故B错误； C．小物块受到的摩擦力恰好为0，对小物块进行分析，由合力提供向心力，则有 解得，故C正确； D．若陶罐转速变大，小物块所需向心力增大，小物块有相对于陶罐有向外运动的趋势，陶罐对小物块有沿圆弧切线向下的摩擦力作用，当陶罐对小物块的支持力、摩擦力沿水平方向的合力能够提供圆周运动所需向心力时，陶罐所受摩擦力为静摩擦力，此时小物块相对于陶罐仍然保持静止，故D正确。 故选CD。 9. 如图所示，有A、B两颗行星绕同一恒星O做圆周运动，运行方向相同。A行星的周期为T1，B行星的周期为T2，在某一时刻两行星相距最近，则（　　） A. 经过时间，两行星将再次相距最近 B. 经过时间t=T1+T2，两行星将再次相距最近 C. 经过时间（n=1，3，5，…），两行星相距最远 D. 经过时间（n=1，3，5，…），两行星相距最远 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．当A、B再次相距最近时，即A比B多运动一圈，设经过时间t二者再次相距最近，有 解得 故A正确，B错误； CD．当A、B相距最远时，即A比B多运动（1，3，5，…）圈，设经过的时间为，有 （1，3，5，…） 解得 （1，3，5，…） 故C正确，D错误 故选AC。 10. 如图所示，轻杆长2l，中点装在水平轴O上，两端分别固定着小球A和B（均可视为质点），A球质量为m，B球质量为3m，重力加速度为g，两者一起在竖直平面内绕O轴做圆周运动，当A球在最高点时，杆的A端恰好不受力，则下列说法正确的是（　　） A. 此时B球的速度大小为 B. 若B球到最高点时的速度等于A球在最高点的速度，此时O轴受到向上的作用力 C. 当杆的转速逐渐变化，杆转到竖直方向时，O轴出现不受力情况，此时B球应在最高点 D. 杆在竖直方向出现O轴不受力情况时，B球的速度大小为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．对A有，得 则此时，故A正确； B．此时，杆对B无作用力，而对A有，得 即杆对A的向上拉力，则此时O轴受到杆对其向下的作用力大小为 故B错误； C．要使O轴不受力，根据B的质量大于A的质量，可判断B球应在最高点，故C正确； D．此时，对B有，得 对A有，得 则对O轴，有，且， 联立，解得，故D错误。 故选AC。 三、实验题（每题3分，共18分） 11. 某兴趣小组用图甲所示的向心力演示器验证向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。已知小球在挡板、、处做圆周运动的半径之比为，变速塔轮自上而下每层左、右半径之比分别为、和，如图乙所示。 （1）在进行下列实验时采用的方法与本实验相同的是_____（填正确答案标号）。 A. 伽利略对自由落体的研究 B. 探究两个互成角度的力的合成规律 C. 卡文迪什通过扭秤实验测出引力常量 D. 探究加速度与力、质量的关系 （2）在某次实验中，验证向心力与角速度之间的关系时，左、右两标尺露出的格子数之比为1：9，运用圆周运动知识可以判断是将传动皮带调至第_____（填“一”“二”或“三”）层塔轮。 （3）现有两小球1和2，质量分别为和，且，在另一次实验中，把小球1放在位置，小球2放在位置，传动皮带位于第二层，转动手柄，当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比约为_____。 【答案】（1）D （2）三 （3） 【解析】 【小问1详解】 在这个实验中，利用了控制变量法来验证向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系，D项探究加速度与力、质量的关系采用了控制变量法。 故选D。 【小问2详解】 在验证向心力和角速度的关系实验中，应取质量相同的小球分别放在图甲中挡板和挡板处，变速塔轮用皮带连接，塔轮边缘上点的线速度大小相等，根据 可得与皮带连接的变速塔轮相对应的半径之比为 故需要将传动皮带调至第三层塔轮。 小问3详解】 小球1、2质量比为，在实验中把小球1放在位置，小球2放在位置，即转动半径之比为 传动皮带位于第二层，两塔轮半径之比为 则根据 可知，角速度之比为 根据 可知向心力之比为，则转动手柄，当塔轮匀速转动时，左、右两标尺露出的格子数之比约为 12. 在一根细绳的下端拴一个可视为质点的小物体，绳子上端固定，使小物体在水平圆周上以大小恒定的速度旋转，细绳所掠过的路径为圆锥表面，这就是圆锥摆。某同学设计了一个用圆锥摆验证向心力的表达式的实验，如图甲所示，细绳的固定悬点P刚好与一个竖直的刻度尺的零刻度线对齐，细绳的下端系一个小钢球Q（视为质点），将画着同心圆的白纸固定在水平桌面上，并使同心圆的圆心O刚好位于固定悬点的正下方。用手带动钢球，并使小钢球刚好沿纸上某个半径为r的匀速圆周运动，小钢球的质量为m，重力加速度为g。 (1)测量小钢球刚好完成n个圆周的总时间t，由此可以得到小钢球做匀速圆周运动时需要的向心力为F需=________； (2)利用竖直的刻度尺求出小钢球做水平面内的匀速圆周运动时球心所在的水平面与悬点所在的水平面之间的高度差为h，那么小钢球做匀速圆周运动时由外力提供的向心力表达式为F供=________； (3)改变小钢球做圆周运动的半径，多次实验，得到如图乙所示的关系图像，该图线的斜率表达式为________。 【答案】 ①. ②. ③. 【解析】 【分析】本题考查根据圆周运动性质设计实验和计算向心力。 【详解】[1]小球周期，所需向心力 F需= [2]对小球受力分析，记绳与竖直方向夹角为 ， 其中 F供= [3]物体做圆周运动时 F需=F供 图像斜率表达式为。 四、计算题（共36分） 13. 一小孩荡秋千，已知小孩的质量为40kg，秋千底板质量为20kg，每根系秋千的绳子长为4m，每根绳能承受的最大张力是450N。如图，当秋千底板摆到最低点时，速度为3m/s。（g=10m/s2，小孩当作质点处理，绳的质量不计） (1)在最低点时，小孩对底座的压力是多少？ (2)每根绳子受到拉力T是多少？ 【答案】(1)490N；(2)367.5N 【解析】 【详解】(1)设秋千对孩子的支持力为，小孩质量为M，则在最低点处有 代入数据解得 由牛顿第三定律得：孩子对秋千压力为490N，方向竖直向下。 (2)对孩子和秋千整体研究，秋千底板质量为m，根据向心力公式可得 代入数据解得 故每根绳子受到拉力为。 14. 人类发射的空间探测器进入某行星的引力范围后，绕该行星做匀速圆周运动，已知该行星的半径为R，探测器运行轨道在其表面上空高为h处，运行周期为T，引力常量为G。求： （1）探测器的线速度大小； （2）该行星的质量； （3）该行星的平均密度. 【答案】(1) ；(2) ；(3) 【解析】 【分析】 【详解】(1)根据圆周运动公式可得 (2)探测器绕行星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力 解得 (3)行星的密度为 行星的体积为 联立可得 15. 如图所示，水平转台离地面高h=0.45m，半径为R=0.2m，绕通过圆心处的竖直转轴转动，转台的同一半径上放有质量m均为0.4kg的小物块A、B（可看成质点），A与转轴间距离r=0.1m，B位于转台边缘处，A、B与水平转台间动摩擦因数均为0.5（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），g取10m/s2。求∶ (1)当转台的角速度多大时小物块B刚好与转台发生相对滑动？ (2)在第一问中物块B飞出转台，其落地点与转动轴心的水平距离多大（不计空气阻力）？ (3)若A、B间用不可伸长的细线相连，转台的角速度达到多大时A物块开始滑动？ 【答案】(1) ；(2) ；(3) 【解析】 【详解】(1) 小物块B刚好与转台发生相对滑动时 解得 (2)飞出后B做平抛运动 解得 由于B时沿着切线飞出的，因此到圆心的距离 (3)AB一起滑动时，对A物体 对B物体 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一物理 一、单选题（每题4分；共28分） 1. 行星绕太阳的运动轨道是圆形，那么它运行周期T的平方与轨道半径r的立方比为常数，这就是著名的开普勒第三定律。该定律中常数的大小（　　） A. 只与太阳的质量有关 B. 只与行星的质量有关 C. 与太阳和行星的质量有关 D. 与太阳的质量及行星的速度有关 2. 如图所示，水平放置的转盘以角速度ω绕圆心O匀速转动，质量为m的小物块在转盘上与转盘保持相对静止并随之做匀速圆周运动。已知小物块到圆心O的距离为R，与转盘间的动摩擦因数为μ，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 物块受到重力、支持力、摩擦力和向心力 B. 物块受到的摩擦力大小等于 C. 物块所受摩擦力的方向沿转盘半径向外 D. 圆盘匀速转动时，摩擦力等于零 3. 如图所示，荡秋千的人连同座椅可看作质点，仅在竖直面内运动，不计阻力，A、C为左右两侧的最高点。人在A处（ ） A. 处于平衡状态 B. 向心力沿d的方向 C. 合力沿切线b的方向 D. 合力沿水平c的方向 4. 若在相距甚远的两颗行星与B的表面附近各发射一颗卫星和，测得卫星绕行星的周期为，卫星绕行星B的周期为，则这两颗行星的密度之比为（ ） A. B. C. D. 5. 下列关于行星绕太阳运动的描述正确的是（　　） A. 太阳处于椭圆轨道的中心 B. 所有行星在同一椭圆轨道上运动 C. 轨道半长轴越短行星周期越长 D. 行星从近日点运动到远日点过程中速率逐渐减小 6. 用一根细绳，一端系住一个质量为m的小球，另一端悬在光滑水平桌面上方h处，绳长l大于h，使小球在桌面上做如图2所示的匀速圆周运动．若使小球不离开桌面，其转速最大值是 (　　) A. B. C. D. 7. 如图所示，小球A可视为质点，装置静止时轻质细线AB水平，轻质细线AC与竖直方向的夹角37°。已知小球的质量为m，细线AC长l，B点距C点的水平和竖直距离相等。装置能以任意角速度绕竖直轴转动，且小球始终在平面内，那么在角速度从零缓慢增大的过程中（　　）（重力加速度g取，，） A. 两细线张力均增大 B. 细线AB中张力一直变小，直到为零 C 细线AC中张力一直增大 D. 当AB中张力为零时，角速度可能为 二、多选题（每题6分，共18分） 8. 如图所示，半球形陶罐固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心的对称轴重合。转台以一定的角速度匀速转动，一个质量为的小物块落入陶罐中，经过一段时间后，随陶罐一起转动且相对罐壁静止，此时小物块受到的摩擦力恰好为0，且它和点的连线与之间的夹角为，则（　　） A. 小物块做匀变速曲线运动 B. 小物块合力方向指向点 C. 小物块周期为 D. 若陶罐转速变大，小物块可能仍与罐壁相对静止 9. 如图所示，有A、B两颗行星绕同一恒星O做圆周运动，运行方向相同。A行星的周期为T1，B行星的周期为T2，在某一时刻两行星相距最近，则（　　） A 经过时间，两行星将再次相距最近 B. 经过时间t=T1+T2，两行星将再次相距最近 C. 经过时间（n=1，3，5，…），两行星相距最远 D. 经过时间（n=1，3，5，…），两行星相距最远 10. 如图所示，轻杆长2l，中点装在水平轴O上，两端分别固定着小球A和B（均可视为质点），A球质量为m，B球质量为3m，重力加速度为g，两者一起在竖直平面内绕O轴做圆周运动，当A球在最高点时，杆的A端恰好不受力，则下列说法正确的是（　　） A. 此时B球的速度大小为 B. 若B球到最高点时速度等于A球在最高点的速度，此时O轴受到向上的作用力 C. 当杆的转速逐渐变化，杆转到竖直方向时，O轴出现不受力情况，此时B球应在最高点 D. 杆在竖直方向出现O轴不受力情况时，B球的速度大小为 三、实验题（每题3分，共18分） 11. 某兴趣小组用图甲所示的向心力演示器验证向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。已知小球在挡板、、处做圆周运动的半径之比为，变速塔轮自上而下每层左、右半径之比分别为、和，如图乙所示。 （1）在进行下列实验时采用的方法与本实验相同的是_____（填正确答案标号）。 A. 伽利略对自由落体的研究 B. 探究两个互成角度力的合成规律 C. 卡文迪什通过扭秤实验测出引力常量 D. 探究加速度与力、质量的关系 （2）在某次实验中，验证向心力与角速度之间的关系时，左、右两标尺露出的格子数之比为1：9，运用圆周运动知识可以判断是将传动皮带调至第_____（填“一”“二”或“三”）层塔轮。 （3）现有两小球1和2，质量分别为和，且，在另一次实验中，把小球1放在位置，小球2放在位置，传动皮带位于第二层，转动手柄，当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比约为_____。 12. 在一根细绳的下端拴一个可视为质点的小物体，绳子上端固定，使小物体在水平圆周上以大小恒定的速度旋转，细绳所掠过的路径为圆锥表面，这就是圆锥摆。某同学设计了一个用圆锥摆验证向心力的表达式的实验，如图甲所示，细绳的固定悬点P刚好与一个竖直的刻度尺的零刻度线对齐，细绳的下端系一个小钢球Q（视为质点），将画着同心圆的白纸固定在水平桌面上，并使同心圆的圆心O刚好位于固定悬点的正下方。用手带动钢球，并使小钢球刚好沿纸上某个半径为r的匀速圆周运动，小钢球的质量为m，重力加速度为g。 (1)测量小钢球刚好完成n个圆周的总时间t，由此可以得到小钢球做匀速圆周运动时需要的向心力为F需=________； (2)利用竖直的刻度尺求出小钢球做水平面内的匀速圆周运动时球心所在的水平面与悬点所在的水平面之间的高度差为h，那么小钢球做匀速圆周运动时由外力提供的向心力表达式为F供=________； (3)改变小钢球做圆周运动的半径，多次实验，得到如图乙所示的关系图像，该图线的斜率表达式为________。 四、计算题（共36分） 13. 一小孩荡秋千，已知小孩的质量为40kg，秋千底板质量为20kg，每根系秋千的绳子长为4m，每根绳能承受的最大张力是450N。如图，当秋千底板摆到最低点时，速度为3m/s。（g=10m/s2，小孩当作质点处理，绳的质量不计） (1)在最低点时，小孩对底座的压力是多少？ (2)每根绳子受到拉力T是多少？ 14. 人类发射的空间探测器进入某行星的引力范围后，绕该行星做匀速圆周运动，已知该行星的半径为R，探测器运行轨道在其表面上空高为h处，运行周期为T，引力常量为G。求： （1）探测器的线速度大小； （2）该行星的质量； （3）该行星的平均密度. 15. 如图所示，水平转台离地面高h=0.45m，半径为R=0.2m，绕通过圆心处的竖直转轴转动，转台的同一半径上放有质量m均为0.4kg的小物块A、B（可看成质点），A与转轴间距离r=0.1m，B位于转台边缘处，A、B与水平转台间动摩擦因数均为0.5（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），g取10m/s2。求∶ (1)当转台的角速度多大时小物块B刚好与转台发生相对滑动？ (2)在第一问中物块B飞出转台，其落地点与转动轴心的水平距离多大（不计空气阻力）？ (3)若A、B间用不可伸长的细线相连，转台的角速度达到多大时A物块开始滑动？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $