四川彭州中学2025-2026学年度高一下学期期中考试物理试题

**基本信息** 2025-2026学年彭州中学高一下期中物理试卷，聚焦平抛运动、圆周运动、万有引力等核心知识，融入“天宫课堂”实验、拨浪鼓文化、银河系黑洞观测等真实情境，通过分层题型考查物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|平抛运动、关联速度、竖直圆周运动|第4题结合“天宫课堂”对比失重与地面圆周运动，第5题以拨浪鼓为载体考查匀速圆周运动几何关系| |多选题|3/18|斜抛运动、圆锥摆、三星系统|第10题三星模型考查多体引力合成与向心力计算，体现科学推理| |实验题|2/16|平抛运动实验、向心力验证|第12题用传感器与光电门测速度，强化科学探究中的证据获取| |计算题|3/38|平抛与斜面综合、平抛与圆周衔接、多轨道运动|第15题整合竖直圆、平抛、传送带，考查复杂情境下模型建构与能量分析|

2025-2026学年度四川省彭州中学高2025级高一下期中考试 物理学科试题 命题人：杨刚 审题人：谢虎 考试时间：75分钟 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1.如图所示，每一级台阶的高度，宽度，将一小球从最上面台阶的边沿以某初速度水平抛出。取重力加速度大小，不计空气阻力。若小球落在台阶上，则小球的初速度大小可能为(    ) A. B. C. D. 2.如图所示，利用卷扬机将套在光滑竖直杆上的重物提升到高处。当重物运动到图示位置时速度为，连接重物的钢丝绳与竖直杆夹角为，则此时卷扬机缠绕钢丝绳的速度为(    ) A. B. C. D. 3.固定在竖直平面内的半圆形刚性铁环，半径为，铁环上穿着小球，铁环圆心的正上方固定一个小定滑轮。用一条不可伸长的细绳，通过定滑轮以一定速度拉着小球从点开始沿铁环运动，某时刻角度关系如下图所示，若绳末端速度为，则小球此时的速度为(    ) A. B. C. D. 4.我国航天员在“天宫课堂”中演示了多种有趣的实验，提高了青少年科学探索的兴趣。某同学设计了如下实验：细绳一端固定，另一端系一小球，给小球一初速度使其在竖直平面内做圆周运动。无论在“天宫”还是在地面做此实验(    ) A. 小球的速度大小均发生变化 B. 小球的向心加速度大小均发生变化 C. 细绳的拉力对小球均不做功 D. 细绳的拉力大小均发生变化 5.拨浪鼓最早出现在战国时期，宋代时小型拨浪鼓已成为儿童玩具。四个拨浪鼓上分别系有长度不等的两根细绳，绳一端系着小球，另一端固定在关于手柄对称的鼓沿上。现使鼓绕竖直放置的手柄匀速转动，两小球在水平面内做周期相同的圆周运动。下列各图中两球的位置关系可能正确的是图中细绳与竖直方向的夹角(    ) A. B. C. D. 6.科学家对银河系中心附近的恒星进行了多年的持续观测，给出年到年间的位置如图所示。科学家认为的运动轨迹是半长轴约为太阳到地球的距离为的椭圆，银河系中心可能存在超大质量黑洞。这项研究工作获得了年诺贝尔物理学奖。若认为所受的作用力主要为该大质量黑洞的引力，设太阳的质量为，可以推测出该黑洞质量约为(    ) A. B. C. D. 7.如图所示，球质量为，通过一根长为的细绳连接在天花板上；球质量为，通过一根长为的细绳连接在球上．瞬间给球一个水平向右的速度，那么此时两绳中的拉力大小、分别为  (    ) A. ， B. ， C. ， D. ， 二、多选题：本大题共3小题，共18分。（全选对得6分，选对但不全得3分、有选错得0分） 8.水平地面上有一足够长且足够宽的固定斜面，倾角为，小明站在斜面底端向斜面上投掷可视作质点的小石块。若石块出手时的初速度方向与水平方向成，出手高度为站立点正上方，重力加速度。下列说法正确的是(    ) A. 若石块的飞行轨迹所在平面与斜面底边垂直，石块在斜面上的落点恰好与出手点等高，则石块出手时的初速度为 B. 若石块的飞行轨迹所在平面与斜面底边垂直，石块在斜面上的落点恰好与出手点等高，则石块出手时的初速度为 C. 若石块的初速度大小一定，当石块的飞行轨迹所在平面与斜面底边垂直时，石块飞行时间最短 D. 若投出石块的最大初速度为，则石块在斜面上与出手点等高的所有落点所组成的线段长度不会超过 9.如图所示，一根轻质细线一端系一小球可视为质点，另一端固定在一光滑圆锥顶端，当圆锥绕中间轴匀速转动带动小球在水平面内做匀速圆周运动，细线长，小球的质量为，当小球与圆锥转动的角速度时，小球脱离圆锥。已知，重力加速度取。当小球与圆锥转动的角速度时，下列说法正确的是(    ) A. 圆锥面与中间轴夹角 B. 小球做圆周运动所需向心力的大小为 C. 细线对小球的拉力为 D. 小球对锥面的压力为 10.由三颗星体构成的系统，忽略其他星体对它们的作用，存在着一种运动形式：三颗星体在相互之间的万有引力作用下，分别位于等边三角形的三个顶点上，绕某一共同的圆心在三角形所在平面内以相同角速度做匀速圆周运动．如图所示，三颗星体的质量均为，三角形的边长为，引力常量为，下列说法正确的是(    ) A. 每个星体受到引力大小均为 B. 每个星体的角速度均为 C. 若不变，是原来的倍，则周期是原来的   D. 若不变，是原来的倍，则线速度是原来的   三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11.如图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。（6分） 实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线          选填“水平”或“竖直”。为了保证同一次实验中小球平抛的初速度相同，因此必须让小球从          选填“相同”或“不同”位置由静止释放。 图乙是正确实验取得的数据，其中为拋出点，则此小球做平抛运动的初速度为          。取 在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长，通过实验记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平拋运动的初速度为          ，点的竖直分速度为          。取 12.如图所示，某物理兴趣小组验证“向心力与线速度大小关系”的实验装置。（10分） 实验步骤如下： 按照图示安装仪器，轻质细线上端固定在力的传感器上，下端悬挂一小钢球。小钢球静止时刚好位于光电门中央 将小钢球悬挂静止不动，此时力的传感器示数为，用米尺量出细线长 将小钢球拉到适当高度处且细线拉直，静止释放小钢球，光电计时器记录小钢球遮光时间，力的传感器示数最大值为 改变小钢球的释放位置，重复上述过程： 已知小钢球的直径是，当地的重力加速度大小为，请用上述测得的物理量及已知量表示下列问题的答案 小钢球经过光电门时瞬时速度表达式为          。 小钢球经过光电门时所受合力的表达式为          。用、表示 小钢球经过光电门时所需向心力的表达式为          。 A. B. C. D. 处理实验数据时，在误差允许的范围内，小钢球经过光电门时所需向心力和所受合力的关系为          填“相等”或“不相等”，则能验证向心力与线速度大小的关系。 四、计算题：本大题共3小题，共38分。解答过程必须清晰、完整。 13.（10分）如图所示，一小球从平台边缘水平抛出，恰好落在临近平台的一倾角的粗糙斜面顶端，并刚好沿斜面加速下滑。已知动摩擦因数，斜面顶端与平台的高度差，重力加速度。，。 求小球水平抛出的初速度和斜面顶端与平台边缘的水平距离。 若斜面顶端高，求小球离开平台至到达斜面底端所经历的时间。 14.（12分）如图所示，在水平桌面上离桌面右边缘处放着一质量为的小铁球可看作质点，铁球与水平桌面间的动摩擦因数现用水平向右推力作用于铁球，作用一段时间后撤去。铁球继续运动，到达水平桌面边缘点飞出，恰好落到竖直圆弧轨道的端沿切线进入圆弧轨道，碰撞过程速度不变，且铁球恰好能通过圆弧轨道的最高点已知，、、、四点在同一竖直平面内，水平桌面离端的竖直高度，圆弧轨道半径，点为圆弧轨道的最低点，求：取，， 铁球运动到圆弧轨道最高点点时的速度大小； 若铁球以的速度经过圆弧轨道最低点，求此时铁球对圆弧轨道的压力大小；计算结果保留两位有效数字 铁球运动到点时的速度大小； 水平推力作用的时间。 15.（16分）如图所示，为竖直光滑圆弧的直径，其半径，端沿水平方向。水平轨道与半径的光滑圆弧轨道相接于点，为圆轨道的最低点，圆弧轨道、对应的圆心角。圆弧和倾斜传送带相切于点，的长度为。一质量为的物块视为质点从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道，并从点飞出，经过点恰好沿切线进入圆弧轨道，再经过点，随后物块滑上传送带。已知物块经过点时速度大小与经过点时速度大小相等，物块与传送带间的动摩擦因数，取，，。求： 物块从点飞出的速度大小和在点受到的压力大小； 物块到达点时的速度大小及对点的压力大小； 若物块能被送到端，则传送带顺时针运转的速度应满足的条件及物块从端到端所用时间的范围。该问结果可保留根式 2025-2026学年度四川省彭州中学高2025级高一下期中考试 物理学科试题答案 1.【答案】  【解析】若小球恰好落到台阶的右边沿，竖直方向有，解得，水平方向有，解得，若小球恰好落到台阶的右边沿，则有，解得，又，解得，故小球的初速度大于且小于或等于时，才可能落在台阶上，故选项C正确符合条件，不符合条件。 故选C。 2.【答案】  【解析】解：将重物速度沿绳和垂直于绳方向进行分解，如图所示 重物沿绳方向的速度大小与钢丝绳速度大小相等，故有 故BCD错误，A正确。 故选：。 卷扬机通过钢丝绳提升重物，重物实际上升的速度为合速度，重物沿钢丝绳方向的速度为分速度，且大小等于钢丝绳速度。由几何关系可求。 本题主要考查关联速度问题，主要把握物体实际的速度为合速度，物体沿钢丝绳的速度大小等于钢丝绳速度大小。 3.【答案】  【解析】将的速度分解到沿绳方向和垂直绳方向，沿绳方向的速度为， 由结合关系知此时速度方向与绳的夹角为，所以，解得：，故A正确，。 故选：。 4.【答案】  【解析】【分析】 本题主要考查了圆周运动中的绳球模型，知道在运行的“天宫”内，物体都处于完全失重状态，给小球一个初速度，小球能做匀速圆周运动 【解答】 在地面上做此实验，由于重力作用，小球的速度大小会发生变化；由可知，其向心加速度大小也会发生变化；由受力分析可知，细绳的拉力大小也会发生变化；但细绳的拉力始终和小球的速度垂直，不做功； 在“天宫”上，小球处于完全失重的状态，小球仅在绳子拉力作用下做匀速圆周运动即其速度大小不变；同理可知其向心加速度大小和拉力大小均不变，但绳子拉力仍然不做功 综上ABD错误，C正确 故选C。 5.【答案】  【解析】解：小球做匀速圆周运动，角速度相同，受力分析如下图所示： 令绳长为绳子为，反向延长与拨浪鼓转轴交点为，小球到点的距离为，鼓面半径为。根据牛顿第二定律得： 整理得： 即绳子反向延长与拨浪鼓转轴交点为到小球转动平面的高度固定，绳子长度越大，偏转角越大，则绳子与拨浪鼓连接点离小球圆周运动平面的距离为： ，绳子长度越大，偏转角越大，越大，故C正确，ABD错误。 故选：。 小球做匀速圆周运动，角速度相同，通过对小球进行受力分析，根据牛顿第二定律和几何关系求解即可。 本题以宋代时小型拨浪鼓成为儿童玩具为背景命制试题，考查匀速圆周运动，是一道理论联系实际的好题，能够激发学生的求知欲和学习积极性；要特别注意绳子反向延长与拨浪鼓转轴交点为到小球转动平面的高度固定。 6.【答案】  【解析】【分析】 本题主要是考查万有引力定律及其应用，关键是能够根据图中的数据分析运行周期，结合万有引力提供向心力进行分析。地球绕太阳运行，根据万有引力提供向心力列方程得到太阳质量的表达式，同理可得绕黑洞运行时黑洞质量的表达式，由此求解。 【解答】 设地球的质量为，地球到太阳的距离为，地球的公转周期为年， 由万有引力提供向心力可得：， 解得：， 对于受到黑洞的作用，椭圆轨迹半长轴， 根据图中数据结合图象可以得到运动的半周期为年，则周期为年， 根据开普勒第三定律结合万有引力公式可以得出：， 因此有：，代入数据解得：，故B正确，ACD错误。 故选：。 7.【答案】  【解析】球相对悬点做圆周运动，根据牛顿第二定律，有    球相对球做圆周运动，此时球的向心加速度为，球是一个非惯性系，故球所受惯性力为，方向竖直向下．根据牛顿第二定律，有    联立解得      所以选项D正确． 8.【答案】  【解析】解：、石块出手时的初速度方向与水平方向成角，则 可得： 石块落在高的斜面上，则 则石块的水平位移为： 由石块斜向上运动时， 又因为 解得： 所以石块出手时的速度为，故A正确，B错误； C、若石块的初速度大小一定，当石块的运动轨迹所在平面与斜面底边垂直时，石块在斜面上的落点最高，石块下落时间最短，石块飞行时间最短，故C正确； D、若投出石块的初速度为，则 石块在斜面上的落点恰好与出手点等高处，最大运动时间为 最大水平位移为： 石块在斜面上与出手点等高处与出手点最近点距离为，则石块在斜面上与出手点等高的最远点与最近点的距离为： 则石块在斜面上与出手点等高的所有落点组成的线段长度不会超过，故D正确。 故选：。 理解石块在不同方向上的运动特点，结合运动学公式和几何关系得出石块出手时的速度； 根据竖直方向上的运动情况得出运动的时间，结合水平方向上的运动特点得出石块落点的特点。 本题主要考查了斜抛运动的相关应用，解题的关键点是理解斜抛运动在不同方向上的运动特点，结合几何关系和运动学公式联立等式完成分析。 9.【答案】  【解析】A、当小球刚好脱离圆锥时，圆锥面对小球的支持力，此时小球只受重力和细线拉力，它们的合力提供向心力。根据牛顿第二定律为临界角速度，化简可得，将，，代入可得：，所以，故A正确； C、当时，对小球进行受力分析小球受重力、细线拉力、圆锥面对小球的支持力，将力沿水平和竖直方向分解， 水平方向：， 竖直方向：， 已知，，，，，，， 将竖直方向方程两边同时乘以得：， 将水平方向方程两边同时乘以得： 得：， 代入数据可得：，故C正确； B、，故B错误； D、将代入竖直方向方程可得：，故D错误。 10.【答案】  【解析】对其中一个星体，受力分析如图所示， 有，，每个星体受到的引力为，故A错误； 由几何关系可知，每个星体绕点做匀速圆周运动的半径，根据万有引力提供向心力，有，解得，故B正确； 对每个星体，根据合力提供向心力，有，解得，若不变，是原来的倍，则周期是原来的，故C错误； 对每个星体，根据万有引力提供向心力，有，解得，若不变，是原来的倍，则线速度是原来的，故D正确。 故选BD。 11.【答案】水平  相同     【解析】为了保证小球的初速度水平，斜槽末端切线应水平。 为了每次平抛的初速度相同，小球必须从相同位置由静止释放。 分析图乙，点为抛出点，取坐标点，，在竖直方向上则有，水平方向上则有，代入数据解得小球平抛初速度。 分析图丙，由图可知，小球由到和由到在水平方向位移相等，均为，则运动时间相等，在竖直方向，由图示可知，由匀变速直线运动的推论可得， 初速度； 根据匀变速直线运动中，一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知，在点竖直分速度。 12.【答案】 相等   【解析】【分析】 本题考查验证“向心力与线速度大小关系”的实验。解决问题的关键是清楚实验原理，知道操作注意事项会分析实验数据。 【解答】 小钢球经过光电门时瞬时速度表达式为； 小钢球经过光电门时受重力和细线的拉力，所受合力的表达式为，由可知，所以； 小钢球经过光电门时所需向心力的表达式为，其中，，，解得，故C正确，ABD错误。 处理实验数据时，在误差允许的范围内，小钢球经过光电门时所需向心力与所受合力相等，则能验证向心力与线速度大小的关系。 13.【答案】解：从平台到斜面的过程中，小球做平抛运动，则有： ，解得：  到达斜面时速度方向与斜面平行，则有： ，解得：，因此斜面顶端与平台边缘的水平距离为：； 在斜面上由牛顿第二定律有：   ，解得加速度：  到达斜面时的速度为：  斜面上物体做匀加速直线运动，则有：  解得：  总时间：。  【解析】本题考查了平抛运动与斜面的结合、牛顿第二定律、匀变速直线运动直线知识点； 平抛落在斜面上，并刚好沿斜面加速下滑，说明速度方向与斜面平行，就可知道水平分速度与竖直分速度的夹角关系，再利用平抛运动规律列式即可求解； 由牛顿第二定律算出加速度，根据在斜面上做匀加速直线运动列式即可求解时间。 14.【答案】小球恰好通过点时，重力提供向心力，由牛顿第二定律可得： 可得：； 小球在点受到的支持力与重力的合力提供向心力，则： 代入数据可得：； 由牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力大小： 小球从点到点的过程中做平抛运动，根据平抛运动规律有： 得： 小球沿切线进入圆弧轨道，则：； 小球从点到点的过程中做平抛运动，水平方向的分速度不变，可得： 小球在水平面上做加速运动时： 可得： 小球做减速运动时： 可得： 由运动学的公式可知最大速度：； 又： 联立可得：。  【解析】恰好通过点，则重力提供向心力，由牛顿第二定律即可求出； 由牛顿第二定律求出支持力，由牛顿第三定律说明； 小球离开点后做平抛运动，根据平抛运动的规律可求得点的速度； 由牛顿第二定律分别求出加速阶段与减速阶段的加速度，然后由运动学的公式即可求出。 恰好在点沿着切线方向进入固定在竖直平面内的圆形光滑轨道，这是解这道题的关键，理解了这句话就可以求得小车的末速度，本题很好的把平抛运动和圆周运动结合在一起运用机械能守恒解决，能够很好的考查学生的能力，是道好题。 15.【答案】解：小球从点到点做平抛运动，竖直方向有：   在点，有 解得： 在点，对物块根据牛顿第二定律得：   解得： 物块到达点时速度大小： 在点，对物块，根据牛顿第二定律可得： 代入数据解得： 由牛顿第三定律知：物块对点的压力大小 已知，设传送带的最小速度为，物块刚滑上传送带时，若物块的速度大于传送带的速度，物块的加速度大小为， 根据牛顿第二定律可知； 解得： 物块速度减至传送带速度所需时间为  通过的位移为 达到相同速度后，由于，故物体继续向上做减速运动， 根据牛顿第二定律可得： 解得加速度大小： 当到达点时，速度恰好为零，则： ，，    代入数据解得：，， 上滑所需要的最大时间 若传送带的速度始终大于向上滑动的速度，则物块在传送带上一直以加速度向上做减速运动，则 代入数据解得： 故传送带顺时针运转的速度满足条件为： 物块从端到端所用时间的范围为： 答：物块从点飞出的速度大小为，在点受到的压力大小为。 物块到达点时的速度大小为，对点的压力大小为。 若物块能被送到端，则传送带顺时针运转的速度应满足的条件为，物块从端到端所用时间的范围为。  【解析】物块从点到点做平抛运动，根据下落的高度求出物块经过点时竖直分速度大小，结合点的分速度关系求出初速度。在点，根据牛顿第二定律求物块在点受到的压力大小； 在点，根据分速度关系求物块到达点时的速度大小。物块在点时，由径向合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出轨道对物块的支持力，从而得到物块对点的压力大小； 当传送带速度较小时，物块开始时的速度大于传送带的速度，根据牛顿第二定律求得上滑的加速度大小，当速度减小到传送带速度做匀减速运动，利用运动学公式求得刚好到达传送带端时的传送带的最小速度，利用运动学公式求得运动的时间，当传送带速度始终大于物块速度时，求得物块运动时间，从而求得时间范围。 解决本题的关键是正确进行受力分析，明确知道物体在各段的运动情况，知道各段之间物理量的关系，熟记运动学中相关的公式。 第1页，共18页 学科网（北京）股份有限公司 $