精品解析：江苏无锡市第一中学2025-2026学年度第二学期期中考试高一物理试题

无锡市第一中学2025-2026学年度第二学期期中考试 高一物理 一、单项选择题（共10题，每题4分，共40分） 1. 对于下列物体的运动，经典力学不适用的是（　　） A. 复兴号列车在高速行驶 B. μ子以0.7倍的光速运动 C. 东风-41导弹在空中飞行 D. 辽宁号航母在大海上航行 2. 如图所示，将两个质量均为m、壳层的厚度和质量分布均匀的完全相同的金属球壳a和b，固定于绝缘支架上，两球壳球心间的距离l是半径r的3倍。若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q，已知静电力常量为k、引力常量为G，那么关于a、b之间的万有引力和库仑力的表达式正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 运动员把质量为m的足球踢出后，某人观察它在空中的飞行情况，测量出其上升的最大高度是h，在最高点的速度为v。不考虑空气阻力，重力加速度为g。运动员踢球时对足球做的功为（　　） A. mgh B. C. D. 4. 一架无人机竖直升空，其一段时间内的速度时间图像如图所示（取竖直向上为正方向），从起飞时开始计时，不计空气阻力。则关于无人机的运动，下列说法正确的是（　　） A. 无人机在t2时刻重力势能最大 B. 无人机在t2时刻重力的瞬时功率最大 C. 无人机在0~t2时间内重力做正功 D. 无人机在0~t5时间内重力的平均功率为零 5. 在空间站观察到如图所示的太空垃圾P、Q、M、N（P、Q、M、N均无动力运行，轨道所在空间存在稀薄气体），假设空间站和太空垃圾均绕地球做顺时针方向的运动，空间站的轨道高度不变。则最可能与空间站碰撞的是（　　） A. P B. Q C. M D. N 6. 将排球竖直向上抛出，排球受到空气阻力与速率成正比，排球抛出后至最高点过程，关于排球的速度v大小随运动时间t的变化图像，动能Ek、重力势能Ep、机械能E和位移x的变化图像，比较合理的是（取抛出点为零势能面）（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，同步卫星与地心的距离为r，运行速率为v1，向心加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则下列比值正确的是（　　） A. = B. =（）2 C. = D. = 8. 如图所示，在电梯中的斜面上放置了一滑块，在电梯加速上升的过程中，滑块相对斜面静止，则在该过程中（　　） A. 斜面对滑块的摩擦力对滑块做负功 B. 斜面对滑块的弹力对滑块所做的功小于滑块增加的机械能 C. 斜面对滑块的弹力对滑块所做的功等于滑块增加的重力势能 D. 滑块所受合力对滑块所做的功等于滑块增加的机械能 9. 如图天鹅座X－1是一个由黑洞和恒星组成的双星系统，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动．在刚开始恒星上的物质被黑洞吞噬的较短时间内，两者间距不变，则在这段时间内，下列说法正确的是（　　） A. 恒星的线速度变大 B. 黑洞的角速度变大 C. 黑洞的线速度变大 D. 两者之间的万有引力不变 10. 某快递公司分拣快件的水平传输装置示意图如图，皮带在电动机的带动下保持v＝1m/s的恒定速度顺时针转动，现将一质量为m＝2kg的邮件轻放在皮带上，邮件和皮带间的动摩擦因数μ＝0.5，设皮带足够长，取g＝10m/s2，在邮件与皮带发生相对滑动的过程中（　　） A. 皮带对邮件的摩擦力和邮件对皮带的摩擦力是一对平衡力 B. 皮带对邮件做的功和邮件对皮带做的功大小相等 C. 因摩擦而产生的热量为2J D. 相比于没有邮件的情况，电机多消耗的电能为2J 二、实验题（共15分） 11. 某同学设计出如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律。让小球自由下落，下落过程中小球的球心经过光电门1和光电门2，光电计时器记录下小球通过光电门的时间、，已知当地的重力加速度为g。 （1）该同学先用螺旋测微器测出小球的直径如图2所示，则其直径d=___________mm。 （2）为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量______（填选项序号）。 A．小球的质量m B．光电门1和光电门2之间的距离h C．小球从光电门1到光电门2下落的时间t （3）小球通过光电门1时的瞬时速度_______（用题中所给的物理量符号表示）。 （4）保持光电门1位置不变，上下调节光电门2，多次实验记录多组数据，作出随h变化的图像如图3所示，如果不考虑空气阻力，若该图线的斜率_______，就可以验证小球下落过程中机械能守恒。 （5）考虑到实际存在空气阻力，设小球在下落过程中平均阻力大小为f，根据实际数据绘出的随h变化的图像的斜率为，则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力的比值_______（用k、表示）。 三、计算题（共4题，共45分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位） 12. 载人飞船先在环月轨道Ⅰ做匀速圆周运动，选准合适时机变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达近月点再次变轨到近月轨道Ⅲ（可认为轨道半径等于月球半径），最后安全落在月球上，其中A、B两点分别为椭圆轨道Ⅱ与轨道Ⅰ、Ⅲ的切点，已知月球半径为R，月球表面重力加速度为，通过观测发现载人飞船在椭圆轨道Ⅱ的周期为近月轨道Ⅲ的周期的2倍。求： （1）载人飞船在轨道Ⅲ上的角速度ω； （2）轨道Ⅰ的半径r。 13. 2026年3月小米汽车交付量再次超过两万辆。某次t=0时刻，一辆小米汽车在一段试车专用的平直的公路上由静止启动，t=8s时功率达到360kW之后功率保持不变，其v-t图像如图所示。设汽车在运动过程中阻力不变，求： （1）汽车受到的阻力和汽车质量； （2）汽车在8~28s运动过程中通过的位移大小。 14. 如图所示，水平轨道长为，其A端有一被锁定的轻质弹簧，弹簧左端连接在固定的挡板上圆心在半径为的光滑圆形轨道与相切于点，并且和圆心在半径为的光滑细圆管轨道平滑对接，、、三点在同一条直线上光滑细圆管轨道右侧有一半径为，圆心在点的圆弧挡板竖直放置，并且与地面相切于点质量为的小球可视为质点从轨道上的点由静止滑下，刚好能运动到A点，触发弹簧，弹簧立即解除锁定，小滑块被弹回，小球在到达点之前已经脱离弹簧，并恰好无挤压通过细圆管轨道最高点计算时圆管直径可不计，重力加速度为求： （1）小滑块与水平轨道间的动摩擦因数； （2）弹簧锁定时具有的弹性势能； （3）滑块通过最高点后落到挡板上时具有的动能。 15. 如图所示，两根轻绳连接小球P，右侧绳一端固定于A，左侧绳通过光滑定滑轮B连接一物体Q，物体Q、N通过一轻弹簧连接，Q、N质量均为m。整个系统处于静止状态时，小球P位于图示位置，两绳与水平方向夹角分别为37°和53°，此时物体N与地面弹力恰好为零。现将小球P托至与A、B两点等高的水平线上，两绳均拉直且无弹力，释放小球P开始运动，已知AP间绳长L，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度为g，求： （1）小球P的质量M； （2）小球P运动到图示位置时Q的速度v大小； （3）小球P从释放到图示位置过程中轻绳对物体Q做的功W。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 无锡市第一中学2025-2026学年度第二学期期中考试 高一物理 一、单项选择题（共10题，每题4分，共40分） 1. 对于下列物体的运动，经典力学不适用的是（　　） A. 复兴号列车在高速行驶 B. μ子以0.7倍的光速运动 C. 东风-41导弹在空中飞行 D. 辽宁号航母在大海上航行 【答案】B 【解析】 【分析】经典力学的适用范围为宏观物体、低速（远小于光速）运动，不适用于微观粒子或速度接近光速的运动场景。 【详解】A．复兴号列车是宏观物体，行驶速度远低于光速，经典力学适用，故A错误； B．μ子属于微观粒子，且运动速度达0.7倍光速，接近光速，相对论效应显著，经典力学不适用，故B正确； C．东风-41导弹是宏观物体，飞行速度远低于光速，经典力学适用，故C错误； D．辽宁号航母是宏观物体，航行速度远低于光速，经典力学适用，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，将两个质量均为m、壳层的厚度和质量分布均匀的完全相同的金属球壳a和b，固定于绝缘支架上，两球壳球心间的距离l是半径r的3倍。若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为Q，已知静电力常量为k、引力常量为G，那么关于a、b之间的万有引力和库仑力的表达式正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】AB．使它们带上等量异种电荷，由于库仑引力的作用，使得电荷的平均距离小于，根据库仑定律可知，故A正确，B错误； CD．由于质量分布均匀，根据万有引力定律可得，故CD错误。 故选A。 3. 运动员把质量为m的足球踢出后，某人观察它在空中的飞行情况，测量出其上升的最大高度是h，在最高点的速度为v。不考虑空气阻力，重力加速度为g。运动员踢球时对足球做的功为（　　） A. mgh B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】从最开始到最高点，对足球由动能定理可得 解得 故选C。 4. 一架无人机竖直升空，其一段时间内的速度时间图像如图所示（取竖直向上为正方向），从起飞时开始计时，不计空气阻力。则关于无人机的运动，下列说法正确的是（　　） A. 无人机在t2时刻重力势能最大 B. 无人机在t2时刻重力的瞬时功率最大 C. 无人机在0~t2时间内重力做正功 D. 无人机在0~t5时间内重力的平均功率为零 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图像可知，在时间内图像围成的面积始终为正，即无人机一直向上运动，当时刻位移最大，无人机在时刻重力势能最大，故A错误； B．在时刻速度达到最大，由可知，无人机在时刻重力瞬时功率最大，故B正确； C．时间内无人机向上运动，位移方向向上，重力方向向下，力与位移反向，重力做负功，故C错误； D．时间内无人机总位移向上，重力做功 平均功率，故D错误。 故选B。 5. 在空间站观察到如图所示的太空垃圾P、Q、M、N（P、Q、M、N均无动力运行，轨道所在空间存在稀薄气体），假设空间站和太空垃圾均绕地球做顺时针方向的运动，空间站的轨道高度不变。则最可能与空间站碰撞的是（　　） A. P B. Q C. M D. N 【答案】A 【解析】 【详解】太空垃圾无动力运行，由于轨道空间存在稀薄气体，所以太空垃圾的轨道会逐渐降低，根据 可知 由此可知太空垃圾M的运动周期小于空间站且高度低于空间站，因此不会与空间站相撞； 太空垃圾Q的运动周期等于空间站且在同一高度，不会与空间站相撞； 只有太空垃圾P、N的运动周期大于空间站，而只有运动周期大于空间站的太空垃圾可能与空间站相撞，由于N起始时在空间站与地球连线上，轨道降低后会在空间站的后方，而P最有可能与空间站相撞，对空间站造成损害。 故选 A。 6. 将排球竖直向上抛出，排球受到空气阻力与速率成正比，排球抛出后至最高点过程，关于排球的速度v大小随运动时间t的变化图像，动能Ek、重力势能Ep、机械能E和位移x的变化图像，比较合理的是（取抛出点为零势能面）（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球上抛过程，减速的加速度大小 做加速度逐渐减小（最小为g）的减速运动，v-t图像斜率的绝对值减小，故A错误； B．Ek-x图线的斜率为合外力，而合外力为F=mg+kv，则斜率的绝对值逐渐减小，最小为mg，故B错误； C．根据 EP=mgx 可知EP-x图像为过原点的直线，选项C正确； D．E一直变小，E-x图线的斜率为阻力，斜率的绝对值减小到0，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，同步卫星与地心的距离为r，运行速率为v1，向心加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则下列比值正确的是（　　） A. = B. =（）2 C. = D. = 【答案】D 【解析】 【详解】AB．对于同步卫星和地球赤道上的物体，其共同点是角速度相等，有a1=ω2r，a2=ω2R，故，故AB错误； CD．根据万有引力提供向心力，有，，故，故C错误，D正确。 故选D。 8. 如图所示，在电梯中的斜面上放置了一滑块，在电梯加速上升的过程中，滑块相对斜面静止，则在该过程中（　　） A. 斜面对滑块的摩擦力对滑块做负功 B. 斜面对滑块的弹力对滑块所做的功小于滑块增加的机械能 C. 斜面对滑块的弹力对滑块所做的功等于滑块增加的重力势能 D. 滑块所受合力对滑块所做的功等于滑块增加的机械能 【答案】B 【解析】 【详解】A．在电梯加速上升的过程中，对滑块受力分析可知，摩擦力沿斜面向上，与速度方向夹角为锐角，故摩擦力做正功，故A错误； B．根据功能关系可知，弹力和摩擦力做功之和等于滑块机械能增加量，两力均做正功，故弹力做功小于机械能增加量，故B正确； C．由于加速度大小未知，根据题目信息无法判断支持力沿竖直方向分力与重力大小关系，无法判断弹力做功与重力做功大小关系，故无法判断弹力对滑块所做的功与滑块增加的重力势能大小关系，故C错误； D．除重力之外其他力做功等于滑块机械能的增加量，合力包含重力，故合力对滑块所做的功不等于滑块增加的机械能，故D错误。 故选B。 9. 如图天鹅座X－1是一个由黑洞和恒星组成的双星系统，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动．在刚开始恒星上的物质被黑洞吞噬的较短时间内，两者间距不变，则在这段时间内，下列说法正确的是（　　） A. 恒星的线速度变大 B. 黑洞的角速度变大 C. 黑洞的线速度变大 D. 两者之间的万有引力不变 【答案】A 【解析】 【详解】D．吞噬过程中二者的质量之和不变，设刚开始吞噬时黑洞的质量为，则恒星质量为，设两者之间的距离为，则它们之间的万有引力为 当恒星上的物质被黑洞吞噬时，黑洞的质量增大，恒星质量减小，黑洞质量大于恒星，二者质量乘积减小，故它们之间的万有引力大小变小，故D错误； ABC．黑洞和恒星以连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，二者具有相同的角速度；万有引力提供二者做匀速圆周运动的向心力，设黑洞做匀速圆周运动的半径为，则恒星做匀速圆周运动的半径为，对黑洞有 对恒星 联立解得 故角速度不变 又 整理得 即它们做圆周运动的半径与质量成反比 随着黑洞的质量逐渐增大，恒星质量逐渐减小，则逐渐减小，逐渐增大；由于角速度不变，则黑洞的线速度 逐渐减小，恒星的线速度 逐渐增大，故A正确，BC错误。 故选A。 10. 某快递公司分拣快件的水平传输装置示意图如图，皮带在电动机的带动下保持v＝1m/s的恒定速度顺时针转动，现将一质量为m＝2kg的邮件轻放在皮带上，邮件和皮带间的动摩擦因数μ＝0.5，设皮带足够长，取g＝10m/s2，在邮件与皮带发生相对滑动的过程中（　　） A. 皮带对邮件的摩擦力和邮件对皮带的摩擦力是一对平衡力 B. 皮带对邮件做的功和邮件对皮带做的功大小相等 C. 因摩擦而产生的热量为2J D. 相比于没有邮件的情况，电机多消耗的电能为2J 【答案】D 【解析】 【详解】A．皮带对邮件的摩擦力、邮件对皮带的摩擦力是作用力与反作用力，分别作用在两个物体上，不是平衡力，故A错误； B．邮件受滑动摩擦力加速，由牛顿第二定律 得加速度 邮件加速到与皮带共速的时间 此过程：邮件位移 皮带位移 滑动摩擦力 皮带对邮件做功大小 邮件对皮带做功大小，大小不相等，故B错误； C．相对位移 摩擦生热，故C错误； D．电机多消耗的电能等于邮件获得的动能与摩擦生热之和，邮件动能 因此总电能，故D正确。 故选D。 二、实验题（共15分） 11. 某同学设计出如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律。让小球自由下落，下落过程中小球的球心经过光电门1和光电门2，光电计时器记录下小球通过光电门的时间、，已知当地的重力加速度为g。 （1）该同学先用螺旋测微器测出小球的直径如图2所示，则其直径d=___________mm。 （2）为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量______（填选项序号）。 A．小球的质量m B．光电门1和光电门2之间的距离h C．小球从光电门1到光电门2下落的时间t （3）小球通过光电门1时的瞬时速度_______（用题中所给的物理量符号表示）。 （4）保持光电门1位置不变，上下调节光电门2，多次实验记录多组数据，作出随h变化的图像如图3所示，如果不考虑空气阻力，若该图线的斜率_______，就可以验证小球下落过程中机械能守恒。 （5）考虑到实际存在空气阻力，设小球在下落过程中平均阻力大小为f，根据实际数据绘出的随h变化的图像的斜率为，则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力的比值_______（用k、表示）。 【答案】 ①. 6.200 ②. B ③. ④. ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1] 直径 （2）[2] A．根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故A错误； B．计算重力势能的减少量时，需要测量光电门1和光电门2之间的距离h，故B正确； C．利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量小球从光电门1到光电门2下落的时间t，故C错误。 故选B。 （3）[3] 已知经过光电门的时间和小球的直径，由平均速度表示经过光电门时的瞬时速度，故 （4）[4] 小球通过光电门2时的动能为 根据机械能守恒 化简得 则该图线的斜率 （5）[5] 因存在阻力，则有 实验过程中所受的平均阻力f与小球重力的比值 三、计算题（共4题，共45分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位） 12. 载人飞船先在环月轨道Ⅰ做匀速圆周运动，选准合适时机变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达近月点再次变轨到近月轨道Ⅲ（可认为轨道半径等于月球半径），最后安全落在月球上，其中A、B两点分别为椭圆轨道Ⅱ与轨道Ⅰ、Ⅲ的切点，已知月球半径为R，月球表面重力加速度为，通过观测发现载人飞船在椭圆轨道Ⅱ的周期为近月轨道Ⅲ的周期的2倍。求： （1）载人飞船在轨道Ⅲ上的角速度ω； （2）轨道Ⅰ的半径r。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 载人飞船在轨道Ⅲ做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有 在月球表面有 解得 【小问2详解】 根据开普勒第三定律有 其中 解得 13. 2026年3月小米汽车交付量再次超过两万辆。某次t=0时刻，一辆小米汽车在一段试车专用的平直的公路上由静止启动，t=8s时功率达到360kW之后功率保持不变，其v-t图像如图所示。设汽车在运动过程中阻力不变，求： （1）汽车受到的阻力和汽车质量； （2）汽车在8~28s运动过程中通过的位移大小。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 t=8s时功率达到360kW之后功率保持不变，最大速度为 此时牵引力大小等于阻力，根据 可得 根据v-t图像的斜率表示加速度，可得的加速度 此时牵引力满足， 可得 根据牛顿第二定律可得 可得汽车质量 【小问2详解】 在8~28s，根据动能定理有， 可得在8~28s运动过程中通过的位移大小 14. 如图所示，水平轨道长为，其A端有一被锁定的轻质弹簧，弹簧左端连接在固定的挡板上圆心在半径为的光滑圆形轨道与相切于点，并且和圆心在半径为的光滑细圆管轨道平滑对接，、、三点在同一条直线上光滑细圆管轨道右侧有一半径为，圆心在点的圆弧挡板竖直放置，并且与地面相切于点质量为的小球可视为质点从轨道上的点由静止滑下，刚好能运动到A点，触发弹簧，弹簧立即解除锁定，小滑块被弹回，小球在到达点之前已经脱离弹簧，并恰好无挤压通过细圆管轨道最高点计算时圆管直径可不计，重力加速度为求： （1）小滑块与水平轨道间的动摩擦因数； （2）弹簧锁定时具有的弹性势能； （3）滑块通过最高点后落到挡板上时具有的动能。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由几何关系得BC间的高度差 小滑块从C点运动到A点的过程，由动能定理得 解得 （2）弹簧对滑块做功过程由功能关系有 滑块从A到D过程由动能定理得 滑块在D点，由重力提供向心力 联立解得 （3）滑块通过D点后做平抛运动，根据平抛运动的规律可知，水平方向有 竖直方向有 由几何关系 可得滑块落到挡板上的动能为 联立解得 15. 如图所示，两根轻绳连接小球P，右侧绳一端固定于A，左侧绳通过光滑定滑轮B连接一物体Q，物体Q、N通过一轻弹簧连接，Q、N质量均为m。整个系统处于静止状态时，小球P位于图示位置，两绳与水平方向夹角分别为37°和53°，此时物体N与地面弹力恰好为零。现将小球P托至与A、B两点等高的水平线上，两绳均拉直且无弹力，释放小球P开始运动，已知AP间绳长L，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度为g，求： （1）小球P的质量M； （2）小球P运动到图示位置时Q的速度v大小； （3）小球P从释放到图示位置过程中轻绳对物体Q做的功W。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 整个系统处于静止状态时，小球P位于图示位置，将物体Q、N视为整体，则左侧绳子上的拉力为 对小球P受力分析，则有 联立解得 【小问2详解】 小球P处于图示位置时，对物体N进行受力分析，可知弹簧弹力为 将小球P托至与A、B两点等高的水平线上时，两绳均拉直且无弹力，对物体Q分析，可知此时弹簧的弹力 由于，因此两个状态下，弹簧的弹性势能相等。 因为AP的长度不变，所以P做圆周运动，此刻图示位置P沿绳子的速度方向刚好垂直于AP。而Q的速度也是沿绳方向，所以 则P、Q以及弹簧组成的系统机械能守恒，有 其中Q上升的高度 联立解得 【小问3详解】 对物体Q，由动能定理有 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $