精品解析：上海市进才中学2025-2026学年高一下学期4月限时练习物理试卷

高一物理限时练习卷 （2026年4月） 考生注意： 1．试卷满分100分，考试时间60分钟。 2．本试卷标注“多选”的试题，每小题有2个或2个以上正确选项，共4分，漏选给一半分，错选不给分；未特别标注的选择类试题，每小题只有1个正确选项。（其中“一、运动和力”和“二、现代物流”部分每题2分，其余部分每题3分）；填空题每空3分。 3．在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 4．本卷重力加速度g取10m/s2。 一、运动和力 乒乓球运动深受国人喜爱，其中蕴含着很多物理规律。 1. 乒乓球运动员击出的上旋球在空中的运动轨迹如图所示。①研究击打出上旋球时_________（选涂“A能”，“B 不能”）把乒乓球能否看成质点；②乒乓球落到球桌上的瞬间，球桌对球的作用力F的示意图可能是_________。 A、 B、 C、 D、 2. 如图所示，一质量为3克乒乓球在距桌面高度为35cm的A点被水平击出，落到正对面桌面上的B点。若A、B两点间水平距离为2.7m，不计空气阻力和乒乓球的大小，则球从A点运动至B点的时间为_________；该过程中球的速度变化量的大小为_________m/s；球在B点时重力的瞬时功率为_________W（结果均保留2位有效数字） 3. 一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示，发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射相同的乒乓球。乒乓球1落到球网右侧台面边缘上的中点，乒乓球2落到球网右侧台面边缘上靠近中点的某点。不计空气阻力。则（ ） A. 自发射到落台，乒乓球1的飞行时间大于乒乓球2的飞行时间 B. 乒乓球1的发射速度大于乒乓球2的发射速度 C. 落台时，乒乓球1的速度大于乒乓球2的速度 D. 乒乓球在空中运动过程中两球重力做功的平均功率相等 【答案】1. ①. B ②. C 2. ①. 0.26 ②. 2.6 ③. 0.078 3. D 【解析】 【1题详解】 [1]由于乒乓球运动过程中不断旋转，各部分运动情况不同，因此不能将其看成质点。 [2]由动量定理可知，球桌对球作用力的冲量为 反弹前后动量的方向沿运动轨迹的切向方向，碰撞过程可能存在能量损失，因此动量大小满足，乒乓球被球桌反弹前后的动量示意图如图所示 根据矢量的合成可知，动量变化量的方向即为球桌对球作用力的方向。 故选C。 【2题详解】 [1]由于不计空气阻力，乒乓球从A到B做平抛运动，根据平抛运动规律可得 解得，乒乓球从A到B运动的时间为 [2]由于乒乓球水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，因此整个过程速度的变化量大小为 [3]球在B点时重力的瞬时功率为 【3题详解】 A．球1和球2平抛运动的高度相同，根据 可知两小球运动的时间相同，故A错误； B．因球1的水平位移小于球2的水平位移，根据x=vt 可知球2的初速度大于球1的初速度，故B错误； C．在竖直方向，根据v=gt 可知因为球1和球2竖直方向速度相等，水平方向球2的大于球1的速度，根据速度的合成可知，球2的落台速度大于球1的落台速度，故C错误； D．由于时间相等，则竖直分速度相等，根据 可知两球重力的瞬时功率相等，故D正确。 故选D。 二、现代物流 无人机、无人驾驶汽车等是人工智能时代物流配送的重要工具。 4. 如图，无人机用轻绳吊着质量为m的包裹，一段时间内飞行高度保持不变，轻绳偏离竖直方向的夹角始终为。已知重力加速度为g，包裹所受空气阻力忽略不计。 （1）（多选）包裹可能做_________运动。 A、匀速 B、匀加速 C、匀减速 D、变加速 （2）飞行过程中，轻绳突然断裂，包裹在空中的运动轨迹可能是_________。 A、 B、 C、D、 5. （多选）无人驾驶配送车在一次测试时，在平直的路面上从静止开始，先做匀加速直线运动，当牵引力的功率达到额定值后，保持功率不变继续沿直线前进。设整个过程阻力恒定。汽车的速度v、动能、牵引力功率P随位移x、时间t变化的图像符合题意的是（ ） A. B. C. D. 6. 某实验小组研究无人机的运动，测得其在竖直方向飞行高度y随时间t的变化曲线如图所示，E、F、M、N为曲线上的点，EF、MN段可视为两段直线。无人机的质量为2kg，取竖直向上为正方向。则_________。 A. EF段无人机的速度大小为3m/s B. FM段无人机处于失重状态 C. MN只有重力对无人机做功 D. EN段无人机所受合外力对其做功为12J 【答案】4. ①. BCD ②. C 5. BD 6. B 【解析】 【4题详解】 [1]因为不清楚包裹的速度方向，所以速度方向与加速度方向相同时，则做匀加速直线运动；速度方向与加速度方向相反时，则做匀减速直线运动，轻绳与竖直方向的夹角始终为，如果包裹做匀速圆周运动，则做变加速运动。 故选BCD。 [2]飞行过程中，突然解锁轻绳，包裹只受重力，与速度不在一条直线上，包裹在空中的运动轨迹是曲线，且弯向重力。 故选C。 【5题详解】 A．设汽车在某一时刻速度为，加速度为，取一段位移微元，速度变化，经过时间，动能变化量为，则有图像的斜率为 匀加速过程时，不变，增大，图像的斜率减小，达到额定功率后，增大，牵引力减小，减小，图像的斜率减小，故A错误； B．由动能定理可得 可得图像的斜率 匀加速阶段，F不变，图像的斜率不变，达到额定功率后，增大，牵引力减小，图像的斜率减小，最终趋于0，故B正确； C．由动能定理可得 则图像的斜率为合力的功率，由于 匀加速阶段，F不变，结合 整理可得 可知图像的斜率随时间均匀增加，达到额定功率后，增加，合力逐渐减小到0，图像的斜率随时间先增加后减小，最后趋于0，故C错误； D．由于牵引力的功率 匀加速过程中，则有 因此图像为一条经过原点的直线，达到额定功率后，牵引力的功率不变，故D正确。 故选BD。 【6题详解】 A．EF段无人机的速度大小等于图像中EF段的斜率，可知EF段无人机的速度大小为，故A错误； B．根据y-t图像的切线斜率表示无人机的速度，取竖直向上为正方向，可知FM段无人机先竖直向上做减速运动，后竖直向下做加速运动，加速度方向一直向下，则无人机处于失重状态，故B正确； C．MN段无人机向下做匀速直线运动，除重力外还有向上的力在做功，故C错误； D．根据以上分析可知MN段无人机的速度为 则EN段无人机所受合外力所做的功为，故D错误。 故选B。 三、弹簧发射器 如图为某创新实验室制作的一个“圆环轨道力学装置”示意图．其中直轨道AB与光滑竖直半圆轨道BCD平滑连接，直径BD处于竖直方向，C点位于圆心等高处，一小球经固定的弹簧发射器发射出后，沿直轨道运动，经B点沿半圆轨道上升，并从D点水平抛出，最后落在轨道AB上。已知小球质量为，半圆轨道半径，安装于D处的光电门测得速度。（不考虑空气阻力） 7. 若小球从A点弹出时的速度为10m/s，则发射过程弹簧发射器对小球做了_________J的功，运动到B点时发现速度有所减小，可能的原因是_________． 8. （多选）小球沿BCD轨道上升过程中，小球（ ） A. 在D点时加速度方向向下 B. 在C点时加速度方向向左 C. 从B到D的过程中，只有重力做功 D. 从B到D的过程中，弹力先做正功后做负功 9. 小球从B点到达D点的过程中，其速度大小与其离B点的竖直高度h的关系，下列图可能正确的是（ ） A. B. C. D. 10. 计算：（1）求小球在D点所受弹力； （2）若AB轨道水平，小球从D点抛出后，求落地点距B点距离； （3）当小球在B点速度小于多少时，将无法到达D点？ 【答案】7. ①. 25 ②. AB段摩擦力对小球做负功 8. AC 9. D 10. （1）6.25N，方向竖直向下；（2）1.2m；（3）##4.47m/s 【解析】 【7题详解】 [1]若小球从A点弹出时的速度为10m/s，则发射过程弹簧发射器对小球做的功为 [2]运动到B点时发现速度有所减小，可能的原因是：AB段摩擦力对小球做负功。 【8题详解】 A．小球在D点时，水平方向不受力，小球的合力方向一定竖直向下，所以加速度方向向下，故A正确； B．小球在C点时，轨道对小球的弹力水平向左，小球的重力竖直向下，根据力的合成可知，小球合力的方向斜向左下方，因此小球的加速度斜向左下方，故B错误； CD．B到D的过程中，弹力的方向始终垂直于小球的运动方向，弹力对小球不做功，只有重力对小球做负功，故C正确，D错误。 故选AC。 【9题详解】 B到D的过程中，只有重力做功，根据机械能守恒定律可得 解得 根据数学知识可知图像应为开口向左的抛物线。 故选D。 【10题详解】 （1）小球在D点，由牛顿第二定律可得 代入数据解得 （2）若AB轨道水平，小球从D点抛出做平抛运动，竖直方向有 解得 则落地点距B点距离为 （3）当小球恰好可以到达D点时，有 设此时小球在B点的速度为，由机械能守恒定律可得 联立解得 可知小球在B点的速度小于4.47m/s时，小球将无法到达D点。 四、自行车运动 低碳时代，自行车不仅作为一种重要的交通工具，自行车运动也已经成为一种时髦休闲运动方式． 11. 如图所示．若某自行车的后车轮半径，固定在轮轴上的飞轮半径，与脚踏板关联的链轮半径．运动员骑行时每秒蹬脚踏板2圈，不考虑车轮打滑等传递损耗．链轮的角速度_________rad/s；自行车前行速度_________m/s．（结果保留） 12. 气嘴灯安装在自行车的气嘴上，如图是一种气嘴灯的感应装置结构。一重物套在光滑杆上，并与弹簧连接，静止时重物上的触点M与固定在B端的触点N始终分离，当骑行达到一定速度后，触点MN接触，LED灯就会发光。则（ ） A. 气嘴灯运动至车轮最高点时LED灯不可能发光 B. LED灯最容易被点亮的位置是与车轮轴等高的位置 C. 逐渐增大车速，当重物的重力大于弹簧的弹力后，触点MN才可能接触，使LED灯发光 D. 当车速增大到一定程度后，无论气嘴灯在哪个位置都能使LED灯发光 13. 小进同学骑自行车在水平路面沿直线行进，当人停止蹬车后，自行车受阻力作用做减速运动，直至速度减为零，此过程中克服阻力做功为W，人停止蹬车时自行车的速度为v，符合实际情况的图像为图中的（ ） A. B. C. D. 14. 某智能电动助力自行车在水平平直公路上由静止开始运动，运动过程中各类机械摩擦等损耗可折合成一个恒定的阻力，其大小为车和人总重力的0.06倍，已知骑行者与自行车总质量．骑行者做了如下的一个实验研究，将工作模式分为两个阶段： （1）第一阶段：0-6s内电动辅助驱动阶段．电动车从静止开始，骑行者提供沿运动方向恒定牵引力，同时电动驱动系统提供恒定功率，3s内速度达到最大，且． ①该过程中，自行车的加速度变化情况是_____ A、一直变大 B、先变大后不变 C、先变小后变大 D、一直减小0 ②计算：求人提供的牵引力的大小。_____ （2）第二阶段：6s以后制动减速阶段，骑行者停止施力，自行车在受到阻力的同时，启动了刹车制动模式．通过制动，使自行车减速，直到自行车静止．已知该过程中自行车克服刹车阻力做的功为．计算第二阶段通过的位移；_____ 【答案】11. ①. ②. 12. D 13. AC 14. ①. D ②. 20N ③. 10m 【解析】 【11题详解】 [1]由题可知，链轮的周期 则链轮的角速度 [2]根据传动装置的特点可知，链轮的线速度等于飞轮的线速度，则有 飞轮的角速度 自行车前行速度为 【12题详解】 A．气嘴灯运动至车轮最高点时若速度较大，则重物做离心运动，则触点M也可能与触点N接触，使得LED灯发光，故A错误； B．在同等转速下在最低点时，则有 在最高点时，则有 由于 即在最低点时弹簧被拉长得较大，则LED灯最容易被点亮的位置是最低点的位置，故B错误； C．当车速较小时，重物需要较小的向心力即可维持圆周运动，此时弹簧伸长量较小，以最低点为例：弹簧弹力大于重物的重力 触点MN还没有接触，LED灯不发光，逐渐增大车速，当重物的重力大于弹簧的弹力后，触点MN才可能接触，使LED灯发光，故C错误； D．当车速增大到一定程度后，重物做离心运动到达一定程度时，无论气嘴灯在哪个位置都可能是触点MN接触使LED灯发光，故D正确。 故选D。 【13题详解】 根据动能定理可得 解得 即与是二次函数的关系，开口向上。 故选AC。 【14题详解】 [1]根据 可知随着速度v增大，牵引力F逐渐减小，根据牛顿第二定律可得 可知a逐渐减小，当时 故选D。 [2]3s末速度达到最大，此时 对自行车受力分析可得 代入数据解得 [3]根据动能定理可得 代入数据解得 五、万有引力 自从牛顿发现了万有引力，人类便开始了更多的太空探索…… 15. 太空电梯通过超级缆绳连接地球赤道上的固定基地与配重空间站，它们随地球以同步静止状态一起旋转，如图所示。图中配重空间站比同步卫星更高，距地面高达10R，若地球半径为R，自转周期为T，重力加速度为g。 （1）关于地球同步卫星，下列说法正确的是（ ） A.同步卫星的绕转半径与它的质量成反比 B.同步卫星运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间 C.同步卫星可以通过北京的正上方 D.同步卫星在赤道正上方一定高度处 （2）对于距离地表高度约为5.6R的同步空间站内有宇航员质量为。我们通过天宫课堂知道宇航员在空间站是处于_________状态的（选涂“A、平衡”“B、超重”“C、失重”），空间站中的该宇航员所受重力为_________N。（结果保留二位小数）（已知地球半径，地球质量） （3）根据本题中关于太空天梯的相关材料，请分析和计算以下问题： ①通过缆绳连接的配重空间站线速度大小为多少_________ ②若此时缆绳突然断裂，则空间站将_________（选涂“A、逐渐远离地球”“B、掉落回地球”“C、维持在原来高度绕地匀速圆周运动”）。 16. 如图火星和地球分别绕太阳公转的轨道近似为圆，两轨道平面近似重合，且火星与地球公转方向相同。火星与地球每隔26个月相距最近，地球公转周期为12个月。 （1）图中画出了火星相对于地球运动的、、和四个速度方向，其中可能的是（ ） A. B. C. D. （2）地球公转周期与火星公转周期之比为_________。 17. 科学家持续观测银河系中心附近的某恒星S，其1994-2002年轨迹可视为半长轴约1000AU（日地距离为1AU）的椭圆如图所示，推测椭圆某焦点处存在一超大质量黑洞，S的运动主要受该黑洞引力作用。 （1）以该黑洞为参考系，2000年到2001年间，恒星S的速度大小v、加速度大小a的变化情况为_________。 A.v和a均逐渐减小 B.v逐渐增大，a逐渐减小 C.v和a均逐渐增大 D.v逐渐减小，a逐渐增大 （2）将恒星S的轨迹视为圆，太阳质量为M，估算该黑洞质量约为_________。 A. B. C. D. 【答案】15. ①. D ②. C ③. 13.58 ④. ⑤. A 16. ①. D ②. 17. ①. C ②. C 【解析】 【15题详解】 （1）[1]A．根据万有引力提供向心力有 解得 可知同步卫星的绕转半径与它的质量无关，故A错误； B．第一宇宙速度是最大的环绕速度，则同步卫星运行的线速度小于第一宇宙速度，故B错误； CD．同步卫星只能定点在赤道正上方一定高度处，故C错误，D正确。 故选D。 （2）[2] 同步空间站内宇航员受到的地球的万有引力提供宇航员做匀速圆周运动所需的向心力，故处于完全失重状态。 故选C。 [3] 根据宇航员受到的重力等于万有引力，可得 代入数据解得 （3）[4]根据题意可得配重空间站轨道半径为11R，则线速度大小 [5] 若配重空间站没有缆绳连接，仍绕地球做匀速圆周运动，有 地面上的物体有 解得 根据 可知轨道半径越大，线速度越小，即空间站所在高度对应轨道的线速度应比同步卫星小，而空间站线速度大于同步卫星线速度，所以若缆绳断裂，空间站逐渐远离地球而去。 故选A。 【16题详解】 （1）[1]根据题意，作出地球在该位置的瞬时速度的方向 结合相对运动的原理，利用矢量的合成规则，可知火星相对于地球运动的速度方向是v4。 故选D。 （2）[2] 地球和火星的角速度分别为， 由题意知火星和地球每隔约26个月相距最近一次，火星的轨道半径大于地球的轨道半径，根据几何关系有 解得月 则地球与火星绕太阳的公转周期之比为 【17题详解】 （1）[1]椭圆某焦点处存在一超大质量黑洞，根据开普勒第二定律，2000年到2001年间，恒星S向黑洞靠近，则速度变大； 根据万有引力提供向心力有 解得 可见加速度a逐渐增大。 故选C。 （2）[2]地球绕太阳运动，根据万有引力提供向心力有 同理S绕黑洞运动时有 由图可知S的周期约为16年，根据题意解得 故选C。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $