福建莆田一中2025-2026学年下学期高一第一学段物理考试试卷

莆田一中2025-2026学年度下学期第一学段考试试卷 高一 物理必修二 命题人：张仟仟 审核人：林建兴 注意事项： 1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息。 2.请将答案正确填写在答题卡上。考试结束后，只提交答题卡，写在试卷上的答案一律无效。 3.本试卷满分为100分，考试时间为75分钟。 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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.下列说法正确的是() A.牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量的具体数值 B.伽利略总结出了行星运动规律 C.由万有引力定律可知，对于M与m间的万有引力，质量大的物体受到的引力大 D.第一宇宙速度是使人造卫星绕地球运动所需的最小地面发射速度 2.如图所示，某人游清明河（严禁私自游泳），他以一定速度面部始终垂直河岸向对岸游去，我 们认为河中各处水流速度相等，他游过的路程、过河所用的时间与水速的关系是() A.水流速度越大，路程越长，时间越短 B.水流速度越大，路程越长，时间不变 C.水流速度越小，路程越短，时间越短 D.路程、时间与水流速度无关 3.有A、B、C、D四个完全相同的小球从地面上同一位置抛出，轨迹分别如图中①②③④ 所示。由图中轨迹可知，A、B到达的最大高度相同，B、C的水平射程相同，A、D的水平 射程相同，C、D到达的最大高度相同，不计空气阻力，则下列有关四个小球的运动分析正 确的是() A.A、B两球抛出时的速度相等 B.A、D两球在最高点时的速度相等 C.B、C在空中运动时间相同 D.C、D两球落地时速度与地面的夹角一定不相等 试卷第1页，共8页 4.对地张角是指从空间中的某个点（如卫星)观察地球时，地球圆面所张开的视角大小， 是天文学的重要概念之一。如图，两卫星M、N在同一轨道平面内都绕地球做顺时针的圆 周运动，对地张角分别为a、B且>B。已知地球的半径为R、表面的重力加速度大小为 g,不考虑地球自转，则两卫星从相距最远到下次相距最近所经历的时间为() πVR π√R A. B. 2 2 π√R 2π√R C 2 g sin 2 二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分，每小题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。 5.关于下列四幅图，下列说法正确的是() 00 外轨 R 车轮 内轨 甲 ) 丙 A.甲图中，汽车通过凹形桥的最低点时，为了安全应该尽量以较大速度通过 B.乙图中，火车转弯低于规定时速行驶时，内轨对轮缘会有挤压作用 C.丙图中，脱水筒在高速转动时，水做离心运动被甩出 D.丁图中，当“水流星”通过最高点时，水对桶底的压力一定等于零 试卷第2页，共8页 6.2024年10月30日，搭载神舟十九号载人飞船的火箭成功发射升空，6名中国航天员在 太空顺利会师。飞船发射至对接的过程可简化为如图所示的情境，圆形轨道2为天宫空间站 运行轨道，椭圆轨道1为载人飞船运行轨道，两轨道相切于P点，Q是轨道1的近地点，以 下说法正确的是() 轨道2 轨道 A.飞船在轨道2的线速度大于第一宇宙速度 B.天宫空间站的运行周期大于飞船在轨道1的运行周期 C.飞船经过轨道1的P点的加速度与经过轨道2的P点的加速度大小相等 D.在相等时间内，轨道1上飞船与地球中心的连线扫过的面积与轨道2上飞船与地球 中心的连线扫过的面积相等 7.中国科学家利用“中国天眼在银河系发现一颗毫秒脉冲星PSRJ1928+1815,这颗脉冲星 与伴星以3.6小时的极短周期相互绕转，这一发现由中国科学院国家天文台研究员韩金林团 队完成，成果论文于2025年5月23日凌晨在国际学术期刊《科学》上在线发表。如图所示， 质量分别为5m、2m的星体A、B在相互之间的万有引力作用下绕连线上某点O旋转，测 得两者之间的距离为L,己知引力常量为G。则() A A.B做圆周运动的角速度之比为2：5 B.A、B做圆周运动的轨道半径之比为2：5 C.A、B做圆周运动的线速度大小之比为5：2 D.B做圆周运动的周期为 422 7GmL 试卷第3页，共8页 8.如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L的水平细 绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的k倍，A放在距离转轴L处，整个装置 能绕通过转盘中心的转轴OO,转动，开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开 始转动，使角速度缓慢增大，在B相对圆盘滑动前，重力加速度为g,以下说法正确的是() A.当> ,绳子没有弹力 V2L B.在2 鸡范围内增大时，B所受摩擦力不变 <@<V C.当= 28时，A、B相对于转盘即将滑动 V D.在绳子产生张力后，两木块还未与圆盘相对滑动时，若突然剪断细线，A将逐渐靠 近圆心，B将做离心运动 三、填空题（本大题共3小题，共9分。按要求作答，把正确答案填写在答题卡相应横线上。） 9.如图所示，图中O、O,两轮通过皮带传动，皮带和轮子之间没有打滑，两轮半径之比 1:?=2:1.点A在O轮边缘上，点C在O轮半径中点，点B在O轮边缘上。则A、B、C 三点的线速度大小之比v4y。=一，向心加速度大小之比aa:a:a=一。 10.我国首个目标飞行器“天宫一号”失去轨道维持后，由于受到稀薄空气阻力作用，轨道 半径逐渐减小。若“天宫一号”绕地球运动的每一周仍可近似为圆周运动，则“天宫一号” 在返回过程中角速度逐渐（填“增大”、“减小”或“不变”），动能逐渐（填“增大”、 “减小”或“不变”)。 11.A为地球赤道上的物体，B为近地卫星（轨道半径等于地球半径），C为地球同步卫星.A、 B、C比较，运行周期最短的是 （填“A”、“B”或C”)；线速度最小的是 （填“A”、B或C). 试卷第4页，共8页 四、实验题（本大题共2小题，共12分。按要求作答，把正确答案填写在答题卡相应横线上。） 12.如图甲所示，某实验小组将两个相同的圆弧轨道M、N固定在同一个竖直平面内，轨 道末端均水平，其中N末端与足够长的光滑水平轨道平滑连接。现把完全相同的小钢球P、 Q分别从两弧面上的相同高度同时静止释放，观察到某一现象。改变释放高度，重复上述操 作，仍能观察到这一现象，由此可以概括出平抛运动的某一规律。 乙 (1)观察到的现象和反映的平抛运动规律分别是 0 A.P、Q两个小球相撞 B.P、Q两个小球同时到达水平轨道 C.水平方向做匀速直线运动 D.竖直方向做自由落体运动 (2)如图乙用频闪照相记录了小球平抛的四个位置，其中正方形小方格边长为1.6cm,重力加 速度g=10m/s2,A点 (选填“是”或不是”)抛出点，该小球做平抛运动的初速度 大小为 m/s(结果保留两位有效数字)。 13.用如图甲所示的实验装置来探究向心力F的大小与质量、角速度ω和半径r之间的关 系。转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的球做匀速圆周运动。挡板对球 的支持力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力计下降，从而 露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。长槽的A、B处和 短槽的C处分别到各自转轴中心距离之比为1：2：1，图甲中左右两侧的变速轮塔从上到下都 有三层，每层左右半径之比分别为1：1、2：1和3：1，传送带从上到下一共有三种放置方式， 分别是第一层、第二层、第三层。 标尺 弹簧测 力筒 小 挡板A 挡板B挡板C 变速张 小球 塔轮 短槽 手柄一 分 试卷第5页，共8页 (1)为了研究向心力F大小与质量之间的关系，选用体积相同质量不相等的钢球和铝球对 照研究，将选好的铝球放到短槽C处，钢球应该放在长槽 (选填“A”或“B)处： 这时应该调整皮带，将其放置在第层（选填一、“二””或“三）组装变速轮塔； (2)在探究向心力F与角速度ω的关系时，若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球 所受向心力之比为1：9，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为 A.1:3 B.3:1 C.1:9 D.9:1 (3)为验证做匀速圆周运动物体的向心力的定量表达式，实验组内某同学设计了如图乙所示 的实验装置，电动机带动转轴OO'匀速转动，改变电动机的电压可以改变转轴的转速；其中 AB是固定在竖直转轴O0上的水平凹槽，A端固定的压力传感器可测出小球对其压力的大 小，B端固定一宽度为d的挡光片，光电门可测量挡光片每一次的挡光时间。 AFN 1.0 光电门 压力传感器 0.8 挡光片 0.6 0.4 0.2 777777777777 →o2/rad2/s2) 46810 丙 实验步骤： ①测出挡光片与转轴的距离为L: ②将小钢球紧靠传感器放置在凹槽上，测出此时小钢球球心与转轴的距离为： ③启动电动机，使凹槽AB绕OO转轴匀速转动； ④记录下此时压力传感器示数F和挡光时间△t。 (a)小钢球转动的角速度ω= (用L、d、△t表示)： (b)该同学为了探究向心力大小F与角速度©的关系，多次改变转速后，记录了一系列力 与对应角速度的数据，作出F-图像如图丙所示，若忽略小钢球所受摩擦且小钢球球心与 转轴的距离为r=0.2m,则小钢球的质量m= kg(结果保留两位有效数字)。 试卷第6页，共8页 五、计算题（本题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步 骤，只写最后答案不得分，有数值计算的题，答案应明确写出数值和单位。) 14.如图所示，长L=1m的轻杆一端固定在过O点的水平转轴上，另一端固定质量为 m=01kg的小球（可视为质点）。小球在竖直平面内做圆周运动，P点是圆周上的最高点， 2点是最低点，重力加速度g=10m/s2。 (1)若小球恰好能通过P点，求通过Q点的速度大小： (2)若小球经过P点时的速度，=3m/s,求此时小球对杆的作用力2： 15.已知在某行星表面以初速度Vo水平抛出一小球，测得小球与落地点相比，其下落的高 度为h,水平位移为x,引力常量为G,星球半径为R,忽略行星表面空气阻力和自转。求 (1)该行星表面的重力加速度g: (2)该行星的质量M: (3)该行星的第一宇宙速度v: 试卷第7页，共8页 16.物理老师自制了一套游戏装置供同学们一起娱乐和研究，其装置可以简化为如图所示的 模型。该模型由同一竖直平面内的光滑曲线轨道PA、半径为R=0.6m的半圆单轨道ABC、 半径为R=O.1m的半圆圆管轨道CDE、光滑水平面EF、长度L=2m的水平传送带FG、长 度L20.8m的粗糙水平面GH、光滑水平面HK组成，且各段各处平滑连接。轨道的右端K 固定一轻质弹簧，弹簧自然伸长时其自由端的位置在H点。现将一质量为=0.1kg的小滑 块（可视为质点）从PA轨道h高处静止释放。已知传送带的速度=2/s,小滑块与传送带 动摩擦因数为u-0.5,与GH间的动摩擦因数为u2=0.1,重力加速度g=10m/s2。 m D (1)若1.2m,求小滑块运动到A点时对轨道的压力大小： (2)要保证小滑块能够到达C点，求h的最小值： (3)若e1.85m,求： ①小滑块第一次到达传送带G点因与传送带摩擦产生的热量Q: ②小滑块最终停止的位置距H点的距离。 试卷第8页，共8页 《莆田一中2025-2026学年度下学期第一学段考试试卷》参考答案 题号 1 2 4 6 6 8 答案 D B 0 BC BC BD BC 1.D 【详解】A.牛顿发现了万有引力定律，但引力常量由卡文迪许通过扭秤实验测定，故A错 误； B.开普勒行星运动定律主要基于第谷·布拉赫的天文观测数据，而非伽利略的研究（伽利略 的贡献集中于力学和天文观测方法)，故B错误： C.根据牛顿第三定律，两物体间的万有引力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相 反，所以两个物体受到的引力大小相等，故C错误。 D.第一宇宙速度是使人造卫星绕地球做圆周运动所需的最小地面发射速度，故D正确： 故选D。 2.B 【详解】游泳者相对于岸的速度为他相对于水的速度和水流速度的合速度，水流速度越大， 其合速度与岸的夹角越小，路程越长，但以一定速度面部始终垂直河岸向对岸游，过河时间 d t= 与水速无关 故选B。 3.D 【详解】A.抛体运动中A、B到达的最大高度相同，由 2g2 可知，A、B抛出时的竖直速度相等，在空中运动的时间相等，水平速度不等，则抛出时的 速度不等，故选项A错误； C.BC的最大高度不同，则运动时间不同，选项C错误； B.由：A=兰- 2g2 可知，A运动的时间比D的要长，又A和D水平射程相等，由x=v·2t可得，A的水平速 度比D的小，而最高点时的速度即为水平方向的速度，故两者不相等，选项B错误： D.由对称性可知，落地时速度与水平方向的夹角与抛出时相等，故要判断落地时速度与水 平方向的夹角，只需判断抛出时速度与水平方向的夹角即可，对于C和D,由轨迹可知，C 答案第1页，共8页 到达的最大高度与D的相等，则竖直初速度相等，运动时间相等，结合水平位移知，C的 水平速度要小于D的，设抛出时速度与水平方向的夹角为6，则：tan日=上 经分析可知，C抛出时速度与水平方向的夹角比D的大，故一定不相等，选项D正确。 故选D。 4.A 【详解】卫星M的轨道半径为= 2 R 卫星N的轨道半径为？= 2 根据万有引力提供向心力可得G r2=mo'r 又G 可得o= 可得，卫星M的角速度为 2 卫星N的角速度为 gsin' 0,=1 R 设两卫星经过时间t后相距最近，则ot-@,t=元 π√R 解得 故选A。 5.BC 【详解】A.甲图中，汽车通过凹形桥的最低点时，向心加速度竖直向上，指向圆心，汽车 超重，汽车对桥面的压力大于汽车自身重力，为安全应尽量减小车速，故A错误： B.乙图中，火车转弯低于规定时速行驶时，重力与支持力的合力大于所需的向心力，火车 有做向心运动的趋势，所以内轨对内轮缘会有挤压作用，故B正确； C.丙图中，脱水筒的脱水原理是附着在衣服上的水的附着力不足以提供做圆周运动的向心 答案第2页，共8页 力时做离心运动被甩出，故C正确： D.丁图中，当“水流星”通过最高点时，可以由水自身重力提供向心力，即若满足g= R 此时水对桶底的压力为零，故D错误。 故选BC。 6.BC 【详解】A.卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得G伽=m 解得v= GM 地球第一宇宙速度等于近地卫星的线速度，则飞船在轨道2的线速度小于第一宇宙速度，故 A错误： B。根据开普制篇三定律号-居，由于天育空间站的轨道半径大于轨道1的锁道半径，则天 宫空间站的运行周期大于飞船在轨道1的运行周期，故B正确： C.根据牛顿第二定律可得G =a 可得加速度大小为a=G4 2 可知飞船经过轨道1的P点的加速度与经过轨道2的P点的加速度大小相等，故C正确； D.根据开普勒第二定律可知，在同一轨道上，相同时间内飞船与地球中心的连线扫过的面 积相等；但轨道1与轨道2是不同的两个轨道，所以在相等时间内，轨道1上飞船与地球中 心的连线扫过的面积与轨道2上飞船与地球中心的连线扫过的面积不相等，故D错误。 故选BC。 7.BD 【详解】A.两颗星体绕同一点O旋转，A、B做圆周运动的周期相同，角速度w相同，故 角速度之比为1：1，故A错误： B.设A的轨道半径为Ta,B的轨道半径为，两颗星体角速度ω相同，由万有引力提供向 心力做圆周运动，有G5.2 5ma'r 2mo'r 化简符会多故B正海 C.设A的线速度为vA,B的线速度为B,由v=ar,可知线速度之比等于轨道半径之比， 即VAg=aB=2:5,故C错误： 答案第3页，共8页 D.B星体做圆周运动，由万有引力提供向心力，有G5:2=2mw 两颗星体间距离L=a+B 两颗星体轨道半径之比为”A:。=2:5 5 m 解得=，w=VE B做圆周运动的周期为T=2元=， 4π22 故D正确。 故选BD。 8.BC 【详解】A.当B所受静摩擦力达到最大值后，绳子开始有弹力，则有：ag=w2.2L 解得：0=2L 可知当o> 时，绳子有弹力，故A错误： V2L C.当A、B所受摩擦力均达到最大值时，A、B相对转盘即将滑动：对B有 kig +T=mo.2L 对A有：ag-T=o2L 联立解得：0= 2kg V3L 故C正确； B.当o> 时，B己达到最大静摩擦力，则0在 g << V2L 2g范围内增大时，B受到 的摩擦力不变，故B正确： D.若在细线无拉力时剪断细线，A、B都会继续做圆周运动：若在细线有拉力时剪断细线， 则A所受静摩擦力减小，随圆盘继续做圆周运动，B不再受到拉力，最大静摩擦力不足以 提供向心力，将做离心运动，故D错误。 故选BC。 9. 2:2:1 2:4:1 【详解】[1][2A、B两点靠皮带传动，故线速度大小相等，则：va:v。=1:1 根据4=二可得，则4B两点的向心加速度之比为：a,a,=,:=1:2 7 答案第4页，共8页 A、C两点属于同轴转动，故角速度相等，根据v=严ω可得A、C两点的线速度大小之比为 。=12=2:1 根据a=rw2可得A、C两点的向心加速度大小之比为：a:a=:=2:1 故A、B、C三点的线速度大小之比：v4:V:v。=2:2:1 向心加速度大小之比：a4:aa:a=2:4:1 10.增大增大 11. B: A: 【详解】地球赤道上的物体与地球的同步卫星具有相同的周期，即TA=Tc:对B和C卫星： GMin 2元= An'r3 ,则Tc>TB,则运行周期最短的是B;由v= GM -=( 解得T= GM 可知，>vc:根据v=2 T ,可知，vc>vA,则线速度最小的是A.近地卫星的线速度大小等 于第一宇宙速度，约为7.9km/s. 【点睛】此题涉及到两种不同的模型；注意地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度 和周期，根据只o比较线速度的大小，根据万有引力提供向心力比较B、C的线速度、周 期大小 12.(1)AC(2分) (2) 不是(1分) 0.80(2分) 【详解】(1)观察到的现象是两小球在水平轨道相撞，两小球同时离开圆弧轨道末端，水平 位移相同，说明两小球在水平方做匀速运动。 故选AC。 (2)[1]相邻落点在水平方向的距离相等，则相邻落点间的运动时间相同，竖直方向做自由 落体运动，由图可知，竖直方向连续相等时间内的位移比为1：2：3，不满足1：3：5，说明A点 的竖直分速度不为零，则A点不是抛出点。 根据匀变速直线运动相邻相等时间内位移差为定值 [2]竖直方向由逐差法有 L=8T2 水平方向有 答案第5页，共8页 2L=VT 解得 =2√gL=0.80ms 13.(1) A(1分) 一(1分) (2)B(1分) d (3) L△d (2分) 0.45(2分) 【详解】(1)[1][2]根据控制变量法的原理可知，为了研究向心力F大小与质量m之间的关 系，则两球运动的半径，和角速度ω要相同，故将选好的铝球放到短槽C处，钢球应该放在 长槽A处；两变速轮塔通过皮带传动，故线速度相同，所以要保证两小球的角速度相同， 则两变速轮塔转动的半径要相同，故调整皮带时应将其放置在第一层组装变速轮塔 (2)在探究向心力F与角速度ω的关系时，则小球的质量m和半径”相同，由题知，图中 标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力之比为1：9，则角速度之比为1：3，两 变速轮塔通过皮带传动，故线速度相同，根据v=a@R 可知与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比与角速度成反比，即为3：1。 故选B。 d (3)[1]由题可知线速度为v= 根据v=aoL 联立解得w= L△t [2]根据向心力公式F=ro 10km 0.9 可知F-o图像的斜率为k=r= 解得m=0.45kg 14.(0)v。=210m/s (2)F=0.1N,方向竖直向下。 【详解】(1)小球在竖直面内做圆周运动，恰好能通过P点，则在最高点速度为0(1分)， 根据 gh=8(2分) 解得通过Q点的速度为： 。=2W10m/s(2分) (2)在最高点P,以向下为正方向，设杆对球作用力为F1, mg+E=-(2分) 答案第6页，共8页 代入数据解得万=-0.1N,方向竖直向上。(1分) 故小球对杆的作用力为F2=F1=0.1N(1分)，方向竖直向下(1分) 15.(1) 2hvi (2,2hR2v,2 8= M= Gr2 8)v=22m 【详解】(1）小球做平抛运动，水平方向有：x=,1(1分) 竖直方向有： 1 (1分) h= 运动时间为： x’代入竖直方向公式： f= 0 整理得行星表面重力加速度： 2h2分) 8= (2) 忽略行星自转，在行星表面，物体重力等于万有引力： M=82,(2分) mg=Gm,得 R2 G 与 。=2心联立，解得行星质量： 8 M=2hR2(2分) Gx2 (3) 字宙速度是卫星的环绕速度，万有引力提供向心刀GmV2得v=、gR2分 R2 =l- R 怒 =2代入.得 8=一 r2 2h迟_√2hR(2分) 16.(1)5N(2)1.5m(3)①0.05J:②0.4m 【详解】 1 (1)小滑块从初始位置到A点，只有重力做功，根据机械能守恒mgh=2心(1分) 在A点，根据牛顿第二定律可得F-g= 1分) R 答案第7页，共8页 解得F=5N(1分) 根据牛顿第三定律，小滑块运动到A点时对轨道的压力大小为5N:(1分) (2)小滑块恰好能到达C点时，即g=m ·(1分) R 可得v。=√6m/s(1分) 从初始位置到C点，根据机械能守恒定律可得g。一2R)=，m1分) 解得hm=1.5m(1分) (3)①小滑块到达F点的速度为，从初始位置到F点，根据机械能守恒定律可得 wgh=】m+Wg·2R+Wg2R, 21 解得v。=3m/s(1分) 小滑块在传送带上运动的加速度大小为4=4m8=5ms2(1分) 小滑块在传送带上做匀减速直线运动，有5='-02s,名=-”-0,5m<五(1分) 2a 由此可知，小滑块在传送带上先做匀减速直线运动，共速后做匀速直线运动，所以小滑块与 传送带摩擦产生的热量为Q=4g(化-1t)=0.05J(1分) ②因为小滑块在传送带上先减速后匀速，所以小滑块到达G点的速度为2/s,小滑块在GH 段做匀减速直线运动的加速度大小为4，=凸"8=1m/s'(1分) 根据速度位移时间关系可得v2-v?=2a,L 解得yg=√2.4ms(1分) 说明小滑块会压缩弹簧，设小滑块从G点开始到最终停止运动，在GH段运动的总路程为5， 则2=gs(1分) 解得s=2m(1分) 由于s=2m=2L,+0.4m 所以小滑块最终停止的位置距H点的距离为0.4m。(1分) 答案第8页，共8页