精品解析：河北南皮县第一中学2025-2026学年高一下学期4月期中物理试题

高一物理卷 一、单项选择题（本题共7 小题，每小题4分，共 28 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。） 1. 一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小，下图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 有两根长度不同的轻质细线下面分别悬挂小球a、b，细线上端固定在同一点，若两个小球绕同一竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，相对位置关系分别如图所示，则两个摆球在运动过程中，小球a的角速度比小球b的角速度大的是（ ） A. B. C. D. 3. 第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长而曲折，牛顿在他们研究的基础上，得出了科学史上最伟大的定律之一——万有引力定律。下列有关万有引力定律的说法中正确的是（　　） A. 开普勒通过研究观测记录发现行星绕太阳运行的轨道是椭圆 B. 太阳与行星之间引力的规律并不适用于行星与它的卫星 C. 库仑利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值 D. 牛顿在发现万有引力定律的过程中没有利用牛顿第三定律的知识 4. 如图所示，一人以恒定速度通过光滑轻质定滑轮竖直向下拉绳使小车在水平面上运动，当运动到图示位置时，细绳与水平方向成角，则此时（　　） A. 小车运动的速度为 B. 小车运动的速度为 C. 小车在水平面上做匀速运动 D. 小车在水平面上做减速运动 5. 如图所示，轻杆长3L，在杆两端分别固定质量均为m的球A和B，光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球B运动到最高点时，杆对球B恰好无作用力。忽略空气阻力，则球B在最高点时（　　） A. 速度为零 B. 球A的速度大小为 C. 水平转轴对杆的作用力为1.5mg D. 水平转轴对杆的作用力为2.5mg 6. 宇宙中大多数恒星系都是双星系统，如图所示，两颗远离其他星系的恒星A和B在相互之间的引力作用下绕O点做匀速圆周运动，且A星距离O点更近。轨道平面上的观测点P相对O点静止，观察发现每隔T时间，两颗恒星与O、P共线，已知引力常量为G，其中一颗恒星的质量为m，另一颗恒星的质量为3m，恒星的半径都远小于它们之间的距离。则以下说法正确的是（　　） A. A的质量为m B. 该双星系统的运动周期为T C. A、B相距的距离为 D. 在相同时间里，A、B两颗恒星与O点连线扫过的面积之比为 7. 某游戏转盘装置如图所示，游戏转盘水平放置且可绕转盘中心的转轴O1O2转动。转盘上放置两个物块A、B，物块A、B通过轻绳相连。开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使其角速度ω缓慢增大。整个过程中，物块A、B都相对于盘面静止，物块A、B到转轴的距离分别为r、2r，物块A的质量为3m，物块B的质量为m，与转盘间的动摩擦因数均为μ，接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 当时，物块B受到的摩擦力大小为μmg B. 当时，物块B受到的摩擦力逐渐减小 C. 当时，物块B不受摩擦力 D. 为了确保物块A、B都相对于转盘静止，转盘的角速度不能超过 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共 18 分。每个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。） 8. 如图所示，静止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. 9. 如图所示，长为L的悬线固定在O点，在O点正下方有一钉子C，OC距离为，把悬线另一端的小球m拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放，小球运动到悬点正下方时悬线碰到钉子，则小球的（　　） A. 线速度突然增大为原来的2倍 B. 角速度突然增大为原来的2倍 C. 向心加速度突然增大为原来的2倍 D. 悬线拉力突然增大为原来的2倍 10. 如图所示，将一个小球以初速度从倾角为30°的足够长的斜面底端斜向上抛出，其初速度方向与水平面夹角为60°，不考虑空气阻力和浮力，且该地重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ） A. 小球运动过程中的最小速度为 B. 小球抛出时间后距离斜面最远 C. 小球抛出时间后距离斜面最远 D. 小球落至斜面上时的速度方向与斜面夹角为30° 三、实验题（共2小题，共14分） 11. 某同学用如图甲所示装置做探究向心力大小与角速度大小关系的实验。水平直杆随竖直转轴一起转动，滑块套在水平直杆上，用细线将滑块与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细绳处于水平伸直状态，当滑块随水平直杆一起匀速转动时，拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。 （1）滑块和角速度传感器的总质量为20g，保持滑块到竖直转轴的距离不变，多次仅改变竖直转轴转动的快慢，测得多组力传感器的示数F及角速度传感器的示数，根据实验数据得到的图像如图乙所示，图像没有过坐标原点的原因是___________，滑块到竖直转轴的距离为___________m。（计算结果保留三位有效数字） （2）若去掉细线，仍保持滑块到竖直转轴的距离不变，则转轴转动的最大角速度为___________。 12. 某同学利用如图甲所示的装置研究平抛运动的特点，让小球多次沿同一轨迹运动，并通过频闪相机拍摄小球做平抛运动中的位置。 (1)为了能较准确的描绘运动轨迹，下列说法正确的是___________（填选项前的字母）； A. 通过调节使斜槽的末端保持水平 B. 斜槽必须光滑 C. 每次必须在斜槽上的同一位置由静止释放小球 D. 小球运动时不应与木板上的白纸（或坐标纸）相接触 (2)如图乙是小球做平抛运动的频闪照片的一部分，图中每个小方格边长均为5cm，重力加速度g取10m/s2，则相机的频闪频率是___________Hz，小球做平抛运动的初速度___________m/s。 四、计算题（本题共3小题，共40分。作答时应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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 科学家计划在2025年将首批宇航员送往火星进行考察。一质量为m的物体，假设在火星两极宇航员用弹簧测力计测得的读数为，在火星赤道上宇航员用同一个弹簧测力计测得的读数为，通过天文观测测得火星的自转角速度为，引力常量为G，将火星看成是质量分布均匀的球体，求： （1）火星的半径R； （2）火星的密度； （3）火星的第一宇宙速度。 14. 跳台滑雪是一种勇敢者的滑雪运动，运动员穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。现有某运动员从跳台a处沿水平方向飞出，在斜坡b处着陆，如图所示。测得间的距离为40m，斜坡与水平方向的夹角为30°，试计算运动员在a处的速度大小和在空中飞行的时间。不计空气阻力，g取10。有兴趣的同学可以计算一下运动员在空中离坡面的最大距离。 15. 如图所示，半径为R=0.5m的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合。转台静止不转动时，将一质量为m=2kg、可视为质点的小物块放入陶罐内，小物块恰能静止于陶罐内壁的A点，且A点与陶罐球心O的连线与对称轴OO′成θ=37°角。重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则： （1）物块与陶罐内壁之间的动摩擦因数为多少？ （2）当转台绕转轴匀速转动时，若物块在陶罐中的A点与陶罐一起转动且所受的摩擦力恰好为0，则转台转动的角速度为多少？ （3）若转台转动的角速度为3rad/s，物块仍在陶罐中的A点随陶罐一起转动，则陶罐给物块的弹力和摩擦力大小为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一物理卷 一、单项选择题（本题共7 小题，每小题4分，共 28 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。） 1. 一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小，下图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】做曲线运动的物体所受的合力指向轨迹的凹向；因汽车由M向N行驶速度逐渐减小，可知合力F与速度方向夹角为钝角。 故选C。 2. 有两根长度不同的轻质细线下面分别悬挂小球a、b，细线上端固定在同一点，若两个小球绕同一竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，相对位置关系分别如图所示，则两个摆球在运动过程中，小球a的角速度比小球b的角速度大的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．设小球与悬挂点的竖直距离为h，绳子与竖直方向的夹角为θ，根据牛顿第二定律得 mgtanθ = mω2htanθ 解得 所以h越小，角速度越大，B正确，AC错误； D．由于a、b在同一根绳子上，属于同一旋转体，角速度相等，D错误。 故选B。 3. 第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长而曲折，牛顿在他们研究的基础上，得出了科学史上最伟大的定律之一——万有引力定律。下列有关万有引力定律的说法中正确的是（　　） A. 开普勒通过研究观测记录发现行星绕太阳运行的轨道是椭圆 B. 太阳与行星之间引力的规律并不适用于行星与它的卫星 C. 库仑利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值 D. 牛顿在发现万有引力定律的过程中没有利用牛顿第三定律的知识 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．根据开普勒第一定律可知，所有行星绕太阳的运动都是椭圆，故A正确； B．太阳与行星间的引力就是万有引力，万有引力适用于一切天体之间，故B错误； C．万有引力常量G是由卡文迪许在实验室中首次准确测量出来的，故C错误； D．在发现万有引力定律的过程中，牛顿应用了牛顿第三定律的规律，故D错误。 故选A。 4. 如图所示，一人以恒定速度通过光滑轻质定滑轮竖直向下拉绳使小车在水平面上运动，当运动到图示位置时，细绳与水平方向成角，则此时（　　） A. 小车运动的速度为 B. 小车运动的速度为 C. 小车在水平面上做匀速运动 D. 小车在水平面上做减速运动 【答案】B 【解析】 【详解】AB．将小车的速度分解成沿绳子方向的分速度，垂直于绳子方向的分速度，可知 解得 A错误，B正确； CD．根据 由于小车向左运动过程，保持不变，绳子与水平方向的夹角逐渐增大，可知逐渐减小，小车速度逐渐增大，故小车在水平面上做加速运动，CD错误； 故选B。 5. 如图所示，轻杆长3L，在杆两端分别固定质量均为m的球A和B，光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球B运动到最高点时，杆对球B恰好无作用力。忽略空气阻力，则球B在最高点时（　　） A. 速度为零 B. 球A的速度大小为 C. 水平转轴对杆的作用力为1.5mg D. 水平转轴对杆的作用力为2.5mg 【答案】C 【解析】 【详解】A．球B运动到最高点时，杆对球B恰好无作用力，即重力恰好提供向心力，有mg＝m 解得v＝，故A错误； B．由于A、B两球的角速度相等，由v＝ωr可知，球A的速度大小v′＝，故B错误； CD．球B运动到最高点时，对杆无弹力，此时球A所受重力和拉力的合力提供向心力，有F－mg＝m 解得F＝1.5mg，故C正确，D错误。 故选C。 6. 宇宙中大多数恒星系都是双星系统，如图所示，两颗远离其他星系的恒星A和B在相互之间的引力作用下绕O点做匀速圆周运动，且A星距离O点更近。轨道平面上的观测点P相对O点静止，观察发现每隔T时间，两颗恒星与O、P共线，已知引力常量为G，其中一颗恒星的质量为m，另一颗恒星的质量为3m，恒星的半径都远小于它们之间的距离。则以下说法正确的是（　　） A. A的质量为m B. 该双星系统的运动周期为T C. A、B相距的距离为 D. 在相同时间里，A、B两颗恒星与O点连线扫过的面积之比为 【答案】C 【解析】 【详解】B．观察发现每隔T时间，两颗恒星与O、P共线，该双星系统的运动周期为2T，故B错误； AC．根据万有引力提供向心力有 解得 ， 因此质量大的恒星半径较小，可知，A的质量为3m，又有 解得 故A错误，C正确； D．单位时间内恒星与O点连线扫过的面积 则相等时间内，A、B两颗恒星与O点连线扫过的面积之比为 故D错误。 故选C。 7. 某游戏转盘装置如图所示，游戏转盘水平放置且可绕转盘中心的转轴O1O2转动。转盘上放置两个物块A、B，物块A、B通过轻绳相连。开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使其角速度ω缓慢增大。整个过程中，物块A、B都相对于盘面静止，物块A、B到转轴的距离分别为r、2r，物块A的质量为3m，物块B的质量为m，与转盘间的动摩擦因数均为μ，接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 当时，物块B受到的摩擦力大小为μmg B. 当时，物块B受到的摩擦力逐渐减小 C. 当时，物块B不受摩擦力 D. 为了确保物块A、B都相对于转盘静止，转盘的角速度不能超过 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意，当时，由匀速圆周运动的向心力公式得 物块A所需要的向心力为 物块B所需要的向心力为 可见，此时物块B受到的静摩擦力大小为，故A错误。 B．当物块B达到最大静摩擦力时，则有 解得临界角速度 此时物块A所受静摩擦力，小于最大静摩擦力 随着角速度进一步增大，A所受摩擦力增大到最大值，此时对A、B分别有 ， 联立解得临界角速度 故当，即时，物块B受到的摩擦力不变，故B错误。 C．当物块B所受摩擦力减为0时，此时对A、B分别有 ， 解得 即当时，物块B不受摩擦力，故C正确。 D．结合上述分析可知，当角速度时，随角速度的增大物块B所受摩擦力反向，大小也逐渐增大，随后达到最大静摩擦力，此时对A、B分别有 ， 联立解得 显见，若角速度，两物块将滑离圆盘 为确保物块A、B都相对于转盘静止，转盘的角速度不能超过，故D错误。 故选C。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共 18 分。每个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。） 8. 如图所示，静止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】AD 【解析】 【详解】根据万有引力提供向心力，有 G＝m G＝m′ 则有 对于静止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 则有 故选AD。 9. 如图所示，长为L的悬线固定在O点，在O点正下方有一钉子C，OC距离为，把悬线另一端的小球m拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放，小球运动到悬点正下方时悬线碰到钉子，则小球的（　　） A. 线速度突然增大为原来的2倍 B. 角速度突然增大为原来的2倍 C. 向心加速度突然增大为原来的2倍 D. 悬线拉力突然增大为原来的2倍 【答案】BC 【解析】 【详解】A．悬线与钉子碰撞前后，线的拉力始终与球运动方向垂直，不改变小球线速度大小，故小球的线速度大小不变，故A错误； B．当半径减小时，由 知半径减小为原来的倍，变大，为原来的2倍，故B正确； C．由 知半径减小为原来的倍，a变大，a为原来的2倍，故C正确； D．在最低点 故碰到钉子后合力变为原来的2倍，悬线拉力变大，但不是原来的2倍，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，将一个小球以初速度从倾角为30°的足够长的斜面底端斜向上抛出，其初速度方向与水平面夹角为60°，不考虑空气阻力和浮力，且该地重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ） A. 小球运动过程中的最小速度为 B. 小球抛出时间后距离斜面最远 C. 小球抛出时间后距离斜面最远 D. 小球落至斜面上时的速度方向与斜面夹角为30° 【答案】AC 【解析】 【详解】A.小球斜抛运动至最高点时速度最小，最小值为 A项正确； BC.将小球的运动在沿斜面方向和垂直斜面方向分解，垂直斜面方向的初速度为 垂直斜面方向的加速度为 垂直斜面方向速度减小至0时小球距离斜面最远，经历的时间 B项错误，C项正确； D.小球落至斜面上时垂直斜面的速度大小仍为，沿斜面方向的速度为 小球落至斜面上时的速度方向与斜面夹角 解得 D项错误。 故选AC。 三、实验题（共2小题，共14分） 11. 某同学用如图甲所示装置做探究向心力大小与角速度大小关系的实验。水平直杆随竖直转轴一起转动，滑块套在水平直杆上，用细线将滑块与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细绳处于水平伸直状态，当滑块随水平直杆一起匀速转动时，拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。 （1）滑块和角速度传感器的总质量为20g，保持滑块到竖直转轴的距离不变，多次仅改变竖直转轴转动的快慢，测得多组力传感器的示数F及角速度传感器的示数，根据实验数据得到的图像如图乙所示，图像没有过坐标原点的原因是___________，滑块到竖直转轴的距离为___________m。（计算结果保留三位有效数字） （2）若去掉细线，仍保持滑块到竖直转轴的距离不变，则转轴转动的最大角速度为___________。 【答案】 ①. 水平杆不光滑 ②. 0.257 ③. 5 【解析】 【详解】（1）[1]若水平杆不光滑，则滑块转动过程中当角速度较小时只有静摩擦力提供向心力，随着角速度增大摩擦力逐渐增大，当摩擦力达到最大值时继续增大转速绳子开始出现拉力，则有 则有 图像不过坐标原点。 [2]由图像可知斜率为 解得 （2）[3]由图像可知，当时，，则转轴转动的最大角速度为 解得 12. 某同学利用如图甲所示的装置研究平抛运动的特点，让小球多次沿同一轨迹运动，并通过频闪相机拍摄小球做平抛运动中的位置。 (1)为了能较准确的描绘运动轨迹，下列说法正确的是___________（填选项前的字母）； A. 通过调节使斜槽的末端保持水平 B. 斜槽必须光滑 C. 每次必须在斜槽上的同一位置由静止释放小球 D. 小球运动时不应与木板上的白纸（或坐标纸）相接触 (2)如图乙是小球做平抛运动的频闪照片的一部分，图中每个小方格边长均为5cm，重力加速度g取10m/s2，则相机的频闪频率是___________Hz，小球做平抛运动的初速度___________m/s。 【答案】 ①. ACD ②. 10 ③. 2 【解析】 【详解】（1）[1]A．通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动，故A正确； B C．为了保证小球做平抛运动的初速度一样，所以小球应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑，斜槽可以不光滑，故C正确，B错误； D．实验要求小球滚下时不能碰到木板上的白纸，避免因摩擦而使运动轨迹改变，故D正确； 故选ABD。 （2）[2]竖直方向是自由落体运动， 根据 其中 解得, 相机的频闪频率是 f=10Hz [3] 小球做平抛运动的初速度 四、计算题（本题共3小题，共40分。作答时应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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 科学家计划在2025年将首批宇航员送往火星进行考察。一质量为m的物体，假设在火星两极宇航员用弹簧测力计测得的读数为，在火星赤道上宇航员用同一个弹簧测力计测得的读数为，通过天文观测测得火星的自转角速度为，引力常量为G，将火星看成是质量分布均匀的球体，求： （1）火星的半径R； （2）火星的密度； （3）火星的第一宇宙速度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）物体在火星两极处 在火星赤道上 联立得火星的半径为 （2）根据密度公式得，火星得密度为 联立得 （3）由万有引力提供向心力，对在火星表面匀速圆周运动的物体 解得，火星的第一宇宙速度为 14. 跳台滑雪是一种勇敢者的滑雪运动，运动员穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。现有某运动员从跳台a处沿水平方向飞出，在斜坡b处着陆，如图所示。测得间的距离为40m，斜坡与水平方向的夹角为30°，试计算运动员在a处的速度大小和在空中飞行的时间。不计空气阻力，g取10。有兴趣的同学可以计算一下运动员在空中离坡面的最大距离。 【答案】，2s， 【解析】 【详解】运动员从a处运动到b处，做平抛运动，根据平抛运动规律 解得 根据运动的合成与分解，当运动员的速度方向与坡面平行时，运动员离坡面最远，则 解得 根据正交分解法，将运动员的运动分解到垂直斜面向上方向和沿斜面向下方向的两个分运动，在沿斜面方向为匀加速直线运动，初速度 加速度 在垂直斜面面方向上，做匀减速直线运动，初速度 加速度 设最远距离为h，则 解得 15. 如图所示，半径为R=0.5m的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合。转台静止不转动时，将一质量为m=2kg、可视为质点的小物块放入陶罐内，小物块恰能静止于陶罐内壁的A点，且A点与陶罐球心O的连线与对称轴OO′成θ=37°角。重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则： （1）物块与陶罐内壁之间的动摩擦因数为多少？ （2）当转台绕转轴匀速转动时，若物块在陶罐中的A点与陶罐一起转动且所受的摩擦力恰好为0，则转台转动的角速度为多少？ （3）若转台转动的角速度为3rad/s，物块仍在陶罐中的A点随陶罐一起转动，则陶罐给物块的弹力和摩擦力大小为多少？ 【答案】（1）0.75；（2）；（3）， 【解析】 【分析】 【详解】（1）物块受力如图甲所示 由平衡条件得 、 且得 （2）物块受力如图乙所示 由圆周运动的条件得 圆周运动半径 得 （3）当转台的角速度为时，物块有向内滑的趋势，摩擦力向外，其受力并建立坐标系如图丙 x方向 y方向 得 、 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $