湖南长沙市第一中学2025-2026学年高一下学期5月期中物理试题

**基本信息** 高一物理期中卷以火星采样返回、抛秧运动等真实情境为载体，融合天体运动、机械能守恒等核心知识，通过模型建构与科学推理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| |----|-----------|----------|----------| |单项选择|7/28|天体运动历程、机械能守恒条件、火星卫星运动|以火星卫星比较为情境，考查运动与相互作用观念| |多项选择|3/15|行星冲日（开普勒定律）、匀速圆周运动机械能|结合木星冲日现象，体现科学态度与社会责任| |非选择题|5/57|向心力实验、机械能守恒验证、传送带热量计算|15题传送带热量图像分析，融合科学探究与模型建构|

高一物理期中参考答案 一、单项选择题（本大题共7个小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的选项中只有一个选项特合题意） 题号 1 2 3 4 56 答案 A B D C 3.D【解析】火星静止卫星的角速度等于火星自转角速度，则知a与c的角速废大小相等，即仙=似：根据=r,因卫 星c的轨道半径大于火星的半径，可知巴。<，根据a=r,因卫星c的轨道半径大于火星的半径，可知d<a,对于 卫星6与，根据万有引力银供向心力得G=加号=心=心，可得=√。-√俨a-以，国卫显6的 轨道半径小于卫星c的轨道半径，则>m,>w,a>a,由上分析可知，三者的线速度大小关系为，<u.<%,角 速度大小关系为>=，根据T=2红，周期大小关系为T=T,>T,向心加速度大小关系为a,<a,<。 4B【解析们选山丘底端为率势能面，南我态的重力势能为品=音m·壹血60-得。 2”gL,毛毛虫头部越过山顶刚到 达山丘底瑞时的重力费虎为区。-号mg~音血60得%e红共重力劳能的走化量为△S=E&一五=哥gl- 得mgL=得mgL.故选B. 5.A【解析重力瞬时功率为P=g乙：由于秩苗A从最高点到P,点的高度较大，所用时间较多，即秧苗A通过P点 的竖直分速度较大，叉秧苗质量相等，所以在P点时，秧苗A的重力功率大于秧苗B的重力功率，故A正确；秧苗在 最低点，由牛领第二定律可得下一mg=m号，可知手对秩苗的作用力大于秧苗的重力，故B错误；依题毫，影手处0 与P竖直距离一定，秧苗A竖直方向是竖直上抛运动，秧苗B是自由落体运动，所以秧苗B用时短，先经过P点，故 C错误；O与P水平距离一定，根据x=,t,由于秧苗B用时短，所以秧苗B初速度的水平分量一定大于秧苗A的初 速度的水平分量，故D蜡误。 6.D【解析】由图可知，汽车的额定功率P=F0=4X103X20W=8X10W,故A错误；当汽车速度为m=20m/s时， 由平衡条件可得Fm=F=4X10N,汽车刚启动时所受牵引力为F=8X103N,由牛顿第二定律可得汽车做匀加速 直线运动的加滤度为a=F五=2m/仔，放B蜡误汽车匀加速运动过程中的最大速度)=吕-欲品ms= 卫_8X10 m 10m/s,故C错误汽车微匀加速直线运动的时间为1==5s,故D正项。 7.C【解析】在物块随转台由静止开始缓授加速转动的过程中，物块要受到沿圆孤切战方向的摩擦力的分力使物块加 速，故A错误；转台由静止加速时，静摩擦力提供向心力，且逐渐增大，当静摩擦力达到最大时，绳中刚要出现拉力， 此时最大静摩擦力提供向心力，有mg=L血6，解得w广√品。根据0=lsi血0，解得W= ug t2 ongLsin0,故B g 错误，当转台对物块支持力为零时，由牛顿第二定律得Tsin0=m Lsin8,Tos0=mg,联立解得w一√Lo0s0:根据 =L血6，W=之，解得四=忍，故C正确，设法使物体的角速度增大到w√2品>高故 3g g 体巳脱离转台，此时央角为a则有mgtan a=mw2r,△E,=mgh=mg(Lcos&Lcosa), 解得△5=mgL·(a0s-号cas》=宁mglo9,则物换机城能增量为△，十△品=孤放D错误。 2 二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项特合题目要求。全部选对 的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 题号 8 9 10 答案 AD BD AC 9,D【解折们各地外行里质亚未如，故不能荆定各行星所受引力大小，A错灵：由开誉物第三宠律工=（侵）广。二 1的年，B正确：冲日时间间隔为刷片齐-1，得产云=（叶）江，T,总大，则：地小，由 开普勒第三定律知海王星周期最大，故海王星的冲日时间间隔最短，C错误；由上分析可知木星冲日时间间隔为t= 产不R11D流 5.2w5,2-1 10.AC【解析]小球P运动到圆苏最低，点B的过程中，细线的拉力对小球P做正功，小球P的机械能增加，故A正确； 小球P运动到圆环最低，点B的过程中，细线的拉力对小球Q做负功，小球Q的机械能减少，故B错误；画出小球P 下滑到B点时小球P、Q的运动状态如图所示，假设此时小球Q运动到N点，过B点作BM垂直EN交于M点，此 时小球P的速度为中，且与绳的夹角为a;小球Q的速度为，且与绳的夹角为B,小球Q下落到N点的竖直距离 为△L。报据几何关系可得c0sa=,又BM=0B=-0.6m,解得cas6=0.6,甲。=53， 又在直角三角形NMB中有90°=a十B,解得=37°， D 根据几何关系可得Lsin53°+R=EQ十△L 义在直角三角形AEQ中有EQ=√L2-(d+R)7=√1-(0.6十0.2)7m=0.6m 联立解得△L=0.4m,将小球P、Q的速度沿绳和垂直绳方向分解，根据沿绳方向速度大 小处处相年，则有60s。=800sg,解得= 4 根据系统机械能守恒有mgR十mg△L=号m mf+合m6,解得w-=8n/故C正确，若 小球P运动到圆环最低点B时，绳子突然断裂，假设小球P恰能做一个完整的圆周运动， 则小球P在最高，成D点时最小造度为0，小球P从B点到D点，根据城能守恒有mg·2R=弓m喝，联立解得水 球P在B点时的最小造度为g=2√=2W2m/S>=8m/s,故小球P不能绕圆环做完誉的圆周运动，故D 5 错误。 三、非选择题（本题共5小题，共57分） 1.分z&e分)(2品2分)器 3分) 12g分a2402分)ea.576e分a58e分(80±a别 13.(10分)【解析】(1)雪块从屋项上的0点由静止开始下滑到A点的过程中， 由动能定理有mg红sin=号md-0。 (3分) 解得=5m/…(2分) (2)雪块离开A点的水平分速度大小为口.=6os日… (1分) 雪块离开A点的竖直分速度大小为，=%$in0… …(1分) 高一物理参考答案(Q)一2 雪块离开A点后下落的高度乃=以十号r 0……40 (1分) 雪块落地，点与A,点的水平距离s=0t (1分) 解得S=1.6m… (1分) 14.(14分)【解析】(1)物体从A点到B点过程，根据机械能守恒可得：E,=m喝 …(2分) ∯得Bj=号%gR… (1分) (②)若到达C点时物对轨道的压力为mg,则2mg=m装 …(2分) 对物体，BC过程由动能定理有一2mgR+W。=宁m6一受m ……（2分) 可得Wa=合m呢-2m喝+2mgR=一 2mgR (1分) (3)在脱离点P有mgcos日- R (2分) 从B到P的过程有一mgR1十cos》=分ma6-子m (2分) 联立可得0s= 、2 (1分) 故物块脱离导轨时距高水平面的高度方=R(1十60s》=哥R (1分) 15.(17分)【解析】(1)设物块到达圆孤轨道最低，点的遠度为，物块由静止滑至圆孤轨道底端机械能守恒，所以 mgR-mi …(2分) 在圆弧轨道最低点，由牛领第二定律有F一g= R (2分) 由牛频第三定律得，物块对轨道的压力FN'=FN 由以上各式解得F=30N,0=3m/S…(们分) (2)如图所示，设物块下滑至图中位置时的速度为6，此时物块与轨道圆心连线与水平方向夹角为， 物块下降的高度h=Rsin日 由机械能守恒有mgRsin0=乞m话 (2分) 重力的瞬时功率P=mg%c0s日… (2分) 所以P=mg·√2 gRsin0·os日=mg·√2 gRsin6os20 当如一得时，面力的碎时功年最大 4 (1分) 因此物块下降的高度=3 20m (1分) (3)若滑块在传送带上一直加速，由动能定理得mgL=宁m话-合m解得=4m/。 1.若⊙4m/s,滑块在传递带上一直做匀加速运动，对滑块有g=ma,有=十a叫 滑块和传送带的相对位移为△=吨一乞（十）西 1 滑块与传送带间因摩擦而产生的热量为Q=umg△ 高一物理参考答案(Q)一3 解得：Q=m(一)。一子m话+号m 当v=4m/s时，Q=0.5J i.若3m/s≤<4m/s,=y十at 滑块和传送带的相对位移为△=晒一号（十） 滑决与传送带间因摩擦而产生的热量为Q=mg△x 解得：=合m-m叶号md 当=3m/s时，Q=0 若滑块在传送带上一直减速，由动能定理得一mgL=分m-含m:解得%一Em/s m.若2m/s<<3m/s,v=4一at 滑块和传送带的相对位移为△=号（十）A一西 滑块与传送带间因摩擦而产生的热量为Q=mg△ 解得：Q=子m-mm叶号md IM.若≤√2m/s,%=h一at 滑块和传送带的相对位移为△虹一（十话一以， 滑块与传送带间因摩擦而产生的热量为Q,=g△x 解得：Q=mf-子m话-(a-s为 当w=√2m/s时，Q4=(5.5-32)J 当=0时，滑块与传送带间因摩擦而产生的热量为Q=omgL=3.5J Q-⑦图像为 Q小9 3:5 …(6分) 5.5-3 0.S 034 tm·s 高一物理期中 命题人：周丽芳 审题人：敬超、肖战生、命题研究中心 时量：75分钟 满分:100分 一、单项选择题(本大题共7个小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的选项中只有一个选项符合题意) 1.在人类文明的长河中，对天体运动的探索始终是一个闪耀着智慧光芒的重要篇章，下列关于这一探索历程的说法中正确的是 A.哥白尼提出了地心说，认为地球静止在宇宙的中心 B.牛顿在前人的基础上，提出了万有引力定律 C.开普勒通过扭秤实验测量出了引力常量 D.天王星是先通过理论计算，后经过实际观测发现的行星，因此被称为“笔尖下发现的行星” 2.关于机械能守恒的叙述，下列说法正确的是 A.做匀速直线运动的物体机械能不一定守恒 B.做变速直线运动的物体机械能一定不守恒 C.合外力为零时，机械能一定守恒 D.只有重力对物体做功，物体的机械能不一定守恒 3.我国将在2030年前后实施火星采样返回。若a为火星表面赤道上的物体，b为轨道在火星赤道平面内的近火星表面卫星(轨道半径近似等于火星半径)，c为在火星赤道上空的火星同步静止卫星，b、c两卫星的绕行方向相同。下列说法正确的是 A. a、b、c的线速度大小关系为 B. a、b、c的角速度大小关系为 C. a、b、c的周期大小关系为 D. a、b、c的向心加速度大小关系为 4.如图是可爱的毛毛虫外出觅食的示意图，缓慢经过一边长为 L 的等边三角形山丘，已知其身长为3L，总质量为m，重力加速度为g，如图其头部刚到达最高点，假设毛毛虫能一直贴着山丘前行，则从其头部刚到山顶到头部刚到山丘底端的过程中毛毛虫的重力势能变化量为 A. B. C. D. 5.抛秧是一种水稻种植方法。如图甲所示，在抛秧时，人们将育好的水稻秧苗大把抓起，然后向空中用力抛出，使秧苗分散着落入田间。这种种植方式相对传统插秧更省时省力。某同学研究抛秧的运动时，将秧苗的运动简化为以肩关节为圆心，臂长为半径的圆周运动，忽略空气阻力，如图乙所示。秧苗离手瞬间，通过手指改变秧苗的运动速度，A、B两秧苗(质量相等)在同一位置O点离开手后做不同的抛体运动，其轨迹在空中交于 P 点。下列说法正确的是 A.在 P 点时，秧苗A的重力功率大于秧苗B的重力功率 B.秧苗在最低点 C处，手对秧苗的作用力等于秧苗的重力 C.秧苗A先经过 P点 D.秧苗B初速度水平分量一定小于秧苗A初速度水平分量 6.汽车以恒定加速度启动后，最终以额定功率在平直公路上行驶。汽车所受牵引力与速度倒数的关系如图所示，已知汽车的质量为m=2×10³kg，汽车运动过程中所受阻力恒定，下列说法正确的是 A.汽车的额定功率为160 kW B.汽车做匀加速直线运动的加速度为 C.汽车匀加速过程中能达到的最大速度为15 m/s D.汽车做匀加速直线运动的时间为5s 7.如图所示，水平转台上有一个质量为m的物块，用长为L的细绳将物块连接在转轴上，细线与竖直转轴的夹角为θ，此时细绳刚好拉直绳中张力为零，物块与转台间动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，物块随转台由静止开始缓慢加速转动，下列说法正确的是 A.物块离开转台之前所受摩擦力的方向始终指向转轴 B.至绳中出现拉力时，转台对物块做的功为μmgLsinθ C.至转台对物块支持力为零时，转台对物块做的功为 D.设法使物块的角速度增大到 时，物块机械能增量为 二、多项选择题(本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 8.乘坐摩天轮观光是广大青少年喜爱的一种户外活动，如图所示为长沙世界之窗内的摩天轮。现有某同学乘坐摩天轮随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是 A.摩天轮转动过程中，该同学的动能保持不变 B.摩天轮转动过程中，该同学的重力势能一直增加 C.摩天轮转动过程中，该同学的机械能守恒 D.摩天轮转动过程中，该同学受到的合力在不断变化 9.太阳系各行星几乎在同一水平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行至某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。最近的一次木星冲日现象发生在北京时间2026年1月10日。已知地球和各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示。地球公转轨道半径在天文学上常用来作为长度单位，叫作天文单位，符号“AU”，即1 AU=1天文单位。根据以上信息分析下列选项，其中说法正确的是 行星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 轨道半径R/AU 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30 A.各地外行星中火星受太阳引力最大 B.木星公转周期超过11年 C.各地外行星中海王星两次冲日的时间间隔最长 D.2027年会再次出现木星冲日现象 10.如图所示，质量均为1kg的两个小球 P、Q分别套在固定于同一竖直面的圆环和杆上，两小球间用长为L=1m不可伸长的轻绳连接，圆环圆心O到杆的垂直距离为0.6m，圆环的半径R=0.2m，不计一切摩擦，重力加速度 g 取 10 m/s²，小球 P 从图示位置由静止释放，则下列说法正确的是 A.小球 P 运动到圆环最低点 B 的过程中，小球 P的机械能增加 B.小球 P 运动到圆环最低点 B 的过程中，小球Q的机械能守恒 C.小球 P运动到圆环最低点 B 时速度太小为 D.若小球P运动到圆环最低点 B 时，绳子突然断裂，则小球P可以绕圆环做完整的圆周运动 三、非选择题(本题共5 小题，共57分) 11.(7分)如图是某同学探究向心力与角速度关系的实验装置图。竖直转轴固定在电动机转轴上(未画出)，光滑水平直杆固定在转轴上，能随转轴一起转动。一套在水平直杆上的物块与固定在转轴上的力传感器用细线连接，细线水平伸直，当物块随水平直杆匀速转动时，细线拉力 F的大小可由力传感器测得。遮光杆的宽度为d，到转轴的距离固定为L，遮光杆经过光电门所用时间为△t(挡光时间)，物块与竖直转轴间的距离可调。 (1)某次实验测得遮光杆的挡光时间为△t₀，则物块的角速度ω= (用△t₀、d和L 表示)。 (2)若保持物块到竖直转轴的中心距离为S不变，改变转速测得多组F、△t数据，以F为纵坐标，以 (选填 或 为横坐标，可得图像为一条倾斜的直线；若测得图像的斜率为k，则物块的质量为 (用S、d、L和k 表示)。 12.(9分)用如图甲所示的实验装置验证重锤m₁、m₂ 组成的系统机械能守恒。m₁、m₂用细线相连，让m₂ 从某高处由静止开始下落，打点计时器在m₁ 连接的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证系统的机械能是否守恒。图乙是实验中获取的一条纸带，0是打出的第一个点迹，每相邻两计数点间还有4个点未标出，已知电源的频率为 50 Hz,m1=50g,m2=150g。 则： (1)在纸带上打下计数点 5时的速度大小 (结果保留3位有效数字) (2)从计数点 O 到计数点 5 的运动过程中，系统动能的增加量 J，系统重力势能的减少量 若求得的△Eₖ 与△Ep在误差允许的范围内近似相等，则可验证系统的机械能守恒；(取 结果均保留3位有效数字) (3)m₂下降高度h时的速度为v，作出 的图像如图丙所示，已知图像斜率为k，则根据图像可求得当地的重力加速度 。(用m₁、m₂和k表示) 13.(10分)如图，一雪块从倾角的屋顶上的O点由静止开始下滑，滑到A点后离开屋顶。O、A间距离：x=3.125m,A 点距地面的高度h=2m,雪块与屋顶的动摩擦因数 不计空气阻力，雪块质量不变，取 重力加速度大小 求： (1)雪块从 A 点离开屋顶时的速度大小v； (2)雪块落地点与A点的水平距离。 14.(14分)如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点平滑相接，导轨半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A 点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，它经过B点的速度为 ，之后沿半圆形导轨运动。重力加速度为g。 (1)求弹簧压缩至 A 点时的弹性势能； (2)若到达C点时物体对轨道的压力大小为 mg，求物体沿半圆形导轨运动过程中阻力所做的功； (3)将弹簧重新压缩后释放，使物块经过 B点的速度 若竖直面内的半圆形导轨光滑，求物块脱离导轨时距离水平面AB的高度。 15.(17分)如图所示，半径为 R=0.45m的四分之一光滑圆弧轨道固定在竖直面内，轨道底端切线水平且与长度为L=1m的水平传送带左端平滑相接。质量为m=1kg的物块(可视为质点)从轨道顶端由静止开始下滑。已知物块与传送带间的动摩擦因数 ，物块与传送带间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，重力加速度大小g取10m/s²。求: (1)物块运动至圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小； (2)物块在圆弧轨道下滑过程中，重力的功率最大时物块下降的高度； (3)若传送带以恒定速率v顺时针转动，物块从滑上传送带到离开传送带过程中因摩擦产生的热量为Q，以Q为纵坐标，v为横坐标，作出热量Q随速率v变化的图像(不需要解答过程，但需要将有关临界值标出)。 学科网（北京）股份有限公司 $