精品解析：天津市耀华中学2025-2026学年下学期高一期中学情调研物理学科试卷

天津市耀华中学2025-2026学年度第二学期期中学情调研 高一年级 物理学科 试卷 一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。） 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 经典力学只适用于微观、低速、弱引力场 B. 物体做曲线运动时，其所受合外力必须是变力 C. 当外力不足以提供物体做匀速圆周运动的向心力时，物体将做直线运动 D. 牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许利用扭秤实验测得万有引力常量 【答案】D 【解析】 【详解】A．经典力学适用于宏观、低速、弱引力场，而非微观，故A错误； B．物体做曲线运动时，合外力可以是恒力（如平抛运动中重力恒定），故B错误； C．当外力不足以提供向心力时，物体将做离心运动（轨迹仍为曲线，如半径增大的螺旋或抛物线），而非直线运动，故C错误； D．牛顿提出万有引力定律，卡文迪许通过扭秤实验测定了引力常量，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无滑动地转动起来。a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中（　　） A. 线速度大小之比为 B. 角速度大小之比为 C. 转速之比为 D. 周期之比为 【答案】A 【解析】 【详解】A轮、B轮靠摩擦传动，边缘上的点的线速度大小相等，故 根据 有 根据 有 根据 可得 B轮、C轮是同轴传动，角速度相等，故 同理，可得 ，， 联立，解得 ，，， 故选A。 3. 投壶是从先秦延续至清末的中国传统礼仪和宴饮游戏，如图，一名游戏者先后从同一位置（O点）射出两支完全相同的箭，一支箭以速度v1水平抛出，另一支箭以速度v2斜向上抛出，两支箭均落入壶中（P点）。不计空气阻力，忽略箭长、壶口大小等因素的影响，则（　　） A. 箭2在最高点的速度大于v1 B. 从O到P，箭1速度变化量较大 C. 从O到P，箭2重力做功较多 D. 从O到P，箭1重力做功的平均功率较大 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意可知，箭1做平抛运动，箭2做斜上抛运动，则二者水平方向分运动均为匀速直线运动，且箭2运动到最高点的速度即为其水平方向上的分速度；根据箭1及箭2的运动轨迹可知，二者水平方形位移相同，但箭2的运动时间较长，故箭2在水平方向上的速度较小，即箭2在最高点的速度小于v1，故A错误； B．结合前面分析可知，两支箭从O点到P点的速度变化量可以表示为：Δv=gt，又因为箭2的运动时间较长，则箭2的速度变化量更大，故B错误； C．抛出的两支箭在空中运动的竖直位移相同，重力相同，则重力做功相同，故C错误； D．根据，两支箭重力做功相同，箭1运动时间较短，则箭1重力做功的平均功率较大，故D正确。 故选D。 4. 如图所示为固定的半圆形竖直轨道，AB为水平直径，O为圆心，哪吒和敖丙在A点同时水平踢出两个毽子（可视为质点），初速度分别为，落在轨道上的C、D两点，OC、OD连线与竖直方向的夹角均为，忽略空气阻力，则（　　） A. 两个毽子不会同时落到轨道上 B. C. 两个毽子速度变化量方向不相同 D. 落在D点毽子的速度的反向延长线一定过O点 【答案】B 【解析】 【详解】A．由分析可知，两个毽子均为平抛运动，由几何关系，两毽子竖直方向的位移相等为 可得 则两个毽子会同时落到轨道上，A选项错误； B．由两毽子平抛运动水平方向位移为 可知，B选项正确； C．由平抛运动仅受重力，故加速度始终为竖直方向，速度变化量公式 可知速度变化量方向与加速度方向一致，故两个毽子速度变化量方向相同，C选项错误； D．由平抛运动推论，末速度的反向延长线与轴的交点为水平位移的中点，由几何关系可知O点不是水平位移中点，则落在D点毽子的速度的反向延长线一定不过O点，D选项错误。 故选B。 5. 某行星的半径为，卫星贴近其表面沿圆周绕行的周期为。该行星表面的水平面上有一倾角为的斜面，如图所示，小球从斜面上一点以水平初速度抛出，之后落回斜面。若小球仅受该行星的引力作用，则小球抛出后在空中运动的时间为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据 可得该行星表面的重力加速度 根据平抛运动的规律可知 解得，故选A。 6. 如图所示为发射同步卫星的三个轨道，轨道Ⅰ为近地轨道，轨道Ⅱ为转移轨道，轨道Ⅲ为同步轨道，P、Q分别是转移轨道的近地点和远地点。假设卫星在各轨道运行时质量不变，关于卫星在这三个轨道上的运动，下列说法正确的是（　　） A. 卫星在各个轨道上的运行速度一定都小于7.9km/s B. 卫星在轨道Ⅲ上Q点的运行速度小于在轨道Ⅱ上Q点的运行速度 C. 卫星在轨道Ⅱ上从P点运动到Q点的过程中，运行时间一定小于12h D. 卫星在轨道Ⅲ上Q点的运行加速度大于在轨道Ⅱ上Q点的运行加速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．卫星在近地轨道上的速度为7.9km/s，由近地轨道上的P点加速才能进入椭圆轨道，可知卫星在轨道Ⅱ上P点的速度大于7.9km/s，即各个轨道上的运行速度不一定都小于7.9km/s，A错误； B．卫星在轨道Ⅱ上Q点加速才能进入轨道Ⅲ，可知卫星在轨道Ⅲ上Q点的运行速度大于在轨道Ⅱ上Q点的运行速度，B错误； C．卫星在轨道Ⅲ上的运行周期为24h，根据开普勒第三定律，在轨道Ⅱ上的半长轴小于在轨道Ⅲ的运动半径，可知在轨道Ⅱ上的周期小于在轨道Ⅲ的运动周期，则卫星从P点运动到Q点的过程中，运行时间一定小于12h，C正确； D．根据可知，卫星在轨道Ⅲ上Q点的运行加速度等于在轨道Ⅱ上Q点的运行加速度，D错误。 故选C。 7. 由A、B组成的双星系统绕其连线上的O点做匀速圆周运动。A、B之间的距离为L，周期为T，轨道半径之比rA∶rB=3∶5，引力常量为G，下列判断正确的是（　　） A. A、B的线速度大小之比为vA∶vB=5∶3 B. A、B的质量之比为mA∶mB=3∶5 C. A、B的总质量为 D. A、B的总质量一定的情况下，L越大，T越小 【答案】C 【解析】 【详解】A．双星系统的核心特点是两星角速度相同、周期相同，向心力由相互的万有引力提供且大小相等。由线速度 因相同，故 故A错误； B．由向心力相等得 故 故B错误； C．对A： 对B： 两式相加且 化简整理得总质量 故C正确； D．由总质量公式变形得 总质量一定时，越大越大，故D错误； 故选C。 8. 如图甲所示，将质量为的物块A和质量为的物块B沿同一半径方向放在水平转盘上，两者用长为L的水平轻绳连接。物块与转盘间的最大静摩擦力均为各自重力的k倍，物块A与转轴的距离等于轻绳长度，整个装置能绕通过转盘中心的竖直轴转动。开始时，轻绳恰好伸直但无拉力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，绳中拉力与的关系如图乙所示，当超过时，物块A、B开始滑动。若图乙中的、及重力加速度g均为已知，下列说法正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由题图乙可知，当转盘角速度的二次方为时，A、B间的细绳开始出现拉力，可知此时B达到最大静摩擦力，故有 当转盘角速度的二次方为时，A达到最大静摩擦力，对A有 对B有 联立以上三式解得，， 故选C。 二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分；每小题都有多个选项正确，少选得3分，不选或错选得零分） 9. 如图所示，为地球赤道上的物体，为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，为地球静止卫星。下列关于做匀速圆周运动的说法中，正确的是（　　） A. 角速度的大小关系为 B. 线速度的大小关系为 C. 周期关系为 D. 向心加速度的大小关系为 【答案】AD 【解析】 【详解】ABC．对、，根据万有引力提供向心力有 解得，，， 因为的轨道半径大于，则，，， 对，角速度相等，即，根据知，；根据知，的半径大，则；根据知，的半径大，则，所以角速度的大小关系为，线速度大小关系为，周期的关系为，故A正确，BC错误； D．向心加速度的大小关系为，故正确。 故选AD。 10. 如图所示，摆球质量为，悬线的长为，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球运动过程中空气阻力的大小不变，重力加速度为，则下列说法正确的是（　　） A. 重力做功为 B. 绳的拉力做功为0 C. 空气阻力做功为 D. 外力做的总功为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．重力在整个运动过程中始终不变，所以重力做功为。故A错误； B.因为拉力在运动过程中始终与运动方向垂直，故拉力对小球不做功，即。故B正确； C.阻力所做的总功等于每个小弧段上所做功的代数和，即。故C错误； D．外力做的总功等于各个力做功的代数和，即，故D正确。 故选BD。 11. 探索火星的奥秘承载着人类征服宇宙的梦想。假设人类某次利用飞船探测火星的过程中，飞船只在万有引力的作用下贴着火星表面做圆周运动时，测得其绕行速度为v，绕行周期为T，已知万有引力常量为G，则（　　） A. 火星表面的重力加速度为 B. 火星的半径为 C. 火星的密度为 D. 火星的质量为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．由于飞船只在万有引力的作用下贴着火星表面做圆周运动，则火星表面的重力加速度等于飞船向心力加速度，即（R为火星半径） 因为 联立解得，故A错误； B．飞船在火星表面做匀速圆周运动，轨道半径等于火星的半径，根据 整理得，故B正确； CD．根据万有引力提供向心力，有 得火星的质量 根据密度公式得火星的密度，故CD正确。 故选BCD。 12. 月球探测器分别在月球极地和赤道用弹簧秤称量一质量为的物体，弹簧秤示数分别为和。已知月球的自转周期为，引力常量为，则月球的（　　） A. 质量为 B. 质量为 C. 密度为 D. 密度为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．极地：物体随月球自转不需要向心力，万有引力全部等于重力（弹簧秤示数），因此 赤道：万有引力一部分提供重力，一部分提供自转向心力，因此 联立有 整理得月球半径，月球质量 ，故A正确，B错误； CD．密度公式 ，代入化简，故C正确，D错误。 故选AC。 三、填空题（每空2分，共18分） 13. 某同学采用如图甲所示的实验装置研究平抛运动规律，实验装置放置在水平桌面上，底板上的标尺可以测得水平位移。 （1）以下是实验过程中的一些做法，其中不必要的是__________。 A. 安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B. 斜槽轨道必须光滑 C. 应选择质量较大，体积较小的小球 D. 每次小球应从同一高度由静止释放 （2）若某次实验时，小球抛出点距底板的高度为，水平位移为，重力加速度为，则小球的平抛初速度为__________（用、、表示）。 （3）如图乙所示，用一张印有小方格的纸记录轨迹，以点为坐标原点，取10m/s2，小方格的边长。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的、、、所示，则小球平抛的初速度__________m/s，小球抛出点的坐标为（__________，__________）。 【答案】（1）B （2） （3） ①. 2 ②. 10 ③. 18.75 【解析】 【小问1详解】 A．斜槽末端保持水平，才能保证小球抛出时初速度水平，做平抛运动，操作必要，故A错误； B．只要每次小球从同一高度由静止释放，即使斜槽不光滑，小球每次的初速度也相同，因此斜槽不需要光滑，该操作不必要，故B正确； C．选择质量大、体积小的小球可以减小空气阻力的影响，操作必要，故C错误； D．每次同一高度静止释放，保证小球初速度一致，操作必要，故D错误。 故选B。 【小问2详解】 平抛运动竖直方向做自由落体运动，由 得运动时间 水平方向做匀速直线运动 代入得初速度 【小问3详解】 [1] 由图可知，相邻两点水平位移，竖直方向相邻相等时间内位移差 根据匀变速直线运动规律 代入得时间间隔  水平匀速，因此初速度  [2][3]b点竖直方向的速度为 抛出点到b点的高度为 抛出点到b点的水平位移为 结合图像可得抛出点坐标为 14. 我国在2022年建成中国空间站，其绕地球的运动可视为匀速圆周运动。若空间站距地球表面高度为，地球半径为，地面的重力加速度为，则空间站绕地球运动的线速度__________，向心加速度是__________。地球的第一宇宙速度是__________。 【答案】 ①. ②. ③. 【解析】 【详解】[1]对地面附近质量为的物体，重力近似等于万有引力  空间站轨道半径，万有引力提供向心力 整理得空间站绕地球运动的线速度 [2]由万有引力提供向心力 得向心加速度 [3]第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，轨道半径，同理得 解得地球的第一宇宙速度​ 15. 2011年我国发射的“嫦娥二号”首次从绕月轨道飞向日地延长线上的拉格朗日点，在该点，“嫦娥二号”在地球和太阳共同引力作用下和地球一起同步绕太阳做圆周运动。已知太阳和地球的质量分别为和，日地距离为。引力常量为。“嫦娥二号”在拉格朗日点绕太阳做圆周运动的角速度为__________。 【答案】 【解析】 【详解】由题意可知，“嫦娥二号”在点与地球同步绕太阳做圆周运动，因此二者角速度相等。 太阳对地球的万有引力提供地球圆周运动的向心力（“嫦娥二号”对地球的引力相比太阳对地球引力可忽略） 整理可得角速度  所以“嫦娥二号”在拉格朗日点绕太阳做圆周运动的角速度也为 四、解答题（共2小题，16题14分，17题16分） 16. 如图所示，质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点。当轻杆绕轴以某一角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，a绳与水平方向成角，b绳沿水平方向且长为L，重力加速度为g。求： （1）当轻杆绕轴角速度时，b绳保持水平且拉力刚好为零。 （2）当角速度时，求a绳的拉力和b绳的拉力分别是多少？ 【答案】（1） （2）， 【解析】 【小问1详解】 小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，由水平方向上的合力提供向心力，当b绳拉力为零时，有 解得 【小问2详解】 可知当角速度时，此时b绳有拉力，故， 解得， 17. 如图甲所示，一个质量为的足球静止在圆形水泥管道最低点，一小学生以一定的水平速度将球踢出，足球沿管道内壁在同一个竖直面内运动，第一次通过管道最高点后又转了不到一圈，从某一位置脱离管道，如图乙，球恰好掉入小学生的背包里（背包口正好在管道圆心处）。已知管道半径为，重力加速度为，不计空气阻力，足球可以看作质点。 （1）若足球第一次经过管道最高点时的速度大小，求此时管道对足球的弹力大小； （2）如图丙，设管道的圆心为，足球脱离管道的位置为，连线与水平方向夹角为，求夹角的正切值； （3）求足球脱离管道时的速度的大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 足球第一次经过管道最高点时，由牛顿第二定律，有 此时管道对足球的弹力大小 【小问2详解】 如图所示 设足球在A处脱离管道，之后做斜抛运动经过圆心O处，设A处足球速度大小为v，由牛顿第二定律有 设斜抛运动时间为t，将加速度沿半径方向和垂直半径方向分解，沿AO方向，有 垂直AO方向，有 联立解得 【小问3详解】 由上式，，足球脱离管道时有 足球脱离管道时的速度 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 天津市耀华中学2025-2026学年度第二学期期中学情调研 高一年级 物理学科 试卷 一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。） 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 经典力学只适用于微观、低速、弱引力场 B. 物体做曲线运动时，其所受合外力必须是变力 C. 当外力不足以提供物体做匀速圆周运动的向心力时，物体将做直线运动 D. 牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许利用扭秤实验测得万有引力常量 2. 如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无滑动地转动起来。a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中（　　） A. 线速度大小之比为 B. 角速度大小之比为 C. 转速之比为 D. 周期之比为 3. 投壶是从先秦延续至清末的中国传统礼仪和宴饮游戏，如图，一名游戏者先后从同一位置（O点）射出两支完全相同的箭，一支箭以速度v1水平抛出，另一支箭以速度v2斜向上抛出，两支箭均落入壶中（P点）。不计空气阻力，忽略箭长、壶口大小等因素的影响，则（　　） A. 箭2在最高点的速度大于v1 B. 从O到P，箭1速度变化量较大 C. 从O到P，箭2重力做功较多 D. 从O到P，箭1重力做功的平均功率较大 4. 如图所示为固定的半圆形竖直轨道，AB为水平直径，O为圆心，哪吒和敖丙在A点同时水平踢出两个毽子（可视为质点），初速度分别为，落在轨道上的C、D两点，OC、OD连线与竖直方向的夹角均为，忽略空气阻力，则（　　） A. 两个毽子不会同时落到轨道上 B. C. 两个毽子速度变化量方向不相同 D. 落在D点毽子的速度的反向延长线一定过O点 5. 某行星的半径为，卫星贴近其表面沿圆周绕行的周期为。该行星表面的水平面上有一倾角为的斜面，如图所示，小球从斜面上一点以水平初速度抛出，之后落回斜面。若小球仅受该行星的引力作用，则小球抛出后在空中运动的时间为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示为发射同步卫星的三个轨道，轨道Ⅰ为近地轨道，轨道Ⅱ为转移轨道，轨道Ⅲ为同步轨道，P、Q分别是转移轨道的近地点和远地点。假设卫星在各轨道运行时质量不变，关于卫星在这三个轨道上的运动，下列说法正确的是（　　） A. 卫星在各个轨道上的运行速度一定都小于7.9km/s B. 卫星在轨道Ⅲ上Q点的运行速度小于在轨道Ⅱ上Q点的运行速度 C. 卫星在轨道Ⅱ上从P点运动到Q点的过程中，运行时间一定小于12h D. 卫星在轨道Ⅲ上Q点的运行加速度大于在轨道Ⅱ上Q点的运行加速度 7. 由A、B组成的双星系统绕其连线上的O点做匀速圆周运动。A、B之间的距离为L，周期为T，轨道半径之比rA∶rB=3∶5，引力常量为G，下列判断正确的是（　　） A. A、B的线速度大小之比为vA∶vB=5∶3 B. A、B的质量之比为mA∶mB=3∶5 C. A、B的总质量为 D. A、B的总质量一定的情况下，L越大，T越小 8. 如图甲所示，将质量为的物块A和质量为的物块B沿同一半径方向放在水平转盘上，两者用长为L的水平轻绳连接。物块与转盘间的最大静摩擦力均为各自重力的k倍，物块A与转轴的距离等于轻绳长度，整个装置能绕通过转盘中心的竖直轴转动。开始时，轻绳恰好伸直但无拉力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，绳中拉力与的关系如图乙所示，当超过时，物块A、B开始滑动。若图乙中的、及重力加速度g均为已知，下列说法正确的是（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分；每小题都有多个选项正确，少选得3分，不选或错选得零分） 9. 如图所示，为地球赤道上的物体，为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，为地球静止卫星。下列关于做匀速圆周运动的说法中，正确的是（　　） A. 角速度的大小关系为 B. 线速度的大小关系为 C. 周期关系为 D. 向心加速度的大小关系为 10. 如图所示，摆球质量为，悬线的长为，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球运动过程中空气阻力的大小不变，重力加速度为，则下列说法正确的是（　　） A. 重力做功为 B. 绳的拉力做功为0 C. 空气阻力做功为 D. 外力做的总功为 11. 探索火星的奥秘承载着人类征服宇宙的梦想。假设人类某次利用飞船探测火星的过程中，飞船只在万有引力的作用下贴着火星表面做圆周运动时，测得其绕行速度为v，绕行周期为T，已知万有引力常量为G，则（　　） A. 火星表面的重力加速度为 B. 火星的半径为 C. 火星的密度为 D. 火星的质量为 12. 月球探测器分别在月球极地和赤道用弹簧秤称量一质量为的物体，弹簧秤示数分别为和。已知月球的自转周期为，引力常量为，则月球的（　　） A. 质量为 B. 质量为 C. 密度为 D. 密度为 三、填空题（每空2分，共18分） 13. 某同学采用如图甲所示的实验装置研究平抛运动规律，实验装置放置在水平桌面上，底板上的标尺可以测得水平位移。 （1）以下是实验过程中的一些做法，其中不必要的是__________。 A. 安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B. 斜槽轨道必须光滑 C. 应选择质量较大，体积较小的小球 D. 每次小球应从同一高度由静止释放 （2）若某次实验时，小球抛出点距底板的高度为，水平位移为，重力加速度为，则小球的平抛初速度为__________（用、、表示）。 （3）如图乙所示，用一张印有小方格的纸记录轨迹，以点为坐标原点，取10m/s2，小方格的边长。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的、、、所示，则小球平抛的初速度__________m/s，小球抛出点的坐标为（__________，__________）。 14. 我国在2022年建成中国空间站，其绕地球的运动可视为匀速圆周运动。若空间站距地球表面高度为，地球半径为，地面的重力加速度为，则空间站绕地球运动的线速度__________，向心加速度是__________。地球的第一宇宙速度是__________。 15. 2011年我国发射的“嫦娥二号”首次从绕月轨道飞向日地延长线上的拉格朗日点，在该点，“嫦娥二号”在地球和太阳共同引力作用下和地球一起同步绕太阳做圆周运动。已知太阳和地球的质量分别为和，日地距离为。引力常量为。“嫦娥二号”在拉格朗日点绕太阳做圆周运动的角速度为__________。 四、解答题（共2小题，16题14分，17题16分） 16. 如图所示，质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点。当轻杆绕轴以某一角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，a绳与水平方向成角，b绳沿水平方向且长为L，重力加速度为g。求： （1）当轻杆绕轴角速度时，b绳保持水平且拉力刚好为零。 （2）当角速度时，求a绳的拉力和b绳的拉力分别是多少？ 17. 如图甲所示，一个质量为的足球静止在圆形水泥管道最低点，一小学生以一定的水平速度将球踢出，足球沿管道内壁在同一个竖直面内运动，第一次通过管道最高点后又转了不到一圈，从某一位置脱离管道，如图乙，球恰好掉入小学生的背包里（背包口正好在管道圆心处）。已知管道半径为，重力加速度为，不计空气阻力，足球可以看作质点。 （1）若足球第一次经过管道最高点时的速度大小，求此时管道对足球的弹力大小； （2）如图丙，设管道的圆心为，足球脱离管道的位置为，连线与水平方向夹角为，求夹角的正切值； （3）求足球脱离管道时的速度的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $