河南南阳市方城县第一高级中学2025-2026学年高一下学期期中物理学科模拟考试（三）

**基本信息** 以黑洞、火星探测等科技前沿情境为载体，通过曲线运动、万有引力等核心知识的综合应用，考查科学思维与模型建构能力，实验题注重探究过程，解答题体现真实问题解决。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|曲线运动、万有引力、圆周运动|第5题结合黑洞第一宇宙速度，考查科学推理| |多选题|2/18|万有引力定律发现史、圆周运动规律|第9题追溯定律发现过程，培养科学态度| |实验题|2/17|平抛运动、向心力|第12题用控制变量法探究ω与F关系，落实科学探究| |解答题|3/37|天体运动、圆周运动综合|第13题以火星探测为情境，计算密度与第一宇宙速度，体现模型建构|

2026年春期高一年级期中模拟考试（三） 物理学科 一、单选题（每小题4分，共28分） 1．关于曲线运动，下列说法正确的是（　　） A．曲线运动一定是变速运动 B．物体在恒力作用下，一定不能做曲线运动 C．物体做曲线运动时，其加速度方向与速度方向可能共线 D．物体做曲线运动时，所受外力一定是变力 2．已知质量分布均匀的球壳对内部物体产生的万有引力为0。对于某质量分布均匀的星球，在距离星球表面不同高度或不同深度处重力加速度大小是不同的，若用x表示某位置到该星球球心的距离，用g表示该位置处的重力加速度大小，忽略星球自转，下列关于g与x的关系图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 3．如图为自行车传动装置的简化图，大齿轮、小齿轮、后轮三个轮的半径之比为3∶1∶10，小齿轮半径为4cm。若取π＝3，当自行车前进速度为3m/s时，大齿轮的转速为（　　） A．10r/min B．25r/min C．30r/min D．50r/min 4．如图是关于地球表面发射卫星时的三种宇宙速度的示意图，椭圆轨道为某卫星的运动轨道，下列说法正确的是（　　） A．此卫星的发射速度大于第一宇宙速度 B．此卫星在远地点的速度大于第一宇宙速度 C．若想让卫星进入月球轨道，发射速度需大于第二宇宙速度 D．若想让卫星进入太阳轨道，发射速度需大于第三宇宙速度 5．黑洞是一种密度极大、引力极大的天体，以至于光都无法逃逸。在我们的银河系中，天文学家发现了一个天体正在被拖入星系中心的黑洞，黑洞吞噬星系的情景如图所示，假设该黑洞的质量为M，第一宇宙速度为光速的倍，引力常量为G，光速为c。下列说法正确的是 A．该黑洞的半径为 B．该黑洞的半径为 C．该黑洞的密度为 D．该黑洞的密度为 6．如图所示，斜坡ABC的坡面AB倾角为53°，坡面BC倾角为37°，在坡底将小球以一定的初速度斜向上抛出，小球恰好沿水平方向贴着坡顶飞过，并落在坡面BC上，小球从运动到的时间为，从点运动到坡面BC上所用时间为。不计小球的大小及空气阻力，已知，则等于（　　） A． B． C． D． 7．如图甲所示，带有一白点的黑色圆盘，绕过其中心且垂直于盘面的轴沿顺时针方向匀速转动，转速为10r/s。现用频闪相机对其拍照，连续两次拍摄的照片如图乙、丙所示，若测得图乙、丙中白点与圆心的连线之间的夹角为120°，则频闪相机的频闪频率可能是（　　） A．7.5Hz B．15Hz C．22.5Hz D．35Hz 8．如图所示，质点a、b在同一平面内绕质点c沿逆时针方向做匀速圆周运动，它们的周期之比（，为正整数）。从a，b相距最近开始，在b运动一周的过程中（　　） A．a、b距离最近的次数为次 B．a、b距离最近的次数为次 C．a、b、c共线的次数为次 D．a、b、c共线的次数为次 二、多选题（每小题6分，共18分） 9．万有引力定律的发现实现了“地上物理学”和“天上物理学”的统一，它表明天体运动和地面上物体的运动遵从相同的规律。在讨论太阳与行星间的引力及得到万有引力定律的过程中，进行了一系列的科学思维与科学探究活动，下列说法正确的是（　　） A．建构了模型，将椭圆轨道简化为圆轨道 B．使用了卡文迪许得到的引力常量 C．运用了牛顿第二、第三定律 D．运用了“月一地检验” 10．如图所示，圆心分别为、的圆轨道AB、BC固定在竖直平面内，点为两个圆轨道的最低点，、水平，且。将光滑小球从点由静止释放，则小球第一次经过点前后瞬间，小球（　　） A．速度突然减小 B．角速度突然减小 C．向心加速度突然减小 D．受到轨道的支持力突然减小 三、实验题（共17分） 11．图甲是研究“平抛物体的运动”的实验装置图。 (1)实验时每次让小球从同一位置由静止释放，是为了保证每次平抛的___________。 (2)图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，小球初速度为v0，则该图像的函数表达式为_______（用字母x、y、g、v0表示）；计算得此小球做平抛运动的初速度为_____m/s（取g=10m/s2）。 (3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L=5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为______m/s（取g=10m/s2）。 12．某同学设计了一种探究向心力与角速度关系的实验装置，如图甲所示，在水平圆盘上固定一个长的凹槽，在槽内固定一个力传感器，将小球放在凹槽内，在力传感器外侧安装了一个沿圆盘径向的遮光片，小球紧靠力传感器。 (1)本实验应该保证______和______不变； (2)使圆盘绕过圆盘中心的竖直轴匀速转动，与光电门连接的光强记录仪记录接收到的光强随时间变化的规律如图乙所示，根据图乙可知，圆盘转动的角速度为______； (3)多次调整圆盘的转速进行实验，测得多组小球转动的角速度及对应力传感器示数F，作出图像如图丙所示，由图像得到的结论是______；若小球的质量为0.2kg，则小球做圆周运动的半径______m。 四、解答题（共37分) 13．(10分)科学家将首批宇航员送往火星进行考察。假设在火星两极宇航员用弹簧测力计测一质量为的物体，其重力的读数为，在火星赤道上宇航员用同一个弹簧测力计测其重力的读数为（其中），通过天文观测测得火星的自转周期为，引力常量为，将火星看成是质量分布均匀的球体，求： (1)火星的密度； (2)火星的第一宇宙速度。 14．(12分)如图所示，一半径为R的半球形陶罐固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合，此时一质量为m的小物块恰好静止在陶罐内，它和球心O的连线与竖直方向的夹角为，现让陶罐随转台绕转轴一起转动，重力加速度为g，，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 (1)求物块与陶罐之间的动摩擦因数； (2)要使小物块随陶罐一起匀速转动而不发生相对滑动，求陶罐匀速转动角速度的最大值。 15．(15分)如图所示，一根不可伸长的轻绳穿过一竖直固定的光滑细管，两端系有小球A、B（可视为质点）。现使球A绕中心轴匀速转动，当与小球A相连的轻绳与竖直方向的夹角时，球A到管顶之间的距离为L。空气阻力不计，，，重力加速度为g。 (1)求球A的角速度大小ω； (2)求A、B两球质量之比； (3)使球A绕中心轴以角速度匀速转动，测出球B相对于原来的位置高度变化了0.2L，求的值。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 物理参考答案 1．A 【详解】A．曲线运动中，物体的速度方向时刻变化（沿轨迹切线方向），速度矢量必然变化，因此一定是变速运动，故A正确； B．物体在恒力作用下可能做曲线运动，例如平抛运动中物体受重力（恒力）作用，轨迹为抛物线，故B错误； C．物体做曲线运动时，加速度方向与速度方向不可能共线；若共线，物体将做直线运动（如匀加速直线运动），而曲线运动要求加速度有垂直于速度方向的分量以改变速度方向，故C错误； D．物体做曲线运动时，所受外力不一定是变力，例如平抛运动中物体仅受恒定的重力作用，故D错误。 故选A。 2．A 【详解】当，设地球的密度为，距地球球心处的物体受到的万有引力与该处的重力的关系为 可得 当，设地球的密度为，地球半径为，距地球球心处的物体受到的万有引力与该处的重力的关系为 可得 故选A。 3．B 【详解】大齿轮、小齿轮、后轮三个轮的半径分别为r1=12cm，r2=4cm，r3=40cm；后轮的角速度等于小齿轮的角速度，为 大齿轮边缘的线速度等于小齿轮边缘的线速度，则 可得大齿轮的转速为 故选B。 4．A 【详解】A．第一宇宙速度是最小的发射速度。此卫星为椭圆轨道卫星，发射速度大于第一宇宙速度。A正确； B．此卫星在远地点的速度小于同高度圆周运动卫星的速度，同高度圆周运动卫星的速度小于第一宇宙速度，所以此卫星在远地点的速度小于第一宇宙速度。B错误； C．月球轨道还在地球吸引范围之内，所以发射速度不能超过第二宇宙速度，所以C错误； D．第三宇宙速度是脱离太阳系所需要的最小发射速度，所以，若想让卫星进入太阳轨道，发射速度不能大于第三宇宙速度。D错误。 故选A。 5．A 【详解】AB．由题意可知黑洞的第一宇宙速度为，根据 解得该黑洞的半径为，故A正确，B错误； CD．根据 联立解得该黑洞的密度为，故CD错误。 故选A。 6．C 【详解】对段看作逆平抛，设点水平速度为，运动时间为，竖直下落位移 水平位移 倾角为，因此位移满足 则 对落点段平抛，运动时间为，竖直下落位移 水平位移 倾角为，因此位移满足 则 则 故C正确。 7．A 【详解】A．夹角120°以弧度表示为，令频闪时间为，圆盘圆周运动的转速为n，根据圆周运动的周期性有（k=0，1，2，3…） 根据角速度与转速关系有 根据频闪频率与周期的关系有 解得（k=0，1，2，3…） 若频率为7.5Hz，解得k=1，符合要求，故A正确； B．结合上述，若频率为15Hz，解得 不符合要求，故B错误； C．结合上述，若频率为22.5Hz，解得 不符合要求，故C错误； D．结合上述，若频率为35Hz，解得 不符合要求，故D错误。 故选A。 8．A 【详解】AB.设每隔时间，、相距最近一次，则 由题可知 联立解得 故运动一周的过程中，、相距最近的次数 即、距离最近的次数为次，故A正确，B错误； CD.设每隔时间，、、共线一次，则 联立解得 故运动一周的过程中，、、共线的次数 故CD错误。 故选A。 9．ACD 【详解】万有引力定律的发现过程：探究太阳与行星之间的引力时，先构建物理模型，将椭圆轨道简化为圆轨道，然后运用牛顿第二定律找到太阳对行星的引力遵循平方反比定律，再运用牛顿第三定律寻找行星对太阳的引力也遵循平方反比定律，进一步进行“月—地检验”得出地球与月球之间的引力遵循平方反比定律，最后进行合理的外推得出万有引力定律。 故选ACD。 10．BCD 【详解】A．因为轨道光滑，小球在运动过程中只有重力做功，机械能守恒。小球从点由静止释放，经过点前后瞬间，重力势能不变，所以动能不变，速度大小不变，故A错误； B．小球经过点前瞬间，圆周运动的半径为，经过点后瞬间，圆周运动的半径为，又因为，根据角速度与线速度的关系，小球经过点前后瞬间线速度大小不变，半径突然增大，所以角速度突然减小，故B正确； C．根据向心加速度公式，小球经过点前后瞬间线速度大小不变，半径突然增大，所以向心加速度突然减小，故C正确； D．根据牛顿第二定律 可得 小球经过点前后瞬间线速度大小不变，半径突然增大，所以突然减小，轨道对小球的支持力突然减小，故D正确。 故选BCD。 11．(1)初速度相同 (2) 1.6 (3)1.5 【详解】（1）每次让小球从同一位置由静止释放，是为了保证每次平抛的初速度相同。 （2）[1][2]根据水平方向 竖直方向 可得 将x=48.0 cm，y =45.0cm代入可得v0=1.6 m/s （3）在竖直方向有 解得T=0.1s 则初速度m/s 12．(1) 小球质量 小球做圆周运动的半径 (2) (3) 在质量和半径一定的情况下，小球做圆周运动的向心力与角速度的平方成正比。 【详解】（1）[1][2]探究向心力与角速度关系，应采取控制变量的方法，故本实验应该保证小球质量和小球做圆周运动的半径不变。 （2）根据图乙可知，小球做圆周运动周期为，根据可知圆盘转动的角速度为 （3）[1]由图丙可知，在质量和半径一定的情况下，小球做圆周运动的向心力与角速度的平方成正比。 [2]根据向心力公式，可知图像的斜率 又小球的质量为0.2kg，斜率，代入数据解得圆周运动的半径 13．(1) (2) 【详解】（1）根据题意，物体在火星两极处万有引力等于重力，则有 在火星赤道上有 联立得火星的半径为， 根据密度公式得，火星的密度为 体积 联立得 （2）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有 结合小问（1）解得，火星的第一宇宙速度为 14．(1) (2) 【详解】（1）小物块恰好静止时，由平衡条件可知 因为 联立解得 （2）当物块恰好不相对陶罐滑动时，物块所受到的最大静摩擦力方向斜向下。对物块受力分析如图所示 物块在竖直方向受力平衡 物块在水平方向做匀速圆周运动 又 联立解得 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）球A匀速转动，对A水平方向分析可知 解得 （2）球B处于平衡状态，所以轻绳上的张力 对球A有 解得 （3）设稳定后球A到上管口的绳长为，与球A相连的绳与竖直方向的夹角为 对A水平方向上分析有 竖直方向上有，其中 解得， 由此可知，当球A和球B的质量不变时 当增大球A的角速度时，根据公式可知球A到上管口的绳长会缩短 所以球B相对于原来的位置应该下降0.2L，此时球A到上管口的绳长 解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $