山西运城市2025-2026学年高一下学期期中练习物理试卷

**基本信息** 立足高一物理核心知识，原创情境题占比高，融合旋转观景舱、盐湖观光车等生活科技实例，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| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|圆周运动（1）、万有引力（5）、齿轮传动（3）|原创电动圆锥摆（4）考查匀速圆周运动受力分析| |多选题|3/18|卫星运动（8）、地球质量计算（9）|结合卫星数量数据（9），渗透科学态度| |实验题|2/14|向心力探究（11）、星球重力加速度测量（12）|设计光电门测速度（12），培养科学探究能力| |解答题|3/40|半圆环运动（13）、功率应用（14）、卫星追及（15）|原创盐湖观光车（14）综合考查功率与运动学，体现社会责任|

运城高一物理下学期期中练习卷参考答案与解析 1．【答案】C 【详解】A．只有匀速圆周运动的合力才指向圆心，变速圆周运动的合力会分解为法向的向心力和切线方向改变线速度大小的力，合力不指向圆心，故A错误； B．线速度是矢量，匀速圆周运动线速度的大小不变，但方向沿圆周切线时刻变化，因此线速度是变化的，故B错误； C．匀速圆周运动的加速度为向心加速度，大小满足 匀速圆周运动的、、大小都不变，因此加速度大小保持不变，仅方向时刻改变，故C正确； D．圆周运动需要向心力方向始终指向圆心，方向时刻发生变化，而恒力的大小和方向都不变，因此物体只受恒力时不可能做圆周运动，故D错误。 故选C。 2.答案：A 解析 A正确：游客受重力、筒壁弹力、静摩擦力，共3个力，匀速圆周运动合力指向圆心。 B错误：同一圆筒半径相同、角速度相同，由，向心加速度相同。 C错误：向心力由筒壁的弹力单独提供。 D错误：竖直方向平衡，摩擦力等于重力，转速增大摩擦力不变。 3.【答案】D 【详解】AC．三个齿轮传动装置，边缘点线速度大小相等，所以 根据， 可得，故AC错误； B．根据可得三个齿轮的周期大小之比，故B错误； D．根据可得三个齿轮边缘的向心加速度大小之比，故D正确。 故选D。 4.答案：A 解析A正确：匀速圆周运动线速度大小不变，是匀速圆周运动。 B错误：合力水平指向圆周圆心，不指向悬点。 C错误：向心力，小于拉力。 D错误：由，得，角速度与成反比。 5.【答案】C 【详解】A．因地球表面两极处的重力加速度大小为g0，则质量为m的物体在地球北极受到的重力大小为mg0，故A错误； B．因在地球的两极，重力与万有引力相等，有 则质量为m的物体在地球赤道上受到的万有引力大小为,故B错误； C．在赤道上，根据向心力公式,解得,故C正确； D．地球的密度为,故D错误,故C。 6.【答案】A 【详解】A．物体沿斜面向下加速下滑，物体的高度下降，则两物体的重力对物体做正功，A正确； B．由于恒力与物体的运动方向相反，则恒力做负功，B错误； C．设斜面的倾角为，则物体的加速度为，则物体对物体的摩擦力沿斜面向上，则摩擦力对物体做负功，C错误； D．物体对物体的摩擦力沿斜面向下，则摩擦力对物体做正功，D错误。故选A。 7.【答案】B 【详解】A．两次点火都是从低轨道向高轨道转移，需要加速，所以时喷气方向都与运动方向相反，故A错误； B．由,得,由开普勒第三定律得, 两次点火之间的时间为,联立可得,故B正确； C．根据开普勒第二定律可知“天问一号”与太阳连线单位时间内在同一个轨道上扫过的面积相等，故C错误； D．由开普勒第二定律可知，“天问一号”在转移轨道上近日点的速度大小v1比远日点的速度大小v2大，“天问一号”在椭圆轨道上运动，则,所以 故D错误。故选B。 8.【答案】AD 【详解】AB．物体3和静止卫星卫星1周期相等，则角速度相等，即ω1=ω3 根据v=rω,则v1＞v3,卫星2和卫星1都靠万有引力提供向心力，根据 解得 ,知轨道半径越大，线速度越小，则v2＞v1,即v2＞v1＞v3故A正确，B错误． CD．物体3和静止卫星1周期相等，则角速度相等，即ω1=ω3而加速度a=rω2 则a1＞a3,卫星2和卫星1都靠万有引力提供向心力，根据 得 知轨道半径越大，向心加速度越小，则a2＞a1即a2＞a1＞a3故C错误，D正确； 故选AD。 9.【答案】AC 【详解】A．卫星做圆周运动，由万有引力提供向心力，则有 整理得,由题意可知解得地球的质量为故A正确； B．地球的体积为,所以地球的平均密度为故B错误； C．在地球表面，万有引力近似等于重力，则有结合上述解得 故C正确； D．地球的第一宇宙速度大小等于近地卫星的环绕速度，则有 结合上述解得故D错误。故选AC。 10.【答案】BD 【详解】AB．由图乙知，当时弹力大小与小球重力等大，即 当时，则小球恰好通过最高点，根据牛顿第二定律有 把代入，联立解得、故A错误，B正确； C．由图可知当时，杆对小球弹力方向向上；当时，杆对小球弹力方向向下，所以当时，杆对小球弹力方向向下，故C错误； D．当时，由牛顿第二定律有整理得 联立以上各式可知小球受到的弹力大小等于，故D正确。故选BD。 三、实验题 11.【答案】(1)半径 （2分）(2)和（2分）（2分）(3) （2分） 【详解】（1）某次实验中，把传动皮带调至第一层塔轮，此时左右塔轮的角速度相等，即两球做圆周运动的角速度相等，将两个质量相等的钢球放在、位置，可探究向心力的大小与半径的关系。 （2）[1]探究向心力和角速度关系，要控制质量和半径相同，则应将质量相同的小球分别放在挡板和处； [2]若在实验中发现左、右标尺显示的向心力之比为，根据可知，左、右塔轮的角速度之比为；根据，由于左、右塔轮边缘处的线速度大小相等，则选取的左、右变速塔轮轮盘半径之比为。 （3）在某次实验中，某同学将质量相同的小球分别放在挡板和处，则两小球做圆周运动的半径之比为；传动皮带所套的左、右变速塔轮轮盘半径之比为，根据可知，左、右塔轮的角速度之比为；根据可知，两小球的向心力之比为，则左、右标尺显示的格子数之比为。 12【答案】(1) （2分）(2) （2分）(3) （2分） 【详解】（1）小球经过光电门时的瞬时速度大小 （2）小球自由下落，由 ，解得,由 图像的斜率为，得,则该星球的重力加速度 （3）物体在星球表面的重力等于物体受到星球的万有引力,解得 四、解答题 13.【答案】（1）2m/s；（2）0.8m； 【详解】（1）小球刚能经过B点，则 （2分） 解得 （2分） （2）小球从B点做平抛运动，则 （2分） （2分） 解得x=0.8m （1分） 14.答案：（1）15 m/s　（2）3600N　（3）1.75m/s2 解析：（1）阻力f=0.2mg=1600N (2分) 匀速时P额=fvm （2分） Vm=15m/s （1分） （2） 根据牛顿第二定律可得F-f＝ma，（4分） F=3600N (1分) （3） v=8m/s时已达额定功率， （2分） 根据牛顿第二定律 （2分） (1分) 15.【答案】(1)1:8 (2) (3) 【详解】（1）由及可知。 （1分） 由题图可知，两卫星距离最大值 （1分） 最小值 （1分） 联立解得， （1分） 根据开普勒第三定律 （2分） 可得 （1分） （2）由题图可知，两卫星距离变化的周期为，即每隔时间，两卫星再次相距最远，说明在时间内，转得快的卫星A比卫星B多转了一圈，即 （3分） 将代入，得 （1分） 解得 （1分） （3）对卫星A，万有引力提供向心力，有 （2分） 解得地球质量 （1分） 将和代入 得 （1分） 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $Sheet1 运城高一物理下学期期中练习卷双向细目表 题号 题型 分值 考查知识 考查层级 难度系数 记忆 理解 应用 分析 评价 创造 1 单选题 4 圆周运动的描述 √ √ 0.6 2 单选题 4 向心力的来源，作用效果 √ √ 0.55 3 单选题 4 齿轮传动问题，各点线速度，角速度，向心加速度比值的计算 √ √ √ √ 0.8 4 单选题 4 水平面内的圆周运动，圆锥摆模型的考察 √ √ √ √ 0.75 5 单选题 4 万有引力定律的应用,万有引力与重力的关系 √ √ √ √ 0.55 6 单选题 4 功的正负的判断及计算 √ √ 0.55 7 单选题 4 万有引力定律,一般人造卫星,卫星发射及变轨问题 √ √ √ √ 0.5 8 多选题 6 同步卫星，近地卫星，赤道上的物体各物理量的比较 √ √ √ 0.7 9 多选题 6 计算中心天体的质量,计算中心天体的密度 √ √ √ 0.6 10 多选题 6 圆周运动,杆/管道模型 √ √ √ 0.55 11 实验题 8 探究向心力的表达式 √ √ √ √ 0.65 12 实验题 6 测量未知天体表面的加速度 √ √ √ √ 0.55 13 计算题 9 圆周运动,平抛运动的规律,绳/单层轨道模型 √ √ √ √ 0.7 14 计算题 15 机车启动问题 √ √ √ 0.6 15 计算题 16 计算卫星的各个物理量 √ √ √ √ 0.55 Sheet2 Sheet3 $ 运城高一物理下学期期中练习卷原卷 总分: 100分 一、单选题(本题共7小题，每小题4分，共28分。) 1.下列关于圆周运动的说法正确的是( ) A、做圆周运动的物体受到的合力方向一定指向圆心 B、做匀速圆周运动的物体线速度保持不变 C.做匀速圆周运动的物体加速度大小保持不变 D.物体只受恒力时可能做圆周运动 (原创)2.某景区新建旋转观景舱，舱体为竖直圆筒，游客站立时背部紧贴舱壁。舱体绕中心轴匀速转动，转速提升后底部平台缓慢下降，游客仍安全贴壁静止。下列说法正确的是（ ） A. 游客只受重力、舱壁弹力、摩擦力三个力作用 B. 不同身高游客的向心加速度大小一定不同 C. 游客所受向心力由重力与摩擦力的合力提供 D. 舱体转速持续增大时，游客受到的摩擦力不断增大 3.如图所示，科技馆中的科普器材中常有齿轮传动装置，已知三个齿轮的半径之比 当齿轮转动的时候，下列说法中正确的是( ) A.三个齿轮的角速度大小之比为 1：1：1 B.三个齿轮的周期大小之比为2：1：3 C.三个齿轮边缘的线速度大小之比为3：1：2 D.三个齿轮边缘的向心加速度大小之比为2：6：3 （原创）4.科技馆内有电动圆锥摆，小球在水平面内做匀速圆周运动，悬线与竖直方向成固定夹角，悬点到小球转动平面的竖直高度固定。不计空气阻力，下列判断正确的是（ ） A. 小球线速度大小恒定，做匀速圆周运动 B. 小球所受重力与拉力的合力指向悬点 C. 小球向心力大小等于悬线拉力大小 D. 小球角速度与悬线长度成正比 5.由于地球自转的影响，地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同。已知地球表面两极处的重力加速度大小为g0，在赤道处的重力加速度大小为g，地球自转的线速度为v，引力常量为G。假设地球可视为质量分布均匀的球体。下列说法正确的是 （ ） A.质量为m的物体在地球北极受到的重力大小为mg B.质量为m的物体在地球赤道上受到的万有引力大小为mg C.地球的半径为 D.地球的密度为 6.如图所示，两物体A、B叠放在一起置于足够长的光滑斜面上，现在物体B上施加一沿斜面向上的恒力F，两物体共同沿斜面向下做匀加速直线运动.下列说法正确的是 ( ) A.两物体的重力做正功 B. 恒力F做正功 C.摩擦力对物体A做正功 D. 摩擦力对物体B做负功 7.“天问一号”探测器需要通过霍曼转移轨道从地球发送到火星，地球轨道和火星轨道看成圆形轨道，此时霍曼转移轨道是一个近日点M和远日点 P 都与地球轨道、火星轨道相切的椭圆轨道(如图所示)。在近日点短暂点火后“天问一号”进入霍曼转移轨道，接着“天问一号”沿着这个轨道直至抵达远日点，然后再次点火进入火星轨道。已知万有引力常量为G，太阳质量为m，地球轨道和火星轨道半径分别为r和R，地球、火星、“天问一号”运行方向都为逆时针方向。下列说法正确的是( ) A.两次点火时喷气方向都与运动方向相同 B.两次点火之间的时间为 C.“天问一号”与太阳连线单位时间在地球轨道上扫过的面积等于在火星轨道上扫过的面积 D.“天问一号”在转移轨道上近日点的速度大小v1比远日点的速度大小v2大，且满足 二、多选题(本题共3小题，每小题6分，共18分。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.静止卫星的加速度为a1，运行速度为v1，地面附近卫星的加速度为a2，运行速度为v2，地球赤道上物体随地球自转的向心加速度为a3，速度为v3，则( ) 9. 截至2023年，我国在轨人造地球卫星数量约687颗，世界排名第二。其中绕地球做匀速圆周运动的卫星轨道半径的三次方与其运行周期的二次方之比均为k，已知地球的半径为R，自转周期为T0，引力常量为 G，下列说法正确的是( ) A.地球的质量为 B.地球的平均密度为 C.地球表面的重力加速度大小为 D.地球的第一宇宙速度大小为 10.如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定质量为m的小球。现让小球在竖直平面内做圆周运动，小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，速度大小为v，其图像如图乙所示。则( ) A.小球做圆周运动的半径 B.当地的重力加速度大小 时，小球受到的弹力方向向上 时，小球受到的弹力大小与重力大小相等 三、实验题 (本题共2小题，共14分) 11.(8分)“探究向心力大小的表达式”的实验装置如图甲所示。已知小球在挡板A、B、C 处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1，变速塔轮自上而下有如图乙所示三种组合方式传动，左右每层半径之比由上至下分别为1：1、2：1和3：1。 (1)某次实验中，把传动皮带调至第一层塔轮，将两个质量相等的钢球放在B、C位置，可探究向心力的大小与 的关系； (2)为探究向心力和角速度的关系，应将质量相同的小球分别放在挡板 处(选“A 和B”、“A和C”、“B和C”)。若在实验中发现左、右标尺显示的向心力之比为1：4，则选取的左、右变速塔轮轮盘半径之比为 。 (3)在某次实验中，某同学将质量相同的小球分别放在挡板B和C处，传动皮带所套的左、右变速塔轮轮盘半径之比为3：1，则左、右标尺显示的格子数之比为 。 12.(6分)未来星际探索已经成为常态，在某新发现星球表面，宇航员利用图示装置探测该星球表面的重力加速度，铁架台竖直放置，其上端固定电磁铁K，通电后K能吸住铁质小球M，电磁铁正下方安装一个可上下调节位置的光电门A。已知小球直径为d、小球球心与光电门中心的高度差为H。断开电磁铁开关，小球立即自由下落，光电门可以记录小球挡光时间t，调节光电门位置，记录多组H、t数据。 (1)小球经过光电门时的瞬时速度大小v= (用已知物理量符号表示)。 (2)应用多组H、t数据，绘制 图像，得出的图像斜率为k，则该星球表面的重力加速度g= (用d、k表示)。 (3)若已知该星球的半径为R，引力常量为G，结合第(2)问中测得的该星球表面的重力加速度,则该星球的质量M= (用G、R、d、k表示)。 四、解答题 13.(9分)如图所示，半径R=0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与水平地面相切于圆环的端点A。一质量为m=0.1kg的小球从A点冲上竖直半圆环，刚好沿半圆轨道运动到 B 点飞出，最后落在水平地面上的 C点(图上未画)，取 求： (1)小球通过 B点时的速度大小； (2) A、C间的距离; (原创)14.(15分)运城盐湖电动观光车专为景区环湖游览设计，车辆质量m=800kg，额定功率P额=24kW，在盐湖平坦公路上行驶时阻力恒为车重的0.2倍。观光车从盐湖东门静止出发，先以恒定牵引力匀加速直线启动，达到额定功率后保持功率不变行驶，最终沿湖匀速观光。取 g=10m/s2，求： (1) 观光车在盐湖公路上匀速行驶的最大速度； (2) 若观光车匀加速阶段加速度大小为2.5m/s2，求此阶段牵引力大小； (3) 当观光车速度为8m/s时，求此时车辆的瞬时加速度。 15.(16分)A、B两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，它们之间的距离Δr随时间变化的关系如图所示。已知卫星A的线速度大于卫星B 的线速度，引力常量为G。不考虑A、B间的相互作用。求： (1)卫星A、B的周期之比； (2)卫星A 的周期; (3)地球的质量。 学科网（北京）股份有限公司 $