北京市第四中学2025-2026学年高一第二学期期中考试物理试题

2025-2026学年第二学期高一年级期中考试 物理学科试卷 第1页 物理学科试卷 (试卷满分为100分，考试时间为90分钟) 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选 项中，只有一个选项正确) 1.下列说浊正确的是 A,开普勒通过分析第谷的行星观测记录，直接推导得出万有引力定律 B.牛顿利用开普勒行星运动定律与牛顿运动定律，推导出太阳与行星间的引力规律 C。开普勒第三定律分=k中的比值：，与行星的质量有关，与中心天体的质量无关 D.第谷通过扭秤实验测出引力常量G,从而证明了太阳与行星间引力的存在 2.物体在力F的作用下水平发生了一段位移1，甲、乙、丙三种情形下力F和位移1的大小均相 等，角日的大小如图所示。下列说法正确的是 F V04000000 mniim 11444644444 0=150° 8=30° 0=30° 甲 乙 丙 A.三种情形中力F对物体均做正功 郢三种情形中力F对物体均做负功 C.图甲和图丙中力F对物体做正功，图乙中力F对物体做负功 D.图乙和图丙中力F对物体做正功，图甲中力F对物体做负功 3.~中国“北斗”卫星导航系统创新性地采用“GE0(地球静止轨道)十IGS0(倾斜地球同步轨 道)十ME0(中圆地球轨道)”三种轨道混合星座，实现“先区域、后全球”的技术路线。其 中，GE0卫星的轨道半径约为MEO卫星的轨道半径的1.5倍，GE0卫尾的质量比M正0卫星的质 量大，卫星的运行轨道均视为圆轨道。下列说法正确的是 A.GE0卫星与ME0卫星的线速度之比为2：3 B.GE0卫星与ME0卫星的角速度之比为8：9 C.GE0卫星与ME0卫星的向心加速度之比为4：9 D.GE0卫星与ME0卫星的周期之比为2：3 4.在光滑固定斜面顶端，同时无初速度释放完全相同的两个小球A和B,A沿斜面下滑，B自由 下落，在各自到达地面的过程中，则 A.到达地面前瞬间，重力的瞬时功率不相等 ④⑧ B.下落过程，重力做功的平均功率相等 C.下落过程，合力对两球做功不相等 D.下落过程，重力对两球做功不相等 AR 2025-2026学年第二学期高一年级期中考试 物理学科试卷 第2页 5.下列说法正确的是 入第一宇宙速度是使人造卫星绕地球运动所需的最大发射速度 B.牛顿通过比较月球公转的向心加速度和地球赤道上物体随地球自转的向心加速度，对万有引 力定律进行了“月地检验” C.狭义相对论认为，光在一切参考系中的速度都是不相同的 D.一根竹竿沿着竹竿方向高速运动，如果与竿相对静止的人测得竿长是6，沿着竿的方向，以⑦ 相对竿运动的人测得竹竿的长度小于l6 6.某跳台滑雪的简易示意图如图所示，曲线OA段为助滑道，直线 0 AB段为着陆坡。可视为质点的运动员先后以速度v和2w从助滑道末 助滑道 端A位置水平飞出做平抛运动，且均落在着陆坡上。则该运动员两次 者陆坡、 从A位置到着陆坡的过程中下落高度之比为 wp A1:1 B.1:V2 C.1:2 D.1:4 如图所示为某新能源汽车在某次测试行驶时的加速度α和车速的倒数二的关系图像。若车的质 量为2×103kg,它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为30m/s,根据以上 条件结合图像，下列说法正确的是 个a/(m's2) A.汽车以恒定功率启动 B汽车匀加速所需时间为10s C.汽车所受阻力为1×103N /(m-I-s) 30 10 D.汽车在车速为5m/s时，功率为3×104W 8.某同学在操场上踢足球，足球质量为m,该同学从地面上的1位置将足球以速度0踢起，最高 可以到达离地面高度为h的2位置，选地面为零势能面，足球可看成质点，则下列说法中正确的是 A,足球从位置1到位置2的运动过程中机械能守恒 B。该同学对足球做的功等于分m心 C.足球在位置2处的机械能为mgh 55cccKcc66660000 D.从位置1到位置2空气阻力对足球做功为队足球在位置2处的动能为2mW2-mgh-P 9.某风电场由16台风力发电机组组成，风力发电机塔高44m,扇叶 齿轮箱与 发电机 转动的圆面半径约为3m,年平均风速约为6ms,空气密度1.2kg/m3, 风轮机吓片 风能转化为电能的效率为30%。则一台风力发电机平均发电功率最接 风力发电机示意网 近的是 A.100W B.1000W C.10kW D.100kW 2025-2026学年第二学期高一年级期中考试 物理学科试卷 第3页 10.图甲是游乐场的过山车在竖直圆轨道内做圆周运动的情景，图乙为某实验小组用可视为质点的 小球代替过山车模拟的买验图。某次测试中，质量为m的小球从曲面轨道上的A点由静止下滑 后，恰能在半径为R的竖直圆轨道上完成圆周运动。已知B为轨道最低点，C为轨道最高点，A、 B两点的高度差为，不计一切摩擦和空气阻力，且轨道各处平滑相连。则下列说法正确的是 甲 4,小球经过B点时处于失重状态 B.A、B两点的高度差h为3R C.小球在圆轨道上经过与圆心等高处时，其加速度是重力加速度的√0倍 D.小球释放点越高，则在轨道B、C两点受到的轨道弹力大小之差越大 二、多项选择题（本大题共4小题，每小题3分，共12分。在每小题给出的四个选项 中，至少有两个选项是正确的，选对得3分，漏选得2分，错选或不答得0分。) 11.某同学研究直拉弓（传统弓）与反曲弓的拉力随拉弓位移变化的关系，测得两者最大拉力F 相同，拉满时位移均为x。,拉力-位移(F-x)图像如图所示，直拉弓：拉力随位移线性增大（为过 原点直线)；反曲弓：拉力先快速增大、后缓慢增大（曲线始终在直拉弓直线上方）。不计弓的质 量、空气阻力，箭由静止释放。下列说法正确的是 A.拉弓过程中，人对反曲弓做的功更多 F max B.拉满时，两弓的弹性势能相等 反曲弓 C.箭射出时，反曲弓射出的箭动能更大 直拉弓 D.箭射出时，两种弓射出的箭动能相等 0 12.如图所示，把一个可视为质点的小球放在光滑的球形容器中，使小球沿容器壁在某一水平面内 做匀速圆周运动。已知圆周运动的轨道半径R=0.625,小球所在位置切面与水平面夹角45°，小 球质量为m=0.2kg,重力加速度取g10m/s2。关于小球的下列说法正确的是 A.角速度大小为4rads B.线速度大小为5m/s Or---R-- C.向心加速度大小为10m/s2 D.所受支持力大小为√N 2025-2026学年第二学期高一年级期中考试 物理学科试卷 第4页 13.如图所示，倾角-37°的传送带以恒定速率v=4ms顺时针转动，将一质量m=1kg的小物块 (可视为质点)轻放在传送带底端A处，小物块随传送带运动至顶端B处，已知小物块与传送带间 的动摩擦因数=0.8，A、B间的距离L=24m,g=10m/s2,sin37°=0.6，cos37°=0.8，则 d,小物块先做加速度a=0.4ms2的匀加速直线运动后做匀速直线运动 B小物块从A运动到B的时间是20s C.小物块与传送带间因摩擦产生的热量头128J D.小物块放上后电动机多消耗的电能为280J 14.2025年7月15日，天舟九号货运飞船搭载长征七号遥十运载火箭发射升空，成功对接于空间 站天和核心舱后向端口。图甲为天舟九号在变轨过程中的两个不同的椭圆轨道P、2,图乙为天舟 九号在两个轨道上所受引力大小随时间的变化情况。下列说法正确的是 个F 16F P P ○地球 16 52 甲 A.P轨道与Q轨道的半长轴之比为4：5 B.天舟九号在P轨道与Q轨道运行的周期之比为5√5：27 C.天舟九号在P轨道的最大速度与最小速度之比为4：1 山.天舟九号沿P轨道与Q轨道运行时，在切点处速度大小相等 三、实验题（本大题共2小题，共18分。) 15.向心力演示仪如图所示。 (1)本实验采用的实验方法是 A.控制变量法B.等效法 C.模拟法 标尺 (2)若将传动皮带套在两塔轮半径相同的圆盘上，质量相同 长相 的两钢球分别放在不同位置的挡板处，转动手柄，可探究小球 变速塔轮 短档 变塔轮 做圆周运动所需向心力的大小与（选填“质量”、“角 速度”或“半径”)的关系。 (3)若将皮带套在两塔轮最下面圆盘上（两圆盘半径之比为3：1），质量相同的两钢球放在图示位置的 挡板处，转动手柄，稳定后，观察到左侧标尺露出1格，则右侧标尺应该露出大约_格，由此可以得 出的实验结论为： 2025-2026学年第二学期高一年级期中考试 物理学科试卷 第5页 16.用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。重锤从高处由静 止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器，打出一系列的点，对纸带 上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。已知当地重力加速度为g。 纸带 (1)除图中所示的装置之外，还必须使用的器材是」 A.直流电源 B.交流电源 C.天平（含砝码） D.刻度尺 (2)下面列举了该实验的几个操作步骤： A.按照图1所示安装好实验器材并连接好电源 B、使用天平测量重锤的质量 C.先打开夹子释放纸带，再接通电源开关打出一条纸带 D.测量纸带上某些点间的距离 E.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能 其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是 （选填步骤前的字母)： (3)如图2所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E,通过测量并计算 出点A距起始点O的距离为so,-点AC间的距离为$1，点CE间的距离为S2,若相邻两点的打点时间间 隔为T,设重锤质量为m,根据这些条件计算重锤从释放到下落OC距离时的重力势能减沙量△E,=一， 动能增加量△Ex_; (4)某同学利用图2中纸带，先分别测量出从A点到B、C、D、E、F、G点的距离h(其中F、G点 为E点后连续打出的点，图中未画出)，再计算打出B、CD、E、F各点时重锤下落的速度o和2， 绘制v2一h图像，如图3所示，并求得图线的纵轴截距b和斜率k。若不计一切阻力影响，此时绘制的 o2-h图线的纵轴截距b和斜率K与b、k的关系最可能的是 A.b'>b,k'>k B.b'<b,K'=k C.b'<b,k'<k D.b'=b,k'>k D 52 图3 图2 (5)某同学想用图4所示的装置验证机械能守恒定律。光滑的斜面倾角为30°，他将一条轻质细绳 跨过定滑轮，绳的两端各系一个物块A和B,它们的质量相等，用手托住A,A静止，B也静止在斜面 底端。当绳刚好被拉紧时，释放A。他想仅利用刻度尺验证A落地前瞬间两物块的机械能之和与释放时 相等，请写出他需要测量的物理量以及这些物理量应满足的关系式。 A 图4 2025-2026学年第二学期高一年级期中考试 物理学科试卷 第6页 四、计算题（本大题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要 的演算步骤，并画出相应的示意图。只写出最后答案的不能得分) 17.(6分)如图所示，一质量为m=2kg的物体在某一变力F的作用下，由静止开始沿光滑水平面从A 点运动到B点，到达B点时的速度大小为Vo=2ms。之后撤去F作用，物体在B点做平抛运动落至地面 的D点。已知BC之间的高度差为h=0.8m,忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s2。求 (1)物体运动过程中，变力F所做的功 (2)物体平抛运动至D点时重力的瞬时功率P。 18.(10分)某弹射装置如图所示，一轻质弹簧左端固定在p点处，半径R=0.4m的竖直半圆形光滑轨 道bdc与水平面相切，·d点与圆心O等高。一质量为m=0.1kg的小滑块与弹簧右端接触并在外力作用下 使弹簧处于压缩状态，每次实验由静止释放小滑块。已知pa段光滑，ab段距离x4.0m,小滑块与ab 段的动摩擦因数μ=02。重力加速度取g=10m/s2。 (1)某次弹射后，小滑块恰好能通过竖直轨道最高点C。求： a.小滑块对圆轨道最低处b点的压力大小F: b.此过程中弹簧的最大弹性势能E, (2)若某次弹射后，小滑块到达a点时速度大小为=5ms。请推断小滑块通过b点后能否到达圆轨道 的最高点c点？若能，求出小滑块到达c点的速度大小：若不能，请论证原因并定性画出小滑块通过b 点后直到落回地面过程的运动轨迹。 2025-2026学年第二学期高一年级期中考试 物理学科试卷 第7页 19.(12分) 某同学利用小球沿斜槽滚下做平抛运动的装置验证机械能守恒定律。实验过程如下： 将质量为m、半径为r的均匀实心小球从斜槽上某一固定位置由静止释放，小球沿斜槽做纯滚 动（无滑动）下落，竖直下落高度为h后从槽口水平抛出，槽口距离水平地面的高度为H,小球落 地后测出水平位移为x,重力加速度为g。不计空气阻力与摩擦阻力。 该同学直接由水平位移x计算小球抛出时的动能，发现E<mgh,多次实验均如此。经分 析，误差根源是：小球滚动时各部分相对球心转动的动能（称为转动动能），在实验中未被计入。 该同学猜想是否可以通过减小小球的半径从而减小转动动能对实验结果的影响。 (1)若忽略转动、将小球视为质点，写出机械能守恒应满足的关系式（用包含h,H,x的等式表 达)； (2)现有质量相同、半径相同、角速度相同的均匀实心球和均匀空心球（壳），定性分析两者的 转动动能Eks1(实心)和e2(空心)大小关系，说明理由： 1 (3)己知：质量为m,半径为R的均匀实心球相对球心的转动动能E=二mR202,球的总动能等 ”5 于球心的平动动能和相对球心的转动动能之和 a.已知纯滚动情况下，小球上任意时刻与轨道接触的点速度为0，写出小球球心的速度。与转 动角速度w、小球半径r满足的关系： b.考虑转动动能，推导小球做平抛运动的实际水平位移x的表达式，并说明是否可以通过减小 小球半径的方法来减小转动动能对实验结果的影响。 777777777777777777777 2025-2026学年第二学期高一年级期中考试 物理学科试卷 第8页 20.(12分) 宇宙中一些质量高度集中的天体，若其逃逸速度很大，光都不能逃出其引力束缚，则这种天体称为 黑洞。探素照洞是人类不懈的追求。已知太空中两星体间的引力势能表达式为E。=-G”仍他，其中， 为两星体间的球心距离，G为引力常量，真空中光速为c,取无穷远处引力势能为零。 (1)严格解决黑洞问题需要利用广义相对论的知识，但早在相对论提出之前，1799年科学家拉普拉 斯就根据牛顿引力理论预言过黑洞的存在。请你利用所学知识，推测质量为M的黑洞，之所以能够成为 黑洞，其半径R最大不能超过多少： (2)2023年“中国天眼”发现著名的GRS黑洞（质量为m)存在微弱的射电“脉搏”，由此推断 该黑洞与某质量较大的恒星（质量为M)均围绕二者连线上的一点做圆周运动，且恒星上的外层物质会 不断被吸入到黑洞中，逐渐被吞噬。若在开始的短时间内，二者间距兀可认为不变，二者质量之和不变 且一直满足M>m。推理说明该段时间内，该双星系统的总能量将如何变化： (3)引力波探测为黑洞研究提供了重要手段，2015年人类首次探测到的引力波信号，证实了恒星级 黑洞双星系统的存在。为深入理解引力波辐射的物理机制，可建立如下理想化的双星系统模型：两颗质 量均为的星体，间距为”，仅在万有引力作用下绕其连线中点做匀速圆周运动：假设双星系统因持续 辐射引力波而损失能量，导致，连续减小，福射的引力波功率可表示为P,其中c为光遠， 此过程可以认为天体的质量保持不变。则经过一段时间△，两星体间距减小了△y(△y《r)，辐射引 力波的能量为E诚=P△1。某同学认为该模型中两星体间距”会减小的越来越快，你是否同意他的想法， 请说明理由。