摘要:
**基本信息**
以双星系统、探月工程等科技情境及稻蛙种养生活实例为载体,覆盖机械能守恒、圆周运动、万有引力等核心知识,通过基础概念辨析、实验探究与综合计算的梯度设计,适配高一学生期中能力评估。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|10题/46分|机械能守恒条件、双星运动规律、功率计算|第4题双星系统考查科学推理,第8题探月工程体现科学态度与责任|
|实验题|2题/14分|机械能守恒验证、圆周运动周期探究|第11题打点计时器操作培养科学探究能力,第12题图像分析强化模型建构|
|计算题|3题/40分|弹簧弹性势能、汽车功率、圆弧轨道综合|第14题汽车启动问题关联物理观念,第15题圆弧轨道力能综合提升科学论证能力|
内容正文:
《佳一中2025-2026学年度第二学期高一期中考试》参考答案
题号
1
2
3
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5
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7
8
9
10
答案
B
B
A
C
C
D
B
AD
ACD
BC
1.B
【详解】A.机械能守恒的条件是只有重力做功,如果物体竖直向上做匀速运动,向上的外力做正功,机械能增加,A错误;
B.做平抛运动的物体,只有重力做功,机械能守恒,B正确;
C.竖直方向的匀速运动,合外力为零,物体动能保持不变,而势能发生变化,机械能不守恒,C错误;
D.做自由落体运动的物体,只有重力做功,机械能守恒,D错误。
故选B。
2.B
【详解】在地面附近雨滴做匀速运动,根据动能定理得
故雨滴克服空气阻力做功为。
故选B。
3.A
【详解】对物体受力分析,由牛顿第二定律可得
所以
解得
F=7.5N
由得1s末物体的速度
则拉力F使绳端的速度为
由瞬时功率的公式得
故选A。
4.C
【详解】A.双星靠相互间的万有引力提供向心力,具有相同的角速度,故A错误;
BCD.双星靠相互间的万有引力提供向心力,具有相同的角速度,设为ω,对m1
对m2
得
则
则
,
又v=rω,所以线速度之比
故BD错误,C正确。
故选C。
5.C
【详解】物体在最高点时具有的重力势能Ep1=mgh1=1×10×0.4J=4J,故A错误;物体在最高点时具有的机械能等于刚抛出时的动能,即8 J,故B错误;物体在下落过程中,机械能守恒,任意位置的机械能都等于8J,故C正确;物体落地时的动能Ek=E-Ep2=E-mg(-h2)=8J-1× 10×(-1)J=18J,故D错误.
6.D
【详解】A.设地球半径,则静止卫星轨道半径
因赤道物体和静止卫星角速度相同,由得,故A错误;
B.近地卫星和静止卫星满足万有引力提供向心力,即
得
由题意,近地卫星的轨道半径
因此
即
结合A项结论得,故B错误;
C.赤道物体和静止卫星角速度相同,由向心加速度表达式
可知,故C错误;
D.由B选项分析可知
由向心加速度表达式
可知,故D正确。
故选D。
7.B
【详解】A.由高度从0.2m上升到0.35m范围内图像为直线可知,弹簧的原长为0.2m,故A错误;
B.由图像可知,滑块在0.2m处动能为0.3J,从0.2m上升到0.35m范围内,由机械能守恒可得
解得
故B正确;
CD.从0.1m到0.35m的过程中,根据能量守恒可知,增加的重力势能即为弹簧的弹性势能的最大值,有
故CD错误。
故选B。
8.D
【详解】A.飞行器在B点处点火,是由高轨道变轨到低轨道,需要向前喷气减速,即速度减小,A错误;
B.飞行器在距月球表面高度为的圆形轨道I运动时有
根据开普勒第三定律有
在月球表面有
解得
可知,由已知条件能求出飞行器在II轨道上的运行周期,B错误;
C.在近月点B有
解得
可知,只有万有引力作用下,飞行器在轨道II上通过点的加速度等于在轨道III在点的加速度,C错误;
D.根据开普勒第三定律有
结合上述解得
D正确。
故选D。
9.ACD
【详解】A.由于轨道光滑,整个系统机械能守恒,故B球减少的机械能等于A球增加的机械能,A正确;
B.由于能量守恒,B球减少的重力势能等于A球增加的重力势能与A、B两球增加的动能之和,B错误;
C.当B球运动到最低点时速度最大,根据机械能守恒
解得最大速度
C正确;
D.对B球,根据动能定理
克服细杆所做的功
D正确。
故选ACD。
10.B
【详解】A.设第一次跳出的速度大小为,则,最高点时竖直方向的速度为零,设水平方向的速度为,则
得
则第一次跳出时竖直方向的分速度为
第一次跳出时在空中运动的时间
第二次青蛙以同样的初速度跳出,受恒定水平风力的作用,竖直方向仍只受重力,竖直方向运动情况不变,由运动的独立性和等时性,第二次跳出时在空中运动的时间
故A错误;
B.第二次跳出时水平方向的加速度大小
第二次水平风力大小,故B正确;
C.第二次到达最高点时的速度大小
第二次到达最高点时的动能为
故C错误;
D.由C项分析可知,第二次在最高点动能为,但此时合力方向指向左下方,速度水平向右,合力与速度方向的夹角为钝角,之后速度会继续减小,故第二次在空中的最小动能小于,故D错误。
故选B。
11.1.92m/s 0.0941J 0.0922J AB
12.(1)
(2)
(3)D
【详解】(1)根据题意,小球做圆周运动的周期
(2)小球受到重力与细线的拉力,对小球有
其中θ为细线与竖直方向的夹角,可得
结合题图乙有
解得
(3)经分析可得
整理得
故选D。
13. 0.3m 2m/s
14. 12 16
【详解】(1).汽车以额定功率启动,当a=0时,v达到最大值,则
(2).当速度为5m/s时,牵引力
则加速度
(3).由
得
则
匀加速直线运动的时间
15.(1)圆弧轨道上的C点受到的压力大小为12.4N,方向水平向右圆弧轨道上的B点受到的压力大小为18.4N,方向水平向上;
(2)小物块沿圆弧轨道BCD运动的最大速度为6m/s;
(3)要使小物块完成沿圆弧轨道BCD的圆周运动,释放点与B点距离为m:
答案第1页,共2页
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佳一中2025-2026学年度第二学期高一期中考试
物 理 试 题
时间:75分钟总分:100分
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每个小题给出的四个选项中,第1-7 题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题6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)
1.下列说法正确的是( )
A.做匀速直线运动的物体,机械能一定守恒 B.做曲线运动的物体,机械能可能守恒
C.物体所受的合力为零,机械能一定守恒 D.物体所受的合力不为零时,机械能一定不守恒
2.无风时,雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。一质量为m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的过程中,克服空气阻力做的功为(重力加速度大小为g)( )
A.0 B.mgh C. D.
3.如图所示,重物质量为1kg,动滑轮质量不计,竖直向上拉细绳,使重物从静止开始以5m/s2的加速度上升,则拉力F在1s末的瞬时功率为(g取10m/s2)( )
A.75W B.37.5W C.12.5W D.15W
4.经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”,“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成,每个恒星的直径远小于两个星体之间的距离,而且双星系统一般远离其他天体。两颗星球组成的双星,在相互之间的万有引力作用下,绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L,质量之比为m1:m2=3:2。则可知( )
A.m1、m2做圆周运动的角速度之比为2:3
B.m1、m2做圆周运动的线速度之比为3:2
C.m1做圆周运动的半径为L
D.m2做圆周运动的半径为L
5.如图所示,由距离地面h2=1 m 的高度处以v0=4 m/s的速度斜向上抛出质量为m=1 kg 的物体,当其上升的高度为h1=0.4 m时到达最高点,最终落在水平地面上,现以过抛出点的水平面为零势能面,取重力加速度g=10 m/s2,不计空气阻力,则( )
A.物体在最大高度处的重力势能为14 J
B.物体在最大高度处的机械能为16 J
C.物体在地面处的机械能为8 J
D.物体在地面处的动能为8 J
6.已知地球赤道上的物体随地球自转的线速度大小为、向心加速度大小为,近地卫星线速度大小为、向心加速度大小为,地球静止卫星线速度大小为、向心加速度大小为。设近地卫星距地面的高度不计,静止卫星距地面的高度为地球半径的6倍。则以下结论正确的是( )
A. B. C. D.
7.如图,竖直光滑杆固定不动,套在杆上的轻弹簧下端固定,将套在杆上的滑块(滑块与弹簧不拴接),向下压缩弹簧至离地高度h=0.1m处,由静止释放滑块,通过传感器测量出滑块的速度和离地高度h并作出滑块的动能E-h图像,其中h=0.18m时对应图像的最顶点,高度从0.2m上升到0.35m范围内图像为直线,其余为曲线,取g=10m/s2,由图像可知( )
A.弹簧的原长为0.18m
B.滑块的质量为0.2kg
C.弹簧的弹性势能最大值为0.3J
D.弹簧的弹性势能最大值为0.32J
8.(多选)我国正在进行的探月工程是高新技术领域的一次重大科技活动,在探月工程中飞行器成功变轨至关重要。如图所示,假设月球半径为,月球表面的重力加速度为,飞行器在距月球表面高度为的圆形轨道I运动,到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道II,到达轨道的近月点B再次点火进入近月轨道III绕月球做圆周运动。则( )
A.飞行器在Ⅱ轨道上,A 点比B 点速度小
B.由已知条件不能求出飞行器在II轨道上的运行周期
C.只有万有引力作用下,飞行器在轨道II上通过点的加速度大于在轨道III在点的加速度
D.飞行器在轨道III绕月球运行一周所需的时间为
9.(多选)如图所示,固定在竖直面内的光滑圆环半径为R,圆环上套有质量分别为m和2m的小球A、B(均可看作质点),且小球A、B用一长为2R的轻质细杆相连,在小球B从最高点由静止开始沿圆环下滑至最低点的过程中(已知重力加速度为g),下列说法正确的是( )
A.B球减少的机械能等于A球增加的机械能
B.B球减少的重力势能等于A球增加的重力势能
C.B球的最大速度为
D.B球克服细杆所做的功为
10.(多选)“稻花香里说丰年,听取蛙声一片。”稻——蛙生态种养是种植业和水产养殖业结合的一种生产模式。某青蛙在水平地面上跳跃,第一次不计空气作用力,跳出时的动能为 ,在空中的最小动能为。第二次青蛙以同样的初速度跳出,但受到恒定水平风力的作用,落地时速度竖直向下。关于青蛙两次跳跃,下列说法正确的是( )
A.两次在空中运动的时间不相等
B.第二次水平风力大小等于青蛙重力的
C.第二次到达最高点时的动能为
D.第二次在空中的最小动能为
二 、实验题(共14分)
11.如图甲所示,在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m = 1.0 kg的重物从静止开始自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图乙所示。0为打下的第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)。已知打点计时器每隔0.02s打一个点,当地的重力加速度为g = 9.8 m/s2。
(1) 根据图象乙纸带数据, B 点位置的速度大小为______s (结果取三位有效 数字)
(2) 从 0 点 到B 点,重物重力势能的减少量=_____J, 动能增加量=_____(结果取三位有效数字)
(3) 在验证机械能守恒定律实验中,下列说法正确的是
A. 实验时应先接通电源,待打点稳定后再释放纸带
B. 选用质量大、体积小的重物,可减小阻力带来的误差
C. 必须测量出重物的质量才能验证机械能守恒定律
D. 将打点计时器接在电源的直流输出上
12.某同学用如图甲所示的装置探究圆周运动。主要实验步骤为:
Ⅰ.给小球(半径很小)一个初速度,使小球在某一水平面内做匀速圆周运动,仔细调整电子计数器的位置,使电子计数器与小球做圆周运动的轨道在同一水平面内。若用电子计数器记录小球转动的圈数为n,用秒表记录小球转动n圈的时间为t;
Ⅱ.测出细线悬挂点到电子计数器的高度h;
Ⅲ.保持细线悬挂点与小球之间的细线的长度L不变,通过改变小球的初速度改变细线悬挂点到电子计数器的高度h,重复步骤Ⅰ和Ⅱ,进行多次实验,根据得到的数据作出小球做圆周运动的周期T与细线悬挂点到电子计数器的高度的平方根的关系图像,如图乙所示。
(1)小球做圆周运动的周期______(用n、t表示)。
(2)若图乙中图线的斜率为k,则当地的重力加速度大小______(用题中所给物理量的符号表示)。
(3)拉力传感器的示数F与的关系图像可能是( )
A. B.
C. D.
三 、计算题(共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤, 只写出最后答案的不给分。)
13.竖直轻弹簧固定在水平地面上,弹簧的劲度系数为,原长为。质量为的铁球由弹簧的正上方高处自由下落,与弹簧接触后压缩弹簧,当弹簧的压缩量为时,铁球下落到最低点。不计空气阻力,重力加速度为。已知弹性势能表达式为 Ep=kx², ,原长时弹性势能为零。求:
(1)铁球刚接触弹簧时候的动能;
(2)弹簧的最大压缩量x;
(3)铁球的最大速度v;
14.某汽车发动机的额定功率为60kW,汽车质量为5000kg,汽车在运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍。(g取10m/s2)
(1)若汽车以额定功率启动,则汽车所能达到的最大速度是多少?
(2)若汽车以额定功率启动,汽车速度达到5m/s 时 ,其加速度是多少?
(3)若汽车以0.5m/s2的加速度启动,则其匀加退过程能维持多长时间?
15.如图所示,光滑的部分圆弧轨道BCD 竖直固定放置,半径R=2m, 圆弧轨道 BCD与水平轨道AB相切于B点 ,C点是轨道上与圆心0等高的点,D点与圆心 0的连线与竖直方向夹角为37°。一可视为质点的质量为m=0.8kg 的小物块从水平轨道的A 点由静上释放,在整个运动过程中始终受到一水平向右的恒定外力 F=6N, 已知小物块与水平轨道AB之间的动摩擦因数μ=0.2,A 点和B 点之间的距离不计空气阻力,重力加速度g=10m/s²,sin37°=0.6,cos37°=0.8求:
(1)小物块经过圆弧轨道上B 点和C 点对轨道的压力分别是多少?
(2)小物块沿圆弧轨道BCD运动的最大速度为多少?
(3)要使小物块始终沿圆弧轨道且运动到D 点 ,新的由静止释放位置应距离B 点左侧至少多远?。
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