内容正文:
华中师大陵水顺湖中学2025-2026学年度第二学期期中考试试卷
高一物理
时间:90分钟 满分:100分
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分)
1. 下列关于曲线运动的说法,正确的是( )
A. 做曲线运动的物体,速度方向一定沿曲线的切线方向
B. 曲线运动的物体,加速度一定为零
C. 曲线运动的物体,速度大小一定变化
D. 曲线运动的物体,所受合外力一定为零
2. 一辆汽车在水平公路上匀速转弯,转弯半径为,汽车速度大小为。若汽车质量为,汽车转弯所需向心力大小为( )
A. 1920N B. 2400N C. 3000N D. 4800N
3. 关于万有引力定律,下列说法正确的是( )
A. 万有引力定律是牛顿通过实验测量得出的
B. 万有引力仅适用于天体之间的相互作用
C. 万有引力大小与两物体质量乘积成正比,与距离平方成反比
D. 万有引力常量G是由牛顿通过扭秤实验测量得出的
4. 下列情景中,物体所受重力做负功的是( )
A. 苹果从树上自由落下 B. 电梯匀速上升
C 石块从高处竖直落下 D. 运动员跳远腾空下落
5. 某物体受水平向左的拉力,沿水平方向向左移动了,拉力对物体做的功为( )
A B. C. 48J D. -48J
6. 关于第一宇宙速度,下列说法正确的是( )
A. 第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度
B. 第一宇宙速度是卫星发射的最小发射速度,大小为
C. 第一宇宙速度与地球质量、半径均无关
D. 第三宇宙速度是卫星脱离地球引力束缚的最小速度
7. 如图所示,小球A、B分别从和l的高度水平抛出后落地,上述过程中A、B的水平位移分别为l和。忽略空气阻力,则( )
A. A和B的位移大小不相等 B. A的运动时间是B的2倍
C. A的末速度比B的小 D. A的初速度是B的
8. 某卫星绕地球做匀速圆周运动,轨道半径为地球半径的3倍,地球表面重力加速度为,地球半径为R.该卫星的向心加速度大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题(本题共5小题,每题4分,共20分)
9. 下列运动中,属于匀变速曲线运动是( )
A. 自由落体运动 B. 平抛运动 C. 匀速圆周运动 D. 斜抛运动
10. 关于平抛运动,下列说法正确的是( )
A. 平抛运动的加速度大小恒定,方向竖直向下
B. 平抛运动的水平分运动是匀速直线运动
C. 平抛运动的竖直分运动是变加速直线运动
D. 平抛运动的水平位移仅由初速度大小决定
11. 神舟十三号载人飞船与天和核心舱实现了我国首次飞船径向对接,从发射到对接成功仅历时6.5小时,对接前两者稳定运行的圆周轨道如图所示,则两者稳定运行时( )
A. 天和核心舱运行周期更小
B. 天和核心舱加速度更小
C. 天和核心舱运行线速度更小
D. 神舟十三号需在原轨道减速才能完成对接
12. 某人将一个物体由静止开始匀加速向上提起,在此过程中下列说法正确的是( )
A. 人对物体做正功 B. 人对物体做负功
C. 合力对物体做正功 D. 合力对物体不做功
13. 如图所示,水平转台两侧分别放置、两物体,质量均为,到转轴的距离分别为、,、两物体间用长度为的轻绳连接,绳子能承受的拉力足够大,、两物体与水平转台间的动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为。开始时绳刚好伸直且无张力,当水平转台转动的角速度逐渐增大到两物体刚好还未滑动时,下列说法正确的是( )
A. 当转台转动的角速度大于时,细绳上一定有拉力
B. 当转台转动的角速度大于时,B一定受摩擦力
C. 整个过程中,A与转台间摩擦力先增大后减小
D. 整个过程中,B与转台间的摩擦力先增大后减小再增大
三、实验题(本题每空2分,共16分)
14. 某实验小组用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点,他的实验操作是:在小球A、B处于同一高度时,用小锤轻击弹性金属片,使A球水平飞出,同时B球被松开下落.
(1)甲实验的现象是小球A、B同时落地,说明______________________;
(2)现将A、B球恢复初始状态后,用比较大的力敲击弹性金属片,A球落地点变远,则在空中运动的时间____________(填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)安装图乙研究平抛运动实验装置时,保证斜槽末端水平,斜槽____________(填“需要”或“不需要”)光滑;
(4)然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹,由于没有记录抛出点,如图丙所示,数据处理时选择A点为坐标原点(0,0),丙图中小方格的边长均为20cm,重力加速度g取10m/s2,则小球平抛初速度的大小为________m/s,小球在B点速度的大小为________m/s。
15. 下图是探究向心力的大小的有关实验:
(1)感受向心力,保持与一定,改变速度大小
(2)以上实验采用了_____实验方法,结论:向心力的大小与_____有关。
(3)请写出向心力的表达式:_____
四、计算题(本大题共3小题,共40分)
16. “双星系统”是宇宙中常见的天体运行模型,由两颗相距较近的恒星组成,每个恒星的半径远小于两星之间的距离(可视为质点),且双星系统一般远离其他天体,仅在相互间的万有引力作用下绕某一点(质心)做匀速圆周运动。如图为某双星系统甲、乙两星绕其连线上的点做匀速圆周运动的示意图,已知甲、乙两星质量分别为,两星间距为,万有引力常量为,求:
(1)甲、乙两星做圆周运动半径之比;
(2)甲、乙两星速度大小之比。
17. 如图所示,一长为的轻绳下端拴着质量为的小球,现使小球在水平面内做匀速圆周运动,轻绳与竖直方向的夹角为,重力加速度大小为,求:
(1)小球运动的向心力大小;
(2)角速度大小;
(3)轻绳的拉力大小。
18. 如图所示,轨道的段为一半径的四分之一的光滑圆形轨道,点切线水平,斜轨道高为,斜轨道倾角,段为水平轨道。一质量为的小球从圆轨道某点下滑,到达点时速度的大小为,从点水平抛出,重力加速度为,求:
(1)小球在点对圆轨道的压力;
(2)通过计算判断小球是落在斜轨道上还是水平轨道上;
(3)若小球是落在斜轨道,并求出从抛出到落到轨道上经历的时间。
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华中师大陵水顺湖中学2025-2026学年度第二学期期中考试试卷
高一物理
时间:90分钟 满分:100分
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分)
1. 下列关于曲线运动的说法,正确的是( )
A. 做曲线运动的物体,速度方向一定沿曲线的切线方向
B. 曲线运动的物体,加速度一定为零
C. 曲线运动的物体,速度大小一定变化
D. 曲线运动的物体,所受合外力一定为零
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据曲线运动的速度方向定义,做曲线运动的物体,某一时刻的速度方向一定沿轨迹对应点的切线方向,故A正确;
B.曲线运动的速度方向时刻发生变化,属于变速运动,必然存在加速度,加速度不为零,故B错误;
C.曲线运动仅要求速度方向变化,速度大小可以不变,例如做匀速圆周运动的物体,速度大小就保持恒定,故C错误;
D.做曲线运动的物体,加速度一定不为零,根据牛顿第二定律可知,所受合外力一定不为零,合外力为零的物体只能做匀速直线运动或保持静止,故D错误。
故选A。
2. 一辆汽车在水平公路上匀速转弯,转弯半径为,汽车速度大小为。若汽车质量为,汽车转弯所需向心力大小为( )
A. 1920N B. 2400N C. 3000N D. 4800N
【答案】A
【解析】
【详解】汽车水平匀速转弯时做匀速圆周运动,向心力计算公式为
代入题中所给数据,解得汽车转弯所需向心力大小为
故选A。
3. 关于万有引力定律,下列说法正确的是( )
A. 万有引力定律是牛顿通过实验测量得出的
B. 万有引力仅适用于天体之间的相互作用
C. 万有引力大小与两物体质量乘积成正比,与距离平方成反比
D. 万有引力常量G是由牛顿通过扭秤实验测量得出的
【答案】C
【解析】
【详解】A.万有引力定律是牛顿在前人研究成果的基础上总结提出的,并非牛顿通过实验测量得出,故A错误;
B.万有引力适用于宇宙中任意两个有质量物体之间的相互作用,并非仅适用于天体,故B错误;
C.根据万有引力公式,万有引力大小与两物体质量的乘积成正比,与两物体间距离的平方成反比,故C正确;
D.万有引力常量G是卡文迪许通过扭秤实验测量得出的,不是牛顿测量的,故D错误。
故选C。
4. 下列情景中,物体所受重力做负功的是( )
A. 苹果从树上自由落下 B. 电梯匀速上升
C. 石块从高处竖直落下 D. 运动员跳远腾空下落
【答案】B
【解析】
【详解】A.重力方向始终竖直向下,若物体位移的竖直分量向上(物体上升),重力与位移夹角大于90°,重力做负功;若位移竖直分量向下(物体下落),重力做正功。苹果从树上自由落下,位移竖直向下,重力做正功,故A错误;
B.电梯匀速上升,位移竖直向上,重力与位移方向相反,重力做负功,故B正确;
C.石块从高处竖直落下,位移竖直向下,重力做正功,故C错误;
D.运动员跳远腾空下落,位移竖直分量向下,重力做正功,故D错误。
故选B。
5. 某物体受水平向左的拉力,沿水平方向向左移动了,拉力对物体做的功为( )
A. B. C. 48J D. -48J
【答案】C
【解析】
【详解】恒力做功的计算公式为
其中为拉力方向与位移方向的夹角。本题中拉力方向和位移方向均为水平向左,二者同向,因此,
代入、,解得拉力对物体做的功为
故选C。
6. 关于第一宇宙速度,下列说法正确的是( )
A. 第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度
B. 第一宇宙速度是卫星发射的最小发射速度,大小为
C. 第一宇宙速度与地球质量、半径均无关
D. 第三宇宙速度是卫星脱离地球引力束缚的最小速度
【答案】A
【解析】
【详解】A.卫星绕地球做匀速圆周运动时,万有引力提供向心力,由
得,轨道半径越小,运行速度越大;第一宇宙速度是轨道半径等于地球半径时的运行速度,是卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度,故A正确;
B.第一宇宙速度是卫星的最小发射速度,大小为,是第二宇宙速度,故B错误;
C.由第一宇宙速度推导公式(为地球半径)
可知,第一宇宙速度与地球质量、地球半径均有关,故C错误;
D.第三宇宙速度是卫星脱离太阳引力束缚的最小发射速度,脱离地球引力束缚的最小速度是第二宇宙速度,故D错误。
故选A。
7. 如图所示,小球A、B分别从和l的高度水平抛出后落地,上述过程中A、B的水平位移分别为l和。忽略空气阻力,则( )
A. A和B的位移大小不相等 B. A的运动时间是B的2倍
C. A的末速度比B的小 D. A的初速度是B的
【答案】D
【解析】
【详解】A.由几何关系可知,A和B的位移大小均为
故A错误;
B.根据
可知A的运动时间是B的倍,故B错误;
CD.AB的初速度分别为
,
所以A的初速度是B的,AB的竖直速度分别为
,
则AB的末速度分别为
,
A的末速度比B的大,故C错误,D正确。
故选D。
8. 某卫星绕地球做匀速圆周运动,轨道半径为地球半径的3倍,地球表面重力加速度为,地球半径为R.该卫星的向心加速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】地球表面物体万有引力等于重力,有
可得
卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供,即
综上解得
故选C。
二、多选题(本题共5小题,每题4分,共20分)
9. 下列运动中,属于匀变速曲线运动的是( )
A. 自由落体运动 B. 平抛运动 C. 匀速圆周运动 D. 斜抛运动
【答案】BD
【解析】
【详解】A.匀变速曲线运动需要满足两个条件:加速度恒定不变,且运动轨迹为曲线。自由落体运动轨迹是直线,属于匀变速直线运动,不符合要求,故A错误;
B.平抛运动不考虑空气阻力时只受重力,加速度为重力加速度恒定不变,且初速度方向与重力方向不在同一直线,轨迹为曲线,属于匀变速曲线运动,故B正确;
C.匀速圆周运动的向心加速度始终指向圆心,方向始终改变,加速度不恒定,属于变加速曲线运动,故C错误;
D.斜抛运动不考虑空气阻力时只受重力,加速度恒定不变,且初速度方向与重力方向不在同一直线,轨迹为曲线,属于匀变速曲线运动,故D正确。
故选BD。
10. 关于平抛运动,下列说法正确的是( )
A. 平抛运动的加速度大小恒定,方向竖直向下
B. 平抛运动的水平分运动是匀速直线运动
C. 平抛运动的竖直分运动是变加速直线运动
D. 平抛运动的水平位移仅由初速度大小决定
【答案】AB
【解析】
【详解】A.平抛运动的物体只受重力作用,加速度为重力加速度g,大小恒定、方向竖直向下,故A正确;
B.平抛运动水平方向不受外力,且初始有水平方向的初速度,根据牛顿第一定律,水平分运动为匀速直线运动,故B正确;
C.平抛运动竖直方向初速度为0,仅受重力,加速度恒定为g,因此竖直分运动是匀加速直线运动(自由落体运动),并非变加速运动,故C错误;
D.平抛运动水平位移公式为
竖直方向做自由落体运动,可得运动时间
则运动时间由下落高度决定,因此水平位移由初速度大小和下落高度共同决定,故D错误。
故选AB。
11. 神舟十三号载人飞船与天和核心舱实现了我国首次飞船径向对接,从发射到对接成功仅历时6.5小时,对接前两者稳定运行的圆周轨道如图所示,则两者稳定运行时( )
A. 天和核心舱运行周期更小
B. 天和核心舱加速度更小
C. 天和核心舱运行线速度更小
D. 神舟十三号需在原轨道减速才能完成对接
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据
可得
天和核心舱的轨道半径更大,则运行周期更大,故A错误;
B.根据
可得
天和核心舱的轨道半径更大,则加速度更小,故B正确;
C.根据
可知
神舟十三号的轨道半径小,则线速度更大,故C正确;
D.变轨需要神舟十三号的轨道半径变大,则需要加速做离心运动完成对接,故D错误。
故选BC。
12. 某人将一个物体由静止开始匀加速向上提起,在此过程中下列说法正确的是( )
A. 人对物体做正功 B. 人对物体做负功
C. 合力对物体做正功 D. 合力对物体不做功
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.人对物体的拉力方向向上,物体位移方向向上,力与位移同向,因此人对物体做正功,故A正确,B错误;
CD.物体由静止开始匀加速向上运动,动能不断增大。根据动能定理,合外力做功等于物体动能的变化,动能增加说明合力对物体做正功,故C正确,D错误。
故选AC。
13. 如图所示,水平转台两侧分别放置、两物体,质量均为,到转轴的距离分别为、,、两物体间用长度为的轻绳连接,绳子能承受的拉力足够大,、两物体与水平转台间的动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为。开始时绳刚好伸直且无张力,当水平转台转动的角速度逐渐增大到两物体刚好还未滑动时,下列说法正确的是( )
A. 当转台转动的角速度大于时,细绳上一定有拉力
B. 当转台转动的角速度大于时,B一定受摩擦力
C. 整个过程中,A与转台间的摩擦力先增大后减小
D. 整个过程中,B与转台间的摩擦力先增大后减小再增大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.当转台转动的角速度较小时,向心力完全由静摩擦力提供,对A、B分别有,
A、B的质量均为,最大静摩擦力均为,A物体转动的半径较大,随着增大,A与转台间先达到最大静摩擦力,此时细绳刚好伸直且无拉力,则有
解得
则当转台转动的角速度大于时,细绳出现拉力,因此当转台转动的角速度大于时,细绳上一定有拉力,故A正确;
B.当转台转动的角速度大于时,向心力由静摩擦力和细绳拉力的合力提供,对A、B物体分别有,
联立解得B与转台间的摩擦力
则当时,
因此时,B不一定受摩擦力,故B错误;
C.A的摩擦力先随增大而增大,当转台转动的角速度大于,达到最大静摩擦力后保持不变,因此整个过程中,A与转台间的摩擦力先增大后保持不变,故C错误;
D.当转台转动的角速度小于时,B与转台间的摩擦力
可知B与转台间的摩擦力先逐渐增大,当转台转动的角速度大于后,B与转台间的摩擦力
可知B与转台间的摩擦力再逐渐减小到零,最后反向增大。则在整个过程中,B与转台间的摩擦力先增大后减小再增大,故D正确。
故选AD。
三、实验题(本题每空2分,共16分)
14. 某实验小组用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点,他的实验操作是:在小球A、B处于同一高度时,用小锤轻击弹性金属片,使A球水平飞出,同时B球被松开下落.
(1)甲实验的现象是小球A、B同时落地,说明______________________;
(2)现将A、B球恢复初始状态后,用比较大的力敲击弹性金属片,A球落地点变远,则在空中运动的时间____________(填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)安装图乙研究平抛运动实验装置时,保证斜槽末端水平,斜槽____________(填“需要”或“不需要”)光滑;
(4)然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹,由于没有记录抛出点,如图丙所示,数据处理时选择A点为坐标原点(0,0),丙图中小方格的边长均为20cm,重力加速度g取10m/s2,则小球平抛初速度的大小为________m/s,小球在B点速度的大小为________m/s。
【答案】(1)小球A在竖直方向的分运动是自由落体运动
(2)不变 (3)不需要
(4) ①. 3 ②. 5
【解析】
【小问1详解】
甲实验时,小球A做平抛运动,小球B做自由落体运动,则实验现象是小球A、B同时落地,说明小球A在竖直方向的分运动是自由落体运动。
【小问2详解】
将A、B球恢复初始状态后,用比较大的力敲击弹性金属片,A球落地点变远,可下落的高度不变, 由自由落体运动下落时间可知,则在空中运动的时间不变。
【小问3详解】
安装图乙研究平抛运动实验装置时,保证斜槽末端水平,使小球每次都做平抛运动,由于小球每次都是从斜槽上同一位置开始释放,小球在轨道上运动时克服阻力做功都相同,因此斜槽不需要光滑。
【小问4详解】
[1]由题图丙可知,两计数点间,小球在水平方向的位移相等,可知两计数点间的时间间隔相等,小球在竖直方向做自由落体运动,因此由匀变速直线运动的推论可得
则小球平抛初速度的大小为
[2] 小球在y轴方向由匀变速直线运动在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,可得小球在B点y轴方向速度的大小为
小球在B点速度的大小为
15. 下图是探究向心力的大小的有关实验:
(1)感受向心力,保持与一定,改变速度大小
(2)以上实验采用了_____实验方法,结论:向心力的大小与_____有关。
(3)请写出向心力的表达式:_____
【答案】 ①. 控制变量法 ②. 线速度 ③.
【解析】
【详解】[1]探究多个因素对某个物理量的影响时,每次只改变一个变量、控制其余变量不变来研究规律,该方法就是控制变量法,是本实验采用的核心方法。
[2]通过多组控制变量的实验可得:向心力大小和做圆周运动的物体质量、圆周运动的转动半径、物体的线速度(角速度)都有关。
[3]向心力表达式可写为。
四、计算题(本大题共3小题,共40分)
16. “双星系统”是宇宙中常见的天体运行模型,由两颗相距较近的恒星组成,每个恒星的半径远小于两星之间的距离(可视为质点),且双星系统一般远离其他天体,仅在相互间的万有引力作用下绕某一点(质心)做匀速圆周运动。如图为某双星系统甲、乙两星绕其连线上的点做匀速圆周运动的示意图,已知甲、乙两星质量分别为,两星间距为,万有引力常量为,求:
(1)甲、乙两星做圆周运动的半径之比;
(2)甲、乙两星速度大小之比。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
在双星系统中,两颗星角速度相同,相互间的万有引力提供各自做匀速圆周运动的向心力,分别对甲、乙星,有、
两式左边相等,联立可得
因此
【小问2详解】
线速度与角速度的关系为
由于两星角速度相同,因此线速度与半径成正比,即
代入,可得
17. 如图所示,一长为的轻绳下端拴着质量为的小球,现使小球在水平面内做匀速圆周运动,轻绳与竖直方向的夹角为,重力加速度大小为,求:
(1)小球运动的向心力大小;
(2)角速度大小;
(3)轻绳的拉力大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球的受力如图所示
小球所受重力和拉力的合力提供向心力,则小球运动的向心力大小
【小问2详解】
根据,
求得
【小问3详解】
由小球的受力分析图可知,轻绳的拉力大小
18. 如图所示,轨道的段为一半径的四分之一的光滑圆形轨道,点切线水平,斜轨道高为,斜轨道倾角,段为水平轨道。一质量为的小球从圆轨道某点下滑,到达点时速度的大小为,从点水平抛出,重力加速度为,求:
(1)小球在点对圆轨道的压力;
(2)通过计算判断小球是落在斜轨道上还是水平轨道上;
(3)若小球是落在斜轨道,并求出从抛出到落到轨道上经历的时间。
【答案】(1),方向竖直向下
(2)小球落在斜轨道上,计算见解析
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球在B点做圆周运动,圆心在B点正上方,向心力由轨道支持力和重力的合力提供,由牛顿第二定律,得
代入,解得
根据牛顿第三定律,小球对圆轨道的压力大小为,方向竖直向下。
【小问2详解】
B点到水平轨道的竖直高度为,假设小球落到水平轨道,由平抛运动在竖直方向的规律,得
解得
水平位移
倾斜轨道水平部分长度为
因为,所以小球落在斜轨道上。
【小问3详解】
设运动时间为,由平抛规律,在水平和竖直方向分别有,
结合斜轨道几何关系
代入得
解得
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