天津南开区2025-2026学年高一下学期期末自编物理模拟卷

**基本信息** 以真实情境为载体，融合科技前沿（如“风云四号”卫星）、体育赛事（自行车锦标赛）与传统文化（独竹漂），全面考查高中物理运动和相互作用、能量等核心知识，注重科学思维与探究能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|20题/60分|匀速圆周运动、天体运动、动量守恒|结合诺贝尔物理学奖考查物理学史，以双星系统模型提升科学推理能力| |实验题|2题/12分|机械能守恒、动量守恒|设计“工”形工件实验，通过挡光片测量验证守恒定律，培养科学探究素养| |解答题|2题/28分|平抛运动、动量定理|以跳台滑雪为情境，综合考查运动学公式与向心力计算，体现实际问题解决能力|

天津南开区模拟卷 练习卷 （满分100分） 一、单选题（共60分） 1．如图所示为某游乐场的摩天轮，乘客坐在座舱里随着摩天轮一起在竖直平面内做匀速圆周运动，关于不同座舱里的乘客，下列说法正确的是（　　） A．线速度相同 B．周期相同 C．向心加速度相同 D．向心力相同 2．小明用物理知识对球类运动中的现象进行分析，如下表所示。所用物理知识错误的是（　　） 序号 现象 物理知识 ① 撞击地面的篮球发生形变 力可以改变物体的形状 ② 垫起的排球减速向上运动 二力平衡 ③ 用力踢足球，脚感觉到疼 力的作用是相互的 ④ 用球拍击打乒乓球使其弹回 力可以改变物体的运动状态 A．① B．② C．③ D．④ 3．蹦极是很多年轻人喜欢的一项运动，蹦极运动过程可简化如下：如图所示，将游客视为质点，原长为的弹性绳一端固定在点，另一端和游客相连。游客从点自由下落，至点时弹性绳自然伸直，经过点时合力为零，到达最低点，然后弹起，整个过程沿竖直方向，弹性绳始终在弹性限度内，重力加速度，不计游客受到的空气阻力。关于游客从的过程中，下列说法正确的是（　　） A．游客从过程做自由落体运动，速度越来越大，其惯性也逐渐增大 B．游客此次体验完全失重的时间为 C．游客经过点时速度最大 D．游客从过程做减速运动，该过程中游客对弹性绳的拉力小于弹性绳对游客的拉力 4．如图所示为水平圆盘的俯视图，圆盘上距中心轴为处有一质量为的小物块。某时刻起圆盘绕轴转动，角速度从0增大至，小物块始终相对圆盘静止。已知圆盘的动摩擦因数为、重力加速度为，此过程小物块所受的摩擦力（　　）    A．方向始终指向点 B．大小始终为 C．冲量大小为 D．做功为零 5．如图所示，摆球质量为，悬线长度为，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从点运动到点的过程中空气阻力的大小不变，则下列说法正确的是（　　） A．重力的瞬时功率在不断增大 B．悬线的拉力做功不为 C．空气阻力做功为 D．空气阻力做功为 6．如图所示，在粗糙水平木板上放一个物块，使水平木板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，ab为水平直径，cd为竖直直径。在运动过程中木板始终保持水平，物块相对木板始终静止，则（　　） A．物块在c点受到三个力作用 B．只有在a、b、c、d四点，物块受到合外力才指向圆心 C．物块在a点受到的摩擦力方向水平向右 D．从b到a，物块处于超重状态 7．2024年10月8日消息，本年度诺贝尔物理学奖授予约翰·霍普菲尔德和杰弗里·辛顿，“以表彰他们为利用人工神经网络进行机器学习作出的基础性发现和发明”。在物理学的探索和发现过程中，物理过程和研究方法比物理知识本身更加重要。以下关于物理学研究方法和物理学史的叙述中正确的是（   ） A．法拉第提出了电场概念，并指出电场和电场线都是客观存在的 B．密立根通过油滴实验测出了元电荷的数值 C．库仑通过扭秤实验测出了静电力常量k D．卡文迪什通过实验验证了真空中两个静止电荷之间的相互作用力遵循的规律 8．修建高层建筑时常用塔式起重机。某段时间内，重物在竖直方向上被缆绳匀加速提升，同时通过电力驱动在塔架上沿水平向右匀速移动，不计空气阻力，在此过程中（     ） A．重物所受合力方向为斜向右上方 B．缆绳对重物拉力所做的功等于重物动能的增加量 C．缆绳对重物拉力的功率保持不变 D．重物所受合力冲量的方向竖直向上 9．“独竹漂”是一项独特的黔北民间绝技。独竹漂高手们脚踩一根楠竹，漂行水上如履平地。如图甲所示，在平静的湖面上，一位女子脚踩竹竿抵达岸边，此时女子静立于竹竿A点，一位摄影爱好者使用连拍模式拍下了该女子在竹竿上行走过程的系列照片，并从中选取了两张进行对比，其简化图如下。经过测量发现，甲、乙两张照片中A、B两点的水平间距约为1cm，乙图中竹竿右端距离河岸约为1.8cm。照片的比例尺为1:40。已知竹竿的质量约为25kg，若不计水的阻力，则该女子的质量约为（　　）    A．41.5kg B．45kg C．47.5kg D．50kg 10．2017年9月25日，微信启动页“变脸”：由美国卫星拍摄的地球静态图换成了我国“风云四号”卫星拍摄地球的动态图，如图所示。“风云四号”卫星是第二代地球静止轨道遥感气象卫星，下列说法正确的是（　　） A．“风云四号”运行速度大于第一宇宙速度 B．“风云四号”卫星的发射速度大于第二宇宙速度 C．经过一段时间，“风云四号”可以运行到美国上空 D．“风云四号”做圆周运动的向心加速度小于地球表面的重力加速度 11．宇宙中由A、B两颗恒星组成的双星系统绕A、B连线上的一点做匀速圆周运动，已知恒星A的质量大于恒星B的质量，两恒星的总质量一定，两恒星间的距离为L，不考虑双星系统以外的天体对双星系统的影响，下列说法正确的是（　　） A．恒星A运动的角速度大于恒星B运动的角速度 B．恒星A做圆周运动的向心力大于恒星B做圆周运动的向心力 C．L越大，恒星A做圆周运动的周期越大 D．恒星A、B的质量差越大，恒星A做圆周运动的周期越大 12．如图甲、乙，半径均为R的竖直圆环、竖直圆管轨道固定在水平面上，两个质量均为m的小球P、Q（均可视为质点）分别在两轨道内做完整的圆周运动，小球Q的直径略小于圆管的孔径，不计一切摩擦，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A．若小球P、Q运动到各自轨道最高点对轨道的作用力大小均为，则小球P、Q经过最高点时的速度大小有可能相等 B．小球P运动到圆环轨道最高点时的最小速度为0 C．小球Q运动到圆管轨道最高点时的最小速度为 D．小球P在圆环轨道最低点处于失重状态 13．我国自主建设、独立运行的北斗卫星导航系统由数十颗卫星构成，目前已经向一带一路沿线国家提供相关服务。设想其中一颗人造卫星在发射过程中，原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．在轨道1与在轨道2运行比较，卫星在P点的加速度不同 B．在轨道1与在轨道2运行比较，卫星在P点的动量不同 C．卫星在轨道2的任何位置都具有相同加速度 D．卫星在轨道1的任何位置都具有相同动能 14．由A、B组成的双星系统绕其连线上的O点做匀速圆周运动。A、B之间的距离为L，周期为T，轨道半径之比rA∶rB=3∶5，引力常量为G，下列判断正确的是（　　） A．A、B的线速度大小之比为vA∶vB=5∶3 B．A、B的质量之比为mA∶mB=3∶5 C．A、B的总质量为 D．A、B的总质量一定的情况下，L越大，T越小 15．历史上很多科学家通过大量曲折而又闪烁智慧的探索，发现了很多重要的物理定律，建立了很多物理学说，下列叙述符合史实的是（　　） A．牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律 B．牛顿首次在实验室中比较准确地测出了引力常量G的数值 C．开普勒第二定律表明，行星离太阳越远，速率越大 D．开普勒第三定律中，，月亮绕地球运动的值与地球绕太阳的值相同 16．图甲是未来空间站的构思图。在空间站中设置个如图乙绕中心轴旋转的超大型圆管作为生活区，圆管的内、外管壁平面与转轴的距离分别为R1、R2。当圆管以一定的角速度ω转动时，在管中相对管静止的人（可看作质点）便可以获得个类似在地球表面的“重力”，以此降低因长期处于失重状态对身体健康造成的影响。已知地球质量为M，地球半径为R，万有引力常量为G，地球自转周期为T。当空间站在地球静止同步轨道上运行时，管道转动的角速度ω大小为（　　） A． B． C． D． 17．2025年2月16日，在泰国举办的公路自行车亚洲锦标赛上，中国选手吕先景成功夺冠，成为该赛事历史上首位同时拥有公路及山地双料亚洲冠军的运动员。自行车主要构成部件有前后轮、链条、大小齿轮等，其部分示意图如图所示，其中大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为、和，假设脚踏板的转速为，则该自行车前进的速度大小为（　　） A． B． C． D． 18．用质量为m的小铁锤以速度向下击打一块质量为M的砖块（击打时间极短），击打后，小铁锤以的速率反向弹回，已知砖块受到击打后在手中的缓冲时间为t，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．在击打过程中，铁锤所受合外力的冲量大小为 B．在击打过程中，铁锤重力的冲量大小为mgt C．砖头缓冲过程中，对手的压力大小为Mg D．砖头缓冲过程中，对手的压力大小为 19．如图所示，在光滑的水平桌面上有体积相同的两个小球A、B，质量分别为m=0.1kg和 M=0.3kg，两球中间夹着一根压缩的轻弹簧，原来处于静止状态，同时放开A、B球和弹簧，已知A球脱离弹簧的速度为6m/s，接着A 球进入与水平面相切，半径为0.5m的竖直面内的光滑半圆形轨道运动，PQ为半圆形轨道竖直的直径， 下列说法正确的是（　　） A．弹簧弹开过程，弹力对A的冲量大于对B的冲量 B．A球脱离弹簧时 B球获得的速度大小为4m/s C．A球从P点运动到Q点过程中所受合外力的冲量大小为1N·s D．若半圆轨道半径改为0.9m，则A球仍然能到达 Q点 20．2025年11月1日，神舟二十一号飞船与空间站天和核心舱对接成功。飞船的变轨过程可简化为如下模型：飞船变轨前绕地球稳定运行在圆形轨道Ⅰ上，椭圆轨道Ⅱ为飞船的转移轨道，核心舱绕地球沿逆时针方向运行在圆形轨道Ⅲ上，轨道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ分别相切于A、B两点，下列说法正确的是（　　） A．飞船在轨道Ⅱ上经过A点的加速度大于在轨道Ⅰ上经过A点的加速度 B．飞船在轨道Ⅰ上的线速度大于天和核心舱在轨道Ⅲ上的线速度 C．飞船应先变轨到轨道Ⅲ，然后再加速与天和核心舱对接 D．飞船在轨道Ⅱ上从A向B运行的过程中速度增大 二、实验题（共12分） 21．为验证机械能守恒定律，某实验小组设计了如图所示的实验装置，“工”形工件用细线悬于铁架台的横杆上，处于静止状态，工件上安装有两个相同的挡光片1、2，用刻度尺测出两挡光片间的距离L，整个工件及两挡光片的总质量为m，重力加速度为g。 (1)用游标卡尺测量挡光片的宽度，示数如图乙所示，则挡光片宽度______mm； (2)剪断细线，与光电门连接的数字计时器记录了挡光片1、2通过光电门时挡光时间分别为、，则挡光片1通过光电门时，工件（包括挡光片）的动能______；从挡光片1通过光电门至挡光片2通过光电门的过程中，工件（包括挡光片）减少的重力势能______； (3)改变光电门的位置多次重复实验，测得多组挡光片1、2通过光电门的挡光时间、，作图像，如果图像是一条倾斜直线，且图像与纵轴的截距为______、图像的斜率等于______，则工件下落过程中机械能守恒。 22．利用如图甲所示的装置可以验证动量守恒定律，即研究小球在碰撞前后的动量关系。先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重锤线所指的位置。 (1)关于本实验，下列做法必要的是（　　） A．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放 B．入射小球的质量必须等于被碰小球的质量 C．轨道倾斜部分必须光滑 D．轨道末端必须水平放置 E．两小球的半径必须相同 (2)用如图乙所示装置也可验证动量守恒定律，则在实验过程中，分析正确的是（　　） A．需要先让小车开始运动，再接通打点计时器 B．小车B碰撞前必须处于静止状态 C．需要将木板右侧垫高，使小车能在木板上做匀速直线运动 D．此装置也可用于研究弹性碰撞 (3)实验中获得一条纸带如图丙所示，已将各计数点之间的距离标注在图中，打点计时器电源频率为，则小车A在碰撞前的速度大小为________（结果保留3位有效数字） 三、解答题（共28分） 23．跳台滑雪是一种勇敢者的运动，运动员穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。如图所示为滑雪道简化图，整个滑雪道由助滑道AB、着陆坡BC、减速停止区CD三部分组成，B点处对应圆弧的半径为R=50m。比赛中质量m=70kg（含装备）的运动员从A点下滑，运动到B点时以v=20m/s的速度水平飞出，落在着陆坡的C点。已知着陆坡的倾角为37°，不计空气阻力，运动员视为质点，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： (1)运动员通过B点时对轨道的压力大小； (2)运动员从B点运动到C点的时间； (3)运动员落在C点时的速度大小。 24．如图所示，把质量m=20kg的物体以水平速度v0=5m/s抛到静止在水平地面的平板小车上。小车质量M=80kg，物体在小车上滑行一段距离后相对于小车静止。已知物体与平板间的动摩擦因数μ=0.8，小车与地面间的摩擦可忽略不计，g取10m/s2，求： (1)物体相对小车静止时，小车的速度大小是多少？ (2)物体在小车上滑行的距离是多少？滑行时间是多少？ 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 $ 天津南开区模拟卷 练习卷 （满分100分） 一、单选题（共60分） 1．如图所示为某游乐场的摩天轮，乘客坐在座舱里随着摩天轮一起在竖直平面内做匀速圆周运动，关于不同座舱里的乘客，下列说法正确的是（　　） A．线速度相同 B．周期相同 C．向心加速度相同 D．向心力相同 【答案】B 【详解】不同座舱里乘客的线速度、向心加速度、向心力的大小相同，但方向不同，周期相同。 故选B。 2．小明用物理知识对球类运动中的现象进行分析，如下表所示。所用物理知识错误的是（　　） 序号 现象 物理知识 ① 撞击地面的篮球发生形变 力可以改变物体的形状 ② 垫起的排球减速向上运动 二力平衡 ③ 用力踢足球，脚感觉到疼 力的作用是相互的 ④ 用球拍击打乒乓球使其弹回 力可以改变物体的运动状态 A．① B．② C．③ D．④ 【答案】B 【详解】A．撞击地面的篮球发生形变，说明力可以改变物体的形状，符合力的作用效果，故A正确； B．垫起的排球减速向上运动时，速度大小发生变化，运动状态改变，说明受力不平衡，而非二力平衡，故B错误； C．用力踢足球，脚因受到足球的反作用力而疼，体现力的相互性，故C正确； D．球拍击打乒乓球使其弹回，运动方向改变，说明力改变物体的运动状态，故D正确。 故选B。 3．蹦极是很多年轻人喜欢的一项运动，蹦极运动过程可简化如下：如图所示，将游客视为质点，原长为的弹性绳一端固定在点，另一端和游客相连。游客从点自由下落，至点时弹性绳自然伸直，经过点时合力为零，到达最低点，然后弹起，整个过程沿竖直方向，弹性绳始终在弹性限度内，重力加速度，不计游客受到的空气阻力。关于游客从的过程中，下列说法正确的是（　　） A．游客从过程做自由落体运动，速度越来越大，其惯性也逐渐增大 B．游客此次体验完全失重的时间为 C．游客经过点时速度最大 D．游客从过程做减速运动，该过程中游客对弹性绳的拉力小于弹性绳对游客的拉力 【答案】B 【详解】A．物体的惯性大小由质量决定，与速度大小无关，故A错误； B．游客做自由落体运动时完全失重，则由 解得，故B正确； C．游客经过点时受到的合力为零（加速度为零），故游客经过点时速度最大，故C错误； D．游客对弹性绳的拉力和弹性绳对游客的拉力是作用力和反作用力，大小总是相等，故D错误。 故选B。 4．如图所示为水平圆盘的俯视图，圆盘上距中心轴为处有一质量为的小物块。某时刻起圆盘绕轴转动，角速度从0增大至，小物块始终相对圆盘静止。已知圆盘的动摩擦因数为、重力加速度为，此过程小物块所受的摩擦力（　　）    A．方向始终指向点 B．大小始终为 C．冲量大小为 D．做功为零 【答案】C 【详解】A．由于小物块在水平面上做圆周运动，则小物块的重力与圆盘的支持力平衡，小物体始终相对圆盘静止，因此小物块，所受外力的合力等于圆盘对其的静摩擦力，由于角速度从0增大至，则小物块做变速圆周运动，静摩擦力沿径向的分力提供向心力，沿切向的分力使物块线速度增大，即此过程小物块所受的摩擦力不指向圆心，故A错误； B．根据上述可知，小物块所受摩擦力为静摩擦力，随角速度的增大，该静摩擦力也逐渐增大，故B错误； C．根据上述，小物块所受合力等于摩擦力，根据动量定理有 由于 则有 故C正确； D．小物块动能增大，根据动能定理有 可知。摩擦力做功不为零，故D错误。 故选C。 5．如图所示，摆球质量为，悬线长度为，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从点运动到点的过程中空气阻力的大小不变，则下列说法正确的是（　　） A．重力的瞬时功率在不断增大 B．悬线的拉力做功不为 C．空气阻力做功为 D．空气阻力做功为 【答案】D 【详解】A．在最初的位置，因为小球的速度为零，则重力做功的功率为零；在摆动过程中，重力与小球的速度成锐角，功率不为零；在最低点时，小球的速度与重力垂直，则重力做功的功率为零，由此可知，重力做功的功率先增大后减小，故A错误； B．悬线的拉力始终与速度方向垂直，故做功为，故B错误； CD．空气阻力的大小不变，方向始终与速度方向相反，故做功为，故C错误，D正确。 故选D。 6．如图所示，在粗糙水平木板上放一个物块，使水平木板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，ab为水平直径，cd为竖直直径。在运动过程中木板始终保持水平，物块相对木板始终静止，则（　　） A．物块在c点受到三个力作用 B．只有在a、b、c、d四点，物块受到合外力才指向圆心 C．物块在a点受到的摩擦力方向水平向右 D．从b到a，物块处于超重状态 【答案】D 【详解】AB．物块做匀速圆周运动，合外力始终指向圆心，在c点物块只受到重力和支持力的作用，故AB错误； C．因做匀速圆周运动的物体合外力始终指向圆心，在a点物块受到的合外力向左，可知摩擦力方向水平向左，故C错误； D．物块逆时针从b运动到a，向心加速度有向上的分量，所以物块处于超重状态，故D正确。 故选D。 7．2024年10月8日消息，本年度诺贝尔物理学奖授予约翰·霍普菲尔德和杰弗里·辛顿，“以表彰他们为利用人工神经网络进行机器学习作出的基础性发现和发明”。在物理学的探索和发现过程中，物理过程和研究方法比物理知识本身更加重要。以下关于物理学研究方法和物理学史的叙述中正确的是（   ） A．法拉第提出了电场概念，并指出电场和电场线都是客观存在的 B．密立根通过油滴实验测出了元电荷的数值 C．库仑通过扭秤实验测出了静电力常量k D．卡文迪什通过实验验证了真空中两个静止电荷之间的相互作用力遵循的规律 【答案】B 【详解】A．法拉第提出了电场概念，并指出电场是客观存在的，电场线是虚拟的，实际不存在，故A错误； B．密立根通过油滴实验测出了元电荷的数值，故B正确； C．库仑在1785年通过扭秤实验定量测量了静电力，但静电力常量k的数值并不是库仑测出的，故C错误； D．库仑通过实验验证了真空中两个静止电荷之间的相互作用力遵循的规律，故D错误。 故选B。 8．修建高层建筑时常用塔式起重机。某段时间内，重物在竖直方向上被缆绳匀加速提升，同时通过电力驱动在塔架上沿水平向右匀速移动，不计空气阻力，在此过程中（     ） A．重物所受合力方向为斜向右上方 B．缆绳对重物拉力所做的功等于重物动能的增加量 C．缆绳对重物拉力的功率保持不变 D．重物所受合力冲量的方向竖直向上 【答案】D 【详解】AD．重物在竖直方向做匀加速直线运动，水平方向做匀速直线运动，则合力方向竖直向上，由 可知，重物所受合力冲量的方向竖直向上，故A错误，D正确； B．根据动能定理可知，重物所受合力所做的功等于重物动能的增加量，故B错误； C．根据牛顿第二定律可得 可得，缆绳对重物的拉力不变，根据 可得，缆绳对重物拉力的功率一直增大，故C错误。 故选D。 9．“独竹漂”是一项独特的黔北民间绝技。独竹漂高手们脚踩一根楠竹，漂行水上如履平地。如图甲所示，在平静的湖面上，一位女子脚踩竹竿抵达岸边，此时女子静立于竹竿A点，一位摄影爱好者使用连拍模式拍下了该女子在竹竿上行走过程的系列照片，并从中选取了两张进行对比，其简化图如下。经过测量发现，甲、乙两张照片中A、B两点的水平间距约为1cm，乙图中竹竿右端距离河岸约为1.8cm。照片的比例尺为1:40。已知竹竿的质量约为25kg，若不计水的阻力，则该女子的质量约为（　　）    A．41.5kg B．45kg C．47.5kg D．50kg 【答案】B 【详解】对人和竹竿组成的系统，可看成人船模型，所以 代入数据可得人的质量为 故选B。 10．2017年9月25日，微信启动页“变脸”：由美国卫星拍摄的地球静态图换成了我国“风云四号”卫星拍摄地球的动态图，如图所示。“风云四号”卫星是第二代地球静止轨道遥感气象卫星，下列说法正确的是（　　） A．“风云四号”运行速度大于第一宇宙速度 B．“风云四号”卫星的发射速度大于第二宇宙速度 C．经过一段时间，“风云四号”可以运行到美国上空 D．“风云四号”做圆周运动的向心加速度小于地球表面的重力加速度 【答案】D 【详解】A．第一宇宙速度是所有环绕地球做圆周运动卫星的最大速度，则“风云四号”运行速度小于第一宇宙速度，选项A错误； B．“风云四号”卫星没有脱离地球的引力范围，则其发射速度大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，选项B错误； C．“风云四号”卫星是地球静止轨道遥感气象卫星，只能定点在赤道上空，则经过一段时间，“风云四号”不可能运行到美国上空，选项C错误； D．根据牛顿第二定律有 可得 由万有引力等于重力有 解得 由于 则“风云四号”做圆周运动的向心加速度小于地球表面的重力加速度，选项D正确。 故选D。 11．宇宙中由A、B两颗恒星组成的双星系统绕A、B连线上的一点做匀速圆周运动，已知恒星A的质量大于恒星B的质量，两恒星的总质量一定，两恒星间的距离为L，不考虑双星系统以外的天体对双星系统的影响，下列说法正确的是（　　） A．恒星A运动的角速度大于恒星B运动的角速度 B．恒星A做圆周运动的向心力大于恒星B做圆周运动的向心力 C．L越大，恒星A做圆周运动的周期越大 D．恒星A、B的质量差越大，恒星A做圆周运动的周期越大 【答案】C 【详解】A．双星系统两恒星做圆周运动的角速度相等，A项错误； B．两恒星做圆周运动的向心力均为两恒星间的万有引力，大小相等，B项错误； C．根据 其中 可得双星做圆周运动的周期 由于双星的总质量一定，则L越大，周期越大，C项正确； D．A、B质量差的大小不影响双星做圆周运动的周期，D项错误。 故选C。 12．如图甲、乙，半径均为R的竖直圆环、竖直圆管轨道固定在水平面上，两个质量均为m的小球P、Q（均可视为质点）分别在两轨道内做完整的圆周运动，小球Q的直径略小于圆管的孔径，不计一切摩擦，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A．若小球P、Q运动到各自轨道最高点对轨道的作用力大小均为，则小球P、Q经过最高点时的速度大小有可能相等 B．小球P运动到圆环轨道最高点时的最小速度为0 C．小球Q运动到圆管轨道最高点时的最小速度为 D．小球P在圆环轨道最低点处于失重状态 【答案】A 【详解】A．对，最高点轨道对的作用力向下，由牛顿第三定律，可得轨道的作用力大小 由重力和轨道作用力的合力提供向心力，有 解得 对，对轨道作用力为，有两种可能，若挤压圆管外壁，轨道对作用力向下，同理可得 解得 因此二者经过最高点时的速度大小有可能相等，故A正确； B．甲图中小球在竖直圆环内侧运动，最高点轨道只能提供向下的弹力，速度最小时，由重力提供向心力，有 解得最小速度为，故B错误； C．乙图中小球在圆管轨道运动，圆管内外壁均可提供作用力，最高点最小速度可以为0（内壁可向上支撑小球），不是，故C错误； D．小球在最低点时，向心力向上指向圆心，加速度向上，由牛顿第二定律可知，支持力大于重力，处于超重状态，故D错误。 故选A。 13．我国自主建设、独立运行的北斗卫星导航系统由数十颗卫星构成，目前已经向一带一路沿线国家提供相关服务。设想其中一颗人造卫星在发射过程中，原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．在轨道1与在轨道2运行比较，卫星在P点的加速度不同 B．在轨道1与在轨道2运行比较，卫星在P点的动量不同 C．卫星在轨道2的任何位置都具有相同加速度 D．卫星在轨道1的任何位置都具有相同动能 【答案】B 【详解】A．对卫星，根据牛顿第二定律有 解得 由于卫星在轨道1与在轨道2运行时，卫星在P点距地球的距离相等，故加速度相同，故A错误； B．卫星由轨道1变为轨道2，需要加速，则轨道2的速度要大一些，所以卫星在P点的动量轨道2的大于轨道1的，故B正确； C．卫星在轨道2的不同位置受到的万有引力大小相同，但方向不同，故产生的加速度大小相同，方向不同，故卫星在轨道的不同位置都具有不同加速度，故C错误； D．轨道1是一个椭圆轨道，由开普勒第二定律可得，卫星离地球越近，速度越大，则卫星在轨道1上除了关于地球对称的位置外，各位置具有不同的动能，故D错误。 故选B。 14．由A、B组成的双星系统绕其连线上的O点做匀速圆周运动。A、B之间的距离为L，周期为T，轨道半径之比rA∶rB=3∶5，引力常量为G，下列判断正确的是（　　） A．A、B的线速度大小之比为vA∶vB=5∶3 B．A、B的质量之比为mA∶mB=3∶5 C．A、B的总质量为 D．A、B的总质量一定的情况下，L越大，T越小 【答案】C 【详解】A．双星系统的核心特点是两星角速度相同、周期相同，向心力由相互的万有引力提供且大小相等。由线速度 因相同，故 故A错误； B．由向心力相等得 故 故B错误； C．对A： 对B： 两式相加且 化简整理得总质量 故C正确； D．由总质量公式变形得 总质量一定时，越大越大，故D错误； 故选C。 15．历史上很多科学家通过大量曲折而又闪烁智慧的探索，发现了很多重要的物理定律，建立了很多物理学说，下列叙述符合史实的是（　　） A．牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律 B．牛顿首次在实验室中比较准确地测出了引力常量G的数值 C．开普勒第二定律表明，行星离太阳越远，速率越大 D．开普勒第三定律中，，月亮绕地球运动的值与地球绕太阳的值相同 【答案】A 【详解】A．牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，总结得出了万有引力定律，故A正确； B．首次在实验室中比较准确地测出引力常量G数值的科学家是卡文迪什，不是牛顿，故B错误； C．开普勒第二定律表明行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，因此行星离太阳越远，相等时间内运动的弧长越短，速率越小，故C错误； D．开普勒第三定律中的值仅与中心天体的质量有关，月亮绕地球运动的中心天体是地球，地球绕太阳运动的中心天体是太阳，两者中心天体不同，值不同，故D错误。 故选A。 16．图甲是未来空间站的构思图。在空间站中设置个如图乙绕中心轴旋转的超大型圆管作为生活区，圆管的内、外管壁平面与转轴的距离分别为R1、R2。当圆管以一定的角速度ω转动时，在管中相对管静止的人（可看作质点）便可以获得个类似在地球表面的“重力”，以此降低因长期处于失重状态对身体健康造成的影响。已知地球质量为M，地球半径为R，万有引力常量为G，地球自转周期为T。当空间站在地球静止同步轨道上运行时，管道转动的角速度ω大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】人靠在外管壁上随圆管一起做圆周运动，由题意可知 解得 故选B。 17．2025年2月16日，在泰国举办的公路自行车亚洲锦标赛上，中国选手吕先景成功夺冠，成为该赛事历史上首位同时拥有公路及山地双料亚洲冠军的运动员。自行车主要构成部件有前后轮、链条、大小齿轮等，其部分示意图如图所示，其中大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为、和，假设脚踏板的转速为，则该自行车前进的速度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】大齿轮转动的角速度为 大齿轮边缘点转动的线速度为 小齿轮边缘点转动的线速度与大齿轮边缘点转动的线速度相等，即 小齿轮和车轮的角速度相等，则 所以自行车前进的速度大小 故选D。 18．用质量为m的小铁锤以速度向下击打一块质量为M的砖块（击打时间极短），击打后，小铁锤以的速率反向弹回，已知砖块受到击打后在手中的缓冲时间为t，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．在击打过程中，铁锤所受合外力的冲量大小为 B．在击打过程中，铁锤重力的冲量大小为mgt C．砖头缓冲过程中，对手的压力大小为Mg D．砖头缓冲过程中，对手的压力大小为 【答案】D 【详解】A．设方向向下为正方向，在击打过程中，对铁锤由动量定理可得 在击打过程中，铁锤所受合外力的冲量大小为，故A错误； B．铁锤击打的时间未知，所以在击打过程中，铁锤重力的冲量大小不能求解，故B错误； CD．在击打过程中，铁锤与砖头由动量守恒定律可得 解得 砖头缓冲过程中，对砖头由动量定理可得 解得手对砖头的支持力为 由牛顿第三定律可知砖头对手的压力为 故C错误，D正确。 故选D。 19．如图所示，在光滑的水平桌面上有体积相同的两个小球A、B，质量分别为m=0.1kg和 M=0.3kg，两球中间夹着一根压缩的轻弹簧，原来处于静止状态，同时放开A、B球和弹簧，已知A球脱离弹簧的速度为6m/s，接着A 球进入与水平面相切，半径为0.5m的竖直面内的光滑半圆形轨道运动，PQ为半圆形轨道竖直的直径， 下列说法正确的是（　　） A．弹簧弹开过程，弹力对A的冲量大于对B的冲量 B．A球脱离弹簧时 B球获得的速度大小为4m/s C．A球从P点运动到Q点过程中所受合外力的冲量大小为1N·s D．若半圆轨道半径改为0.9m，则A球仍然能到达 Q点 【答案】C 【详解】A．同一根轻弹簧上弹力大小处处相等，根据冲量的定义式有 由于弹力作用时间相等，则弹簧弹开过程，弹力对A的冲量大小等于对B的冲量，故A错误； B．对A、B构成的系统，根据动量守恒定律有 解得，故B错误； C．A球从P点运动到Q点过程，根据动能定理有 解得 上述过程对A进行分析，根据动量定理有 解得I=1N·s，故C正确； D．若半圆轨道半径改为0.9m，当小球恰好到达Q点时，速度最小，则有 解得 假设A能够到达Q点，则有 解得 可知，假设不成立，即若半圆轨道半径改为0.9m，则A球不能到达 Q点，故D错误。 故选C。 20．2025年11月1日，神舟二十一号飞船与空间站天和核心舱对接成功。飞船的变轨过程可简化为如下模型：飞船变轨前绕地球稳定运行在圆形轨道Ⅰ上，椭圆轨道Ⅱ为飞船的转移轨道，核心舱绕地球沿逆时针方向运行在圆形轨道Ⅲ上，轨道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ分别相切于A、B两点，下列说法正确的是（　　） A．飞船在轨道Ⅱ上经过A点的加速度大于在轨道Ⅰ上经过A点的加速度 B．飞船在轨道Ⅰ上的线速度大于天和核心舱在轨道Ⅲ上的线速度 C．飞船应先变轨到轨道Ⅲ，然后再加速与天和核心舱对接 D．飞船在轨道Ⅱ上从A向B运行的过程中速度增大 【答案】B 【详解】A．加速度由万有引力提供，根据牛顿第二定律，得 解得 飞船在A点到地心的距离相同，因此无论在哪个轨道，经过A点的加速度都相等，故A错误； B．圆形轨道上天体万有引力提供向心力，有 解得 轨道Ⅰ半径小于轨道Ⅲ半径，因此轨道Ⅰ上线速度更大，故B正确； C．飞船应先到比轨道Ⅲ略低的轨道上，然后再通过加速与天和核心舱完成对接，故C错误； D．A是椭圆轨道Ⅱ的近地点，B是远地点，飞船从A到B过程中，离地心越来越远，万有引力做负功，动能减小，速度减小，故D错误。 故选B。 二、实验题（共12分） 21．为验证机械能守恒定律，某实验小组设计了如图所示的实验装置，“工”形工件用细线悬于铁架台的横杆上，处于静止状态，工件上安装有两个相同的挡光片1、2，用刻度尺测出两挡光片间的距离L，整个工件及两挡光片的总质量为m，重力加速度为g。 (1)用游标卡尺测量挡光片的宽度，示数如图乙所示，则挡光片宽度______mm； (2)剪断细线，与光电门连接的数字计时器记录了挡光片1、2通过光电门时挡光时间分别为、，则挡光片1通过光电门时，工件（包括挡光片）的动能______；从挡光片1通过光电门至挡光片2通过光电门的过程中，工件（包括挡光片）减少的重力势能______； (3)改变光电门的位置多次重复实验，测得多组挡光片1、2通过光电门的挡光时间、，作图像，如果图像是一条倾斜直线，且图像与纵轴的截距为______、图像的斜率等于______，则工件下落过程中机械能守恒。 【答案】(1)10.00 (2) (3) 1 【详解】（1）由于游标尺为20分度，则其精确度为 则挡光片宽度 （2）[1]工件通过光电门1的速度为 工件（包括挡光片）通过光电门1的动能 [2]从挡光片1通过光电门至挡光片2通过光电门的过程中，工件（包括挡光片） 重力势能的减少量 （3）[1][2]如果机械能守恒，则有 整理可得 因此，图像与纵轴的截距为，图像的斜率为1，则工件下落过程中机械能守恒。 22．利用如图甲所示的装置可以验证动量守恒定律，即研究小球在碰撞前后的动量关系。先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重锤线所指的位置。 (1)关于本实验，下列做法必要的是（　　） A．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放 B．入射小球的质量必须等于被碰小球的质量 C．轨道倾斜部分必须光滑 D．轨道末端必须水平放置 E．两小球的半径必须相同 (2)用如图乙所示装置也可验证动量守恒定律，则在实验过程中，分析正确的是（　　） A．需要先让小车开始运动，再接通打点计时器 B．小车B碰撞前必须处于静止状态 C．需要将木板右侧垫高，使小车能在木板上做匀速直线运动 D．此装置也可用于研究弹性碰撞 (3)实验中获得一条纸带如图丙所示，已将各计数点之间的距离标注在图中，打点计时器电源频率为，则小车A在碰撞前的速度大小为________（结果保留3位有效数字） 【答案】(1)ADE (2)BC (3)1.71 【详解】（1）A．同一组实验中，入射小球从同一位置由静止释放，才能保证每次碰撞前入射小球速度一致，是必要操作，故A项正确； B．为防止入射小球碰撞后反弹，入射小球质量必须大于被碰小球质量，故B项错误； C．斜槽倾斜部分不需要光滑，只要每次入射位置相同，摩擦力的影响一致，就能保证出射速度相同，不是必要操作，故C项错误； D．轨道末端必须水平，才能保证小球抛出后做平抛运动，是必要操作，故D项正确； E．两球半径相同才能保证球心共线，发生一维正碰，是必要操作，故E项正确。 故选ADE。 （2）A．打点计时器使用时必须先接通电源，待打点稳定后再释放小车，故A项错误； B．本实验中，碰撞前小车B需要保持静止，才能简化动量守恒验证的表达式（初始总动量只有入射小车A的动量），故B项正确； C．需要垫高木板右端平衡摩擦力，让小车碰撞前后都做匀速直线运动，保证系统合外力为零，满足动量守恒条件，故C项正确； D．装置中使用橡皮泥使两车碰撞后粘合，属于完全非弹性碰撞。弹性碰撞要求碰撞后两物体分离，本装置无法实现，故不能用于研究弹性碰撞，故D项错误。 故选BC。 （3）打点计时器电源频率为50Hz，打点周期。由纸带点的分布规律：碰撞前小车匀速，点间距大；碰撞后两小车一起匀速，速度减小，点间距变小，BC段为碰撞前的匀速段，相邻计数点间有5个时间间隔，总时间 BC段位移。碰撞前B的速度为 三、解答题（共28分） 23．跳台滑雪是一种勇敢者的运动，运动员穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。如图所示为滑雪道简化图，整个滑雪道由助滑道AB、着陆坡BC、减速停止区CD三部分组成，B点处对应圆弧的半径为R=50m。比赛中质量m=70kg（含装备）的运动员从A点下滑，运动到B点时以v=20m/s的速度水平飞出，落在着陆坡的C点。已知着陆坡的倾角为37°，不计空气阻力，运动员视为质点，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： (1)运动员通过B点时对轨道的压力大小； (2)运动员从B点运动到C点的时间； (3)运动员落在C点时的速度大小。 【答案】(1)1260N (2)3s (3) 【详解】（1）运动员在B点受到的支持力为F，由牛顿第二定律得   由牛顿第三定律   可得压力 （2）运动员从B点到C点做平抛运动，设水平方向位移为x，竖直方向位移为y，有，   又    解得 （3）设C点的速度大小为，有 ，   可得 24．如图所示，把质量m=20kg的物体以水平速度v0=5m/s抛到静止在水平地面的平板小车上。小车质量M=80kg，物体在小车上滑行一段距离后相对于小车静止。已知物体与平板间的动摩擦因数μ=0.8，小车与地面间的摩擦可忽略不计，g取10m/s2，求： (1)物体相对小车静止时，小车的速度大小是多少？ (2)物体在小车上滑行的距离是多少？滑行时间是多少？ 【答案】(1)1m (2)1.25m，0.5s 【详解】（1）对物体和小车系统由动量守恒定律 解得物体相对小车静止时，小车的速度大小是 （2）由能量关系可知 解得x=1.25m 对小车由动量定理 解得t=0.5s 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 $