四川双流棠湖中学2025-2026学年高一下学期期末模拟考试物理试卷

**基本信息** 2025-2026学年四川棠湖中学高一下期末物理模拟卷，以平抛、圆周、天体运动等核心知识为载体，融合“天宫课堂”“黑洞发现”等科技情境，注重科学思维与探究能力考查，适配期末综合评估需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|平抛运动规律、斜抛运动特性、圆周运动动力学|第3题以“天宫课堂”水油分层为情境，考查圆周运动向心加速度；第4题结合黑洞发现，应用逃逸速度估算半径，体现科技前沿| |多选题|3/18|平抛运动多过程、卫星运动规律、机械能守恒|第9题对比中圆轨道与同步卫星，综合开普勒定律与追及问题，培养模型建构能力| |实验题|2/16|平抛运动轨迹研究、圆锥摆验证向心力|第12题通过圆锥摆实验设计，要求分析周期与半径关系，强化科学探究与证据意识| |计算题|3/38|运动合成与分解、圆周运动临界问题、平抛与牛顿定律综合|第15题将平抛运动、板块模型与功能关系结合，考查复杂情境下的科学推理与问题解决能力|

绝密★启用前 2025-2026学年度四川省棠湖中学高2025级高一下学期期末模拟考试 物理学科试题 （考试时间：75分钟 满分：100分） 命题人：王春燕 开考前，请先将自己的姓名，准考证号，座位号涂写在试卷和答题卡对应位置上。考试结束后，将答题卡交回。 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1.如图所示，每一级台阶的高度，宽度，将一小球从最上面台阶的边沿以某初速度水平抛出。取重力加速度大小，不计空气阻力。若小球落在台阶上，则小球的初速度大小可能为(    ) A. B. C. D. 2.如图是做斜抛运动物体的轨迹，点是轨迹的最高点，、是轨迹上等高的两个点。下列叙述正确的是不计空气阻力(    ) A. 物体在点速度为零 B. 物体在点速度与物体在点速度相同 C. 物体在点、点的水平速度均大于物体在点的速度 D. 物体在、、各点的加速度都相同 3.在年月日的“天宫课堂”上，航天员王亚平摇晃装有水和油的小瓶，静置后水和油混合在一起没有分层。图甲为航天员叶光富启动“人工离心机”，即用绳子一端系住装有水油混合的瓶子，以绳子的另一端为圆心做如图乙所示的圆周运动，一段时间后水和油成功分层水的密度大于油的密度，以空间站为参考系，此时(    ) A. 水和油的线速度大小相等 B. 水和油的向心加速度大小相等 C. 水对油的作用力大于油对水的作用力 D. 水对油有指向圆心的作用力 4.年月日，国际顶级学术期刊自然天文学发表了安徽师范大学物理与电子信息学院舒新文教授研究团队重大科研成果。该团队发现了中等质量黑洞吞噬恒星发出的射线准周期振荡信号，这是天体物理学家在世界上首次发现该类现象，提供了宇宙中存在中等质量黑洞的关键证据。黑洞是一个非常致密的天体，会形成强大的引力场，连光也无法从此黑洞逃逸逃逸速度为第二宇宙速度。已知某黑洞中心天体的质量为，光在真空中的传播速度，引力常量，第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍，请估算该黑洞最大半径的数量级为(    ) A. B. C. D. 5.如图所示，质量为的小球用长为的细绳悬于天花板的点，并使之在水平面内做匀速圆周运动，细绳与竖直方向夹角为，重力加速度为，不计空气阻力，则下列说法正确的是(    ) A. 摆球受到绳的拉力、重力和向心力 B. 摆球的向心力由重力沿细绳方向的分力提供 C. 摆球做匀速圆周运动的向心加速度大小为 D. 若增大细绳与竖直方向的夹角，则小球运动的周期将增大 6.在水平地面上固定一斜劈，其截面如图所示，斜面的左侧水平倾角为，右侧水平倾角为，通过斜劈顶端光滑轻质定滑轮的轻绳连接物块、。物块、的质量分别为、，与左侧斜面之间的动摩擦因数，右侧斜面光滑。开始时使两物块均保持静止，时刻释放两物块，时轻绳断开。已知两斜面均足够长，滑轮左、右两侧轻绳始终和左、右两侧斜面平行且两滑块均未与滑轮碰撞，取，，。下列说法正确的是(    ) A. 上升的最大高度为 B. 内，轻绳上的拉力大小为 C. 时，物块重力的功率为 D. 内，物块重力做的功为 7.如图所示，等高，为可视为质点的光滑定滑轮，为大小可忽略的轻质光滑动滑轮。之间距离为，一根足够长的轻质不可伸长的细绳一端系在点，穿过光滑动滑轮再绕过定滑轮，动滑轮下挂着质量为的小球，绳另一端吊着质量为的小球。初始时整个系统都静止，然后在外力作用下，将动滑轮缓慢上移到与等高并由静止释放。已知重力加速度为，整个过程中未与滑轮相撞，不计空气阻力和一切摩擦，则下列说法正确的是(    ) A. 初始时刻，与夹角为 B. 可以下降的最大高度为 C. 下降高度为时系统的动能最大 D. 系统运动过程中最大动能为 二、多选题：本大题共3小题，共18分。（全选对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分） 8.如图所示，乒乓球台长度为、中间位置的球网高度为，运动员在球台边缘正上方将球水平发出，球反弹后掠过球网恰好落在对方球台边缘处。已知球落到台面上反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，不考虑乒乓球的旋转和空气阻力，重力加速度为。下列说法正确的是(    ) A. 发球点距点的高度为 B. 发球点距点的高度为 C. 发球速度大小为 D. 发球速度大小为 9.我国的北斗系统可提供全球导航服务，在轨工作卫星共颗，包含颗地球静止同步轨道卫星，颗倾斜地球同步轨道卫星和颗中圆地球轨道卫星如图所示为北斗系统中的两颗卫星，分别是中圆地球轨道卫星和地球静止同步轨道卫星，两卫星的环绕方向均为顺时针已知地球自转周期为，地球的半径为，卫星和卫星到地球表面的距离分别为、，引力常量为，图示时刻两卫星与地心连线之间的夹角为，下列说法正确的是(    ) A. 两卫星的运行速度均大于第一宇宙速度 B. 地球的质量 C. 从图示时刻开始，经过时间两卫星第一次相距最近 D. 卫星围绕地球做圆周运动的周期 10.如图所示，内壁光滑、半径为的四分之三圆弧轨道或细圆管轨道固定在竖直平面内，是水平半径，是竖直半径，质量为的小球视为质点从点正上方的点由静止释放，然后进入圆弧轨道或细圆管轨道，重力加速度为，不计空气阻力下列说法正确的是(    ) A. 若小球能到达圆弧轨道的点，则、两点间的高度差为 B. 若小球能到达细圆管轨道的点，则、两点间的高度差为 C. 小球沿圆弧轨道运动并从点离开，此后可能到达点 D. 若小球离开细圆管轨道的点后正好到达点，则小球在点的动能为 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11.图甲是研究平抛运动的实验装置示意图，小球从斜面上一定高度处从静止释放，经过一段水平轨道后落下，利用该装置可以记录小球球心的运动轨迹。（6分） 在实验操作中需要小球多次重复运动，则每次小球          从同一位置由静止开始运动。轨道          光滑。两空均选填“必须”或“不一定”  某同学记录了运动轨迹上三点A、、，如图所示，以为坐标原点，建立坐标系，各点坐标值已在图中标出，则小球平抛初速度大小为          点的速度是          取。 12.如图所示为研学小组的同学们用圆锥摆验证向心力表达式的实验情景。将一轻细线上端固定在铁架台上，下端悬挂一个质量为的小球，将画有几个同心圆周的白纸置于悬点下方的水平平台上，调节细线的长度使小球自然下垂静止时恰好位于圆心处。用手带动小球运动使它在放手后恰能在纸面上方沿某个画好的圆周做匀速圆周运动。调节平台的高度，使纸面贴近小球但不接触。（10分）            图 若忽略小球运动中受到的阻力，在具体的计算中可将小球视为质点，重力加速度为。 小球做匀速圆周运动所受的向心力是          选填选项前的字母。 A.小球所受绳子的拉力 B.小球所受的重力 C.小球所受拉力和重力的合力 在某次实验中，小球沿半径为的圆做匀速圆周运动，用秒表记录了小球运动圈的总时间，则小球做此圆周运动的向心力大小          用、、、及相关的常量表示。用刻度尺测得细线上端悬挂点到画有圆周纸面的竖直高度为，那么对小球进行受力分析可知，小球做此圆周运动所受的合力大小          用、、及相关的常量表示。 保持的取值不变，改变和进行多次实验，可获取不同时间。研究小组的同学们想用图象来处理多组实验数据，进而验证小球在做匀速圆周运动过程中，小球所受的合力与向心力大小相等。为了直观，应合理选择坐标轴的相关变量，使待验证关系是线性关系。为此不同的组员尝试选择了不同变量并预测猜想了如图所示的图象，若小球所受的合力与向心力大小相等，则这些图象图中合理的是          选填选项的字母。 考虑到实验的环境、测量条件等实际因素，对于这个实验的操作，下列说法中正确的是          选填选项前的字母。 A.相同体积的小球，选择密度大一些的球可以减小空气阻力对实验的影响 B.相同质量的小球，选择体积小一些的球有利于确定其圆周运动的半径 C.测量多个周期的总时间再求周期的平均值，有利于减小周期测量的偶然误差 D.在这个实验中必须测量出小球的质量 上述实验中小球运动起来后撤掉平台，由于实际实验过程中存在空气阻力的影响，所以持续观察会发现小球做圆周运动的半径越来越小。经过足够长时间后，小球会停止在悬点正下方。若小球在运动中每转动一周的时间内半径变化均可忽略，即每一周都可视为匀速圆周运动。请分析说明在小球做上述圆周运动的过程中，随着细绳与竖直方向的夹角不断减小，小球做圆周运动的周期是如何变化的。            四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13.某地突降暴雨，道路被淹，需要调用直升机抢运被困人员。如图甲所示，直升机放下绳索吊起被困人员，一边收缩绳索一边飞向安全地，前内被困人员水平方向的图像和竖直方向的图像分别如图乙、图丙所示。不计空气阻力，。以时刻被困人员所在位置为坐标原点，水平向右为轴的正方向，竖直向上为轴正方向，求被困人员：（10分） 在末的速度大小 在末的位置坐标 在前的轨迹方程。 14.如图所示，左图是某游乐场中水上过山车的实物图片，右图是其原理示意图．在原理图中半径为的圆形轨道固定在离水面高的水平平台上，圆轨道与水平平台相切于点，、分别为圆形轨道的最低点和最高点．过山车实际是一艘带轮子的气垫小船，可视作质点高速行驶，先后会通过多个圆形轨道，然后从点离开圆轨道而进入光滑的水平轨道，最后从点水平飞出落入水中，整个过程刺激惊险，受到很多年轻人的喜爱。已知水面宽度为，假设运动中不计空气阻力，重力加速度取结果可保留根号．（12分） 若过山车恰好能通过圆形轨道的最高点，则其在点的速度为多大？ 为使过山车安全落入水中，则过山车在点的最大速度为多少？某次运动过程中乘客在圆轨道最低点对座椅的压力为自身重力的倍，则气垫船落入水中时的速度大小是多少？ 15.如图所示，足够长的斜面与水平面夹角为，斜面上有一质量的长木板，斜面底端挡板高度与木板厚度相同。的小物块从空中某点以水平抛出，抛出同时木板由静止释放，小物块下降掉在木板前端，碰撞时间极短可忽略不计，碰后瞬间物块垂直斜面分速度立即变为零。碰后两者向下运动，小物块恰好在木板与挡板碰撞时在挡板处离开木板。已知木板与斜面间动摩擦因数，木板上表面光滑，木板与挡板每次碰撞均无能量损失，，求：（16分） 碰前瞬间小物块速度大小和方向。 木板至少多长小物块才没有从木板后端离开木板？ 木板从开始运动到最后停在斜面底端的整过过程中通过路程多大？ 2025-2026学年度四川省棠湖中学高2025级高一下学期期末模拟考试 物理学科试题答案 1.【答案】  【解析】若小球恰好落到台阶的右边沿，竖直方向有，解得，水平方向有，解得，若小球恰好落到台阶的右边沿，则有，解得，又，解得，故小球的初速度大于且小于或等于时，才可能落在台阶上，故选项C正确符合条件，不符合条件。 故选C。 2.【答案】  【解析】 斜抛运动在水平方向是匀速直线运动，即水平速度不变，、C错误。由斜抛运动的对称性可知、两点的速度大小相等，方向不同，B错误。斜抛运动的加速度恒为，D正确。 3.【答案】  【解析】【分析】 本题考查竖直面内圆周运动，根据圆周运动的规律解题，基础题。 水油分层后水在瓶底，油在表面，水和油做圆周运动的半径不相同，角速度相同，根据知，水与油的线速度关系；根据知，角速度相同时，半径大的向心加速度也大；水对油的作用力和油对水的作用力是一对相互作用力；油做圆周运动的向心力由水提供。 【解答】 水的密度大于油的密度，所以混合液体中取半径相同处体积相等的水和油的液体小球，水球的质量更大，根据可知，水球需要的向心力更大，故当水油分层后水在瓶底，油在表面，水和油做圆周运动的半径不相同，角速度相同，根据知，水比油的半径大时，线速度也大，A错误； 根据知，角速度相同时，水的半径大，向心加速度也就大，B错误； 水对油的作用力和油对水的作用力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律，此二力大小相等方向相反，C错误； 油做圆周运动的向心力由水提供，故水对油有指向圆心的作用力，D正确。 故选D。 4.【答案】  【解析】设“黑洞”的可能半径为，质量为，根据逃逸速度第二宇宙速度的定义，结合第一宇宙速度可知，须满足 ，即有 ， 所以“黑洞”的可能最大半径：  ，故ABC错误，D正确。 5.【答案】  【解析】摆球受到绳的拉力、重力，向心力由绳的拉力沿半径方向的分力提供既绳的拉力和重力的合力提供向心力，故AB错误； C.由牛顿第二定律有，解得向心加速度大小为，故C正确； D.由牛顿第二定律有，解得，若增大细绳与竖直方向的夹角，则小球运动的周期将减小，故D错误。 6.【答案】  【解析】【分析】 分析清楚物体的运动过程，对、系统和应用牛顿第二定律可得轻绳上的拉力大小 绳断开之后，对物块应用牛顿第二定律结合运动学公式可得上升的最大高度绳断后，再经过到达最高点，可得时，的速度大小，再由功率公式求物块重力的功率。 【解答】 B、对、系统有， 解得， 对有，解得，B错误 A、时，物块的速度大小为， 绳断开之后，对物块有，解得， 沿斜面向上运动位移最大时，有， 上升的最大高度，A错误 C、绳断后，再经过到达最高点，此后有， 解得，时，的速度大小为， 其重力的功率，C正确 D、内物块的位移大小为， 重力做的功为，D错误。 7.【答案】  【解析】略 8.【答案】  【解析】从乒乓球反弹到最高点逆过程看做平抛运动，设从最高点到下落到高处时间为，则，，又从抛出到第一次落到球台，，联立解得，。 故选AC。 9.【答案】  【解析】A.根据牛顿第二定律，解得，因，两卫星的运行速度均小于第一宇宙速度 ，故A错误； B.地球静止同步轨道卫星，其周期与地球自转周期相等，根据万有引力提供向心力则有， 解得，故B正确； D.根据开普勒第三定律有，解得，故D错误； C.卫星环绕方向为顺时针，从图示时刻开始，经过时间两卫星第一次相距最近，则有：，解得，C正确。 10.【答案】  【解析】A.若小球能到达圆弧轨道的点，则在点的速度为，小球从到由机械能守恒定律可得，综合解得，A错误 B.若小球能到达细圆管轨道的点，则在点的速度为，小球从到由机械能守恒定律可得，则，B正确 C.小球能离开圆弧轨道的点，，若，若小球落到所在的水平面上，由平抛运动的规律可得，则小球不可能再回到点，C错误 D.若小球离开圆管轨道的点后正好到达点，设小球在点的速度为，由平抛运动的规律可得，小球从到由机械能守恒可得，综合解得，D正确． 11.【答案】必须 不一定   【解析】【分析】在实验中让小球能做平抛运动，并能描绘出运动轨迹，实验成功的关键是小球是否初速度水平，要求从同一位置多次无初速度释放，这样才能确保每次平抛轨迹相同 平抛运动在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动．根据竖直方向上，求出时间间隔，然后根据水平方向上的匀速直线运动求出初速度．求出点在竖直方向上的速度，将水平速度与竖直速度合成后即为点的速度。 【解答】为了保证小球做平抛的初速度相同，每次都必须使小球从同一位置由静止开始运动； 只需要保证小球从斜槽末端做平抛运动，速度相同即可，不一定保证轨道光滑。 由于段、段在水平方向上的位移相等，故时间间隔相等，设相等的时间间隔为， 在竖直方向上，则， 则平抛的初速度。 点竖直方向上的分速度为， 点的速度。 12.【答案】 变大，根据受力情况和向心力公式有：，可解得：因半径变小，绳长不变，变大，故小球周期变大   【解析】【分析】 小球做匀速圆周运动的向心力由小球所受拉力和重力的合力提供；根据题中所给条件求解小球做圆周运动的周期，利用公式计算球所受的向心力；根据三角形定则结合几何角度求解小球的合力；根据向心力等于合力分析时间与高度的关系，从而选择图象； 根据实验的注意事项和实验原理进行分析解答； 根据向心力由合力提供求解出周期的表达式，根据表达式分析其影响因素，以此判断周期的变化情况； 解决该题的关键是掌握实验原理和实验的注意事项，熟记向心力的公式，知道圆周运动周期的计算方法；掌握用图象求解斜率的方法； 【解答】 小球在运动过程中受到重力和绳子的拉力，重力和绳子的拉力的合力提供小球做圆周运动的向心力，故C正确，AB错误； 故选：； 小球做圆周运动的周期为，根据向心力公式可知：， 令绳子和竖直方向的夹角为，根据三角形定则可知，小球的合力大小为：， 因为小球所受的合力与向心力大小相等，则有：， 则有：，所以和成正比，故B正确，ACD错误； 故选：。 根据实验的原理可知，为减小小球受到的空气阻力，有利于确定其圆周运动的半径，从而减小实验误差，实验中应该选择质量大，体积小的小球做实验，故AB正确； C.测量周期时，应测出多次圆周运动的总时间，再测量周期，这样可以减小实验的测量误差，故C正确； D.实验过程中只要保证质量不变，验证向心力的表达式与周期、半径等的关系即可，不需要测量出小球的质量，故D错误； 故选：； 设小球做半径为的圆周运动的周期为，此时小球距细线上端固定点的竖直高度为，根据受力情况和向心力公式有：，可解得：因半径变小，绳长不变，变大，故小球周期变大； 故答案为：；；；；；变大，根据受力情况和向心力公式有：，可解得：因半径变小，绳长不变，变大，故小球周期变大。 13.【答案】由题图乙、丙知末的速度大小为 根据速度时间图像与轴围成的面积表示位移，末水平方向的位移和竖直方向的位移分别为： 故在末的位置坐标为 在前内： ， 可得前的轨迹方程为。   【解析】略 14.【答案】过山车恰好过最高点时，只受重力作用有： 解得； 离开点后平抛运动由， 得运动时间为， 故最大速度为 由牛顿第三定律可知，点乘客受到的支持力为： 圆周运动最低点： 解得 平抛运动竖直方向速度， 解得 则落水速度为：。  【解析】山车恰好过最高点时，只受重力作用，重力提供向心力，列出牛顿第二定律方程求解； 根据平抛运动规律列式计算过山车在点的最大速度； 在点列出牛顿第二定律得出点的速度，再根据平抛运动的知识求解。 本题是圆周运动，平抛运动的综合题目，基础题，难度不大。 15.【答案】解：小物块平抛：得：， 得：，速度方向与斜面垂直； 小物块平抛：， 木板下滑：， ， 解得：，  ， ，    小物块掉到木板上后速度变为，然后向下运动，直到与木板速度相同过程：    小物块：，    木 板：，    速度相同时：  ，    解得：，，，  ； 小物块平抛过程木板下移：， 两者相碰到小物块离开：， 解得： ， ， 此时木板速度： ， 木板与挡板碰后全程生热： ，解得：， 可见木板在斜面上通过路程：    。   【解析】本题考查牛顿运动定律、动能定理、功能关系的综合应用，难度较大。 由动能定理求出小物块碰前速度，由速度与初速度关系求出方向； 物块做平抛运动，由求出时间，由牛顿第二定律求出加速度，求出速度，物块掉到木板上速度为，分别应用牛顿第二定律和运动学公式求出物块相对木板的位移； 求出物块平抛过程木板下移的位移，相碰到物块离开木块的位移，由功能关系求出木板与挡板相碰后的路程，三者之和即为木板的总路程。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $