内容正文:
宾阳中学高一年级2026年春季学期期中考试
物理
(全卷满分100分,考试用时75分钟)
一、选择题:本大题共10小题,共46分。第1~7题,每小题4分,只有一项符合题目要求,错选、多选或未选均不得分;第8~10题,每小题6分,有多项符合题目要求,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. 一质点做匀速圆周运动,其线速度大小为4m/s,周期为4s,则下列说法正确的是( )
A. 角速度为 B. 运动轨迹的半径为1m
C. 转速为0.25rad/s D. 频率为
2. 一台电动机工作时的输出功率是10,要用它匀速提升的货物,g=10m/s2,则提升的速度是( )
A. 5m/s B. 0.5m/s C. 0.05m/s D. 1m/s
3. 太阳质量大约是月球质量的k倍,太阳到地球的距离大约是月球到地球距离的n倍,则太阳和月球对地球的引力之比为( )
A. B. C. D.
4. “嫦娥五号”探测器绕月球做匀速圆周运动时,轨道半径为r,周期为T。已知月球半径为R,引力常量为G,忽略月球自转的影响。则月球的质量为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,一质量为1kg物块在与水平方向成θ=37°、大小为10N的拉力F作用下,沿水平面向右运动一段距离x=1m。物块与地面摩擦因数为0.5。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,在此过程中,合力对物块做的功为( )
A. 5J B. 10J C. 8J D. 6J
6. 如图所示,轻质动滑轮下方悬挂重物A、轻质定滑轮下方悬挂重物B,悬挂滑轮的不可伸长的轻质细线竖直。开始时,重物A、B 处于静止状态,释放后A、B 开始运动。已知A、B 的质量相等,假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 重物A、B均向下运动
B. 重物A向下运动,重物B向上运动
C. 当A 的位移为h 时,B 的速度是
D. 当A 的位移为h 时,B 的速度是
7. 如图所示,用“打夯”的方式夯实松散的地面,其过程可简化为:两人通过绳子对重物同时施加大小均为F 、方向与竖直方向成 θ 角斜向上的力,使重物从静止开始离开地面向上做匀加速运动,重物升高h1后即停止施力,重物继续上升到达最高点后两人又通过绳子对重物同时施加大小均为F、方向与竖直方向成 θ 角斜向下的力,使重物加速向下运动了h2后立即停止施力,最后重物落至地面上。已知重物的重力为mg,忽略空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 两人向上停止施力时,重物的速度大小为
B. 两人向上停止施力时,重物的速度大小为
C. 重物落至地面瞬间的速度大小为
D. 重物落至地面瞬间的速度大小为
8. 运动员把质量为m的足球踢出后(如图),某人观察它在空中的飞行情况,估计上升的最大高度是H,在最高点的速度为。重力加速度为g,不考虑空气阻力,从足球开始被脚踢到上升至最大高度的整个过程中,下列说法正确的是( )
A. 足球的重力势能增加了mgH
B. 足球的重力势能增加了
C. 足球获得的最大动能为
D. 足球的机械能守恒
9. 水平路面上骑摩托车的人,遇到一个壕沟,其尺寸如图所示。摩托车后轮离开地面后失去动力。在运动中摩托车后轮恰好落到壕沟对面陆地上。g=10m/s2,下列说法正确的是 ( )
A. 忽略空气阻力,摩托车在空中的运动为平抛运动
B. 忽略空气阻力,摩托车在空中运动时间为
C. 考虑空气阻力,摩托车后轮离开地面时速度大小为
D. 考虑空气阻力,摩托车后轮落到壕沟地面上瞬间的速度大小为
10. 质量为m的汽车在平直公路上从静止开始匀加速启动,阻力f保持不变。当它的速度为v1、加速度为a时,发动机的实际功率正好等于额定功率P0,从此时开始,发动机始终在额定功率下工作。公路足够长,其速度v随时间t以及功率P、牵引力F和加速度a随速度变化的图像,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
二、非选择题:本大题共5小题,共54分。第11题8分,第12题8分,第13题11分,第14题11分,第15题16分。其中第13~15题解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只有最后答案而无演算过程的不得分;有数值计算的,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 为探究匀速圆周运动向心力的定量表达式,某同学设计了如图甲所示的实验装置。电动机带动转轴OO'匀速转动,改变电压可调节转速;其中AB为固定在竖直转轴OO'上的水平凹槽,A端压力传感器可测出小球对其压力的大小,B端固定一宽度为d的挡光片,光电门可测量挡光片每一次的挡光时间。
实验步骤:
①测出挡光片与转轴的距离为;
②将小钢球紧靠传感器放置在凹槽上,测出此时小钢球球心到转轴的距离为;
③启动电动机,使凹槽 绕转轴匀速转动;
④记录下此时压力传感器示数和挡光片的挡光时间。
(1)小钢球转动的角速度___________(用题给的物理量符号表示)
(2)忽略小钢球所受摩擦力,小钢球做匀速圆周运动的向心力大小为Fn=___________;(用题给的物理量符号表示)
(3)该同学为了探究向心力大小Fn与角速度的关系,多次改变转速后,记录了一系列压力传感器示数与对应角速度的数据,如图乙所示,请作出Fn-ω2图像___________。
(4)请你根据图像作出结论:___________。
12. 利用如图所示装置进行“验证机械能守恒定律”实验。
(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的器材是______;
A.交流电源
B.秒表
C.天平(含砝码)
D.刻度尺
(2)实验中,先接通电源,再释放重物,得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得OA、AB、BC的距离分别为h1、h2、h3。已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T,重物的质量为m,从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能减少量△Ep=______,动能增加量△Ek=______;
(3)大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,可能的原因是______。
13. 某中子星Q的质量大约与太阳的质量相等,为kg,但是它的半径只有10km。引力常量G=6.67×10-11N·m2·kg-2, ,计算结果保留两位有效数字。
(1)求中子星Q表面的自由落体加速度。
(2)贴近中子星Q表面,求沿圆轨道运动的小卫星的速度。
(3)所有中子星都会自转,自转周期跨度极大,从毫秒级到小时级,中子星Q的自转周期为T=πs。求该中子星的同步卫星的轨道半径。
14. 如图所示,半径为R的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合。转台以一定角速度ω匀速转动,一质量为m的小物块落入陶罐内,经过一段时间后,小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为60°。重力加速度大小为g。
(1)当小物块受到的摩擦力恰好为零时,求转台的角速度ω;
(2)当转台的角速度2ω时,物块有沿陶壁向上的运动趋势,求物块受到的摩擦力大小f。
15. 如图所示,有一原长为2R的轻质弹簧,一端拴接在水平地面A处的固定挡板上,另一端位于水平地面上B处,弹簧处于原长。竖直平面内半径为 R的半圆形光滑轨道CDE与水平地面相切于C点,BC之间的距离为1.5R,A、B、C、D、E在同一竖直平面内。质量为m的小物块自D点(与圆心O等高)沿轨道由静止开始下滑,在水平地面上向左最远运动到P点(未画出),随后被水平弹回,恰好运动到C点,已知物块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度大小为g,整个过程中弹簧未超出弹性限度。求:
(1)小物块第一次到达C点时的速度大小v1;
(2)小物块运动到P点时,弹簧的弹性势能Ep;
(3)若物块的质量为,将其压缩弹簧至P点,静止释放后,物块运动到轨道DE之间的N点(图中未画出)后脱离轨道,求整个运动过程中物体上升的最大高度。
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宾阳中学高一年级2026年春季学期期中考试
物理
(全卷满分100分,考试用时75分钟)
一、选择题:本大题共10小题,共46分。第1~7题,每小题4分,只有一项符合题目要求,错选、多选或未选均不得分;第8~10题,每小题6分,有多项符合题目要求,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. 一质点做匀速圆周运动,其线速度大小为4m/s,周期为4s,则下列说法正确的是( )
A. 角速度为 B. 运动轨迹的半径为1m
C. 转速为0.25rad/s D. 频率为
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据角速度公式,可得,故A正确;
B.根据线速度公式有
解得,故B错误;
C.根据
解得转速,故C错误;
D.频率,故D错误。
故选A。
2. 一台电动机工作时的输出功率是10,要用它匀速提升的货物,g=10m/s2,则提升的速度是( )
A. 5m/s B. 0.5m/s C. 0.05m/s D. 1m/s
【答案】C
【解析】
【详解】匀速提升货物,则拉力与重力平衡,根据功率公式
得
故选C。
3. 太阳质量大约是月球质量的k倍,太阳到地球的距离大约是月球到地球距离的n倍,则太阳和月球对地球的引力之比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设地球质量为m0,月球的质量为m,地月距离为r。根据万有引力定律可知,太阳对地球的引力
月球对地球的引力
比较可知
故选A。
4. “嫦娥五号”探测器绕月球做匀速圆周运动时,轨道半径为r,周期为T。已知月球半径为R,引力常量为G,忽略月球自转的影响。则月球的质量为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设月球、探测器的质量分别为M、m,则由万有引力提供向心力得
解得
故选B。
5. 如图所示,一质量为1kg物块在与水平方向成θ=37°、大小为10N的拉力F作用下,沿水平面向右运动一段距离x=1m。物块与地面摩擦因数为0.5。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,在此过程中,合力对物块做的功为( )
A. 5J B. 10J C. 8J D. 6J
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】对物块受力,在竖直方向有
解得
根据
解得
所以物体的合力为
则合力做的功为
故选D。
6. 如图所示,轻质动滑轮下方悬挂重物A、轻质定滑轮下方悬挂重物B,悬挂滑轮的不可伸长的轻质细线竖直。开始时,重物A、B 处于静止状态,释放后A、B 开始运动。已知A、B 的质量相等,假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 重物A、B均向下运动
B. 重物A向下运动,重物B向上运动
C. 当A 的位移为h 时,B 的速度是
D. 当A 的位移为h 时,B 的速度是
【答案】D
【解析】
【详解】A.假设重物A、B均向下运动时,细线变长,与题干“不可伸长的轻质细线”矛盾,故A错误;
B.假设B向上运动,则得出绳子拉力大于B的重力的结论,对A而言两段绳子的拉力合力必然大于A的重力,A合力也向上,则推出A也向上运动,当然AB都向上运动也违背能量守恒定律,所以应该是B向下运动,A向上运动;故B错误;
CD.设A的速率为v,则B的速率为2v,根据能量守恒定律知
可得B的速度,故C错误,D正确。
故选D。
7. 如图所示,用“打夯”的方式夯实松散的地面,其过程可简化为:两人通过绳子对重物同时施加大小均为F 、方向与竖直方向成 θ 角斜向上的力,使重物从静止开始离开地面向上做匀加速运动,重物升高h1后即停止施力,重物继续上升到达最高点后两人又通过绳子对重物同时施加大小均为F、方向与竖直方向成 θ 角斜向下的力,使重物加速向下运动了h2后立即停止施力,最后重物落至地面上。已知重物的重力为mg,忽略空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 两人向上停止施力时,重物的速度大小为
B. 两人向上停止施力时,重物的速度大小为
C. 重物落至地面瞬间的速度大小为
D. 重物落至地面瞬间的速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.两人向上施力的过程,由动能定理知
解得两个人向上停止施力时物体的速度为,故AB错误;
CD.由于起点和终点相同,重力在整个过程中的总功为0,从开始到物块落到地面过程,由动能定理知
可得重物落至地面瞬间的速度大小为,故C正确,D错误。
故选C。
8. 运动员把质量为m的足球踢出后(如图),某人观察它在空中的飞行情况,估计上升的最大高度是H,在最高点的速度为。重力加速度为g,不考虑空气阻力,从足球开始被脚踢到上升至最大高度的整个过程中,下列说法正确的是( )
A. 足球的重力势能增加了mgH
B. 足球的重力势能增加了
C. 足球获得的最大动能为
D. 足球的机械能守恒
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.由于足球上升的最大高度是H,所以从足球开始被脚踢到上升至最大高度的整个过程中,足球的重力势能增加了mgH,故A正确,B错误;
C.由分析可知,足球的最大动能出现在刚被脚踢出时。由于不考虑空气阻力,所以足球在空中运动的过程机械能守恒。若以地面为零势能参考面,则根据机械能守恒定律可知,足球刚被脚踢出时的最大动能等于其在最高点的机械能,即,故C正确;
D.由于“从开始被脚踢到上升至最大高度的整个过程”,包含了脚对球做功的过程,因此足球的机械能不守恒,故D错误。
故选AC。
9. 水平路面上骑摩托车的人,遇到一个壕沟,其尺寸如图所示。摩托车后轮离开地面后失去动力。在运动中摩托车后轮恰好落到壕沟对面陆地上。g=10m/s2,下列说法正确的是 ( )
A. 忽略空气阻力,摩托车在空中的运动为平抛运动
B. 忽略空气阻力,摩托车在空中运动时间为
C. 考虑空气阻力,摩托车后轮离开地面时速度大小为
D. 考虑空气阻力,摩托车后轮落到壕沟地面上瞬间的速度大小为
【答案】AB
【解析】
【详解】A.忽略空气阻力,摩托车在空中的运动只受重力,初速度水平,是平抛运动,故A正确;
B.忽略空气阻力,竖直方向为自由落体运动
摩托车在空中运动时间为,故B正确;
C.忽略空气阻力,车平抛的初速度为
当考虑空气阻力时,车水平抛出的初速度要大于m/s,故C错误;
D.忽略空气阻力,落地时竖直方向速度
知落地速度
当考虑空气阻力时,车落地速度要小于,故D错误。
故选AB。
10. 质量为m的汽车在平直公路上从静止开始匀加速启动,阻力f保持不变。当它的速度为v1、加速度为a时,发动机的实际功率正好等于额定功率P0,从此时开始,发动机始终在额定功率下工作。公路足够长,其速度v随时间t以及功率P、牵引力F和加速度a随速度变化的图像,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】A.汽车从静止开始匀加速启动,根据牛顿第二定律得
可得
可知牵引力在匀加速阶段保持不变。由功率,可知在匀加速阶段,功率与速度成正比,随着速度的增大而增大,当时,功率保持不变,此时的速度为,则有
之后牵引力减小,加速度减小,速度继续增加,汽车做加速度逐渐减小的加速运动,根据牛顿第二定律有
可得
当牵引力时,加速度为零,汽车速度达到最大,汽车做匀速直线运动,则有
在匀加速阶段,功率与速度成正比,图像应为过原点的倾斜直线,故A错误;
B.在匀加速阶段,加速度恒定,图像为水平直线,进入额定功率阶段后,加速度,随增大而减小,图像呈反比例曲线下降,最终趋近于0,故B正确;
C.在匀加速阶段,速度与时间成正比,图像为过原点的倾斜直线,之后汽车做加速度减小的加速运动,图像为斜率逐渐减小的曲线,最终做匀速直线运动,图像为水平直线,故C正确;
D.在匀加速阶段,牵引力恒定,图像为水平直线,进入额定功率阶段后,牵引力,随增大而减小,图像呈反比例曲线下降,最终趋近于阻力,故D错误。
故选BC。
二、非选择题:本大题共5小题,共54分。第11题8分,第12题8分,第13题11分,第14题11分,第15题16分。其中第13~15题解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只有最后答案而无演算过程的不得分;有数值计算的,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 为探究匀速圆周运动向心力的定量表达式,某同学设计了如图甲所示的实验装置。电动机带动转轴OO'匀速转动,改变电压可调节转速;其中AB为固定在竖直转轴OO'上的水平凹槽,A端压力传感器可测出小球对其压力的大小,B端固定一宽度为d的挡光片,光电门可测量挡光片每一次的挡光时间。
实验步骤:
①测出挡光片与转轴的距离为;
②将小钢球紧靠传感器放置在凹槽上,测出此时小钢球球心到转轴的距离为;
③启动电动机,使凹槽 绕转轴匀速转动;
④记录下此时压力传感器示数 和挡光片的挡光时间。
(1)小钢球转动的角速度___________(用题给的物理量符号表示)
(2)忽略小钢球所受摩擦力,小钢球做匀速圆周运动的向心力大小为Fn=___________;(用题给的物理量符号表示)
(3)该同学为了探究向心力大小Fn与角速度的关系,多次改变转速后,记录了一系列压力传感器示数与对应角速度的数据,如图乙所示,请作出Fn-ω2图像___________。
(4)请你根据图像作出结论:___________。
【答案】(1)
(2)F (3)
(4)小球的质量、轨道半径一定时,其向心力大小与角速度的平方成正比。
【解析】
【小问1详解】
挡光片做匀速圆周运动的线速度大小为
挡光片的运动半径为,小球和挡光片共轴转动的角速度大小相等,则小钢球转动的角速度大小为
【小问2详解】
忽略小钢球所受摩擦力,小钢球做匀速圆周运动的向心力由外侧的压力传感器提供径向弹力,压力传感器示数为 ,则
【小问3详解】
根据数据描点可知分布在一条过原点的倾斜直线,则作出的Fn-ω2图像如图所示
【小问4详解】
根据可得结论,小球的质量、轨道半径一定时,其向心力大小与角速度的平方成正比。
12. 利用如图所示装置进行“验证机械能守恒定律”实验。
(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的器材是______;
A.交流电源
B.秒表
C.天平(含砝码)
D.刻度尺
(2)实验中,先接通电源,再释放重物,得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得OA、AB、BC的距离分别为h1、h2、h3。已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T,重物的质量为m,从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能减少量△Ep=______,动能增加量△Ek=______;
(3)大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,可能的原因是______。
【答案】 ①. AD ②. mg(h1+h2) ③. ④. 重物下落过程受到空气阻力与纸带和限位孔间摩擦力的作用,重物要克服阻力做功
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]AB.实验时用到电磁打点计时器来记录运动时间,所以不需要秒表,电磁打点计时器必须使用交流电源,故A正确,B错误;
D.在计算动能和重力势能变化量时,需要用到刻度尺测量距离,故D正确;
C.在比较动能变化量和重力势能变化量是否相等时,需验证
而等式两边可约去质量m,所以不需要天平,故C错误。
故选AD。
(2)[2][3]从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能减少量
△Ep=mg(h1+h2)
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度为
动能增加量
(3)[4]重物下落过程受到空气阻力与纸带和限位孔间摩擦力的作用,重物要克服阻力做功,因此重力势能的减少量大于动能的增加量。
13. 某中子星Q的质量大约与太阳的质量相等,为kg,但是它的半径只有10km。引力常量G=6.67×10-11N·m2·kg-2, ,计算结果保留两位有效数字。
(1)求中子星Q表面的自由落体加速度。
(2)贴近中子星Q表面,求沿圆轨道运动的小卫星的速度。
(3)所有中子星都会自转,自转周期跨度极大,从毫秒级到小时级,中子星Q的自转周期为T=πs。求该中子星的同步卫星的轨道半径。
【答案】(1)
(2)
(3)r=3.2×106m
【解析】
【小问1详解】
质量为m的物体在中子星表面有
其中M=2×1030kg,R=104m
解得重力加速度
【小问2详解】
质量为m的小卫星贴近中子星表面做圆周运动,有
解得
【小问3详解】
设中子星的同步卫星质量为m,轨道半径为r,对同步卫星有
解得同步卫星的轨道半径为r=3.2×106m
【点睛】
14. 如图所示,半径为R的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合。转台以一定角速度ω匀速转动,一质量为m的小物块落入陶罐内,经过一段时间后,小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为60°。重力加速度大小为g。
(1)当小物块受到的摩擦力恰好为零时,求转台的角速度ω;
(2)当转台的角速度2ω时,物块有沿陶壁向上的运动趋势,求物块受到的摩擦力大小f。
【答案】(1)
(2)f=
【解析】
【小问1详解】
ω=ω0时,对小物体受力分析如图
物块所受合力大小为
物块运动半径为
加速度为
由牛顿第二定律得
联立可得
【小问2详解】
ω=2ω0时,对小物体受力分析如图
x向有
y方向有
联立解得f=
15. 如图所示,有一原长为2R的轻质弹簧,一端拴接在水平地面A处的固定挡板上,另一端位于水平地面上B处,弹簧处于原长。竖直平面内半径为 R的半圆形光滑轨道CDE与水平地面相切于C点,BC之间的距离为1.5R,A、B、C、D、E在同一竖直平面内。质量为m的小物块自D点(与圆心O等高)沿轨道由静止开始下滑,在水平地面上向左最远运动到P点(未画出),随后被水平弹回,恰好运动到C点,已知物块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度大小为g,整个过程中弹簧未超出弹性限度。求:
(1)小物块第一次到达C点时的速度大小v1;
(2)小物块运动到P点时,弹簧的弹性势能Ep;
(3)若物块的质量为,将其压缩弹簧至P点,静止释放后,物块运动到轨道DE之间的N点(图中未画出)后脱离轨道,求整个运动过程中物体上升的最大高度。
【答案】(1)
(2)
(3)hm =
【解析】
【小问1详解】
物块从D点第一次运动到C点,由机械能守恒有
解得
【小问2详解】
物块在P点时,设弹簧的压缩量为x,物块从D点运动到P点,根据能量守恒有
物块从P点弹回运动到C点,能量守恒
解得,
【小问3详解】
设物块在N点的速率为,NO连线与OD成θ角。如图所示
从P运动到N,由能量守恒知
物块在N处,根据牛顿第二定律有
设物块从N处上升h后运动到最高点,由机械能守恒定律有
最大高度hm=h+R+Rsinθ
联立解得hm =
【点睛】
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