内容正文:
2025—2026学年度第二学期高一年级期中物理学科
核心素养监测试题
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必将自己的姓名、考号、学校、班级等信息填写在答题卡上。
3.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。非选择试题用直径0.5毫米黑色中性笔在答题卡上各题的答题区按要求作答。写在本试卷上无效。
第Ⅰ卷(选择题)
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 某同学在练习投篮,篮球在空中的运动轨迹如图中虚线所示,篮球所受合力F的示意图可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】篮球做曲线运动,所受合力指向运动轨迹的凹侧。
故选A。
2. 一位游客正在体验蹦极,绑上蹦极专用的橡皮绳后从跳台纵身而下。游客从跳台下落直到最低点过程中( )
A. 弹性势能减小 B. 重力势能减小
C. 机械能保持不变 D. 绳一绷紧动能就开始减小
【答案】B
【解析】
【详解】游客从跳台下落,开始阶段橡皮绳未拉直,只受重力作用做匀加速运动,下落到一定高度时橡皮绳开始绷紧,游客受重力和向上的弹力作用,弹力从零逐渐增大,游客所受合力先向下减小后向上增大,速度先增大后减小,到最低点时速度减小到零,弹力达到最大值。
A.橡皮绳绷紧后弹性势能一直增大,A错误;
B.游客高度一直降低,重力一直做正功,重力势能一直减小,B正确;
C.下落阶段橡皮绳对游客做负功,游客机械能减少,转化为弹性势能,C错误;
D.绳刚绷紧开始一段时间内,弹力小于重力,合力向下做正功,游客动能在增加;当弹力大于重力后,合力向上对游客做负功,游客动能逐渐减小,D错误。
故选B。
3. 一辆汽车以的速度匀速行驶,制动后做匀减速直线运动,经停止,则汽车的加速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】取汽车初速度方向为正方向,根据匀变速直线运动的速度公式
已知初速度,制动后末速度,运动时间,解得
负号表示加速度方向与初速度方向相反,加速度大小为。
故选C。
4. 如图所示,在光滑水平地面上,两相同物块用细线相连,两物块质量均为1kg,细线能承受的最大拉力为2N。若在水平拉力F作用下,两物块一起向右做匀加速直线运动。则F的最大值为( )
A. 1N B. 2N C. 4N D. 5N
【答案】C
【解析】
【详解】对两物块整体做受力分析有
F = 2ma
再对于后面的物块有
FTmax= ma
FTmax= 2N
联立解得
F = 4N
故选C。
5. 2025年春晚舞台上,一组机器人扭秧歌。机器人通过内置电动机驱动机械臂匀速转动,从而使手帕在竖直面内做匀速圆周运动,P、Q是手帕上两点,且,下列说法正确的是( )
A. 若机械臂的转速增大,手帕转动的角速度也增大
B. 若机械臂突然停止转动,手帕仍保持匀速圆周运动
C. P、Q两点的周期之比为2∶1
D. P、Q两点的线速度大小之比为1∶2
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据角速度与转速的关系公式可知,若机械臂的转速 n增大,手帕转动的角速度 ω也增大,故A正确;
B.若机械臂突然停止转动,手帕不再受到指向圆心的驱动力(向心力来源改变),且受重力作用,手帕将做抛体运动,不可能保持匀速圆周运动,故B错误;
C.手帕上 、 两点属于同轴转动,角速度相等,根据周期公式可知,两点的周期相等,即周期之比为 ,故C错误;
D.手帕上 、 两点属于同轴转动,角速度相等,根据线速度公式 及已知条件,可得P、Q两点的线速度大小之比为2∶1,故D错误。
故选A。
6. 质量为的汽车在水平路面上匀速行驶,速度为,受到的阻力大小为。此时,汽车发动机输出的实际功率是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】汽车匀速行驶,则牵引力与阻力平衡
汽车发动机的功率
故选C。
7. “鹊桥二号”中继星环绕月球运行,其24小时椭圆轨道的半长轴为a。已知地球静止卫星的轨道半径为r,则月球与地球质量之比可表示为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】“鹊桥二号”中继星在24小时椭圆轨道运行时,根据开普勒第三定律
同理,对地球的静止卫星根据开普勒第三定律
又开普勒常量与中心天体的质量成正比,所以
联立可得
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 忽略空气阻力,下列物体运动过程中满足机械能守恒的是( )
A. 竖直面内匀速转动的摩天轮中的物体
B. 物体由光滑斜面顶端滑到斜面底端
C. 光滑曲面上自由运动的物体
D. 拉着物体沿光滑斜面匀速上升
【答案】BC
【解析】
【详解】A.竖直面内匀速转动的摩天轮中的物体,物体的动能不变,重力势能发生变化,所以物体的机械能发生变化,故A错误;
B.物体由光滑斜面顶端滑到斜面底端,只有重力对物体做功,物体的机械能守恒,故B正确;
C.光滑曲面上自由运动的物体,只有重力对物体做功,物体的机械能守恒,故C正确;
D.拉着物体沿光滑斜面匀速上升,物体的动能不变,重力势能增加,所以物体的机械能增加,故D错误。
故选BC。
9. 2024年5月,嫦娥六号探测器发射成功,开启了人类首次从月球背面采样返回之旅。已知月球的半径为R,质量为M,表面的重力加速度为,引力常量为G。则月球第一宇宙速度的表达式,正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】月球第一宇宙速度等于卫星在月球表面轨道绕月球做匀速圆周运动的线速度,由万有引力提供向心力得
解得月球第一宇宙速度
在月球表面有
联立可得
故选AC。
10. 人们用滑道从高处向低处运送货物.如图所示,可看作质点的货物从圆弧滑道顶端点静止释放,沿滑道运动到圆弧末端点时速度大小为。已知货物质量为,滑道高度为,且过点的切线水平,重力加速度取。关于货物从点运动到点的过程,下列说法正确的有( )
A. 重力做的功为 B. 克服阻力做的功为
C. 经过点时向心加速度大小为 D. 经过点时对轨道的压力大小为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.重力做的功为
A错误;
B.下滑过程据动能定理可得
代入数据解得,克服阻力做的功为
B正确;
C.经过点时向心加速度大小为
C正确;
D.经过点时,据牛顿第二定律可得
解得货物受到的支持力大小为
据牛顿第三定律可知,货物对轨道的压力大小为,D正确。
故选BCD。
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题:本题共2小题,共15分。
11. “探究向心力大小的表达式”的实验装置如图所示。小球放在挡板A、B或C处做圆周运动,小球与挡板挤压,弹簧测力套筒内的标尺可显示力的大小关系。
(1)本实验利用的物理方法为__________。
A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法
(2)为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系,现将一铁球放在C处,对另一小球,以下做法正确的是__________。
A. 选用相同的铁球放在A处 B. 选用相同的铁球放在B处
C. 选用相同大小的铝球放在A处 D. 选用相同大小的铝球放在B处
(3)通过本实验可以得到的结果有__________。
A. 在半径和角速度一定的情况下,向心力的大小与质量成正比
B. 在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与角速度成反比
C. 在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与角速度成正比
D. 在质量和角速度一定的情况下,向心力的大小与半径成反比
【答案】(1)B (2)A (3)A
【解析】
【小问1详解】
探究向心力大小的表达式,先控制其中一些物理量不变,探究向心力与另一个物理量的关系,本实验利用的物理方法为控制变量法。
故选B。
【小问2详解】
为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系,需要使两球的质量相等,转动半径相等,现将一铁球放在C处,则应该选用相同的铁球放在A处。
故选A。
【小问3详解】
A.在半径和角速度一定的情况下,根据可知,向心力的大小与质量成正比,故A正确;
BC.在质量和半径一定的情况下,根据可知,向心力的大小与角速度平方成正比,故BC错误;
D.在质量和角速度一定的情况下,根据可知,向心力的大小与半径成正比,故D错误。
故选A。
12. 某实验小组采用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。实验装置安装好后,用手提住纸带上端,之后让纸带由静止开始下落。
(1)关于下列实验操作,不必要或不正确的是__________。
A. 实验前先用天平测出重物和夹子的质量
B. 为减小阻力,用电火花计时器比用电磁打点计时器好一些
C. 在重物大小合适的情况下,选择木块比选择铁块好
D. 用秒表测出重物下落的时间
(2)某次实验中所用重物的质量。某同学选取了一条纸带,如图乙所示,0是打下的第一个点,1、2、3、4是连续打的点,根据纸带上的测量数据,从打下点0至打下点3的过程中,重物重力势能的减少量为__________J,动能增加量为__________J(打点计时器频率为,重力加速度g取,结果均保留3位有效数字)。
(3)若释放纸带时纸带不在竖直方向,可能会导致计算的动能增加量__________(填“<”“=”或“>”)重力势能减少量,其原因是________________。
【答案】(1)ACD (2) ①. 5.44 ②. 5.28
(3) ①. < ②. 打点计时器的两限位孔不在同一竖直线上,纸带通过打点计时器时受到的阻力较大,阻力对重物做负功,会使其动能增加量小于重力势能减少量
【解析】
【小问1详解】
A.由于验证机械能守恒的表达式中质量可以约去,所以不需要用天平测出重物和夹子的质量,故A错误,满足题意要求;
B.为减小阻力,用电火花打点计时器比用电磁计时器好一些,故B正确,不满足题意要求;
C.在重物大小合适的情况下,为了减小空气阻力,选择铁块比选择木块好,故C错误,满足题意要求;
D.由于打点计时器可以得到纸带上计数点间的时间间隔,所以不需要用秒表测出重物下落的时间,故D错误,满足题意要求。
故选ACD。
【小问2详解】
[1]从打下点0至打下点3的过程中,重物重力势能的减少量为
[2]打下点3时重物的速度为
从打下点0至打下点3的过程中,重物动能增加量为
【小问3详解】
[1][2]若释放纸带时纸带不在竖直方向,可能会导致计算的动能增加量小于重力势能减少量,其原因是:打点计时器的两限位孔不在同一竖直线上,纸带通过打点计时器时受到的阻力较大,阻力对重物做负功,会使其动能增加量小于重力势能减少量。
四、计算题:(本题共有3小题,共42分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,需作图说明时,作图要规范,只写最后结果不得分)
13. 如图所示,一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为,该同学和秋千踏板的总质量约为。绳的质量忽略不计,当该同学荡到秋千支架的正下方时,速度大小为,重力加速度g取。求该同学荡到秋千支架的正下方时:
(1)动能和向心加速度;
(2)每根绳子平均承受的拉力大小。
【答案】(1);,方向竖直向上
(2)
【解析】
【小问1详解】
该同学荡到秋千支架的正下方时,动能为
向心加速度大小为
方向竖直向上。
【小问2详解】
该同学荡到秋千支架的正下方时,根据牛顿第二定律可得
代入数据解得
则每根绳子平均承受的拉力大小为
14. 北斗系统是中国自研的全球卫星导航系统,可为全球用户提供全天候、全天时、高精度定位、导航和授时服务。北斗系统包含地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星。其中某一中圆地球轨道卫星距地球表面的高度为h,绕地球做匀速圆周运动的周期为T,已知地球半径为R,引力常量为G。求:
(1)该中圆地球轨道卫星的线速度v;
(2)地球的质量M;
(3)地球的平均密度ρ。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)由匀速圆周运动公式可得,该中圆地球轨道卫星的线速度为
(2)卫星绕地球做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力得
解得地球质量为
(3)由
,
联立解得地球的平均密度为
15. 如图所示,粗糙的水平轨道BC的右端与半径R=0.45m的光滑竖直圆轨道在C点相切,左端与光滑的倾斜轨道AB相连,AB与水平方向的夹角为37°,质量m=0.1kg的小球从倾斜轨道顶端A点由静止滑下,设小球经过轨道衔接处时没有能量损失,已知倾斜轨道AB的长度l=2m,小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.375,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)
(1)求小球第一次到达倾斜轨道底端B点时的速度大小(结果可以用根号表示);
(2)若水平轨道BC的长度为2.5m,求小球最终停止的位置与B点的距离;
(3)要使小球能够滑上圆轨道,并且第一次在圆轨道运动时小球不脱离轨道,水平轨道BC的长度L应满足什么条件?
【答案】(1);(2)1.8m;(3)L≤0.2m或2m≤L≤3.2m
【解析】
【分析】
【详解】(1)小球在倾斜轨道上运动,由动能定理知
解得
(2)最终小球动能为零,停在轨道上,由动能定理知
解得通过的路程为
L1=3.2m
小球到达C点滑上圆弧后返回,返回路程为
L2=L1-LBC=0.7m
所以返回后距离B点的距离为
L=LB-L2=1.8m
(3)小球恰好从B点到C点,由动能定理知
解得
L=3.2m
要使小球能够滑上圆轨道,应满足
L≤3.2m
在圆轨道运动时小球不脱离轨道,有两种情形
情形一:物体能完成圆周运动
在最高点有
对小物块从B点到圆轨道最高点利用动能定理有
解得
L=0.2m
小球不脱离轨道应满足
L≤0.2m
情形二:物体运动到圆轨道圆心等高处速度为零
对小物块从B点到圆轨道圆心等高处利用动能定理有
解得
L=2m
小球不脱离轨道应满足
L≥2m
综合以上可得要使小球能够滑上圆轨道,并且第一次在圆轨道运动时小球不脱离轨道,水平轨道BC的长度L应满足
L≤0.2m或者2m≤L≤3.2m
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2025—2026学年度第二学期高一年级期中物理学科
核心素养监测试题
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必将自己的姓名、考号、学校、班级等信息填写在答题卡上。
3.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。非选择试题用直径0.5毫米黑色中性笔在答题卡上各题的答题区按要求作答。写在本试卷上无效。
第Ⅰ卷(选择题)
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 某同学在练习投篮,篮球在空中的运动轨迹如图中虚线所示,篮球所受合力F的示意图可能正确的是( )
A. B. C. D.
2. 一位游客正在体验蹦极,绑上蹦极专用的橡皮绳后从跳台纵身而下。游客从跳台下落直到最低点过程中( )
A. 弹性势能减小 B. 重力势能减小
C. 机械能保持不变 D. 绳一绷紧动能就开始减小
3. 一辆汽车以的速度匀速行驶,制动后做匀减速直线运动,经停止,则汽车的加速度大小为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,在光滑水平地面上,两相同物块用细线相连,两物块质量均为1kg,细线能承受的最大拉力为2N。若在水平拉力F作用下,两物块一起向右做匀加速直线运动。则F的最大值为( )
A. 1N B. 2N C. 4N D. 5N
5. 2025年春晚舞台上,一组机器人扭秧歌。机器人通过内置电动机驱动机械臂匀速转动,从而使手帕在竖直面内做匀速圆周运动,P、Q是手帕上两点,且,下列说法正确的是( )
A. 若机械臂的转速增大,手帕转动的角速度也增大
B. 若机械臂突然停止转动,手帕仍保持匀速圆周运动
C. P、Q两点的周期之比为2∶1
D. P、Q两点的线速度大小之比为1∶2
6. 质量为的汽车在水平路面上匀速行驶,速度为,受到的阻力大小为。此时,汽车发动机输出的实际功率是( )
A. B. C. D.
7. “鹊桥二号”中继星环绕月球运行,其24小时椭圆轨道的半长轴为a。已知地球静止卫星的轨道半径为r,则月球与地球质量之比可表示为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 忽略空气阻力,下列物体运动过程中满足机械能守恒的是( )
A. 竖直面内匀速转动的摩天轮中的物体
B. 物体由光滑斜面顶端滑到斜面底端
C. 光滑曲面上自由运动的物体
D. 拉着物体沿光滑斜面匀速上升
9. 2024年5月,嫦娥六号探测器发射成功,开启了人类首次从月球背面采样返回之旅。已知月球的半径为R,质量为M,表面的重力加速度为,引力常量为G。则月球第一宇宙速度的表达式,正确的是( )
A. B. C. D.
10. 人们用滑道从高处向低处运送货物.如图所示,可看作质点的货物从圆弧滑道顶端点静止释放,沿滑道运动到圆弧末端点时速度大小为。已知货物质量为,滑道高度为,且过点的切线水平,重力加速度取。关于货物从点运动到点的过程,下列说法正确的有( )
A. 重力做的功为 B. 克服阻力做的功为
C. 经过点时向心加速度大小为 D. 经过点时对轨道的压力大小为
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题:本题共2小题,共15分。
11. “探究向心力大小的表达式”的实验装置如图所示。小球放在挡板A、B或C处做圆周运动,小球与挡板挤压,弹簧测力套筒内的标尺可显示力的大小关系。
(1)本实验利用的物理方法为__________。
A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法
(2)为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系,现将一铁球放在C处,对另一小球,以下做法正确的是__________。
A. 选用相同的铁球放在A处 B. 选用相同的铁球放在B处
C. 选用相同大小的铝球放在A处 D. 选用相同大小的铝球放在B处
(3)通过本实验可以得到的结果有__________。
A. 在半径和角速度一定的情况下,向心力的大小与质量成正比
B. 在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与角速度成反比
C. 在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与角速度成正比
D. 在质量和角速度一定的情况下,向心力的大小与半径成反比
12. 某实验小组采用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。实验装置安装好后,用手提住纸带上端,之后让纸带由静止开始下落。
(1)关于下列实验操作,不必要或不正确的是__________。
A. 实验前先用天平测出重物和夹子的质量
B. 为减小阻力,用电火花计时器比用电磁打点计时器好一些
C. 在重物大小合适的情况下,选择木块比选择铁块好
D. 用秒表测出重物下落的时间
(2)某次实验中所用重物的质量。某同学选取了一条纸带,如图乙所示,0是打下的第一个点,1、2、3、4是连续打的点,根据纸带上的测量数据,从打下点0至打下点3的过程中,重物重力势能的减少量为__________J,动能增加量为__________J(打点计时器频率为,重力加速度g取,结果均保留3位有效数字)。
(3)若释放纸带时纸带不在竖直方向,可能会导致计算的动能增加量__________(填“<”“=”或“>”)重力势能减少量,其原因是________________。
四、计算题:(本题共有3小题,共42分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,需作图说明时,作图要规范,只写最后结果不得分)
13. 如图所示,一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为,该同学和秋千踏板的总质量约为。绳的质量忽略不计,当该同学荡到秋千支架的正下方时,速度大小为,重力加速度g取。求该同学荡到秋千支架的正下方时:
(1)动能和向心加速度;
(2)每根绳子平均承受的拉力大小。
14. 北斗系统是中国自研的全球卫星导航系统,可为全球用户提供全天候、全天时、高精度定位、导航和授时服务。北斗系统包含地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星。其中某一中圆地球轨道卫星距地球表面的高度为h,绕地球做匀速圆周运动的周期为T,已知地球半径为R,引力常量为G。求:
(1)该中圆地球轨道卫星的线速度v;
(2)地球的质量M;
(3)地球的平均密度ρ。
15. 如图所示,粗糙的水平轨道BC的右端与半径R=0.45m的光滑竖直圆轨道在C点相切,左端与光滑的倾斜轨道AB相连,AB与水平方向的夹角为37°,质量m=0.1kg的小球从倾斜轨道顶端A点由静止滑下,设小球经过轨道衔接处时没有能量损失,已知倾斜轨道AB的长度l=2m,小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.375,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)
(1)求小球第一次到达倾斜轨道底端B点时的速度大小(结果可以用根号表示);
(2)若水平轨道BC的长度为2.5m,求小球最终停止的位置与B点的距离;
(3)要使小球能够滑上圆轨道,并且第一次在圆轨道运动时小球不脱离轨道,水平轨道BC的长度L应满足什么条件?
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