重庆市南开中学校2025-2026学年高一下学期6月阶段性测试物理试题四

**基本信息** 重庆市南开中学高一（下）物理阶段性测试，以天体运动、动量守恒等为核心，融合史瓦西半径、汽车碰撞等真实情境，注重物理观念建构与科学思维训练。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|7题|开普勒定律、万有引力、电磁感应|结合八大行星运动（题1）、史瓦西半径（题2）考查物理观念| |多选题|3题|圆周运动、机械能、受力分析|以撮箕旋转（题8）、转盘传动（题9）设计层次化问题| |实验题|2题|动量守恒、机械能守恒|光电门与平抛结合（题11）、数字化仪器应用（题12），培养科学探究能力| |解答题|3题|碰撞、电场与弹簧、传送带综合|汽车碰撞（题13）、电场中弹簧系统（题14）、多过程力学综合（题15），体现高考命题趋势|

重庆市南开中学校2025-2026学年高一(下)6月阶段性测试四 物理试题 一、单选题 1.如图所示,八大行星沿椭圆轨道绕太阳公转,下列说法中正确的是( ) A.太阳处在八大行星的椭圆轨道的一个公共焦点上 B.火星绕太阳运行过程中,速率不变 C.土星比地球的公转周期小 D.地球和土星分别与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等 2.史瓦西半径是任何有质量的物质都存在的一个临界半径,该半径的含义是:该物质被压缩到此半径时,就成为一个黑洞,即它的逃逸速度等于光速c、已知某星球的逃逸速度为其第一宇宙速度的倍,该星球半径R=6400km,表面重力加速度g取10m/s ,光速,不考虑星球的自转,则该星球的史瓦西半径约为( ) A.6毫米 B.9毫米 C.6米 D.9米 3.一宇宙飞船关闭动力环绕某个星球做半径为的匀速圆周运动,为该星球的半径。某一时刻,飞船运行到A点,此时飞船反方向射出登陆器,但登陆器仍沿原方向运动,并进入如图所示的内部椭圆轨道并在近地点登上该星球表面,而飞船立即启动发动机进行调整,使其仍保持在圆轨道运行。已知该星球的质量为,飞船的质量为,登陆器的质量为,引力常量为。下列说法正确的是( ) A.飞船在圆轨道上运行时的速度为 B.登陆器在椭圆轨道上运行的周期为 C.登录器在椭圆轨道近地点和远地点的速率之比为 D.飞船在发射出登录器后,为保持在圆轨道运行,飞船发动机需对飞船做正功 4.两个行星的质量分别为m1和m2 , 绕太阳运行的轨道半径分别是r1和r2 , 若它们只受太阳引力的作用,那么这两个行星的向心加速度之比为( ) A.1 B. C. D. 5.重庆市的纬度范围在之|间。若将地球视为半径为R的圆球,地球赤道上的静止物体随地球自转的速率为v,则静止于纬度为30 的重庆某地的物体随地球自转的速率为( ) A. B. C. D. 6.如图甲,长方形金属线框从范围足够大的磁场的上边界由静止释放,经过时间,下降高度时速度为v(此时线框还未完全进入磁场);若该线框从磁场的下边界以速度v竖直向上抛出,如图乙,经过时间上升高度到达最高点(此时线框还没有完全进入磁场)。已知重力加速度为g,下列表达式正确的是( ) A. B. C. D. 7.如图所示,两端分别固定有小球A、B(均视为质点)的轻杆竖直立在水平面上并靠在竖直墙面右侧处于静止状态。由于轻微扰动,A球开始沿水平面向右滑动,B球随之下降,此过程中两球始终在同一竖直平面内。已知轻杆的长度为l,两球的质量均为m,重力加速度大小为g,不计一切摩擦,下列说法正确的是( ) A.A球动能最大时对水平面的压力大小等于2mg B.竖直墙面对B球的冲量大小为 C.A球的最大动能为 D.轻杆对A球先做正功后做负功 二、多选题 8.如图所示为家用撮箕的示意图,撮箕的、两面相互垂直,一玩具篮球放于撮箕内与、两面均接触(不计它们间的摩擦),表面对篮球的作用力为。当撮箕从图示位置开始绕轴旋转90 至面竖直的过程中,下列说法中正确的是( ) A.一直减小 B.先增大后减小 C.玩具篮球的重力势能保持不变 D.玩具篮球的重力势能先增大后减小 9.如图所示的两个水平放置的转盘靠摩擦力传动,其中O,分别为两转盘的轴心,已知两个转盘的半径比,且在正常工作时两转盘不打滑。今在两转盘上分别放置两个同种材料制成的滑块A,B,质量为m,两滑块与转盘间的动摩擦因数相同,两滑块距离轴心O,的间距关系为。若转盘乙由静止开始缓慢地转动起来,且转速逐渐增加,则下列叙述正确的是( ) A.滑块A和B在与转盘相对静止时,角速度之比为 B.滑块A和B在与转盘相对静止时,向心加速度的比值为 C.当时,B受到的摩擦力为 D.转速增加后两滑块一起发生滑动 10.如图甲所示,质量为0.1 kg 的小球从最低点A冲入竖直放置在水平地面上、半径为0.4 m的半圆轨道,小球速度的平方与其高度的关系图象如图乙所示.已知小球恰能到达最高点C,轨道粗糙程度处处相同,空气阻力不计.g取10 m/s2,B为AC轨道中点.下列说法正确的是( ) A.图乙中x=4 m2s-2 B.小球从B到C损失了0.125 J的机械能 C.小球从A到C合外力对其做的功为-1.05J D.小球从C抛出后,落地点到A的距离为0.8 m 三、实验题 11.某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行实验,水平桌面上固定有一带刻度的水平导轨,在导轨B点固定有一个光电门,导轨AB粗糙,BC光滑,重力加速度为g。兴趣小组的实验步骤如下: ①测量固定在小滑块a上的窄挡光片宽度,测得宽度为d; ②选择一根适当的轻质弹簧,测量原长为L; ③滑块a和小球b用细线连接,中间夹被压缩了的轻质弹簧,静止放置在导轨上,使滑块a到光电门的距离和小球b到导轨右侧的距离均大于L; ④烧断细线,滑块a最终停在水平导轨上E点(图中未画出),用刻度尺测出B、E两点之间的距离为S; ⑤记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t; ⑥小球b从水平导轨边缘飞出后,落在水平地面上的D点,用刻度尺测出水平导轨边缘距水平地面的高度为h及平导轨边缘垂线与D点之间的水平距离x。 ⑦改变弹簧压缩量,进行多次测量。 (1)若用该实验来验证“动量守恒定律”,还需测量的物理量有_; 则只需验证_即可验证“动量守恒定律”。(用你的测量物理量对应的字母和实验步骤中的字母表示) (2)改变弹簧压缩量多次实验,该实验小组得到s-t -2的关系图像如图乙所示,图线的斜率为k,则平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数大小为_。(用上述实验数据字母表示) 12.为验证机械能守恒定律,同学们采用分组实验用两套不同的方案分别验证,第一组同学采用如图所示装置进行实验: (1)“验证机械能守恒定律”的实验中,下列说法正确的是( ) A.必须用天平称出重锤的质量 B.实验时,松开纸带让重锤下落的同时,接通电源 C.开始时用夹子夹着纸带比用手提着纸带效果更好 D.本实验需要使用学生交流电源0—12V挡 (2)实验中打点计时器所接交流电频率为50Hz,当地重力加速度,实验选用的重物质量,纸带上打点计时器打下的计数点A、B、C到打下第一点O的距离如图所示,相邻两计数点间有一个点没有标出。则从打下O点至B点的过程中,重物重力势能的减少量_J;动能的增加量_J。(计算结果均保留3位有效数字) (3)另一组同学采用数字化仪器验证机械能守恒定律,实验装置如图所示。不可伸长的轻质细线一端固定在O点,另一端与质量为m,直径为d的小钢球相连,忽略空气阻力。实验中每次质量为m的小钢球从同一位置A静止释放,将光电门先后放在B、C、D各点,测出摆球经过各点时的遮光时间为,并用刻度尺分别测出A、B、C各点相对D点的高度分别为。已知重力加速为g。 ①小球运动到C位置时的速度大小为:_; ②该组同学想验证小球从A位置运动到C位置机械能是否守恒,需要验证的原理等式为:_。(用题目中所给的物理符号表示) 四、解答题 13.汽车A在水平冰雪路面上行驶。驾驶员发现其正前方停有汽车B,立即采取制动措施,但仍然撞上了汽车B。两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示,碰撞后B车向前滑动了,A车向前滑动了。已知A和B的质量分别为和。两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10,两车碰撞时间极短,在碰撞后车轮均没有滚动,重力加速度大小,求 (1)碰撞后的瞬间B车速度的大小; (2)碰撞前的瞬间A车速度的大小。 14.如图所示,电场强度为E的匀强电场中有一光滑水平绝缘平面,一根轻弹簧左端固定在平面上,右端拴接一个带正电的绝缘物块甲,平衡时物块甲静止在a点。某时刻在b点由静止释放带有正电的绝缘物块乙,乙与甲发生碰撞后一起向左运动但未粘连,当甲、乙一起返回到c点时,弹簧恰好恢复原长,甲、乙速度刚好为零。若在d点由静止释放乙,乙与甲发生碰撞后仍一起压缩弹簧运动,返回到c点时甲、乙分离,分离后,乙刚好能够返回到e点(未画出)。已知物块甲、乙可视为质点,质量均为m,电荷量均为q,a、b间距离为L,a、c间距离以及b、d间距离均为,忽略甲、乙间的库仑力。求: (1)初始状态弹簧储存的弹性势能; (2)e点与a点的距离。 15.如图所示,小球A系在细线的一端,线的另一端固定在O点,O到光滑水平面的距离为h=0.8m,已知A的质量为m,物块B的质量是小球A的5倍,置于水平传送带左端的水平面上且位于O点正下方,传送带右端有一带半圆光滑轨道的小车,小车的质量是物块B的5倍,水平面、传送带及小车的上表面平滑连接,物块B与传送带间的动摩擦因数为 =0.5,其余摩擦不计,传送带长L=3.5m,以恒定速率v0=6m/s顺时针运转。现拉动小球使线水平伸直后由静止释放,小球运动到最低点时与物块发生弹性正碰,小球反弹后上升到最高点时与水平面的距离为,若小车不固定,物块刚好能滑到与圆心O1等高的C点,重力加速度为g,小球与物块均可视为质点,求: (1)小球和物块相碰后物块B的速度vB大小。 (2)若滑块B的质量为mB=1kg,求滑块B与传送带之间由摩擦而产生的热量Q及带动传送带的电动机多做的功W电。 (3)小车上的半圆轨道半径R大小。 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 参考答案 1.A 【详解】A.根据开普勒第一定律可知,太阳处在每颗行星的椭圆轨道的一个焦点上,故必然处在八大行星的椭圆轨道的一个公共焦点上,故A正确; B.根据开普勒第二定律可知,火星绕太阳运行过程中,在离太阳较近的位置运行速率较大,在离太阳较远的位置运行速率较小,故B错误; C.由题图可知,土星轨道的半长轴比地球轨道的半长轴长,根据开普勒第三定律可知,土星比地球的公转周期大,故C错误; D.根据开普勒第二定律可知,同一颗行星与太阳连线在相等的时间内扫过的面积相等,而地球和土星不是同一颗行星,二者分别与太阳的连线在相同时间内扫过的面积不相等,故D错误。 故选A。 2.B 【详解】对该星球,有 且由黄金代换公式,有 联立得史瓦西半径,即9毫米。 故选B 3.C 【详解】A.飞船在圆轨道上运行时,根据万有引力提供向心力 解得飞船在圆轨道上运行时的速度为 故A错误; B.飞船在圆轨道上运行时的周期 登录器在椭圆轨道运动时,根据几何关系,长轴为 根据开普敦第三定律 解得登陆器在椭圆轨道上运行的周期为 故B错误; C.登录器在椭圆轨道运动时,根据几何关系,长轴、焦距、短轴分别为,, 设远“地”点和近“地”点的速度分别为、,根据开普勒第二定律 可得登录器在椭圆轨道近地点和远地点的速率之比为,故C正确; D.飞船发射出登录器后,根据动量守恒可知速度变大,为保持在圆轨道运行,飞船发动机需对飞船做负功,故D错误。 故选C。 4.D 【分析】由万有引力提供向心力,可得向心加速度表达式,进而可得比值; 【详解】对和由万有万有引力提供向心力可得:,, 联立可以得到:,故D正确,ABC错误. 【点睛】本题主要是万有引力提供向心力的应用,在平时学习过程中加强训练. 5.C 【详解】设地球自转的角速度为,地球的半径为,在赤道上物体的速度为 静止于纬度为30 的重庆某地的物体随地球自转的角速度为,转动半径 如下图所示,则此处物体的速度 故选C。 6.C 【详解】A.金属线框由静止开始进入磁场的过程中,金属线框的下边切割磁感线,根据右手定则可判断电流方向向右,根据左手定则可判断安培力方向竖直向上,根据安培力公式有 根据切割电动势公式有 根据闭合电路欧姆定律 解得 根据牛顿第二定律有 可知金属线框做加速度减小的加速运动,速度—时间图像为 可知,故A错误; B.金属线框竖直向上进入磁场的过程中,根据上述分析可知金属线框做加速度减小的减速运动,速度时间图像为 可知,故B错误; CD.设安培力,下降过程中,由动量定理有 两边求和有 即 同理,上升过程中有 联立解得 故C正确,D错误。 故选C。 7.D 【详解】AC.假设小球B能一直沿着墙面向下运动,设轻杆与水平方向的夹角为 时,两小球的速度大小分别为、,根据关联速度知识,两小球沿杆方向速度相等,可得 即 由根据机械能守恒,有 运用数学知识,整理得 当 取等号,说明小球A的动能先增大后减小,即杆中先存在挤压的内力,之后出现拉伸的内力,当杆中内力为0时,A球的动能最大,最大动能为 此时对水平面的压力大小等于mg,故AC错误; B.当杆中存在挤压的内力,此时墙壁对B球有冲量,又由于在运动过程中B球水平方向速度始终为零,所以竖直墙面对B球的冲量大小等于杆对B球在水平方向的冲量大小,进一步可知竖直墙面对B球的冲量大小等于杆对A球在水平方向的冲量大小,该过程就是A球获得最大动量过程,由动量定理,可知 故B错误; D.因为杆中先存在挤压的内力,之后出现拉伸的内力,所以轻杆对A球先做正功后做负功,故D正确。 故选D。 【点睛】本题考查机械能守恒定律、动量守恒定律的综合应用,目的是考查学生应用数学处理物理问题的能力。 8.AD 【详解】AB.设某时刻N面与水平面的夹角为 ,则 FN=mgcos FM=mgsin 当撮箕从图示位置开始绕轴旋转90 至面竖直的过程中, 变大,则FM增大,FN变小,A正确B错误。 CD.玩具篮球的重心距离地面的高度先增加后减小,则它的重力势能先增大后减小,C错误,D正确。 故选AD。 9.AC 【详解】AB.假设转盘乙的半径为,由题意可知两转盘边缘的线速度大小相等,则有 得 根据 得,此时A、B的向心加速度之比为 故A正确,B错误; CD.根据 可知两滑块所需的向心力 由题意知、两物块的最大静摩擦力相等,均为,所以B先滑动,时,滑块B所需的向心力为 滑块B发生相对滑动,所受摩擦力为滑动摩擦力,为,故C正确,D错误。 故选AC。 10.ACD 【详解】A.当h=0.8 m时小球在C点,由于小球恰能到达最高点C,故 mg= 所以 =4 m2 s-2 故选项A正确; B.由已知条件无法计算出小球从B到C损失了0.125 J的机械能,故选项B错误; C.小球从A到C,由动能定理可知 W合==-1.05 J 故选项C正确; D.小球离开C点后做平抛运动,故 2R= 落地点到A的距离x1=vCt,解得x1=0.8 m,故选项D正确. 11. 滑块a的质量M和小球b的质量m 【详解】(1)[1]根据实验原理可知,验证“动量守恒定律”需要求系统相互作用前的动量之和,也要求系统相互作用之后的动量和,由题意可知,系统作用之前动量和为0,通过光电门可以求出小滑块作用之后的速度为 由平抛规律可求出小球b作用之后的速度为 则要想验证动量守恒,则还需测量的物理量有滑块a的质量M和小球b的质量m。 [2]若系统动量守恒,则有 即只需验证 即可验证“动量守恒定律”。 (2)[3]根据题意可知,小滑块在导轨上滑动,只受摩擦力,则有 可得 由运动学公式可得 则有 解得 12.(1)C (2) (3) 【详解】(1)A.实验过程中由于等式左右质量抵消,所以无需测量物体的质量,故A错误; B.实验时,应先接通电源后释放纸带,故B错误; C.开始时用夹子夹着纸带比用手提着纸带更能减少纸带的晃动,效果更好,故C正确; D.本实验使用电火花打点计时器,需要的交流电,故D错误。 故选C。 (2)到的过程重力势能减少量为 B点速度为 故动能增加量为 (3)①由光电门知识可知小球运动到C位置时的速度大小为 ②想验证小球从A位置运动到C位置机械能是否守恒,需要验证,而 故需要验证的原理等式为 13.(1)3m/s;(2)4.25m/s 【详解】(1)设B车质量为mB,碰后加速度大小为aB,根据牛顿第二定律有 式中 是汽车与路面间的动摩擦因数。设碰撞后瞬间B车速度的大小为,碰撞后滑行的距离为。由运动学公式有 联立并代入数据解得 (2)设A车的质量为mA,碰后加速度大小为aA。根据牛顿第二定律有 设碰撞后瞬间A车速度的大小为,碰撞后滑行的距离为。由运动学公式有 设碰撞前瞬间A车速度的大小为,两车在碰撞过程中动量守恒,有 联立并代入数据解得 14.(1);(2) 【详解】(1)乙从b到a由动能定理得 解得乙与甲碰撞前的速度大小 乙与甲碰撞由动量守恒定律得 解得碰撞后甲、乙的速度大小均为 甲、乙从一起压缩弹簧到甲、乙一起返回到c点,由功能关系得 解得初始状态弹簧储存的弹性势能 (2)在d点由静止释放乙,到乙与甲发生碰撞前,对乙由动能定理得 解得碰撞前乙的速度大小 甲、乙的碰撞过程由动量守恒定律得 解得碰撞后甲、乙的速度大小为 从甲、乙碰撞后到甲、乙一起返回到c点时,由功能关系得 解得甲、乙分离时的速度大小为 乙分离后到乙停止运动,由动能定理得 解得 则e点与a点的距离为 15.(1)1m/s;(2)12.5J;30J;(3)1.5m; 【详解】(1)小球A下摆及反弹上升阶段机械能守恒,由机械能守恒定律得 , A、B碰撞过程系统动量守恒,以A的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得 mvA=-mv1+5mvB 代入数据解得 vB=1m/s (2)经过时间t,B与传送带速度相等,由匀变速直线运动速度公式得 v0=vB+ gt 代入数据解得 t=1s 物块滑行的距离为 解得 s物=3.5m=L 传送带的位移为 s传=v0t=6 1 m =6m 则有 s相=s传-s物=6 m -3. 5m =2.5m 电动机多做的功为 代入数据解得 W电=30J (3)物块在传送带上一直加速到达右端时恰好与传送带速度相等,系统水平方向动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得 5mv0=(5m+25m)v 由机械能守恒定律得 代入数据解得 R=1.5m 答案第1页,共2页 答案第1页,共2页 学科网(北京)股份有限公司 $