精品解析：黑龙江省黑河市孙吴县实验高级中学2025-2026学年高一下学期期中考试物理试卷

孙吴县实验高级中学2025-2026年度下学期期中考试 高一物理试卷 一、单选题（共46分，1-7题单项选择题，每小题4分；8-10多项选择题，选对6分，少选3分，选错0分） 1. 某校天文社成员在校园天文台观测太阳系行星运动，结合万有引力定律相关科学史，下列说法正确的是（　　） A. 开普勒通过分析第谷的观测数据，直接推导得出万有引力定律 B. 牛顿在研究天体运动时，将行星的椭圆轨道近似为圆轨道，结合开普勒定律与牛顿运动定律，推导出太阳与行星间的引力规律 C. 开普勒第三定律中的比值k，与行星的质量有关，与中心天体的质量无关 D. 第谷通过扭秤实验测出引力常量G，从而证明了太阳与行星间引力的存在 2. 下列几种运动中，机械能一定守恒的是（　　） A. 做匀速直线运动的物体 B. 做匀变速直线运动的物体 C. 做平抛运动的物体 D. 处于平衡状态的物体 3. 沿高度相同而长度和粗糙程度均不同的斜面把同一物体从底端拉到顶端，比较重力势能的变化，正确的是（ ） A. 沿长度大的粗糙斜面拉，重力势能增加最多 B. 沿长度小的粗糙斜面拉，重力势能增加最少 C. 无论长度如何，都是斜面越粗糙重力势能增加越多 D. 重力势能增加一样多 4. 如图所示，修正带是一种常见的学习用具，是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图中所示的模型。A、B是转动的大小齿轮边缘的两点，若A、B的轨道半径之比为2：3，则关于A、B两点的说法正确的是（　） A. 两者线速度之比为2：3 B. 两者角速度之比为2：3 C. 两者周期之比为2：3 D. 两者向心加速度之比为2：3 5. 人造地球卫星在离地面高为h的轨道上做匀速圆周运动，已知地球的质量为M、半径为R，引力常量为G。则卫星做匀速圆周运动的角速度为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，内壁光滑、半径为的圆管竖直固定，管内有一个质量为的小球（视为质点）做圆周运动，小球直径略小于圆管内径。若小球能在圆管内做完整的圆周运动，重力加速度大小为，则下列说法正确的是（　　） A. 小球速度的最小值为 B. 当小球的速度增大时，圆管对小球的弹力一定增大 C. 当小球以速率经过最低点时，圆管对小球的弹力大小一定为 D. 当小球以速率经过最高点时，圆管对小球的弹力大小一定为 7. 一质量为m的汽车沿平直的公路由静止开始启动，通过计算机描绘了汽车牵引力的功率关于时间的变化规律，整个过程中汽车所受的阻力为f，时刻汽车达到额定功率。已知汽车启动瞬间的牵引力为，时汽车的速度刚好达到最大。则下列说法正确的是（ ） A. 时间内，汽车的加速度逐渐增大 B. 时间内，汽车的加速度保持不变 C. 汽车的最大速度为 D. 时间内，汽车的位移为 8. 如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知AP=2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中（　　） A. 重力做功2mgR B. 机械能减少mgR C. 合外力做功 D. 克服摩擦力做功 9. 随着低空经济的发展，无人机的应用场景更加广泛。如图所示，大载重量无人机悬停在空中，通过绳索以拉力F竖直吊起货物，考虑空气阻力，则（　　） A. 拉力F和阻力对货物所做的总功等于货物重力势能的增加量 B. 货物克服重力所做的功等于其重力势能的增加量 C. 拉力F和重力的合力对货物所做的功等于货物动能的增量 D. 拉力F和阻力对货物所做的功之和等于货物机械能的增量 10. 一个物块置于粗糙的水平地面上，受到的水平拉力F随时间t变化的关系如图（a）所示，速度v随时间t变化的关系如图（b）所示。取，下列说法正确的是（　　） A. 1s末物块所受摩擦力的大小 B. 物块与水平地面间的动摩擦因数 C. 第2~4s内，水平拉力做功96J D. 第4~6s内，物块克服摩擦力做功64J 二、实验题（共14分，每空2分） 11. 某实验小组用图甲所示的实验装置来探究向心力Fn与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。三层塔轮半径大小，如图乙所示。实验时，长槽中A立柱、短槽中C立柱到左、右塔轮中心的距离相等，长槽中B立柱到左塔轮中心的距离是A立柱到左塔轮中心距离的2倍。请回答相关问题： （1）下列实验的实验方法与本实验相同的是（　　） A. 探究平抛运动的特点 B. 探究加速度与力、质量的关系 C. 探究两个互成角度的力的合成规律 （2）探究小球所受向心力大小与小球质量之间关系的是图乙中的第________层； （3）在一次实验操作中，实验小组同学将两个质量相等的钢球放在A、C两立柱处。传动皮带位于第二层，转动手柄。当塔轮匀速转动时，左、右两标尺露出的格子数之比为________；其他条件不变，若增大手柄转动的速度，两标尺示数的比值将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 12. 某同学利用气垫导轨来验证机械能守恒定律，实验主要步骤如下： ①将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平，将光电门安装在长木板的B点处； ②将细线一端连接在质量为M（含遮光片的质量）的滑块上，另一端绕过定滑轮悬挂总质量为m的托盘和砝码； ③将滑块从A点由静止释放，测得A、B两点间的距离为L，遮光条的宽度为d，滑块通过光电门记录遮光条的遮光时间为t，保障托盘和砝码不落地； 将遮光片通过光电门的平均速度看作小车经过该点时的瞬时速度，回答下列问题： （1）滑块通过光电门时的速度可表示为______________； （2）滑块从静止释放运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少了_________； （3）在实验误差允许的范围内满足关系式_________，即验证了滑块、托盘和砝码组成的系统机械能守恒。 三、解答题（共40分，13题12分、14题12分、15题16分） 13. 如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是1rad/s，小物体与水平面动摩擦因数为0.4，盘面上距圆盘中心1m边缘的位置有一个质量为0.10kg的小物体在随圆盘一起做匀速圆周运动。 （1）求当角速度为多大时，小物体滑离盘面； （2）若圆盘距地面高度为5m，求滑块落地时速度大小。 14. 我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，后续经过多次轨道调整，成功实现环绕火星做匀速圆周运动。已知“天问一号”环绕火星的周期为T，火星的半径为R，火星表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑火星的自转。求： （1）火星的质量M； （2）火星的第一宇宙速度v； （3）“天问一号”绕火星飞行时距火星表面的高度h。 15. 如图所示，质量为的小物块从平台的右端A点以速度水平飞出后，恰由P点沿切线方向进入竖直圆轨道，到达N点时的速度大小为，N点为轨道最低点。已知圆轨道半径，圆心为O，，重力加速度，，，求： （1）小物块在P点的瞬时速度大小和AP的竖直高度差； （2）小物块通过N点时对轨道的压力； 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 孙吴县实验高级中学2025-2026年度下学期期中考试 高一物理试卷 一、单选题（共46分，1-7题单项选择题，每小题4分；8-10多项选择题，选对6分，少选3分，选错0分） 1. 某校天文社成员在校园天文台观测太阳系行星运动，结合万有引力定律相关科学史，下列说法正确的是（　　） A. 开普勒通过分析第谷的观测数据，直接推导得出万有引力定律 B. 牛顿在研究天体运动时，将行星的椭圆轨道近似为圆轨道，结合开普勒定律与牛顿运动定律，推导出太阳与行星间的引力规律 C. 开普勒第三定律中的比值k，与行星的质量有关，与中心天体的质量无关 D. 第谷通过扭秤实验测出引力常量G，从而证明了太阳与行星间引力的存在 【答案】B 【解析】 【详解】A．开普勒通过分析第谷的观测数据得出了开普勒三大定律，万有引力定律是由牛顿基于开普勒定律和牛顿运动定律推导得出的，故A错误； B．牛顿在研究天体运动时，将行星椭圆轨道近似为圆轨道，结合开普勒第三定律和牛顿第二定律、向心力公式，推导出太阳与行星间的引力规律，为万有引力定律奠定基础，故B正确； C．开普勒第三定律中的比值对于同一中心天体的所有行星是常数，且仅与中心天体的质量有关，与行星质量无关，故C错误； D．第谷以天文观测著称，未进行扭秤实验；引力常量是由卡文迪许于1798年通过扭秤实验测出的。牛顿通过理论推导和数学证明证实了太阳与行星间引力的存在，故D错误。 故选B。 2. 下列几种运动中，机械能一定守恒的是（　　） A. 做匀速直线运动的物体 B. 做匀变速直线运动的物体 C. 做平抛运动的物体 D. 处于平衡状态的物体 【答案】C 【解析】 【详解】A．做匀速直线运动的物体，动能不变，重力势能可能变化，机械能不一定守恒，故A错误； B．若是在水平面上的匀加速直线运动，动能增大，重力势能不变，则机械能不守恒，故B错误； C．做平抛运动的物体，只受重力做功，机械能必定守恒，故C正确； D．处于平衡状态的物体，如物体匀速上升时，机械能不守恒，故D错误； 故选C。 3. 沿高度相同而长度和粗糙程度均不同的斜面把同一物体从底端拉到顶端，比较重力势能的变化，正确的是（ ） A. 沿长度大的粗糙斜面拉，重力势能增加最多 B. 沿长度小的粗糙斜面拉，重力势能增加最少 C. 无论长度如何，都是斜面越粗糙重力势能增加越多 D. 重力势能增加一样多 【答案】D 【解析】 【详解】重力势能的变化只取决于重力做功，而重力做功与其他力是否存在无关，同一物体的高度变化相同，则重力势能变化相同。 故选D。 4. 如图所示，修正带是一种常见的学习用具，是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图中所示的模型。A、B是转动的大小齿轮边缘的两点，若A、B的轨道半径之比为2：3，则关于A、B两点的说法正确的是（　） A. 两者线速度之比为2：3 B. 两者角速度之比为2：3 C. 两者周期之比为2：3 D. 两者向心加速度之比为2：3 【答案】C 【解析】 【详解】A．齿轮咬合传动，边缘点线速度大小相等，即 线速度之比为，故A错误； B．根据 可知，角速度与半径成反比，即，故B错误； C．根据 可知，周期与角速度成反比，即，故C正确； D．根据 可知，向心加速度与半径成反比，即，故D错误； 故选C。 5. 人造地球卫星在离地面高为h的轨道上做匀速圆周运动，已知地球的质量为M、半径为R，引力常量为G。则卫星做匀速圆周运动的角速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，卫星轨道半径为地心到卫星的距离，即，设卫星质量为。 根据牛顿第二定律有 解得 故选D。 6. 如图所示，内壁光滑、半径为的圆管竖直固定，管内有一个质量为的小球（视为质点）做圆周运动，小球直径略小于圆管内径。若小球能在圆管内做完整的圆周运动，重力加速度大小为，则下列说法正确的是（　　） A. 小球速度的最小值为 B. 当小球的速度增大时，圆管对小球的弹力一定增大 C. 当小球以速率经过最低点时，圆管对小球的弹力大小一定为 D. 当小球以速率经过最高点时，圆管对小球的弹力大小一定为 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球在最高点时速度最小，由于在最高点时有支撑物，可知速度的最小值为零，选项A错误； B．小球在最高点时若速度大于零小于，则随速度的增加圆管对小球的弹力减小，选项B错误； C．当小球以速率经过最低点时，根据 可得圆管对小球的弹力大小为，选项C正确； D．当小球以速率经过最高点时，若，则圆管对小球的弹力大小为零；若则细管上壁对球有向下的弹力，大小为 若则细管下壁对球有向上的弹力，大小为；选项D错误。 故选C。 7. 一质量为m的汽车沿平直的公路由静止开始启动，通过计算机描绘了汽车牵引力的功率关于时间的变化规律，整个过程中汽车所受的阻力为f，时刻汽车达到额定功率。已知汽车启动瞬间的牵引力为，时汽车的速度刚好达到最大。则下列说法正确的是（ ） A. 时间内，汽车的加速度逐渐增大 B. 时间内，汽车的加速度保持不变 C. 汽车的最大速度为 D. 时间内，汽车的位移为 【答案】C 【解析】 【详解】A．假设在时间内汽车做匀加速直线运动，设加速度为，经时间的速度为 则汽车的瞬时功率为 可知图像的斜率为 由图可知，在时间内图像的斜率保持不变，而，故加速度也保持不变，故在时间内汽车做匀加速直线运动，假设成立，故A错误； B．由题知，在时间内汽车的功率已达到额定功率，根据 可知当速度继续增大时，牵引力减小，根据牛顿第二定律有 可知加速度不断减小，故B错误； C．在时间内汽车做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有 解得 在时刻汽车的速度为 且在时刻汽车达到额定功率，则有 当加速度为零时速度最大，此时牵引力最小，大小为 根据 解得汽车的最大速度为，故C正确； D．在时间内汽车做匀加速直线运动，则汽车的位移为，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知AP=2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中（　　） A. 重力做功2mgR B. 机械能减少mgR C. 合外力做功 D. 克服摩擦力做功 【答案】CD 【解析】 【详解】A．重力做功 A错误； B．小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力，则有 解得 机械能减少 B错误； C．根据动能定理 C正确； D．根据动能定理 解得 所以克服摩擦力做功为，D正确。 故选CD。 9. 随着低空经济的发展，无人机的应用场景更加广泛。如图所示，大载重量无人机悬停在空中，通过绳索以拉力F竖直吊起货物，考虑空气阻力，则（　　） A. 拉力F和阻力对货物所做的总功等于货物重力势能的增加量 B. 货物克服重力所做的功等于其重力势能的增加量 C. 拉力F和重力的合力对货物所做的功等于货物动能的增量 D. 拉力F和阻力对货物所做的功之和等于货物机械能的增量 【答案】BD 【解析】 【详解】AD．根据能量守恒定律可知，拉力F和阻力对货物所做的总功等于货物动能与重力势能的增加量，即等于货物机械能的增量，故A错误，D正确； B．货物克服重力所做的功等于其重力势能的增加量，故B正确； C．根据动能定理可知，拉力F、重力、阻力的合力对货物所做的功等于货物动能的增量，故C错误； 故选BD。 10. 一个物块置于粗糙的水平地面上，受到的水平拉力F随时间t变化的关系如图（a）所示，速度v随时间t变化的关系如图（b）所示。取，下列说法正确的是（　　） A. 1s末物块所受摩擦力的大小 B. 物块与水平地面间的动摩擦因数 C. 第2~4s内，水平拉力做功96J D. 第4~6s内，物块克服摩擦力做功64J 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据乙图可知，0~2s内物块保持静止，第1s末物块所受摩擦力为静摩擦力，与推力等大反向，由甲图可知第1s末物块所受摩擦力的大小为 故A错误； B．根据乙图可知，4~6s内物块做匀速运动，根据受力平衡可得 2~4s内物块做匀加速运动，加速度大小为 根据牛顿第二定律可得 其中 联立解得， 故B正确； C．由图像可知，2~4s内，物块通过的位移大小为 则该过程水平拉力做功为 故C错误； D．4~6s内，物块通过的位移大小为 则该过程克服摩擦力做功 故D正确。 故选BD。 二、实验题（共14分，每空2分） 11. 某实验小组用图甲所示的实验装置来探究向心力Fn与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。三层塔轮半径大小，如图乙所示。实验时，长槽中A立柱、短槽中C立柱到左、右塔轮中心的距离相等，长槽中B立柱到左塔轮中心的距离是A立柱到左塔轮中心距离的2倍。请回答相关问题： （1）下列实验的实验方法与本实验相同的是（　　） A. 探究平抛运动的特点 B. 探究加速度与力、质量的关系 C. 探究两个互成角度的力的合成规律 （2）探究小球所受向心力大小与小球质量之间关系的是图乙中的第________层； （3）在一次实验操作中，实验小组同学将两个质量相等的钢球放在A、C两立柱处。传动皮带位于第二层，转动手柄。当塔轮匀速转动时，左、右两标尺露出的格子数之比为________；其他条件不变，若增大手柄转动的速度，两标尺示数的比值将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】（1）B （2）一 （3） ①. 1：4 ②. 不变 【解析】 【小问1详解】 A．探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间关系，采用的实验方法是控制变量法。探究平抛运动的特点，采用的是等效思想，故A错误； B．探究加速度与力、质量的关系采用的实验方法是控制变量法，故B正确； C．探究两个互成角度的力的合成规律采用的实验方法是等效替代法，故C错误。 故选B。 【小问2详解】 探究小球所受向心力大小与小球质量之间关系时要保持角速度和半径不变，则要把皮带放到图乙中的第一层； 【小问3详解】 [1][2]在一次实验操作中，实验小组同学将两个质量相等的钢球放在A、C两立柱处，则转动半径相等。传动皮带位于第二层，两塔轮半径之比2:1，因塔轮边缘的线速度相等，根据可知，左右两边的角速度之比1:2，根据，可知左右两边的向心力之比为1:4，即左、右两标尺露出的格子数之比为1:4；其他条件不变，若增大手柄转动的速度，左右两边的向心力均增大，但向心力的比值不变，即两标尺示数的比值将不变。 12. 某同学利用气垫导轨来验证机械能守恒定律，实验主要步骤如下： ①将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平，将光电门安装在长木板的B点处； ②将细线一端连接在质量为M（含遮光片的质量）的滑块上，另一端绕过定滑轮悬挂总质量为m的托盘和砝码； ③将滑块从A点由静止释放，测得A、B两点间的距离为L，遮光条的宽度为d，滑块通过光电门记录遮光条的遮光时间为t，保障托盘和砝码不落地； 将遮光片通过光电门的平均速度看作小车经过该点时的瞬时速度，回答下列问题： （1）滑块通过光电门时的速度可表示为______________； （2）滑块从静止释放运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少了_________； （3）在实验误差允许的范围内满足关系式_________，即验证了滑块、托盘和砝码组成的系统机械能守恒。 【答案】 ①. ②. mgL ③. 【解析】 【详解】（1）[1]滑块通过光电门时的速度 （2）[2]物体下降的高度为L，系统减少的重力势能为mgL （3）[3]根据机械能守恒有 三、解答题（共40分，13题12分、14题12分、15题16分） 13. 如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是1rad/s，小物体与水平面动摩擦因数为0.4，盘面上距圆盘中心1m边缘的位置有一个质量为0.10kg的小物体在随圆盘一起做匀速圆周运动。 （1）求当角速度为多大时，小物体滑离盘面； （2）若圆盘距地面高度为5m，求滑块落地时速度大小。 【答案】（1）2rad/s （2） 【解析】 【小问1详解】 小物体刚好滑离盘面，则有最大静摩擦力刚好提供向心力 解得 【小问2详解】 物块之后做平抛运动，竖直方向有 圆盘距地面高度为5m，小物块落地时间 滑块落地时竖直速度大小 落地时速度大小 14. 我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，后续经过多次轨道调整，成功实现环绕火星做匀速圆周运动。已知“天问一号”环绕火星的周期为T，火星的半径为R，火星表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑火星的自转。求： （1）火星的质量M； （2）火星的第一宇宙速度v； （3）“天问一号”绕火星飞行时距火星表面的高度h。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 不考虑火星的自转，则火星表面上的物体，受到的重力等于万有引力 解得火星的质量 【小问2详解】 设火星近地卫星的质量为m0，有 解得 【小问3详解】 设“天问一号”的质量为m，有 又因为 解得 15. 如图所示，质量为的小物块从平台的右端A点以速度水平飞出后，恰由P点沿切线方向进入竖直圆轨道，到达N点时的速度大小为，N点为轨道最低点。已知圆轨道半径，圆心为O，，重力加速度，，，求： （1）小物块在P点的瞬时速度大小和AP的竖直高度差； （2）小物块通过N点时对轨道的压力； 【答案】（1） （2）13.6N，方向竖直向下 【解析】 【小问1详解】 小物块从A到P做平抛运动，在P点速度方向沿切线方向，与水平方向夹角为。水平分速度 由几何关系 解得 竖直分速度 由 得 【小问2详解】 在N点，小物块受重力和支持力，由牛顿第二定律得 代入数据解得 根据牛顿第三定律，小物块对轨道的压力大小为，方向竖直向下。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $