2026-2027学年高一暑假物理练习卷（十三）

**基本信息** 以神舟十二号、无人机救灾等真实情境为载体，融合运动与相互作用、能量观念，通过v-t图像分析、天体运动计算等试题，考查物理观念与科学推理能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择|10题（含3道多选）|运动学（v-t图像）、机械能（重力做功）、平抛运动、圆周运动（向心加速度）、天体运动（组合体速度）、库仑力平衡、碰撞（动量能量）|第4题结合神舟十二号考查天体运动，体现科技前沿；第7题通过v-t图像分析碰撞，培养模型建构能力| |计算|1题|圆周运动（细线摆）、机械能（速度与夹角关系）|综合圆周运动与机械能守恒，提升科学推理与问题解决能力|

物理作业13 1．质量为1kg的小球在空中自由下落，与水平地面相碰后立即被反弹，之后又上升到某一高度处。此过程中小球的速度随时间变化规律的图像如图所示，不计空气阻力，g取10m/s2。下列说法中正确的是（　　） A．小球在下落过程中重力做功12J B．球在上升过程中重力势能增加8J C．小球与地面接触过程中机械能损失4.5J D．小球刚与地面接触时重力的瞬时功率为50W 2．无人机在高空水平投放救灾物资，运动过程中经过P、Q两点。已知物资在P点速度方向与水平方向成45°，在Q点速度方向与水平方向成60°，物资由P到Q的高度变化为h，重力加速度为g，则物资的初速度大小为（    ） A． B． C． D． 3．如图所示，固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个质量为m的小环，小环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑，设小环与圆心O的连线跟竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．当小环经过上半圆某点且满足θ = 30°时，小环受到的弹力为零 B．当小环经过上半圆某点且满足θ = 45°时，小环的向心加速度大小为g C．当θ = 90°时，小环的加速度大小为2g D．当小环经过下半圆某点且满足时，重力的功率最大 4．2021年6月17日9时22分，“神舟十二号”载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，准确进入预定轨道，顺利将3名航天员送入太空。“神舟十二号”载人飞船入轨后于北京时间6月17日15时54分，采用自主快速交会对接模式成功对接于“天和”核心舱前向端口，与此前已对接的“天舟二号”货运飞船一起构成三舱（船）组合体，运行在距地面高度为h的圆形轨道上。已知地球的半径为R，地球表面重力加速度大小为g，不计地球自转的影响，则组合体绕地球运动的速度大小为（　　） A． B． C． D． 5．如图所示，天花板下方固定一个光滑小定滑轮O，在定滑轮的正下方固定一个带正电的小球c，不带电的小球a与带正电的小球b由跨过定滑轮的绝缘轻绳相连，三个小球均可视为质点。开始时系统在图示位置静止，已知。若b球所带的电荷量缓慢减少（未减为零），则在b球到达O正下方前，下列说法正确的是（　　） A．a球的质量大于b球的质量 B．b球的轨迹是一段以c为圆心的圆弧 C．点电荷对b球的库仑力逐渐增大 D．此过程中滑轮受到轻绳的作用力逐渐变大 6．某场地自行车圆形赛道的路面与水平面的夹角为，运动员骑自行车在半径为R的赛道上做匀速圆周运动，如图所示。不考虑空气阻力，重力加速度为g。若使自行车没有沿斜面向上或向下的运动趋势，运动员骑行的速率应为（　　） A． B． C． D． 7．如图甲所示，在光滑水平面上的两个小球、发生一维碰撞，如图乙所示为两小球碰撞前后的图像。已知小球的质量为，由此可以判断（     ） A．碰前做匀加速直线运动 B．小球的质量为 C．碰撞的过程，球受到的冲量大小 D．碰撞过程为非弹性碰撞 8．（多选）假设宇宙中有两颗相距无限远的行星A和B，半径分别为RA和RB．两颗行星周围卫星的轨道半径的三次方（r3）与运行周期的平方（T2）的关系如图所示；T0为星环绕行星表面运行的周期．则（　　  ） A．行星A的质量大于行星B的质量 B．行星A的密度小于行星B的密度 C．行星A的第一宇宙速度等于行星B的第一宇宙速度 D．当两行星的卫星轨道半径相同时，行星A的卫星向心加速度大于行星B的卫星向心加速度 9．（多选）两小球A、B置于光滑的水平面上，A球以一定的速度与静止的B球发生弹性正碰，如图所示，关于两球碰撞过程中的说法正确的是（　　） A．在两球碰撞的整个过程中，相互作用力冲量的矢量和为零，做功的代数和也为零 B．在两球碰撞的整个过程中，B对A始终做负功 C．在两球压缩形变阶段，相互作用力冲量的矢量和为零，做功的代数和为负，系统的动量不变，动能减少 D．当两球的速度相等时，系统的机械能最小 10．（多选）北京时间2021年6月17日9时22分，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。神舟十二号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功。这是时隔近5年，太空再次迎来中国航天员。并且，此次航天员预计将在太空驻留三个月，成为空间站核心舱第一批“入住人员”。已知空间站在距离地球约400km的高度，每90分钟绕地球一圈，1天之内将经历16次日出日落，下列说法不正确的是（　　） A．宇航员所在空间站在轨运行的线速度小于7.9km/s B．空间站的运行角速度小于地球静止卫星（离地面高度约为36000km）运行角速度 C．仅知道空间站的周期和轨道高度，无法求出地球的质量 D．知道空间站的周期、轨道高度和引力常量G，可求出空间站质量 11．如图所示，长为L的细线一端系一质量为m的小球，另一端固定于O点，现给小球一水平速度v=，小球摆动过程中，不计空气阻力，求： （1）细线与竖直方向上的最大夹角； （2）细线对小球的最大拉力． 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 $ 物理作业13答案 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．质量为1kg的小球在空中自由下落，与水平地面相碰后立即被反弹，之后又上升到某一高度处。此过程中小球的速度随时间变化规律的图像如图所示，不计空气阻力，g取10m/s2。下列说法中正确的是（　　） A．小球在下落过程中重力做功12J B．球在上升过程中重力势能增加8J C．小球与地面接触过程中机械能损失4.5J D．小球刚与地面接触时重力的瞬时功率为50W 【答案】D 【详解】A．根据图像，在速度突变处即时，小球碰地反弹，速度的正方向竖直向下。下落距离为图像中时间轴上方与图线围成的三角形的面积，计算该面积可得 则小球在下落过程中重力做功 选项A错误； B．同理，上升距离为图像中时间轴下方与图线围成的三角形的面积，计算该面积可得 球在上升过程中重力势能增加为 代入数值计算可得 选项B错误； C．小球与地面接触前的动能 离开地面的动能 那么接触过程中损失的机械能为 其中，代入数值计算可得 选项C错误； D．小球刚与地面接触时速度为 小球刚与地面接触时重力的瞬时功率为 代入数据可得 选项D正确。 故选D。 2．无人机在高空水平投放救灾物资，物资做平抛运动，运动过程中经过P、Q两点。已知物资在P点速度方向与水平方向成45°，在Q点速度方向与水平方向成60°，物资由P到Q的高度变化为h，重力加速度为g，则物资的初速度大小为（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】平抛运动水平方向为匀速直线运动，水平分速度始终等于初速度，竖直方向为自由落体运动，设、点竖直分速度分别为、 点速度与水平方向成45°，则 解得 点速度与水平方向成60°，则 解得 竖直方向由匀变速直线运动速度位移公式 解得 故选B。 3．如图所示，固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个质量为m的小环，小环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑，设小环与圆心O的连线跟竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．当小环经过上半圆某点且满足θ = 30°时，小环受到的弹力为零 B．当小环经过上半圆某点且满足θ = 45°时，小环的向心加速度大小为g C．当θ = 90°时，小环的加速度大小为2g D．当小环经过下半圆某点且满足时，重力的功率最大 【答案】D 【详解】A．设大圆环半径为R，根据机械能守恒定律得 在弹力为零的点，根据牛顿第二定律得 联立解得 A错误； B．小环的向心加速度 即 由机械能守恒定律得 解得 B错误； C．当θ = 90°时，由机械能守恒定律得 则小环的向心加速度 切线方向上小环的加速度 则小环的加速度 C错误； D．重力的功率最大时小环竖直分速度最大，小环竖直方向的合力为0，即小环受到弹力的竖直分力刚好与重力平衡，则有 根据机械能守恒可得 由牛顿第二定律可得 联立解得 （舍去） D正确。 故选D。 4．2021年6月17日9时22分，“神舟十二号”载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，准确进入预定轨道，顺利将3名航天员送入太空。“神舟十二号”载人飞船入轨后于北京时间6月17日15时54分，采用自主快速交会对接模式成功对接于“天和”核心舱前向端口，与此前已对接的“天舟二号”货运飞船一起构成三舱（船）组合体，运行在距地面高度为h的圆形轨道上。已知地球的半径为R，地球表面重力加速度大小为g，不计地球自转的影响，则组合体绕地球运动的速度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由万有引力提供向心力有 其中 解得 故选B。 5．如图所示，天花板下方固定一个光滑小定滑轮O，在定滑轮的正下方固定一个带正电的小球c，不带电的小球a与带正电的小球b由跨过定滑轮的绝缘轻绳相连，三个小球均可视为质点。开始时系统在图示位置静止，已知。若b球所带的电荷量缓慢减少（未减为零），则在b球到达O正下方前，下列说法正确的是（　　） A．a球的质量大于b球的质量 B．b球的轨迹是一段以c为圆心的圆弧 C．点电荷对b球的库仑力逐渐增大 D．此过程中滑轮受到轻绳的作用力逐渐变大 【答案】D 【详解】A．对b球进行受力分析，受到重力mbg和库仑力F库以及轻绳的拉力T，如图所示。 由相似三角形对应边比值相等可知 同一根轻绳，各处张力相等，T=mag 整理可得 由于Ob＜OC，因此ma＜mb 故A错误； B．由mag不变，可知Ob不变，库仑力减小，bC减小，故球的轨迹是一段以O为圆心的圆弧，故B错误； C．由于qb减小，可知bC也减小，此过程中b球所受库仑力减小且方向改变，故C错误； D．滑轮受到的轻绳的作用力大小均为mag，大小不变，由于bC减小，可知两绳夹角减小，所以滑轮受到两绳的合力增大，故D正确。 故选D。 6．某场地自行车圆形赛道的路面与水平面的夹角为，运动员骑自行车在半径为R的赛道上做匀速圆周运动，如图所示。不考虑空气阻力，重力加速度为g。若使自行车没有沿斜面向上或向下的运动趋势，运动员骑行的速率应为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】自行车没有沿斜面向上或向下的运动趋势，则自行车只受重力和路面对它的弹力，合力提供向心力 解得 故选A。 7．如图甲所示，在光滑水平面上的两个小球、发生一维碰撞，如图乙所示为两小球碰撞前后的图像。已知小球的质量为，由此可以判断（     ） A．碰前做匀加速直线运动 B．小球的质量为 C．碰撞的过程，球受到的冲量大小 D．碰撞过程为非弹性碰撞 【答案】B 【详解】A．由图乙可知，碰前小球做匀速直线运动，小球处于静止状态，故A错误； B．设水平向右为正方向，碰撞前 碰撞后 由动量守恒定律 解得，故B正确； C．由动量定理 碰撞的过程，球受到的冲量大小。故C错误； D．碰撞前系统的总能量 碰撞后系统的总能量 由于碰撞前系统的总能量等于碰撞后系统的总能量，碰撞过程中没有能量损失，因此该碰撞为弹性碰撞。故D错误。 故选B。 二、多选题 8．假设宇宙中有两颗相距无限远的行星A和B，半径分别为RA和RB．两颗行星周围卫星的轨道半径的三次方（r3）与运行周期的平方（T2）的关系如图所示；T0为星环绕行星表面运行的周期．则（　　  ） A．行星A的质量大于行星B的质量 B．行星A的密度小于行星B的密度 C．行星A的第一宇宙速度等于行星B的第一宇宙速度 D．当两行星的卫星轨道半径相同时，行星A的卫星向心加速度大于行星B的卫星向心加速度 【答案】AD 【详解】A、根据万有引力提供向心力得出：，得：，根据图象可知，A的比B的大，所以行星A的质量大于行星B的质量，故A正确；B、根图象可知，在两颗行星表面做匀速圆周运动的周期相同，密度，所以行星A的密度等于行星B的密度，故B错误；C、第一宇宙速度，A的半径大于B的半径，卫星环绕行星表面运行的周期相同，则A的第一宇宙速度大于行星B的第一宇宙速度，故C错误；D、根据，得，当两行星的卫星轨道半径相同时，A的质量大于B的质量，则行星A的卫星向心加速度大于行星B的卫星向心加速，故D错误．故选AD. 【点睛】要比较一个物理量大小，我们应该把这个物理量先表示出来，在进行比较．向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用． 9．两小球A、B置于光滑的水平面上，A球以一定的速度与静止的B球发生弹性正碰，如图所示，关于两球碰撞过程中的说法正确的是（　　） A．在两球碰撞的整个过程中，相互作用力冲量的矢量和为零，做功的代数和也为零 B．在两球碰撞的整个过程中，B对A始终做负功 C．在两球压缩形变阶段，相互作用力冲量的矢量和为零，做功的代数和为负，系统的动量不变，动能减少 D．当两球的速度相等时，系统的机械能最小 【答案】AC 【详解】A．由牛顿第三定律知，在两球碰撞的整个过程中相互作用力始终大小相等、方向相反，故相互作用力冲量的矢量和为零，由于两球发生弹性碰撞，系统机械能守恒，故相互作用力做功的代数和为零，选项A正确； B．若两球碰后A的速度反向，则在整个碰撞过程中，B对A先做负功再做正功；若两球碰后A的速度方向不变，则在整个碰撞过程中，B对A做负功，选项B错误； CD．在两球压缩形变阶段，相互作用力始终大小相等、方向相反，故相互作用力冲量的矢量和为零，将两球压缩形变阶段当做两球压缩弹簧处理，当压缩量最大时，两球速度相等，弹性势能最大，由于系统机械能守恒，故动能最小。由动能定理可知，相互作用力做功的代数和为负，此过程中系统动量守恒，故系统动量不变，选项C正确，D错误。 故选AC。 10．北京时间2021年6月17日9时22分，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。神舟十二号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功。这是时隔近5年，太空再次迎来中国航天员。并且，此次航天员预计将在太空驻留三个月，成为空间站核心舱第一批“入住人员”。已知空间站在距离地球约400km的高度，每90分钟绕地球一圈，1天之内将经历16次日出日落，下列说法不正确的是（　　）      A．宇航员所在空间站在轨运行的线速度小于7.9km/s B．空间站的运行角速度小于地球静止卫星（离地面高度约为36000km）运行角速度 C．仅知道空间站的周期和轨道高度，无法求出地球的质量 D．知道空间站的周期、轨道高度和引力常量G，可求出空间站质量 【答案】BD 【详解】A．根据万有引力提供向心力 得 因为核心舱在轨运行的轨道半径大于地球半径，则运行线速度小于7.9km/s，故A正确； B．根据 得 因为空间站在轨运行的轨道半径小于地球静止卫星的半径，则空间站的运行角速度大于地球静止卫星（离地面高度约为36000km）运行角速度，故B错误； C．根据 可知仅知道空间站的周期和轨道高度，不知道地球半径，无法求出地球的质量，故C正确； D．根据 知道空间站的周期、轨道高度和引力常量G，无法求出空间站的质量，故D错误。 本题选不正确项，故选BD。 三、解答题 11．如图所示，长为L的细线一端系一质量为m的小球，另一端固定于O点，现给小球一水平速度v=，小球摆动过程中，不计空气阻力，求： （1）细线与竖直方向上的最大夹角； （2）细线对小球的最大拉力． 【答案】（1）60°；（2）2mg 【详解】（1）从最低点到最高点由机械能守恒律有 mgL（1-cosθ）=mv2 将已知条件代入可求得 cosθ= 则 θ=60° （2）刚开始运动时细线对于的拉力最大，在最低点由牛顿第二定律有 T-mg=m 将已知条件代入求得 T=2mg 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 $