四川成都市双流棠湖中学2025-2026学年高一下学期期中热身考试物理试卷

**基本信息** 以中国海军演训、爱因斯坦探针卫星发射等真实情境为载体，覆盖曲线运动、圆周运动、万有引力等核心知识，通过实验设计与微元法应用，考查物理观念与科学探究能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|平抛运动、圆锥摆|结合南海演训考查平抛速度分解| |多选题|3/18|风力作用下抛体运动|分析最小速度与落地距离| |实验题|2/16|重力加速度测量|创新设计力传感器与光电门组合实验| |计算题|3/38|曲线运动、微元法|以塔吊运动为背景，结合抛物线轨道应用微元法求速度|

2025-2026学年度棠湖中学高2025级高一下期中热身考试物理试卷 试卷命题人：王瑞芬 审题人：外聘学科专家 注意事项: 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。 3.考试结束后，将答题卡交回，请妥善保管试卷！如果试卷遗失请自行打印电子版。 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1.日前，中国海军在南海海域进行常态化演训。在某次演训中，直升机距海面上方处沿水平方向以大小为的加速度匀加速飞行。时刻，物资离开直升机做平抛运动，其落至水面时速度方向与水面成时刻另一物资离开直升机做平抛运动，其落至水面时速度方向与水面成，如图所示。不计空气阻力，已知重力加速度大小，下列说法正确的是(    ) A. 物资下落所需要的时间为 B. 时刻直升机的速度大小为 C. 两次投送物资的时间间隔是 D. 时刻投放的物资接触水面时的速度大小为 2.如图所示，在一段河岸平直的河水中，小明站在跟河水一起漂流的木船上。某时刻他正对河岸，水平抛出一小石块，使其落在河岸上。空气阻力不计，则(    ) A. 石块在空中运动的轨迹平面与该段河岸垂直 B. 石块抛出的初速度越大，落地点离抛出点越远 C. 水流速度越大，石块落地所用时间越短 D. 石块落地时的速度大小与水流速度无关 3.在运动的合成与分解的实验中，红蜡块在长的玻璃管中竖直方向能做匀速直线运动，现在某同学拿着玻璃管沿水平方向做初速为零的匀加速直线运动，每隔一秒画出了蜡块运动所到达的位置，并作出它运动的轨迹，如图示，轴为水平方向，轴为竖直方向，坐标原点为运动的初始位置，若取轨迹上点作该曲线的切线图中虚线交轴于点，则点的坐标为(    ) A. B. C. D. 不能确定 4.如图所示，用一根细绳一端系一个小球，另一端固定，给小球不同的初速度，使小球在水平面内做角速度不同的圆周运动，则下列关于悬点到轨迹圆心高度、细绳拉力、向心加速度、线速度与角速度平方的关系图像正确的是(    ) A. B. C. D. 5.如图所示是两个圆锥摆，两个质量相等、可以看做质点的金属小球有共同的悬点，在相同的水平面内做匀速圆周运动，下面说法正确的是(    ) A. 球对绳子的拉力较大 B. 球圆周运动的向心力较大 C. 球圆周运动的线速度较大 D. 球圆周运动的角速度较大 6.如图所示，半径为的光滑大圆环固定在竖直面内，小环套在大圆环上，小环由静止开始从大圆环顶端自由下滑至其底部。则下列关于小环下滑过程中，其水平方向速度、竖直方向速度、角速度以及向心加速度随下落高度变化的图像可能正确的是 A. B. C. D. 7.年月日我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭，成功将爱因斯坦探针卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。假设卫星发射简化过程如图所示，先将卫星送入圆形轨道Ⅰ，在点发动机点火加速，卫星由轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，卫星在椭圆轨道Ⅱ上经过点再次变轨进入圆轨道Ⅲ，已知卫星在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上运行速度的大小之比为：：，在椭圆轨道Ⅱ上运行经过近地点时速度大小为、远地点时速度大小为，则下列说法正确的是(    ) A. 卫星在轨道Ⅱ上运行过点的加速度大于轨道Ⅲ上运行过点的加速度 B. 卫星在椭圆轨道Ⅱ上运动时，经过点和点的速度大小之比 C. 若卫星在轨道Ⅰ和椭圆轨道Ⅱ上运行的周期分别为、，则有 D. 卫星在轨道Ⅱ上从运动到的过程中，其线速度、加速度、机械能均减小 二、多选题：本大题共3小题，共18分。（全选对得6分，选对但不全得3分，有选错0分） 8.在距离地面高的点竖直向上抛出一个质量为的小球，小球的初速度为，小球在运动中受到大小恒为的水平向右的风力作用，忽略空气阻力，取，则下列说法中正确的是(    ) A. 小球从抛出到落地的时间为 B. 小球落地时的速度大小为 C. 小球的抛出点到落地点的距离为 D. 小球运动过程的最小速度大小为 9.如图所示，水平转台上有一个质量为的物块，用长为的细绳将物块连接在转轴上，细线与竖直转轴的夹角为角，此时绳中张力为零，物块与转台间动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始缓慢加速转动，则(    ) A. 至绳中出现拉力时，转台对物块做的功为 B. 至绳中出现拉力时，转台对物块做的功为 C. 至转台对物块支持力为零时，转台对物块做的功为 D. 设法使物体的角速度增大到时，物块机械能增量为 10.年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。如图所示，卫星在近地点、远地点的速度大小分别为、，近地点到地心的距离为。远地点到地心的距离为，卫星的运行周期为，地球质量为，引力常量为。则(    ) A. B. C. D. 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11.（6分）某同学要测当地的重力加速度，设计了如图甲所示的实验装置半径为的四分之一圆弧槽固定在水平桌面上，圆弧的最低点切线水平，在点安装力传感器，可以测量小球经过最低点时对圆弧槽的压力，测得点离水平地面的高度为，小球的质量为． 用游标卡尺测小球直径的示数如图乙所示，则小球的直径           让小球从圆弧面上某位置由静止释放，记录小球经过圆弧面最低点时力传感器的示数及小球做平抛运动的水平位移，改变小球在圆弧面上释放点的位置重复实验多次，得到多组、，作图像，得到图像的斜率为，则当地的重力加速度大小           若小球未放到圆弧上时，力传感器的示数并不为零，压力改变量的值是准确的，实验时又未进行调零，则实验测得重力加速度          填“大于”“小于”或“等于”真实值． 12.（10分）某创新实验小组设计一个用以下装置测量当地重力加速度的实验，实验装置如图甲所示，力传感器点下方系一轻绳，轻绳下端系一小钢球，小钢球摆动经过最低点时穿过光电门，实验过程如下： 用天平测得小钢球的质量为，用游标卡尺测得小钢球的直径为； 如图甲所示的悬挂状态下，测量悬挂点到小钢球上端的绳长； 如图乙所示将小钢球拉离最低点一定的距离偏角为由静止释放，小钢球第一次通过光电门时，光电门记录小钢球通过的时间为； 小钢球摆动过程，力传感器的读数在最大值和最小值之间变化，记录下和； 改变释放位置，多次重复实验步骤和，记录多组和、； 回答以下问题： 实验过程中偏角是否需要小于等于________选填“需要”或“不需要”； 可求出小钢球通过最低点的速度的大小约为________用实验中测量的物理量表示； 测量重力加速度的大小时，应选用力传感器的哪个读数________选填“”或“”； 利用其中一组数据计算重力加速度，计算式为________用实验中测量的物理量表示，多算几组最后取平均值，则可得到所测重力加速度的平均值。 四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13.（10分）近年化州高楼建设效率很高，这与塔吊的高效运行密切相关。如图甲所示，塔吊臂上有一可沿水平方向运动的小车，小车吊着质量的物体以的速度水平向右匀速运动。经过某一位置以该位置为坐标原点时，钢索拉力突然变为，并保持竖直恒定，水平方向受力情况不变，物体的轨迹如图乙曲线所示。其中轴、轴分别水平和竖直，为轨迹上一点，直线与轴成角，，求： 物体从到所经历的时间以及点的坐标； 质点经过点时的速度。 14.（12分）如图所示，质量的小滑块静止在粗糙水平转盘上，一根长的细线一端连接在滑块上，另一端连接在圆盘竖直转轴上的点，细线刚好伸直时与竖直方向的夹角，使转盘绕转轴在水平面内转动，并缓慢增大转速，已知滑块与转盘间的动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取，，求： 当为多少时，绳子恰好有拉力； 当为多少时，滑块恰好与转盘脱离； 在角速度从逐渐增大到的过程中，转盘对小滑块做的功？ 15.（16分）已知抛体运动的轨迹是抛物线，图示为竖直平面内的抛物线型光滑轨道，其方程为，纵轴横轴单位均为。为抛物线的顶点，质量为的小环套在轨道上。小环可视为质点，不计空气阻力，重力加速度取。 若轨道绕轴匀速转动，使得小环可以相对轨道静止在点，求此时轨道对小环的弹力大小 若轨道静止，小环沿轨道下滑时的加速度大小和方向都在变化，在处理较复杂的变化量问题时，我们可以先把整个区间化为若干个小区间，认为每一小区间内研究的量不变再求和，这是物理学中常用的一种方法，现在尝试求小环从点静止释放下滑到点时的速度大小 若轨道静止，小环经过点时的运动可视为绕图中虚线圆做圆周运动的一部分，虚线圆的半径称为点的曲率半径，虽然曲率半径的公式我们还不会，但结合我们之前学习过的平抛和圆周运动知识我们可以计算出点的曲率半径，现在尝试找出小环过点时受到的支持力大小和释放点纵坐标的关系式。 2025-2026学年度棠湖中学高2025级高一下期中热身考试物理试卷答案 1.【答案】  【解析】A.由题意可知，竖直方向物资做自由落体运动，则物资下落所需要的时间，故A错误； B.物资下落到水面时竖直方向的速度，由运动的合成和分解可知时刻直升机的速度大小，故B错误； C.时刻直升机的速度大小，由水平方向的匀加速直线运动规律可知两次投送物资的时间间隔，故C正确； D.由运动的合成和分解可知，时刻投放的物资接触水面时的速度大小，故D错误。 故选：。 2.【答案】  【解析】A.由于石块具有和水流相同的分速度，即具有一定沿河岸的分速度，所以石块在空中运动轨迹所在平面与该段河岸不垂直，故A错误； 石块抛出后，做平抛运动，根据平抛运动规律：，解得，石块落地所用时间与水流速度无关；落地点离抛出点：，石块抛出的初速度越大，落地点离抛出点越远，故B正确，C错误； D.石块落地时的速度，与水流速度有关，故D错误。 3.【答案】  【解析】【解答】 点的横坐标为。点的切线方向为速度的方向，根据类平抛运动的推论，可知，点切线与轴的交点表示的位移大小等于点在轴方向上位移的一半，故A点轴坐标为。即 ，故B正确，、、D错误。 4.【答案】  【解析】A. ，得 ，故A错误； B.设细绳长度为，小球做匀速圆周运动时细绳与竖直方向的夹角为，细绳拉力为， 有 ，得 ，故B正确； C.小球的向心加速度 ，不恒定，故C错误； D.小球的线速度，不恒定，故D错误。 故选B 5.【答案】  【解析】A.对其中一个小球受力分析，如图，受重力，绳子的拉力，由于小球做匀速圆周运动，故合力提供向心力；  将重力与拉力合成，合力指向圆心，由几何关系得， 细线的拉力，因为球与竖直方向的夹角大于球与竖直方向的夹角，所以绳的拉力大，故A错误；  B.合力提供向心力， ，因为球与竖直方向的夹角大于球与竖直方向的夹角，所以球圆周运动的向心力较大，故B错误；  由向心力公式得到，  ，设绳子与悬挂点间的高度差为，由几何关系，得：        联立得，知球角速度相等，由，球的半径小于球的半径，则球的线速度小于球的线速度；故C正确，D错误。 故选C。 6.【答案】  【解析】设小环由静止开始从大圆环顶端自由下滑高度时，小环所在位置与圆心连线与竖直方向夹角为，速度为，有 ， 根据动能定理 ， A.小环水平方向速度，当时，，A错误； B.小环竖直方向速度，与不是线性关系，B错误； C.小环角速度，随着增大，图线上各点切线斜率逐渐减小，C错误； D.小环向心加速度，D正确。 正确选项D。 7.【答案】  【解析】【详解】由于卫星在点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ上，需点火加速做离心运动，线速度增大，而圆周运动的轨道半径不变，根据向心加速度的公式  可知，卫星在轨道Ⅱ上运行过点的加速度小于轨道Ⅲ上运行过点的加速度，A错误； B.根据牛顿第二定律可得  解得  故卫星在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上运行速度的大小之比为  解得  结合开普勒第二定律可得  解得  B错误； C.根据开普勒第三定律可得  其中  联立解得  C正确； D.根据开普勒第二定律及牛顿第二定律  故卫星在轨道Ⅱ上从运动到的过程中，其线速度、加速度减小，但机械能不变，D错误。 故选C。 8.【答案】  【解析】A.规定向下为正方向，根据位移与时间关系有，解得，故A正确 B.竖直方向有 水平方向根据牛顿第二定律有 解得 水平方向的速度为 合速度为，故 B错误 C.水平方向的位移为 小球的抛出点到落地点的距离为，故C错误 D.小球合力方向与水平方向的夹角为 解得 速度方向与合力方向垂直时，速度最小，此时速度与水平方向的夹角为， 则有 解得 此时速度为，故D正确； 故选AD。 9.【答案】  【解析】解：对物体受力分析知物块离开圆盘前 合力 根据动能定理知 、当弹力， 由解得 至绳中出现拉力时，转台对物块做的功为，故A错误，B正确； C、当，，由知，故C正确； D、由知，设法使物体的角速度增大到，故物体已脱离水平盘，此时夹角为 则 由知 物块机械能增量为，故D正确。 故选：。 10.【答案】  【解析】由开普勒第二定律可知，在相同时间，卫星与地球的连线扫过的面积相同，可得，即，故A错误，B正确； 由开普勒第三定律可知，该卫星的周期与在轨道半径为的圆轨道上运行的卫星周期相同，由引力作为向心力可得，联立解得故C正确，D错误。 11.【答案】；等于  【解析】游标卡尺读数游标卡尺的主尺读数为，游标尺为分度精度，第条刻度线与主尺对齐，游标尺读数为。所以小球直径： 在最低点，由牛顿第二定律：，平抛运动中，，故。整理得：，图像斜率，解得：； 若未调零，压力传感器的初始示数会被计入，但图像斜率反映的是与的变化关系，截距的偏移不影响斜率。因此实验测得的重力加速度等于真实值。 12.【答案】不需要  【解析】在本实验中，我们是通过分析小钢球在最低点的受力和运动情况来计算重力加速度，而不是将其当作单摆运动来处理，所以偏角不需要小于等于。 利用光电门测量速度的原理，根据平均速度的定义，当物体通过光电门的时间极短时，平均速度近似等于瞬时速度，小钢球通过光电门的位移为其直径，通过光电门的时间为，则小钢球通过最低点的速度的大小约为。 小钢球在摆动过程中，最低点时速度最大，根据向心力公式，此时向心力最大，绳子的拉力最大，所以力传感器读数的最大值对应小钢球在最低点时绳子的拉力，应选用来计算重力加速度。 小钢球在最低点时，受到重力和绳子的拉力，合力提供向心力，根据牛顿第二定律可得： 其中， 将和代入上式可得： 。 13.【答案】解：物体做类平抛运动，竖直方向，，解得 水平方向匀速运动，则，解得 内水平方向的位移为 竖直方向的位移为，故点的坐标为； 设经过点时，合速度令速度与水平方向夹角为，则有，解得：。  【解析】详细解答和解析过程见【答案】 14.【答案】解：根据最大静摩擦力等于向心力可得， 由几何关系可知， 。 滑块恰好脱离转盘时滑块与转盘作用力为， ， ． 在角速度从逐渐增大到的过程中，转盘对小滑块做的功即为摩擦力做功， 全过程由动能定理知：， 角速度为时的线速度：， 角速度为时的线速度：， 。  【解析】详细解答和解析过程见【答案】 15.【答案】【详解】 利用平抛运动的速度方向的反向延长线交水平位移中点，设点的切线与水平方夹角为 得到：，， 小环相对轨道静止，受个力：重力竖直向下，轨道支持力，垂直于切线方向 可得 分割区间，将轨道从到分成段极小的弧长，第段对应下降高度，弧长，轨道倾角 每一小段的运动小环在该段沿斜面做匀加速直线运动，加速度： 设进入该段初速度为，离开时末速度为，由匀变速运动公式： 由于竖直下降高度 所以： 代入得： 从第段到第段累加： 其中静止释放， 可得 先求抛物线顶点的曲率半径不使用曲率半径公式，用平抛运动类比 考虑平抛运动：水平初速度，轨迹方程： 与题中轨道 对比： 可得 在平抛起点顶点，速度水平，重力竖直向下，此时法向加速度全部由重力提供： 由圆周运动向心加速度公式： 代入， 得： 可得 得出：抛物线在顶点处的曲率半径恒为 由第问的微元法： 点轨道切线水平，法线竖直 小环受重力向下，支持力向上合外力提供向心力： 联立可得  【解析】详细解答和解析过程见【答案】 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $