内容正文:
北京市第八十中学2026一2027学年第一学期10月阶段评价
高 一 物 理(统招班)
(考试时间 60分钟 满分100分)
提示:试卷答案请一律填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。
在答题卡上,选择题用2B铅笔作答,其他试题用黑色签字笔作答。
一、单选题
1. 如图,一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10 m,该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg。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8 m/s,此时每根绳子平均承受的拉力约为( )
A. 200 N B. 400 N C. 600 N D. 800 N
【答案】B
【解析】
【详解】在最低点由
知
T=410N
即每根绳子拉力约为410N,故选B。
2. 如图所示,在水平桌面上放置一斜面,在桌边水平放置一块高度可调的木板。让钢球从斜面上同一位置静止滚下,越过桌边后做平抛运动。当木板离桌面的竖直距离为h时,钢球在木板上的落点离桌边的水平距离为x,已知重力加速度为g。则( )
A. 钢球平抛初速度为 B. 钢球在空中飞行时间为
C. 增大h,钢球撞击木板的速度方向不变 D. 减小h,钢球落点离桌边的水平距离不变
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据平抛运动的规律可知,钢球在空中飞行时间为
钢球平抛初速度为,A错误,B正确;
C.钢球撞击木板时速度方向与水平方向的夹角满足
可知,增大h,钢球撞击木板的速度方向与水平方向的夹角变大,C错误;
D.根据可知,减小h,钢球落点离桌边的水平距离x减小,D错误。
故选B。
3. 太阳对地球的引力、地球对月球的引力、地球对树上苹果的引力,这些作用力是同一种性质的力吗?牛顿深入思考了这个问题,并进行了著名的“月地检验”来验证自己的猜想,已知地球可视作半径为R的均匀圆球,地球表面的重力加速度大小为g,月球绕地球运行的轨道半径为r、向心加速度大小为a,忽略地球自转。若牛顿的猜想正确,则应有( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】对地球表面的物体
对月球绕地球转动时
可得
故选D。
4. 2026年2月,我国捷龙三号运载火箭成功发射七颗卫星。假设某卫星在距离地面高度为的轨道上绕地球做匀速圆周运动,周期为。地球的半径为,下列说法正确的是( )
A. 若已知引力常量,可计算地球的质量
B. 该卫星的运行速度大于第一宇宙速度
C. 该卫星的加速度大于地球表面的重力加速度
D. 越大,卫星运行的周期越小
【答案】A
【解析】
【详解】A.卫星绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,有
约去卫星质量可得地球质量
已知即可计算地球质量,故A正确;
B.根据,可得卫星环绕速度公式为
为轨道半径,第一宇宙速度是近地卫星()的环绕速度,是所有地球卫星的最大环绕速度,该卫星轨道半径,故运行速度小于第一宇宙速度,B错误;
C.根据
卫星的加速度
地球表面重力加速度
由于,故,C错误;
D.由开普勒第三定律(为常量),轨道半径越大,周期越大,故越大越大,D错误。
故选A。
5. 如图所示,修正带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,C是大轮上的一点。若大轮半径是小轮的两倍,两轮中心到A、C两点的距离相等,则A、B、C三点( )
A. 线速度大小之比是 B. 角速度之比是
C. 转速之比是 D. 向心加速度之比是
【答案】A
【解析】
【详解】AB.A、B是转动的大小齿轮边缘的两点,可知
根据,
可得
由于B、C两点都在大轮上,可知
根据,
可得
则A、B、C三点线速度大小之比为
则A、B、C三点角速度之比为,故A正确,B错误;
C.根据
可知A、B、C三点转速之比为,故C错误;
D.根据
可知A、B、C三点向心加速度之比为,故D错误。
故选A。
6. 在竖直平面内,质点M绕定点O沿逆时针方向做匀速圆周运动,质点N沿竖直方向做直线运动,M、N在运动过程中始终处于同一高度。时,M、N与O点位于同一直线上,如图所示。此后在M运动一周的过程中,N运动的速度v随时间t变化的图像可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】因为M、N在运动过程中始终处于同一高度,所以N的速度与M在竖直方向的分速度大小相等,
设M做匀速圆周运动的角速度为,半径为r,其竖直方向分速度
即
则D正确,ABC错误。
故选D。
7. 如图所示,在细绳的拉动下,半径为r的卷轴可绕其固定的中心点O在水平面内转动。卷轴上沿半径方向固定着长度为l的细管,管底在O点。细管内有一根原长为、劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧底端固定在管底,顶端连接质量为m、可视为质点的插销。当以速度v匀速拉动细绳时,插销做匀速圆周运动。若v过大,插销会卡进固定的端盖。使卷轴转动停止。忽略摩擦力,弹簧在弹性限度内。要使卷轴转动不停止,v的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】有题意可知当插销刚卡紧固定端盖时弹簧的伸长量为,根据胡克定律有
插销与卷轴同轴转动,角速度相同,对插销有弹力提供向心力
对卷轴有
联立解得
故选A。
二、多选题
8. 地球的质量为M,半径为R,自转角速度为ω,万有引力常量为G,地球表面的重力加速度为g,静止卫星距地面的距离为h,则静止卫星的线速度大小为( )
A. ω(R+h) B. C. R D.
【答案】AB
【解析】
【分析】
【详解】静止卫星与地球同步,做匀速圆周运动,则线速度定义可得:
由于地球的引力提供向心力,让静止卫星做匀速圆周运动,则有
解之得
当忽略地球自转时,由黄金代换式
可得
由于本题没有说明是否忽略地球自转,故AB正确,CD错误;
故选AB。
9. 2024年10月30日,神舟十九号载人飞船成功对接空间站天和核心舱,对接前其变轨过程简化后如图所示,飞船先由近地轨道1在P点进入椭圆轨道2,在轨道2运行一段时间后,再从Q点进入圆轨道3,完成对接。已知地球的半径为R,轨道1的半径近似等于地球半径,地球表面的重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 飞船在轨道1上的速度大于轨道2上P点的速度
B. 飞船在轨道2上Q点的加速度等于轨道3上Q点的加速度
C. 飞船在轨道2上P点的速度大于轨道3上Q点的速度
D. 飞船在轨道1上运行的周期为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.飞船由近地轨道1在P点进入椭圆轨道2做离心运动,必须在P点加速,则飞船在轨道1上的速度小于轨道2上P点的速度,故A错误;
B.根据牛顿第二定律得
可得
Q点到地心的距离r是一定的,则飞船在轨道2上Q点的加速度等于轨道3上Q点的加速度,故B正确;
C.飞船绕地球做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力,有
可得
则飞船在轨道1上运行速度大于在轨道3上运行速度,即。
根据变轨原理可知,飞船在轨道2上P点的速度,则,所以飞船在轨道2上P点的速度大于轨道3上Q点的速度,故C正确;
D.飞船在轨道1上运行时,有
可得飞船在轨道1上运行的周期为
故D正确。
故选BCD。
10. 如图,广场水平地面上同种盆栽紧密排列在以为圆心、和为半径的同心圆上,圆心处装有竖直细水管,其上端水平喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度均可调节,以保障喷出的水全部落入相应的花盆中。依次给内圈和外圈上的盆栽浇水时,喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度分别用、、和、、表示。花盆大小相同,半径远小于同心圆半径,出水口截面积保持不变,忽略喷水嘴水平长度和空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 若,则
B. 若,则
C. 若,,喷水嘴各转动一周,则落入每个花盆的水量相同
D. 若,喷水嘴各转动一周且落入每个花盆的水量相同,则
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.根据平抛运动的规律
解得
可知若h1=h2,则
v1:v2 =R1:R2
若v1=v2,则
选项A错误,B正确;
C.若,则喷水嘴各转动一周的时间相同,因v1=v2,出水口的截面积相同,可知单位时间喷出水的质量相同,喷水嘴转动一周喷出的水量相同,但因内圈上的花盆总数量较小,可知得到的水量较多,选项C错误;
D.设出水口横截面积为S0,喷水速度为v,流量为Q,
在圆周上单位长度的水量为
若,喷水嘴各转动一周且落入每个花盆的水量相同,则,选项D正确。
故选BD。
三、实验题
11. 用传感器和计算机可以方便地描出做平抛运动的物体的轨迹,从而研究平抛运动。设计原理如图甲所示,物体A能够在竖直平面内向接收装置B发射脉冲信号,装置B与计算机相连,且有两个接收端口B1和B2。根据脉冲时间差可算出B1和B2各自与物体A的距离。这两个距离确定之后,物A的位置也就确定了,由此计算机可以即时给出A的坐标。图乙中的A、B、C三点是某次实验中物体做平抛运动过程中,由计算机确定的连续三次发射信号的位置。已知图乙中每一格长度为L,当地重力加速度为g。
(1)实验前,需要反复调整实验装置,直至斜槽末端___________;
(2)根据乙图轨迹,物体相邻两次发射信号的时间间隔为__________(用g,L表示);
(3)根据乙图轨迹,物体在B点处的速度大小为__________(用g,L表示)
【答案】 ①. 水平 ②. ③.
【解析】
【详解】(1)[1]要研究平抛运动,所以要将斜槽末端调至水平;
(2)[2] 竖直方向上是加速度为g的匀加速直线运动,则根据,解得
(3)[3] B点竖直方向上,有
B点水平方向上,有
物体在B点处的速度大小为
12. 水平圆盘上紧贴边缘放置一密度均匀的小圆柱体,如图(a)所示,图(b)为俯视图,测得圆盘直径D = 42.02cm,圆柱体质量m = 30.0g,圆盘绕过盘心O的竖直轴匀速转动,转动时小圆柱体相对圆盘静止。
为了研究小圆柱体做匀速圆周运动时所需要的向心力情况,某同学设计了如下实验步骤:
(1)用秒表测圆盘转动10周所用的时间t = 62.8s,则圆盘转动的角速度ω = _____rad/s(π取3.14)
(2)用游标卡尺测量小圆柱体不同位置的直径,某次测量的示数如图(c)所示,该读数d = _____mm,多次测量后,得到平均值恰好与d相等。
(3)写出小圆柱体所需向心力表达式F = _____(用D、m、ω、d表示),其大小为_____N(保留2位有效数字)
【答案】(1)1 (2)16.2
(3) ①. ②. 6.1 × 10-3
【解析】
【小问1详解】
圆盘转动10周所用的时间t = 62.8s,则圆盘转动的周期为
根据角速度与周期的关系有
【小问2详解】
根据游标卡尺的读数规则有
1.6cm+2 × 0.1mm = 16.2mm
【小问3详解】
[1]小圆柱体做圆周运动的半径为
则小圆柱体所需向心力表达式
[2]带入数据有
F = 6.1 × 10-3N
四、解答题
13. 某次滑雪训练中,一名滑雪运动员(含装备,视为质点)从跳台处沿水平方向飞出,在斜坡处着陆,其示意图如图所示。测得、间的高度为,斜坡与水平方向的夹角为,不计空气阻力,取重力加速度大小,求:
(1)运动员在空中飞行的时间;
(2)求平抛初速度大小;
(3)运动员在处着陆时的速度大小
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
运动员从处水平飞出,仅受重力,取竖直向下为正方向,初始竖直速度为零。由竖直方向的匀变速直线运动位移公式得
代入数据解得运动员在空中飞行的时间
【小问2详解】
设从到的水平位移大小为,竖直落差为,它们与斜坡构成直角三角形,如图所示
由斜坡倾角得
解得
水平方向不受力,由匀速直线运动位移公式得
结合第(1)问的飞行时间,得平抛初速度大小为
【小问3详解】
竖直方向由速度时间关系得
运动员在处着陆时的速度大小为
14. 一艘宇宙飞船绕着某行星做匀速圆周运动,已知运动的轨道半径为r,周期为T,引力常量为G,行星半径为求:
(1)行星的质量M;
(2)行星表面的重力加速度g;
(3)行星的第一宇宙速度v.
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
【详解】(1)设宇宙飞船的质量为m,根据万有引力定律
求出行星质量
(2)在行星表面
求出:
(3)在行星表面
求出:
【点睛】本题关键抓住星球表面重力等于万有引力,人造卫星的万有引力等于向心力.
15. 清代乾隆的《冰嬉赋》用“躄躠”(可理解为低身斜体)二字揭示了滑冰的动作要领。短道速滑世界纪录由我国运动员武大靖创造并保持。在其创造纪录的比赛中,
(1)武大靖从静止出发,先沿直道加速滑行,前用时。该过程可视为匀加速直线运动,求此过程加速度大小;
(2)武大靖途中某次过弯时的运动可视为半径为的匀速圆周运动,速度大小为。已知武大靖的质量为,求此次过弯时所需的向心力大小;
(3)武大靖通过侧身来调整身体与水平冰面的夹角,使场地对其作用力指向身体重心而实现平稳过弯,如图所示。求武大靖在(2)问中过弯时身体与水平面的夹角的大小。(不计空气阻力,重力加速度大小取,、、、)
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设武大靖运动过程的加速度大小为,根据
解得
(2)根据
解得过弯时所需的向心力大小为
(3)设场地对武大靖的作用力大小为,受力如图所示
根据牛顿第二定律可得
解得
可得
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北京市第八十中学2026一2027学年第一学期10月阶段评价
高 一 物 理(统招班)
(考试时间 60分钟 满分100分)
提示:试卷答案请一律填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。
在答题卡上,选择题用2B铅笔作答,其他试题用黑色签字笔作答。
一、单选题
1. 如图,一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10 m,该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg。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8 m/s,此时每根绳子平均承受的拉力约为( )
A. 200 N B. 400 N C. 600 N D. 800 N
2. 如图所示,在水平桌面上放置一斜面,在桌边水平放置一块高度可调的木板。让钢球从斜面上同一位置静止滚下,越过桌边后做平抛运动。当木板离桌面的竖直距离为h时,钢球在木板上的落点离桌边的水平距离为x,已知重力加速度为g。则( )
A. 钢球平抛初速度为 B. 钢球在空中飞行时间为
C. 增大h,钢球撞击木板的速度方向不变 D. 减小h,钢球落点离桌边的水平距离不变
3. 太阳对地球的引力、地球对月球的引力、地球对树上苹果的引力,这些作用力是同一种性质的力吗?牛顿深入思考了这个问题,并进行了著名的“月地检验”来验证自己的猜想,已知地球可视作半径为R的均匀圆球,地球表面的重力加速度大小为g,月球绕地球运行的轨道半径为r、向心加速度大小为a,忽略地球自转。若牛顿的猜想正确,则应有( )
A. B.
C. D.
4. 2026年2月,我国捷龙三号运载火箭成功发射七颗卫星。假设某卫星在距离地面高度为的轨道上绕地球做匀速圆周运动,周期为。地球的半径为,下列说法正确的是( )
A. 若已知引力常量,可计算地球的质量
B. 该卫星的运行速度大于第一宇宙速度
C. 该卫星的加速度大于地球表面的重力加速度
D. 越大,卫星运行的周期越小
5. 如图所示,修正带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,C是大轮上的一点。若大轮半径是小轮的两倍,两轮中心到A、C两点的距离相等,则A、B、C三点( )
A. 线速度大小之比是 B. 角速度之比是
C. 转速之比是 D. 向心加速度之比是
6. 在竖直平面内,质点M绕定点O沿逆时针方向做匀速圆周运动,质点N沿竖直方向做直线运动,M、N在运动过程中始终处于同一高度。时,M、N与O点位于同一直线上,如图所示。此后在M运动一周的过程中,N运动的速度v随时间t变化的图像可能是( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示,在细绳的拉动下,半径为r的卷轴可绕其固定的中心点O在水平面内转动。卷轴上沿半径方向固定着长度为l的细管,管底在O点。细管内有一根原长为、劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧底端固定在管底,顶端连接质量为m、可视为质点的插销。当以速度v匀速拉动细绳时,插销做匀速圆周运动。若v过大,插销会卡进固定的端盖。使卷轴转动停止。忽略摩擦力,弹簧在弹性限度内。要使卷轴转动不停止,v的最大值为( )
A. B. C. D.
二、多选题
8. 地球的质量为M,半径为R,自转角速度为ω,万有引力常量为G,地球表面的重力加速度为g,静止卫星距地面的距离为h,则静止卫星的线速度大小为( )
A. ω(R+h) B. C. R D.
9. 2024年10月30日,神舟十九号载人飞船成功对接空间站天和核心舱,对接前其变轨过程简化后如图所示,飞船先由近地轨道1在P点进入椭圆轨道2,在轨道2运行一段时间后,再从Q点进入圆轨道3,完成对接。已知地球的半径为R,轨道1的半径近似等于地球半径,地球表面的重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 飞船在轨道1上的速度大于轨道2上P点的速度
B. 飞船在轨道2上Q点的加速度等于轨道3上Q点的加速度
C. 飞船在轨道2上P点的速度大于轨道3上Q点的速度
D. 飞船在轨道1上运行的周期为
10. 如图,广场水平地面上同种盆栽紧密排列在以为圆心、和为半径的同心圆上,圆心处装有竖直细水管,其上端水平喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度均可调节,以保障喷出的水全部落入相应的花盆中。依次给内圈和外圈上的盆栽浇水时,喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度分别用、、和、、表示。花盆大小相同,半径远小于同心圆半径,出水口截面积保持不变,忽略喷水嘴水平长度和空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 若,则
B. 若,则
C. 若,,喷水嘴各转动一周,则落入每个花盆的水量相同
D. 若,喷水嘴各转动一周且落入每个花盆的水量相同,则
三、实验题
11. 用传感器和计算机可以方便地描出做平抛运动的物体的轨迹,从而研究平抛运动。设计原理如图甲所示,物体A能够在竖直平面内向接收装置B发射脉冲信号,装置B与计算机相连,且有两个接收端口B1和B2。根据脉冲时间差可算出B1和B2各自与物体A的距离。这两个距离确定之后,物A的位置也就确定了,由此计算机可以即时给出A的坐标。图乙中的A、B、C三点是某次实验中物体做平抛运动过程中,由计算机确定的连续三次发射信号的位置。已知图乙中每一格长度为L,当地重力加速度为g。
(1)实验前,需要反复调整实验装置,直至斜槽末端___________;
(2)根据乙图轨迹,物体相邻两次发射信号的时间间隔为__________(用g,L表示);
(3)根据乙图轨迹,物体在B点处的速度大小为__________(用g,L表示)
12. 水平圆盘上紧贴边缘放置一密度均匀的小圆柱体,如图(a)所示,图(b)为俯视图,测得圆盘直径D = 42.02cm,圆柱体质量m = 30.0g,圆盘绕过盘心O的竖直轴匀速转动,转动时小圆柱体相对圆盘静止。
为了研究小圆柱体做匀速圆周运动时所需要的向心力情况,某同学设计了如下实验步骤:
(1)用秒表测圆盘转动10周所用的时间t = 62.8s,则圆盘转动的角速度ω = _____rad/s(π取3.14)
(2)用游标卡尺测量小圆柱体不同位置的直径,某次测量的示数如图(c)所示,该读数d = _____mm,多次测量后,得到平均值恰好与d相等。
(3)写出小圆柱体所需向心力表达式F = _____(用D、m、ω、d表示),其大小为_____N(保留2位有效数字)
四、解答题
13. 某次滑雪训练中,一名滑雪运动员(含装备,视为质点)从跳台处沿水平方向飞出,在斜坡处着陆,其示意图如图所示。测得、间的高度为,斜坡与水平方向的夹角为,不计空气阻力,取重力加速度大小,求:
(1)运动员在空中飞行的时间;
(2)求平抛初速度大小;
(3)运动员在处着陆时的速度大小
14. 一艘宇宙飞船绕着某行星做匀速圆周运动,已知运动的轨道半径为r,周期为T,引力常量为G,行星半径为求:
(1)行星的质量M;
(2)行星表面的重力加速度g;
(3)行星的第一宇宙速度v.
15. 清代乾隆的《冰嬉赋》用“躄躠”(可理解为低身斜体)二字揭示了滑冰的动作要领。短道速滑世界纪录由我国运动员武大靖创造并保持。在其创造纪录的比赛中,
(1)武大靖从静止出发,先沿直道加速滑行,前用时。该过程可视为匀加速直线运动,求此过程加速度大小;
(2)武大靖途中某次过弯时的运动可视为半径为的匀速圆周运动,速度大小为。已知武大靖的质量为,求此次过弯时所需的向心力大小;
(3)武大靖通过侧身来调整身体与水平冰面的夹角,使场地对其作用力指向身体重心而实现平稳过弯,如图所示。求武大靖在(2)问中过弯时身体与水平面的夹角的大小。(不计空气阻力,重力加速度大小取,、、、)
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