山西榆次第一中学校2025~2026学年高一下学期期中考试物理试题 含答案

/2025-2026学年榆次一中高一（下）期中考试试卷物理注意事项：1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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。写在本试卷上无效。3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。（在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）1.下列关于物理概念和规律的说法中，正确的是（）A.物体做曲线运动的动力学条件是合外力的方向与速度方向不共线，且合外力一定是变力B.静摩擦力的方向一定与运动方向相反C.互成角度的两个匀加速直线运动的合运动一定是匀变速运动D.在变力作用下，物体不可能做直线运动【正确答案】C【详解】A．曲线运动的动力学条件是合外力方向与速度方向不共线，但合外力可以是恒力，故A错误；B．静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反，和物体的运动方向无必然关联，故B错误；C．两个匀加速直线运动的加速度均为定值，合加速度是二者的矢量和也恒定，加速度恒定的运动一定是匀变速运动，故C正确；D．只要合外力方向与速度方向共线，无论合外力是否为变力，物体都做直线运动，故D错误。故选C。2.如图，某河宽为400m，小船在静水中的速度为4m/s，水流速度为3m/s。假设小船从P点出发，在匀速行驶过程中船头方向不变。下列说法中正确的是（）A.若想以最短时间过河，小船过河位移大小为400mB.若想以最小位移过河，小船过河时间为80sC.若大暴雨导致水流速度增大到5m/s，小船过河的最小位移为450mD.无论水速多大，小船过河的最短时间都是100s【正确答案】D【详解】A．当船头垂直于河岸时，渡河时间最短，最短时间此时沿河岸方向的位移小船过河的总位移，故A错误；B．因为，小船可以垂直河岸过河，最小位移等于河宽，此时合速度过河时间，故B错误；C．若水流速度增大到，则，小船无法垂直过河，当合速度方向与船头方向垂直时位移最小，最小位移，故C错误；D．当船头垂直于河岸时，渡河时间最短，最短时间，该时间仅由河宽和船在静水中的速度决定，与水速无关，故D正确。故选D。3.北京时间2025年11月1日，神舟二十一号航天员乘组顺利进驻中国空间站。随后，与神舟二十号航天员乘组拍下“全家福”。若此时空间站绕地球运行近似为匀速圆周运动，运动周期为，地球半径为，地球表面的重力加速度为，则下列说法正确的是（）A.空间站运动的速率为B.空间站运动的轨道半径为C.空间站运动的加速度大小为D.地球的质量为【正确答案】B【详解】A．空间站线速度公式为，其中为空间站轨道半径，大于地球半径，因此，故A错误；B．万有引力提供空间站向心力：，得地球表面物体重力等于万有引力：，得黄金代换式，代入得，故B正确；C．空间站加速度，将B中轨道半径代入得，与选项给出的表达式不符，故C错误；D．由向心力公式推导地球质量为，式中为空间站轨道半径，不是地球半径，故D错误。故选B。4.中国预计在2028年实现载人登月计划，把月球作为登上更遥远行星的一个落脚点。图是“嫦娥一号奔月”的示意图，“嫦娥一号”卫星发射后经多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，Q点是轨道的切点。关于“嫦娥一号”，以下说法正确的是（）A.发射速度必须达到第三宇宙速度B.轨道Ⅲ变轨到轨道II时，需在Q点处点火减速C.轨道Ⅲ上Q点的加速度小于轨道Ⅱ上Q点的加速度D.16h轨道与24h轨道半长轴的立方与公转周期的平方之比不相等【正确答案】B【详解】A．第三宇宙速度是物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度，嫦娥一号仍在地球引力范围内运动，发射速度不需要达到第三宇宙速度，甚至不需要达到第二宇宙速度，故A错误；B．卫星从轨道Ⅲ（高轨道）变轨到轨道II（低轨道），需要在切点处点火减速，使得万有引力大于所需的向心力，从而做近心运动进入低轨道，故B正确；C．根据牛顿第二定律有解得在点，卫星距离月球中心的距离相同，月球质量相同，所以加速度相同，故C错误；D．根据开普勒第三定律16h轨道与24h轨道都是绕地球运动的轨道，中心天体相同，所以半长轴的立方与公转周期的平方之比相等，故D错误。故选B。5.如图所示，竖直放置的薄圆筒内壁光滑，在内表面距离底面高为的O点处，给一个质量为m的小滑块沿水平切线方向的初速度，小滑块将沿筒内表面旋转滑下。假设滑块下滑过程中表面与筒内表面紧密贴合，圆筒内半径，重力加速度取。小滑块第一次滑过O点正下方时，恰好经过点，且的距离为0.2m。则下列说法正确的是（）A.小滑块的初速度为2m/sB.小滑块经过点的速度大小小于2m/sC.小滑块运动过程中受到的筒壁的支持力不变D.小滑块最后刚好能从点滑离圆筒【正确答案】A【详解】A．小滑块在竖直方向做自由落体运动，在水平方向做匀速圆周运动。小滑块第一次滑过点正下方时，恰好经过点，说明水平方向运动了一圈，竖直方向下降了根据解得水平方向路程解得。故A正确；B．小滑块经过点时，竖直分速度水平分速度合速度，所以速度大小大于。故B错误；C．小滑块运动过程中，筒壁的支持力提供向心力，大小不变，但方向始终指向圆心，时刻在改变，所以支持力是变化的。故C错误；D．小滑块从点滑到底面，竖直位移根据解得总时间水平方向总路程圆筒周长转过的圈数圈说明小滑块滑离圆筒时，位置在点正下方的直径对侧，而不是点正下方（即点）。故D错误。故选A。6.一位同学玩飞镖游戏，圆盘边缘上有一P点，飞镖抛出时与P等高，且距离P点为L，如图所示。当飞镖以初速度垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以一定角速度绕盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力，重力加速度为g，若飞镖恰好击中P点，则（）A.飞镖在空中飞行的时间为 B.圆盘转动周期的最小值为C.圆盘的半径可能为 D.P点随圆盘转动的线速度可能为【正确答案】D【详解】A．飞镖做平抛运动，水平方向解得，故A错误；B．飞镖击中点，说明点转到了最低点，转过角度，由得周期当时周期最大，为，周期没有最小值，故B错误；C．飞镖下落高度因为点从最高点转到最低点被击中，所以解得，故C错误；D．点线速度当时，，故D正确。故选D。7.如图所示，I为北斗卫星导航系统中的静止轨道卫星，其对地张角为；II为地球的近地卫星。已知地球的自转周期为，万有引力常量为G，根据题中条件，可求出（）A.地球的平均密度为B.卫星I和卫星II的加速度之比C.卫星II的周期为D.卫星II运动的周期内无法直接接收到卫星发出电磁波信号的时间【正确答案】C【详解】A．对卫星I，由万有引力提供向心力由几何关系知联立解得地球质量地球平均密度，故A错误；B．卫星I和卫星II的加速度分别为、则，故B错误；C．由开普勒第三定律解得卫星II的周期，故C正确；D．当卫星Ⅱ运行到与卫星Ⅰ的连线隔着地球的区域内，卫星Ⅱ无法直接接收到卫星I发出电磁波信号，其对应的圆心角为，设这段时间为。若两卫星同向运行，则有其中，解得若两卫星相向运行，则有其中，解得，故D错误。故选C。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。（每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。）8.有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（）A.如图a，汽车通过拱桥最高点时对桥的压力不大于重力B.如图b所示是两个圆锥摆A、B，细线悬挂于同一点且两小球处于同一水平面，则A、B小球做匀速圆周运动的周期相等C.如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则小球在A位置的角速度等于在B位置时的角速度D.如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨和轮缘间会有挤压作用【正确答案】AB【详解】A．如图a，汽车通过拱桥的最高点时，汽车的加速度方向向下，汽车处于失重状态，所以汽车对桥的压力不大于重力，故A正确；B．如图b所示是一圆锥摆，减小，但保持圆锥的高不变，设高度为，根据牛顿第二定律可得可得可知A、B小球做匀速圆周运动的周期相等，故B正确；C．如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，设圆锥筒的母线与竖直方向的夹角为，水平方向根据牛顿第二定律可得可得由于同一小球在A、B位置做匀速圆周运动的半径不同，则角速度不同，故C错误；D．如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力，火车有离心运动趋势，外轨对轮缘会有挤压作用，故D错误。故选AB。9.如图所示，在地面上Q点正上方P点处以大小为的初速度斜向下抛出一个小球甲，与竖直方向夹角为，同时在Q点以大小为的初速度斜向上抛出一个小球乙，与水平方向的夹角，且。若两球速度大小相等时相遇，不计空气阻力，则P点离地面的高度h及夹角满足的条件正确的是（重力加速度为g）（）A. B. C. D.【正确答案】BD【详解】AB．甲球做斜下抛运动，乙球做斜上抛运动，要使两球在空中相遇，则水平方向速度相同，即其中，得，故A错误，B正确；CD．两球速度大小相等时相遇，两球水平方向速度相同，根据速度合成可知两球的竖直方向速度大小相等，则有距离关系为联立解得，故C错误，D正确。故选BD。10.如图所示，宇宙中有一个由P和Q两颗恒星构成的双星系统，它们在彼此间万有引力的作用下以周期绕O点逆时针旋转，轨道半径分别是和，P有一颗卫星M，以轨道半径绕P顺时针以周期做匀速圆周运动，已知，卫星M对恒星P、Q的运动没有影响，且忽略恒星Q对卫星M的影响，万有引力常量为G，下列说法正确的是（）A.由已知条件可以求出Q的质量B.若Q也有一颗质量很小的周期也为的卫星，则其轨道半径大于M的轨道半径C.恒星P、Q之间的万有引力为D.P、Q、M由图示位置到再次共线所需时间为【正确答案】AC【详解】A．在P、Q组成的双星系统中，对P根据牛顿第二定律有解得Q的质量为，故A正确；B．若Q也有一颗质量很小的周期也为的卫星，设该卫星的质量为m，轨道半径为r，则根据牛顿第二定律有解得同理可得M的轨道半径为对P、Q组成的双星系统有因为，则有所以有即若Q也有一颗质量很小的周期也为的卫星，则其轨道半径小于M的轨道半径，故B错误；C．对于卫星M，由万有引力提供向心力有解得P的质量为则恒星P、Q之间的万有引力为，故C正确；D．如图所示：可知P、Q、M三星由图示位置到再次共线时，P、Q转过的圆心角与M转过的圆心角互补，则有解得，故D错误。故选AC。三、实验题（14分）11.用如图所示的演示装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内小球也随着做匀速圆周运动，横臂的挡板对球的弹力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值，请回答相关问题：（1）在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是________。（填正确答案标号）A.微元法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.理想化模型法（2）在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，A、C到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上，匀速转动手柄，观察左右标尺露出的刻度，左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为________。（3）在（2）的实验中，其他条件不变，若减小手柄匀速转动的速度，则下列符合实验实际的是________。（填正确答案标号）A.左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变大B.左右两标尺的示数将变小，两标尺示数的比值不变C.左右两标尺的示数将变小，两标尺示数的比值变小D.左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变小【正确答案】（1）C（2）（3）B【小问1详解】在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，先控制其中两个物理量不变，探究向心力与另一个物理量的关系，用到的实验方法是控制变量法。故选C。【小问2详解】由题意可知，两球的质量相等，做圆周运动的半径相等，，观察左右标尺露出的刻度，左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则向心力大小之比为；由可知，角速度之比为，由于左、右塔轮边缘处的线速度大小相等，由可知，皮带连接的左、右塔轮半径之比为。【小问3详解】其他条件不变，若减小手柄转动的速度，则角速度减小，两钢球所需的向心力都减小，左右两标尺的示数将变小，可是向心力之比不变，即两标尺示数的比值不变。故选B。12.某同学在实验室发现一张小球做平抛运动的部分频闪照片，小球的瞬时位置如图中A、B、C所示，照片背景为一堵贴近小球的竖直砖墙，已知每块砖的厚度、长度，频闪照片的拍摄频率，不计砖块间的缝隙宽度和空气阻力。（1）由以上已知量和测量量，可求得拍照时间间隔______s，小球的水平初速度______m/s，当地的重力加速度______；（结果均保留两位有效数字）；（2）小球实际的抛出位置在A点上方第______层砖内。【正确答案】（1）①.0.071②.2.1③.9.8（2）二【小问1详解】[1]频闪照片的拍摄频率，则拍照时间间隔为[2]水平方向上有解得小球的水平初速度为[3]竖直方向上有解得当地的重力加速度为【小问2详解】由中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得，小球经过点时的竖直速度为则抛出点到点的竖直高度为则抛出点距点的高度为可知小球实际的抛出位置在A点上方第二层砖内。四、计算题（请写出必要的文字叙述，解答过程，共40分）13.如图所示，跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出，最终落到斜坡上的A点。已知起点O与A点间的距离，斜坡与水平面的夹角。不计空气阻力。（取，，）求：（1）运动员在空中运动的时间t；（2）运动员离开O点时速度的大小；（3）运动员落到A点时速度v的大小【正确答案】（1）（2）（3）【小问1详解】运动员从O点到A点做平抛运动，在竖直方向有解得【小问2详解】运动员从O点到A点，水平方向有解得运动员离开O点时的速度大小为【小问3详解】运动员落到A点时的竖直分速度大小为运动员落到A点时的速度大小为14.如图为一半径的圆盘，其圆心O穿过一根垂直于圆面的转轴，圆盘平面与水平面夹角，其下端与水平面上A点接触但无挤压。一可视为质点的滑块置于圆盘边缘（图中未画出），滑块可随圆盘一起绕轴做匀速圆周运动。已知滑块与圆盘间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小，求：（1）滑块随圆盘一起做匀速圆周运动的最大角速度；（2）若滑块随圆盘以的速度做匀速圆周运动，当滑块运动至最高点时，突然撤去圆盘，滑块与圆盘分离瞬间滑块速度不变，求滑块落地点与水平地面上的A点之间的距离x。【正确答案】（1）（2）【小问1详解】分析可知当滑块运动到最低点时，滑块所受到的静摩擦力最大，若此时刚好达到最大静摩