2025-2026学年湖北楚天协作体高一下学期期中物理试题含答案

高一物理一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.关于曲线运动、圆周运动的下列说法中，正确的是()A．匀速圆周运动是加速度不变的匀变速运动B．物体做圆周运动时，向心加速度一定指向圆心，且大小恒定不变C．物体做变速圆周运动，所受合外力方向一定始终与速度方向垂直D．物体做匀变速曲线运动时，所受合外力的大小和方向均保持不变2.图为小区道闸的车牌自动识别系统，当有车辆靠近时，闸杆在竖直平面内绕转轴O逆时针转动，闸杆上有A、B两点，在杆抬起的过程中()A>vBD．VA=VB3.如图所示，桌面高为h1，质量为m的小球从高出桌面h2的A点下落到地面上的B点，在此过程中下列说法正确的是()A．以地面为参考平面，小球在B点的重力势能为mgh1＋mgh2B．以地面为参考平面，小球从A点到B点的过程中重力势能增加mgh1＋mgh2C．以桌面为参考平面，小球在A点的重力势能为mgh1＋mgh2D．以桌面为参考平面，小球从A点到B点的过程中重力做功为mgh1＋mgh24.如图所示，一个水平圆盘绕中心竖直轴匀速转动，角速度是4rad/s，盘面上距圆盘中心0.2m的位置有一个质量为0.5kg的小物体，与圆盘相对静止随圆盘一起转动。小物体与圆盘间的动摩擦因数为0.5，则小物体所受摩擦力大小是()A．0.5NB．1.0NC．1.6ND．2.5N5.如图所示，某卫星绕行星沿椭圆轨道运动，bd为其轨道长轴，半长轴为r，周期为T，图示中S1、S2两个面积大小相等。则()A．卫星从a运动到b的过程中加速度逐渐减小B．卫星从a运动到b的速率逐渐减小C．卫星从a运动到b的时间等于从c运动到d的时间D．椭圆轨道半长轴立方与周期平方的比值只与卫星的质量有关6.在一次物理课外探究活动中，某实验小组利用轻质细绳、质量为m的金属小球、速度传感器和拉力传感器，在竖直平面内完成了“竖直平面内圆周运动”的探究实验。如图甲所示，实验时，细绳一端固定在O点上，另一端拴着可视为质点的小球，在竖直平面内做完整的圆周运动，运动过程中不计空气阻力和一切摩擦损耗。实验中保持小球质量不变，多次实验，测量小球经过圆周最高点时的速度大小v以及此时细绳对小球的拉力FT，计算机根据实验数据绘制出FT-v2关系图像，如图乙所示，则()A．轻质绳长为B．当地的重力加速度为C．数据a与小球的质量无关D．当v2＝2b时，小球受到的拉力大于重力7.如图所示，a为地球赤道上的物体，随地球表面一起转动，b为近地轨道卫星，c为同步轨道卫星，d为高空探测卫星。若a、b、c、d绕地球转动的方向相同，且均可视为匀速圆周运动。A．a、b、c、d中，a的线速度最大B．a、b、c、d中，b的向心加速度最大C．a、b、c、d中，c的角速度最小D．a、b、c、d中，d的周期最小8.近日，长春第一冰锅火爆出圈，吸引全国越野爱好者打卡挑战。冰锅为半径40m的用冰砖打磨的球面，一质量为1000kg，可视为质点的汽车从冰锅边缘驶下，到达锅底的速重力加速度取10m/s2，则()A．汽车在锅底受到的支持力大小为10000NB．汽车在锅底受到的支持力大小为20000NC．汽车在锅底的向心加速度大小为20m/s2D．汽车在锅底的向心加速度大小为10m/s29.2021年2月，“天问一号”探测器成功实施近火制动，进入环火椭圆轨道，并于5月实施降轨，软着陆火星表面。如图“天问一号”在P点被火星捕获后，进入大椭圆环火轨道Ⅲ,一段时间后，在近火点Q变轨至中椭圆环火轨道Ⅱ运行，再次经过Q点变轨至近火轨道Ⅰ运行。下列说法正确的是()A．“天问一号”在轨道Ⅲ上运行时，经过P点的线速度小于Q点的线速度B．在地球上发射“天问一号”环火卫星速度必须小于11.2km/sC．“天问一号”从轨道Ⅲ变轨至轨道Ⅱ需要在Q点减速D．“天问一号”从轨道Ⅱ变轨至轨道Ⅰ需要在Q点加速10.小明每天骑电瓶车上下班，电瓶车的铭牌如下表所示。已知小明的体重为60kg，小明骑电瓶车行驶时整体所受阻力的大小恒为160N，重力加速度g取10m/s2，sin6°≈0.1，小明和电动车均可视为质点，小明在经过某段水平路面的直线行驶过程中，下列说法正确的是()整车型号：TL800DOT-9A额定电压：72V电动机型号：10ZW7251315YA车辆质量：100kg电动机额定功率：0.8kW生产日期：2026年3月续航里程：超过40kmA．电瓶车以匀加速和以额定功率两种模式启动最终达到的最大速度相同B．若小明以额定功率启动电瓶车，电瓶车速度达到4m/s时其加速度大小为0.5m/s2C．若小明达到匀速行驶后，遇到坡角为6°的上坡路段，上坡瞬间的加速度大小约为2m/s2D．若小明在坡角为6°的上坡路段行驶，当电瓶车再次达到匀速运动时的速度大小约为2.5m/s二、实验题：本大题共2小题，共18分。如图所示是“DIS向心力实验器”，当质量为m的砝码随旋转臂一起在水平面内做半径为r的圆周运动时，所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，旋转臂另一端的挡光杆（挡光宽度为d，旋转半径为R）每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力大小F和挡光时间Δt的数据。该同学通过保持砝码质量和运动半径不变，来探究向心力F与角速度的关系。（1）本实验主要运用以下哪一种科学方法。A．等效替代法B．控制变量法C．理想模型法（2）某次旋转过程中挡光杆经过光电门时的遮光时间为Δt，则砝码的角速度ω=（3）以F为纵坐标，以（填“Δt”“或为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线，若该直线的斜率为k，由作出的图线可得砝码做圆周运动的半径r=（用m、d、k、R表示）。12.（10分）在日常生活中，“自动抬升纸巾”装置因其取用便捷、节省空间的特点，广泛应用于家庭、办公室、餐厅等场所。该装置的核心结构由底座、可上下移动的托板和一根始终处于压缩状态的轻质弹簧组成，弹簧下端固定在底座内部，上端与托板连接，依靠弹簧的弹性弹力将纸巾托住，随着纸巾被不断取用，纸巾总质量减小，弹簧逐渐伸长，托板随之上升，始终让最上层纸巾保持在便于取用的高度，极大提升了使用体验。为研究该弹簧的特性，同学进行实验：在托板上依次放置不同质量的配重块，测量弹簧长度并计算形变量。科技实践小组设计如图所示，测量出数据记录于下表格：实验次数12345砝码质量m/g20304050弹簧长度l/cm4.514.033.483.272.46弹簧形变量Δl/cm0.992.022.233.04（1）依据测量数据画出m-Δl图像如图所示纵坐标为砝码质量，横坐标为弹簧形变量观察图像可发现，其中第次数据误差较大，应该剔除；（2）结合平衡条件，推导劲度系数K的表达式为（用上托板的质量M、砝码质量m、弹簧形变量Δl、重力加速度g表示）。（3）剔除误差数据后，根据剩余有效数据计算可得劲度系数K=N/m；上托板的质量M=g。（结果均保留两位有效数字，g取10N/kg）（4）在实际使用过程中，盒子里的纸巾越来越少，纸巾总质量逐渐减小，弹簧的弹性势能 三、计算题：本大题共3小题，共42分。13.（12分）2024年5月28日18时58分，经过约8.5小时的出舱活动，神舟十八号乘组航天员叶光富、李聪、李广苏密切协同，在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下，完成了空间站空间碎片防护装置安装、舱外设备设施巡检等任务。如图所示，若空间站在半径为r的轨道上做匀速圆周运动。从空间站伸出长为d的机械臂，微型卫星放置在机械臂的外端。在机械臂的作用下，微型卫星、空间站、地球在同一直线上，微型卫星与空间站同步做匀速圆周运动。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G，求：（1）地球的质量M地；（2）空间站所在轨道处的重力加速度g'；（3）微型卫星的向心加速度a（微型卫星对空间站的力和空间站的尺寸可以忽略不计）。14.（14分）2024年，我国新能源汽车年产销量迈上千万辆级台阶，产品性能、产业体系、使用便利性都得到了进一步提升。一辆质量为m的小型新能源汽车在平直路面上启动，汽车在启动过程中的v﹣t图像如图所示，OA段为直线。t1＝20s时汽车的速度大小v1＝72km/h且汽车达到额定功率P额＝90kW，此后保持额定功率不变，t2时汽车的速度达到最大值v2＝108km/h，整个过程中，汽车受到的阻力不变。求：（1）汽车所受的阻力f大小；（2）汽车的质量m；（3）汽车在0～40s（t2<40s）的过程中做的总功W。15.（16分）游乐场中有一种双层旋转摆锤游乐设施，可简化为圆锥摆模型研究。如图一所示，两根长度均为L的轻质细绳L1、L2下端各系一个质量均为m的m1、m2两个摆球，上端共同固定在顶部悬挂点O。启动后两摆球在不同水平面上做匀速圆周运动，稳定时绳L1与竖直方向夹角为60°,绳L2与竖直方向夹角为30°。若将装置改为双层悬挂结构，如图二所示：绳L1上端仍固定于O，下端连接第一个小球；绳L2上端改系在第一个小球下方，下端连接第二个小球。稳定后两球仍各自在不同水平面内做匀速圆周运动且保持相对静止，绳L1、L2与竖直方向的夹角分别为β、θ。忽略空气阻力与绳的质量，重力加速度为g。求：（1）图一中m1、m2两小球做匀速圆周运动的线速度之比v1∶v2（结果可保留根号（2）图二中m1、m2两小球做匀速圆周运动的周期T；（3）若图二中β、θ非常小，可以取tanθ=sinθ=θ、tanβ=sinβ=β,则图二中θ与β的比值为多大高一物理参考答案一、选择题：本大题共10小题，每题4分，共40分。一123456789DBDCCABBDACAD1.D，解析：匀速圆周运动加速度大小不变，但方向时刻指向圆心，是变加速运动，不是匀变速，A错。向心加速度的方向确实始终指向圆心，但只有匀速圆周运动的向心加速度大小才恒定不变；如果是变速圆周运动，线速度大小变化，向心加速度大小也会随之变化。B错。只有匀速圆周运动合外力才始终与速度垂直；变速圆周运动合外力有切向分量，C错。匀变速曲线运动加速度恒定，故合外力大小、方向均不变，D对。2.B，解析：闸杆绕O转动，A、B共轴转动，角速度处处相等：ωA=ωB，B对，A错。由于线速度ν=ωr，B点半径更大，νA<νB，C、D错。3.D，解析：重力势能Ep=mgh，h为相对参考平面高度，重力做功WG=mgΔh，与参考面无关。以地面为参考面，B点的重力势能为0，从A点到B点下落过程中，重力势能减少，A、B错。以桌面为参考面，A点的重力势能为mgh2，从A点到B点下落过程中，重力做功mgh1+mgh2，C错、D对。4.C，解析：摩擦力提供向心力，f=Fn=m①2r对。5.C，解析：a到b靠近行星，万有引力增大，加速度增大，A错。a到b靠近中心天体，引力做正功，速率增大，B错。开普勒第二定律，相等面积用时相等，C对。只与中心天体质量有关，与卫星无关，D错。ca，b的线速度最大，A错。对于向n由，则的角速度最小，C错。对于周期角速度越小，周期越大，则b的周期最小，D错。8.BD，解析：汽车在锅底做圆周运动，向心加速度的公式为带入数据得=10m/s2，D对，C错。汽车在锅底时，竖直方向收受到重力和支持力，合力提供向心力一mg=m带入数据得，9.AC，解析：根据开普勒第二定律（面积定律）：卫星与中心天体的连线在相等时间内扫过的面积相等。“天问一号”在轨道Ⅲ（大椭圆轨道）上运行时，P点为远火点，Q点为近火点。卫星在远火点的线速度小于近火点的线速度，即经过P点的线速度小于Q点的线速度。A对。第二宇宙速度（11.2km/s）是卫星脱离地球引力束缚的最小发射速度。“天问一号”最终环绕火星运行，发射速度需突破地球引力束缚的临界值，实际发射速度应大于11.2km/s。B错。卫星从高轨道/大椭圆轨道变轨至低轨道/小椭圆轨道时，需减速（万有引力大于所需向心力，做近心运动），反之需加速。C对，D错。10.AD，解析：解析：两种启动方式最终最大速度相同，由P=fvm决定，A对,由牛顿第二定律得F−f=ma，其中F200N，则加速度大小为0.25m/s，B错，水平路面匀速时，牵引力F0=f=160N，速度v05m/s。上坡瞬间速度大小不变、功率不变，故牵引力仍为F0=160N。上坡时由牛顿第二定律：F0−f+mgsin6°)=ma代入数据得a=-1m/s2。C错。当电瓶车达到匀速状态时+mgsin6°=320N，v==2.5m/s，D对。二、实验题：本大题共2小题，每空2分，共18分。（1）B解析1）实验中保持砝码质量m和运动半径r不变，只改变角速度ω,探究向心力F与ω的关系，这种方法是控制变量法，则选B。（2）挡光杆经过光电门时，线速度（d为挡光宽度，Δt为遮光时间）。根据线速度与角速度的关系v=①R（R为挡光杆的旋转半径可得：①=（3）根据向心力公式F=m①2r，将①=代入：F=mr，要使F与横坐标成线性（1）4（3）20（19-21均可），10（9.0-11均可）（4）逐渐变小解析1）根据胡克定律，弹簧的形变量Δl与所受压力（对应砝码质量m）应成线性关系。观察m-Δl图像，第1、2、3、5次数据点基本在拟合直线上，第4次数据点明显偏离直线，误差较大，应剔除。填4。（2）对托板（上挡板）和砝码整体受力分析，由平衡条件：弹簧弹力等于总重力KΔt=(m+M)g，整理得：因此劲度系数表达式为（3）计算劲度系数，由于K=可得Δl-M，即图像斜率由图像剔除第4组数据后，取有效点计算斜率可得=2kg/m，即劲度系数K=kg=20N/m。计算上挡板质量M当m=0时，KΔl=Mg，从图像延长线与Δl轴交点(m=0时，Δl=0.005m)得，（4）弹簧的弹性势能公式为纸巾总质量减小→弹簧总压力减小→形变量Δl逐渐减小，因此弹性势能逐渐变小。三、计算题：本大题共3小题，共42分。13（12分）答案：（2）g’=g【解析】【详解】（1）在地球表面质量为m1的物体，重力由万有引力提供解得分（2）设空间站所在高度处有质量为m2物体，则有结合（1）解得g——2分（3）设空间站的质量为m3，由牛顿第二定律得对卫星，其角速度与空间站相等，由向心加速度公式得联立解得14（14分）答案1）f=3000N2）m=1500kg3）W=2.7×106J（1）汽车的最大速度v2＝108km/h＝30m/s汽车最后以额定功率做匀速直线运动，则有P额＝F2v2——2分f=F2——2分联立解得汽车所受的阻力大小为f＝3000N——1分（2）0～t1时间内，汽车做匀加速直线运动，牵引力不变，功率逐渐增大