湖北黄冈市2025-2026学年高一下学期4月期中考试物理试题（含解析）

这是一份湖北黄冈市2025-2026学年高一下学期4月期中考试物理试题（含解析），共32页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答，考试结束后，请将答题卡上交等内容，欢迎下载使用。
本试卷共6页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
祝考试顺利
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将答题卡上交。
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，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 关于做圆周运动的物体，下列说法正确的是（ ）
A. 其速度可以保持不变B. 其动能一定发生变化
C. 它所受的合外力可能保持不变D. 它所受的合外力一定不为零
【答案】D
【解析】
【详解】A．速度是矢量，圆周运动的速度方向沿轨迹切线不断变化，因此速度一定变化，故A错误；
B．动能是标量，匀速圆周运动的速度大小不变，对应的动能也不变，因此圆周运动的动能不一定发生变化，故B错误；
CD．合外力是矢量，圆周运动的合外力至少存在指向圆心的向心力分量，向心力的方向随物体位置变化时刻改变，因此合外力一定是变力，不可能保持不变，故C错误，D正确。
故选D。
2. 如图所示，站立的智能机器人挥动手臂时，上臂绕肩关节点转动，上臂上的、两点的（ ）
A. 角速度B. 角速度C. 线速度D. 线速度
【答案】C
【解析】
【详解】AB．上臂绕肩关节点转动，因同轴转动的物体上各部分的角速度相同，故
故AB错误；
CD．因为线速度与角速度的关系为，且
得，故C正确，D错误。
故选C。
3. 物体受到两个互相垂直的作用力而运动，已知力做功6J，物体克服力做功8J，则力、的合力对物体做功（ ）
A. 14JB. 10JC. 2JD. -2J
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意可知，力对物体做功为，力对物体做功为，
合力做功等于各分力做功的代数和，与力的方向无关。因此合力做功为
故选D。
4. 由于中国古代是—个农业社会，农业需要严格了解太阳运行情况，农事完全根据太阳进行，所以在历法中又加入单独反映太阳运行周期的“二十四节气”。已知春分、夏至、秋分和冬至所处的四个位置如图所示，地球沿椭圆形轨道绕太阳运动，下列说法正确的是（ ）
A. 地球由春分运行到秋分的时间比由秋分运行到春分的时间长
B. 地球绕太阳公转在夏至和冬至时的线速度大小相等
C. 地球由春分运行到夏至的过程中加速度逐渐增大
D. 开普勒三大定律仅适用于太阳系中行星的运动
【答案】A
【解析】
【详解】A．由开普勒第二定律知，地球由春分运行到秋分的过程中地球的线速度较小，所以地球由春分运行到秋分的时间比由秋分运行到春分的时间长，故A正确；
B．由开普勒第二定律可知地球与太阳连线在相同时间内扫过的面积相同，故近地点和远地点线速度大小不等，故B错误；
C．地球由春分点运行到夏至点的过程中与太阳距离增大，根据万有引力定律和牛顿第二定律可知，地球的加速度逐渐减小，故C错误；
D．开普勒三大定律不仅适用于太阳系中行星的运动，也适用于宇宙中其他天体的运动，故D错误。
故选A。
5. 如图所示，O点是竖直平面内四分之一圆弧光滑轨道的圆心，一小滑块从与O点等高的A点由静止滑至B点，则以下关于小滑块的判断正确的是（ ）
A. 在B点时重力势能一定为零
B. 在A、B两点时重力的瞬时功率相等
C. 从A点运动到B点的过程中，重力的平均功率为零
D. 从A点运动到B点的过程中，重力的瞬时功率先减小后增大
【答案】B
【解析】
【详解】A．重力势能的大小与零势能面的选取有关。题目未规定零势能面，若以B点所在水平面为零势能面，则B点重力势能为零；若以A点所在水平面为零势能面，则B点重力势能为负值，故A错误；
BD．重力的瞬时功率公式为 （为重力与速度方向夹角）。 在A点，滑块由静止释放，速度 ，故重力的瞬时功率 ； 在B点，滑块运动到最低点，速度方向水平，重力方向竖直向下，两者垂直（），故重力的瞬时功率 。 所以在A、B两点时重力的瞬时功率相等，均为零；
在A、B之间的运动过程中，滑块具有速度且速度方向与重力方向不垂直，重力做正功，瞬时功率 。因此从A到B的过程中，重力的瞬时功率应是先增大后减小，故B正确，D错误；
C．从A点运动到B点的过程中，滑块高度下降，重力做正功（为轨道半径），运动时间 。根据平均功率公式 可知，重力的平均功率大于零，故C错误。
故选B。
6. 2022年5月，我国成功完成了天舟四号货运飞船与空间站的对接，形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，周期约90min。下列说法正确的是（ ）
A. 组合体中的货物处于超重状态
B. 组合体的速度略大于7.9km/s
C. 组合体的角速度比地球同步卫星的大
D. 组合体的加速度比地球同步卫星的小
【答案】C
【解析】
【详解】A．组合体绕地球做圆周运动时，货物受到的万有引力全部提供向心力，处于完全失重状态，故A错误；
B．7.9km/s是第一宇宙速度，是绕地球做圆周运动的航天器的最大环绕速度，由万有引力提供向心力可得
组合体轨道半径大于地球半径，速度小于7.9km/s，故B错误；
C．由角速度公式，组合体周期（90min）远小于地球同步卫星的周期（24h），因此组合体的角速度更大，故C正确；
D．由万有引力提供向心力可得
根据开普勒第三定律，轨道半径随周期减小而减小，组合体轨道半径小于同步卫星轨道半径，因此加速度更大，故D错误。
故选C。
7. 如图所示，一质量为的小球（可视为质点），用长为的轻绳拴着在竖直平面内做圆周运动，取，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 小球要做完整的圆周运动，在最高点的速度至少为4 m/s
B. 若小球通过最高点时的速度为4 m/s，则此时轻绳拉力为15 N
C. 若小球通过最低点的速度为5 m/s，则到达最高点时的速度为4 m/s
D. 若轻绳能承受的最大张力为45 N，小球的最大速度不能超过4 m/s
【答案】B
【解析】
【详解】A．设小球在最高点的最小速度为，由牛顿第二定律有
解得小球要做完整的圆周运动，在最高点的速度至少为，故A错误；
B．小球在最高点时由牛顿第二定律有
解得若小球在最高点的速度为时，轻绳拉力为，故B正确；
C．小球从最低点运动到最高点的过程中，根据机械能守恒定律有
代入数据解得，故C错误；
D．小球在最低点时速度最大，绳的拉力最大，由牛顿第二定律有
代入数据解得小球在最低点的速率不能超过，故D错误。
故选B。
8. “月—地检验”表明地面上物体受到地球的引力与月球受到地球的引力遵从同样的规律，它们属于同一性质的力，把地球看作匀质球体，地球表面上物体相对地面静止，下列说法正确的是（ ）
A. 考虑地球自转，物体在赤道处的重力等于受到的地球引力
B. 考虑地球自转，物体在极地处的重力等于受到的地球引力
C. 若不考虑地球自转，物体在极地处的重力等于受到的地球引力
D. 若不考虑地球自转，同一物体在地表不同纬度处受到的地球引力大小不相等
【答案】BC
【解析】
【详解】A．考虑地球自转时，赤道处物体随地球自转的向心力最大，万有引力满足，因此重力小于地球引力，故A错误；
B．考虑地球自转时，极地处物体随地球自转的轨道半径为0，向心力为0，万有引力全部表现为重力，因此重力等于地球引力，故B正确；
C．若不考虑地球自转，物体不需要向心力，万有引力全部表现为重力，与纬度无关，因此极地处重力等于地球引力，故C正确；
D．地球被视为匀质球体，地表任意位置物体到地心距离均为地球半径，由万有引力公式，同一物体在不同纬度处受到的地球引力大小相等，故D错误。
故选BC。
9. 如图所示，一辆货车在水平公路上做匀速直线运动，车厢内一质量为m的箱子与车厢保持相对静止。货车突然遇到紧急情况刹车，当货车和箱子均停止时，货车向前滑行的位移为s，箱子相对车厢向前滑行的距离为x、已知箱子与车厢间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，下列说法中正确的是（ ）
A. 货车对箱子做的功为
B. 箱子对货车做的功为
C. 合外力对货车做功为
D. 合外力对箱子做的功为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．货车向前滑行的位移为，则箱子的位移为，货车对箱子的功为，故A正确；
B．箱子对货车的功为，故B错误；
C．根据动能定理，合外力对货车做的功等于货车动能的变化量，即
由于货车质量 未知，且货车受到的合外力（地面阻力与箱子摩擦力的合力）大小不一定等于 ，故C错误；
D．箱子受到的合外力即为水平方向的滑动摩擦力，故合外力对箱子做的功等于摩擦力对箱子做的功，即 ，故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，一物体以速度沿粗糙斜面上滑到最高点后再沿斜面下滑，回到出发点时的速度为，已知斜面的倾角为，则下列判断正确的是（ ）
A. 物体与斜面间的动摩擦因数等于
B. 物体上滑时的加速度大小是下滑时加速度大小的
C. 物体沿斜面上滑的最大距离等于
D. 物体从上滑至回到初位置的过程中摩擦力做功为
【答案】AC
【解析】
【详解】AC．对全程用动能定理
对上滑过程用动能定理
解得物体沿斜面上滑的最大距离为，，故AC正确；
B．由牛顿第二定律，上滑加速度大小
下滑加速度大小
代入得，上滑加速度大小是下滑的4倍，故B错误；
D．全程摩擦力做功等于动能变化，故D错误。
故选AC。
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11. 某同学利用图（a）所示装置验证动能定理。调整木板的倾角平衡摩擦阻力后，挂上钩码，钩码下落，带动小车运动并打出纸带。某次实验得到的纸带及相关数据如图（b）所示。
已知打出图（b）中相邻两点的时间间隔为0.02 s，从图（b）给出的数据中可以得到，打出B点时小车的速度大小vB=_____m/s，打出P点时小车的速度大小vP=_____m/s（结果均保留2位小数）。
若要验证动能定理，除了需测量钩码的质量和小车的质量外，还需要从图（b）给出的数据中求得的物理量为_________。
【答案】 ①. 0.36 ②. 1.80 ③. B、P之间的距离
【解析】
【详解】[1][2]由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度
[3]验证动能定理需要求出小车运动的过程中拉力对小车做的功，所以还需要测量对应的B、P之间的距离。
12. 用向心力演示器来探究物体做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。两个变速塔轮通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮1和变速塔轮2匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的弹力提供向心力，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。标尺上红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值，图示为装置实物图和结构简图。
（1）下列实验的实验方法与探究向心力的大小与质量、角速度和半径的关系实验相同的是（ ）
A. 探究平抛运动的特点
B. 探究加速度与力、质量的关系
C. 探究两个互成角度的力的合成规律
（2）在探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时可以得到的结果是 。
A. 在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比
B. 在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比
C. 在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
D. 在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比
（3）如下图所示，在验证向心力公式的实验中，质量相同的钢球①、②分别放在A盘和B盘的边缘， A、B两盘的半径之比为2∶1，a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮，a轮、b轮半径之比为1∶2，当a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动时，则a轮与b轮的角速度大小之比为_____________，钢球①、②受到的向心力之比为_____________。
【答案】（1）B （2）C
（3） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间关系，采用的实验方向是控制变量法。
A．探究平抛运动的特点，采用的是等效思想，故A错误；
B．探究加速度与力、质量的关系采用的实验方法是控制变量法，故B正确；
C．探究两个互成角度的力的合成规律采用的实验方法是等效替代法，故C错误。
故选B。
【小问2详解】
根据
AB．可知在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比，向心力的大小与线速度的大小的平方成正比，故AB错误；
C．在半径和角速度一定的情况下，心力的大小与质量成正比，故C正确；
D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比，故D错误。
故选C。
【小问3详解】
[1]当a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动时，a、b两轮边缘处的线速度大小相等，根据
可得a轮与b轮的角速度大小之比为
[2]根据
可知钢球①、②受到的向心力之比为
13. 如图所示，水平杆可以绕竖直轴匀速转动，在离杆的端处套着一个质量为的小环，已知环与杆之间的最大静摩擦力等于小环重力的倍。（取）
（1）当杆以的转速匀速转动时，小环受到的摩擦力多大？
（2）当杆以的转速匀速转动时，小环最远可以放到什么位置上而不至于滑动？
【答案】（1）0.24N （2）0.16m
【解析】
【小问1详解】
小环随杆做匀速圆周运动，向心力由环与杆间的静摩擦力提供，已知最大静摩擦力
此时小环转动半径 ，所需向心力为
由于 ，小环不会滑动，静摩擦力提供向心力，因此摩擦力大小为 。
【小问2详解】
小环刚好不滑动时，最大静摩擦力提供向心力，设最大转动半径为​，则
解得，
即小环最远放到离B点处不滑动。
14. 2025年1月17日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将巴基斯坦PRSC-EO1卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，卫星入轨后在距地面高度为kR（k为大于1的常数）的轨道上做匀速圆周运动。求：
（1）地球的第一宇宙速度；
（2）卫星的向心加速度大小a；
（3）卫星绕地球运行的线速度大小v。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
第一宇宙速度是卫星在地球表面附近做匀速圆周运动的速度。此时，卫星受到的万有引力近似等于重力，且万有引力提供向心力，设卫星质量为m，则有
解得
【小问2详解】
设地球质量为M，对卫星，由牛顿第二定律有
因为
联立解得卫星的向心加速度大小
【小问3详解】
根据
其中
联立解得
15. 如图所示，在竖直平面内，光滑斜面下端与水平面BC平滑连接于B点，水平面BC与光滑半圆弧轨道CDE相切于C点，E点在圆心O点正上方，D点与圆心等高。一物块（可看作质点）从斜面上A点由静止释放，物块通过半圆弧轨道E点且水平飞出，最后落到水平面BC上的F（图中未标出）点处。已知斜面上A点距离水平面BC的高度h = 2.0m，圆弧轨道半径R = 0.4m，B、C两点距离LBC=2.0m，F、C两点距离LFC = 1.6m。求：
（1）物块通过E点时的速度大小；
（2）物块与水平面BC间的动摩擦因数；
（3）将物块从斜面上由静止释放，若物块在半圆弧轨道上运动时不脱离轨道，则物块释放点距离水平面BC的高度h'应满足的条件。
【答案】（1）
（2）
（3）或
【解析】
【小问1详解】
物块从E点飞出到落在F点，做平抛运动，则有，
联立解得物块通过E点时的速度大小为
【小问2详解】
物块从A点到E点过程，根据动能定理可得
代入数据解得物块与水平面BC间的动摩擦因数为
【小问3详解】
若物块刚好通过E点，则有
解得
根据动能定理可得
解得
若物块刚好可以运动到与圆心等高处，根据动能定理可得
解得
若物块刚好可以运动C点，根据动能定理可得
解得
综上分析可知，要物块在半圆弧轨道上运动时不脱离轨道，则物块释放点距离水平面 BC的高度应满足或