2025-2026学年江苏省南京市江宁高级中学等七校高一（下）期中物理试卷（含解析）

这是一份2025-2026学年江苏省南京市江宁高级中学等七校高一（下）期中物理试卷（含解析），共8页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共10小题，共40分。
1.如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是( )
A. 火车转弯时受到重力、支持力和向心力
B. “水流星”表演时，通过最高点时处于失重状态
C. 汽车通过凹形桥的最低点时，汽车受到的支持力小于重力
D. 脱水筒以更大的角速度转动时，筒壁对衣服的摩擦力会变大
2.已知两颗卫星绕某中心天体做匀速圆周运动，轨道半径之比r1：r2=1：2，则它们的角速度大小之比ω1：ω2等于( )
A. 2：1B. 2：1C. 1：2D. 2 2：1
3.如图所示，某行星绕太阳沿椭圆运动，运行的周期为T，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，则该行星在从P到M、Q到N的运动过程中( )
A. 从P到M所用的时间等于T4
B. 从Q到N所用的时间等于T4
C. 从M到N所用时间大于T2
D. 从P到Q与从M到N所用的时间相同
4.t=0时刻，将某物体水平抛出，不计空气阻力，设重力对物体做功的瞬时功率为P，则P−t关系图象是( )
A. B. C. D.
5.如图所示，一物块置于倾斜的传送带上，随传送带一起向上匀速运动，已知物块质量为m，倾角为θ，重力加速度为g，当物块运动的距离为l过程中，下列说法正确的是( )
A. 物块不受摩擦力作用
B. 摩擦力对物块不做功
C. 摩擦力对物块做功为mglsinθ
D. 重力对物块做功为mglsinθ
6.将可视为质点的小球沿光滑冰坑内壁推出，使小球在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，已知圆周运动半径R为0.4m，小球所在位置处的切面与水平面夹角θ为45°，小球质量为0.1kg，重力加速度g取10m/s2，关于该小球，下列说法正确的是( )
A. 角速度为5rad/sB. 线速度大小为4m/s
C. 向心加速度大小为2m/s2D. 所受支持力大小为1N
7.如图所示，木块放在光滑水平面上，一颗子弹水平射入木块。已知子弹受到的平均阻力为f，射入深度为d，在此过程中木块的位移为s，则子弹动能的减少量和木块动能的增加量分别为( )
A. fs、f(s+d)
B. f(s+d)、fs
C. fs、fd
D. fd、fs
8.某人造卫星运行轨道与赤道共面，绕行方向与地球自转方向相同，该卫星持续发射信号，位于赤道的某观测站接收到的信号随时间变化的规律如图所示，T为地球自转周期，已知该卫星的运动可视为匀速圆周运动，则该卫星的运动的周期为( )
A. T2B. T3C. TD. 2T
9.如图所示，一质量为M、半径为R的实心球A(质量分布均匀)放在水平地面上，现从球A中挖去一半径为R2
的小球B，挖去后的空穴与原球面相切于最高点，重力加速度大小为g，以地面为参考平面，则挖去球B后
剩余部分的重力势能为( )
A. 1516MgR
B. 14MgR
C. 1316MgR
D. 116MgR
10.一颗人造地球卫星在较低圆轨道Ⅰ运行，在A点点火进入椭圆轨道Ⅱ，由近地点A向远地点B运动，再于B点进行二次点火，最终进入较高的目标圆轨道Ⅲ并稳定运行，整个过程如图所示，忽略两次点火的时长，上述全过程中卫星速率随时间变化的图像可能是( )
A. B.
C. D.
二、实验题：本大题共1小题，共15分。
11.在“探究向心力大小与轨道半径、角速度、质量的关系”的实验中，选用的向心力演示器如图所示，转动手柄，使槽内的小球随之做圆周运动，小球向外挤压横臂挡板，使横臂压缩塔轮中心的弹簧测力筒，弹簧被压缩的格数可从标尺读出，格数比即为两小球向心力大小之比，小球放在挡板A、挡板B、挡板C处做圆周运动的轨道半径之比为1：2：1。
(1)演示器塔轮皮带可上下拨动，目的是为了改变两小球做圆周运动的 之比；
A.质量
B.角速度
C.半径
(2)探究向心力大小与角速度的关系时，摇动手柄，发现两标尺显示的等分格数值之比为1：4，若增大手柄的转速，则等分格数值之比将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)；
(3)探究向心力大小与轨道半径关系时，应选择 ；
(4)关于本实验，下列说法正确的是 ；
A.球对挡板的弹力，通过杠杆原理转化为弹簧的弹力
B.小球做圆周运动时，向外挤压挡板，转动半径变化对向心力的显示没有影响
C.改变塔轮半径时，只需将一侧的皮带移动即可
(5)某同学认为，弹簧测力筒的重力对向心力的显示有影响.你是否同意该同学的观点？ (选填“同意”或“不同意”)，请简要说明理由 。
三、计算题：本大题共4小题，共45分。
12.2026年下半年我国预计将发射嫦娥七号探测器，对月球的地形地貌、物质成分、空间环境进行综合探测.若月球质量为M，半径为R，万有引力常量为G。求：
(1)月球表面的重力加速度(忽略月球自转的影响)；
(2)月球的第一宇宙速度v。
13.如图所示，轨道ABCD的AB段为一半径R=1.25m的光滑四分之一圆形轨道，BC段为高为ℎ=5m的竖直轨道，CD段为水平轨道，一质量为0.1kg的小球由A点从静止开始下滑到B后离开B点做平抛运动，重力加速度g取10m/s2。求：
(1)小球由A点从静止开始下滑到B点时速度vB的大小；
(2)小球离开B点后，在CD轨道上的落地点到C的水平距离s。
14.我国新能源汽车不仅技术领先全球，且价格符合大众消费，某型号新能源汽车的质量为m=2.0×103kg，汽车的额定功率为P=200kW，在平直的测试公路上行驶时，受到的阻力大小恒为f=5.0×103N，求：
(1)在不超过额定功率的前提下，求该汽车所能达到最大速度vm的大小；
(2)若汽车以额定功率启动，当车速为v1=10m/s时，汽车的加速度a1的大小；
(3)如果汽车从静止开始以a2=2.5m/s2做匀加速直线运动，在不超过额定功率的前提下，汽车能维持匀加速运动的最长时间t。
15.如图甲所示，一根不可伸长的轻绳穿过一竖直固定的光滑细管，两端系有小球A、B，A球的质量为3m，对A施加一水平向右的拉力F(F未知)，当θ=53°时，系统正好处于静止状态，球A到管顶之间的距离为L，空气阻力不计，sin53°=0.8，cs53°=0.6，重力加速度为g。
(1)求球B质量的mB；
(2)撤去拉力F，为保证球B的位置和角θ不变，可使球A绕中心轴以角速度ω匀速转动，如图乙所示，求ω；
(3)撤去拉力F，使球A绕中心轴以角速度ω′(ω′>ω)匀速转动，测出球B相对于原来的位置，高度变化了0.6L，求ω′。
答案解析
1.【答案】B
【解析】解：A.向心力是效果力，并非物体实际受到的力，火车转弯时实际受重力、支持力，重力和支持力的合力提供向心力，故A错误；
B.“水流星”通过最高点时，向心加速度方向竖直向下，物体对接触面的压力小于重力，处于失重状态，故B正确；
C.汽车通过凹形桥最低点时，向心加速度竖直向上，由牛顿第二定律可知，支持力大于重力，物体处于超重状态，故C错误；
D.脱水筒中衣服随筒壁做圆周运动，竖直方向重力与筒壁的摩擦力平衡，摩擦力大小始终等于重力，与角速度无关，增大角速度时筒壁对衣服的弹力会变大，摩擦力不变，故D错误。
故选：B。
逐一分析选项，明确火车转弯、水流星、凹形桥和脱水筒四个圆周运动实例的受力特点，判断向心力来源、超重失重状态和支持力、摩擦力的变化，分析各选项说法的正误。
本题结合生活中的圆周运动实例，考查向心力的来源、超重失重现象和受力分析，侧重检验对圆周运动实际应用的理解与辨析能力。
2.【答案】D
【解析】解：根据万有引力提供向心力，可得：GMmr2=mω2r，解得：ω= GMr3，由半径之比为1：2，可得角速度之比为：2 2：1，故ABC错误，D正确。
故选：D。
根据万有引力提供向心力，可得到角速度表达式，结合半径之比，即可得到角速度之比。
本题考查卫星运动分析，注意两颗卫星的中心天体相同，即中心天体的质量相同。
3.【答案】C
【解析】解：开普勒第二定律指出：行星与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积。由于行星在近日点(P)时距离太阳最近，速率最大；在远日点(Q)时距离太阳最远，速率最小。因此，行星从P到Q的过程中，速率逐渐减小；从Q到P的过程中，速率逐渐增大；
A、椭圆轨道中，P到M的弧长小于Q到N的弧长(因P点速率最大，M点速率介于P和Q之间)。根据开普勒第二定律，行星在P到M段的平均速率大于Q到N段的平均速率，且两段弧长不同，故P到M所用时间小于T4，故A错误；
B、同理，Q到N的弧长大于P到M的弧长，且Q点速率最小，N点速率介于Q和P之间，因此Q到N段的平均速率小于P到M段的平均速率，故Q到N所用时间大于T4，故B错误；
C、M、N为椭圆短轴端点，根据椭圆对称性，M到N的运动可分为M到Q和Q到N两段。由开普勒第二定律，Q到N段的平均速率小于M到Q段的平均速率，且两段弧长相等，因此M到N的总时间大于T2，故C正确；
D、P到Q为半个椭圆轨道，时间为T2；由选项C分析可知，M到N的时间大于T2，故两者时间不同，故D错误。
故选：C。
利用开普勒第二定律，行星在近日点速度大、远日点速度小，分析各段运动的平均速度，比较运动时间与周期的关系，判断选项正误。
本题考查开普勒第二定律在行星椭圆轨道中的应用，侧重检验对行星运动速度变化与时间分配关系的理解。
4.【答案】A
【解析】解：将小球以一定的初速度水平抛出，不计阻力，物体做平抛运动，速度为：v=gt
故ts秒时重力的功率为：P=mgv=mg2t
故说明P与时间成正比，故A正确，BCD错误。
故选：A。
平抛运动中重力的瞬时功率由竖直分速度决定，竖直分速度随时间线性增大，且初始时刻竖直速度为零，据此判断P−t关系为过原点的倾斜直线。
本题考查平抛运动中重力瞬时功率的变化规律，结合了运动分解与瞬时功率的知识，是平抛运动与功率结合的典型基础题。
5.【答案】C
【解析】解：物块匀速运动受力如图
A.物块A随传送带匀速向上运动，沿斜面方向受力平衡，重力沿斜面向下的分力需由沿斜面向上的静摩擦力平衡，因此物块A受静摩擦力作用，故A错误；
B.摩擦力方向沿斜面向上，物块位移方向沿斜面向上，力与位移方向相同，因此摩擦力对物块A做正功，故B错误；
C.摩擦力f=mgsinθ，方向沿传送带向上，位移l也沿传送带向上，所以摩擦力做功Wf=f⋅l=mgsinθ⋅l，故C正确；
D.重力方向竖直向下，位移方向沿传送带向上，重力与位移的夹角为90°+θ
重力做功WG=mg⋅l⋅cs(90°+θ)=−mglsinθ，故D错误。
故选：C。
对随倾斜传送带匀速向上运动的物块A受力分析，由平衡条件确定摩擦力方向，结合力与位移的方向判断做功，再结合功的表达式逐一判断选项。
本题以倾斜传送带为生活化载体，考查受力平衡、摩擦力做功，是力学基础经典题，考查学生的受力分析与功的计算能力。
6.【答案】A
【解析】解：A、对小球作受力分析可知F向=mgtan45°=mω2R
代入数据可得ω=5rad/s，故A正确；
B、线速度大小为v=ωR
代入数据可得v=2m/s，故B错误；
C、向心加速度大小为an=ω2R
代入数据可得an=10m/s2，故C错误；
D、所受支持力大小为N=mgcs45∘
代入数据可得N= 2N，故D错误。
故选：A。
先对小球受力分析，将支持力分解，由重力与支持力的合力提供向心力，再结合几何关系和圆周运动公式分析各选项。
本题考查水平面内匀速圆周运动的受力分析，需结合力的分解与圆周运动公式，考查对向心力来源的理解与应用能力。
7.【答案】B
【解析】解：对子弹，在此过程中，子弹对地位移为s+d，根据动能定理得：ΔEk弹=−f(s+d)，则子弹动能的减少量为f(s+d)；
对木块，根据动能定理得：ΔEk木=fs，即木块动能的增加量为fs，故ACD错误，B正确。
故选：B。
对子弹，利用动能定理求子弹动能的减少量。对木块，利用动能定理求木块动能的增加量。
解决本题的关键要掌握动能定理，知道合力做的功与动能变化的关系，要注意位移的参照物必须是地面。
8.【答案】B
【解析】解：根据圆周运动特点，可知每次卫星信号最强的时刻，即卫星与地面基站相遇时，即卫星比地球多转一圈时，结合圆周运动特点，可得：(2πT1−2πT)⋅T2=2π，解得：T1=T3，故ACD错误，B正确。
故选：B。
根据圆周运动特点，可知每次卫星信号最强的时刻，即卫星与地面基站相遇时，结合圆周运动特点，即可得到卫星周期、地球自转周期，相遇所需时间关系，得到卫星周期。
本题考查卫星运动分析，关键是理解信号最强时，即卫星与地面基站相遇时。
9.【答案】C
【解析】解：挖去的球Q的半径是铁球P半径的一半，根据M=ρV=ρ⋅43πR3
其质量是铁球P质量的18所以挖去的球Q的质量M′=18M
挖去球Q前，铁球P的重力势能Ep1=MgR
挖去的球Q在原位置处的重力势能Ep2=M′g⋅32R=18Mg⋅32R=316MgR
所以挖去球Q后铁球的重力势能EP=EP1−EP2=MgR−316MgR=1316MgR，故C正确，ABD错误。
故选：C。
采用割补法，先计算完整大球的重力势能，再计算被挖去小球的重力势能，两者相减得到剩余部分的重力势能。
本题考查重力势能的计算，利用割补法处理不规则物体的重力势能问题，核心是理解重力势能的定义与均匀球体的重心位置，侧重检验等效思想的应用。
10.【答案】A
【解析】解：BC、根据万有引力定律提供向心力，可得：GMmr2=mv2r，轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上的速度大小满足：v1>v3，故BC错误；
AD、根据圆周运动的离心运动条件，可知卫星从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ、从轨道Ⅱ到轨道Ⅲ的过程中，卫星需要的向心力突然变大，而由向心力公式，可知卫星突然加速；
根据开普勒第二定律，可知其在轨道Ⅱ上从A到B的运动过程速度变小，故A正确，D错误。
故选：A。
根据万有引力定律在圆周运动中的应用，可比较在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上的速度大小；根据圆周运动的离心运动条件，可知卫星从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ、从轨道Ⅱ到轨道Ⅲ的过程中，速度变化特点；根据开普勒第二定律，可知其在轨道Ⅱ上从A到B的运动过程速度变化情况，综合可分析各选项是否符合速率随时间变化图像。
本题考查万有引力定律在卫星运动中的应用，注意万有引力的影响因素是质心间距，与轨道半径无关。
11.【答案】B
不变
C
A
不同意
弹簧测力筒的重力方向沿竖直方向，而向心力沿水平方向，二者垂直，重力不会影响水平方向弹力的测量

【解析】解：(1)演示器中塔轮通过皮带传动，皮带上下拨动可改变两塔轮的半径比，从而改变从动轮与主动轮的角速度之比，因此目的是改变两小球做圆周运动的角速度之比。故B正确，AC错误。
故选：B。
(2)若增大手柄的转速，两球角速度同比例增大，根据F=mω2r可知向心力比值仍等于角速度平方的比值，故等分格数值之比不变。
(3)探究向心力大小与轨道半径的关系时，应控制质量和角速度相同，所以要选择半径相同的塔轮和质量相等的小球，选择轨道半径不同的挡板位置。故C正确，ABD错误。
故选：C。
(4)A.横臂相当于杠杆，将小球对挡板的压力(提供向心力)转化为对弹簧测力筒的压缩，故A正确；
B.转动半径变化会影响向心力大小，从而影响标尺显示，故B错误；
C.改变塔轮半径时，通常需要同时调整两侧皮带位置，以保持皮带在同一平面内传动，避免打滑或错位，故C错误。
故选：A。
(5)不同意，弹簧测力筒的重力方向沿竖直方向，而向心力沿水平方向，二者垂直，重力不会影响水平方向弹力的测量。
故答案为：(1)B；(2)不变；(3)C；(4)A；(5)不同意，弹簧测力筒的重力方向沿竖直方向，而向心力沿水平方向，二者垂直，重力不会影响水平方向弹力的测量。
(1)根据线速度、角速度关系判断；
(2)根据增大手柄的转速，两球角速度同比例增大判断；
(3)根据控制变量法结合装置分析判断；
(4)根据实验装置的作用分析判断；
(5)根据重力与向心力垂直分析判断。
本题关键掌握“探究向心力大小和质量、角速度和半径的关系”的实验原理，实验采用的物理方法、利用向心力公式和线速度、角速度及半径关系处理问题的方法。
12.【答案】月球表面的重力加速度为GMR2 月球的第一宇宙速度为 GMR
【解析】解：(1)在月球表面，忽略月球自转的影响时，物体受到的重力与万有引力相等，则有：mg月=GMmR2，解得：g月=GMR2；
(2)围绕月球表面运动的卫星的线速度为月球的第一宇宙速度，由万有引力提供向心力可得：GMm0R2=m0v2R，解得：v= GMR。
答：(1)月球表面的重力加速度为GMR2；
(2)月球的第一宇宙速度为 GMR。
(1)在月球表面，忽略月球自转的影响时，由物体受到的重力与万有引力相等列式即可求解；
(2)围绕月球表面运动的卫星的线速度为第一宇宙速度，由万有引力提供向心力列式即可求解。
本题是对万有引力定律及第一宇宙速度的考查，解题关键是要在知道在月球表面，忽略月球自转的影响时，物体受到的重力与万有引力相等，围绕月球表面运动的卫星的线速度为月球的第一宇宙速度。
13.【答案】小球由A点从静止开始下滑到B点时速度vB的大小为5m/s 小球离开B点后，在CD轨道上的落地点到C的水平距离s为5m
【解析】解：(1)小球由A点从静止开始下滑到B点的过程，由动能定理得mgR=12mvB2
得vB=5m/s
(2)小球离开B点后做平抛运动，竖直方向有ℎ=12gt2
得t=1s
水平方向有s=vBt
解得
s=5m
答：(1)小球由A点从静止开始下滑到B点时速度vB的大小为5m/s；
(2)小球离开B点后，在CD轨道上的落地点到C的水平距离s为5m。
(1)A到B的过程中，只有重力做功，根据动能定理求出小球到达B点的速度大小；
(2)根据高度求出平抛运动的时间，结合初速度和时间求出水平距离。
本题考查了动能定理和平抛运动的规律，平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解。
14.【答案】在不超过额定功率的前提下，该汽车所能达到最大速度vm的大小是40m/s 若汽车以额定功率启动，当车速为v1=10m/s时，汽车的加速度a1的大小是7.5m/s2 如果汽车从静止开始以a2=2.5m/s2做匀加速直线运动，在不超过额定功率的前提下，汽车能维持匀加速运动的最长时间是8s
【解析】解：(1)设汽车以额定功率启动后达到最大速度vm时牵引力为F0汽车达到最大速度时有F0=f，又由P=F0vm
代入数据可得vm=40m/s
(2)当车速为v1=10m/s时，P=F1v1，又由牛顿第二定律F1−f=ma1
代入数据可得a1=7.5m/s2
(3)若汽车以恒定加速度a2=2.5m/s2启动，设汽车的牵引力为F2，由牛顿第二定律F2−f=ma2
设匀加速达到的最大速度为v2则有P=F2v2，又v2=a2t
代入数据可t=8s
答：(1)在不超过额定功率的前提下，该汽车所能达到最大速度vm的大小是40m/s；
(2)若汽车以额定功率启动，当车速为v1=10m/s时，汽车的加速度a1的大小是7.5m/s2；
(3)如果汽车从静止开始以a2=2.5m/s2做匀加速直线运动，在不超过额定功率的前提下，汽车能维持匀加速运动的最长时间是8s。
(1)汽车速度最大时牵引力与阻力平衡，由额定功率和阻力的关系求最大速度；
(2)由额定功率和当前车速求牵引力，再用牛顿第二定律求加速度；
(3)先由牛顿第二定律求匀加速牵引力，再由额定功率求匀加速末速度，最后用运动学公式求匀加速最长时间。
本题考查汽车两种典型启动模型，综合应用功率公式与牛顿运动定律，是动力学与功和能结合的经典题型，侧重考查功率与牵引力、速度的关系。
15.【答案】球B质量是5m 撤去拉力F，为保证球B的位置和角θ不变，可使球A绕中心轴以角速度ω匀速转动，角速度是 5g3L 撤去拉力F，使球A绕中心轴以角速度ω′(ω′>ω)匀速转动，测出球B相对于原来的位置，高度变化了0.6L，求ω′是5 g6L
【解析】解：(1)
对B球由平衡，T=mBg
对A由平衡，Tcsθ=3mg
得mB=5m
(2)由A做匀速圆周运动，Tsinθ=3mω2Lsinθ，T=mBg
得ω= 5g3L
(3)由题意A以角速度ω′匀速转动时，夹角变为θ′，B处于平衡状态，故绳上的拉力不变，而A在竖直方向上平衡，mBgcsθ′=mAg，与A以角速度ω匀速转动时一致，故θ′=θ，A的向心力大小不变
A做匀速圆周运动时mBgsinθ=mAω2L′，由ω′>ω
所以Lω)匀速转动，测出球B相对于原来的位置，高度变化了0.6L，求ω′是5 g6L。
(1)对静止的A球受力分析，由竖直方向受力平衡，结合轻绳拉力与B球重力的关系，求解B球质量；
(2)撤去拉力后，A球做圆锥摆运动，由轻绳拉力的水平分力提供向心力，结合几何关系和向心力公式求解角速度；
(3)根据B球上升的高度，确定A球新的绳长与几何关系，再结合向心力公式求解新的角速度。
本题结合静力学平衡与圆锥摆圆周运动模型，由浅入深考查受力分析与向心力公式的应用，梯度分明，能有效考查学生的综合分析能力。