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北京市顺义一中2025-2026学年高一（下）段考物理试卷（4月份）
一、单选题：本大题共14小题，共42分。
1.关于开普勒第三定律公式，下列说法正确的是( )
A. 公式只适用于绕太阳沿椭圆轨道运行的行星
B. 公式中代表椭圆轨道的长轴长度
C. 式中的值是一个对所有绕太阳运行的行星都相等的常量
D. 式中的代表行星自转的周期
2.根据开普勒行星运动定律和圆周运动知识得：太阳对行星的引力，行星对太阳的引力，其中、、分别为太阳的质量、行星的质量和太阳与行星间的距离。下列说法正确的是( )
A. 由和，知：：
B. 由和，知：：
C. 和大小相等，是作用力与反作用力
D. 和大小相等，所以是一对平衡力
3.在水平面上转弯的摩托车，如图所示，提供向心力是( )
A. 重力和支持力的合力 B. 静摩擦力
C. 滑动摩擦力 D. 重力、支持力、牵引力的合力
4.关于平抛运动，下列说法正确的是( )
A. 落地时间由初速度决定 B. 水平射程仅由初速度决定
C. 加速度大小不变，方向变化 D. 加速度大小、方向均不变
5.年牛顿在总结了前人研究成果的基础上提出了万有引力定律，并通过“月地检验”证明了地球对地面物体的引力与行星对卫星的引力具有相同的性质。当时牛顿掌握的信息有：地球表面的重力加速度取，月球绕地球做圆周运动的轨道半径为，约为地球半径的倍，月球的公转周期约为天。下列关于“月地检验”的说法中正确的是( )
A. 牛顿计算出了地球表面重力加速度约为月球绕地球做圆周运动的加速度的倍，从而完成了“月地检验”
B. 牛顿计算出了地球表面重力加速度约为月球绕地球做圆周运动的加速度的倍，从而完成了“月地检验”
C. 牛顿计算出了地球表面苹果的重力约为月球受到地球引力的倍，从而完成了“月地检验”
D. 牛顿计算出了月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的，从而完成了“月地检验”
6.如图所示，质量为的小球在水平面内做匀速圆周运动。若保持轨迹所在水平面到悬点的距离不变，增大轻绳的长度。有关小球做圆周运动的周期与轻绳的拉力大小，下列说法正确的是( )
A. 减小
B. 增大
C. 减小
D. 增大
7.如图所示，细线的一端固定于点，小球从某一高度由静止释放，在点的正下方钉一个钉子，当小球运动到最低点，细线与钉子相碰瞬间前与瞬间后，下列说法正确的是( )
A. 小球的线速度大小不变
B. 小球的角速度突然变小
C. 小球的向心加速度大小突然变小
D. 细线受到小球的拉力大小不变
8.如图所示为某港口大型起重装置，缆车下吊一重物正匀速运动，速度为，所吊重物可视为质点的质量为，吊重物的缆绳长为，不计缆绳的质量，重力加速度为，当缆车突然停止时，缆绳所承受的拉力大小为( )
A. B. C. D.
9.如图所示，半径为的水平圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，为圆盘边缘上一点，在点的正上方将一个可视为质点的小球以的速度水平抛出，半径方向恰好与该初速度的方向相同。若小球与圆盘只碰一次，且落在点，则圆盘转动的角速度大小可能是( )
A.
B.
C.
D.
10.如图所示，以的速度水平抛出的物体，飞行一段时间后垂直地撞在倾角的斜面上，下列说法正确的是( )
A. 物体飞行时间
B. 物体撞击斜面时的速度大小
C. 物体撞击斜面时的速度大小
D. 物体下落的竖直距离
11.如图所示，、两个质点以相同的水平速度从坐标原点沿轴正方向抛出，在竖直平面内运动，落地点为，紧贴光滑的斜面运动，落地点为，、在同一水平面内，、两质点从点运动到和所用时间分别为和，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. B. C. D. 无法判断
12.某质点在水平面上运动，时，质点位于坐标原点上，它在轴方向运动的速度时间图像如图甲所示，它在轴方向的位移时间图像如图乙所示，下列说法正确的是( )
A. 该质点在水平面上做匀加速直线运动
B. 该质点在时的位置坐标为
C. 该质点在时的速度大小为
D. 该质点运动的轨迹方程为
13.假设地球的半径为，质量为，绕太阳公转半径为，公转周期为。一质量为的宇宙飞船围绕地球做匀速圆周运动，半径为，周期为，不考虑其他天体的影响，已知引力常量为，则下面表达式正确的是( )
A. B. C. D.
14.一质量为的物体分别放在地球的南、北两极时，该物体的重力均为；将该物体放在地球赤道上时，该物体的重力为，假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为，已知引力常量为，考虑地球自转，则由以上信息可得出( )
A. 在地球南、北两极时的重力加速度小于在地球赤道上时的重力加速度
B. 地球的质量为
C. 地球的自转周期为
D. 地球的平均密度为
二、实验题：本大题共2小题，共18分。
15.在“研究平抛运动特点”的实验中，小怡分别使用了图甲和图乙的实验装置。
在图甲所示实验中，小锤打击弹性金属片，球水平抛出，同时球被松开自由下落，下列说法正确的是 填选项前的字母。
A.所用两球的质量必须相等
B.可研究平抛运动竖直方向是否为自由落体运动
C.可研究平抛运动水平方向是否为匀速直线运动
D.用较大的力敲击弹性金属片，球先落地
小恰用图乙所示的装置继续进行实验，在方格纸上记录并画出小球做平抛运动的轨迹后，又在轨迹上取出、、、四个点，如图丙所示轨迹已擦去。已知每个小方格的边长已知，重力加速度为，可知：小球平抛运动的初速度 。用题中所给字母表示
抛出点距离点的竖直距离为 。用题中所给字母表示
16.探究向心力大小与小球质量、角速度和半径之间关系的实验装置如图所示。转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动，小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力变速塔筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板、、处做圆周运动的半径之比为：：。
本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的 。
A.探究小车速度随时间变化的规律
探究平抛运动的特点
C.探究两个互成角度的力的合成规律
D.探究加速度与物体受力、物体质量的关系
探究向心力大小与圆周运动角速度的关系时，应选择半径 的两个塔轮选填“相同”或“不同”。同时选择质量 选填“相同”或“不同”的两个小球分别放在 处。
A.挡板与挡板
B.挡板与挡板
C.挡板与挡板
某实验小组通过如图所示的装置验证向心力大小的表达式。滑块套在水平杆上，随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为，图示位置滑块正上方有一光电门固定在铁架台的横杆上。滑块旋转半径为，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和角速度的数据。
某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为，则角速度 ；
以为纵坐标，以横坐标，可在坐标纸中标出实验的数据点并连接各点，如果作出的是一条 选填“直线”“抛物线”“双曲线”“正弦曲线”，从而验证向心力大小与角速度的平方成正比。
三、计算题：本大题共4小题，共40分。
17.如图所示，水平放置的排水管满口排水，管口的横截面积为，管口离水池水面的高度为，水在水池中的落点与管口的水平距离为。假定水在空中做平抛运动，已知重力加速度为，根据数据可认为远大于管口内径。求：
水从管口到水面的运动时间；
水从管口排出时的速度大小；
管口单位时间内流出水的体积。
18.如图所示，质量为的小桶里盛有的水，用绳子系住小桶在竖直平面内做“水流星”表演，为使小桶经过最高点时水不流出，在最高点时最小速度是，取。若小桶经过最高点时的速度为，小桶以及水均看成质点求：
小桶做圆周运动的半径；
在最高点当速度为时，绳的拉力大小；
在最高点当速度为时，小桶对水的压力大小。
19.已知木星的半径为，木星的卫星木卫二的质量为，木卫二绕木星做匀速圆周运动的轨道半径为，绕木星运动的周期为，引力常量为。已知球体体积公式求：
木星的质量；
木星北极点的重力加速度；
木星的密度。
20.斜抛物体的运动轨迹是一条抛物线，抛物线各个位置的弯曲程度虽然不同，但我们可将抛物线分割成许多很短很短的小段，即物体在每小段的运动都可以看作半径为某个合适值称为曲率半径的圆周运动的一部分，进而采用圆周运动的分析方法来进行研究。如图所示，一个小球被斜向上抛出，初速度方向与水平方向成角，抛出点的曲率半径为，重力加速度为，忽略空气阻力，求：
将抛出点附近很短很短的一段抛物线看作圆周运动的一部分，求这个圆周运动的向心力大小；
抛出时的初速度大小；
物体到达最高点的速度大小；
最高点的曲率半径。
答案
1.
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15. ；；。
16. ；；；直线。
17.解：水在空中做平抛运动，由平抛运动规律得，
竖直方向，
解得水从管口到水面的运动时间为；
由平抛运动规律得，水平方向
解得水从管口排出时的速度大小
管口单位时间内流出水的体积
答：水从管口到水面的运动时间为；
水从管口排出时的速度大小为；
管口单位时间内流出水的体积为。
18.解：当小桶经过最高点速度最小时，重力提供向心力，对整体有：
代入数据可得
对整体，在最高点时重力与绳的拉力的合力提供向心力，有：
代入数据可得
对水，在最高点时重力与桶底支持力的合力提供向心力，有：
代入数据可得
答：小桶做圆周运动的半径为；
绳的拉力大小为；
小桶对水的压力大小为。
19.解：木卫二绕木星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，
由牛顿第二定律得
解得木星在质量
在木星北极物体所受重力等于万有引力，即
解得木星北极的重力加速度
木星的密度
答：木星的质量是；
木星北极点的重力加速度；
木星的密度是。
20.解：在抛出点，小球的初速度与水平方向夹角为，其法线方向与竖直方向夹角也为，将重力沿该法线方向分解，其分力提供向心力，故F。
由向心力公式，结合中结果，解得：。
小球做斜抛运动，水平分速度不变，在最高点竖直分速度为零，故最高点速度，代入的表达式得。
在最高点，速度水平向右，重力竖直向下，此时重力完全提供向心力，有，解得：；将的表达式代入，解得最高点曲率半径。
答：抛出点附近圆周运动的向心力大小为。
初速度大小为。
最高点的速度大小为。
最高点的曲率半径为。
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