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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
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：：，则它们的角速度大小之比：等于( )
A. ： B. C. ： D.
3.如图所示，某行星绕太阳沿椭圆运动，运行的周期为，为近日点，为远日点，、为轨道短轴的两个端点，则该行星在从到、到的运动过程中( )
A. 从到所用的时间等于
B. 从到所用的时间等于
C. 从到所用时间大于
D. 从到与从到所用的时间相同
4.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，则关系图象是( )
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，倾角为，重力加速度为，当物块运动的距离为过程中，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
D. 重力对物块做功为
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，已知圆周运动半径为，小球所在位置处的切面与水平面夹角为，小球质量为，重力加速度取，关于该小球，下列说法正确的是( )
A. 角速度为 B. 线速度大小为
C. 向心加速度大小为 D. 所受支持力大小为
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，射入深度为，在此过程中木块的位移为，则子弹动能的减少量和木块动能的增加量分别为( )
A. 、
B. 、
C. 、
D. 、
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，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. B. C. D.
9.如图所示，一质量为、半径为的实心球质量分布均匀放在水平地面上，现从球中挖去一半径为
的小球，挖去后的空穴与原球面相切于最高点，重力加速度大小为，以地面为参考平面，则挖去球后
剩余部分的重力势能为( )
A.
B.
C.
D.
10.一颗人造地球卫星在较低圆轨道Ⅰ运行，在点点火进入椭圆轨道Ⅱ，由近地点向远地点运动，再于点进行二次点火，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、挡板、挡板处做圆周运动的轨道半径之比为：：。
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
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：，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”；
探究向心力大小与轨道半径关系时，应选择 ；
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
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.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，半径为，万有引力常量为。求：
月球表面的重力加速度忽略月球自转的影响；
月球的第一宇宙速度。
13.如图所示，轨道的段为一半径的光滑四分之一圆形轨道，段为高为的竖直轨道，段为水平轨道，一质量为的小球由点从静止开始下滑到后离开点做平抛运动，重力加速度取。求：
小球由点从静止开始下滑到点时速度的大小；
小球离开点后，在轨道上的落地点到的水平距离。
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，汽车的额定功率为，在平直的测试公路上行驶时，受到的阻力大小恒为，求：
在不超过额定功率的前提下，求该汽车所能达到最大速度的大小；
若汽车以额定功率启动，当车速为时，汽车的加速度的大小；
如果汽车从静止开始以做匀加速直线运动，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。
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、，球的质量为，对施加一水平向右的拉力未知，当时，系统正好处于静止状态，球到管顶之间的距离为，空气阻力不计，，，重力加速度为。
求球质量的；
撤去拉力，为保证球的位置和角不变，可使球绕中心轴以角速度匀速转动，如图乙所示，求；
撤去拉力，使球绕中心轴以角速度匀速转动，测出球相对于原来的位置，高度变化了，求。
答案解析
1.【答案】
【解析】解：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：。
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】
【解析】解：根据万有引力提供向心力，可得：，解得：，由半径之比为：，可得角速度之比为：，故ABC错误，D正确。
故选：。
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】
【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。由于行星在近日点时距离太阳最近，速率最大；在远日点时距离太阳最远，速率最小。因此，行星从到的过程中，速率逐渐减小；从到的过程中，速率逐渐增大；
A、椭圆轨道中，到的弧长小于到的弧长因点速率最大，点速率介于和之间。根据开普勒第二定律，行星在到段的平均速率大于到段的平均速率，且两段弧长不同，故到所用时间小于，故A错误；
B、同理，到的弧长大于到的弧长，且点速率最小，点速率介于和之间，因此到段的平均速率小于到段的平均速率，故到所用时间大于，故B错误；
C、、为椭圆短轴端点，根据椭圆对称性，到的运动可分为到和到两段。由开普勒第二定律，到段的平均速率小于到段的平均速率，且两段弧长相等，因此到的总时间大于，故C正确；
D、到为半个椭圆轨道，时间为；由选项C分析可知，到的时间大于，故两者时间不同，故D错误。
故选：。
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】
【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：
故秒时重力的功率为：
故说明与时间成正比，故A正确，BCD错误。
故选：。
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】
【解析】解：物块匀速运动受力如图
A.物块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，因此摩擦力对物块做正功，故B错误；
C.摩擦力，方向沿传送带向上，位移也沿传送带向上，所以摩擦力做功，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
重力做功，故D错误。
故选：。
对随倾斜传送带匀速向上运动的物块受力分析，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】
【解析】解：、对小球作受力分析可知
代入数据可得，故A正确；
B、线速度大小为
代入数据可得，故B错误；
C、向心加速度大小为
代入数据可得，故C错误；
D、所受支持力大小为
代入数据可得，故D错误。
故选：。
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】
【解析】解：对子弹，在此过程中，子弹对地位移为，根据动能定理得：，则子弹动能的减少量为；
对木块，根据动能定理得：，即木块动能的增加量为，故ACD错误，B正确。
故选：。
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】
【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：，解得：，故ACD错误，B正确。
故选：。
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】
【解析】解：挖去的球的半径是铁球半径的一半，根据
其质量是铁球质量的所以挖去的球的质量
挖去球前，铁球的重力势能
挖去的球在原位置处的重力势能
所以挖去球后铁球的重力势能，故C正确，ABD错误。
故选：。
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】
【解析】解：、根据万有引力定律提供向心力，可得：，轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上的速度大小满足：，故BC错误；
、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上从到的运动过程速度变小，故A正确，D错误。
故选：。
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上从到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】
不变
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：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：。
若增大手柄的转速，两球角速度同比例增大，根据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。
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：。
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：。
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：；不变；；；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。
根据线速度、角速度关系判断；
根据增大手柄的转速，两球角速度同比例增大判断；
根据控制变量法结合装置分析判断；
根据实验装置的作用分析判断；
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 月球的第一宇宙速度为
【解析】解：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：，解得：；
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：，解得：。
答：月球表面的重力加速度为；
月球的第一宇宙速度为。
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；
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】小球由点从静止开始下滑到点时速度的大小为 小球离开点后，在轨道上的落地点到的水平距离为
【解析】解：小球由点从静止开始下滑到点的过程，由动能定理得
得
小球离开点后做平抛运动，竖直方向有
得
水平方向有
解得
答：小球由点从静止开始下滑到点时速度的大小为；
小球离开点后，在轨道上的落地点到的水平距离为。
到的过程中，只有重力做功，根据动能定理求出小球到达点的速度大小；
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的大小是 若汽车以额定功率启动，当车速为时，汽车的加速度的大小是 如果汽车从静止开始以做匀加速直线运动，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
【解析】解：设汽车以额定功率启动后达到最大速度时牵引力为汽车达到最大速度时有，又由
代入数据可得
当车速为时，，又由牛顿第二定律
代入数据可得
若汽车以恒定加速度启动，设汽车的牵引力为，由牛顿第二定律
设匀加速达到的最大速度为则有，又
代入数据可
答：在不超过额定功率的前提下，该汽车所能达到最大速度的大小是；
若汽车以额定功率启动，当车速为时，汽车的加速度的大小是；
如果汽车从静止开始以做匀加速直线运动，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。
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；
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；
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】球质量是 撤去拉力，为保证球的位置和角不变，可使球绕中心轴以角速度匀速转动，角速度是 撤去拉力，使球绕中心轴以角速度匀速转动，测出球相对于原来的位置，高度变化了，求是
【解析】解：
对球由平衡，
对由平衡，
得
由做匀速圆周运动，，
得
由题意以角速度匀速转动时，夹角变为，处于平衡状态，故绳上的拉力不变，而在竖直方向上平衡，，与以角速度匀速转动时一致，故，的向心力大小不变
做匀速圆周运动时，由
所以，球下降
对，
解得
答：球质量是；
撤去拉力，为保证球的位置和角不变，可使球绕中心轴以角速度匀速转动，角速度是；
撤去拉力，使球绕中心轴以角速度匀速转动，测出球相对于原来的位置，高度变化了，求是。
对静止的球受力分析，由竖直方向受力平衡，结合轻绳拉力与球重力的关系，求解球质量；
撤去拉力后，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；
根据球上升的高度，确定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。
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