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玉溪一中2025-2026学年下学期高一年级期中考物理学科试卷
总分：100分，考试时间：75分钟
单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。
1. 如图是春晚上转手绢的机器人，其手绢上有P、Q两点，圆心为O，OQ=OP，手绢做匀速圆周运动，则（　 　）
A. P、Q线速度之比为1: B. P、Q角速度之比为：1
C. P、Q向心加速度之比为：1 D. P点所受合外力不一定指向O
2．如图所示，a为近地空间站，b为运行在晨昏线上空的观测卫星，c为运行在倾斜同步轨道上的北斗导航卫星，d为地球静止同步轨道气象卫星。已知b的轨道半径大于a的轨道半径，小于c的轨道半径，则下列说法中正确的是（　　 ）
A. 观测卫星b绕地球运动的周期为1天
B．a、b、c、d的运行速度大小关系为va>vb>vc=vd
C．北斗导航卫星c可能定位在北京上空，相对地面保持静止
D．卫星c与d的周期、加速度、动能及所受地球引力都相等
3. 如图所示，悬线一端系一小球，另一端固定于O点，在O点正下方的P点钉一个钉子，使悬线拉紧与竖直方向成一角度θ，然后由静止释放小球，当悬线碰到钉子时，下列说法正确的是（　　 ）
A. 小球的瞬时速度突然变大 B. 小球所需的向心加速度不变
C. 小球的角速度突然变大 D. 悬线对小球的拉力不变
4．质量为m的汽车在平直公路上由静止启动，v-t图像如图所示，图线在0~t1的时间内为倾斜直线，t1 t2的时间内为曲线。t1时刻，汽车达到额定功率P0，之后保持不变，t2时刻达到最大速度。汽车行驶过程中所受阻力恒定，下列判断正确的是（　　 ）
A．汽车受到的阻力大小为
B．汽车的牵引力最大值为
C．当汽车的速度为v2时，加速度大小为
D．0~t2的时间内，汽车的位移为v3t2
5．随着科学技术的发展，机械臂（工业机器人）已渗透到生产的各个环节。如图所示，机械臂通过跨过两定滑轮的一不可伸长的轻绳提升重物。当机械臂与水平方向夹角α=60°时，机械臂末端到达M点，AM=OM，A、O在同一竖直线上，则到达M点时机械臂末端与重物的速度之比为（　 　）
A．2：1
B．：2
C．1：2
D．2：3
6．2025年11月，神舟二十一号载人飞船返回舱首次实施3圈自主快速返回，标志着我国载人飞船再入返回技术实现新突破。如图所示，返回舱从圆轨道1的P点变轨后，沿椭圆轨道2运动到Q点，再次变轨后进入圆轨道3。P为1、2轨道的切点，Q为2、3轨道的切点。已知1、3轨道半径之比为k，返回舱在轨道1运行的周期为T，则返回舱（　 　 ）
A．从P点进入轨道2时需要加速
B．从P点运行至Q点所需的最短时间等于
C．在轨道3与轨道1上运行的速率之比为k
D．在轨道2上运行时经过P、Q点的速率之比为
7. 左图是一辆正以速度v做匀速直线运动的自行车的车轮简化示意图，车轮边缘某点P（图中未画出）离水平地面高度h随自行车运动位移x的变化关系如右图所示，图中的L为已知量，则（　　 ）
A. 该车轮的直径为L B. 该车轮的转速为（转/每秒）
C. 在位置，P相对地面的速度为零 D. 在位置，P相对地面的速度为v
多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有
多项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　 ）
A．如图a，汽车通过拱桥最高点时对桥的压力大于重力
B．如图b所示是两个圆锥摆A、B，细线悬挂于同一点且两小球处于同一水平面，则A、B小球做匀速圆周运动的周期相等
C．如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则小球在A位置的角速度等于在B位置时的角速度
D．如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨和轮缘间会有挤压作用
9．如图，天花板上用细线等间距悬挂四个小圆环和。某同学将一小球从M点斜向上抛出，恰好能穿过四个圆环，经过圆环a时小球恰好处于最高点，已知O、M、N三点等高，，圆环a相对O点的高度h=1.8m，圆环的半径略大于小球半径，均可视为质点，不计空气阻力，则（　　 ）
A．小球在上升过程中处于超重状态
B．小球从a环运动到d环所用的时间为0.6s
C．小球抛出的初速度大小为10m/s
D．若M点稍许右移、调整初速度，小球仍可穿过四个圆环
10．如图甲，光滑圆轨道固定在竖直面内，小球沿轨道始终做完整的圆周运动。已知小球在最低点时对轨道的压力大小为N，动能为Ek。改变小球在最低点的动能，小球对轨道压力N的大小随之改变。小球的N -Ek图线如图乙，其左端点坐标为（①，②），其延长线与坐标轴的交点分别为（0，a）、（-b，0）。重力加速度为g，则下列说法正确的是（　 　）
A．小球的质量为 B．圆轨道的半径为
C．图乙①处应为5b D．图乙②处应为3a
实验题：本题共2小题，共16分。把答案写在答题卡中指定的位置。
11.（8分，每空2分）用如图甲所示的装置探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，原理示意图如图乙所示，塔轮①②③④⑤⑥的半径分别为3r、4r、5r、3r、2r、r。
探究向心力大小与半径的关系时，应该先把皮带套在左塔轮___________ 和右塔轮___________（均选填“①”“②”“③”“④”“⑤”“⑥”），再把两个质量相等的小球分别放在B位置和C位置，然后进行实验。
（2）将两个质量相等的小球分别放在A位置和C位置（它们到各自转轴的距离相等），若左右两边标尺上露出的红白相间条纹数之比为1：4，则皮带套在左塔轮___________和右塔轮___________。（均选填“①”“②”“③”“④”“⑤”“⑥”）
12．（8分，每空2分）某实验小组的同学为了研究平抛运动的轨迹，设计了如图甲所示的实验，首先将坐标纸固定在方木板上，然后进行如下操作：
实验时，应调整斜槽的末端水平，为了检验斜槽末端是否水平，其方法为______。
（2）（多选）下列操作正确的是______。
A．实验时，应选择光滑的斜槽
B．实验前，应调整方木板竖直
C．每次释放小球时，应将小球由同一位置静止释放
D．在确定小球的落点时，竖直挡板每次向右平移的距离必须相同
（3）某次实验时，该实验小组的同学在坐标纸上得到了三个碰撞点，如图乙所示，已知坐标纸中每个小方格的边长l=3.2cm，重力加速度，则小球离开斜槽末端的速度大小为v0=______，小球经过b点的竖直分速度大小为vby=______。（结果保留两位有效数字）
四、解答题：本题共3小题，共 38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13.（10分）风洞实验室能产生大小和方向均可改变的风力，如图所示，在风洞实验室中有足够大的光滑水平面，在水平面上建立xoy直角坐标系。质量m=0.5kg的小球以初速度v0=0.6m/s从O点沿x轴正方向运动，在0～2.0s内受到一个沿y轴正方向、大小F1=0.20N的风力作用；小球运动2.0s后风力方向变为y轴负方向、大小变为F2=0.10N（图中未画出）。求：
（1）2.0s末小球的速度大小v；
（2）风力F2作用多长时间，小球的速度变为与初速度相同？
14．（12分）雪地转椅是一种游乐项目，其中心传动装置带动转椅在雪地上滑动，俯视图为图甲。传动装置有一高度可调的水平圆盘，可绕通过中心O点的竖直轴匀速转动。半径为R的圆盘边缘A处固定连接一轻绳，长度也为R的轻绳另一端B连接转椅（视为质点）。转椅运动稳定后，其角速度为ω1且与水平圆盘角速度相等，到O点的距离。已知重力加速度为g，不计空气阻力。
（1）对图甲所示情况分析，求转椅与雪地之间的动摩擦因数μ。
（2）如图乙所示，将水平圆盘升高，当水平圆盘以某一角速度匀速转动时，转椅恰好离开雪地做匀速圆周运动，此时绳子与竖直方向的夹角α=37°（sin37°=0.6，cos37°=0.8），求此时水平圆盘的角速度ω2。
15．（16分）如图所示，在竖直平面内，粗糙的斜面轨道AB的下端与光滑圆弧轨道BCD相切于B点，C是最低点，圆心角∠BOC=37°，D与圆心O等高，圆弧轨道半径R=1.0m，现有一个质量m=0.2kg，与斜面AB之间的动摩擦因数μ=0.5的小物体（可视为质点），从D 点的正上方h=0.4m的E点处自由下落，物体恰好到达斜面顶端A处。取sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2 ，求：
（1）物体第一次到达 C点时的速度大小；
（2）斜面AB的长度L；
（3）若μ可变，求μ取不同值时，物块在斜面上滑行的路程x。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A B C C D D B BD BC AC
一/二 选择题
答案 ：A
【详解】AB．P、Q两点绕O点转动，则角速度相等，根据v=ωr，可知线速度之比为，选项A正确，B错误；
C．根据a=ω2r可知，P、Q向心加速度之比为，选项C错误；
D．P点绕O点做匀速圆周运动，则所受合外力一定指向O，选项D错误。故选A。
2. 答案：B
【详解】A．观测卫星b运行在晨昏线上空，可24小时不间断对太阳进行观测，其轨道半径小于同步卫星，周期小于24小时，故A错误；
B．a、b、c、d做圆周运动的向心力皆由地球对其的万有引力提供，由
可得，所以va>vb>vc=vd，故B正确；
C．同步轨道卫星c，其周期为24小时，但其速度方向与地面上各点线速度方向不同，不可能相对地面静止，故C错误；
D．c与d的速度、周期、加速度大小均相等，但卫星的质量关系不清楚，故所受地球引力及动能未必相等，故D错误。
3. 答案：C
【详解】AC．使悬线拉紧与竖直方向成一角度θ，然后由静止释放小球，当悬线碰到钉子的前后瞬间，由于重力与拉力都与速度垂直，所以小球的线速度大小不变；根据，由于悬线碰到钉子后的瞬间，小球做圆周运动的半径变小，所以小球的角速度突然增大；
B．根据，由于小球做圆周运动的半径变小，小球的向心加速度突然增大，故B错误；
D．根据牛顿第二定律得，可得
可知悬线对小球的拉力变大，故D错误。故选C。
答案：C
【详解】A．汽车所受的恒定阻力大小为，故A错误；
B．根据牛顿第二定律，其中，解得，故B错误；
C．当汽车的速度为v2时，汽车的牵引力为，根据牛二，解得；
D．0~t1的时间内，汽车的位移为
t1~t2的时间内，根据动能定理，解得
所以，0~t2的时间内，汽车的位移为，故D错误。
答案：D
【详解】当机械臂与水平方向夹角为α=60°时，机械臂末端到达M点，此时AM=OM，机械臂末端M点的线速度与绳的夹角为30°，分解速度可得，则。
答案：D
【详解】A．从轨道1（外圆）进入椭圆轨道2，需要向内侧做近心运动，万有引力需要大于向心力，因此需要在P点减速，不是加速，故A错误；
B．设轨道1半径为，轨道3半径为，由题意得，即
椭圆轨道2的半长轴，根据开普勒第三定律
代入a得，从P到Q的最短时间为半个周期，得；
C．圆轨道万有引力提供向心力，得，因此速率比；
D．根据开普勒第二定律，近地点和远地点满足，得
因此速率比，故D正确。故选D。
答案：B
【详解】A.根据题意，自行车运动位移L时，车轮转动一周，则直径，故A错误；
B．车轮转动一周用时为，则转速为，故B正确；
C．在位置，P在最高点，速度恰好水平，相对地面速度为2v，故C错误；
D．在位置，P处于与圆心等高处，此时其有水平方向的速度v，和竖直方向的速度v，根据平行四边形定则可知，相对地面的速度为，故D错误。故选B。
8. 答案：BD
【详解】A．汽车在拱桥最高点时，合力向下提供向心力
可得支持力
根据牛顿第三定律，汽车对桥的压力等于支持力，因此压力小于重力，A错误；
B．对圆锥摆小球受力分析，重力和拉力的合力提供向心力
设悬挂点到圆周圆心的竖直高度为h，由几何关系得，解得周期
两球处于同一水平面，h相同，因此周期相等，B正确；
C．对圆锥筒内小球受力分析，设侧棱与中轴线夹角为α，合力提供向心力得
化简得，由图可知A位置圆周半径，因此，C错误；
D．火车转弯时，重力与支持力的合力刚好提供规定速度的向心力。当速度超过规定速度时，所需向心力更大，合力不足，火车会向外偏移挤压外轨，外轨与轮缘间产生挤压作用，D正确。
9. 答案：BC
【详解】A．小球在空中运动时仅受重力作用，加速度向下，处于失重状态，故A错误；
BC．四个圆环恰在小球运动轨迹抛物线上，且圆环处于抛物线的最高点，对小球从到穿过圆环a的过程，在竖直方向上有，
在水平方向上有，联立解得，，，故BC正确；
抛出点向右移动稍许时，小球运动轨迹不可能与原轨迹重合，即不可能仍穿过四个圆环。
10. 答案：AC
【详解】AB．根据牛顿第三定律可知，小球在最低点的压力大小等于支持力，所以小球在最低点时有，，所以，结合图线可得，，所以，，故A正确，B错误；
CD．由于小球能做完整的圆周运动，当小球恰好通过最高点时，有
小球从最低点运动到最高点，根据动能定理可得
联立解得，，此时可得
所以①处为，②处为，故C正确，D错误。故选AC。
三、实验题
11．（8分，每空2分）（1） ① ④ （2） ② ⑤
【详解】（1）探究向心力大小与半径的关系时，应使两球质量相等，做圆周运动的半径相等；则应该先把皮带套在左塔轮①和右塔轮④，再把两个质量相等的小球分别放在B和C位置。
将两个质量相等的小球分别放在A位置和C位置（它们到各自转轴的距离相等），若左右两边标尺上露出的红白相间条纹数之比为，可知向心力之比为，根据可知，左右两边的角速度之比为，根据可知，左右塔轮的半径之比为，则皮带套在左塔轮②和右塔轮⑤。
（8分，每空2分）（1）小球放在斜槽末端，若小球静止不动说明斜槽末端水平
（2）BC （3） 1.6 2.4
【详解】（1）将小球放在斜槽末端，若小球静止不动说明斜槽末端水平；
（2）A．实验时，没有必要使斜槽轨道光滑，故A错误；
B．为了减小实验误差，实验时应保持方木板沿竖直方向固定，故B正确；
C．每次释放小球时，应将小球由同一位置静止释放，故C正确；
D．在确定小球的落点时，挡板每次向右平移的距离不必要相同，故D错误；故选BC。
（3）[1]由于相邻两点的水平间距相等，则小球依次经过相邻两点的时间相等，则在竖直方向上有，解得。小球离开斜槽末端的速度大小为，解得
[2]小球经过b点时竖直方向的分速度大小为。
四、解答题：
13.（10分）【答案】（1）1m/s （2）4s
【详解】（1）小球受重力、支持力和风的推力，在x方向不受外力，做匀速直线运动，在y方向受到恒定的力，故y方向做匀变速直线运动，设在0~2.0s内小球运动的加速度为，则根据牛顿第二定律，有 ---1分
解得 ---1分
根据运动学公式，有 ---2分
2.0s末小球的速度大小 ---2分
（2）根据牛顿第二定律，风力作用时物体的加速度为---2分
风力F2作用时间为 ---2分
故风力F2作用4s的时间，小球的速度变为与初速度相同。
14. （12分）【答案】（1） （2）
【详解】（1）转椅做匀速圆周运动，设圆周运动的半径与轻绳夹角为θ，由几何知识 ---1分
得
设轻绳拉力为F，转椅质量为m，沿切向有 ---2分
沿径向有 ---2分
联立解得 ---1分
（2）转椅做匀速圆周运动的半径为 ---2分
重力与拉力的合力提供向心力，即 ---3分
联立解得 ---1分
15. （16分）【答案】（1） （2）1.2m （3）分类讨论，见解析
【详解】（1）物体从E到C的过程中，只有重力做功，设物体运动到最低点C时的速度为，对物体从E到C列动能定理方程有 ---2分
代入数据解得 ---1分
（2）物体从C到A的过程中，重力和摩擦力做功，列动能定理方程有 ---3分
代入数据解得斜面AB的长度为 ---1分
（3）当物块恰好能停在斜面上时应满足
解得 ---2分
情况一：当时，物块在斜面上向上滑到速度减为零后静止，将不再下滑。
同理列动能定理方程有---2分
解得物块在斜面上滑行的路程 ---1分
情况二：当时，物块将在斜面上多次滑行往复运动，最终到B点速度减为零。对全程列动能定理方程有 ---2分
解得 ---1分
情况三：当时，物块受到的摩擦力较小，物块将滑出斜面，物块在斜面上滑行的路程为斜面的长度，即 --1分

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