资源简介

2025-2026学年江苏省无锡市辅仁高级中学高一（下）期中
物理试卷
一、单选题：本大题共11小题，共44分。
1.下列说法正确的是( )
A. 开普勒研究了行星运动得出了开普勒三大定律，并发现了万有引力定律
B. 开普勒利用扭秤实验测出了万有引力常量的大小
C. 由可知，当趋近于零时，万有引力趋于无穷大
D. 相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积相等
2.关于宇宙速度，下列说法正确的是( )
A. 人造地球卫星运行时的速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
B. 第一宇宙速度是地球同步卫星的发射速度
C. 第一宇宙速度是人造卫星沿圆轨道运行时的最大速度
D. 第三宇宙速度是物体脱离地球的最小发射速度
3.年月，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约的“天宫二号”空间站上通过天地连线，为同学们上了一堂精彩的科学课。通过直播画面可以看到，在近地圆轨道上飞行的“天宫二号”中，航天员可以自由地漂浮，这表明他们( )
A. 所受地球引力的大小近似为零
B. 所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零
C. 在地球表面上所受引力的大小小于其随飞船运动所需向心力的大小
D. 所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等
4.若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径倍的情况下，需要验证( )
A. 地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的
B. 月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的
C. 物体在月球表面自由下落的加速度约为在地球表面的
D. 苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的
5.地球表面的重力加速度为，地球半径为，引力常量为，可估算地球的平均密度为( )
A. B. C. D.
6.如图所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为，在与水平面成角的恒定拉力的作用下，沿水平地面向右移动了一段距离，已知雪橇与地面间的动摩擦因数为，雪橇受到的( )
A. 支持力做功为
B. 重力做功为
C. 滑动摩擦力做功为
D. 拉力做功为
7.以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为，空气阻力的大小恒为，则从抛出到落回到抛出点的过程中，空气阻力对小球做的功为( )
A. B. C. D.
8.质量为的汽车启动后沿平直路面行驶，发动机的功率恒为，且行驶过程中受到的阻力大小一定。当汽车速度为时，汽车做匀速运动；当汽车速度为时，汽车的瞬时加速度为( )
A. B. C. D.
9.如图所示，有一条长为的均匀金属链条，有一半在光滑的足够高的斜面上，斜面顶端是一个很小的圆弧，斜面倾角为，另一半竖直下垂在空中，当链条从静止开始释放后链条滑动，则链条刚好全部滑出斜面时的速度为取( )
A. B.
C. D.
10.如图所示，与水平面成角的传送带，在电动机的带动下以恒定的速率顺时针运行。现将质量为的小物块从传送带下端点无初速度地放到传送带上，经时间物块与传送带达到共同速度，再经时间物块到达传送带的上端点，已知、间的距离为，重力加速度为，则在物块从运动到的过程中，以下说法正确的是( )
A. 在时间内摩擦力对物块做的功等于
B. 在时间内物块和传送带间因摩擦而产生的内能小于物块机械能的增加量
C. 在时间内因运送物块，电动机至少多消耗的电能
D. 在时间内传送带对物块做的功等于
11.现有一均匀变小的力拉着物体在粗糙水平地面从静止开始滑动，物体质量，物体与地面间的动摩擦因数，随物体位移的变化如图所示，当物体位移为时停止运动。取，则下列说法正确的是( )
A. 物体动能的最大值为 B.
C. 物体在时的速度最大 D. 物体速度的最大值为
二、实验题：本大题共1小题，共15分。
12.某实验小组“用落体法验证机械能守恒定律”，实验装置如图甲所示。实验中测出重物自由下落的高度及对应的瞬时速度，计算出重物减少的重力势能和增加的动能，然后进行比较，如果两者相等或近似相等，即可验证重物自由下落过程中机械能守恒。请根据实验原理和步骤完成下列问题：
关于上述实验，下列说法中正确的是______。
A.重物最好选择密度较小的木块
B.重物的质量可以不测量
C.实验中应先接通电源，后释放纸带
D.可以利用公式来求解瞬时速度
如图乙是该实验小组打出的一条点迹清晰的纸带，纸带上的点是起始点，选取纸带上连续的点、、、、、作为计数点，并测出各计数点到点的距离依次为、、、、、。已知打点计时器所用的电源是的交流电，重物的质量为，则从计时器打下点到打下点的过程中，重物减小的重力势能______；重物增加的动能______，两者不完全相等的原因可能是______。重力加速度取，计算结果保留三位有效数字
实验小组的同学又正确计算出图乙中打下计数点、、、、、各点的瞬时速度，以各计数点到点的距离为横轴，为纵轴作出图象，如图丙所示，根据作出的图线，能粗略验证自由下落的物体机械能守恒的依据是______。
三、简答题：本大题共1小题，共8分。
13.已知地球表面上的重力加速度约为，第一宇宙速度约为，某星球半径约为地球半径的倍，质量是地球质量的倍，求：
该星球表面的重力加速度；
该星球的第一宇宙速度。
四、计算题：本大题共3小题，共33分。
14.两个相同的金属小球可视为点电荷，一个带的电量为，另一个带的电荷量为静电力常量为。求：
当两球相距为时，它们之间的静电力大小并注明是引力还是斥力；
把两球接触，分开后使它们相距仍为，它们之间的静电力大小并注明是引力还是斥力。
15.如图所示，水平长直轨道与半径为的光滑竖直圆轨道相切于点，轨道与半径为的光滑竖直圆轨道相切于点，质量的小球静止在点，现用的水平恒力向右拉小球，在到达中点时撤去拉力，小球恰能通过点。已知小球与水平面间的动摩擦因数，取。求：
小球在点的速度的大小；
小球在点对圆轨道的压力的大小；
、两点间的距离。
16.如图所示，一足够长的水平传送带以的速度顺时针匀速转动，与倾角为的斜面的底端平滑连接，将一质量的小物块未画出从点静止释放。已知、的距离，物块与斜面、传送带间的动摩擦因数均为，取，，。求：
小物块第一次运动到点时的速度大小；
物块第一次从点冲上传送带到沿传送带运动到最远处的过程中，电动机因传送物块多做的功；
从释放到最终停止运动，小物块在斜面上运动的总路程。
答案解析
1.【答案】
【解析】解：、开普勒研究了行星运动得出了开普勒三大定律，牛顿发现了万有引力定律，故A错误；
B、卡文迪许利用扭秤实验测出了万有引力常量的大小，故B错误；
C、万有引力定律公式适用于质点间的万有引力，当距离趋向于时，公式不再适用，不能得出趋近于零时，万有引力趋于无穷大的结论，故C错误；
D、根据开普勒第二定律知，火星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，故D正确。
故选：。
根据物理学史和常识解答，明确开普勒的贡献以及万有引力发现的历程；知道万有引力定律的适用条件以及开普勒定律的基本内容。
本题考查万有引力发现历程以及万有引力定律的适用条件和开普勒定律的基本内容应用，要求牢记相关物理学家的主要贡献，明确万有引力定律适用于质点间的万有引力计算，当趋向于零时，万有引力公式不再适用。
2.【答案】
【解析】解：人造地球卫星在圆轨道运行时，轨道半径越大，线速度越小，近地轨道的线速度是圆轨道卫星的最大运行速度，因此人造地球卫星运行时的速度不大于第一宇宙速度，故A错误；
B.第一宇宙速度是近地卫星的最小发射速度，而地球同步卫星轨道高度远大于近地轨道，其发射速度需大于第一宇宙速度，故B错误；
C.人造卫星沿圆轨道运行时，线速度随轨道半径的减小而增大，近地轨道半径最小，对应的第一宇宙速度是圆轨道卫星的最大运行速度，故C正确；
D.物体脱离地球引力的最小发射速度是第二宇宙速度，第三宇宙速度是物体脱离太阳系的最小发射速度，故D错误。
故选：。
根据三个宇宙速度的定义，区分运行速度与发射速度，逐一分析各选项的描述是否符合宇宙速度的物理意义。
本题考查宇宙速度的核心概念辨析，区分了不同宇宙速度的物理意义与卫星运行、发射速度的关系，是天体运动基础概念的典型应用。
3.【答案】
【解析】解：航天员可以自由地漂浮，是由于所受地球引力提供向心力，所以引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等，故ABC错误，D正确；
故选：。
空间站在轨道上绕地球做匀速圆周运动，宇航员在空间站中随空间站一起做绕地圆周运动，万有引力完全提供做圆周运动的向心力。
本题以“天宫二号”空间站直播授课为背景考查人造卫星运行问题，解题关键要分析清楚空间站的运动，知道航天器在轨道上绕地球做匀速圆周运动时万有引力提供向心力。
4.【答案】
【解析】解：设地球的质量为，月球的质量为，苹果的质量为，地球的半径为，月球半径为
A.根据万有引力定律可得地球吸引月球的力为
苹果受到的万有引力为
由于月球质量和苹果质量之间的关系未知，二者之间万有引力的关系无法确定，故A错误；
B.由万有引力提供向心力可得，月球公转的加速度约为
苹果落向地面重力近似等于万有引力，加速度
整理可知
故B正确；
C.由万有引力等于重力，在地球表面有
在月球表面有
由于地球、月球本身的半径大小、质量大小关系未知，故无法求出月球表面和地面表面重力加速度的关系，故C错误；
D.因无法求出月球表面和地面表面重力加速度的关系，故无法求出苹果在月球表面受到的引力与地球表面引力之间的关系，故D错误。
故选：。
万有引力提供月球做圆周运动的向心力，在地球表面的苹果受到的万有引力等于重力，可得月球向心加速度与地球表面重力加速度关系，从而即可求解。
此题考查了万有引力定律及其应用，解决本题的关键掌握月地检验的原理，掌握万有引力等于重力和万有引力提供向心力这两个理论，并能灵活运用。
5.【答案】
【解析】解：在地球表面处，忽略地球自转的影响，物体所受重力等于万有引力，由可得地球的质量；
将地球视为半径为的均匀球体，其体积为；
根据密度的定义式，联立以上各式，解得地球的平均密度，故D正确，ABC错误。
故选：。
在地球表面，忽略地球自转时，物体所受重力等于地球对它的万有引力，由此关系可建立地球质量与表面重力加速度、地球半径及引力常量之间的等式。地球质量确定后，将其视为均匀球体，利用球体体积公式，通过密度定义式将质量与体积相除，即可推导出平均密度的表达式，最终将已知量、、组合成正确形式。
本题以地球为背景，考查了万有引力定律与重力加速度关系的核心知识点，并延伸至天体密度的估算。题目计算量适中，难度中等偏下，重点在于对“黄金代换”公式的熟练应用，以及将质量与球体体积公式结合求解平均密度的基本建模能力。本题能有效检验学生对基本物理概念的理解和公式的联立推导能力，是巩固天体质量与密度估算方法的典型题目。
6.【答案】
【解析】解：对雪橇受力分析，如图：
A、支持力做功，故A错误；
B、重力做功，故B正确；
C、雪橇竖直方向受力平衡：
得
则摩擦力
摩擦力做功，故C错误；
C、拉力做功为，故D正确；
故选：
雪橇所受的各力都是恒力，可根据恒力做功的计算公式：，为与之间的夹角，来分析计算各力做的功．
本题考查功的计算，要明确恒力做功的计算公式：，为与之间的夹角．注意功的公式只适用于恒力做功．
7.【答案】
【解析】解：上升过程：空气阻力对小球做功
下落过程：空气阻力对小球做功
则从抛出到落回到抛出点的过程中，空气阻力对小球做的功为
故选：。
将小球的运动过程分为上升和下落两个过程研究：上升过程空气阻力做负功．下落过程空气阻力也做负功，整个过程空气阻力对小球做功是两个过程之和．
对功的公式要加深理解，不同的力做功的含义不同，对于滑动摩擦力、空气阻力做功是路程．
8.【答案】
【解析】汽车做匀速直线运动时的速度最大，由平衡条件得：，
由可知，汽车速度最大时：，
速度为时汽车的牵引力：，
由牛顿第二定律得：，
解得：，故C正确，ABD错误。
故选：。
9.【答案】
【解析】解：斜面光滑且不计链条经过圆弧处的能量损失，链条下滑过程中机械能守恒，取斜面顶端所在水平面为重力势能零势面。根据机械能守恒定律：。
初始时链条静止，。一半链条在斜面上，质量为，其重心高度为，解得：。
另一半链条竖直下垂，质量为，重心高度。初始重力势能，解得：。
当链条刚好全部离开斜面时，链条整体竖直下垂，质量为，重心高度，末重力势能，解得：，末动能。
根据守恒方程：，整理得：，解得：，进而有。代入数据，，得，解得：，故。故ACD错误，B正确。
故选：。
链条从静止释放后，斜面光滑且无能量损失，系统机械能守恒。初始时链条一半在斜面上，另一半竖直下垂，需分别确定两段链条初始重心位置相对于零势能面的高度差，从而计算初始重力势能。当链条全部滑出斜面时，链条整体竖直下垂，其重心位置下降，重力势能减少量转化为链条整体的动能。通过比较初始与末状态的重力势能差值，即可利用机械能守恒定律求得链条刚好全部滑出时的速度。
本题是一道综合性较强的机械能守恒定律应用题，重点考查学生对系统机械能守恒条件的判断、链条这类连续体在重力势能变化中重心位置的分析与计算能力。题目涉及对链条两段不同形态部分的重心进行精准定位，并建立统一的零势能面进行势能计算，对学生的空间想象与建模分析能力提出了较高要求。解答过程需细致处理初始与末状态的重力势能表达式，通过严谨的代数运算求解最终速度，计算量适中但步骤环环相扣，能有效锻炼学生应用守恒定律解决复杂实际问题的综合素养。
10.【答案】
【解析】解：、在时间内，物块的位移为：
对物块，根据动能定理得：
可得摩擦力对物
块做的功为：
故A错误；
B、物块和传送带间因摩擦而产生的内能为：
物块机械能的增加量等于摩擦力对物块做的功，为：
可知，在时间内物块和传送带间因摩擦而产生的内能等于物块机械能的增加量，故B错误；
C、由上可得，在时间内，摩擦力对物块做的功为：
因摩擦而产生的内能为：
在时间内因运送物块，电动机至少多消耗的电能为：
故C错误；
D、在时间内，设传送带对物块做的功为，根据动能定理得：
得：
故D正确．
故选：。
根据动能定理求在时间内摩擦力对物块做的功。根据物块与传送带间的相对位移求因摩擦而产生的内能。物块机械能的增加量等于摩擦力对物块做的功。根据能量守恒定律求电动机至少多消耗的电能。根据动能定理求在时间内传送带对物块做的功。
解决本题的关键要掌握功能关系，知道除重力以外其它力做功等于机械能的增加量，因摩擦产生的内能等于摩擦力与相对位移的乘积。
11.【答案】
【解析】B、在内，做的功为：，根据动能定理得，其中，解得，故B错误；
、当与滑动摩擦力大小相等时速度最大，则有。由图可得，解得此时速度最大，根据动能定理得：，
解得最大动能：，最大速度：，故A正确，CD错误。
故选：。
12.【答案】 重物下落过程中受到阻力作用 图象的斜率等于，约为重力加速度的两倍，故能验证
【解析】解：、重物最好选择密度较大的铁块，受到的阻力较小，故A错误。
B、本题是以自由落体运动为例来验证机械能守恒定律，需要验证的方程是：，因为我们是比较、的大小关系，故可约去比较，不需要用天平测量重物的质量，故B正确；
C、为充分利用纸带，实验时要先接通电源，然后再释放纸带，故C正确；
D、不能利用公式来求解瞬时速度，否则体现不了实验验证，却变成了理论推导，故D错误；
故选：。
从计时器打下点到打下点的过程中，重力势能减小量。
利用匀变速直线运动的推论可知，打点的速度：，
，
动能增加量，
由于存在阻力作用，所以减小的重力势能大于动能的增加了。
根据表达式，则有：；
若图象的斜率为重力加速度的倍时，即可验证机械能守恒，
而图象的斜率；
因此能粗略验证自由下落的物体机械能守恒；
故答案为：；；；重物下落过程中受到阻力作用；图象的斜率等于，约为重力加速度的两倍，故能验证。
用自由落体运动运动需要验证的方程是：，可知不需要测量重物的质量，为保证重物做自由落体运动，必须保证计时器的两限位孔在同一竖直线上且重物的质量要大体积要小，这样才能保证物体做自由落体运动。操作时，释放纸带前，重物应靠近打点计时器。机械能等于重力势能与动能之和；
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能。根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值；
通过图象的斜率，结合表达式，即可求解。
实验原理是实验的核心，明确实验原理是解决有关实验问题的关键。根据实验原理来选择器材，安排操作步骤和处理数据等等；解决本题的关键知道实验的原理，通过原理确定所需测量的物理量，以及知道实验中的注意事项，在平时的学习中，需加以总结，要熟记求纸带上某点瞬时速度的求法。
13.【答案】解：由物体在星球表面引力等于重力，则有
得
代入数据解得该星球的重力加速度
由重力提供向心力，则有
得
代入数据解得：该星球的第一宇宙速度。
答：该星球表面的重力加速度为；
该星球的第一宇宙速度为。
【解析】根据万有引力等于重力求得重力加速度与星球质量和半径的关系，再由地球的质量和半径及重力加速度求得星球的重力加速度关系；
根据万有引力提供圆周运动向心力，由地球的第一宇宙速度求得星球的第一宇宙速度。
万有引力应用问题的主要入手点：一是万有引力提供圆周运动向心力，二是万有引力与星球表面的重力相等．第三问与竖直上抛的结合，注意掌握竖直上抛运动规律．
14.【答案】当两球相距为时，它们之间的静电力大小是，是引力 把两球接触，分开后使它们相距仍为，它们之间的静电力大小是，是斥力
【解析】解：根据库仑定律得两球之间的静电力大小为，根据异种电荷互相吸引可知二者相互吸引。
根据电荷均分原理可知，把两球接触，分开后二者所带的电荷量均为，根据库仑定律得两球之间的静电力大小
为
根据同种电荷相排斥可知二者相互排斥。
答：当两球相距为时，它们之间的静电力大小是，是引力；
把两球接触，分开后使它们相距仍为，它们之间的静电力大小是，是斥力。
直接应用库仑定律公式计算两异种点电荷间的静电力大小，再根据电荷正负判断相互作用力为引力；
先计算两相同金属球接触中和平分后的电荷量，再用库仑定律计算静电力大小，根据电荷正负判断为斥力。
本题考查库仑定律的直接应用与接触起电后的电荷分配，侧重库仑力的计算和电荷间相互作用的判断，是静电场的基础应用题目。
15.【答案】小球在点的速度大小为 小球在点对圆轨道的压力大小为 、两点间的距离大小为
【解析】解：小球要在竖直圆轨道运动过程中恰好能通过点，根据牛顿第二定律可得：
代入数据解得：
小球从到过程，根据动能定理可得：
设小球在点受到轨道支持力为，再根据牛顿第二定律可得：
联立方程可解得：
再利用牛顿第三定律可知，小球在点对圆轨道的压力
小球从到过程，根据动能定理可得：
代入数据解得：
答：小球在点的速度大小为；
小球在点对圆轨道的压力大小为；
、两点间的距离大小为。
小球能恰好通过最高点，只有重力提供向心力，根据牛顿第二定律可求出点速度的大小；
先从到过程列出动能定理，求出点小球速度，然后在点对小球列出牛顿第二定律并结合牛顿第三定律可求出轨道对小球的压力；
从到过程列出动能定理，结合点速度的大小，可解出间的距离。
本题主要考查动能定理和向心力知识的综合应用，关键要分析临界状态，挖掘小球到达最高点时的临界条件，同时要抓住圆轨道内侧模型与细绳拴球模型规律相同的特点。
16.【答案】小物块第一次运动到点时的速度大小为 物块第一次从点冲上传送带到沿传送带运动到最远处的过程中，电动机因传送物块多做的功为 从释放到最终停止运动，小物块在斜面上运动的总路程为
【解析】解：小物块第一次从点运动至点时，根据动能定理有
解得
物块在传送带上运动的加速度大小为
物块沿传送带运动到最远处的位移为
物块沿传送带运动到最远处所用的时间
物块与传送带间相对位移大小为
摩擦产生的热量为
根据能量守恒，电动机因传送物块多做的功为
设从释放到最终停止运动，小物块在斜面上运动的总路程为，经过多次往返后，小物块最终停在斜面底端。除第一次返回斜面外，其余每次在传送带上往返运动时过程都具有对称性，从第一次返回斜面到最终停止运动，根据能量守恒定律可得
解得
答：小物块第一次运动到点时的速度大小为；
物块第一次从点冲上传送带到沿传送带运动到最远处的过程中，电动机因传送物块多做的功为；
从释放到最终停止运动，小物块在斜面上运动的总路程为。
根据动能定理求小物块第一次滑过点时的速度；
由结合运动学公式求电动机因传送物块多做的功；
根据功能关系求小物块在斜面上运动的总路程。
解决本题的关键要理清小物块的运动过程，把握能量转化情况，分段运用牛顿第二定律和动能定理。要知道摩擦生热与相对路程有关。
第1页，共1页

展开更多......

收起↑