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湖北部分省级示范高中2025-2026学年下学期中测试高一物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.关于动能和重力势能，下列说法中正确的是( )
A. 物体的动能不变，所受的合外力必定为零
B. 物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定
C. 重力对物体做了多少功重力势能就减少多少
D. 物体到零势能面的距离越大，它的重力势能也越大
2.如图是篮球抛出后的一段运动轨迹，图中、为等高的两点，为最高点。若篮球所受空气阻力大小与瞬时速度大小成正比，则该篮球( )
A. 在空中的运动为匀变速曲线运动
B. 经过、两点的速度大小相等
C. 段、段重力做的功相同
D. 段重力冲量的大小小于段重力冲量的大小
3.如图所示，、两小球均可视为质点通过轻质细线连接跨在光滑轻质定滑轮视为质点上。开始时，球放在水平地面上，连接球的细线伸直并与水平方向夹角为，现由静止释放球，当连接球的细线摆到竖直位置时，球对地面的压力恰好为。则、两球的质量之比为( )
A. B. C. D.
4.我国发射的天问二号探测器，可对近地小行星进行探测、采样并返回地球，后续还将探测彗星，具备一器双星、采样稳定的优势。天问二号在深空飞行中利用“引力弹弓”效应加速，其本质是探测器与其他行星之间的引力相互作用，让探测器获得加速，完成轨道调整。关于天问二号探测器，下列说法正确的是( )
A. 引力弹弓过程中，探测器的机械能守恒
B. 引力弹弓过程中，行星的动能不变
C. 引力弹弓过程后，探测器轨道半径变小，周期减小
D. 探测器采样完成后，要离开小行星返回地球，需达到小行星的第二宇宙速度
5.滑雪场常利用“魔毯”倾斜传送带来运送滑雪者上山，某携带装备的成年人质量为，现利用一坡度约为、长为的长直“魔毯”上山，已知“魔毯”表面与其他物品的动摩擦因数为，，，重力加速度，“魔毯”始终匀速运行。则上山过程中摩擦力做功约为( )
A. B. C. D.
6.消防水枪具备射程远、流量大、操作灵活的特点，是消防员灭火救援的核心装备。某型号消防水枪在灭火作业时，水泵将水从地面持续输送至水枪喷嘴并水平喷出。已知水枪喷嘴的横截面积为，喷水速度约为，水的密度为，则该喷嘴喷水的功率约为( )
A. B. C. D.
7.如图所示，滑块、的质量均为，套在固定倾斜直杆上，倾斜杆与水平面成角，滑块套在固定水平的直杆上，两杆分离不接触，两杆足够长且杆间距忽略不计，滑块、通过铰链用长度为的刚性轻杆连接，初始时轻杆与水平面成角，滑块、由静止释放，滑块开始沿水平面向右运动，滑块、均视为质点，不计一切摩擦，重力加速度大小为，在运动的过程中，下列说法正确的是( )
A. 滑块、组成的系统机械能守恒，减少的重力势能等于增加的动能
B. 当滑块、到达同一水平面时，滑块的速度为
C. 当滑块速度为零时，滑块的速度可能为
D. 滑块的最大速度为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.将一质量为的物体分别放到地球的北极点时，该物体的重力为。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，则由以上信息可得出( )
A. B. 地球的质量为
C. 地球自转的周期为 D. 地球的平均密度
9.某次车辆行驶测试时的加速度和车速的倒数的关系图像如图所示。汽车由静止开始沿平直公路行驶，行驶中阻力恒定，已知汽车的质量为，行驶的最大速度为，下列说法正确的是( )
A. 无法求出汽车做匀加速运动的时间
B. 可以求出汽车的额定功率为
C. 可以求出汽车所受阻力大小为
D. 可以求出汽车的加速度为时的速度大小为
10.倾角均为的传送带甲、乙以相同的速率顺时针转动，甲、乙传送带顶端与底端之间的高度差相同，现将完全相同的两个小物块视为质点分别轻放在两传送带底端，小物块在甲传送带上到达顶端时恰好与传送带共速，小物块在乙传送带上到达顶端前已经与传送带共速，则小物块在甲、乙传送带上运动的整个过程中( )
A. 甲、乙传送带与小物块之间的动摩擦因数不同
B. 甲、乙传送带对小物块做功相等
C. 将小物块传送到顶端时，甲传送带消耗的电能比乙传送带多
D. 将小物块传送到顶端时，甲传送带因摩擦而产生的热量比乙传送带少
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.卡文迪许利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量。
卡文迪许扭秤实验中测量时采用的主要研究方法是 。
A.控制变量法 累积法 转换研究对象法 放大法
为了测量石英丝极微小的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施是 。
A.利用平面镜对光线的反射 增大形架横梁的长度
C.增大刻度尺与平面镜的距离 减小石英丝的直径
若实验中不慎将两对大铅球与小铅球之间的中心距离增大为原来的倍，但实验者未察觉，测得的值将 。
A.变为原来的四分之一 变为原来的二分之一
C.保持不变 变为原来的四倍
12.某实验小组为测量小球与某种材料碰撞时产生的机械能损失，设计了如图所示的装置，实验过程如下：
用螺旋测微器测量小球的直径为。
让小球从某一高度由静止释放，与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹。调节光电门位置，使小球从光电门正上方释放后，在下落和反弹过程中均可通过光电门。
测量时，应 。记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间和。
A.“先释放小球，后接通数字计时器” “先接通数字计时器，后释放小球”
若测量小球的质量为，也可计算小球由释放至第一次到达光电门的过程中重力势能减少量为 ，小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失 用字母、、和表示。
若适当调高光电门的高度，将会 选填“增大”或“减小”因空气阻力引起的测量误差。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.将一质量为的石块由静止释放，石块竖直向下加速运动，随后掉入水中，在水中的运动可看作减速直线运动。整个运动过程的图像如图所示，已知在空中运动时受到的阻力恒为重力的倍，重力加速度，求：
石块加速过程，重力的冲量及重力做的功；
过程中水对石块作用力的冲量大小。
14.如图所示，在倾角为的光滑斜面体上，劲度系数为的轻质弹簧一端连接固定挡板，另一端连接一质量为的物体，一轻绳绕过光滑定滑轮后分别与物体、相连，物体质量也为，轻绳与斜面平行，斜面足够长，用手托住使轻绳刚好伸直且拉力为零，由静止释放物体，不计一切摩擦，物体不会碰到地面，弹簧弹性势能的表达式为，重力加速度，求：
释放的瞬间，弹簧的形变量和物体的加速度大小；
物体的最大动能；
其他条件不变，将物体改换成物体后，向上运动到最高点时，弹簧恰好恢复原长，求物体的质量。
15.如图所示，在光滑平台上，质量为的小球可视为质点压缩轻弹簧至某一位置，释放后小球以一定速度从点水平飞出后，恰好从点无碰撞滑入竖直平面内的光滑圆弧轨道，然后从点进入与圆弧轨道相切于点的水平面，同一竖直平面内的光滑半圆轨道与水平面相切于点。已知圆弧轨道的半径，轨道的半径，两点的高度差，光滑圆弧对应的圆心角为，小球与部分的动摩擦因数，重力加速度。求：
释放小球瞬间，弹簧的弹性势能；
小球运动到圆弧轨道点时轨道对其支持力；
小球到达半圆轨道后中途不会脱离半圆轨道，长度满足的条件。
答案解析
1.【答案】
【解析】【详解】动能是标量，动能不变仅说明物体速度大小不变，速度方向可以发生变化，例如匀速圆周运动动能不变，但合外力提供向心力、不为零，故A错误；
B.重力势能是相对量，大小与零势能面的选取有关，物体位置确定时，选取不同的零势能面，重力势能大小不同，故B错误；
C.重力做功与重力势能变化的关系为
即重力做的功等于重力势能的减少量，故C正确；
D.若物体位于零势能面下方，重力势能为负值，到零势能面的距离越大，重力势能数值越小，故D错误。
故选C。
2.【答案】
【解析】【详解】篮球在上升至最高点的过程中，受重力和空气阻力，两个力均做负功，故速率变小，则阻力 逐渐减小，所以合力是变力，所以其运动不是匀变速曲线运动，故A错误；
B.从点到点，重力做功为零，阻力做负功，由动能定理得动能减小，经过点的速度大小比点小，故B错误；
C.段重力做负功、段重力做正功，重力做功不同，故C错误；
D.篮球从 点运动到 点的过程中，在竖直方向上，受到的空气阻力和重力都向下。而篮球从 点运动到 点的过程中，在竖直方向上，受到的空气阻力向上，重力向下。则篮球从 运动到 的过程中的竖直方向的平均加速度大于从 运动到 过程中的竖直方向的平均加速度。又从 运动到 的竖直位移大小等于从 运动到 的竖直位移大小，根据 ，可知篮球从 运动到 的时间小于从 运动到 的时间，再由 可知，在 段重力冲量的大小小于在 段重力冲量的大小，故D正确。
故选D。
3.【答案】
【解析】【详解】设小球做圆周运动的半径为 ，当连接球的细线摆到竖直位置时，球对地面的压力恰好为，说明此时绳子拉力大小 ，此时对小球有
小球从释放到细线摆到竖直位置有
联立解得 ，故ACD错误，B正确。
故选B。
4.【答案】
【解析】【详解】引力弹弓过程中，行星的引力对探测器做正功，探测器动能增大，机械能动能引力势能增加，不守恒，故A错误；
B.探测器与行星组成的系统机械能守恒，探测器动能增加，则行星动能减小，故B错误；
C.引力弹弓使探测器加速，所需向心力大于万有引力，探测器做离心运动，轨道半长轴变大，根据开普勒第三定律
可知轨道半长轴越大周期越大，因此探测器周期增大，故C错误；
D.第二宇宙速度的定义是脱离中心天体引力束缚的最小发射速度，探测器要离开小行星返回地球，需要脱离小行星的引力束缚，因此需达到小行星的第二宇宙速度，故D正确。
故选D。
5.【答案】
【解析】【详解】滑雪者随匀速运行的魔毯匀速上山，受力平衡，沿斜面方向静摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力，则有
摩擦力方向沿斜面向上，与位移方向相同，则上山过程中摩擦力做功
故选A。
6.【答案】
【解析】 时间内喷出水的体积 ，对应质量 ，喷出水的动能
，功率 ，联立可得 ，故A正确，BCD错误。
7.【答案】
【解析】【详解】不计一切摩擦，在运动的过程中，、及轻杆组成的系统只有重力做功，系统机械能守恒，减少的重力势能等于增加的动能，A错误；
B.从开始到到达与同一水平面的过程，由系统的机械能守恒
其中
解得的速度为 ，B错误；
C.滑块到达最右端时，速度为零，此时轻杆与斜杆垂直，由系统的机械能守恒得
解得的速度为 ，C正确；
D.当轻杆与水平杆垂直时的速度最大，此时的速度为零，由系统的机械能守恒得
解得的最大速度为 ，D错误；
故选C 。
8.【答案】
【解析】【详解】在两极处物体受到的万有引力等于重力，则有
解得地球质量为
设地球自转周期为 ，在赤道处有
可得 ， ，故A错误，BC正确；
D.由 ，
联立解得地球的平均密度 ，故D错误。
故选BC。
9.【答案】
【解析】【详解】由图知，汽车以恒定加速度启动，汽车匀加速运动的加速度为 ，汽车匀加速运动的末速度
解得
匀加速运动的时间 ，故A错误；
由图可知，汽车的最大速度为 ，汽车开始做匀速直线运动，此时
当 时，汽车的加速度
根据牛顿第二定律可知
解得 ， ，故B正确，C错误；
D.当汽车的加速度为 时，由牛顿第二定律可得
解得牵引力大小为
此时汽车的速度大小为 ，故D正确。
故选BD。
10.【答案】
【解析】【详解】两传送带倾角 相同、高度差 相同，故传送带长度 相同，物块完全相同，传送带速率 相同，物块末速度均为
A.加速阶段 ，由题意知，甲的加速阶段位移大于已的加速距离，所以乙的加速度较大，根据牛顿第二定律
两物块加速度不相同，所以动摩擦因数不同，A正确；
B.根据动能定理，传送带对物块做功 满足
两物块的 均相同，故 相等，B正确；
摩擦生热 ， 为物块与传送带的相对位移
传送带消耗电能 ，其中 是物块机械能增量，两者 相等，只需比较
甲：全程匀加速，物块平均速度 ，运动时间
传送带位移 ，相对位移
计算得
乙：仅匀加速阶段有相对位移，共速后无相对滑动、不生热，相对位移
因此：甲摩擦生热比乙多
， 相等， ，故甲消耗电能更多，C正确，D错误。
故选 ABC。
11.【答案】

【解析】【详解】卡文迪许扭秤实验中，引力常量非常小，导致石英丝的扭转角度也极其微小，无法直接测量。实验通过光的反射将微小扭转角放大，再通过光斑的偏移来间接测量，这种方法是放大法。
故选D。
为了测量石英丝极微小的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”。利用平面镜对光线的反射，来体现微小形变的。当增大刻度尺与平面镜的距离时，转动的角度更明显，故AC正确；
B.增大形架横梁的长度，对测量石英丝极微小的扭转角没有作用，故B错误；
D.当减小石英丝的直径时，会导致石英丝更容易转动，对测量石英丝极微小的扭转角却没有作用，故D错误。
故选AC
根据万有引力定律
整理得
若实验中不慎将两对大铅球与小铅球之间的中心距离增大为原来的倍，但实验者未察觉，的测量值为实际值 ，的测量值是实际值的 。
故选A。
12.【答案】
增大

【解析】【详解】使用这类光电计时装置时，必须先接通计时器，再释放小球，才能完整记录两次通过光电门的遮光时间，选 B。
小球通过光电门时，遮光时间很短，平均速度可近似为瞬时速度，第一次下落通过光电门的速度
小球从静止释放到第一次到达光电门，初动能为，重力势能减少量等于动能增加量，即
碰撞反弹后，第二次通过光电门的速度
从第一次过光电门到碰撞前、碰撞后到第二次过光电门，重力做功的影响相互抵消，碰撞损失的机械能等于碰撞前后的动能差，即
调高光电门高度后，小球通过两个光电门的路程增加，空气阻力的累计做功更大，空气阻力带来的测量误差会增大。
13.【答案】【详解】对石块，由牛顿第二定律 ， ，
运动学公式
解得
重力的冲量为
解得
方向竖直向下。石块加速运动下落的距离为 ，由
重力做功
解得
规定竖直向下为正方向，石块运动全程，由动量定理得
解得
故 过程中水对石块作用力的冲量大小为 。

【解析】详细解答与解析过程见答案
14.【答案】【详解】释放的瞬间，弹簧处于压缩状态
解得
设绳子拉力 ，由牛顿第二定律，对有
对有
解得
当、物体的加速度为时，速度最大，此时有最大动能，设此时拉力为，弹簧伸长量为 ，则由平衡条件，得 ，
解得
由开始运动到达到最大动能过程，弹性势能不变，由能量守恒定律，得
解得
物块运动到最高点时速度为零，此时弹簧恢复原长，弹簧弹性势能为零
由能量守恒定律，得
解得

【解析】详细解答与解析过程见答案
15.【答案】【详解】设小球运动到点时水平方向的速度为 ，竖直方向的分速度为 ，小球从点运动到点的过程为平抛运动，有
又因为小球恰好从点无碰撞滑入竖直平面内的光滑圆弧轨道，则有
小球从点运动到点的过程根据能量守恒定律有
释放小球瞬间，弹簧的弹性势能
小球由点运动到点的过程，根据动能定理得
联立解得小球运动到点时的速度为
在点对小球进行受力分析，根据牛顿第二定律有
故此时轨道对小球的支持力为 ，方向竖直向上
要求小球能够到达半圆轨道，由动能定理得
解得
小球到达半圆轨道后不会脱离轨道运动，分两种情况：一是到达与圆心等高处时速度恰好为零；二是恰好到达半圆轨道的最高点。
当小球到达与圆心等高处速度恰好为零时，
解得
当小球恰好能够到达半圆弧轨道的最高点时，由动能定理得
小球在最高点时，由重力恰好提供向心力有
联立解得
综上所述可知，若小球冲上半圆轨道后中途不会脱离轨道运动，则长度满足的条件为 或

【解析】详细解答与解析过程见答案
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