山东德州市2025-2026学年高一下学期期中考试物理试卷(含解析)

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山东德州市2025-2026学年高一下学期期中考试物理试卷(含解析)

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山东德州市2025-2026学年高一下学期期中考试物理试题
一、单选题:本大题共8小题,共24分。
1.如图所示,地球沿椭圆轨道绕太阳运动,所处的四个位置分别对应我国的四个节气,以下关于地球运行的说法正确的是( )
A. 冬至时地球公转速度最小
B. 从夏至到秋分的时间大于地球公转周期的四分之一
C. 冬至到夏至,地球公转的速度逐渐增大
D. 地球绕太阳运行方向正对纸面是顺时针方向
2.年的苏超联赛已进入冲刺阶段,在某次点球大战时,某球员将质量为的足球以的速度踢出不计空气阻力,在踢球过程中球员对足球做功为( )
A. B. C. D.
3.“德州之星”摩天轮以角速度匀速转动。质量为的游客坐在摩天轮里观光,假设该游客随摩天轮在竖直平面内做半径为的圆周运动,从最低点到最高点的过程中重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 游客的重力做功为 B. 摩天轮对游客做功为
C. 游客的重力势能增加 D. 摩天轮对游客做功为
4.地球赤道上一物体随地球自转的周期为,近地卫星的周期为,同步卫星的周期为,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
5.地球的质量为,半径为,自转角速度为,万有引力常量为,地球表面的重力加速度为,静止卫星距地面的距离为,则静止卫星的线速度大小表示错误的为( )
A. B. C. D.
6.打羽毛球是人类最佳运动之一,羽毛球发出后由于空气阻力的影响,它的实际飞行轨迹不是抛物线,如图实线所示。它受到的阻力方向与速度方向相反,阻力大小随速度变大而变大。图中轨迹上的点为发球点,点为轨迹的最高点,点距离地面的高度为,、两点高度相等。已知羽毛球质量为,重力加速度为。关于羽毛球从到过程,下列说法正确的是( )
A. 重力先做正功再做负功 B. 空气阻力对羽毛球先做负功再做正功
C. 羽毛球到达点时,羽毛球的动能为零 D. 重力的瞬时功率先减小后增大
7.即将上市的某国产新能源汽车,官方宣布车辆搭载的闪充技术可实现“分钟充好、分钟充饱”,纯电续航里程达。若汽车质量为,在一段平直公路上由静止匀加速启动,加速度大小为,经时间达到额定功率。若汽车运动过程中阻力恒为,则该汽车的最大行驶速度为( )
A. B. C. D.
8.如图所示,倾斜传送带与水平地面的夹角,传送带以的速度逆时针转动。在传送带上端点处无初速地放一个质量的物块,它与传送带之间的动摩擦因数为,重力加速度,,。物块从点运动到达点,该过程中摩擦力对物块做的总功为( )
A. B. C. D.
二、多选题:本大题共4小题,共16分。
9.卫星先在圆轨道绕地球运行,在切点进入椭圆转移轨道,再在远地点进入圆轨道。不计空气阻力,圆轨道的半径为,圆轨道的半径为,下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道上经过点的速度小于在轨道上经过点的速度
B. 卫星在轨道上经过点的加速度与在轨道上经过点的加速度不相等
C. 卫星圆轨道的周期和轨道的周期满足
D. 卫星从轨道变轨到轨道,需要在点减速
10.如图所示,已知炮口距水平地面的高度为,质量为的炮弹出炮口时速度为,炮弹轨迹的最高点到水平面的距离为,重力加速度为,不计空气阻力,炮弹可视为质点。下列说法正确的是( )
A. 炮弹从点运动到点的过程中,其重力势能增加
B. 炮弹运动到点时的动能为
C. 炮弹从射出到落回水平面的过程中,重力做的功为
D. 炮弹落到地面时的动能为
11.如图甲所示,一物块从倾角的斜坡上的最高点由静止开始下滑,物块在下滑过程中的动能、重力势能与下滑位移间的关系如图乙所示,取地面为零势能面,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 图乙中两直线交点的横坐标为 B. 物块的质量为
C. 物块与斜面之间动摩擦因数为 D. 物块下滑时的速度为
12.如图所示,一倾角的光滑斜面固定在水平面上,一质量的小物块从斜面底端以速度冲上斜面,从斜面顶端点飞出,从点沿切线方向进入竖直平面内的光滑固定半圆轨道。小物块在点对轨道的压力。已知半圆轨道的圆心为,与水平地面相切于点,为其直径,轨道半径。不计空气阻力,取,。下列判断正确的是( )
A. 小物块离开斜面时的速度是
B. 斜面的高度
C. 小物块到达点时,对轨道的压力为
D.
三、实验题:本大题共2小题,共14分。
13.在探究“恒力做功与动能变化的关系”实验中,用如图甲的实验装置,将细绳一端固定在小车上,另一端绕过定滑轮与力传感器、重物相连。实验中,小车在细绳拉力的作用下从静止开始加速运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况,力传感器记录细绳对小车的拉力大小。
本实验中重物的质量 填“需要”或“不需要”远小于小车质量。
某次实验中,小车的质量为,力传感器的示数为,打出的纸带如图乙。将打下的第一个点标为,在纸带上依次取、、三个计数点。已知相邻计数点间的时间间隔为,测得、、三点到点的距离分别为、、,则从打点到打点的过程中,拉力对小车做的功 ,打下计数点时小车的速度 ,小车动能的增加量 。用、、、、、表示
14.用如图所示的实验装置来验证动能定理。在一端带滑轮的长木板上固定一个光电门,光电门在滑轮附近,与光电门相连的数字毫秒计未画出可以显示出小车上的遮光片经过光电门的时间。在远离滑轮的另一端附近固定一标杆,小车初始位置如图丙所示。小车可用跨过滑轮的细线与重物相连,力传感器可显示细线拉力的大小。已知遮光片的宽度为,正确平衡摩擦力后进行实验。
实验中,下列说法正确的
A.平衡摩擦力时需要将重物和力传感器通过细绳挂在小车上
B.实验前应调节滑轮高度使细线和长木板平行
C.实验时小车质量不需要远大于重物和力传感器的总质量
D.释放小车前,小车应尽量靠近光电门
测出标杆与光电门的距离,小车及遮光片的总质量。连接上重物,使小车从图丙所示位置由静止开始运动,并记下遮光片通过光电门的时间及力传感器显示的力的大小,更换不同重物后重复实验,记录下多组数据。小车经过光电门时的速度为 。
根据记录的数据做出图像为过原点的倾斜直线,斜率为。以小车含遮光片为研究对象,若动能定理成立,则图像的斜率 。用、、表示
四、计算题:本大题共4小题,共46分。
15.某卫星在距木星表面高度为的圆形轨道上运行,环绕周运行时间为,木星半径为,引力常量为,求
卫星的运行周期;
木星的平均密度木星看做球体。
16.如图,有一个半径的光滑固定圆弧形滑梯,圆弧所对的圆心角为。静止在水平面上的滑板紧靠滑梯的末端且被锁定,并与其水平相切,滑板质量。一质量的游客,从点由静止开始下滑,在点滑上滑板。已知游客与滑板之间的动摩擦因数为,重力加速度为,忽略空气阻力,游客可视为质点。求:
游客到达点时对轨道的压力大小和方向;
为保证游客不滑离滑板,求滑板的最小长度。
17.某品牌汽车的质量为,发动机的额定功率为,沿平直路面运动时所受阻力恒为车重的倍。若该汽车以的加速度从静止做匀加速直线运动,重力加速度。求:
汽车最终能达到的最大的速度;
汽车做匀加速直线运动维持的时间;
匀加速结束后,再经过后达到最大速度,求此过程中汽车的位移大小。
18.如图所示,质量为的滑块可视为质点放在平台上,弹簧左端与墙壁连接,右端紧靠滑块不拴连,轻弹簧压缩量为,弹簧释放后滑块以一定的速度从点水平飞出,恰好在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,同一竖直平面内的圆形轨道与水平面相切于点。已知圆弧轨道的半径,两点的高度差,光滑圆弧对应的圆心角为,滑块与部分的动摩擦因数,,重力加速度,弹簧劲度系数为,其它平面或曲面均光滑,弹簧弹性势能表达式为弹簧的形变量。,。求:
求物块离开点时的速度;
弹簧压缩量;
滑块冲上圆轨道后中途不会脱离圆形轨道,轨道的半径满足的条件。
答案解析
1.【答案】
【解析】【详解】根据开普勒第二定律,冬至时地球距离太阳最近,可知公转速度最大,A错误;
B.从夏至到秋分地球的公转速度小于从秋分到冬至地球的公转速度,可知从夏至到秋分的时间大于地球公转周期的四分之一,B正确;
C.冬至到夏至,地球距离太阳越来越远,则公转的速度逐渐减小,C错误;
D.根据四个节气的顺序推算,地球绕太阳运行方向正对纸面是逆时针方向,D错误。
故选B。
2.【答案】
【解析】【详解】根据动能定理,踢球过程中球员对足球做的功等于足球动能的增量,足球初始静止、动能为,因此做功大小等于足球被踢出后的动能,公式为
代入数据计算得 。
故选A。
3.【答案】
【解析】【详解】游客的重力做功为 ,A错误;
根据动能定理 ,可知摩天轮对游客做功为,B正确,D错误;
C.游客的重力势能增加了,C错误。
故选B。
4.【答案】
【解析】【详解】赤道上的物体随地球自转的周期等于同步卫星的周期,即;根据开普勒第三定律可知 ,因同步卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径,可知同步卫星的周期大于近地卫星的周期,即。综上可知。
故选。
5.【答案】
【解析】【详解】静止卫星与地球同步,做匀速圆周运动,由线速度定义可得
故A正确,不符合题意;
B.由于地球的引力提供向心力,让静止卫星做匀速圆周运动,则有
解之得
故B正确,不符合题意;
C.由黄金代换式
结合
可得
故C正确,不符合题意,D错误,符合题意。
故选D。
6.【答案】
【解析】【详解】上升过程重力做负功,下落过程重力做正功,即重力先做负功再做正功,A错误;
B.空气阻力对羽毛球始终做负功,B错误;
C.羽毛球到达点时有水平速度,则羽毛球的动能不为零,C错误。
D.因竖直速度先减小后增加,根据可知,重力的瞬时功率先减小后增大,D正确。
故选D。
7.【答案】
【解析】【详解】匀加速阶段时刻的瞬时速度:由运动学公式得
由牛顿第二定律

时刻达到额定功率,故
当牵引力等于阻力时速度最大,此时
联立得 。
故选C。
8.【答案】
【解析】【详解】物块开始做匀加速直线运动,摩擦力方向沿传送带向下,根据牛顿第二定律有
解得
令历时 物块与传送带达到相等速度,则有
解得
此过程,物块的位移
上述过程,摩擦力对物块做功
由于
之后,物块相对于传送带向下做匀加速直线运动,摩擦力方向沿传送带向上,摩擦力对物块做功
可知,全过程中摩擦力对物块做的总功
故选C。
9.【答案】
【解析】【详解】卫星在轨道上的点加速进入轨道上的点,故卫星在轨道上经过点的速度小于在轨道上经过点的速度,故A正确;
B.由万有引力提供向心力

卫星在轨道上经过点的加速度与在轨道上经过点的加速度相等,故B错误;
C.由开普勒第三定律
故 ,故C正确;
D.卫星从轨道变轨到轨道,需要在点加速,使需要的向心力大于提供的向心力,进而做离心运动,故D错误。
故选AC。
10.【答案】
【解析】【详解】炮弹从点运动到点的过程中,其重力势能增加,A错误;
B.根据动能定理
解得炮弹运动到点时的动能为 ,B正确;
C.炮弹从射出到落回水平面的过程中,重力做的功为 ,C错误;
D.根据动能定理炮弹落到地面时 ,解得动能为 ,D正确。
故选BD。
11.【答案】
【解析】【详解】由数学知识可知 ,解得图乙中两直线交点的横坐标为 ,A错误;
B.根据 ,物块的质量为 ,B正确;
C.根据能量关系
解得物块与斜面之间动摩擦因数为,C正确;
D.物块下滑时,根据动能定理
解得速度为,D正确。
故选BCD。
12.【答案】
【解析】【详解】根据牛顿第三定律可知,小物块经过点时受到轨道的支持力为
则有
解得
小物块由点运动到点的过程水平方向不受力,水平方向做匀速直线运动,则有
解得 ,故A正确;
B.小物块由点运动到点的过程,竖直方向做竖直上抛运动,有
上升的高度为

解得 ,故B错误;
C.小物块由点运动到点的过程,根据动能定理有
小物块到达点时,有
解得 ,
根据牛顿第三定律可知,小物块到达点时,对轨道的压力为 ,故C错误;
D.小物块由斜面底端运动到点的整个过程,合外力做功为零,根据动能定理可知,动能的变化为零,末动能与初动能相等,末速度与初速度大小相等,故 ,故D正确。
故选AD。
13.【答案】不需要

【解析】【详解】本实验中有力传感器测量小车受的拉力,则重物的质量不需要远小于小车质量。
从打点到打点的过程中,拉力对小车做的功
打下计数点时小车的速度
小车动能的增加量
14.【答案】

【解析】【详解】平衡摩擦力时不需要将重物和力传感器通过细绳挂在小车上,只让小车拖着纸带在木板上匀速运动,A错误;
B.实验前应调节滑轮高度使细线和长木板平行,这样才能认为细绳的拉力等于小车的合外力,B正确;
C.实验时因为有力传感器测量小车受的拉力,则小车质量不需要远大于重物和力传感器的总质量,C正确;
D.释放小车前,小车应尽量远离光电门,D错误。
故选BC。
小车经过光电门时的速度为
由动能定理

则图像的斜率
15.【答案】卫星运动的周期
卫星绕木星做匀速圆周运动,由牛顿第二定律:

联立知,木星的密度。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
16.【答案】【详解】游客由 到 根据动能定理
解得
在 点有
由牛顿第三定律可知,游客到达 点对轨道的压力与轨道对游客的支持力大小相等,方向相反,故游客对轨道的压力大小为 ,方向竖直向下。
对游客应用动能定理
解得
故滑板的最小长度为 。

【解析】详细答案和解答过程见答案
17.【答案】解:当汽车达到最大速度时,牵引力等于阻力,此时汽车做匀速直线运动。阻力,由,得:;
匀加速阶段,汽车的牵引力恒定,由牛顿第二定律:代入数据:,当汽车功率达到额定功率时,匀加速结束,此时速度为,由匀加速运动公式,得:;
匀加速结束后,汽车以额定功率行驶,直到达到最大速度,此过程用动能定理:,代入数据:化简:。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
18.【答案】【详解】滑块从 点运动到 点的过程为平抛运动,设滑块运动到 点时水平方向的速度为 ,竖直方向的分速度为 ,则根据平抛运动的性质有
解得
又因为滑块恰好从 点无碰撞滑入竖直平面内的光滑圆弧轨道 ,则有
解得
即滑块运动到 点时的速度为
滑块从释放点运动到 点的过程由动能定理得
解得弹簧对滑块做的功为
解得
滑块由 点运动到 点的过程,根据动能定理得
又因为
联立解得滑块运动到 点时的速度为
滑块冲上圆轨道后不脱离轨道运动,分两种情况:一是到达与圆心等高处时速度恰好为零;二是恰好到达圆形轨道的最高点继续做圆周运动。
当滑块到达与圆心等高处时速度恰好为零时,由动能定理得
解得
当滑块恰好能够到达圆形轨道的最高点时,由动能定理得
滑块在最高点 时,重力恰好提供向心力有
联立解得
综上所述可知,若滑块冲上圆轨道后中途不脱离轨道运动,则圆形轨道 的半径 满足的条件为 或。

【解析】详细答案和解答过程见答案
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