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2025-2026学年河南省开封市五校高一（下）期中联考物理试题
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.做匀速圆周运动的物体，不变的物理量是( )
A. 线速度 B. 向心力 C. 向心加速度 D. 周期
2.如图所示，人造地球卫星、均做匀速圆周运动且轨道半径相等，卫星为地球静止卫星。下列说法正确的是( )
A. 卫星不是地球同步卫星 B. 卫星的线速度等于
C. 卫星运动方向与地球自转方向相同 D. 卫星可能静止在北京正上方
3.某人在向右沿直线匀速行驶的复兴号列车车厢内竖直向上抛出一小球。若不计空气阻力，则在地面上的人看来，小球在空中运动的轨迹是( )
A. B. C. D.
4.如图所示的传动装置中，、两轮固定在一起绕同一轴转动，、两轮用皮带传动，三个轮的半径关系是。若皮带不打滑，则关于、、轮边缘上的、、三点，下列说法正确的是( )
A. 角速度大小之比为 B. 周期之比为
C. 线速度大小之比为 D. 向心加速度大小之比为
5.如图所示，有质量均为的三个星球、、。图甲中，三星球构成边长为的等边三角形；图乙中，三星球在一条直线上，两图中相邻两星球间的距离均为，则两种情况下星球所受万有引力大小之比为( )
A. B. C. D.
6.关于生活中圆周运动的实例分析，下列说法正确的是( )
A. 图甲，汽车在起伏的山路上以较大的速度匀速率行驶，处比处更容易爆胎
B. 图乙，冬季汽车转弯，发生侧滑，是因为汽车受到了离心力的作用
C. 图丙，铁路转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘对外轨的挤压
D. 图丁，脱水桶脱水时，转速越大，贴在竖直桶壁上的衣服受到的摩擦力也越大
7.如图所示，两滑块、质量分别为、，放置水平圆盘中心两侧，两滑块间用长为细线拴接，到中心距离分别为、，开始时细线刚好拉直。现圆盘从静止开始逐渐加大转速，两滑块与圆盘间动摩擦因数均为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取，下列说法正确的是( )
A. 当角速度为时，滑块受到最大静摩擦力作用
B. 当角速度为时，滑块所受摩擦力为零
C. 当角速度为时，滑块即将开始滑动
D. 当角速度为时，滑块受到最大静摩擦力的作用
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.神舟飞船是我国自行研制的用于天地往返运输人员和物资的载人航天器，达到或优于国际第三代载人飞船技术，具有完全自主飞船知识产权及鲜明的中国特色。神舟载人飞船的发射、与空间站对接过程简化如图所示：飞船先进入轨道Ⅰ，然后在近地点点火，第一次变轨进入转移轨道Ⅱ，到达远地点时，再次点火，进入目标轨道Ⅲ并与空间站实现对接。假设轨道Ⅰ和轨道Ⅲ都近似为圆轨道。下列说法正确的是( )
A. 神舟飞船的发射速度大于
B. 在相同时间内，飞船分别在轨道Ⅰ与轨道Ⅱ上运动时扫过的面积相等
C. 两次点火都是加速点火
D. 当飞船分别在轨道Ⅰ与轨道Ⅲ上运动时，在轨道Ⅰ上运动时的角速度大
9.一艘小船在静水中的速度是，要渡过宽为、水流速度为的河流，，。下列说法正确的是( )
A. 此船过河的最短时间是
B. 船垂直到达正对岸的实际航行速度是
C. 船头的指向与上游河岸的夹角为时船可以垂直到达正对岸
D. 船头的指向与上游河岸的夹角为时船可以到达正对岸下游
10.如图所示，一质量为的小球在光滑水平桌面上受一水平恒力的作用，先后经过、两点，速度方向偏转。已知经过点时的速度大小为、方向与连线夹角为，连线长为。对小球从运动到的过程，下列说法正确的是( )
A. 小球在点的速度大小为 B. 小球从到运动的时间为
C. 水平恒力方向与连线夹角为 D. 水平恒力的大小为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某同学用如图所示的装置探究向心力大小的表达式。长槽上的挡板到转轴的距离是挡板到转轴距离的倍，长槽上的挡板和短槽上的挡板到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格可粗略计算出两个球所受向心力的比值。
当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上时，塔轮边缘处的 相等填“线速度”或“角速度”。
探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在 填序号。
A.挡板和挡板处
B.挡板和挡板处
C.挡板和挡板处
在小球质量和转动半径相同，塔轮皮带套在左、右两个塔轮的半径之比为的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动，此时左、右两侧露出的标尺格数之比为 。
12.图甲是“探究平抛运动的特点”的实验装置图。
在安装设备和实验过程中，下列操作正确的是 。
A.斜槽末端必须调节为水平，斜槽轨道可以不光滑
B.在描绘同一条轨迹时，需要将小球多次从轨道上不同位置由静止释放并描点
C.每次释放小球时，水平挡板在坐标纸上的位置必须从上到下或从下到上等间距调节
D.可以给小球沾上墨水，让小球在运动过程中和纸面接触，在坐标纸上直接留下运动轨迹
小方同学通过实验记录了小球在运动途中的三个位置如图乙所示，图中方格纸每小格的边长，由图中信息可求得小球平抛的初速度大小为 ；小球从抛出点运动到点经历的时间 。取，结果保留到小数点后一位
该同学以小球做平抛运动的抛出点为坐标原点，作出小球做平抛运动的图像，该图像是一条过原点的直线，若该直线的斜率为，当地重力加速度为，则小球从轨道末端飞出时的速度大小为 各物理量均取国际单位。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.假如未来航天员登陆火星，在火星上通过抛体运动或圆周运动测得火星表面的重力加速度为。已知引力常量为，火星的半径为，不计火星自转影响。求：
火星的质量；
火星的第一宇宙速度；
若火卫一离火星表面的高度为，火卫一绕火星做圆周运动的周期。
14.如图所示，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、可视为质点。现使球绕中心轴匀速转动，当与小球相连的轻绳与竖直方向的夹角时，球到管顶之间的距离为。空气阻力不计，，，重力加速度为。
求球的角速度大小；
求、两球质量之比；
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，求的值。
15.如图所示的游戏平台，为竖直半圆形光滑圆管轨道，其半径忽略圆管的内径，端切线水平，水平轨道与半径也为的光滑圆弧轨道相接于点，、两，点等高，圆弧轨道对应的圆心角为。一质量的小球在弹射器的作用下从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆管轨道，并从点飞出，经过点恰好沿切线进入圆弧轨道，然后从点离开，由于圆弧轨道光滑，因此小球离开点的速度与点速度大小相等，小球离开点后做斜抛运动，最终从高为的圆框中心穿过。已知圆框中心与固定圆框的竖直挡板足够高的距离，重力加速度取，不计摩擦阻力和空气阻力，小球可视为质点，，。
求小球到达点时的速度大小；
求小球在点和点受到的轨道作用力的大小；
如果游戏要求小球在圆筐的上方与竖直挡板碰撞一次后从圆框中心穿过，假设小球碰撞竖直挡板时沿平行挡板方向的速度不变，垂直挡板方向的速度大小不变，方向相反，求竖直挡板与圆弧轨道点间的距离。不计小球与挡板的碰撞时间
答案解析
1.【答案】
【解析】解：、匀速圆周运动的线速度大小不变，方向改变，故A错误；
、向心力和向心加速度的大小不变，方向始终指向圆心，时刻改变，故BC错误；
D、根据周期公式，所以匀速圆周运动，转动一圈的时间是不变的，故D正确；
故选：。
匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变，向心加速度和向心力的方向时刻指向圆心．
本题主要考查了匀速圆周运动的特点，解决本题的关键知道角速度、线速度、向心加速度、向心力都是矢量，只要方向改变，该量发生改变。
2.【答案】
【解析】【详解】对卫星有
解得 ，
由于卫星、均做匀速圆周运动且轨道半径相等，则、运动的周期相等，卫星为地球静止卫星，则、均是同步卫星，故A错误；
B.是近地卫星轨道半径近似为地球半径的环绕速度，也是人造卫星的最大环绕速度。卫星的轨道半径大于地球半径，根据 可知，线速度一定小于，故B错误；
C.卫星是地球静止卫星同步卫星，它的运动方向与地球自转方向相同，才能保持相对静止，故C正确；
D.地球同步卫星的轨道只能在赤道平面内，北京不在赤道上，因此卫星不可能静止在北京正上方，故D错误。
故选C。
3.【答案】
【解析】【详解】列车向右沿直线匀速行驶，乘客坐在车厢内，竖直向上抛出一小球，在地面上的人看来，小球抛出时的速度斜向上偏右，小球在空中只受重力作用，小球做斜抛运动，轨迹为抛物线。
故选B。
4.【答案】
【解析】、两点角速度大小相等，、两点线速度大小相等根据，，，，得，，，，故选C．
5.【答案】
【解析】【详解】图甲中受到的万有引力大小为
图乙中受到的万有引力大小
所以星球所受万有引力大小之比为
故选B。
6.【答案】
【解析】【详解】在最高点处，根据牛顿第二定律可得
解得
在最低点处，根据牛顿第二定律可得
解得
故处比处更容易爆胎，故A错误；
B.汽车转弯发生侧滑的原因是静摩擦力不足以提供汽车转弯所需要的向心力，使汽车做离心运动，故B错误；
C.图丙铁路转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对轨道的挤压，故C正确；
D.脱水桶脱水时，衣服在竖直方向上受力平衡，受到的静摩擦力等于衣服的重力，不会随着转速的增大而增大，故D错误。
故选C。
7.【答案】
【解析】【详解】滑块、做圆周运动，由静摩擦力提供向心力，当静摩擦力达到最大值时，有
解得临界角速度
代入题中数据，解得、的临界角速度分别为
因为 ，所以当角速度增大时，先达到最大静摩擦力。因为 ，因此 时此时细线无张力，受到静摩擦力，但不是最大静摩擦力，故A错误；
B.因为 ，则细线有张力，的摩擦力达到最大静摩擦力，故B错误；
C.当出现相对滑动时，对有
对有
联立解得
可知当角速度为 时，滑块已开始滑动，故C错误；
D.由选项可知，当角速度为 时，受到最大静摩擦力的作用，故D正确。
故选D。
8.【答案】
【解析】神舟飞船没有脱离地球的引力，故其发射速度大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，A错误开普勒第二定律应用的条件前提是在同一轨道上B错误两次点火后飞船均做离心运动，故提供的向心力小于需要的向心力，即两次点火都是加速点火，C正确由万有引力提供向心力有，解得又，则，则当飞船在轨道与轨道Ⅲ上运动时，在轨道上运动时的角速度大，D正确．
9.【答案】
【解析】【详解】当船头垂直河岸航行时，垂直河岸的分速度最大，渡河时间最短，最短时间 ，故A正确；
B.船垂直到达正对岸时，沿水流方向合速度为，合速度方向垂直河岸，大小为 ，故B正确；
C.船垂直到达正对岸的条件是：船沿上游河岸的分速度等于水流速度，即
代入数据得
解得
即船头与上游河岸夹角为 时才能垂直到达正对岸，故C错误；
D.船头与上游河岸夹角为 时，垂直河岸分速度
渡河时间
沿水流方向合速度 方向向下游
下游位移 ，故D错误。
故选AB。
10.【答案】
【解析】【详解】将水平恒力分解为沿点速度方向分力 和垂直点速度方向分力 ，从到，沿点速度方向速度减为零，根据匀变速运动规律可得沿点速度方向的平均速度大小为
沿点速度方向，根据匀变速规律可得
解得所用的时间为
垂直点速度方向，根据匀变速规律可得
解得小球在点的速度大小为 ，故A错误，B正确；
沿点速度方向，根据牛顿第二定律有
垂直点速度方向，根据牛顿第二定律有
则小球受到的恒力大小为
分力 方向水平向左，分力 方向水平向下，设水平恒力方向与 的夹角为 ，则
解得
由几何关系可知水平恒力方向与 连线夹角为，故C正确，D错误。
故选BC。
11.【答案】线速度

【解析】【详解】皮带传动不打滑时，两个塔轮边缘的线速度大小相等。
由向心力公式
可知探究向心力与角速度的关系，需要控制小球质量 相等、圆周运动半径 相同，改变角速度 。由题干可知，挡板 和挡板 到转轴的距离相等 相同，皮带套在不同半径塔轮可获得不同角速度，因此将质量相同的小球放在 、 处。
故选B。
皮带传动边缘线速度 相等，由
可知角速度与塔轮半径成反比，已知塔轮半径比
故
由向心力公式
得
标尺格数之比等于向心力之比，因此格数比为 。
12.【答案】

【解析】【详解】斜槽末端必须调节为水平，以保证小球做平抛运动，但斜槽轨道可以不光滑，故A正确；
B.在描绘同一条轨迹时，为了保证每次小球抛出的速度相同，需要将小球多次从轨道上同一位置由静止释放并描点，故B错误；
C.每次释放小球时，水平挡板的位置不需要从上到下或从下到上等间距调节，故C错误；
D.若给小球沾上墨水，让小球在运动过程中和纸面接触，则小球运动过程中还受到摩擦力，则轨迹就不是抛物线了，故D错误。
故选A。
竖直方向上
解得
则小球平抛的初速度大小为
小球经过点的竖直分速度大小为
小球经过点的竖直分速度大小为
小球从抛出到点所用时间为
由 ，
解得
其中 图像斜率为，则
解得
13.【答案】【详解】在火星表面，有
解得
当飞船紧贴火星表面做圆周运动时，环绕速度最大，该速度也是火星的第一宇宙速度
设飞船的质量为 。由重力提供向心力，有
解得
设火卫一的质量为 ，由万有引力提供向心力有
其中
联立解得

【解析】详细答案和解答过程见答案
14.【答案】【详解】球匀速转动，对水平方向分析可知
解得
球处于平衡状态，所以轻绳上的张力
对球有
解得
设稳定后球到上管口的绳长为 ，与球相连的绳与竖直方向的夹角为
对水平方向上分析有
竖直方向上有 ，其中
解得 ，
由此可知，当球和球的质量不变时
当增大球的角速度时，根据公式 可知球到上管口的绳长会缩短
所以球相对于原来的位置应该下降，此时球到上管口的绳长
解得

【解析】详细答案和解答过程见答案
15.【答案】【详解】从到，由
解得
因为小球沿切线进入圆弧轨道，所以
由知
在点，由牛顿第二定律有
解得
在点，根据牛顿第二定律可得
解得
小球从 点射出后做斜抛运动，由于竖直方向上的速度不受影响，因此在竖直方向上有
解得 舍去
如图所示
由对称性可知，水平方向上有
即
竖直挡板与圆弧轨道点间的距离为

【解析】详细答案和解答过程见答案
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