资源简介

2025-2026学年浙江省清华附中嘉兴实验高级中学高一（下）期中
物理试卷（A卷）
一、单选题：本大题共10小题，共30分。
1.下列国际单位制中表示能量单位的是( )
A. B. C. D.
2.下列物理情景中，经典的牛顿力学不再适用的是( )
A. 原子核外电子的运动
B. 超音速飞行的歼战斗机在空中飞行的运动
C. 月球绕地球的运动
D. 小明在投篮时，篮球在空中的运动
3.如图所示，木块、叠放在光滑水平面上，、之间不光滑，用水平力拉，使、一起沿光滑水平面加速向右运动，设、间的摩擦力为。则以下说法正确的是( )
A. 对做正功，对也做正功 B. 对做正功，对不做功
C. 对不做功，对做负功 D. 对做负功，对也做负功
4.关于生活中的圆周运动，下列说法正确的是( )
A. 如图甲，物体随水平圆盘匀速转动时，受到重力、支持力、摩擦力和向心力作用
B. 如图乙，物体在水平面上做圆周运动，若在点运动轨迹突然发生改变而沿虚线运动，则一定是因为物体的速度突然变大了
C. 如图丙，火车轨道倾角，水平面内圆周运动半径为，则当火车转弯时速度时，火车车轮对外轨道有挤压
D. 如图丁，小球在竖直平面内放置的圆形轨道内侧做圆周运动，过点时小球对轨道的压力最小
5.如图，、、分别是自行车的大齿轮、小齿轮和后轮边缘上的三个点，到各自转动轴的距离分别为、和。支起自行车后轮，在转动踏板的过程中，、、三点( )
A. 角速度大小关系是 B. 线速度大小关系是
C. 角速度大小关系是 D. 线速度大小关系是
6.如图所示，在公路的弯道处，常会挂有减速标牌，提醒驾驶员急弯下坡减速。则汽车( )
A. 过急弯惯性会减小
B. 下坡过程中惯性会增大
C. 减速可增大过急弯处所受的摩擦力，避免侧滑
D. 减速可减小过急弯处所需的向心力，避免侧滑
7.如图所示，有一轻质杆长，一端固定一质量为的小球可视为质点，杆绕另一端在竖直面内做圆周运动，重力加速度取。下列说法正确的是( )
A. 当小球在最高点时刚好对杆无作用力，小球的线速度大小为
B. 当小球运动到最高点时的速率为时，杆对小球的作用力方向向下
C. 当小球运动到最高点时的速率为时，杆对小球的作用力大小为
D. 当小球运动到最低点时，若小球受杆的拉力为，则小球运动的角速度大小为
8.如图甲所示，花样滑冰比赛中运动员做圆锥摆运动，可简化为如图乙所示的模型。小球质量为，小球到悬挂点的摆线长为，测得小球做圆锥摆运动的周期为，摆线与竖直方向的夹角为，小球运动过程中始终没有与地面接触，下列说法正确的是( )
A. 小球做圆周运动的圆心为悬挂点 B. 摆线对小球的拉力充当小球的向心力
C. 小球所需的向心力大小为 D. 摆线对小球的拉力大小为
9.年月日，我国太原卫星发射中心在广东阳江附近海域使用捷龙三号运载火箭，成功将颗卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。其中“港中大一号”卫星系全球首颗面向城市可持续发展的大模型卫星，具备强大的智能感知与数据处理能力。“港中大一号”卫星在轨高度千米。其做匀速圆周运动时( )
A. 速度小于第一宇宙速度 B. 向心加速度大于
C. 周期小于近地卫星的周期 D. 角速度小于地球自转的角速度
10.如图所示，人造地球卫星在圆形轨道Ⅰ上运行，人造地球卫星在椭圆轨道Ⅱ上运行，其中椭圆轨道上的点为远地点，点为近地点，两轨道相切于点，下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道Ⅰ上的速度大于
B. 卫星和卫星在相同时间内与地球连线扫过的面积相等
C. 卫星在点的加速度等于卫星在点的加速度
D. 卫星在轨道Ⅰ上点的动能小于在卫星在轨道Ⅱ上点的动能
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
11.如图所示，年春晚节目武中，某机器人的右臂以肩关节点为圆心做匀速圆周运动，转动过程中上臂与前臂始终垂直，、两点分别位于肘关节、腕关节上，已知，，，则、两点做圆周运动的( )
A. 角速度大小相同
B. 线速度方向相同
C. 线速度大小之比为：
D. 向心加速度大小之比为：
12.一行星绕恒星做圆周运动由天文观测可得，其运行周期为，速度为引力常量为，则下列说法正确的是( )
A. 行星的质量为 B. 恒星的质量为
C. 行星运动的轨道半径为 D. 行星运动运动的加速度为
13.“辘轳”是中国古代取水的重要设施，如图甲。在某次研学活动中，一种用电动机驱动的辘轳引发了同学们的兴趣。该种辘轳的工作原理简化图如图乙，已知转筒辘轳半径。在某次提水的过程中，电动机以恒定输出功率将质量为的水桶含水由静止开始竖直向上提起。圆筒转动的角速度随时间变化的图像如图丙。忽略转筒辘轳的质量以及所有摩擦阻力，取重力加速度，则下列说法正确的是( )
A. 电动机的输出功率
B. 内井绳对水桶的拉力逐渐增大
C. 当角速度时，水桶的加速度大小为
D. 内水桶上升的高度为
三、实验题：本大题共1小题，共10分。
14.某实验小组用如图所示装置探究向心力大小与质量、角速度和半径之间的关系，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套筒下降从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。
本实验的实验方法是 填“理想实验法”“等效替代法”或“控制变量法”。
摇动手柄时，图中长槽上处挡板的转动半径大于处挡板的半径，短槽上处挡板的转动半径等于处挡板的转动半径，要探究向心力与角速度的关系，将质量 填“相同”或“不同”的小球，分别放在挡板 填“、”或“、”处，将皮带处于左右塔轮的半径 填“相等”或“不等”的塔轮上。
将质量之比为：的两个小球分别放在挡板、处，、挡板到转轴的距离之比为：，皮带选用左右塔轮的半径之比为：，实验会发现，左、右标尺露出格数之比为 。
四、计算题：本大题共5小题，共48分。
15.某同学设计了一个实验来计算生活中的做功问题。如图所示，将一根质量为的筷子从处自由下落后插入米杯中，插入深度为。，则在此过程中：
重力做功距离为：______；
受到阻力的大小为：______。
16.如图所示，运动员把质量为的足球从水平地面踢出，足球在空中到达的最大高度是，在最高点的速度为，不考虑空气阻力，。求：
足球上升过程中克服重力做功；
运动员踢球时对足球做的功；
足球在落地时重力的功率。
17.如图甲，这是湖南电视台“智勇大冲关”游戏节目中的大转盘游戏环节，经验不足的人会坐在转盘边缘，当转盘转速达到某一数值时，人恰好滑离转盘落入水中，等效模型如图乙。现测得转盘半径，离水面的高度，人落水过程的水平位移大小。设人所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，人视为质点，不计空气阻力，取重力加速度。求：
人恰好离开转盘时的初速度大小；
人与转盘间的动摩擦因数；
人落水时的速度大小。
18.一宇航员为了估测某一星球表面的重力加速度和该星球的质量，在该星球的表面做自由落体实验：让小球在离地面高处自由下落，他测出经时间小球落地，又已知该星球的半径为，忽略一切阻力．求：
该星球表面的重力加速度；
该星球的质量；
该星球的第一宇宙速度．
19.某游乐场的游乐装置可简化为如图所示的竖直面内轨道，左侧为半径的光滑圆弧轨道，轨道的上端点和圆心的连线与水平方向的夹角，下端点与粗糙水平轨道相切，为倾角的光滑倾斜轨道，一轻质弹簧上端固定在点处的挡板上．现有质量为的小滑块可视为质点从空中的点以的初速度水平向左抛出，恰好从点沿轨道切线方向进入轨道，沿着圆弧轨道运动到点之后继续沿水平轨道滑动，经过点不计经过点时的能量损失后沿倾斜轨道向上运动至点图中未标出，弹簧恰好压缩至最短．已知、之间和、之间距离都为，滑块与轨道间的动摩擦因数为，不计空气阻力．求：
小滑块经过圆弧轨道上点的速度大小；
小滑块到达圆弧轨道上的点时对轨道压力的大小；
弹簧的弹性势能的最大值；
试判断滑块返回时能否从点离开，如能求出飞出点的速度大小；若不能，判断滑块最后位于何处．
答案解析
1.【答案】
【解析】A、在国际单位中，能量的单位是，根据动能的表达式，的单位是，的单位是，的单位是，则有，故A正确，
B、这个单位，是质量的单位，是加速度的单位，所以是的单位，根据牛顿第二定律，所以是力的单位，故B错误；
C、是功率的单位，故C错误；
D、是功的单位，是时间的单位，是功率的单位。故D错误。
故选：。
2.【答案】
【解析】解：经典的牛顿力学适用于宏观、低速的运动不适用于微观、高速的运动，故A正确，BCD错误。
故选：。
根据牛顿力学的适用范围进行分析解答。
考查牛顿力学的适用范围，会根据题意进行准确分析解答。
3.【答案】
【解析】解：是作用在上的力，对做正功，对不做功，故A错误，B正确；
对做正功，对做等量负功，故CD错误。
故选：。
根据功的定义进行分析解答。
考查功的定义，会根据题意进行准确分析解答。
4.【答案】
【解析】解：、如图甲，物体随水平圆盘匀速转动时，受到重力、支持力、摩擦力，由三者的合力提供向心力，故A错误；
B、如图乙，若物体在点运动轨迹突然发生改变而沿虚线运动，即物体做离心运动，拉力不够提供物体所需要的向心力，是因为变小了，故B错误；
C、如图丙，当火车转弯时速度时，由重力和轨道支持力的合力提供向心力，当火车转弯时速度时，火车所需要的向心力增大，重力和轨道支持力的合力不够提供向心力，外轨道对车轮有侧压力，则火车车轮对外轨道有挤压，故C正确；
D、如图丁，小球在竖直平面内放置的圆形轨道内侧做圆周运动，过点时小球的速度最大，对轨道的压力最大，故D错误。
故选：。
如图甲，物体随水平圆盘匀速转动时，由合力提供向心力；如图乙，根据离心运动的条件分析物体速度的变化情况；如图丙，当火车以规定速度转弯时，由重力和支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律求出此时的速度，再分析速度时，火车车轮对哪侧轨道有挤压；如图丁，过点时小球对轨道的压力最大。
解答本题时，要明确向心力是效果力，是由沿半径指向圆心的合力提供的，所以在受力分析时不能单独分析。要注意分析物体受力，确定向心力来源。
5.【答案】
【解析】解：由图示可知，、同缘传动，它们的线速度大小相等，即，
B、同轴转动，则它们的角速度相等，即，
由于，由可知，，
由于、的线速度大小相等而，由可知，，
综上分析可知，，，故C正确，ABD错误。
故选：。
同轴转动质点的角速度相等，同缘传动点的线速度大小相等，根据线速度与角速度的关系分析答题。
本题考查了传动问题，掌握基础知识是解题的前提，分析清楚图示情景即可解题。
6.【答案】
【解析】解：、惯性的大小只与质量有关，所以过急弯和下坡过程中惯性不变，故AB错误；
、根据向心力公式得减速可减小过急弯处所需的向心力，汽车在水平路面上拐弯，靠静摩擦力提供向心力，减速可减小过急弯处所受的摩擦力，避免侧滑，故C错误，D正确。
故选：。
物体有保持原来运动状态不变的性质叫做惯性；惯性的大小只与质量有关；根据向心力公式分析判断。
考查了向心力、惯性等知识，知道惯性的大小只与质量有关和影响向心力的因素。
7.【答案】
【解析】解：、小球在最高点时刚好对杆无作用力，此时重力提供向心力，有
解得，故A错误；
B、当小球运动到最高点时的速率为时，向下为正方向，根据牛顿第二定律有
解得
则杆对小球的作用力大小为，方向向上，故B错误；
C、当小球运动到最高点时的速率为时，向下为正方向，根据牛顿第二定律有
解得
可知杆对小球的作用力大小为，方向向下，故C正确；
D、当小球运动到最低点时，小球受杆的拉力为，由牛顿第二定律有
解得
则小球运动的角速度大小为，故D错误。
故选：。
A、杆模型中，小球在最高点对杆无作用力时，向心力完全由重力提供，此时线速度为杆模型的临界速度非；
B、先算出杆模型最高点的临界速度，再对比小球实际速率。当实际速率小于临界速度时，所需向心力小于重力，杆对小球的作用力方向向上为支持力；
C、小球在最高点速率大于临界速度，杆对小球的作用力为拉力，与重力同向，合力提供向心力。结合向心力公式，可算出杆对小球的作用力大小；
D、小球在最低点时，拉力与重力的合力提供向心力，结合向心力公式含角速度的形式，可算出角速度。
这是一道典型的竖直面内轻杆圆周运动基础题，考点聚焦于杆模型的受力分析与向心力公式应用，难度适中，覆盖了最高点临界条件、杆的拉力支持力判断、最低点受力与角速度计算等核心知识点，能有效考查学生对圆周运动向心力来源的理解和公式应用能力，是巩固基础、区分绳杆模型差异的优质练习。
8.【答案】
【解析】解：、小球在水平面内做圆周运动，运动圆心为悬挂点在运动平面内的投影，故A错误；
B、摆线的拉力指向悬挂点，是拉力的水平分力提供向心力，故B错误；
C、小球做圆周运动所需的向心力大小，故C错误；
D、摆线对小球的拉力大小的水平分力提供向心力，即，
解得，故D正确。
故选：。
对圆锥摆模型进行受力分析，结合圆周运动的向心力公式，逐一分析各选项中圆心、向心力来源、向心力大小及拉力的结论。
本题以花样滑冰为情境，考查圆锥摆的受力分析与向心力计算，是圆周运动的典型应用类题目。
9.【答案】
【解析】解：卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力：
，
解得：
，
第一宇宙速度是卫星环绕地球表面运行的速度，也是绕地球做匀速圆周运动的最大速度，“港中大一号”卫星在轨高度是千米，可见“港中大一号”卫星轨道半径比地球的半径大，则其做匀速圆周运动时速度小于第一宇宙速度，故A正确；
B.卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力：
，
解得：
，
因为地球表面重力加速度为：
，
又因为“港中大一号”的卫星轨道半径，
所以其向心加速度小于，故B错误；
C.卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力：
，
解得：
，
因为“港中大一号”卫星轨道半径大于近地卫星的轨道半径，
所以其周期大于近地卫星的周期，故C错误；
D.卫星绕地球做圆周运动时，万有引力提供向心力，有：
，
解得：
，
由此可知，卫星轨道半径越小，角速度越大，
因为地球同步卫星的角速度等于地球自转角速度，且同步卫星的轨道高度约为，远大于“港中大一号”的轨道高度，
因此“港中大一号”轨道半径更小，则角速度更大，故“港中大一号”角速度大于地球自转角速度，故D错误。
故选：。
A.由题意，根据万有引力提供向心力列式，结合第一宇宙速度的特点，即可分析判断；
B.由题意，根据万有引力提供向心力列式，结合地球表面重力加速度的表达式，即可分析判断；
C.由题意，根据万有引力提供向心力列式，结合近地卫星的特点，即可分析判断；
D.由题意，根据万有引力提供向心力列式，结合同步卫星的特点，即可分析判断。
本题考查不同轨道上的卫星或行星可能含赤道上物体运行参数的比较，解题时需注意，把卫星的运行看作匀速圆周运动，万有引力完全充当圆周运动的向心力，但是计算的公式比较多，需要根据题目给出的参数，选择恰当的公式进行计算。
10.【答案】
【解析】解：根据第一宇宙速度是最大的运行速度可知，卫星在轨道Ⅰ上的速度小于，故A错误；
根据开普勒第二定律，卫星和卫星不在同一轨道上运动，在相同时间内与地球连线扫过的面积不相等，故B错误；
根据可知，卫星在点的加速度等于卫星在点的加速度，故C正确；
由于卫星和卫星质量关系未知，不能比较两卫星在点的动能关系，故D错误。
故选：。
根据第一宇宙速度和开普勒第二定律、牛顿第二定律和动能的表达式进行分析解答。
考查第一宇宙速度和开普勒第二定律、牛顿第二定律和动能的表达式，会根据题意进行准确分析解答。
11.【答案】
【解析】解：、两点绕同一圆心做匀速圆周运动，属于同轴转动，角速度相等，故A正确；
B.线速度方向为圆周运动的切线方向，、位置不同，轨迹圆的切线方向不同，故B错误；
C.由几何关系得到的距离
点转动半径，线速度公式
因相同，，故C错误；
D.向心加速度公式
因相同，，故D正确。
故选：。
、绕点做同轴匀速圆周运动，角速度相同，由勾股定理求出的圆周运动半径，再结合圆周运动线速度、向心加速度公式逐一分析各选项。
本题以春晚机器人手臂运动为情境，考查同轴圆周运动的基本规律，能有效考查学生的几何分析与圆周运动公式应用能力。
12.【答案】
【解析】解：根据圆周运动知识得：由得到行星运动的轨道半径为：
A、根据万有引力提供向心力，列出等式：
解得：，由此式知行星的质量不能求出，故B正确，A错误；
C、行星运动的轨道半径为故C正确
D、行星运动的加速度为：，故D错误。
故选：。
根据圆周运动知识和已知物理量求出轨道半径；根据万有引力提供向心力，列出等式求出中心体的质量．
本题考查万有引力与圆周运动问题．根据万有引力提供向心力，列出等式可求出中心体的质量，不能求出环绕体质量．
13.【答案】
【解析】解：、水桶被提起的最大速度为
电动机的输出功率为，故A正确；
B、内速度增大，根据可知，拉力逐渐减小，故B错误；
C、当角速度时，速度
水桶受的拉力
根据牛顿第二定律有
解得水桶的加速度大小为，故C错误；
D、内，根据动能定理有
内水桶上升的高度为
内水桶上升的高度为
内水桶上升的高度为，故D正确；
故选：。
先由匀速阶段的角速度求出水桶的最大速度，结合重力计算电动机输出功率；再根据功率恒定条件分析加速阶段拉力与加速度的变化规律；接着利用功率公式求出特定角速度对应的拉力，进而计算加速度；最后结合动能定理，对整个过程的功率做功与重力做功、动能变化进行分析，求解水桶上升的总高度，以此判断各选项的正误。
该题考查恒定功率启动模型，结合圆周运动线速度与角速度的关系，综合应用牛顿运动定律和动能定理，解题要点在于利用匀速阶段求出电动机输出功率，结合功率恒定条件分析拉力与加速度的变化，并通过动能定理求解水桶上升高度，能有效检验学生对力学综合问题的分析与数据处理能力。
14.【答案】控制变量法
相同
A、
不等
：

【解析】本实验的实验方法是控制变量法。
探究向心力与角速度的关系，将质量相同的小球，分别放在挡板、处半径相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的皮带轮上，两个轮转动的角速度不同。
由
结合题意可知，左右两塔轮转动的角速度之比为：，由
结合题意可知，左右两球做圆周运动的向心力之比为：，即左、右标尺露出格数之比为：。
故答案为：控制变量法；相同，、，不等；：。
根据实验原理分析判断；
根据控制变量法和实验装置分析判断；
根据线速度与角速度关系式和向心力公式计算。
本题关键掌握探究向心力大小与质量、角速度和半径之间关系的实验原理和熟悉实验装置。
15.【答案】
【解析】重力做功距离为
设阻力大小为，对整个过程，根据动能定理得
解得
故答案为：；。
重力做功距离为初末位置的高度差。
对整个过程，利用动能定理求阻力大小。
本题涉及力在空间的积累效果，运用动能定理求阻力，比较简便。
16.【答案】足球上升过程中克服重力做功为 运动员踢球时对足球做的功为 足球在落地时重力的功率为
【解析】解：足球上升过程中克服重力做功
解得
由能量关系可知运动员踢球时对足球做的功
解得
落地时的竖直速度
解得
落地时重力的功率
解得
答：足球上升过程中克服重力做功为；
运动员踢球时对足球做的功为；
足球在落地时重力的功率为。
根据功的计算公式求解足球上升过程中克服重力做的功；
从开始到足球达到最高点的过程中，由动能定理求解运动员踢球时对足球做的功；
求出足球从最高点到落地过程，竖直方向的的时间以及最终足球落地时的竖直分速度，根据求解足球在落地时重力的功率。
本题主要是考查了动能定理，此类问题的解题方法是：首先要选取研究过程，分析运动过程中物体的受力情况，然后分析运动过程中哪些力做正功、哪些力做负功，初末动能为多少，根据动能定理列方程解答。
17.【答案】人离开转盘做平抛运动，在竖直方向上有：，
代入解得，
在水平方向上有，
则；
物块刚要离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有，，
联立并代入数据解得；
刚刚接触水面的竖直速度，
合速度。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
18.【答案】解：由自由落体规律：
可得：
在星球表面物体所受万有引力等于物体所受重力．
即：
由可得：
第一宇宙速度是近地卫星做圆周运动的运行速度．
在星球近表面物体所受万有引力等于物体所受重力，根据重力提供卫星的向心力，
．
答：该星球表面的重力加速度是；
该星球的质量是；
该星球的第一宇宙速度是．
【解析】先利用自由落体运动的规律求出该星球表面的重力加速度，再写出星球表面物体所受万有引力等于物体所受重力的表达式，即可求解．
第一宇宙速度是近地卫星做圆周运动的运行速度．
该题是万有引力定律的一般应用，先利用自由落体运动的规律求出该星球表面的重力加速度，再写出星球表面物体所受万有引力等于物体所受重力的表达式，即可求解．属于简单题．
19.【答案】解：设滑块经过点的速度大小为，如图所示，则：
代入数据解得：
滑块从点到达最低点点的过程中，由机械能守恒定律得：
代入数据解得：
滑块经过点时设受轨道的支持力大小为，由牛顿第二定律得：
代入数据解得：
由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力大小：
设弹簧的弹性势能的最大值为，滑块从到过程，由能量守恒定律得：
由题意可知：，代入数据可解得：
设滑块返回时能上升的高度，根据能量守恒定律得：
代入数据解得：，因此滑块无法从点离开
滑块最终静止，从滑块第一次到达点到滑块最终静止整个过程，
对滑块，由能量守恒定律得：
代入数据解得，滑块在上滑行的路程：
则滑块最后静止时离点或离点
答：小滑块经过圆弧轨道上点的速度大小是；
小滑块到达圆弧轨道上的点时对轨道压力的大小是；
弹簧的弹性势能的最大值是；
滑块返回时不能从点离开，滑块最后静止在离点或离点处。
【解析】滑块从到做平抛运动，根据速度的合成与分解求出滑块经过点时的速度大小。
应用机械能守恒定律求出滑块到达点时的速度大小，然后应用牛顿第二定律求出轨道对滑块的支持力，再应用牛顿第三定律求出对轨道的压力大小。
应用能量守恒定律可以求出弹簧的弹性势能。
应用能量守恒定律求出滑块返回后上升的最大高度，然后判断滑块能否从点离开；再应用能量守恒定律分析答题。
本题是一道力学综合题，根据题意分析清楚滑块的运动过程是解题的前提，应用能量守恒定律与牛顿第二定律即可解题。
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