资源简介

江西省部分学校2025-2026学年高一下学期期中素养训练物理试卷
一、单选题
1．《晋书·天文志》载：“日月行道，皆如弹圆，而迟疾有准。”今有甲、乙两行星同受中心天体（古称“镇星”）引力牵引。甲星轨道为椭圆，其距中心天体最近为四百万里，距中心天体最远为三千万里。乙星则做匀速圆周运动，且与甲星绕行周期相同。试问乙星轨道半径当为多少里( )
A.三千四百万里 B.一千七百万里
C.二千六百万里 D.一千三百万里
2．汽车过弯是驾驶技术中的关键，过弯的基础原则是“慢进快出”，即在进入弯道前完成减速，入弯后稳住车速，出弯时再逐渐加速，但有些驾驶技能好的驾驶员喜欢在弯道中就开始加速，整个过弯过程汽车做曲线运动。下列说法正确的是( )
A.汽车过弯过程中速度方向指向运动轨迹的凹侧
B.汽车不管是匀速过弯还是加速过弯，其所受合力均与运动轨迹相切
C.汽车不管是匀速过弯还是加速过弯，其所受合力一定与速度方向相切
D.汽车加速过弯过程中，其所受合力与速度的夹角一定为锐角
3．如图所示，戒指套在细线上，手捏住细线两端在同一高度，现双手沿水平方向以大小相同的速度匀速靠近，不计戒指与细线的摩擦，则此过程中( )
A.戒指匀速下降 B.戒指加速下降
C.细线对戒指作用力小于戒指重力 D.细线对戒指作用力大于戒指重力
4．猫猫很怕水，当其身上沾到水后，会通过高速抖动的方式将水甩干，于是gs用这样一个模型来研究这一现象：如图所示，将猫猫的躯干视作轴线水平，半径为R的圆柱（其腿长可忽略），某一次抖动时可看作其绕自身轴线旋转，角速度为。若要求猫猫正上方头顶的水可以被甩出，重力加速度为g，则角速度的最小值为( )
A. B. C. D.
5．马年春晚舞蹈《喜雨》技惊四座，舞者头顶斗笠匀速转动时，下列图线中与斗笠边缘的一串串珠实际形态最接近的是( )
A. B.
C. D.
6．如图所示，甲、乙两个小球分别以初速度、从固定斜面的顶端水平抛出，分别落到斜面上的A、B两点，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两球运动过程中速度变化量的方向不相同
B.甲、乙两球在空中运动时间之比为
C.甲、乙两球接触斜面的瞬间，速度方向与斜面夹角不同
D.甲、乙两球运动过程中离斜面最远距离之比为
7．如图甲所示，我国第三艘航母福建舰正在进行顺时针急转弯训练，航母的运动可视作水平面内的匀速圆周运动，运动半径为R。航母在运动中，船身发生了向外侧倾斜，且甲板法线与竖直方向夹角为，船体后视简图如图乙所示。一质量为m的小物块放在甲板上，与甲板始终保持相对静止。假设航母的运动半径R、夹角不随航速改变。下列说法正确的是( )
A.小物块可能只受重力、支持力两个力作用
B.甲板对小物块的支持力大小
C.甲板对小物块的作用力方向为竖直向上
D.航母的航速越大，小物块受到的摩擦力越大
二、多选题
8．假设2025年11月25日，我国在酒泉卫星发射中心成功发射神舟二十二号飞船，给中国空间站在轨航天员送去物资补给。若该飞船在预定轨道绕地球做匀速圆周运动，其周期T和线速度大小v、引力常量G均已知，则下列物理量能被推算出来的是( )
A.飞船的质量 B.飞船的角速度大小
C.地球的密度 D.飞船的向心加速度大小
9．如图所示，半径为R的半圆管轨道固定在水平面上，是竖直直径，让小球（视为质点）在水平面上获得水平向右的速度，进入管道然后从B点离开落到水平面上的C点.已知小球在B点时管壁对其弹力的大小等于重力的一半，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A.小球在B点的向心加速度大小为
B.小球从B到C的运动时间为
C.A、C两点间的距离可能为或
D.小球在B点的角速度一定为
10．如图所示，跑步机履带宽度，履带外侧机身上有正对的A、B两点，A点到履带最右端距离。一玩具车（可视为质点）从A点出发后，其相对于静止履带的速度大小，履带的速度大小。下列说法正确的是( )
A.玩具车到达履带对面的最短时间为0.1s
B.玩具车若能到达B点，则运动时间为0.2s
C.玩具车若能到达B点，则车头需与A点左侧履带边缘成夹角
D.若履带速度大小可调，要使玩具车仍能到达履带对面，履带速度不能大于
三、实验题
11．某同学用图示的装置来探究向心力F与质量m、转动半径r和角速度的关系。不计摩擦的水平直杆固定在竖直转轴上,竖直转轴可以随转速可调的电动机一起转动,套在水平直杆上的质量分布均匀的正方形滑块通过细线与固定在竖直转轴上的力传感器相连接,并随杆一起做匀速圆周运动,水平直杆的另一端到竖直转轴的距离为R的边缘处安装了宽度为d的遮光片,每经过光电门一次,力传感器和光电门就同时获得一组向心力大小F和遮光时间为的数据(记录数据时,滑块相对于杆处于静止状态)。
(1)为了探究滑块的向心力F与角速度的关系,该同学需要采用的实验方法为______。
A.等效替代法
B.控制变量法
C.微元法
D.比值法
(2)某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为,若滑块中心与转轴中心的距离为r,遮光片到转轴中心的距离为R,则水平直杆角速度为______。(用、d、R、r中部分或全部物理量表示)
(3)该同学通过保持滑块质量和运动半径不变,改变电动机旋转角速度,获得多组数据,以F为纵坐标,以______(选填“”、“”“”“”)为横坐标,可在坐标纸中描出数据点作一条过原点的直线,则说明F与成正比。
12．如图甲为研究平抛运动的实验装置，其中装置由固定的铁架台，圆弧轨道（半径）组成，位移传感器与计算机连接。实验时小球从圆弧轨道上某位置由静止释放，沿着轨道向下运动，离开轨道时，位移传感器开始实时探测小球的位置。测得不同时刻位置坐标，相邻点时间间隔。其中O点为抛出点，标记为，其他点依次标记为。
(1)为确保小球离开轨道后做平抛运动，必须进行的关键操作是( )
A.测量圆弧轨道的半径R
B.用水平仪校准轨道末端切线水平
C.调整轨道高度使小球落地点在传感器中心
D.保证小球每次从轨道同一高度释放
(2)如果竖直方向为自由落体运动，并测量出“”“”及“”，其中为第n点到O点的竖直距离，为第n点到O点的水平距离，为第n点到O点的直线距离），则重力加速度g的表达式为____________（用所测物理量和、n表示）。
(3)在（2）问实验测得的g值比真实值偏小，可能的原因是( )
A.轨道末端切线略微向上倾斜
B.小球释放点低于预定位置
C.实验时位移传感器数据中略大于0.02s
(4)经正确操作，该同学在轨迹上选取间距较大的几个点，将其坐标在直角坐标系内描绘出图像，如图乙所示。由此可计算出小球从轨道上水平抛出的初速度____________（重力加速度g取）。
四、计算题
13．宇航员在地球表面离地面高度h处将小球由静止自由释放，经t时间小球恰好落到地面。现宇航员站在某质量分布均匀的星球表面，同样在离该星球表面高度h处将小球由静止自由释放，小球经（t和未知）的时间也落在星球表面上。已知该星球的半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G。求：
(1)该星球表面的重力加速度；
(2)该星球的密度。
14．游乐园中的“空中飞椅”可简化成如图所示的模型，其中P为处于水平面内的转盘，可绕高的轴转动，位于水平地面上。圆盘半径，绳长。假设座椅随圆盘做匀速圆周运动时，绳与竖直方向的夹角，座椅和人的总质量，不计一切阻力，重力加速度大小g取，，。
(1)求绳子的拉力大小；
(2)求座椅做圆周运动的角速度大小；
(3)若突然绳子断裂，座椅和人一起落在A点（图中未画出），求A、两点间的距离。
15．“哥德堡装置”是一种非常复杂的机械组合，通常以迂回曲折的方法去完成一些非常简单的任务，例如开灯、倒水等，设计者必须计算精确，令机械的每个部件都能够准确发挥功用，否则将导致原定任务不能达成，故其也常被称为多米诺装置的进阶版。如图所示为某哥德堡装置兴趣小组所设计的部分装置示意图。质量的小钢珠（视为质点）用长度的轻绳拴着在竖直面内绕O做圆周运动，钢珠以的速度通过最低点A时轻绳恰好断开。钢珠飞出后恰好从B处切入一倾角为的粗糙斜面，斜面的高度为，钢珠与斜面的动摩擦因数。经段运动后进入圆弧轨道，从圆弧轨道最低点水平抛出，且抛出速率与C点速率相等。已知圆弧轨道最低点距地面高为，钢珠在抛出后与地面发生碰撞，碰撞前后速度水平分量不变，竖直分量大小不变、方向相反，若钢珠在第一次碰地前恰好掠过高为的挡板D，此后又恰好掠过高为的挡板E，最后打中位于F处的电灯开关完成任务。重力加速度g取，不计空气阻力。求：
(1)轻绳断开前瞬间绳子的张力大小；
(2)钢珠经过B点和C处的速度大小；
(3)挡板D、E距圆弧最低点的水平距离。
参考答案
1．答案：B
解析：根据开普勒第三定律：绕同一中心天体运动的卫星，轨道半长轴的三次方与公转周期平方的比值为定值，即，k仅由中心天体质量决定。
由题意可知甲星轨道的半长轴
乙星与甲星绕行周期相同，匀速圆周运动的轨道半径大小等于甲星轨道的半长轴，为1700万里。
故选B。
2．答案：D
解析：A.曲线运动的速度方向始终沿运动轨迹的切线方向，合力指向轨迹凹侧，故A错误；
B.曲线运动的合力一定指向轨迹凹侧，若合力与轨迹相切则汽车将做直线运动，故B错误；
C.曲线运动的合力与速度方向不在同一直线上，不与速度方向相切，故C错误；
D.汽车加速过弯时速度大小增大，说明合力在速度方向的分量与速度同向，因此合力与速度的夹角为锐角，故D正确。
故选D。
3．答案：D
解析：AB.设细线与竖直方向的夹角为，戒指速度大小为，根据绳端速度关系有
解得
在戒指下降过程减小，则减小，故减小，故AB错误；
CD.因戒指速度大小减小，故戒指减速下降，所以戒指的加速度向上，则细线对戒指作用力大于戒指重力，故C错误，D正确。
故选D。
4．答案：A
解析：对最高点的水滴，根据牛顿第二定律得
解得
故选A。
5．答案：B
解析：当斗笠匀速转动时，每一串串珠会随斗笠一起做匀速圆周运动（同轴转动，角速度相同）。串珠的向心力由重力和绳子拉力的合力提供，即（其中是绳子与竖直方向的夹角，r是串珠到转轴的水平距离）
解得
公式说明越靠下的串珠，圆周运动半径r越大，也越大，即越大。
故选B。
6．答案：D
解析：A.甲、乙两球运动过程中均做平抛运动，加速度均为重力加速度，方向都竖直向下，则两球运动过程中速度变化量的方向均竖直向下，故A错误；
B.设斜面的倾角为，由于两次均落至斜面，位移偏角相同，可得
可得
由题意可知，甲、乙两球初速度之比为1:2，所以两球在空中运动时间之比为1:2，故B错误；
C.由于两次均落至斜面，位移偏角相同，设速度与水平方向的夹角为，根据平抛运动的推论可得
则甲、乙两球接触斜面的瞬间，速度方向与水平方向的夹角相同，即速度方向与斜面夹角相同，故C错误；
D.落至斜面的位移为
由题意可知，甲、乙两球初速度之比为1:2，两球在空中运动时间之比为1:2，则甲、乙两球运动过程中离斜面最远距离之比为1:4，故D正确。
故选D。
7．答案：D
解析：ABD.根据题意可知，小物块做圆周运动，一定受到重力、支持力、摩擦力，通过正交分析法如图所示

由图可知，
解得，
由此可知，航母的航速越大，小物块受到的摩擦力越大，故AB错误，D正确；
C.甲板对小物块的作用力与重力的合力提供向心力，所以甲板对小物块的作用力斜向右上方，故C错误。
故选D。
8．答案：BD
解析：AC.已知飞船的周期T和线速度大小v、根据可得轨道半径，根据，飞船的质量m消掉，不能求解飞船的质量，只能求解地球的质量，但地球的半径未知，不能求解地球的密度，AC错误；
B.根据可得飞船的角速度大小，B正确；
D.根据可得飞船的向心加速度大小，D正确。
故选BD。
9．答案：BC
解析：A.小球在B点时管壁对其弹力的大小等于重力的一半，根据牛顿第二定律有或
解得或，故A错误；
B.小球从B到C做平抛运动，竖直方向有
解得，故B正确；
C.根据向心加速度公式有或
A、C两点间的距离为或
解得或，故C正确；
D.根据可知，小球在B点的角速度为或，故D错误；
故选BC。
10．答案：AD
解析：A.当玩具车垂直履带边缘运动时，到达对面的时间最短，则有，故A正确；
BC.车头需与A点左侧履带边缘成角时，玩具车可以到达B点，如图所示
则有
解得
玩具车到达B点的时间，故BC错误；
D.履带速度最大玩具车恰好到达履带的最右端，如图所示
由几何知识可得
解得
玩具车能到达履带对面，履带的最大速度
因此要使玩具车仍能到达履带对面，履带速度不能大于，故D正确。
故选AD。
11．答案：(1)B
(2)
(3)
解析：(1)为了探究滑块的向心力F与角速度的关系,需保持质量和半径不变,该同学需要采用的实验方法为控制变量法。
故选B。
(2)测得遮光片的挡光时间为,则遮光片经过光电门时的线速度大小为
角速度为
(3)滑块做圆周运动线速度的大小为
根据牛顿第二定律可得
该同学通过保持滑块质量和运动半径不变,改变电动机旋转角速度,获得多组数据,以F为纵坐标,以为横坐标,可在坐标纸中描出数据点作一条过原点的直线,则说明F与成正比。
12．答案：(1)B
(2)
(3)A
(4)1
解析：（1）平抛运动要求初速度水平，需用水平仪校准轨道末端切线水平；半径R、轨道高度、释放位置不直接影响“平抛”的前提条件。
故选B。
（2）竖直方向做自由落体运动，有
解得
故需测量
（3）A.末端向上倾斜会使小球获得竖直向上的初速度，导致偏小，由可知，g偏小，故A正确；
B.小球释放点低于预定位置，不影响g的测量，故B错误；
C.实验时间略大，导致偏大，会使g偏大，故C错误。
故选A。
（4）平抛运动中，水平方向位移
竖直方向位移
联立得
故斜率
由图像数据解得
13．答案：(1)
(2)
解析：（1）根据自由落体运动位移公式,地球表面
星球表面
已知
联立得
化简得
（2）星球表面物体重力等于万有引力，即
整理得星球质量
星球体积，密度
代入得
将代入化简得
14．答案：(1)
(2)
(3)
解析：（1）人和座椅在水平面内做匀速圆周运动，竖直方向受力平衡，有
解得
（2）座椅和人做圆周运动的轨道半径为圆盘半径加绳子水平分量
在水平方向，由重力和绳子拉力的合力提供向心力，得
解得
（3）绳子断裂时，座椅和人距离地面的高度
断裂后座椅和人做平抛运动，在竖直方向，有
解得平抛时间
由线速度与角速度的关系，平抛的初速度
平抛后沿圆周运动切线方向的水平位移
A到的距离为水平面上直角三角形的斜边长度，则
15．答案：(1)
(2)，
(3)，或
解析：（1）轻绳断开前瞬间对钢珠受力分析，可得
解得
（2）在B点，由平抛运动的规律可得
解得
对斜面上的钢珠受力分析，根据牛顿第二定律有
可得
由运动学公式可得
有几何关系可知
可得
（3）钢珠从轨道最低点飞出后至挡板D顶端时，由平抛运动规律可得，
解得，
钢珠从轨道最低点飞出至第一次落地，由平抛运动规律可得，
解得，
钢珠越过挡板至最高点，
解得，
挡板E有两种情况：
a）如图a所示情况，E距C的水平距离
可得
b）如图b所示情况，E距C的水平距离
可得

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