湖南株洲攸县第二中学2024-2025学年高一上学期期末考试物理试卷
1．（2025高一上·攸县期末）下列说法正确的是（ ）
A．“月—地检验”表明地面上的物体所受地球引力与月球所受地球引力遵从同样的规律
B．开普勒通过对第谷的观测数据的研究，认为行星的运动轨道都是圆
C．开普勒第三定律，式中k的值不仅与太阳的质量有关，还与行星运动的速度有关
D．牛顿提出了万有引力定律，并用扭秤实验测出了万有引力常量的数值
2．（2025高一上·攸县期末）打水漂是人类最古老的游戏之一（如图），仅需要一块小瓦片，在手上呈水平放置后，用力水平飞出，瓦片擦水面飞行，瓦片不断地在水面上向前弹跳，直至下沉，下列判断正确的是（ ）
A．飞出时的初速度越大，瓦片的惯性一定越大
B．飞行时所用时间越长，瓦片的惯性一定越大
C．飞出去的距离越长，瓦片的惯性一定越大
D．瓦片的质量越大，惯性一定越大
3．（2025高一上·攸县期末）在修筑铁路时，为了消除轮缘与铁轨间的挤压，要根据弯道的半径和规定的行驶速度，设计适当的倾斜轨道，即两个轨道存在一定的高度差。火车轨道在某转弯处其轨道平面倾角为θ，转弯半径为r，在该转弯处规定行驶的速度为 ，则下列说法中正确的是（ ）
A．火车运动的圆周平面为右图中的α
B．在该转弯处规定行驶的速度为
C．适当增大内、外轨高度差可以对火车进行有效安全的提速
D．当火车速率大于 时，内轨将受到轮缘的挤压
4．（2025高一上·攸县期末）一个质量为m=1kg的小物体放在光滑水平面上，小物体受到两个水平恒力F1=2N和F2=2N作用而处于静止状态，如图所示．现在突然把F1绕其作用点在竖直平面内向上转过53°，F1大小不变，则此时小物体的加速度大小为（sin53°=0.8、cos53°=0.6）（ ）
A．2m/s2 B．1.6m/s2 C．0.8m/s2 D．0.4m/s2
5．（2025高一上·攸县期末）如图所示，小卖部的阿姨用拖车运送货物。已知拖车和货物的总质量为m，阿姨用与水平面夹角为θ的恒力F拖动小车，小车水平向右移动了一段距离L，此过程小车受到的摩擦力大小恒为f。则拖车和货物受到的（ ）
A．重力做功为 B．拉力做功
C．滑动摩擦力做功为 D．支持力做功为0
6．（2025高一上·攸县期末）在某校举办的机器人模拟救援比赛中，甲、乙两机器人同时从同一地点出发，沿直线匀速运动到10m远的目的地，它们运动的路程随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．甲的速度大小为4m/s B．乙的速度大小为2m/s
C．甲的运动时间比乙多1s D．甲的运动时间比乙少2s
7．（2025高一上·攸县期末）自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径分别为、、，它们的边缘上有三个点A、B、C。自行车前进时，下列说法正确的是（ ）
A．A、B两点线速度大小之比为
B．A、B两点向心加速度大小之比为
C．B、C两点角速度之比为
D．、两点线速度之比为
8．（2025高一上·攸县期末）甲、乙两物体在同一地点同时开始做直线运动的v t图像如图所示．根据图像提供的信息可知( )
A．6s末乙追上甲
B．在乙追上甲之前，甲乙相距最远为10m
C．8s末甲、乙两物体相遇，且离出发点有32m
D．在0～4s内与4～6s内甲的平均速度相等
9．（2025高一上·攸县期末）如图甲所示，用一个沿水平方向的较大的力F推放在粗糙程度相同的水平面上的物块，在推力F不断减小的过程中，物块的加速度也不断变化，图乙为物块运动加速度a随推力F变化的的a-F图像。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g=10m/s2，以下说法正确的是（ ）
A．物块的质量为1kg
B．物块与水平面间的动摩擦因数为0.5
C．当推力F减小为10N时，物块的速度最大
D．当推力F减小为0时，物块的速度为零
10．（2025高一上·攸县期末）如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，已知A的圆半径为圆球B的半径的3倍，圆球B所受的重力为G，整个装置处于静止状态。设墙壁对B的弹力为F1，A对B的弹力为F2。若把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则F1、F2的变化情况分别是（ ）
A．F1减小 B．F1增大 C．F2增大 D．F2减小
11．（2025高一上·攸县期末）探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为。
（1）本实验所采用的实验探究方法与下列实验相同的是 ；
A．探究两个互成角度的力的合成规律
B．探究加速度与物体受力、物体质量的关系
C．探究平抛运动的特点
（2）若将传动皮带套在两塔轮半径相同的圆盘上，质量相同的两钢球分别放在挡板B、C处，转动手柄，可探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与 (选填“m”、“ω”或“r”)的关系。
（3）若将皮带套在圆盘半径之比为3：1的两轮塔上，质量相同的两钢球放在图示位置的挡板处，转动手柄，稳定后，观察到左侧标尺露出1格，右侧标尺露出9格，则可以得出的实验结论为： 。
12．（2025高一上·攸县期末）图1为“探究加速度与物体受力的关系”的实验装置图．图中小车A的质量为m1，连接在小车后的纸带穿过电火花打点计时器B，它们均置于水平放置的一端带有定滑轮且足够长的木板上，P的质量为m2，C为力传感器，实验时改变P的质量，读出对应的力传感器的示数F，不计绳与滑轮间的摩擦．
(1)电火花打点计时器的工作电压为 (选填“交”或“直”)流 V．
(2)下列说法正确的是 ．
A.一端带有定滑轮的长木板必须保持水平
B.实验中通过打点计时器打出的点来求解小车运动时的加速度
C.实验中m2应远小于m1
D.传感器的示数始终为m2g
(3)图2为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离，相邻计数点间还有四个点没有画出由此可求得小车的加速度的大小是 m/s2.(交流电的频率为50Hz，结果保留二位有效数字)
(4)实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a—F图象是图3中的 ．
13．（2025高一上·攸县期末）如图所示，一个质量为10kg的物体，沿水平地面向右运动，经过O点时速度大小为11m/s，此时对物体施加一个水平向左、大小为12N的恒力F，物体与水平面间的动摩擦因数为0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，求：
(1)物体能运动到O点右侧的最大距离；
(2)8s末物体的速度大小。
14．（2025高一上·攸县期末）在倾角的固定粗糙斜面底端放一质量为的滑块（视为质点），滑块在大小为（为重力加速度大小）、方向沿斜面向上的恒定拉力作用下沿斜面向上做初速度为零的匀加速直线运动，经过时间撤去拉力，再经过一段时间后，滑块返回斜面底端。滑块与斜面间的动摩擦因数，取，。求：
（1）撤去拉力时滑块的速度大小；
（2）滑块到达最高点时与斜面底端间的距离；
（3）滑块返回斜面底端时的速度大小以及滑块从开始运动到返回斜面底端所用的时间。
15．（2025高一上·攸县期末）“天问一号”是中国首个火星探测器，其名称来源于我国著名爱国主义诗人屈原的长诗《天问》。2021年2月10日19时52分我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为T，距离火星表面高度为h，已知火星的半径为R，引力常量为G，不考虑火星的自转。求：
（1）“天问一号”环绕火星运动的线速度的大小v
（2）火星的质量M
（3）在火星上发射卫星的第一宇宙速度
（4）火星表面的重力加速度g的大小。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】开普勒定律；万有引力定律；引力常量及其测定
【解析】【解答】A．“月—地检验”根据引力提供向心力结合牛顿第三定律验证地球对月球的引力与地面物体所受重力遵循相同的平方反比规律，说明两者遵从同一规律，故A正确。
B．开普勒通过对第谷的观测数据的研究，得出了开普勒第一定律，则认为行星的运动轨道是椭圆，故B错误。
C．开普勒第三定律，根据引力提供向心力可以得出式中k的值仅与太阳的质量有关，与行星速度无关，故C错误；
D．根据物理学史的内容可知牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量的数值，故D错误。
故选A。
【分析】“月—地检验”通过验证地球对月球的引力与地面物体所受重力遵循相同的平方反比规律； 开普勒通过对第谷的观测数据的研究，认为行星的运动轨道是椭圆； 开普勒第三定律式中k的值仅与太阳的质量有关；卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量的数值。
2．【答案】D
【知识点】惯性与质量
【解析】【解答】根据牛顿第一定律可以得出惯性是物体本身具有的一种性质，惯性的大小只与物体的质量有关，与其他因素无关，所以瓦片的质量越大，惯性一定越大，惯性的大小与初速度、时间、飞行距离等因素无关，故ABC错误，D正确。
故选D。
【分析】瓦片的质量越大，惯性一定越大，惯性的大小与初速度、时间、飞行距离等因素无关。
3．【答案】C
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】A．火车运动的圆周平面为水平面，根据圆周运动的合力指向圆心，则对应的轨道为图中的b，故A错误；
B．火车以规定速度行驶时，对火车，重力和支持力的合力提供火车做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律有
解得，故B错误；
C．适当增大内、外轨高度差，则增大，根据火车规定速度的表达式
可知v增大，故适当增大内、外轨高度差可以对火车进行有效安全的提速，故C正确；
D．当火车速率大于时，由于合力不足以提供向心力，则火车有外滑趋势，故外轨将受到轮缘的挤压，故D错误。
故选C。
【分析】利用合力指向圆心可以判别对应的轨道平面；利用合力提供向心力可以求出火车规定的速度大小；利用规定速度的表达式可以求出提速的方法；当火车的速度大于规定速度时，火车有外滑趋势，故外轨将受到轮缘的挤压。
4．【答案】C
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】开始时两力大小相等，相互平衡；将F1转过53°时，在水平方向上根据力的合成可以得出物体受到的合力为
已知合力的大小，根据牛顿第二定律可以得出物体的加速度为
故选C。
【分析】利用力的合成可以求出合力的大小，结合牛顿第二定律可以求出物体加速度的大小。
5．【答案】D
【知识点】功的概念；功的计算
【解析】【解答】A．由于运动方向与重力垂直，根据功的表达式，由于，所以重力做功为0，故A错误；
B．根据拉力的大小及运动的距离可以得出拉力做功，故B错误；
C．根据摩擦力的大小及运动的距离可以得出滑动摩擦力做功为，故C错误；
D．由于运动方向与支持力垂直，根据功的表达式，由于所以支持力做功为0，故D正确。
故选D。
【分析】当力与位移垂直时，力做功等于0；利用功的表达式可以求出摩擦力及拉力做功的大小。
6．【答案】B
【知识点】匀速直线运动；运动学 S-t 图象
【解析】【解答】AB．在位移时间图像中，图像斜率代表速度的大小，根据图像斜率可以得出甲、乙两机器人的速度大小分别为
A错误，B正确；
CD．当两者都运动10m远时，根据图像可以得出甲的运动时间为4s，乙的运动时间为5s，则甲的运动时间比乙少1s，CD错误。
故选B。
【分析】利用图像斜率可以求出机器人运动的速度大小，结合图像可以比较运动的时间。
7．【答案】C
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；向心加速度
【解析】【解答】A．、为链条传动，相同时间经过的弧线长度相等则可以得出线速度大小相等，则有，即
故A错误；
B．根据向心加速度的表达式有可知
故B错误；
C．由题意可知，、为同轴转动，由于相同时间转过的角度相等，所以角速度大小相等，则有
即
故C正确；
D．根据线速度和角速度的关系式有，可知
故D错误。
故选C。
【分析】利用线传动可以得出线速度的比值，结合向心加速度的表达式可以求出加速度的比值；利用角速度相等结合线速度和角速度的关系可以求出线速度的比值。
8．【答案】B,C
【知识点】追及相遇问题；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】在匀变速直线运动中，平均速度等于初末速度之和的一半，根据初末速度可以得出在0～4s内甲的平均速度，在4～6s内甲的平均速度，D错误；在0～6s内，根据图像面积代表位移，根据图像面积可以得出甲的位移，乙的位移，因此6s末乙未追上甲，A错误；当两者速度相等时，距离最远，即5s末距离最远，根据图像面积可以得出，，最远距离，B正确；6s以后，甲物体停止运动，因此相遇时，距离出发点32m，所用时间，C正确．
【分析】利用初末速度可以求出平均速度的大小；利用图像面积可以求出位移的大小，利用位移的大小可以求出相距的距离及相遇的时刻。
9．【答案】B,C
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【解答】AB．当时，，根据牛顿第二定律：可以得出
当时，，根据牛顿第二定律有
解得
，
故A错误，B正确；
C．根据滑动摩擦力的表达式可以得出物块与水平面的最大静摩擦力为
当推力大于10N，物块做加速运动，根据牛顿第二定律可知随着推力减小加速度逐渐减小，当推力等于10N时，物块做匀速运动，速度达到最大，故C正确；
D．在a—F图像中，当时，根据牛顿第二定律
解得
开始时力F大于20N，可知加速度时，速度不为零，，由于物块加速过程获得的加速度大于减速过程的加速度，根据对称性可以得出当时，物块的速度不为零，故D错误。
故选BC。
【分析】利用牛顿第二定律结合图像坐标可以求出质量和动摩擦因数的大小；利用牛顿第二定律可以得出a为0时物块的速度最大；当物块最初加速过程的加速度大于减速时的加速度大小，则可以得出推力等于0时物块的速度不等于0.
10．【答案】A,D
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】当A向右缓慢运动的过程中，对小球进行受力分析，小球受到了重力及接触面的弹力作用，题意可知，该过程处于动态平衡，对圆球B受力分析，由于三力满足矢量三角形，根据三角形三边的变化关系如图所示
图中可知，若A向右移动少许后，减小。在减小的过程中，可直观地看出F1和F2 都在减小。
故选 AD。
【分析】小球处于动态平衡，利用三角形三边的变化可以判别两个弹力的大小变化。
11．【答案】（1）B
（2）
（3）两小球的质量和圆周运动的半径相等时，向心力的大小与角速度的平方成正比。
【知识点】向心力
【解析】【解答】（1）本实验要探究向心力与、、三个物理量的关系，要探究向心力与其中一个物理量的关系，需要保持、、中两个量相等，探究与第三个量之间的关系，这种探究方法叫作控制变量法。探究两个互成角度的力的合成规律时两次拉动橡皮筋的效果相同，所采用的探究方法为等效替代法，探究加速度与物体受力、物体质量的关系时也要保持一个物理量不变，探究另外两个物理量的关系，所采用的探究方法为控制变量法，探究平抛运动的特点是对平抛运动分解为水平方向和竖直方向的分运动，所采用的探究方法运动的合成与分解法。
故选B。
（2）由于两个小球质量相等，两个塔轮半径相同则小球的角速度相等，所以可探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与的关系。
（3）根据半径的比值结合塔轮线速度相等可以求出小球的角速度之比为根据格尺的格数可以求出向心力的大小比值为，由于小球的质量和半径相同，所以可以得出的结论为两小球的质量和圆周运动的半径相等时，向心力的大小与角速度的平方成正比。
【分析】（1）探究向心力与 与、、之间的关系使用控制变量法； 探究两个互成角度的力的合成规律所采用的探究方法为等效替代法，探究加速度与物体受力、物体质量的关系所采用的探究方法为控制变量法，探究平抛运动的特点所采用的探究方法运动的合成与分解法；
（2）由于两个小球质量相等，两个塔轮半径相同则小球的角速度相等，所以可探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与的关系；
（3）根据角速度和向心力的比值可以得出两小球的质量和圆周运动的半径相等时，向心力的大小与角速度的平方成正比。
（1）本实验要探究与、、之间的关系，需要保持、、中两个量相等，探究与第三个量之间的关系，这种探究方法叫作控制变量法。探究两个互成角度的力的合成规律所采用的探究方法为等效替代法，探究加速度与物体受力、物体质量的关系所采用的探究方法为控制变量法，探究平抛运动的特点所采用的探究方法运动的合成与分解法。
故选B。
（2）由题意知，两小球的、相等，不相等，可探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与的关系。
（3）由题意知，两小球的、相等，，
所以，两小球的质量和圆周运动的半径相等时，向心力的大小与角速度的平方成正比。
12．【答案】交；；220；；B；；0.49；；C；
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】（1）根据工作原理可以得出电火花打点计时器工作电压为交流220V；（2）实验时为了使拉力等于小车的合力，则需要平衡摩擦力，利用重力的分力与摩擦力平衡，所以木板不能保持水平，故A错误；实验中利用纸带上的点结合逐差法来求解小车运动时的加速度，故B正确；由于该实验的连接方式，由于相同时间内重物下落的位移为小车运动位移的一半，所以重物和小车不具有共同的加速度，小车是在绳的拉力下加速运动，此拉力可由测力计示数获得，不需要用重物的重力来代替，故不要求重物质量远小于小车质量，故C错误；由于重物向下加速度运动，对于重物，根据牛顿第二定律有：m2g-2F=m2a，解得：，故D错误；故选B；
（3）小车做匀加速直线运动，根据逐差法可以得出加速度的大小为．
（4）某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，根据牛顿第二定律ma=F-f可知拉力不为零时，加速度仍然为零，故选C．
【分析】（1）电火花打点计时器工作电压为交流220V；
（2）实验时为了使拉力等于小车的合力，则需要平衡摩擦力，利用重力的分力与摩擦力平衡，所以木板不能保持水平；实验中利用纸带上的点结合逐差法来求解小车运动时的加速度；拉力可由测力计示数获得，不需要用重物的重力来代替，故不要求重物质量远小于小车质量；根据牛顿第二定律有可以求出绳子拉力的大小；
（3）利用逐差法可以求出小车加速度的大小；
（4）利用牛顿第二定律可以得出拉力不为零时，加速度仍然为零。
13．【答案】解：(1)物体向右运动时受到向左的摩擦力
Ff＝μFN＝μmg＝10N
物体做匀减速运动，设加速度大小为a1，由牛顿第二定律得
F＋Ff＝ma1
代入数据解得
a1=2.2m/s2
当向右运动的速度减为0时，向右运动的距离最大
0－＝－2a1xm
代入数据解得
xm=27.5m
(2)物体先做匀减速运动，设经时间t1速度减为0
0＝v0－a1t1
解得
t1＝5 s
之后物体向左做匀加速运动，设加速度为a2
由牛顿第二定律得
F－Ff＝ma2
8s末物体速度大小为
v＝a2(t－t1)＝0.6 m/s
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】（1）物体向右运动时，利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小，结合速度位移公式可以求出运动的最大距离；
（2）物体先做匀减速直线运动，后做匀加速直线运动，利用速度公式可以求出减速的时间，结合牛顿第二定律可以求出加速度的大小，结合速度公式可以求出末速度的大小。
14．【答案】解：（1）设在拉力作用的过程中滑块的加速度大小为，根据牛顿第二定律有
根据匀变速直线运动的规律有
解得
（2）在拉力作用的过程中滑块的位移大小
撤去拉力后，滑块匀减速上滑至速度为零，设其加速度大小为，根据牛顿第二定律有
设此过程滑块的位移大小为，根据匀变速直线运动的规律有
又
解得
（3）滑块上滑到最高点后沿斜面向下做初速度为零的匀加速直线运动，设其加速度大小为，根据牛顿第二定律有
又
解得
设撤去拉力后经时间滑块的速度减为零，根据匀变速直线运动的规律有
设滑块从最高点滑到斜面底端的时间为，根据匀变速直线运动的规律有
又
解得
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】（1）当在拉力的作用下滑块沿斜面向上做匀加速直线运动，利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小，结合速度公式可以求出滑块速度的大小；
（2）当滑块在拉力作用下，利用位移公式可以求出加速的位移，结合牛顿第二定律可以求出滑块减速上升的加速度大小，结合速度位移公式可以求出减速上升的位移；
（3）滑块沿斜面下滑时，利用牛顿第二定律可以求出下滑加速度的大小，结合速度位移公式可以求出滑动到底端速度的大小，结合速度公式可以求出加速的时间和减速的时间。
15．【答案】（1）解：根据匀速圆周运动的线速度与周期的关系可知，
（2）解：根据万有引力提供向心力有
解得火星的质量
（3）解：对于火星的近地卫星，根据万有引力提供向心力有
解得火星的第一宇宙速度为
（4）解：根据在火星表面物体所受的重力等于万有引力有
得
由（2）问可知
得
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；万有引力定律；第一、第二与第三宇宙速度
【解析】【分析】（1）已知天问一号绕火星运动的周期和半径，利用周期和线速度的关系可以求出线速度的大小；
（2）由于火星对卫星的引力提供向心力，利用牛顿第二定律可以求出火星质量的大小；
（3）由于火星对近地卫星的引力提供向心力，利用牛顿第二定律可以求出第一宇宙速度的大小；（4）火星对表面物体的引力形成重力，利用牛顿第二定律可以求出重力加速度的大小。
（1）根据匀速圆周运动的线速度与周期的关系可知，
（2）根据万有引力提供向心力有
解得火星的质量
（3）对于火星的近地卫星，根据万有引力提供向心力有
解得火星的第一宇宙速度为
（4）根据在火星表面物体所受的重力等于万有引力有
得
由（2）问可知
得
1 / 1湖南株洲攸县第二中学2024-2025学年高一上学期期末考试物理试卷
1．（2025高一上·攸县期末）下列说法正确的是（ ）
A．“月—地检验”表明地面上的物体所受地球引力与月球所受地球引力遵从同样的规律
B．开普勒通过对第谷的观测数据的研究，认为行星的运动轨道都是圆
C．开普勒第三定律，式中k的值不仅与太阳的质量有关，还与行星运动的速度有关
D．牛顿提出了万有引力定律，并用扭秤实验测出了万有引力常量的数值
【答案】A
【知识点】开普勒定律；万有引力定律；引力常量及其测定
【解析】【解答】A．“月—地检验”根据引力提供向心力结合牛顿第三定律验证地球对月球的引力与地面物体所受重力遵循相同的平方反比规律，说明两者遵从同一规律，故A正确。
B．开普勒通过对第谷的观测数据的研究，得出了开普勒第一定律，则认为行星的运动轨道是椭圆，故B错误。
C．开普勒第三定律，根据引力提供向心力可以得出式中k的值仅与太阳的质量有关，与行星速度无关，故C错误；
D．根据物理学史的内容可知牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量的数值，故D错误。
故选A。
【分析】“月—地检验”通过验证地球对月球的引力与地面物体所受重力遵循相同的平方反比规律； 开普勒通过对第谷的观测数据的研究，认为行星的运动轨道是椭圆； 开普勒第三定律式中k的值仅与太阳的质量有关；卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量的数值。
2．（2025高一上·攸县期末）打水漂是人类最古老的游戏之一（如图），仅需要一块小瓦片，在手上呈水平放置后，用力水平飞出，瓦片擦水面飞行，瓦片不断地在水面上向前弹跳，直至下沉，下列判断正确的是（ ）
A．飞出时的初速度越大，瓦片的惯性一定越大
B．飞行时所用时间越长，瓦片的惯性一定越大
C．飞出去的距离越长，瓦片的惯性一定越大
D．瓦片的质量越大，惯性一定越大
【答案】D
【知识点】惯性与质量
【解析】【解答】根据牛顿第一定律可以得出惯性是物体本身具有的一种性质，惯性的大小只与物体的质量有关，与其他因素无关，所以瓦片的质量越大，惯性一定越大，惯性的大小与初速度、时间、飞行距离等因素无关，故ABC错误，D正确。
故选D。
【分析】瓦片的质量越大，惯性一定越大，惯性的大小与初速度、时间、飞行距离等因素无关。
3．（2025高一上·攸县期末）在修筑铁路时，为了消除轮缘与铁轨间的挤压，要根据弯道的半径和规定的行驶速度，设计适当的倾斜轨道，即两个轨道存在一定的高度差。火车轨道在某转弯处其轨道平面倾角为θ，转弯半径为r，在该转弯处规定行驶的速度为 ，则下列说法中正确的是（ ）
A．火车运动的圆周平面为右图中的α
B．在该转弯处规定行驶的速度为
C．适当增大内、外轨高度差可以对火车进行有效安全的提速
D．当火车速率大于 时，内轨将受到轮缘的挤压
【答案】C
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】A．火车运动的圆周平面为水平面，根据圆周运动的合力指向圆心，则对应的轨道为图中的b，故A错误；
B．火车以规定速度行驶时，对火车，重力和支持力的合力提供火车做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律有
解得，故B错误；
C．适当增大内、外轨高度差，则增大，根据火车规定速度的表达式
可知v增大，故适当增大内、外轨高度差可以对火车进行有效安全的提速，故C正确；
D．当火车速率大于时，由于合力不足以提供向心力，则火车有外滑趋势，故外轨将受到轮缘的挤压，故D错误。
故选C。
【分析】利用合力指向圆心可以判别对应的轨道平面；利用合力提供向心力可以求出火车规定的速度大小；利用规定速度的表达式可以求出提速的方法；当火车的速度大于规定速度时，火车有外滑趋势，故外轨将受到轮缘的挤压。
4．（2025高一上·攸县期末）一个质量为m=1kg的小物体放在光滑水平面上，小物体受到两个水平恒力F1=2N和F2=2N作用而处于静止状态，如图所示．现在突然把F1绕其作用点在竖直平面内向上转过53°，F1大小不变，则此时小物体的加速度大小为（sin53°=0.8、cos53°=0.6）（ ）
A．2m/s2 B．1.6m/s2 C．0.8m/s2 D．0.4m/s2
【答案】C
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】开始时两力大小相等，相互平衡；将F1转过53°时，在水平方向上根据力的合成可以得出物体受到的合力为
已知合力的大小，根据牛顿第二定律可以得出物体的加速度为
故选C。
【分析】利用力的合成可以求出合力的大小，结合牛顿第二定律可以求出物体加速度的大小。
5．（2025高一上·攸县期末）如图所示，小卖部的阿姨用拖车运送货物。已知拖车和货物的总质量为m，阿姨用与水平面夹角为θ的恒力F拖动小车，小车水平向右移动了一段距离L，此过程小车受到的摩擦力大小恒为f。则拖车和货物受到的（ ）
A．重力做功为 B．拉力做功
C．滑动摩擦力做功为 D．支持力做功为0
【答案】D
【知识点】功的概念；功的计算
【解析】【解答】A．由于运动方向与重力垂直，根据功的表达式，由于，所以重力做功为0，故A错误；
B．根据拉力的大小及运动的距离可以得出拉力做功，故B错误；
C．根据摩擦力的大小及运动的距离可以得出滑动摩擦力做功为，故C错误；
D．由于运动方向与支持力垂直，根据功的表达式，由于所以支持力做功为0，故D正确。
故选D。
【分析】当力与位移垂直时，力做功等于0；利用功的表达式可以求出摩擦力及拉力做功的大小。
6．（2025高一上·攸县期末）在某校举办的机器人模拟救援比赛中，甲、乙两机器人同时从同一地点出发，沿直线匀速运动到10m远的目的地，它们运动的路程随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．甲的速度大小为4m/s B．乙的速度大小为2m/s
C．甲的运动时间比乙多1s D．甲的运动时间比乙少2s
【答案】B
【知识点】匀速直线运动；运动学 S-t 图象
【解析】【解答】AB．在位移时间图像中，图像斜率代表速度的大小，根据图像斜率可以得出甲、乙两机器人的速度大小分别为
A错误，B正确；
CD．当两者都运动10m远时，根据图像可以得出甲的运动时间为4s，乙的运动时间为5s，则甲的运动时间比乙少1s，CD错误。
故选B。
【分析】利用图像斜率可以求出机器人运动的速度大小，结合图像可以比较运动的时间。
7．（2025高一上·攸县期末）自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径分别为、、，它们的边缘上有三个点A、B、C。自行车前进时，下列说法正确的是（ ）
A．A、B两点线速度大小之比为
B．A、B两点向心加速度大小之比为
C．B、C两点角速度之比为
D．、两点线速度之比为
【答案】C
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；向心加速度
【解析】【解答】A．、为链条传动，相同时间经过的弧线长度相等则可以得出线速度大小相等，则有，即
故A错误；
B．根据向心加速度的表达式有可知
故B错误；
C．由题意可知，、为同轴转动，由于相同时间转过的角度相等，所以角速度大小相等，则有
即
故C正确；
D．根据线速度和角速度的关系式有，可知
故D错误。
故选C。
【分析】利用线传动可以得出线速度的比值，结合向心加速度的表达式可以求出加速度的比值；利用角速度相等结合线速度和角速度的关系可以求出线速度的比值。
8．（2025高一上·攸县期末）甲、乙两物体在同一地点同时开始做直线运动的v t图像如图所示．根据图像提供的信息可知( )
A．6s末乙追上甲
B．在乙追上甲之前，甲乙相距最远为10m
C．8s末甲、乙两物体相遇，且离出发点有32m
D．在0～4s内与4～6s内甲的平均速度相等
【答案】B,C
【知识点】追及相遇问题；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】在匀变速直线运动中，平均速度等于初末速度之和的一半，根据初末速度可以得出在0～4s内甲的平均速度，在4～6s内甲的平均速度，D错误；在0～6s内，根据图像面积代表位移，根据图像面积可以得出甲的位移，乙的位移，因此6s末乙未追上甲，A错误；当两者速度相等时，距离最远，即5s末距离最远，根据图像面积可以得出，，最远距离，B正确；6s以后，甲物体停止运动，因此相遇时，距离出发点32m，所用时间，C正确．
【分析】利用初末速度可以求出平均速度的大小；利用图像面积可以求出位移的大小，利用位移的大小可以求出相距的距离及相遇的时刻。
9．（2025高一上·攸县期末）如图甲所示，用一个沿水平方向的较大的力F推放在粗糙程度相同的水平面上的物块，在推力F不断减小的过程中，物块的加速度也不断变化，图乙为物块运动加速度a随推力F变化的的a-F图像。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g=10m/s2，以下说法正确的是（ ）
A．物块的质量为1kg
B．物块与水平面间的动摩擦因数为0.5
C．当推力F减小为10N时，物块的速度最大
D．当推力F减小为0时，物块的速度为零
【答案】B,C
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【解答】AB．当时，，根据牛顿第二定律：可以得出
当时，，根据牛顿第二定律有
解得
，
故A错误，B正确；
C．根据滑动摩擦力的表达式可以得出物块与水平面的最大静摩擦力为
当推力大于10N，物块做加速运动，根据牛顿第二定律可知随着推力减小加速度逐渐减小，当推力等于10N时，物块做匀速运动，速度达到最大，故C正确；
D．在a—F图像中，当时，根据牛顿第二定律
解得
开始时力F大于20N，可知加速度时，速度不为零，，由于物块加速过程获得的加速度大于减速过程的加速度，根据对称性可以得出当时，物块的速度不为零，故D错误。
故选BC。
【分析】利用牛顿第二定律结合图像坐标可以求出质量和动摩擦因数的大小；利用牛顿第二定律可以得出a为0时物块的速度最大；当物块最初加速过程的加速度大于减速时的加速度大小，则可以得出推力等于0时物块的速度不等于0.
10．（2025高一上·攸县期末）如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，已知A的圆半径为圆球B的半径的3倍，圆球B所受的重力为G，整个装置处于静止状态。设墙壁对B的弹力为F1，A对B的弹力为F2。若把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则F1、F2的变化情况分别是（ ）
A．F1减小 B．F1增大 C．F2增大 D．F2减小
【答案】A,D
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】当A向右缓慢运动的过程中，对小球进行受力分析，小球受到了重力及接触面的弹力作用，题意可知，该过程处于动态平衡，对圆球B受力分析，由于三力满足矢量三角形，根据三角形三边的变化关系如图所示
图中可知，若A向右移动少许后，减小。在减小的过程中，可直观地看出F1和F2 都在减小。
故选 AD。
【分析】小球处于动态平衡，利用三角形三边的变化可以判别两个弹力的大小变化。
11．（2025高一上·攸县期末）探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为。
（1）本实验所采用的实验探究方法与下列实验相同的是 ；
A．探究两个互成角度的力的合成规律
B．探究加速度与物体受力、物体质量的关系
C．探究平抛运动的特点
（2）若将传动皮带套在两塔轮半径相同的圆盘上，质量相同的两钢球分别放在挡板B、C处，转动手柄，可探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与 (选填“m”、“ω”或“r”)的关系。
（3）若将皮带套在圆盘半径之比为3：1的两轮塔上，质量相同的两钢球放在图示位置的挡板处，转动手柄，稳定后，观察到左侧标尺露出1格，右侧标尺露出9格，则可以得出的实验结论为： 。
【答案】（1）B
（2）
（3）两小球的质量和圆周运动的半径相等时，向心力的大小与角速度的平方成正比。
【知识点】向心力
【解析】【解答】（1）本实验要探究向心力与、、三个物理量的关系，要探究向心力与其中一个物理量的关系，需要保持、、中两个量相等，探究与第三个量之间的关系，这种探究方法叫作控制变量法。探究两个互成角度的力的合成规律时两次拉动橡皮筋的效果相同，所采用的探究方法为等效替代法，探究加速度与物体受力、物体质量的关系时也要保持一个物理量不变，探究另外两个物理量的关系，所采用的探究方法为控制变量法，探究平抛运动的特点是对平抛运动分解为水平方向和竖直方向的分运动，所采用的探究方法运动的合成与分解法。
故选B。
（2）由于两个小球质量相等，两个塔轮半径相同则小球的角速度相等，所以可探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与的关系。
（3）根据半径的比值结合塔轮线速度相等可以求出小球的角速度之比为根据格尺的格数可以求出向心力的大小比值为，由于小球的质量和半径相同，所以可以得出的结论为两小球的质量和圆周运动的半径相等时，向心力的大小与角速度的平方成正比。
【分析】（1）探究向心力与 与、、之间的关系使用控制变量法； 探究两个互成角度的力的合成规律所采用的探究方法为等效替代法，探究加速度与物体受力、物体质量的关系所采用的探究方法为控制变量法，探究平抛运动的特点所采用的探究方法运动的合成与分解法；
（2）由于两个小球质量相等，两个塔轮半径相同则小球的角速度相等，所以可探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与的关系；
（3）根据角速度和向心力的比值可以得出两小球的质量和圆周运动的半径相等时，向心力的大小与角速度的平方成正比。
（1）本实验要探究与、、之间的关系，需要保持、、中两个量相等，探究与第三个量之间的关系，这种探究方法叫作控制变量法。探究两个互成角度的力的合成规律所采用的探究方法为等效替代法，探究加速度与物体受力、物体质量的关系所采用的探究方法为控制变量法，探究平抛运动的特点所采用的探究方法运动的合成与分解法。
故选B。
（2）由题意知，两小球的、相等，不相等，可探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与的关系。
（3）由题意知，两小球的、相等，，
所以，两小球的质量和圆周运动的半径相等时，向心力的大小与角速度的平方成正比。
12．（2025高一上·攸县期末）图1为“探究加速度与物体受力的关系”的实验装置图．图中小车A的质量为m1，连接在小车后的纸带穿过电火花打点计时器B，它们均置于水平放置的一端带有定滑轮且足够长的木板上，P的质量为m2，C为力传感器，实验时改变P的质量，读出对应的力传感器的示数F，不计绳与滑轮间的摩擦．
(1)电火花打点计时器的工作电压为 (选填“交”或“直”)流 V．
(2)下列说法正确的是 ．
A.一端带有定滑轮的长木板必须保持水平
B.实验中通过打点计时器打出的点来求解小车运动时的加速度
C.实验中m2应远小于m1
D.传感器的示数始终为m2g
(3)图2为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离，相邻计数点间还有四个点没有画出由此可求得小车的加速度的大小是 m/s2.(交流电的频率为50Hz，结果保留二位有效数字)
(4)实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a—F图象是图3中的 ．
【答案】交；；220；；B；；0.49；；C；
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】（1）根据工作原理可以得出电火花打点计时器工作电压为交流220V；（2）实验时为了使拉力等于小车的合力，则需要平衡摩擦力，利用重力的分力与摩擦力平衡，所以木板不能保持水平，故A错误；实验中利用纸带上的点结合逐差法来求解小车运动时的加速度，故B正确；由于该实验的连接方式，由于相同时间内重物下落的位移为小车运动位移的一半，所以重物和小车不具有共同的加速度，小车是在绳的拉力下加速运动，此拉力可由测力计示数获得，不需要用重物的重力来代替，故不要求重物质量远小于小车质量，故C错误；由于重物向下加速度运动，对于重物，根据牛顿第二定律有：m2g-2F=m2a，解得：，故D错误；故选B；
（3）小车做匀加速直线运动，根据逐差法可以得出加速度的大小为．
（4）某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，根据牛顿第二定律ma=F-f可知拉力不为零时，加速度仍然为零，故选C．
【分析】（1）电火花打点计时器工作电压为交流220V；
（2）实验时为了使拉力等于小车的合力，则需要平衡摩擦力，利用重力的分力与摩擦力平衡，所以木板不能保持水平；实验中利用纸带上的点结合逐差法来求解小车运动时的加速度；拉力可由测力计示数获得，不需要用重物的重力来代替，故不要求重物质量远小于小车质量；根据牛顿第二定律有可以求出绳子拉力的大小；
（3）利用逐差法可以求出小车加速度的大小；
（4）利用牛顿第二定律可以得出拉力不为零时，加速度仍然为零。
13．（2025高一上·攸县期末）如图所示，一个质量为10kg的物体，沿水平地面向右运动，经过O点时速度大小为11m/s，此时对物体施加一个水平向左、大小为12N的恒力F，物体与水平面间的动摩擦因数为0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，求：
(1)物体能运动到O点右侧的最大距离；
(2)8s末物体的速度大小。
【答案】解：(1)物体向右运动时受到向左的摩擦力
Ff＝μFN＝μmg＝10N
物体做匀减速运动，设加速度大小为a1，由牛顿第二定律得
F＋Ff＝ma1
代入数据解得
a1=2.2m/s2
当向右运动的速度减为0时，向右运动的距离最大
0－＝－2a1xm
代入数据解得
xm=27.5m
(2)物体先做匀减速运动，设经时间t1速度减为0
0＝v0－a1t1
解得
t1＝5 s
之后物体向左做匀加速运动，设加速度为a2
由牛顿第二定律得
F－Ff＝ma2
8s末物体速度大小为
v＝a2(t－t1)＝0.6 m/s
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】（1）物体向右运动时，利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小，结合速度位移公式可以求出运动的最大距离；
（2）物体先做匀减速直线运动，后做匀加速直线运动，利用速度公式可以求出减速的时间，结合牛顿第二定律可以求出加速度的大小，结合速度公式可以求出末速度的大小。
14．（2025高一上·攸县期末）在倾角的固定粗糙斜面底端放一质量为的滑块（视为质点），滑块在大小为（为重力加速度大小）、方向沿斜面向上的恒定拉力作用下沿斜面向上做初速度为零的匀加速直线运动，经过时间撤去拉力，再经过一段时间后，滑块返回斜面底端。滑块与斜面间的动摩擦因数，取，。求：
（1）撤去拉力时滑块的速度大小；
（2）滑块到达最高点时与斜面底端间的距离；
（3）滑块返回斜面底端时的速度大小以及滑块从开始运动到返回斜面底端所用的时间。
【答案】解：（1）设在拉力作用的过程中滑块的加速度大小为，根据牛顿第二定律有
根据匀变速直线运动的规律有
解得
（2）在拉力作用的过程中滑块的位移大小
撤去拉力后，滑块匀减速上滑至速度为零，设其加速度大小为，根据牛顿第二定律有
设此过程滑块的位移大小为，根据匀变速直线运动的规律有
又
解得
（3）滑块上滑到最高点后沿斜面向下做初速度为零的匀加速直线运动，设其加速度大小为，根据牛顿第二定律有
又
解得
设撤去拉力后经时间滑块的速度减为零，根据匀变速直线运动的规律有
设滑块从最高点滑到斜面底端的时间为，根据匀变速直线运动的规律有
又
解得
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】（1）当在拉力的作用下滑块沿斜面向上做匀加速直线运动，利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小，结合速度公式可以求出滑块速度的大小；
（2）当滑块在拉力作用下，利用位移公式可以求出加速的位移，结合牛顿第二定律可以求出滑块减速上升的加速度大小，结合速度位移公式可以求出减速上升的位移；
（3）滑块沿斜面下滑时，利用牛顿第二定律可以求出下滑加速度的大小，结合速度位移公式可以求出滑动到底端速度的大小，结合速度公式可以求出加速的时间和减速的时间。
15．（2025高一上·攸县期末）“天问一号”是中国首个火星探测器，其名称来源于我国著名爱国主义诗人屈原的长诗《天问》。2021年2月10日19时52分我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为T，距离火星表面高度为h，已知火星的半径为R，引力常量为G，不考虑火星的自转。求：
（1）“天问一号”环绕火星运动的线速度的大小v
（2）火星的质量M
（3）在火星上发射卫星的第一宇宙速度
（4）火星表面的重力加速度g的大小。
【答案】（1）解：根据匀速圆周运动的线速度与周期的关系可知，
（2）解：根据万有引力提供向心力有
解得火星的质量
（3）解：对于火星的近地卫星，根据万有引力提供向心力有
解得火星的第一宇宙速度为
（4）解：根据在火星表面物体所受的重力等于万有引力有
得
由（2）问可知
得
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；万有引力定律；第一、第二与第三宇宙速度
【解析】【分析】（1）已知天问一号绕火星运动的周期和半径，利用周期和线速度的关系可以求出线速度的大小；
（2）由于火星对卫星的引力提供向心力，利用牛顿第二定律可以求出火星质量的大小；
（3）由于火星对近地卫星的引力提供向心力，利用牛顿第二定律可以求出第一宇宙速度的大小；（4）火星对表面物体的引力形成重力，利用牛顿第二定律可以求出重力加速度的大小。
（1）根据匀速圆周运动的线速度与周期的关系可知，
（2）根据万有引力提供向心力有
解得火星的质量
（3）对于火星的近地卫星，根据万有引力提供向心力有
解得火星的第一宇宙速度为
（4）根据在火星表面物体所受的重力等于万有引力有
得
由（2）问可知
得
1 / 1
