精品解析：江苏省无锡市新吴区（梅村高级中学空港分校）2024-2025学年高一下学期3月阶段测试物理试题（春卷）

江苏省梅村高级中学空港分校2024—2025学年3月阶段检测 高一物理 一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共计44分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 下列关于功的正、负的说法正确的是（　　） A. 功的正、负表示功的大小，负功一定比正功小 B. 因为功有正功和负功，所以功是矢量 C. 功的负号表示功的方向与力的方向相反 D. 功的正、负只表示动力做功还是阻力做功 【答案】D 【解析】 【详解】功是标量，功的正负代表动力做功还是阻力做功，不表示大小，也不表示方向。 故选D。 2. 如图所示是学生常用的剪刀，A、B是剪刀上的两点，B离O点更近，则在正常使用过程中（　　） A. A、B两点的角速度相同 B. A、B两点的线速度大小相等 C. A、B两点的向心加速度大小相等 D. A、B两点的向心加速度方向相同 【答案】A 【解析】 【详解】A．A、B两点同轴转动，A、B两点的角速度相同，选项A正确； B．根据v=rω可知A、B两点的线速度大小不相等，选项B错误； C．根据an=ω2r可知A、B两点的向心加速度大小不相等，选项C错误； D．向心加速度的方向沿半径指向圆心，A、B两点的向心加速度方向相反，选项D错误； 故选A。 3. 爱因斯坦于1905年在德国《物理年鉴》发表了论文《论动体的电动力学》，论文首次提出狭义相对论。假设一艘太空飞船静止时的长度为30m，它以0.6c（c为光速）的速度沿长度方向飞行越过地球，根据狭义相对论，下列说法正确的是（　　） A. 飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30m B. 地球上的观测者测得该飞船的长度小于30m C. 飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于c D. 地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c 【答案】B 【解析】 【详解】A．飞船上的观测者相对该飞船静止，飞船上的观测者测得该飞船的长度等于30m，故A错误； B．该飞船相对地球上的观测者是运动的，地球上的观测者测得该飞船的长度小于30m，故B正确； C．根据光速不变原理，飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度等于c，故C错误； D．根据光速不变原理，地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c，故D错误。 故选B。 4. 如图，A、B、C是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造卫星，A、B质量相同且小于C的质量，则（　　） A. A、C周期相同，且大于B的周期 B. A加速可追上同一轨道上的C C. A、C的向心加速度相等，所以A、C的向心力大小也相同 D. A、C的向心加速度大于B的向心加速度 【答案】A 【解析】 【详解】ACD．由万有引力提供向心力得 可得， 可知A、C周期相同，且大于B的周期；A、C的向心加速度大小相等，且小于B的向心加速度；由于A的质量小于C的质量，所以A的向心力小于C的向心力，故A正确，CD错误； B．A加速后将做离心运动，不可能追上同一轨道上C，故B错误。 故选A。 5. 如图，一辆轿车正在水平路面上转弯时，下列说法正确的是（ ） A. 水平路面对轿车弹力的方向斜向上 B. 轿车需要的向心力是重力、支持力和牵引力的合力 C. 轿车需要的向心力来源于地面静摩擦力 D. 轿车所受的合力可能为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．水平路面对轿车弹力的方向垂直于路面竖直向上，故A错误； BC．轿车需要的向心力来源于地面静摩擦力，故B错误，C正确； D．由于轿车转弯时做曲线运动，根据曲线运动条件可知，轿车所受的合力一定不为零，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，物块放在斜面上一起以速度v沿水平方向向右做匀速直线运动，在通过一段位移的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 重力对物块做负功 B. 支持力对物块不做功 C. 摩擦力对物块做负功 D. 斜面对物块不做功 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A. 重力与位移方向垂直，重力对物块不做功，A错误； B. 支持力与位移成钝角，对物块做负功，B错误； C. 摩擦力沿斜面向上，与位移方向成锐角，对物块做正功，C错误； D. 因为物块做匀速运动，物块的合力等于零，所以斜面对物块的作用力方向竖直向上，与位移方向垂直，斜面对物块不做功，D正确。 故选D。 7. 如图所示，嫦娥五号、天问一号探测器分别在近月、近火星圆轨道上运行。已知火星的质量约为月球质量的9倍、半径约为月球半径的2倍。假设月球、火星可视为质量均匀分布的球体，则（ ） A. 嫦娥五号的线速度大小比天问一号大 B. 嫦娥五号的向心加速度大小比天问一号大 C. 天问一号的发射速度大于地球的第二宇宙速度 D. 相同时间内，嫦娥五号与月球的连线扫过的面积和天问一号与火星的连线扫过的面积相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．对于嫦娥五号而言 解得 同理可得 解得 可见嫦娥五号的线速度小于天问一号的线速度，故A错误； B．由题可知 同理解得 二者之比 可见嫦娥五号的向心加速度大小比天问一号小，故B错误； C．第二宇宙速度是摆脱地球的束缚成为太阳系中的一颗行星，故天问一号的发射速度应大于地球的第二宇宙速度，故C正确； D．设嫦娥五号与月球连线在时间内扫过的面积为,天问一号与火星连线在时间内扫过的面积为,则有 故 故D错误。 故选C。 8. 如图所示，两个完全相同小球从水平地面上方同一点O分别以初速度v1、v2水平抛出、落在地面上的位置分别是A、B，是O在地面上的竖直投影，且。若不计空气阻力，则两小球（　　） A. 初速度大小之比为1：2 B. 落地瞬间重力的瞬时功率不相同 C. 重力做功的平均功率不相同 D. 重力对两个小球做功相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据平抛运动规律 则小球运动时间相同，根据 则 故A错误； B．落地瞬间 竖直速度相同，根据重力的瞬时功率 则落地瞬间重力的瞬时功率相同，故B错误； CD．小球下落距离相同，根据 则重力做功相同，且运动时间相同，根据 则重力的平均功率相同，故C错误，D正确。 故选D。 9. 我国未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站。如图所示，关闭发动机的航天飞机在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近，并将在椭圆轨道的近月点B处与空间站对接。已知空间站绕月轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G。那么以下选项正确的是（　　） A. 航天飞机在由A处飞向B处时做减速运动 B. 航天飞机到达B处由椭圆轨道进入空间站轨道时必须加速 C. 月球的质量为M= D. 月球的第一宇宙速度为v= 【答案】C 【解析】 【详解】A．航天飞机在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近，则速度增加，选项A错误； B．航天飞机到达B处由椭圆轨道进入空间站轨道时必须减速制动，选项B错误； C．根据 可得月球的质量 选项C正确； D．空间站的线速度为 因空间站轨道半径大于月球的半径，则月球的第一宇宙速度不等于，选项D错误。 故选C 10. 位于地球赤道上的一物体A，质量为m，已知当地的重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G，忽略地球自转的影响，则下列说法正确的是（　　） A. A的线速度大小等于第一宇宙速度 B. 根据以上条件，不能计算出地球质量M C. 由以上条件，可求得地球的平均密度为 D. 与地球同步卫星相比，A的角速度更大 【答案】C 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度等于近地卫星的环绕速度，根据 解得 近地卫星轨道半径小于静止卫星的轨道半径，则静止卫星的线速度小于第一宇宙速度，由于 A的角速度与地球静止卫星的角速度相等，则静止卫星的线速度大于物体A的线速度，可知，A的线速度小于第一宇宙速度，故A错误； B．由于忽略地球自转的影响，在地球表面有 解得 可知，根据以上条件，能够计算出地球质量M，故B错误； C．地球密度为 结合上述解得 故C正确； D．物体A位于地球赤道上，随地球自转，其角速度与地球自转角速度相等，而地球静止卫星的角速度与地球自转角速度相等，则A的角速度与地球同步卫星的角速度相等，故D错误； 故选C。 11. 如图所示，桌面上放置一内壁光滑的固定竖直圆环轨道，质量为M，半径为R。可视为质点的小球在轨道内做圆周运动，其质量为m。小球在轨道最高点的速度大小为，重力加速度为g，不计空气阻力，则（　　） A. 当时，轨道对小球无支持力 B. 当时，轨道对桌面的压力为 C. 小球做圆周运动的过程中，合外力提供向心力 D. 小球在最高点时处于超重状态 【答案】B 【解析】 【详解】AB．当时，对小球受力分析，得 得 根据牛顿第三定律，小球对圆环的作用力与圆环对小球的作用力大小相等方向相反，对圆环轨道受力分析，得 则 A错误，B正确； C．小球做变速圆周运动，在小球运动的过程中，除最高点和最低点合外力提供向心力，其它位置都是合外力的分力提供向心力， C错误； D．小球在最高点时加速度向下，则处于失重状态，D错误。 故选B。 二、填空题：本题共1小题，每空3分，共计15分。 12. 某实验小组做探究影响向心力大小因素的实验， （1）方案一：用如图甲所示的装置，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1，变速塔轮自上而下按如图乙所示三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为1：1、2：1和3：1。回答以下问题： ①本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的______ A．探究小车速度随时间变化的观律 B．探究平抛运动的特点 C．探究两个互成角度的力的合成规律 D．探究加速度与物体受力、物体质量的关系 ②在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第______层塔轮（填“一”“二”或“三”）； ③若将两个质量相等的小钢球放在A、C位置，皮带置于塔轮的第三层，转动手柄等稳定后，可以看到左右标尺露出的格数之比为______ （2）方案二：如图丙所示装置，装置中竖直转轴固定在电动机的转轴上（未画出），光滑的水平杆固定在竖直转轴上，能随竖直转轴一起转动。水平直杆的左端套上滑块P，用细线将滑块P与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细线处于水平伸直状态，当滑块随水平直杆一起匀速转动时，细线拉力的大小可以通过力传感器测得，水平直杆的右端最边缘安装了宽度为d的挡光条，挡光条到竖直转轴的距离为L，光电门可以测出挡光条经过光电门所用的时间（挡光时间），滑块P与竖直转轴间的距离可调，回答以下问题： ①若某次实验中测得热光条的挡光时间为，则滑块P的角速度表达式为=______； ②实验小组保持滑块P质量和运动半径r不变，探究向心力F与角速度ω的关系，作出F-ω2图线如图丁所示，若滑块P运动半径r=0.3m，细线的质量和滑块与杆的摩擦可忽略，由F-ω2图线可测得滑块P质量m=______kg（结果保留2位有效数字）。 【答案】（1） ①. D ②. 一 ③. （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]在该实验中，通过控制质量、半径、角速度中两个物理量相同，探究向心力与另外一个物理量之间的关系，采用的科学方法是控制变量法。 A．探究小车速度随时间变化的规律，未采用控制变量法，故A错误； B．探究平抛运动特点，例如两球同时落地，两球在竖直方向上的运动效果相同，应用了等效思想，故B错误； C．探究两个互成角度的力的合成规律，应用了等效替代法，故C错误； D．探究加速度与物体受力、物体质量的关系，应用了控制变量法，故D正确。 故选D。 [2]在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，应使两球的角速度相同，则需要将传动皮带调至第一层塔轮。 [3]变速塔轮边缘的线速度相等，根据 可得 根据向心力公式 可得左右标尺露出的格数之比为 【小问2详解】 [1]挡光条的线速度为 又 滑块P的角速度表达式为 [2]根据向心力大小公式 图线的斜率为 解得滑块P质量为 三、计算题：本题共4小题，共计41分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 在未来的“星际穿越”中，某航天员降落在一颗不知名的星球表面上。该航天员从高为h处以初速度v0水平抛出一个小球，小球落到星球表面时，水平位移为2h，已知该星球的半径为R，引力常量为G。求： （1）该星球表面的重力加速度g； （2）该星球的第一宇宙速度v1。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由平抛运动特点可知 解得 （2） 解得 14. 如图所示，质量m=10kg箱子静止在光滑水平地面上，现用F=20N与水平方向成θ=60°斜向右上方的拉力拉箱子，箱子由静止开始向右运动。求： （1）箱子运动过程中的加速度； （2）3s内各力做的功； （3）拉力F在3s内做功的平均功率和3s末的瞬时功率。 【答案】（1），方向水平向右 （2）见解析 （3）， 【解析】 【小问1详解】 由牛顿第二定律可得 解得箱子运动过程中的加速度大小为 方向水平向右。 【小问2详解】 对箱子受力分析可知，箱子受重力、支持力和拉力，由做功公式 可知箱子在重力和支持力方向上的位移为0，则重力和支持力做功为0；物体在内的位移为 则拉力做功为 【小问3详解】 拉力F在3s内做功的平均功率为 箱子在3s末的速度大小为 则拉力F在3s末的瞬时功率为 15. 某兴趣小组让一辆自制小遥控车在水平的直轨道上由静止开始运动，小车先做匀加速运动而后以恒定的功率运动，其运动的v-t图象如下图所示（除4s-8s时间段内的图象为曲线外，其余时间段图象均为直线）。小车的质量为m=2kg，小车在整个过程中所受的阻力大小不变恒为f=6N。求： （1）小车匀速行驶阶段的功率； （2）小车的速度为v1= 8m/s时的加速度a1大小： （3）小车在匀加速运动过程中牵引力所做的功。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由题图可知，机车的最大速度，此时牵引力等于阻力，则小车匀速行驶阶段的功率为 【小问2详解】 机车的速度为时，其牵引力大小 根据牛顿第二定律可得 解得加速度大小为 【小问3详解】 由题图可知小车在匀加速运动的加速度大小为 根据牛顿第二定律可得 解得牵引力大小为 该过程通过的位移大小为 则小车在匀加速运动过程中牵引力所做的功为 16. 如图，光滑圆杆MN段竖直，OC段水平且与MN相接于O点，两杆分别套有质量为m的环A和2m的环B，两环的内径比杆的直径稍大，A、B用长为2L的轻绳连接，A、O用长为L的轻绳连接，现让装置绕竖直杆MN做匀速圆周运动，当时，OA段轻绳刚好要断。已知AB段绳能承受的拉力足够大，计算结果可用根号表示。 求： （1）OA段绳刚刚拉直时转动的角速度多大？ （2）OA段绳能承受的最大的拉力； （3）当且转动稳定时，A向外侧移动的距离多大？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）依题可知绳与竖直方向的夹角θ，由几何关系有 得 B竖直方向平衡，列平衡方程有 A水平方向应用牛顿第二定律有 以上方程联立可解得 （2） B竖直方向平衡，列平衡方程有 A水平方向应用牛顿第二定律有 以上方程联立可解得 （3）因为 所以绳OA已断开。设此时绳与竖直方向夹角为α， 则对B竖直方向平衡方程有 对A水平方向有 由几何关系有 以上方程联立可解得 则 故A向外侧移动的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$