精品解析：内蒙古自治区巴彦淖尔市临河区巴彦淖尔市第一中学2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题

高一下学期物理一诊学业诊断试卷 考试时间：75分钟 满分：100分 命题人：关振伟 一、单选题（每小题5分，共45分。每小题只有一项正确答案） 1. 在物理学的发展历程中，有很多科学家做出了卓越的贡献，下列说法正确的是（　　） A. 牛顿利用扭秤装置比较准确地测出了万有引力常数G B. 哥白尼是“地心说”的主要代表人物，并且现代天文学也证明了太阳是宇宙的中心 C. 伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了被誉为“笔尖下发现的行星”的海王星 D. 第谷总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因 【答案】C 【解析】 【详解】A．卡文迪什利用扭秤装置在实验室里比较准确地测出了引力常量G值，故A错误； B．哥白尼是“日心说”的主要代表人物，现代天文学表明太阳只是太阳系的中心，不是宇宙的中心，B错误； C．德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了被誉为“笔尖下发现的行星”的海王星，故C正确； D．开普勒在他的导师第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，但并未找出行星按照这些规律运动的原因，D错误。 故选C。 2. 关于开普勒行星运动定律，下列说法不正确的是（　　） A. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上 B. 表达式，a代表行星与太阳之间的最远距离 C. 表达式，k与中心天体有关 D. 表达式，T代表行星运动的公转周期 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据开普勒第一定律可知，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，故A正确，不符合题意； B．在开普勒第三定律表达式中，a代表行星运行轨道的半长轴，故B错误，符合题意； C．在开普勒第三定律表达式中，k与中心天体质量有关，故C正确，不符合题意； D．在开普勒第三定律表达式中，T代表星球运行的公转周期，故D正确，不符合题意。 故选B。 3. 2024年6月，我国嫦娥六号探测器实现世界首次月球背面采样返回地球，返回过程包括月面上升、交会对接、环月等待、月地转移、再入回收等阶段。下图为环月等待阶段嫦娥六号在椭圆轨道上运行的示意图，运行方向如图中箭头所示，ab、cd分别为椭圆轨道长轴与短轴。仅考虑月球对嫦娥六号的引力，下列对嫦娥六号的说法中正确的是（　　） A. 在a点的速率等于在b点的速率 B. 在a点的加速度大小等于在b点的加速度大小 C. 从c点到b点的时间大于从d点到a点的时间 D. 在a点受到的引力大小小于在c点的引力大小 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律可知，从a点到b点过程中，速率越来越小，即在a点的速率大于在b点的速率，故A错误； B．根据牛顿第二定律有 得 所以离月球越远加速度越小，在a点的加速度大小大于在b点的加速度大小，故B错误； C．c点和d点速率相等，此外从c点到b点的速率都小于从d点到a点的速率，所以从c点到b点的时间大于从d点到a点的时间，故C正确； D．嫦娥六号与月球距离越小受到的引力越大，在a点受到的引力大小大于在c点的引力大小，故D错误。 故选C。 4. 有一质量为、半径为、密度均匀的球体，在距离球心为的地方有一质量为的质点。现从中挖去半径为的球体，如图所示，则剩余部分对的万有引力为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据题意，由万有引力公式可得，未挖去之前，球体和质点间的引力为 挖去部分球体和质点间的引力为 由公式及可得 则有 剩余部分对的万有引力为 故选D。 5. 2024年6月25日嫦娥六号返回器顺利着陆，返回器与主舱室分离后，主舱室通过调整后在圆轨道运行，返回器用“打水漂”的方式再入大气层，最终通过降落伞辅助成功着陆，其主要过程如下图，已知主舱室维持在半径为的轨道上做周期为的匀速圆周运动，已经地球半径为，引力常量为，下列说法正确的是（　　） A. 打开降落伞后，返回器靠近地面过程中一直处于失重状态 B. 主舱室在半径为的轨道上稳定运行的速度大于 C. 根据题给条件可求出主舱室的质量 D. 由题中条件可求出地球密度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．打开降落伞后，返回器靠近地面过程中向下减速，处于超重状态，故A错误； B．卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力有 解得 第一宇宙速度等于卫星贴近地面做匀速圆周运动的环绕速度，所以主舱室在半径为r的轨道上稳定运行的速度应小于7.9km/s，故B错误； CD．根据万有引力提供向心力，则有， 解得 根据题给条件不能求出主舱室的质量m，选项C错误，D正确。 故选D。 6. 我国计划在2030年前实现首次中国人登陆月球，假设航天员登陆月球前先随着陆器和登月飞船绕月球表面做匀速圆周运动、周期为T，登月后在月球表面用弹簧测力计测量一个质量为m的物体的重力，当物体静止时，弹簧测力计的示数为F。已知万有引力常数为G，着陆器和登月飞船绕月球做圆周运动时距月球表面的高度可忽略不计，则月球的质量为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设月球表面的重力加速度为，月球的半径为,月球的质量为M,根据题意则有 对于绕月球表面做匀速圆周运动的航天器而言则有 在月球表面物体的重力和万有引力大小相等，则有 联立解得 故选D。 7. 北斗卫星导航系统中包含地球静止卫星，即相对地面静止的卫星。静止卫星的（　　） A. 周期大于地球自转的周期 B. 线速度大于地球的第一宇宙速度 C. 向心加速度大于地球表面的重力加速度 D. 向心加速度大于地球表面物体随地球自转的向心加速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．相对地面静止的卫星的周期与地球自转的周期相等，故A错误； B．根据万有引力提供向心力 可得 第一宇宙速度是在地球表面运动的卫星的速度，相对地面静止的卫星的轨道半径大于在地球表面运动的卫星，即静止卫星的线速度小于地球的第一宇宙速度，故B错误； C．根据牛顿第二定律 可得 可知向心加速度小于地球表面的重力加速度，故C错误； D．根据可知向心加速度大于地球表面物体随地球自转的向心加速度，故D正确。 故选D。 8. 某汽车在一条平直的道路上等交通信号灯，司机看到红灯熄灭后立即以恒定的牵引力F启动汽车，时刻达到额定功率后保持功率不变继续行驶，在运动时间t内汽车牵引力做的功为W，其图像如图所示。已知汽车的质量为m，汽车在行驶过程中受到的阻力恒定，下列说法正确的是（　　） A. 汽车的额定功率为P B. 时间内，汽车的平均功率为 C. 汽车在行驶过程中受到的阻力为 D. 汽车在行驶过程中所能达到的最大速度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．汽车匀加速运动时 可得 由图像可知 可得 可得 选项A错误； B．在时间内，汽车位移 牵引力做功 平均功率为 选项B错误； C．根据 其中 解得 选项C错误； D．当牵引力与阻力相等时加速度为零，此时速度最大，则汽车在行驶过程中所能达到的最大速度为 选项D正确。 故选D。 9. 如图，身长为3L，质量为m的毛毛虫外出觅食，缓慢经过一边长为L的等边三角形小石块。以地面为零势能参考平面，重力加速度为g，当毛毛虫身体中点刚刚到达最高点的时重力势能为（　　） A. mgL B. mgL C. mgL D. mgL 【答案】A 【解析】 【详解】毛毛虫身体中点刚刚到达最高点的时重力势能为 故选A。 二、多选题（每小题6分，共18分，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的不得分。） 10. 如图所示，A是静止在赤道上的物体，B、C是同一平面内两颗人造卫星。B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是地球同步卫星。下列说法中正确的是（　　） A. 卫星B的速度大小小于地球的第一宇宙速度 B. A、B的线速度大小关系为 C. A、B、C周期大小关系为 D. B、C的向心加速度大小关系为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大的环绕速度，由于卫星B的轨道半径大于地球的半径，则卫星B的速度小于地球的第一宇宙速度，故A正确； B．A、C具有相等的角速度，根据 可得 对于B、C，根据万有引力提供向心力有 可得 所以 故，故B错误； C．A、C的角速度相等，则A、C的周期相等，根据万有引力提供向心力有 可得 所以，故C正确； D．对于B、C，根据万有引力提供向心力有 可得 所以，故D错误。 故选AC。 11. 如图所示，发射同步卫星的一般程序是：先让卫星进入一个近地的圆轨道，然后在P点变轨，进入椭圆形转移轨道（该椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的P点，远地点为同步圆轨道上的Q点），到达远地点Q时再次变轨，进入同步轨道。设卫星在近地圆轨道上运行的速率为v1，在椭圆形转移轨道的近地点P点的速率为v2，沿转移轨道刚到达远地点Q时的速率为v3，在同步轨道上的速率为v4，三个轨道上运动的周期分别为T1、T2、T3，则下列说法正确的是 （　　） A. 在P点变轨时需要加速，Q点变轨时要减速 B. 卫星在轨道2上经过Q点时的加速度大于它在轨道3上经过Q点时的加速度 C. D. 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由离心运动条件，可知卫星在P点做离心运动，变轨时需要加速，在Q点做离心运动，变轨时仍要加速，故A错误； B．根据牛顿第二定律有 解得 可知，卫星经过圆轨道的Q点和椭圆轨道的Q点时r相同，所以加速度大小相等，故B错误； C．根据开普勒第三定律有 可知，轨道半径或椭圆的半长轴越大的，周期越大，因此 故C正确； D．卫星从近地圆轨道上的P点需加速，使得万有引力小于所需向心力，卫星做离心运动进入椭圆转移轨道。所以卫星在近地圆轨道上经过P点时的速度小于在椭圆转移轨道上经过P点的速度，即；沿转移轨道刚到达Q点速率为，在Q点点火加速之后进入圆轨道，速率为，所以卫星在转移轨道上经过Q点时的速度小于在圆轨道上经过Q点的速度，即；；在两个圆轨道上，由万有引力提供向心力，则有 解得 由于同步轨道的半径大于近地轨道的半径，则有。综上可知 故D正确。 故选CD。 12. 如图甲所示，质量的物体放在水平地面上，与足够长的水平细线一端连接，细线另一端绕在半径的圆柱体上。时刻，圆柱体由静止开始绕竖直中心轴转动，其角速度随时间的变化规律如图乙所示，物体始终沿细线做直线运动，物体与地面间的动摩擦因数，重力加速度取，则（　　） A. 物体做匀加速直线运动 B. 物体的速度与时间的关系满足 C. 细线的拉力大小为 D. 时，细线拉力的瞬时功率为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．据图像可知，圆筒做匀加速转动，角速度随时间变化的关系式为 圆筒边缘线速度与物块前进速度大小相同，根据 得 所以物体做匀加速直线运动，故A正确，B错误； C．物体运动的加速度 根据牛顿第二定律得 解得 故C错误； D．时，细线拉力的瞬时功率为 故D正确。 故选AD。 三、实验题（共10分） 13. 在“研究平抛运动”的实验中，根据频闪照片得到小球的运动轨迹如图所示。a、b、c、d为连续拍照记录下的四个位置，其中a为抛出点。已知坐标纸上每个小正方形的边长为l，重力加速度为g，则 （1）小球在水平方向做___________直线运动，竖直方向做___________直线运动（均选填“匀速”、“匀加速”或“匀减速”）； （2）小球做平抛运动的初速度大小为___________。 （3）在研究平抛运动实验中，为减小空气阻力对小球运动的影响，应采用___________； A. 实心小铁球 B. 空心小铁球 C. 实心小木球 D. 以上三种小球都可以 （4）在做“探究平抛运动”的实验时，让小球多次从同一高度释放沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上___________； A. 调节斜槽的末端保持水平 B. 每次释放小球的位置必须不同 C. 每次必须由静止释放小球 D. 记录小球位置用的木条（或凹槽）每次必须严格地等距离下降 E. 小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触 F. 将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 【答案】（1） ①. 匀速 ②. 匀加速 （2） （3）A （4）ACE 【解析】 【小问1详解】 [1]由题图可知，小球在水平方向有 即在相等时间内通过的位移相等，因此小球在水平方向做匀速直线运动。 [2]小球在竖直方向有 由匀变速直线运动的推论可知，小球竖直方向做匀加速直线运动。 【小问2详解】 由匀变速直线运动的推论可得 小球做平抛运动的初速度大小为 【小问3详解】 在研究平抛运动实验中，为减小空气阻力对小球运动的影响，应采用实心小铁球，实心小铁球体积较小，质量较大，受空气阻力的影响相对较小。 故选A。 【小问4详解】 ABC．在做“探究平抛运动”的实验时，要确保小球的初速度水平，且每次抛出初速度要相同，则调节斜槽的末端保持水平，每次释放小球的位置必须相同，每次必须由静止释放小球，AC正确，B错误； D．记录小球位置用的木条（或凹槽）每次不必严格地等距离下降，D错误； E．确保小球运动时不会受到摩擦力作用，则小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触，E正确； F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成平滑的曲线，F错误。 故选ACE。 四、解答题（共27分，8分8分11分，要求写出必要的文字说明和公式，只写结果不得分） 14. 物体在与水平方向成60°角的恒力F作用下沿水平面以速度v匀速运动，在发生了一段位移x的过程中，求恒力F对物体做的功和做功的平均功率分别为多少？ 【答案】， 【解析】 【详解】恒力F对物体做的功为 该过程所用时间为 则恒力F对物体做功的平均功率为 15. 长为的轻杆，其下端固定于水平转轴上，上端连接一个可视作质点的小球，小球的质量为，轻杆随转轴在竖直平面内做匀速圆周运动，速率为。如图所示，求：（取）。 （1）当小球在最高点时对杆作用力； （2）当小球在圆心等高处时对杆作用力。 【答案】（1）15N，方向竖直向下 （2），与水平方向夹角 【解析】 【小问1详解】 当小球在最高点时，设杆对小球的支持力方向竖直向上，根据牛顿第二定律可得 解得 根据牛顿第三定律可知，小球在最高点时对杆作用力大小为15N，方向竖直向下。 【小问2详解】 当小球在圆心等高处时，以小球为对象，竖直方向有 水平方向有 则有 根据牛顿第三定律可知，小球在圆心等高处时对杆作用力大小为；与水平方向夹角正切值为 16. 一辆重5t的汽车，发动机的额定功率为80kW．汽车从静止开始以加速度a=1m/s2做匀加速直线运动，车受的阻力为车重的0.06倍，g=10m/s2，求： ①汽车做匀加速直线运动能维持多长时间？ ②汽车做匀加速直线运动过程的平均功率？ ③汽车的速度v=20m/s时车的加速度是多少？ 【答案】①②③ 【解析】 【详解】试题分析：①先根据牛顿第二定律求解牵引力，然后根据P=Fv求解匀加速过程的最大速度，根据速度公式求解匀加速过程的时间；②根据求解平均功率；③先根据P=Fv求牵引力，再根据牛顿第二定律求解加速度． ①汽车匀加速过程，根据牛顿第二定律有： 解得： 则匀加速的最大速度： 故匀加速时间： ②车做均加速直线运动过程的平均功率，则有： ③当v=20m/s时，根据P=Fv 解得：牵引力 根据牛顿第二定律得： 解得： 【点睛】本题考查了功率公式P=Fv和牛顿第二定律的综合应用，关键抓住两点：一是汽车运动过程的分析；二是两个临界条件：匀加速运动结束和速度最大的条件． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一下学期物理一诊学业诊断试卷 考试时间：75分钟 满分：100分 命题人：关振伟 一、单选题（每小题5分，共45分。每小题只有一项正确答案） 1. 在物理学的发展历程中，有很多科学家做出了卓越的贡献，下列说法正确的是（　　） A. 牛顿利用扭秤装置比较准确地测出了万有引力常数G B. 哥白尼是“地心说”的主要代表人物，并且现代天文学也证明了太阳是宇宙的中心 C. 伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了被誉为“笔尖下发现的行星”的海王星 D. 第谷总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因 2. 关于开普勒行星运动定律，下列说法不正确的是（　　） A. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上 B. 表达式，a代表行星与太阳之间的最远距离 C. 表达式，k与中心天体有关 D. 表达式，T代表行星运动的公转周期 3. 2024年6月，我国嫦娥六号探测器实现世界首次月球背面采样返回地球，返回过程包括月面上升、交会对接、环月等待、月地转移、再入回收等阶段。下图为环月等待阶段嫦娥六号在椭圆轨道上运行的示意图，运行方向如图中箭头所示，ab、cd分别为椭圆轨道长轴与短轴。仅考虑月球对嫦娥六号的引力，下列对嫦娥六号的说法中正确的是（　　） A. 在a点的速率等于在b点的速率 B. 在a点的加速度大小等于在b点的加速度大小 C. 从c点到b点的时间大于从d点到a点的时间 D. 在a点受到的引力大小小于在c点的引力大小 4. 有一质量为、半径为、密度均匀的球体，在距离球心为的地方有一质量为的质点。现从中挖去半径为的球体，如图所示，则剩余部分对的万有引力为（　　） A. B. C. D. 5. 2024年6月25日嫦娥六号返回器顺利着陆，返回器与主舱室分离后，主舱室通过调整后在圆轨道运行，返回器用“打水漂”的方式再入大气层，最终通过降落伞辅助成功着陆，其主要过程如下图，已知主舱室维持在半径为的轨道上做周期为的匀速圆周运动，已经地球半径为，引力常量为，下列说法正确的是（　　） A. 打开降落伞后，返回器靠近地面过程中一直处于失重状态 B. 主舱室在半径为的轨道上稳定运行的速度大于 C. 根据题给条件可求出主舱室的质量 D. 由题中条件可求出地球密度为 6. 我国计划在2030年前实现首次中国人登陆月球，假设航天员登陆月球前先随着陆器和登月飞船绕月球表面做匀速圆周运动、周期为T，登月后在月球表面用弹簧测力计测量一个质量为m的物体的重力，当物体静止时，弹簧测力计的示数为F。已知万有引力常数为G，着陆器和登月飞船绕月球做圆周运动时距月球表面的高度可忽略不计，则月球的质量为（　　） A. B. C. D. 7. 北斗卫星导航系统中包含地球静止卫星，即相对地面静止的卫星。静止卫星的（　　） A. 周期大于地球自转的周期 B. 线速度大于地球的第一宇宙速度 C. 向心加速度大于地球表面的重力加速度 D. 向心加速度大于地球表面物体随地球自转的向心加速度 8. 某汽车在一条平直的道路上等交通信号灯，司机看到红灯熄灭后立即以恒定的牵引力F启动汽车，时刻达到额定功率后保持功率不变继续行驶，在运动时间t内汽车牵引力做的功为W，其图像如图所示。已知汽车的质量为m，汽车在行驶过程中受到的阻力恒定，下列说法正确的是（　　） A. 汽车的额定功率为P B. 时间内，汽车的平均功率为 C. 汽车在行驶过程中受到的阻力为 D. 汽车在行驶过程中所能达到的最大速度为 9. 如图，身长为3L，质量为m的毛毛虫外出觅食，缓慢经过一边长为L的等边三角形小石块。以地面为零势能参考平面，重力加速度为g，当毛毛虫身体中点刚刚到达最高点的时重力势能为（　　） A. mgL B. mgL C. mgL D. mgL 二、多选题（每小题6分，共18分，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的不得分。） 10. 如图所示，A是静止在赤道上的物体，B、C是同一平面内两颗人造卫星。B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是地球同步卫星。下列说法中正确的是（　　） A. 卫星B的速度大小小于地球的第一宇宙速度 B. A、B的线速度大小关系为 C. A、B、C周期大小关系为 D. B、C的向心加速度大小关系为 11. 如图所示，发射同步卫星的一般程序是：先让卫星进入一个近地的圆轨道，然后在P点变轨，进入椭圆形转移轨道（该椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的P点，远地点为同步圆轨道上的Q点），到达远地点Q时再次变轨，进入同步轨道。设卫星在近地圆轨道上运行的速率为v1，在椭圆形转移轨道的近地点P点的速率为v2，沿转移轨道刚到达远地点Q时的速率为v3，在同步轨道上的速率为v4，三个轨道上运动的周期分别为T1、T2、T3，则下列说法正确的是 （　　） A. 在P点变轨时需要加速，Q点变轨时要减速 B. 卫星在轨道2上经过Q点时的加速度大于它在轨道3上经过Q点时的加速度 C. D. 12. 如图甲所示，质量的物体放在水平地面上，与足够长的水平细线一端连接，细线另一端绕在半径的圆柱体上。时刻，圆柱体由静止开始绕竖直中心轴转动，其角速度随时间的变化规律如图乙所示，物体始终沿细线做直线运动，物体与地面间的动摩擦因数，重力加速度取，则（　　） A. 物体做匀加速直线运动 B. 物体的速度与时间的关系满足 C. 细线的拉力大小为 D. 时，细线拉力的瞬时功率为 三、实验题（共10分） 13. 在“研究平抛运动”的实验中，根据频闪照片得到小球的运动轨迹如图所示。a、b、c、d为连续拍照记录下的四个位置，其中a为抛出点。已知坐标纸上每个小正方形的边长为l，重力加速度为g，则 （1）小球在水平方向做___________直线运动，竖直方向做___________直线运动（均选填“匀速”、“匀加速”或“匀减速”）； （2）小球做平抛运动的初速度大小为___________。 （3）在研究平抛运动实验中，为减小空气阻力对小球运动的影响，应采用___________； A. 实心小铁球 B. 空心小铁球 C. 实心小木球 D. 以上三种小球都可以 （4）在做“探究平抛运动”的实验时，让小球多次从同一高度释放沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上___________； A. 调节斜槽的末端保持水平 B. 每次释放小球的位置必须不同 C. 每次必须由静止释放小球 D. 记录小球位置用的木条（或凹槽）每次必须严格地等距离下降 E. 小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触 F. 将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 四、解答题（共27分，8分8分11分，要求写出必要的文字说明和公式，只写结果不得分） 14. 物体在与水平方向成60°角的恒力F作用下沿水平面以速度v匀速运动，在发生了一段位移x的过程中，求恒力F对物体做的功和做功的平均功率分别为多少？ 15. 长为的轻杆，其下端固定于水平转轴上，上端连接一个可视作质点的小球，小球的质量为，轻杆随转轴在竖直平面内做匀速圆周运动，速率为。如图所示，求：（取）。 （1）当小球在最高点时对杆作用力； （2）当小球在圆心等高处时对杆作用力。 16. 一辆重5t的汽车，发动机的额定功率为80kW．汽车从静止开始以加速度a=1m/s2做匀加速直线运动，车受的阻力为车重的0.06倍，g=10m/s2，求： ①汽车做匀加速直线运动能维持多长时间？ ②汽车做匀加速直线运动过程的平均功率？ ③汽车的速度v=20m/s时车的加速度是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $