精品解析：江苏省常州市2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题

2025年春学期高一期中质量调研 物理试卷 全卷共16题，考试时间为75分钟，满分100分。 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每小题只有一个选项最符合题意。 1. 发现万有引力定律的科学家是（ ） A. 哥白尼 B. 第谷 C. 开普勒 D. 牛顿 2. 地球质量大约是月球质量的81倍，一个飞行器在地球与月球之间。当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时，该飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为（　　） A B. C. D. 3. 地球的三颗不同人造卫星分别沿椭圆轨道l、轨道2、轨道3运动，如图所示，已知三条轨道的半长轴均相等，其周期分别为，机械能分别为，则下列说法正确的是（　　） A. B. C. D 4. 如图所示，为小朋友在蹦床上玩耍的照片，在他从与蹦床接触到运动到最低点的过程中，关于小朋友对蹦床作用力所做的功、蹦床弹性势能变化情况，下列说法正确的是（　　） A. 正功，增大 B. 正功，减小 C. 负功，增大 D. 负功，减小 5. 如图所示为某地一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为R的圆面。若某时间内该地区的风速是v，撞击叶片后速度变为零，风向跟叶片转动的圆面垂直，已知空气密度为ρ，该风机将风能转化为电能的效率为η。若风速变为原来2倍，则电功率将变为原来（　　） A. 2倍 B. 4倍 C. 8倍 D. 16倍 6. 质量为2kg的物体静止在光滑的水平面上，从某时刻起，对物体施加一方向不变的水平拉力F，该拉力与物体的位移x的关系图像如图所示，则物体在x=7m处时的速度大小为（ ） A. B. C. 5m/s D. 4m/s 7. 北斗卫星导航系统由地球同步静止轨道卫星、与同步静止轨道卫星具有相同周期的地球同步倾斜轨道卫星，以及比它们轨道低一些的中轨道卫星组成。它们均为圆轨道卫星，轨道分布情况如图所示，则（　　） A. 地球同步静止轨道卫星可相对静止在北京上空 B. 地球同步倾斜轨道卫星的轨道高度大于同步静止轨道卫星的轨道高度 C. 所有静止卫星绕地球运动的速率都一定小于中轨道卫星绕地球运动的速率 D. 若中轨道卫星和同步轨道卫星质量相等，中轨道卫星所具有的机械能较大 8. 2025年2月11日17时30分，我国在海南文昌航天发射场使用长征八号改运载火箭成功将卫星送入预定轨道。如图所示，如果卫星先沿圆周轨道1运动，再沿椭圆轨道2运动，两轨道相切于P点，Q为轨道2离地球最远点，在两轨道上卫星只受地球引力作用，下列说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道2上经过P点时机械能比经过Q点时机械能大 B. 卫星经过P点时在轨道1上加速度比在轨道2上加速度大 C. 卫星在轨道1的速度比在轨道2上经过Q点时的速度大 D. 卫星在轨道1的周期比轨道2的周期大 9. “南方小土豆”来东北旅游时，滑雪是深受喜欢的运动项目之一，滑雪过程可简化为如图所示。斜面与水平面平滑连接，质量为的游客从高度为的斜坡顶端无初速度滑下，并运动到水平面上的点停下。假设游客与斜面、水平面间的动摩擦因数均为，，下列说法正确的是（ ） A 游客沿斜面下滑过程中机械能守恒 B. 游客沿斜面下滑过程中重力的瞬时功率大小不变 C 水平距离 D. 游客下滑高度一定时，斜面倾角越大，水平距离越大 10. 如图所示为速冻食品加工厂生产和包装饺子的一道工序，饺子由水平传送带运送至下一环节。将饺子无初速度轻放在传送带上，传送带足够长且匀速转动，不考虑饺子之间的相互作用力和空气阻力。关于饺子在水平传送带上运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 传送带的速度越快，饺子的加速度越大 B. 传送带因传送饺子多消耗的电能等于饺子增加的动能 C. 饺子由静止开始加速到与传送带速度相等的过程中，传送带克服摩擦力做的功等于饺子增加的动能 D. 饺子由静止开始加速到与传送带速度相等的过程中，增加的动能等于此过程因摩擦产生的热量 11. 如图所示，小球以一定初速度竖直向上抛出，运动时间t后，回到原位置，假设运动过程阻力大小恒定，初位置为重力势能零势能点，则运动时间t过程中，下列关于小球动能、重力势能、机械能E、重力功率P随时间t变化的关系图中正确的是（　　） A. B. C. D. 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，物块2从高处由静止开始下落，物块1上拖着的纸带打出了一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带，其中0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个计时点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示。已知物块1、2的质量分别为、。（电源频率为50Hz，结果均保留两位有效数字） （1）在纸带上打下计数点5时的速度________m/s。 （2）在打点0~5过程中，系统动能的增加量________J，系统重力势能的减少量________J。（g取） （3）若某同学作出的图像如图丙所示，则当地的实际重力加速度________。 （4）实验结果显示重力势能的减小量略大于动能的增加量，你认为的原因是________。 13. 如图所示，一质量m=1.0kg的物体从半径R=5.0m的圆弧的A端，在拉力作用下沿圆弧缓慢运动到B端（圆弧AB在竖直平面内）。拉力F的大小始终为15N不变，方向始终沿物体在该点的切线方向。。圆弧所对应的圆心角为60°，BO边沿竖直方向，g取10m/s2。在这一过程中，求： （1）拉力F做的功； （2）重力G做的功； （3）圆弧面对物体的支持力FN做的功。 14. 木卫二是一个温和的世界，其表面被冰层覆盖，底层是一片海洋。科学家向木卫二发射探测器寻找地外生命。已知木卫二的半径为R，距木卫二高度为h的探测器绕行周期为T。万有引力常量为G。求： （1）木卫二的质量M； （2）木卫二的第一宇宙速度v。 15. 如图甲所示，在水平路段AB上有一质量为2×103kg的汽车（可视为质点），正以10m/s的速度向右匀速运动，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的v-t图像如图乙所示（在t=15s处水平虚线与曲线相切），运动过程中汽车发动机的输出功率保持20kW不变，假设汽车在两个路段上受到的阻力（含地面摩擦力和空气阻力等）各自有恒定的大小，求： （1）汽车在AB路段上运动时所受阻力f1的大小； （2）汽车刚好开过B点时加速度a的大小； （3）BC路段的长度。 16. 如图1所示为演示“过山车”原理的实验装置，该装置由两段倾斜直轨道与一圆轨道拼接组成，在圆轨道最低点处的两侧稍错开一段距离某研学小组将这套装置固定在水平桌面上，然后在圆轨道最高点A的内侧安装一个薄片式压力传感器（它不影响小球运动，在图中未画出）。将一个小球从左侧直轨道上的某处由静止释放，记录小球通过最高点时对轨道（压力传感器）的压力大小为F，此后不断改变小球在左侧直轨道上释放位置，经多次测量，得到了多组h和F，并用一条直线拟合，结果如图2所示。为了方便研究，并忽略空气及轨道对小球运动的阻力，取重力加速度g=10m/s2，请根据该研学小组的简化模型和如图2所示的F-h图分析： （1）当释放高度h=0.20m时，小球到达圆轨道最低点时的速度大小v； （2）圆轨道的半径R和小球的质量m； （3）若两段倾斜直轨道都足够长，使小球在运动过程中始终不脱离圆轨道，释放高度h应满足什么条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年春学期高一期中质量调研 物理试卷 全卷共16题，考试时间为75分钟，满分100分。 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每小题只有一个选项最符合题意。 1. 发现万有引力定律的科学家是（ ） A. 哥白尼 B. 第谷 C. 开普勒 D. 牛顿 【答案】D 【解析】 【详解】发现万有引力定律的科学家是牛顿。 故选D。 2. 地球质量大约是月球质量的81倍，一个飞行器在地球与月球之间。当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时，该飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设月球质量为，地球质量就为，飞行器距地心距离为，飞行器距月心距离为，由于地球对它的引力和月球对它的引力相等，根据万有引力定律得 解得 故选D。 3. 地球的三颗不同人造卫星分别沿椭圆轨道l、轨道2、轨道3运动，如图所示，已知三条轨道的半长轴均相等，其周期分别为，机械能分别为，则下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由开普勒第三定律知 三条轨道的半长轴均相等，故周期相等，故A正确，B错误； CD．三颗不同人造卫星质量关系未知，故机械能无法比较，故CD错误； 故选A 4. 如图所示，为小朋友在蹦床上玩耍的照片，在他从与蹦床接触到运动到最低点的过程中，关于小朋友对蹦床作用力所做的功、蹦床弹性势能变化情况，下列说法正确的是（　　） A. 正功，增大 B. 正功，减小 C. 负功，增大 D. 负功，减小 【答案】A 【解析】 【详解】在他从与蹦床接触到运动到最低点的过程中，小朋友对蹦床作用力向下，小朋友对蹦床作用力做正功。蹦床的形变量越来越大，蹦床弹性势能增大。故A正确，BCD错误。 故选A。 5. 如图所示为某地一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为R的圆面。若某时间内该地区的风速是v，撞击叶片后速度变为零，风向跟叶片转动的圆面垂直，已知空气密度为ρ，该风机将风能转化为电能的效率为η。若风速变为原来2倍，则电功率将变为原来（　　） A. 2倍 B. 4倍 C. 8倍 D. 16倍 【答案】C 【解析】 【详解】设空气经过时间t运动到发电机，根据题意得 解得 若风速变为原来2倍，则电功率将变为原来8倍。 故选C。 6. 质量为2kg的物体静止在光滑的水平面上，从某时刻起，对物体施加一方向不变的水平拉力F，该拉力与物体的位移x的关系图像如图所示，则物体在x=7m处时的速度大小为（ ） A. B. C. 5m/s D. 4m/s 【答案】A 【解析】 【详解】根据F-x图像的面积表示功， 则物体从0运动到7m过程拉力做的功为 由动能定理 解得 故选A。 7. 北斗卫星导航系统由地球同步静止轨道卫星、与同步静止轨道卫星具有相同周期的地球同步倾斜轨道卫星，以及比它们轨道低一些的中轨道卫星组成。它们均为圆轨道卫星，轨道分布情况如图所示，则（　　） A. 地球同步静止轨道卫星可相对静止在北京上空 B. 地球同步倾斜轨道卫星的轨道高度大于同步静止轨道卫星的轨道高度 C. 所有静止卫星绕地球运动的速率都一定小于中轨道卫星绕地球运动的速率 D. 若中轨道卫星和同步轨道卫星质量相等，中轨道卫星所具有的机械能较大 【答案】C 【解析】 【详解】A．地球同步静止轨道卫星不能相对静止在北京上空，只能相对静止在赤道的上空，A错误； B．根据 解得 因为二者的周期相同，则轨道半径相同，高度相同，地球同步倾斜轨道卫星的轨道高度等于同步静止轨道卫星的轨道高度，B错误； C．根据牛顿第二定律得 解得 静止卫星的轨道半径大于中轨道卫星的轨道半径，则所有静止卫星绕地球运动的速率都一定小于中轨道卫星绕地球运动的速率，C正确； D．中轨道卫星需要两次变轨、两次做离心运动才能进入更高的同步轨道，两次变轨的过程中，发动机都对卫星做正功，卫星的机械能增大，所以，若中轨道卫星和同步轨道卫星质量相等，中轨道卫星所具有的机械能较小，D错误。 故选C。 8. 2025年2月11日17时30分，我国在海南文昌航天发射场使用长征八号改运载火箭成功将卫星送入预定轨道。如图所示，如果卫星先沿圆周轨道1运动，再沿椭圆轨道2运动，两轨道相切于P点，Q为轨道2离地球最远点，在两轨道上卫星只受地球引力作用，下列说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道2上经过P点时机械能比经过Q点时机械能大 B. 卫星经过P点时在轨道1上加速度比在轨道2上加速度大 C. 卫星在轨道1的速度比在轨道2上经过Q点时的速度大 D. 卫星在轨道1的周期比轨道2的周期大 【答案】C 【解析】 【详解】A．卫星在轨道2上稳定运行时，只受万有引力，机械能守恒，经过P点时机械能等于经过Q点时机械能，故A错误； B．根据 可得 卫星经过P点时在轨道1上加速度等于在轨道2上加速度，故B错误； C．卫星在轨道1的速度，根据变轨原理可知，在轨道2上经过Q点时的速度小于以Q点到地心距离为半径圆轨道的速度，根据 可知 所以卫星在轨道1的速度比在轨道2上经过Q点时的速度大，故C正确； D．根据开普勒第三定律可知，卫星在轨道1的周期比轨道2的周期小，故D错误。 故选C。 9. “南方小土豆”来东北旅游时，滑雪是深受喜欢的运动项目之一，滑雪过程可简化为如图所示。斜面与水平面平滑连接，质量为的游客从高度为的斜坡顶端无初速度滑下，并运动到水平面上的点停下。假设游客与斜面、水平面间的动摩擦因数均为，，下列说法正确的是（ ） A. 游客沿斜面下滑过程中机械能守恒 B. 游客沿斜面下滑过程中重力的瞬时功率大小不变 C. 水平距离 D. 游客下滑高度一定时，斜面倾角越大，水平距离越大 【答案】C 【解析】 【详解】A．游客在下滑过程中，摩擦力做负功，机械能减少，A错误； B．游客在下滑过程中，速度越来越大，根据可知，重力的瞬时功率大小在变大，B错误； CD．滑块从开始下滑到最后停在A点，设斜面投影长度为，斜面底端到A点距离为，由能量关系可知 求得 游客下滑高度一定时，斜面倾角与水平距离无关，C正确，D错误。 故选C。 10. 如图所示为速冻食品加工厂生产和包装饺子一道工序，饺子由水平传送带运送至下一环节。将饺子无初速度轻放在传送带上，传送带足够长且匀速转动，不考虑饺子之间的相互作用力和空气阻力。关于饺子在水平传送带上运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 传送带的速度越快，饺子的加速度越大 B. 传送带因传送饺子多消耗的电能等于饺子增加的动能 C. 饺子由静止开始加速到与传送带速度相等的过程中，传送带克服摩擦力做的功等于饺子增加的动能 D. 饺子由静止开始加速到与传送带速度相等的过程中，增加的动能等于此过程因摩擦产生的热量 【答案】D 【解析】 【详解】A．饺子的加速度 与传送带的速度无关，故A错误； BC．传送带多消耗的电能，即传送带克服摩擦力做的功等于饺子增加的动能与因摩擦产生的热量的总和，故BC错误； D．饺子从静止加速到与传送带共速的过程，饺子增加的动能 因摩擦产生的热量 又因为饺子从初速度为零开始做匀加速运动到和传送带共速，饺子的位移， 所以饺子增加的动能等于因摩擦产生的热量，故D正确。 故选D。 11. 如图所示，小球以一定初速度竖直向上抛出，运动时间t后，回到原位置，假设运动过程阻力大小恒定，初位置为重力势能零势能点，则运动时间t过程中，下列关于小球动能、重力势能、机械能E、重力功率P随时间t变化的关系图中正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．设阻力大小为，初速度为，已知物体竖直向上做匀减速运动，根据牛顿第二定律 解得加速度为 物体竖直向上速度与时间关系 物体竖直向下做的匀加速运动，根据牛顿第二定律 解得加速度为 物体竖直向下速度与时间的关系 物体动能 显然与时间不是线性变化，故A错误； B．物体竖直向上时重力势能 应为开口向下的抛物线，故B错误； C．物体机械能为 物体竖直向上运动速度逐渐减小，物体竖直向下运动速度逐渐增大，可知图线斜率不是一直减小，故C错误； D．物体重力功率为 与时间呈线性关系，竖直向上过程图线斜率大于竖直向下过程图线斜率，故D正确。 故选D。 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，物块2从高处由静止开始下落，物块1上拖着的纸带打出了一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带，其中0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个计时点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示。已知物块1、2的质量分别为、。（电源频率为50Hz，结果均保留两位有效数字） （1）在纸带上打下计数点5时的速度________m/s。 （2）在打点0~5过程中，系统动能的增加量________J，系统重力势能的减少量________J。（g取） （3）若某同学作出的图像如图丙所示，则当地的实际重力加速度________。 （4）实验结果显示重力势能的减小量略大于动能的增加量，你认为的原因是________。 【答案】（1）2.4 （2） ①. 0.58 ②. 0.60 （3）9.7 （4）见解析 【解析】 【小问1详解】 每相邻两计数点间还有4个计时点（图中未标出），相邻计数点的时间间隔是0.10s。在纸带上打下计数点5时的速度 【小问2详解】 [1] 在打点0~5过程中，系统动能的增加量 [2] 系统重力势能的减少量 【小问3详解】 根据机械能守恒定律 得 故 当地的实际重力加速度 【小问4详解】 在实验中，实验结果显示重力势能的减小量略大于动能的增加量，则可能存在的原因是纸带与打点计时器摩擦而消耗能量。 13. 如图所示，一质量m=1.0kg的物体从半径R=5.0m的圆弧的A端，在拉力作用下沿圆弧缓慢运动到B端（圆弧AB在竖直平面内）。拉力F的大小始终为15N不变，方向始终沿物体在该点的切线方向。。圆弧所对应的圆心角为60°，BO边沿竖直方向，g取10m/s2。在这一过程中，求： （1）拉力F做的功； （2）重力G做的功； （3）圆弧面对物体的支持力FN做的功。 【答案】（1）；（2）-25J；（3）0 【解析】 【分析】 【详解】（1）（3）将圆弧AB分成无数小段，每段为∆x，则在每段上力F可认为是恒力，做功为F∆x，则从A到B做的总功 圆弧面对物体的支持力FN与速度方向总垂直，则根据 可知支持力做功为零。 （2）重力G做功 14. 木卫二是一个温和的世界，其表面被冰层覆盖，底层是一片海洋。科学家向木卫二发射探测器寻找地外生命。已知木卫二的半径为R，距木卫二高度为h的探测器绕行周期为T。万有引力常量为G。求： （1）木卫二的质量M； （2）木卫二的第一宇宙速度v。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据牛顿第二定律得 解得 【小问2详解】 根据牛顿第二定律得 解得 15. 如图甲所示，在水平路段AB上有一质量为2×103kg的汽车（可视为质点），正以10m/s的速度向右匀速运动，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的v-t图像如图乙所示（在t=15s处水平虚线与曲线相切），运动过程中汽车发动机的输出功率保持20kW不变，假设汽车在两个路段上受到的阻力（含地面摩擦力和空气阻力等）各自有恒定的大小，求： （1）汽车在AB路段上运动时所受阻力f1的大小； （2）汽车刚好开过B点时加速度a的大小； （3）BC路段的长度。 【答案】（1）2000N；（2）1m/s2；（3）68.75m 【解析】 【详解】（1）汽车在AB路段做匀速直线运动，根据平衡条件，有 解得 （2）t=15s时汽车处于平衡状态，有 解得 刚好开过B点时汽车的牵引力仍为F1，根据牛顿第二定律，有 解得 （3）对于汽车在BC路段运动，由动能定理得 解得 16. 如图1所示为演示“过山车”原理的实验装置，该装置由两段倾斜直轨道与一圆轨道拼接组成，在圆轨道最低点处的两侧稍错开一段距离某研学小组将这套装置固定在水平桌面上，然后在圆轨道最高点A的内侧安装一个薄片式压力传感器（它不影响小球运动，在图中未画出）。将一个小球从左侧直轨道上的某处由静止释放，记录小球通过最高点时对轨道（压力传感器）的压力大小为F，此后不断改变小球在左侧直轨道上释放位置，经多次测量，得到了多组h和F，并用一条直线拟合，结果如图2所示。为了方便研究，并忽略空气及轨道对小球运动的阻力，取重力加速度g=10m/s2，请根据该研学小组的简化模型和如图2所示的F-h图分析： （1）当释放高度h=0.20m时，小球到达圆轨道最低点时的速度大小v； （2）圆轨道的半径R和小球的质量m； （3）若两段倾斜直轨道都足够长，为使小球在运动过程中始终不脱离圆轨道，释放高度h应满足什么条件。 【答案】（1）2m/s （2）0.12m，0.02kg （3）或 【解析】 【小问1详解】 设小球质量为m，对于从释放到轨道最低点的过程，有 解得 【小问2详解】 设小球到达A点速度为vA，根据动能定理可得 在A点，设轨道对小球的压力为N，则 根据牛顿第三定律可得 联立可得 结合F-h图像可知， 联立解得， 【小问3详解】 由图可知h1=0.3m时，小球恰好到达最高点A，若小球恰好到达轨道右侧圆心等高处，则 综上，为使小球在运动过程中始终不脱离圆轨道，释放高度h应满足或。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$