精品解析：江苏省海门中学2024-2025学年高一下学期3月阶段检测物理试卷

江苏省海门中学2024-2025学年度第二学期三月份学情调研 高一物理 满分：100分，考试用时75分钟 一、单项选择题：共14题，每题4分，共56分.每题只有一个选项最符合题意. 1. 物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。下列说法正确的是（　　） A. 牛顿创立了“日心说” B. 哥白尼创立了“相对论” C. 开普勒发现了行星运动定律 D. 伽利略发现了万有引力定律 【答案】C 【解析】 【详解】A．哥白尼创立了“日心说”，A错误； B．爱因斯坦创立了“相对论”，B错误； C．开普勒发现了行星运动定律，C正确； D．牛顿发现了万有引力定律，D错误。 故选C。 2. 若沿空间站运动方向向前发出一束激光，设真空中的光速为c，空间站对地速度为v，则地面上观察者测得的光速为（ ） A. B. c C. D. 无法确定 【答案】B 【解析】 【详解】根据光速不变原理，真空中的光速对任何观察者来说都是相同的。光在真空中的传播速度都是一个常数，不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变。 故选B。 3. 如图所示，是利用扭秤测量万有引力常量的实验装置，该实验用到的科学研究方法是（ ） A. 类比法 B. 放大法 C. 累积法 D. 理想实验法 【答案】B 【解析】 【详解】利用扭秤测量万有引力常量的实验装置，该实验用到的科学研究方法是放大法。 故选B。 4. 北京时间2003年10月15日9时整，中国第一艘载人飞船神舟五号在酒泉卫星发射中心发射升空，实现了中华民族千年飞天的愿望，其运行轨道的近地点高度为199.14公里、远地点高度为347.8公里，则它在远地点的线速度大小（ ） A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 等于 【答案】B 【解析】 【详解】设飞船在远地点的高度为H，地球半径为R，根据万有引力提供向心力，若飞船在R＋H的圆轨道运动有 解得 近地圆周运动时的第一宇宙速度为 可见飞船在R＋H的圆轨道运动时，其运行速度小于7.9km/s，且飞船从椭圆轨道的远地点变轨到R＋H的圆轨道需要点火加速，则飞船在远地点的线速度大小小于7.9km/s。 故选B。 5. 如图所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，v、a、F、S分别表示线速度、向心加速度、地球对卫星的万有引力、卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积。下列关系式正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据 可得 已知，可得，A错误； B．根据 可得 已知，可得，B正确； C．根据 已知，，可得，C错误； D．卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积为 根据 可得 可得 已知，所以卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积，D错误。 故选B。 6. 一卫星绕地球做圆周运动，若卫星线速度的大小为v，距离地面高度为h，地球半径为R，万有引力常量为G，则地球的质量为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据万有引力提供向心力可得 解得地球的质量为 故选A。 7. 如图所示、一小球由轻质细绳悬挂于天花板上，从某一位置由静止自由摆至最低点，则此过程中（　　） A. 重力的功率先变大再变小 B. 重力的功率变大 C. 绳子拉力的功率先变大再变小 D. 绳子拉力功率变大 【答案】A 【解析】 【详解】AB．小球由静止释放运动到最低点的过程中，速率一直增大，但在竖直方向分速度先增大后减小，因此重力的功率先变大再变小，故A正确，B错误； CD．绳子拉力与速度方向一直垂直不做功，功率为0，故CD错误。 故选A。 8. 类比是一种常用的研究方法。对于直线运动，教科书中讲解了图像求位移的方法。请你借鉴此方法，如图所示，下列对于图线和横轴围成面积的说法，其中不正确的说法是（　　） A. 图像面积反映速度变化量 B. 图像面积反映位移大小 C. 图像面积反映力的功 D. 图像面积是功率 【答案】D 【解析】 【详解】A．图线和横轴围成的面积表示 即表示速度的改变量，A正确； B．图线和横轴围成的面积表示 即表示位移大小，B正确； C．图线和横轴围成的面积表示 即面积表示对应位移内，力所做的功，C正确； D．图线中任意一点的横坐标与纵坐标的乘积等于，即瞬时功率，而图线与横轴围成的面积不一定等于，即不是对应速度变化过程中力做功的功率，D错误。 本题选不正确的，故选D。 9. 韦伯望远镜发现一颗代号为K2-18B的类地行星，已知它的公转周期和地球相同，公转轨道半径为地球和太阳间距的0.2倍。K2-18B和地球均围绕各自中心天体做匀速圆周运动，则K2-18B和地球的（　　） A. 线速度大小之比5∶1 B. 线速度大小之比为 25∶1 C. 中心天体质量之比为1∶125 D. 中心天体质量之比为1∶25 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据 其中K2-18B的类地行星与地球的周期相等，且，可得线速度之比为 故AB错误； CD．根据万有引力提供向心力 解得 其中K2-18B的类地行星与地球的周期相等，且，由 解得中心天体质量之比为 故C正确，D错误。 故选C。 10. 2024年9月20日17时43分，我国在西昌卫星发射中心使用快舟一号甲运载火箭，成功将天启星座29~32星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。关于卫星运行速度的三次方与其周期的倒数的关系图像，下列各图正确的是（　　） A B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由万有引力提供向心力，有，化简可得 根据 解得 联立可得 故图像为过原点的倾斜直线。 故选B。 11. 在星球K表面附近以初速度水平抛出一小球，其下落的高度与水平位移的平方图像，如图中1所示。在星球T表面附近以初速度水平抛出同一小球，其“”图像如图中2所示。两星球密度相同，质量分布均匀。忽略星球表面空气阻力。则星球K与星球T（　　） A. 重力加速度之比 B 重力加速度之比 C. 第一宇宙速度之比 D. 第一宇宙速度之比 【答案】C 【解析】 【详解】AB．在星球K表面附近以初速度水平抛出一小球，结合题图根据平抛规律可得， 在星球T表面附近以初速度水平抛出同一小球，结合题图根据平抛规律可得， 联立可得星球K与星球T重力加速度之比为 故AB错误； CD．根据， 可得 两星球密度相同，则星球K与星球T的半径之比为 根据 可得星球的第一宇宙速度为 则星球K与星球T第一宇宙速度之比 故C正确，D错误。 故选C。 12. 两种卫星绕地球运行的轨道如图，设地球半径为R，地球赤道上的物体随地球自转的速度大小为，加速度大小为；近地卫星的轨道半径近似为R，运行速度大小为，加速度大小为；地球静止卫星的轨道半径为r，运行速度大小为，加速度大小为。下列选项正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】BD．卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得 可得， 则有， 故B正确，D错误； AC．地球赤道上的物体与静止卫星的角速度相等，根据， 可得， 则有 故AC错误。 故选B。 13. 2023年8月13日，我国将陆地探测四号01星（以下简称“01星”）送入地球静止卫星轨道，该星是世界首颗高轨SAR卫星，具备中等空间分辨率、快速莺访观测、大范围覆盖的观测能力。如图所示，“01星”、卫星A均绕地心在同一平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，其中卫星A运动的周期约为1.5h。某时刻“01星”与地心连线和卫星A与地心连线的夹角为60°，则从该时刻至卫星A与“01星”第一次相距最近所需的时间约为（　　） A. B. C. 2h D. 【答案】B 【解析】 【详解】设，，两者经时间相距最近，则 解得 故选B。 14. 一质量为2000kg的纯电动汽车沿平直的公路由静止开始启动，汽车启动后的速度记为v，牵引力大小记为F，图像如图所示，图中vm表示最大速度，ab平行于纵轴，bc的反向延长线过原点。已知汽车运动过程中受到的阻力大小恒定，下列说法正确的是（　　） A. 汽车运动过程中受到的阻力大小为5000N B. 汽车从b到c过程做匀加速直线运动 C. vm=24m/s D. 从a到b过程汽车运动的位移大小为400m 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，当汽车速度达到最大时，牵引力等于阻力，所以 所以 故A错误； B．由于汽车运动过程中，牵引力变化，阻力不不变，所以汽车从b到c过程不是做匀加速直线运动，故B错误； C．根据 可得 所以 联立解得 ， 故C错误； D．根据牛顿第二定律可得 联立可得 故D正确。 故选D。 二、非选择题：共4题，共44分。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，在答案中必须明确写出数值和单位. 15. 2007年10月24日，中国首颗探月卫星“嫦娥一号”在西昌卫星发射中心发射升空，准确进入预定轨道。随后，“嫦娥一号”经过变轨和制动成功进入环月轨道。如图所示，阴影部分表示月球，设想飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，到达A点时经过暂短的点火变速，进入椭圆轨道Ⅱ，在到达轨道Ⅱ近月点B点时再次点火变速，进入近月圆形轨道Ⅲ，而后飞船在轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动。已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为。不考虑其它星体对飞船的影响，求： （1）飞船在轨道Ⅰ、Ⅲ的速度之比； （2）飞船在轨道Ⅰ的周期； （3）飞船从轨道Ⅱ上远月点A运动至近月点B所用的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由万有引力提供向心力有，解得 所以 【小问2详解】 设飞船在轨道I上的运动周期为T1，在轨道I有 在月球表面有        由以上可得 【小问3详解】 设飞船在轨道II上运动周期为T2，而轨道II的半长轴为2.5R，根据开普勒定律得 可解得 所以飞船从A到B的飞行时间为 16. 为检测汽车性能，某品牌汽车店设计了如图所示试驾车道，车道有多个长度均为的减速区和加速区间隔分布。试驾时汽车全程牵引力恒定，汽车在行驶过程中可看成质点，每次刚进入加速区时速度均为，汽车在每个减速区和加速区的行驶时间均为，汽车与驾驶员的总质量为1.8t。求： （1）汽车在运动过程中的最大速度； （2）若减速区汽车受到阻力，则汽车在加速区受到的阻力多大； （3）在（2）条件下，全过程汽车的最大输出功率。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 汽车刚驶入减速区时速度最大，在减速区运动时，有 解得 【小问2详解】 根据加减速的对称性，汽车加速与减速时加速度大小相等，在加速区速度从增加到，则 由牛顿第二定律得，减速过程 加速过程 联立上两式求得， 【小问3详解】 汽车速度最大时，发动机输出功率最大 17. 如图（a），将物块A于P点处由静止释放，B落地后不反弹，最终A停在Q点。物块A的v t图像如图（b）所示。已知B的质量为0.3kg，重力加速度大小g取10 m/s2。求： （1）以地面为参考平面，释放瞬间物块B的重力势能； （2）物块A与桌面间的动摩擦因数； （3）物块A的质量。 【答案】（1）3J （2）0.1 （3）08kg 【解析】 【小问1详解】 由v-t图像得B下落的高度 hB==1m 物块B的重力势能 【小问2详解】 v-t图斜率等于加速度可知，物块A在1~3s其加速度大小 a2=1m/s2 1~3s内，对A物块 【小问3详解】 物块A和B在 0~1s其加速度大小 a1=2m/s2 对A物块 对B 解得 mA=0.8kg 18. 人类对未知事物的好奇和科学家们的不懈努力，使人类对宇宙的认识越来越丰富。 (1)开普勒坚信哥白尼的“日心说”，在研究了导师第谷在20余年中坚持对天体进行系统观测得到的大量精确资料后，提出了开普勒三定律，为人们解决行星运动问题提供了依据，也为牛顿发现万有引力定律提供了基础。 开普勒认为：所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。行星轨道半长轴的三次方与其公转周期的二次方的比值是一个常量。实际上行星的轨道与圆十分接近，在中学阶段的研究中我们按圆轨道处理。请你以地球绕太阳公转为例，根据万有引力定律和牛顿运动定律推导出此常量的表达式。 (2)天文观测发现，在银河系中，由两颗相距较近、仅在彼此间引力作用下运行的恒星组成的双星系统很普遍。已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一点做匀速圆周运动，周期为T，两颗恒星之间的距离为d，引力常量为G。求此双星系统的总质量。 (3)北京时间2019年4月10日21时，由全球200多位科学家合作得到的人类首张黑洞照片面世，引起众多天文爱好者的兴趣。 同学们在查阅相关资料后知道：①黑洞具有非常强的引力，即使以3×108m/s的速度传播的光也不能从它的表面逃逸出去。②地球的逃逸速度是第一宇宙速度的倍，这个关系对于其他天体也是正确的。③地球质量me =6.0×1024kg，引力常量G= 6.67×10-11N• m 2/ kg 2。 请你根据以上信息，利用高中学过的知识，通过计算求出：假如地球变为黑洞，在质量不变的情况下，地球半径的最大值（结果保留一位有效数字）。（注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明） 【答案】(1) (2) (3) 9×10-3m 【解析】 【详解】⑴设太阳质量为ms，地球质量为me，地球绕太阳公转的半径为r 太阳对地球的引力是地球做匀速圆周运动的向心力 根据万有引力定律和牛顿运动定律 解得常量 ⑵设双星的质量分别为m1、m2，轨道半径分别为r1、r2 根据万有引力定律及牛顿运动定律 且有 双星总质量 ⑶设地球质量为me，地球半径为R。质量为m的物体在地球表面附近环绕地球飞行时，环绕速度为v1 由万有引力定律和牛顿第二定律 解得 逃逸速度 假如地球变为黑洞 v2≥c 代入数据解得地球半径的最大值 R=9×10-3m 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江苏省海门中学2024-2025学年度第二学期三月份学情调研 高一物理 满分：100分，考试用时75分钟 一、单项选择题：共14题，每题4分，共56分.每题只有一个选项最符合题意. 1. 物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。下列说法正确的是（　　） A. 牛顿创立了“日心说” B. 哥白尼创立了“相对论” C. 开普勒发现了行星运动定律 D. 伽利略发现了万有引力定律 2. 若沿空间站运动方向向前发出一束激光，设真空中的光速为c，空间站对地速度为v，则地面上观察者测得的光速为（ ） A. B. c C. D. 无法确定 3. 如图所示，是利用扭秤测量万有引力常量的实验装置，该实验用到的科学研究方法是（ ） A. 类比法 B. 放大法 C. 累积法 D. 理想实验法 4. 北京时间2003年10月15日9时整，中国第一艘载人飞船神舟五号在酒泉卫星发射中心发射升空，实现了中华民族千年飞天的愿望，其运行轨道的近地点高度为199.14公里、远地点高度为347.8公里，则它在远地点的线速度大小（ ） A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 等于 5. 如图所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，v、a、F、S分别表示线速度、向心加速度、地球对卫星的万有引力、卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积。下列关系式正确的是（　　） A B. C. D. 6. 一卫星绕地球做圆周运动，若卫星线速度的大小为v，距离地面高度为h，地球半径为R，万有引力常量为G，则地球的质量为（ ） A. B. C. D. 7. 如图所示、一小球由轻质细绳悬挂于天花板上，从某一位置由静止自由摆至最低点，则此过程中（　　） A. 重力的功率先变大再变小 B. 重力的功率变大 C. 绳子拉力的功率先变大再变小 D. 绳子拉力功率变大 8. 类比是一种常用的研究方法。对于直线运动，教科书中讲解了图像求位移的方法。请你借鉴此方法，如图所示，下列对于图线和横轴围成面积的说法，其中不正确的说法是（　　） A. 图像面积反映速度变化量 B. 图像面积反映位移大小 C. 图像面积反映力的功 D. 图像面积是功率 9. 韦伯望远镜发现一颗代号为K2-18B的类地行星，已知它的公转周期和地球相同，公转轨道半径为地球和太阳间距的0.2倍。K2-18B和地球均围绕各自中心天体做匀速圆周运动，则K2-18B和地球的（　　） A. 线速度大小之比为5∶1 B. 线速度大小之比为 25∶1 C. 中心天体质量之比为1∶125 D. 中心天体质量之比为1∶25 10. 2024年9月20日17时43分，我国在西昌卫星发射中心使用快舟一号甲运载火箭，成功将天启星座29~32星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。关于卫星运行速度三次方与其周期的倒数的关系图像，下列各图正确的是（　　） A. B. C. D. 11. 在星球K表面附近以初速度水平抛出一小球，其下落高度与水平位移的平方图像，如图中1所示。在星球T表面附近以初速度水平抛出同一小球，其“”图像如图中2所示。两星球密度相同，质量分布均匀。忽略星球表面空气阻力。则星球K与星球T（　　） A. 重力加速度之比 B. 重力加速度之比 C. 第一宇宙速度之比 D. 第一宇宙速度之比 12. 两种卫星绕地球运行的轨道如图，设地球半径为R，地球赤道上的物体随地球自转的速度大小为，加速度大小为；近地卫星的轨道半径近似为R，运行速度大小为，加速度大小为；地球静止卫星的轨道半径为r，运行速度大小为，加速度大小为。下列选项正确的是（　　） A B. C. D. 13. 2023年8月13日，我国将陆地探测四号01星（以下简称“01星”）送入地球静止卫星轨道，该星是世界首颗高轨SAR卫星，具备中等空间分辨率、快速莺访观测、大范围覆盖的观测能力。如图所示，“01星”、卫星A均绕地心在同一平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，其中卫星A运动的周期约为1.5h。某时刻“01星”与地心连线和卫星A与地心连线的夹角为60°，则从该时刻至卫星A与“01星”第一次相距最近所需的时间约为（　　） A. B. C. 2h D. 14. 一质量为2000kg的纯电动汽车沿平直的公路由静止开始启动，汽车启动后的速度记为v，牵引力大小记为F，图像如图所示，图中vm表示最大速度，ab平行于纵轴，bc的反向延长线过原点。已知汽车运动过程中受到的阻力大小恒定，下列说法正确的是（　　） A. 汽车运动过程中受到的阻力大小为5000N B. 汽车从b到c过程做匀加速直线运动 C. vm=24m/s D. 从a到b过程汽车运动的位移大小为400m 二、非选择题：共4题，共44分。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，在答案中必须明确写出数值和单位. 15. 2007年10月24日，中国首颗探月卫星“嫦娥一号”在西昌卫星发射中心发射升空，准确进入预定轨道。随后，“嫦娥一号”经过变轨和制动成功进入环月轨道。如图所示，阴影部分表示月球，设想飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，到达A点时经过暂短的点火变速，进入椭圆轨道Ⅱ，在到达轨道Ⅱ近月点B点时再次点火变速，进入近月圆形轨道Ⅲ，而后飞船在轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动。已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为。不考虑其它星体对飞船的影响，求： （1）飞船在轨道Ⅰ、Ⅲ的速度之比； （2）飞船在轨道Ⅰ的周期； （3）飞船从轨道Ⅱ上远月点A运动至近月点B所用的时间。 16. 为检测汽车性能，某品牌汽车店设计了如图所示试驾车道，车道有多个长度均为的减速区和加速区间隔分布。试驾时汽车全程牵引力恒定，汽车在行驶过程中可看成质点，每次刚进入加速区时速度均为，汽车在每个减速区和加速区的行驶时间均为，汽车与驾驶员的总质量为1.8t。求： （1）汽车在运动过程中的最大速度； （2）若减速区汽车受到阻力，则汽车在加速区受到的阻力多大； （3）在（2）条件下，全过程汽车的最大输出功率。 17. 如图（a），将物块A于P点处由静止释放，B落地后不反弹，最终A停在Q点。物块A的v t图像如图（b）所示。已知B的质量为0.3kg，重力加速度大小g取10 m/s2。求： （1）以地面为参考平面，释放瞬间物块B的重力势能； （2）物块A与桌面间的动摩擦因数； （3）物块A的质量。 18. 人类对未知事物的好奇和科学家们的不懈努力，使人类对宇宙的认识越来越丰富。 (1)开普勒坚信哥白尼的“日心说”，在研究了导师第谷在20余年中坚持对天体进行系统观测得到的大量精确资料后，提出了开普勒三定律，为人们解决行星运动问题提供了依据，也为牛顿发现万有引力定律提供了基础。 开普勒认为：所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。行星轨道半长轴的三次方与其公转周期的二次方的比值是一个常量。实际上行星的轨道与圆十分接近，在中学阶段的研究中我们按圆轨道处理。请你以地球绕太阳公转为例，根据万有引力定律和牛顿运动定律推导出此常量的表达式。 (2)天文观测发现，在银河系中，由两颗相距较近、仅在彼此间引力作用下运行的恒星组成的双星系统很普遍。已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一点做匀速圆周运动，周期为T，两颗恒星之间的距离为d，引力常量为G。求此双星系统的总质量。 (3)北京时间2019年4月10日21时，由全球200多位科学家合作得到人类首张黑洞照片面世，引起众多天文爱好者的兴趣。 同学们在查阅相关资料后知道：①黑洞具有非常强的引力，即使以3×108m/s的速度传播的光也不能从它的表面逃逸出去。②地球的逃逸速度是第一宇宙速度的倍，这个关系对于其他天体也是正确的。③地球质量me =6.0×1024kg，引力常量G= 6.67×10-11N• m 2/ kg 2。 请你根据以上信息，利用高中学过的知识，通过计算求出：假如地球变为黑洞，在质量不变的情况下，地球半径的最大值（结果保留一位有效数字）。（注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $