精品解析：上海市格致中2025-2026学年第二学期第一次测验高一物理 (等级) 试卷

格致中学二〇二五学年度第二学期第一次测验 高一年级物理（等级）试卷 （测试60分钟内完成，总分100分，试后交答题卷） 一、选择题（共40分。1-8题每小题3分，9-12题每小题4分。） 1. 如图所示，物体在相互垂直的两水平共点力、的作用下，运动了一段位移，此过程中两力对物体做的功分别为3J、4J，这两个力对物体做的总功为（　　） A. 3J B. 4J C. 5J D. 7J 2. 下列情境中，物体机械能守恒的是（　　） A. 羽毛在真空环境中自由下落 B. 物体沿粗糙斜面加速下滑 C. 点火后加速上升的火箭 D. 汽车在倾斜路面上匀速行驶 3. 如图所示，演员正在进行杂技表演。由图可估算出他将一只鸡蛋抛出时的动能最接近于（　　） A. 0.3J B. 3J C. 30J D. 300J 4. 如图荡秋千的小红由最低点O到最高点A的过程中，重力的瞬时功率（　　） A. 不断增大 B. 不断减小 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小 5. 如图所示，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，以三角形顶点高度为零势能参考平面，重力加速度为g。当毛毛虫身体头部刚到达地面时（右端为头部），其重力势能为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，小球从光滑轨道左端静止释放，不计空气阻力，则小球从轨道右端飞出后的轨迹可能是（　　） A. B. C. D. 7. 若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证（　　） A. 地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的 B. 月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的 C. 自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的 D. 苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的 8. 若嫦娥六号探测器变轨后，在离月球更近的轨道上做匀速圆周运动。与变轨前的匀速圆周运动相比，嫦娥六号探测器的（　　） A. 线速度变大 B. 周期变大 C. 角速度变小 D. 向心加速度变小 9. 人类发射各类探测卫星，突破地球大气的观测局限，深入探索宇宙的奥秘。有一颗与地球半径相同的行星，该行星表面附近有一卫星绕其做匀速圆周运动，该卫星环绕该行星运动的周期是地球近地卫星周期的2倍，取地球表面的重力加速度大小为。该行星表面的重力加速度大小为（　　） A. B. C. D. 10. 一个音乐喷泉喷头出水口的横截面积为，喷水速度约为10m/s，水的密度为kg/m3，则该喷头喷水的功率约为（　　） A. 10W B. 20W C. 100W D. 200W 11. 若将太阳系行星轨道近似视作圆，轨道平均半径为R和绕日公转周期为T，下列关于常用对数lgR与lgT的关系图像正确的是（　　） A. B. C. D. 12. 宇宙中有一个由中子星和红矮星组成的双星系统，双星绕其连线上的某点做匀速圆周运动。观测显示，中子星的线速度大小为，红矮星的线速度大小为，两星之间的距离为L。已知引力常量为G，忽略其他天体对该双星系统的影响，则该双星系统的总质量为（　　）。 A. B. C. D. 二、填空题（每空2分，共20分） 13. 已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，则地球的第一宇宙速度大小为________。地球静止同步卫星的轨道平面________（选填“一定”或“不一定”）与赤道平面共面。 14. 设空间站质量为m，运行轨道离地面的高度为h，运行速度大小为v，地球半径为R，万有引力常量为G，则地球的质量为________；已知地球和太阳间的距离，太阳的半径，地球绕日公转周期为T，万有引力恒量为G，则太阳密度为________（球体体积公式：，R为球体半径）； 15. 如图所示，甲、乙两个小球分别被两根细绳悬于等高的悬点，绳长，现将细绳拉至水平后由静止释放小球，则甲、乙两球通过最低点时角速度大小之比为____，向心加速度大小之比为______。 16. 如图（a）所示，质量相等的甲、乙两个小物块可视为质点，甲沿倾角为30°的足够长的固定斜面由静止开始下滑，乙做自由落体运动，不计空气阻力。已知甲、乙的动能与路程x的关系图像如图（b）所示。图（b）中，图线A表示的是______物块的图像；甲与斜面间的动摩擦因数______。 17. 如图，固定于竖直面内u=0.1的粗糙斜杆，与水平方向夹角为300，质量为m的小球套在杆上，在大小不变的拉力作用下，小球沿杆由底端匀速运动到顶端，为使拉力做功最小，拉力F与杆的夹角a=____，拉力大小F=_____． 三、综合应用题（共40分，其中18、19、20、21题共10分，22题15分，23题15分。） 注意：计算题在列式计算、逻辑推理以及回答问题的过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 18. 图示为“验证机械能守恒定律”的实验装置。 （1）要验证摆锤下摆过程中机械能守恒，若连接杆质量为、摆锤质量为，则（　　） A. B. C. （2）静止释放摆锤，在摆到最低点的过程中（　　） A. 杆对摆锤拉力做正功 B. 杆对摆锤拉力做负功 C. 杆对摆锤拉力不做功 D. 摆锤重力做正功 E. 摆锤重力做负功 F. 摆锤重力不做功 （3）图中表示摆锤重力势能、动能、机械能E随摆锤距最低点的高度h变化的图线分别是（　　） A. ▲B、■A、●C B. ■A、▲B、●C C. ●C、▲B、■A D. ▲B、●C、■A （4）由图中信息可推测该摆锤质量约为________。（保留2位有效数字） 19. 某兴趣小组遥控一辆玩具车（甲图），使其在水平路面上由静止启动，在前2s内做匀加速直线运动，2s至14s牵引力的功率保持不变，10s至14s玩具车做匀速直线运动，14s末停止遥控，让玩具车自由滑行，其图像如图乙所示。整个过程中玩具车所受的阻力大小不变。玩具车的质量为，，求： （1）玩具车在4s末牵引力的功率大小； （2）玩具车在2s末的速度的大小； （3）玩具车在2s至10s内通过的距离s。 20. 如图，某同学研究卫星先环绕地球运动，之后再做变轨的过程。设卫星质量为m，先在近地圆轨道上绕地球运行。已知地球质量为M，引力常量为G，地球半径为R。 （1）求卫星变轨前的运行速率； （2）研究变轨时，在地表附近的A点短暂启动发动机，使卫星进入椭圆轨道，该轨道的远地点B距地心为8R。已知卫星的引力势能可表示为（r为卫星到地心的距离，设无限远处引力势能为零） Ⅰ.求卫星在近地轨道和在椭圆轨道环绕地球的周期比值（保留三位小数） Ⅱ.求变轨前卫星的机械能； Ⅲ.求短暂启动过程中发动机对卫星做的功W。（提示：结合开普勒第二定律，其中、分别表示近地点和远地点与地球球心的距离） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 格致中学二〇二五学年度第二学期第一次测验 高一年级物理（等级）试卷 （测试60分钟内完成，总分100分，试后交答题卷） 一、选择题（共40分。1-8题每小题3分，9-12题每小题4分。） 1. 如图所示，物体在相互垂直的两水平共点力、的作用下，运动了一段位移，此过程中两力对物体做的功分别为3J、4J，这两个力对物体做的总功为（　　） A. 3J B. 4J C. 5J D. 7J 【答案】D 【解析】 【详解】当有多个力对物体做功的时候，总功的大小就等于用各个力对物体做功的代数和，可得这两个力对物体做的总功为 故选D。 2. 下列情境中，物体机械能守恒的是（　　） A. 羽毛在真空环境中自由下落 B. 物体沿粗糙斜面加速下滑 C. 点火后加速上升的火箭 D. 汽车在倾斜路面上匀速行驶 【答案】A 【解析】 【详解】A．羽毛在真空环境中自由下落，只受重力作用，只有重力做功，仅发生动能和重力势能的相互转化，机械能守恒，故A正确； B．物体沿粗糙斜面加速下滑，摩擦力对物体做负功，机械能转化为内能，机械能总量减少，故B错误； C．点火后加速上升的火箭，推力对火箭做正功，燃料的化学能转化为火箭的机械能，机械能总量增加，故C错误； D．汽车在倾斜路面匀速行驶时，动能不变，重力势能在变化，则机械能不守恒，故D错误。 故选A。 3. 如图所示，演员正在进行杂技表演。由图可估算出他将一只鸡蛋抛出时的动能最接近于（　　） A. 0.3J B. 3J C. 30J D. 300J 【答案】A 【解析】 【详解】一个鸡蛋的质量约为 由图可估算鸡蛋抛出后上升的最大高度约为 鸡蛋抛出后动能转化为重力势能，抛出时的动能近似等于最高点的重力势能，即 代入数值计算，和最接近。 故选A。 4. 如图荡秋千的小红由最低点O到最高点A的过程中，重力的瞬时功率（　　） A. 不断增大 B. 不断减小 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小 【答案】D 【解析】 【详解】重力的瞬时功率公式为 其中是速度沿竖直方向（重力方向）的分量，结合运动过程分析。在最低点O时，速度沿水平方向，竖直分量，因此重力瞬时功率 在最高点A时，小红速度减为0，因此重力瞬时功率也满足 从O到A的过程中，速度不为零，且存在竖直分量，因此 由此可知，重力的瞬时功率从0先增大，后减小到0，整个过程先增大后减小。 故选D。 5. 如图所示，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，以三角形顶点高度为零势能参考平面，重力加速度为g。当毛毛虫身体头部刚到达地面时（右端为头部），其重力势能为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】毛毛虫身体头部刚到达地面时，重力势能 故选C。 6. 如图所示，小球从光滑轨道左端静止释放，不计空气阻力，则小球从轨道右端飞出后的轨迹可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．小球从轨道右端飞出后到达最高点时，仍有水平方向上的速度，即有一部分重力势能转化为了动能，故不可能运动到与释放的位置同一高度，甚至超过释放位置。故AB错误； CD．根据曲线运动速度方向为该点切向方向可知，小球从轨道右端飞出时速度方向应是该点切线方向，故C正确，D错误。 故选C。 7. 若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证（　　） A. 地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的 B. 月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的 C. 自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的 D. 苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的 【答案】B 【解析】 【详解】A．设月球质量为，地球质量为M，苹果质量为，则月球受到的万有引力为 苹果受到的万有引力为 由于月球质量和苹果质量之间的关系未知，故二者之间万有引力的关系无法确定，故选项A错误； B．根据牛顿第二定律 ， 整理可以得到 故选项B正确； C．在地球表面处 在月球表面处 由于地球、月球本身的半径大小、质量大小关系未知，故无法求出月球表面和地面表面重力加速度的关系，故选项C错误； D由C可知，无法求出月球表面和地面表面重力加速度的关系，故无法求出苹果在月球表面受到的引力与地球表面引力之间的关系，故选项D错误。 故选B。 8. 若嫦娥六号探测器变轨后，在离月球更近的轨道上做匀速圆周运动。与变轨前的匀速圆周运动相比，嫦娥六号探测器的（　　） A. 线速度变大 B. 周期变大 C. 角速度变小 D. 向心加速度变小 【答案】A 【解析】 【分析】嫦娥六号绕月球做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，满足公式 其中为月球质量，为探测器轨道半径，变轨后轨道半径减小。 【详解】A．由公式推导得线速度 减小则变大，故A正确； B．由公式推导得周期 减小则变小，故B错误； C．由公式推导得角速度 减小则变大，故C错误； D．由公式推导得向心加速度 减小则变大，故D错误。 故选A。 9. 人类发射各类探测卫星，突破地球大气的观测局限，深入探索宇宙的奥秘。有一颗与地球半径相同的行星，该行星表面附近有一卫星绕其做匀速圆周运动，该卫星环绕该行星运动的周期是地球近地卫星周期的2倍，取地球表面的重力加速度大小为。该行星表面的重力加速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据近地卫星的运动，重力提供向心力，有 可得重力加速度，其中为中心天体即地球或行星的半径，为卫星周期。已知行星半径与地球半径相同，行星表面卫星周期为地球近地卫星周期的2倍，地球表面的重力加速度大小为，可得该行星表面的重力加速度大小为。 故选D。 10. 一个音乐喷泉喷头出水口的横截面积为，喷水速度约为10m/s，水的密度为kg/m3，则该喷头喷水的功率约为（　　） A. 10W B. 20W C. 100W D. 200W 【答案】C 【解析】 【详解】设时间内从喷头流出的水的质量为 喷头喷水的功率等于时间内喷出的水的动能增加量，即 联立解得 故选C。 11. 若将太阳系行星轨道近似视作圆，轨道平均半径为R和绕日公转周期为T，下列关于常用对数lgR与lgT的关系图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据开普勒第三定律有 变形得 对两边取对数可得 解得 故选B。 12. 宇宙中有一个由中子星和红矮星组成的双星系统，双星绕其连线上的某点做匀速圆周运动。观测显示，中子星的线速度大小为，红矮星的线速度大小为，两星之间的距离为L。已知引力常量为G，忽略其他天体对该双星系统的影响，则该双星系统的总质量为（　　）。 A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】双星系统中，两颗星角速度相同，设为。由线速度与角速度的关系，得， 且，可得 双星绕其连线上的某点做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由， 得， 两式相加得 且，可得 代入，解得总质量 故选D。 二、填空题（每空2分，共20分） 13. 已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，则地球的第一宇宙速度大小为________。地球静止同步卫星的轨道平面________（选填“一定”或“不一定”）与赤道平面共面。 【答案】 ①. ②. 一定 【解析】 【详解】[1]设第一宇宙速度为，地球表面的重力提供向心力有 解得 [2] 对于地球静止同步卫星，其轨道平面必须与赤道平面共面，否则无法实现相对于地面的“静止”。因此，同步卫星的轨道平面一定与赤道平面共面。 14. 设空间站质量为m，运行轨道离地面的高度为h，运行速度大小为v，地球半径为R，万有引力常量为G，则地球的质量为________；已知地球和太阳间的距离，太阳的半径，地球绕日公转周期为T，万有引力恒量为G，则太阳密度为________（球体体积公式：，R为球体半径）； 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]空间站绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，轨道半径为地球半径加空间站高度 由万有引力公式得 约去和一个，整理得地球质量 [2]地球绕太阳做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，轨道半径为日地距离，同理得 整理得太阳质量 密度公式​​ 太阳体积 代入化简得 15. 如图所示，甲、乙两个小球分别被两根细绳悬于等高的悬点，绳长，现将细绳拉至水平后由静止释放小球，则甲、乙两球通过最低点时角速度大小之比为____，向心加速度大小之比为______。 【答案】 ①. ②. 1:1 【解析】 【详解】[1][2]由动能定理得 化简可得 由公式 变形可得 代入数据作比解得 根据牛顿第二定律可得 化简可得 两者作比可得 16. 如图（a）所示，质量相等的甲、乙两个小物块可视为质点，甲沿倾角为30°的足够长的固定斜面由静止开始下滑，乙做自由落体运动，不计空气阻力。已知甲、乙的动能与路程x的关系图像如图（b）所示。图（b）中，图线A表示的是______物块的图像；甲与斜面间的动摩擦因数______。 【答案】 ①. 乙 ②. 【解析】 【详解】[1][2]设甲与斜面间的动摩擦因数为，甲、乙的质量为，乙做自由落体运动，由动能定理可知 对甲在斜面上下滑距离为过程中，由动能定理得 因为 所以，图线A表示的是乙物块的图像。 当时，有 当时，有 联立解得，甲与斜面间的动摩擦因数为 17. 如图，固定于竖直面内u=0.1的粗糙斜杆，与水平方向夹角为300，质量为m的小球套在杆上，在大小不变的拉力作用下，小球沿杆由底端匀速运动到顶端，为使拉力做功最小，拉力F与杆的夹角a=____，拉力大小F=_____． 【答案】 ①. 600 ②. mg 【解析】 【详解】小球匀速运动，由动能定理得，要使拉力做功最小则Wf=0，即摩擦力为0，则支持力为0，分析小球受的各力然后正交分解列方程：垂直斜面方向：，沿斜面方向：，解得， 三、综合应用题（共40分，其中18、19、20、21题共10分，22题15分，23题15分。） 注意：计算题在列式计算、逻辑推理以及回答问题的过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 18. 图示为“验证机械能守恒定律”的实验装置。 （1）要验证摆锤下摆过程中机械能守恒，若连接杆质量为、摆锤质量为，则（　　） A. B. C. （2）静止释放摆锤，在摆到最低点的过程中（　　） A. 杆对摆锤拉力做正功 B. 杆对摆锤拉力做负功 C. 杆对摆锤拉力不做功 D. 摆锤重力做正功 E. 摆锤重力做负功 F. 摆锤重力不做功 （3）图中表示摆锤重力势能、动能、机械能E随摆锤距最低点的高度h变化的图线分别是（　　） A. ▲B、■A、●C B. ■A、▲B、●C C. ●C、▲B、■A D. ▲B、●C、■A （4）由图中信息可推测该摆锤质量约为________。（保留2位有效数字） 【答案】（1）B （2）CD （3）C （4） 【解析】 【小问1详解】 验证摆锤下摆过程中机械能守恒，若连接杆质量为、摆锤质量为，则应使得连接杆质量远小于摆锤质量为。 故选B。 【小问2详解】 静止释放摆锤，在摆到最低点的过程中连接杆对摆锤的拉力不做功，摆锤所受重力对摆锤做正功。 故选CD。 【小问3详解】 摆锤重力势能随减小而减小，动能随减小而增大，机械能不随变化。 故选C。 【小问4详解】 根据题意可得 解得。 19. 某兴趣小组遥控一辆玩具车（甲图），使其在水平路面上由静止启动，在前2s内做匀加速直线运动，2s至14s牵引力的功率保持不变，10s至14s玩具车做匀速直线运动，14s末停止遥控，让玩具车自由滑行，其图像如图乙所示。整个过程中玩具车所受的阻力大小不变。玩具车的质量为，，求： （1）玩具车在4s末牵引力的功率大小； （2）玩具车在2s末的速度的大小； （3）玩具车在2s至10s内通过的距离s。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 14s末停止遥控，由图像可知在14s后的加速度大小为 则玩具车所受的阻力大小为 10s至14s玩具车做匀速直线运动，此时牵引力等于阻力，则此时的功率为 由于2s至14s牵引力的功率保持不变，所以玩具车在4s末牵引力的功率为。 【小问2详解】 设玩具车在内的加速度大小为，则有， 在时，有 联立解得，， 【小问3详解】 玩具车在2s至10s内，根据动能定理可得 代入数据解得玩具车在2s至10s内通过的距离为 20. 如图，某同学研究卫星先环绕地球运动，之后再做变轨的过程。设卫星质量为m，先在近地圆轨道上绕地球运行。已知地球质量为M，引力常量为G，地球半径为R。 （1）求卫星变轨前的运行速率； （2）研究变轨时，在地表附近的A点短暂启动发动机，使卫星进入椭圆轨道，该轨道的远地点B距地心为8R。已知卫星的引力势能可表示为（r为卫星到地心的距离，设无限远处引力势能为零） Ⅰ.求卫星在近地轨道和在椭圆轨道环绕地球的周期比值（保留三位小数） Ⅱ.求变轨前卫星的机械能； Ⅲ.求短暂启动过程中发动机对卫星做的功W。（提示：结合开普勒第二定律，其中、分别表示近地点和远地点与地球球心的距离） 【答案】（1） （2）Ⅰ．0.105 Ⅱ． Ⅲ． 【解析】 【小问1详解】 变轨前卫星近地圆轨道运动，万有引力提供向心力 整理得​​​ 【小问2详解】 Ⅰ. 根据开普勒第三定律，对绕地球的卫星有  近地圆轨道半长轴 椭圆轨道近地点距地心，远地点距地心，半长轴​ 由开普勒第三定律 得 Ⅱ. ​机械能为动能+引力势能。变轨前动能 引力势能 因此 Ⅲ. 卫星进入椭圆轨道后机械能守恒，结合题目给的开普勒第二定律结论 得，其中是变轨后A点速度。由机械能守恒​ 代入，整理得 因此椭圆轨道总机械能​ 由动能定理，发动机做功等于机械能的变化量​ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $