内容正文:
2026年春学期常州市金坛区第一中学高一物理调研
(建议用时:75分钟)
一、单选题(每题4分,共40分)
1. 如图中四幅图片涉及物理学史上的四个重大发现,下列说法正确的是( )
A. 甲图,牛顿发现了万有引力定律并通过引力扭秤实验测出了万有引力常量
B. 乙图,伽利略根据理想斜面实验,提出了力不是维持物体运动的原因
C. 丙图,牛顿通过实验加推理的研究方法得到自由落体的速度与时间成正比
D. 丁图,第谷通过大量天文观测数据总结了行星运行的规律
2. 在卫星发射过程中,火箭先将卫星发射进入绕地球运行的较低圆形轨道1,然后在点使卫星进入椭圆形的转移轨道2,再在椭圆轨道的远地点使卫星进入较高的圆形轨道3(卫星质量不变)。则下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道1的动能大于在轨道3的动能
B. 卫星在轨道1的周期大于在轨道3的周期
C. 卫星在轨道2和轨道3经过点的速度相等
D. 卫星在轨道1经过点的加速度大于在轨道2经过点的加速度
3. 设地球赤道上随地球自转的物体线速度为,周期为;近地卫星线速度为,周期为;地球同步卫星线速度为,周期为;月球绕地球运转的线速度为,周期为则下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
4. 如图,拉格朗日点L1位于地球和月球连线上,处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下,可以保持与地球和月球相对位置不变。据此,科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站,使其与月球一起绕地球运动。以a1、a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小,a3表示地球静止卫星向心加速度的大小。以v1、v2分别表示该空间站和月球线速度的大小,v3表示地球静止卫星线速度的大小。以下判断正确的是( )
A. v3>v1>v2 B. v2>v1>v3 C. a3>a2>a1 D. a3>a1>a2
5. 下列说法正确的是( )
A. 在运行的列车上的手表走过,地面上“实际”时间小于
B. 牛顿力学不仅适用于宏观物体的低速运动,也适用于微观粒子的高速运动
C. 由于相对论的提出,牛顿力学已经失去了它的应用价值
D. 在不同的惯性参考系中,测得真空中的光速大小依然相同
6. 某同学随自动扶梯一起匀速运动, 如图所示,下列说法正确的是( )
A. 支持力做负功 B. 摩擦力做负功
C. 重力做负功 D. 支持力不做功
7. 如图所示,在水平桌面上用硬练习本做成一个斜面,使同一小钢球先后从斜面上A、B位置由静止释放滚下,钢球沿桌面飞出后均做平抛运动,最终落到同一水平面上。比较两次平抛运动,变化的物理量是( )
A. 速度的变化率 B. 落地时瞬时速度
C. 重力的平均功率 D. 落地时重力的瞬时功率
8. 由于空气阻力的影响,炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线,而是“弹道曲线”,如图中实线所示,O点为发射点,d点为落地点,b点为轨迹的最高点,a、c为运动过程中距地面高度相等的两点。下列判断正确的是( )
A. 炮弹经过b点时动能最大
B. 炮弹经过b点时合力的瞬时功率为零
C. 炮弹经过a点时重力势能比经过c点时大
D. 炮弹在Ob段克服重力做功的平均功率大于在bd段重力做功的平均功率
9. 汽车以速度在平直路面上匀速行驶,发动机的输出功率为。某时刻起将汽车发动机的输出功率瞬间减为,设汽车行驶过程中受到的阻力不变,输出功率减小后( )
A. 汽车运动的平均速度为
B. 汽车所受的牵引力先逐渐增大后不变
C. 汽车先做匀减速直线运动,最终以匀速运动
D. 汽车先做加速度增大的减速运动,最终以匀速运动
10. 质量为的物体在水平面上沿直线运动,受到的阻力大小恒定。经某点开始沿运动方向的水平拉力F与运动距离x的关系如图所示,物体做匀速直线运动。下列对图示过程的说法不正确的是( )
A. 在处物体加速度大小为
B. 拉力对物体做功为
C. 物体克服阻力做功为
D. 合力对物体做功为
三、解答题(12题12分,13题12分,14题12分,15题12分,16题12分)
11. 如图所示,质量为m=2kg的物体静止在水平地面上。在与水平方向成θ=37°角、大小为F=10N的拉力作用下移动l=2m,已知地面与物体间的动摩擦因数μ=0.3,(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)拉力对物体做的功;
(2)重力对物体做的功;
(3)弹力对物体做的功;
(4)摩擦力对物体做的功。
12. 若宇航员登上月球后,在月球表面做了一个实验:将一铁球从高处由静止释放,经时间落到月球表面。已知引力常量为,月球的半径为。求:(不考虑月球自转的影响)
(1)月球表面的自由落体加速度大小。
(2)月球的质量。
(3)若在月球表面发射一颗环月卫星,发射速度至少为多少?
13. 如图所示,水平传送带在电动机带动下始终保持以速度匀速运动,某时刻一质量为的物块轻放在传送带的左端。在物块轻放上传送带到物块与传送带相对静止的过程中,求:
(1)传送带对物块做的功;
(2)物块对传送带所做的功;
(3)物块与传送带间由于摩擦而产生的热量;
(4)传送该物块电动机需要多做的功
14. 如图所示,长度为的水平粗糙轨道与竖直面内半径为的光滑半圆形轨道在点处平滑连接。一质量为m的小物体(可视为质点)以的初速度沿水平轨道从点运动至点后,进入半圆形轨道,并恰能通过轨道最高点。重力加速度为。求:
(1)小物体通过点时的速度大小。
(2)小物体经过点时的动能
(3)水平粗糙轨道与物体间的动摩擦因数。
15. 如图甲,质量均为m=0.2kg的物块A、B放在足够长的水平地面上,A与地面动摩擦因数为μ=0.25,B与地面无摩擦,两物块在水平外力F的作用下从静止开始向右前进,外力F随位移x变化的图线如图乙所示,取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)在x=0.5m时,A、B之间的弹力大小;
(2)物块A与B分离后,B的速度大小;
(3)物块A与B分离后,A还能运动多远。
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2026年春学期常州市金坛区第一中学高一物理调研
(建议用时:75分钟)
一、单选题(每题4分,共40分)
1. 如图中四幅图片涉及物理学史上的四个重大发现,下列说法正确的是( )
A. 甲图,牛顿发现了万有引力定律并通过引力扭秤实验测出了万有引力常量
B. 乙图,伽利略根据理想斜面实验,提出了力不是维持物体运动的原因
C. 丙图,牛顿通过实验加推理的研究方法得到自由落体的速度与时间成正比
D. 丁图,第谷通过大量天文观测数据总结了行星运行的规律
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲图,牛顿发现了万有引力定律,卡文迪什通过引力扭秤实验测出了万有引力常量,故A错误;
B.乙图,伽利略根据理想斜面实验,提出了力不是维持物体运动的原因,故B正确;
C.丙图,伽利略通过实验加推理的研究方法得到自由落体的速度与时间成正比,故C错误;
D.丁图,开普勒通过大量天文观测数据总结了行星运行的规律,故D错误。
故选B。
2. 在卫星发射过程中,火箭先将卫星发射进入绕地球运行的较低圆形轨道1,然后在点使卫星进入椭圆形的转移轨道2,再在椭圆轨道的远地点使卫星进入较高的圆形轨道3(卫星质量不变)。则下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道1的动能大于在轨道3的动能
B. 卫星在轨道1的周期大于在轨道3的周期
C. 卫星在轨道2和轨道3经过点的速度相等
D. 卫星在轨道1经过点的加速度大于在轨道2经过点的加速度
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据万有引力提供向心力
解得
由图可知轨道1半径小于轨道3半径,则卫星在轨道1的速度大于在轨道3的速度,动能
故卫星在轨道1的动能大于在轨道3的动能,故A正确;
B.根据开普勒第三定律
轨道1半径小于轨道3半径,则卫星在轨道1的周期小于在轨道3的周期,故B错误;
C.卫星从轨道2变轨到轨道3,需要在点点火加速,做离心运动,所以卫星在轨道3经过点的速度大于在轨道2经过点的速度,故C错误;
D.根据牛顿第二定律
解得
在点卫星距离地心的距离相等,则加速度相等,故D错误。
故选A。
3. 设地球赤道上随地球自转的物体线速度为,周期为;近地卫星线速度为,周期为;地球同步卫星线速度为,周期为;月球绕地球运转的线速度为,周期为则下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.赤道上随地球自转的物体与同步卫星角速度相同,由,同步卫星轨道半径大于地球半径,故;近地卫星和同步卫星均由万有引力提供向心力,由,近地卫星轨道半径,故,因此,A错误;
B.地球同步卫星的定义就是转动周期与地球自转周期相等,因此,B正确;
C.由开普勒第三定律,轨道半径越小周期越小,近地卫星轨道半径最小,其次同步卫星,月球轨道半径最大,因此周期顺序为,C错误;
D.由万有引力提供向心力得,轨道半径越大环绕线速度越小,故,且,近地卫星线速度是最大的地球环绕速度,D错误。
故选B。
4. 如图,拉格朗日点L1位于地球和月球连线上,处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下,可以保持与地球和月球相对位置不变。据此,科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站,使其与月球一起绕地球运动。以a1、a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小,a3表示地球静止卫星向心加速度的大小。以v1、v2分别表示该空间站和月球线速度的大小,v3表示地球静止卫星线速度的大小。以下判断正确的是( )
A. v3>v1>v2 B. v2>v1>v3 C. a3>a2>a1 D. a3>a1>a2
【答案】C
【解析】
【详解】AB.空间站位于拉格朗日点L1,其与地球和月球的相对位置保持恒定,这表明空间站绕地球公转的角速度ω1与月球绕地球公转的角速度ω2相等,即
由图可知,空间站轨道半径r1小于月球轨道半径r2,即
地球静止卫星轨道半径r3远小于月球轨道半径,故
由线速度公式可知,当角速度相同时,线速度与轨道半径成正比,则
对于地球静止卫星与月球,二者均可视为地球的卫星,根据万有引力提供向心力
可得
轨道半径越小,则线速度越大,所以
所以,故AB错误;
CD.根据向心加速度公式,当角速度相同时,向心加速度与轨道半径成正比,则
对于地球静止卫星与月球,根据牛顿第二定律可得
所以
轨道半径越小则,向心加速度越大,所以
则,故C正确,D错误。
故选C。
5. 下列说法正确的是( )
A. 在运行的列车上的手表走过,地面上“实际”时间小于
B. 牛顿力学不仅适用于宏观物体的低速运动,也适用于微观粒子的高速运动
C. 由于相对论的提出,牛顿力学已经失去了它的应用价值
D. 在不同的惯性参考系中,测得真空中的光速大小依然相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据狭义相对论的时间延缓效应,地面观测者测得的时间为 ,其中
当时,
地面时间应为,大于列车上的,故A错误;
B.牛顿力学适用于宏观物体的低速运动,但微观粒子(如电子)的高速运动需用量子力学和相对论描述,故B错误;
C.相对论修正了牛顿力学在高速、强引力场下的局限性,但牛顿力学在宏观低速领域仍广泛应用(如工程、日常生活),故C错误;
D.狭义相对论的光速不变原理指出,所有惯性参考系中真空光速均为,故D正确。
故选D。
6. 某同学随自动扶梯一起匀速运动, 如图所示,下列说法正确的是( )
A. 支持力做负功 B. 摩擦力做负功
C. 重力做负功 D. 支持力不做功
【答案】C
【解析】
【详解】AD.支持力与位移方向夹角为锐角,做正功,故AD错误;
B.同学处于平衡状态,不受摩擦力,故B错误;
C.重力方向与位移方向夹角为钝角,做负功,故C正确。
故选C。
7. 如图所示,在水平桌面上用硬练习本做成一个斜面,使同一小钢球先后从斜面上A、B位置由静止释放滚下,钢球沿桌面飞出后均做平抛运动,最终落到同一水平面上。比较两次平抛运动,变化的物理量是( )
A. 速度的变化率 B. 落地时瞬时速度
C. 重力的平均功率 D. 落地时重力的瞬时功率
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据
可得
两次平抛运动的下落高度相同,由
解得
可知两次平抛运动的时间相同,速度的变化率也相同,故A错误;
B.依题意,两次平抛运动的初速度不同,下落高度相同,有
解得
根据
可知两次平抛运动,落地时瞬时速度不相同,故B正确;
C.由
可知两次平抛运动重力的平均功率相同,故C错误;
D.根据
可知两次平抛运动,落地时重力的瞬时功率相同,故D错误。
故选B。
8. 由于空气阻力的影响,炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线,而是“弹道曲线”,如图中实线所示,O点为发射点,d点为落地点,b点为轨迹的最高点,a、c为运动过程中距地面高度相等的两点。下列判断正确的是( )
A. 炮弹经过b点时动能最大
B. 炮弹经过b点时合力的瞬时功率为零
C. 炮弹经过a点时重力势能比经过c点时大
D. 炮弹在Ob段克服重力做功的平均功率大于在bd段重力做功的平均功率
【答案】D
【解析】
【详解】AB.炮弹经过b点受到竖直方向的重力和水平向左的阻力,合力为斜向下方,速度方向水平向右,故合力的瞬时功率不为零;炮弹经过b点后下落过程中速度会继续增大,故b点动能不是最大,故AB错误;
C.a、c为运动过程中距地面高度相等的两点,故炮弹经过a点时重力势能等于经过c点时重力势能,故C错误;
D.炮弹在Ob段和bd段的高度相同,重力做功大小相等,但上升期空气阻力斜向下,下降期空气阻力斜向上,重力都向下,故上升期加速度更大,运动时间更小,由可知,炮弹在Ob段克服重力做功的平均功率大于在bd段重力做功的平均功率,故D正确。
故选D。
9. 汽车以速度在平直路面上匀速行驶,发动机的输出功率为。某时刻起将汽车发动机的输出功率瞬间减为,设汽车行驶过程中受到的阻力不变,输出功率减小后( )
A. 汽车运动的平均速度为
B. 汽车所受的牵引力先逐渐增大后不变
C. 汽车先做匀减速直线运动,最终以匀速运动
D. 汽车先做加速度增大的减速运动,最终以匀速运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据P=fvm可知,汽车最终匀速时的速度为,但减速过程中速度从逐渐降低到,平均速度应大于,故A错误;
B.功率减为后,初始牵引力
小于阻力。随着速度减小,牵引力
逐渐增大,直到时匀速,牵引力先增大后不变,故B正确;
C.匀减速要求加速度恒定,但牵引力随变化,合力逐渐减小,加速度减小,故C错误;
D.加速度由
增大导致减小,故加速度是减小的,而非增大,故D错误。
故选B。
10. 质量为的物体在水平面上沿直线运动,受到的阻力大小恒定。经某点开始沿运动方向的水平拉力F与运动距离x的关系如图所示,物体做匀速直线运动。下列对图示过程的说法不正确的是( )
A. 在处物体加速度大小为
B. 拉力对物体做功为
C. 物体克服阻力做功为
D. 合力对物体做功为
【答案】D
【解析】
【详解】A.物体做匀速直线运动,可知阻力大小为
在处,由图像可知拉力为,根据牛顿第二定律可得
解得,故A正确,不满足题意要求;
B.拉力对物体做功为,故B正确,不满足题意要求;
C.物体克服阻力做功为,故C正确,不满足题意要求;
D.物体克服阻力做功为
根据图像与横轴围成的面积表示拉力做功,可知拉力对物体做功为
则合力对物体做功为,故D错误,满足题意要求。
故选D。
三、解答题(12题12分,13题12分,14题12分,15题12分,16题12分)
11. 如图所示,质量为m=2kg的物体静止在水平地面上。在与水平方向成θ=37°角、大小为F=10N的拉力作用下移动l=2m,已知地面与物体间的动摩擦因数μ=0.3,(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)拉力对物体做的功;
(2)重力对物体做的功;
(3)弹力对物体做的功;
(4)摩擦力对物体做的功。
【答案】(1)
(2)0 (3)0
(4)
【解析】
【小问1详解】
由题意得拉力的功
代入数据可得
【小问2详解】
因为重力与位移相互垂直,故重力做功为0。
【小问3详解】
弹力与位移相互垂直,故支持力做功也为0。
【小问4详解】
由题意得物体对地面的压力大小
所以摩擦力大小为
故摩擦力所做功的
12. 若宇航员登上月球后,在月球表面做了一个实验:将一铁球从高处由静止释放,经时间落到月球表面。已知引力常量为,月球的半径为。求:(不考虑月球自转的影响)
(1)月球表面的自由落体加速度大小。
(2)月球的质量。
(3)若在月球表面发射一颗环月卫星,发射速度至少为多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
月球表面附近的物体做自由落体运动
月球表面的自由落体加速度大小
【小问2详解】
不考虑月球自转的影响有
解得月球的质量为
【小问3详解】
根据第一宇宙速度的定义有
解得
13. 如图所示,水平传送带在电动机带动下始终保持以速度匀速运动,某时刻一质量为的物块轻放在传送带的左端。在物块轻放上传送带到物块与传送带相对静止的过程中,求:
(1)传送带对物块做的功;
(2)物块对传送带所做的功;
(3)物块与传送带间由于摩擦而产生的热量;
(4)传送该物块电动机需要多做的功
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
物块在滑动摩擦力作用下从静止加速到速度,根据动能定理,传送带对物块做的功等于物块动能的增加量,即
【小问2详解】
物块对传送带的摩擦力方向向左,与传送带运动方向相反,大小为
物块加速时间
此过程中传送带位移
物块对传送带做功。
【小问3详解】
物块加速过程中的位移
传送带位移
相对位移
摩擦产生的热量
【小问4详解】
根据能量守恒定律,电动机多做的功转化为物块增加的动能和系统产生的内能,即
14. 如图所示,长度为的水平粗糙轨道与竖直面内半径为的光滑半圆形轨道在点处平滑连接。一质量为m的小物体(可视为质点)以的初速度沿水平轨道从点运动至点后,进入半圆形轨道,并恰能通过轨道最高点。重力加速度为。求:
(1)小物体通过点时的速度大小。
(2)小物体经过点时的动能
(3)水平粗糙轨道与物体间的动摩擦因数。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小物体恰能通过最高点时的受力如图所示
根据牛顿第二定律
得
【小问2详解】
小物体从运动到的过程中,只有重力做功,根据动能定理
得
【小问3详解】
小物体在水平面受力分析如图所示
小物体从运动到的过程中,只有摩擦力做功,根据动能定理
得
15. 如图甲,质量均为m=0.2kg的物块A、B放在足够长的水平地面上,A与地面动摩擦因数为μ=0.25,B与地面无摩擦,两物块在水平外力F的作用下从静止开始向右前进,外力F随位移x变化的图线如图乙所示,取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)在x=0.5m时,A、B之间的弹力大小;
(2)物块A与B分离后,B的速度大小;
(3)物块A与B分离后,A还能运动多远。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对AB整体,根据牛顿第二定律
对B根据牛顿第二定律
联立解得
【小问2详解】
当A、B之间的弹力为零时,A、B分离,此时加速度仍然相等;
对B分析 aB = 0
对A分析 aA= aB = 0
则此时水平外力
由图可知A、B分离时位移
0-3m过程外力做功
对A、B由动能定理
解得物块A与B分离后,B的速度大小
【小问3详解】
A与B分离后,外力对A做功为
对A由动能定理
解得物块A与B分离后,A还能运动
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