精品解析：江苏常州市第二中学、江苏省奔牛高级中学、江苏省武进高级中学2024-2025学年高一下学期3月阶段质量调研物理试卷

2024级高一第二学期3月阶段性质量调研 物理试卷 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。 1. 关于开普勒行星定律，下列说法正确的是（　　） A. 开普勒定律只能适用于太阳系，不能推广到其他星系 B. 开普勒第二定律可以理解为“近（日点）快，远（日点）慢” C. 地球到太阳连线和火星到太阳连线在相等时间扫过的面积相等 D. 地球公转轨道半长轴3次方除以公转周期的2次方的值与月亮公转轨道半长轴3次方除以公转周期的2次方的值相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．开普勒定律适用于所有环绕天体绕中心天体运动的天体系统，并非只能适用于太阳系，故A错误； B．根据开普勒第二定律，同一环绕天体与中心天体的连线在相等时间内扫过的面积相等，因此在近日点时轨道半径小、线速度大，远日点时轨道半径大、线速度小，可理解为“近（日点）快，远（日点）慢”，故B正确； C．开普勒第二定律仅对同一环绕天体成立，地球和火星是不同的环绕天体，相等时间内二者与太阳连线扫过的面积不相等，故C错误； D．根据开普勒第三定律，同一中心天体的所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，而地球围绕的中心天体是太阳，月亮围绕的中心天体是地球，故D错误。 故选B。 2. 低空经济是以低空空域为依托，以航空产业为主导，以各种有人驾驶和无人驾驶航空器的各类飞行活动为牵引，辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态。一无人机正在运送快递，无人机可以垂直起降，也可以快速前进。无人机在竖直匀速上升的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 合力对快递做正功 B. 重力对快递做负功 C. 空气阻力对快递做正功 D. 无人机对快递不做功 【答案】B 【解析】 【详解】A．快递匀速上升，处于受力平衡状态，可知快递所受合外力为0，因此合力对快递做功为0，故A错误； B．重力方向竖直向下，快递位移竖直向上，力与位移方向相反，重力做负功，故B正确； C．空气阻力阻碍快递向上运动，方向竖直向下，与位移方向相反，空气阻力做负功，故C错误； D．快递匀速受力平衡，无人机对快递的作用力竖直向上（平衡向下的重力和空气阻力），与位移方向相同，无人机对快递做正功，故D错误。 故选B。 3. “激流勇进”是游乐园中娱乐性非常强的项目。皮艇从高处由静止开始沿着倾斜水道加速滑下，若到达最低点时速度为v，下滑过程中重力做功为、阻力做功为，皮艇及游客总质量为m，则下列关系式正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】皮艇从高处到低处，由动能定理有 故选C。 4. 从高为h处以速度竖直向上抛出一个质量为m的小球，如图所示。若取抛出点小球的重力能为0，不计空气阻力，则小球着地时的机械能为（重力加速度为g）（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】整个过程中，只有重力做功，则机械能守恒，初位置的机械能为 则小球着地时的机械能为。 故选C。 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，其主要过程如图。已知主舱室维持在半径为r的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，引力常量为G，则有（　　） A. 主舱室在半径为r的轨道上稳定运行的速度应大于7.9km/s B. 打开降落伞后，返回器机械能守恒 C. 由题给条件可求出地球密度为 D. 根据题给条件可求出地球质量 【答案】D 【解析】 【详解】A．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的轨道上稳定运行的速度应小于，A错误； B．打开降落伞后，返回器靠近地面过程中向下减速，大气阻力做负功，则机械能减小，B错误； CD．根据万有引力提供向心力，则有 解得 由于地球的半径不知道，无法求解地球的密度，C错误，D正确。 故选D。 6. 北斗三号GEO-2为地球同步轨道卫星，离地约为36000km，海洋一号D星离地高度约800km。月球是地球唯一的天然卫星，环绕周期为27.3天。三颗卫星绕地球的运动均看作匀速圆周运动。关于这三颗卫星，下列说法正确的是（　　） A. 北斗三号GEO-2卫星的环绕周期小于海洋一号D星的环绕周期 B. 月球环绕地球的向心加速度最小 C. 北斗三号GEO-2卫星环绕地球的线速度大于海洋一号D星 D. 月球环绕地球的角速度大于北斗三号GEO-2环绕地球的角速度 【答案】B 【解析】 【详解】三颗卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力 推导得各物理量与轨道半径的关系：、、、 越大，、、越小，越大。 结合题意：海洋一号D星离地高度最小，北斗三号GEO-2为同步卫星周期1天，月球周期27.3天 根据开普勒第三定律得轨道半径关系：。 A．由，，故，A错误； B．由，最大，故月球的向心加速度最小，B正确； C．由，，故，C错误； D．由，，故，D错误。 故选B。 7. 质量为m的物体从弹簧原长处由静止释放，当物体运动到最低点时，弹簧压缩量为h，重力加速度为g。从释放物体到物体运动至最低点的过程中（　　） A. 物体的动能增加了mgh B. 物体的重力势能增加了mgh C. 弹簧的弹性势能增加了mgh D. 物体的机械能增加了mgh 【答案】C 【解析】 【详解】从释放物体到物体运动至最低点的过程中，物体的速度从开始的零到最后还是零，可知物体的动能不变，重力做功mgh，可知物体的重力势能减小了mgh，由能量关系可知，弹簧的弹性势能增加了mgh，物体的机械能减小了mgh。 故选C。 8. PQ是竖直平面内光滑的四分之一圆轨道，可视为质点的滑块从P处静止开始沿轨道下滑，从Q点离开做平抛运动，滑块刚到Q点时加速度大小为，滑块刚过Q点时加速度大小为，空气阻力不计。则等于（ ） A. 3:1 B. 2:1 C. 1:1 D. 1:3 【答案】B 【解析】 【详解】根据动能定理有 又 得 又 故 故选B。 9. 如图甲所示，质量为4kg的物体在水平推力作用下开始运动，推力大小F随位移大小x变化的情况如图乙所示，物体与水平地面间的动摩擦因数为，g取。则（　　） A. 0-4m内物体做匀加速运动 B. 运动过程中推力做的功为400J C. 运动到4m处，物体加速度大小为0 D. 运动到4m处，物体的动能为120J 【答案】D 【解析】 【详解】AC．滑动摩擦力大小为 开始推力大于滑动摩擦力，随着推力的减小，物体先做加速度逐渐减小的加速运动；当推力减小到20N时，加速度为零，物体的速度达到最大；之后推力小于滑动摩擦力，物体做加速度逐渐增大的减速运动，当推力减小为零后，物体做匀减速运动，故AC错误； B．根据F-x图像中图线与横轴所围的面积表示推力做的功，可得运动过程中推力做的功为，故B错误； D．根据动能定理得 解得，故D正确。 故选D。 10. 如图所示，细线上端固定，下端悬挂一小球，小球在水平拉力作用下在某一段时间内沿圆弧以恒定速率运动，不计空气阻力，下列说法中正确的是（　　） A. 在这段时间内，拉力F的功率一定 B. 在这段时间内，拉力F的功率变大 C. 在这段时间内，拉力F的功率变小 D. 在这段时间内，拉力F的功率先变大后变小 【答案】B 【解析】 【详解】设细线与竖直方向夹角为θ，小球重力为G，速率为v，则小球克服重力做功的功率为 细线拉力对小球不做功，小球速率不变，根据动能定理可推知在任意时刻重力G和拉力F对小球做功的代数和为零，则小球克服重力做功的功率与拉力F的功率相等，又因为运动过程中θ增大，所以PG增大，因此拉力F的功率变大。 故选B。 11. 如图所示，一物块以一定的速度冲上足够长的固定斜面，物块和斜面之间的动摩擦因数随高度增加逐渐减少。以斜面底端为重力势能零点，v、a、、E分别为物块的速度、加速度、动能、机械能。在物块上滑过程中，上述物理量与上滑的时间t或位移x的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．设物块与斜面间动摩擦因数为，斜面倾角为，物块质量为m，则物块上滑减速过程，设初速度为，由牛顿第二定律有 解得 则上滑过程速度为 题意知物块和斜面之间的动摩擦因数随高度增加逐渐减少，即图斜率随时间逐渐减小，故A错误； B．由A选项分析可知，加速度大小 由于动摩擦因数随高度增加逐渐减少，则物块上滑过程加速度随时间逐渐减小，但不会减为0，故B错误； C．由于图像斜率绝对值表示合力大小，由B选项分析可知，物块上滑过程加速度随逐渐减小，故合力逐渐减小，即图像斜率逐渐减小，故C正确； D．设物块初态机械能为，由功能关系可知，摩擦力对物块做负功的多少等于物块机械能减少量，即物块末态机械能 由于动摩擦因数随高度增加逐渐减少，则图像斜率不断减小，故D错误。 故选C。 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. 用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，可输出交流电和直流电。重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对图中纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。 （1）实验操作步骤如下： A．按照图示，安装好实验装置； B．将打点计时器接到电源的“交流输出”上； C．先接通电源，后释放重锤，纸带随着重锤运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点； D．测量纸带上某些点间的距离； E．根据测量的结果验证机械能是否守恒。 （2）为了验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的__________。 A.速度变化量和势能变化量 B.动能变化量和势能变化量 C.速度变化量和高度变化量 D.动能变化量和高度变化量 （3）在使用质量为m的重锤和打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，在选定的纸带上依次取计数点如图所示，纸带上所打的点记录了重锤在不同时刻的位置，那么纸带的_______（填“左”或“右”）端与重锤相连。设打点计时器的打点周期为T，且“0”为打下的第一个点，重力加速度为g，当打点计时器打点“3”时，重锤的动能表达式为__________。从开始下落到打点“3”过程中，重力势能减小量的表达式为__________。 （4）比较与的大小，若出现，出现这一结果的原因可能是__________。 A.工作电压偏高 B.存在空气阻力和摩擦力 C.接通电源前释放了纸带 D.数据处理时认为频率为50Hz，实际频率仅有48Hz 【答案】 ①. B ②. 左 ③. ④. ⑤. CD 【解析】 【详解】（2）[1]验证机械能守恒需要比较动能变化量与势能变化量之间的关系。 故选B。 （3）[2][3][4]由图可知，纸带上越往右侧的点，速度越大，故重锤在纸带左侧与纸带相连。根据匀变速运动，中间时刻瞬时速度等于全程平均速度，打点“3”时速度 则打点“3”时动能表达式为 打点“3”时重力势能减小量表达式为 （4）[5]A．工作电压不改变打点周期，对实验结果没影响，故A错误； B．空气阻力和摩擦力会使，故B错误； C．接通电源前释放纸带会导致速度偏大，，故C正确； D．实际频率低于50Hz，代入周期偏小，会导致速度测量值偏大，，故D正确。 故选CD。 13. 如图所示，“好奇号”火星探测器于 2012 年成功登陆火星表面。在登陆火星前，“好奇号”在距火星表面高度为h的轨道上绕火星做匀速圆周运动，周期为T。已知火星的半径为R，引力常量为G，忽略其他天体对探测器的引力作用，已知重力加速度为g。求： （1）火星的质量； （2）火星表面的重力加速度。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由万有引力定律提供向心力有 解得火星的质量 （2）在火星表面有 代入上述M，得火星表面的重力加速度 14. 质量为的列车，以恒定功率由静止开始沿平直轨道加速行驶，当加速度为时，速度为；当加速度为时，速度为，设列车所受阻力保持不变，试求： （1）列车的牵引功率； （2）在该功率下列车的最大速度。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设列车的牵引功率为，列车所受阻力为；当加速度为时，速度为，则有 ， 当加速度为时，速度为，则有 ， 联立解得 ， （2）当牵引力等于阻力时，列车的速度达到最大，则有 15. 如图所示，光滑的斜坡轨道与粗糙的水平轨道平滑连接，水平轨道与半径为的光滑半圆形轨道平滑连接，相切于点，所有轨道都在竖直平面内，、的距离为。可视为质点且质量为的小物块从半圆轨道上的点由静止滑下，运动到点速度恰好为0。，已知重力加速度为g。求： （1）小物块滑至半圆形轨道最低点时受到的支持力大小； （2）水平轨道与小物块间的动摩擦因数； （3）若小物块从斜坡轨道上点由静止滑下，刚好能通过半圆轨道的最高点，则点离水平轨道的高度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设小物块滑至C点时的速度为，半圆轨道在C点对小物块的支持力为，P到C的过程 在C点，由牛顿第二定律可得 解得 【小问2详解】 对P到C再到Q的过程，根据动能定理可得 解得 【小问3详解】 在A点，根据牛顿第二定律得 D到A的过程，由动能定理可得 解得 16. 如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道（在最低点E分别与水平轨道EO和EA相连）、高度h可调的斜轨道AB组成。游戏时滑块从O点弹出，经过圆轨道并滑上斜轨道．全程不脱离轨道且恰好停在B端则视为游戏成功。已知圆轨道半径r=0.1m，OE长L1=0.2m，AC长L2=0.4m，圆轨道和AE段光滑，滑块与AB、OE之间的动摩擦因数。滑块质量m=2g且可视为质点，g=10m/s2，弹射时滑块从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能．忽略空气阻力，各部分平滑连接。求： （1）滑块恰好能过圆轨道最高点F时的速度大小； （2）当h=0.1m且游戏成功时，滑块经过E点时对圆轨道的压力FN大小； （3）要使游戏成功，弹簧的弹性势能EP与高度h之间满足的关系。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【分析】 【详解】（1）滑块恰过F点，有 解得 （2）滑块从E到B 设滑块在E点时受到圆轨道的支持力大小为，则 由牛顿第三定律得 解得 （3）滑块恰能过F点时弹簧的弹性势能 得 滑块运动到B点时速度减为0，则从O点到B点的过程中 得 滑块能停在B点，设斜轨道AB的倾角为，则 得 从O点到B点，有 得 式中 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024级高一第二学期3月阶段性质量调研 物理试卷 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。 1. 关于开普勒行星定律，下列说法正确的是（　　） A. 开普勒定律只能适用于太阳系，不能推广到其他星系 B. 开普勒第二定律可以理解为“近（日点）快，远（日点）慢” C. 地球到太阳连线和火星到太阳连线在相等时间扫过的面积相等 D. 地球公转轨道半长轴3次方除以公转周期的2次方的值与月亮公转轨道半长轴3次方除以公转周期的2次方的值相等 2. 低空经济是以低空空域为依托，以航空产业为主导，以各种有人驾驶和无人驾驶航空器的各类飞行活动为牵引，辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态。一无人机正在运送快递，无人机可以垂直起降，也可以快速前进。无人机在竖直匀速上升的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 合力对快递做正功 B. 重力对快递做负功 C. 空气阻力对快递做正功 D. 无人机对快递不做功 3. “激流勇进”是游乐园中娱乐性非常强的项目。皮艇从高处由静止开始沿着倾斜水道加速滑下，若到达最低点时速度为v，下滑过程中重力做功为、阻力做功为，皮艇及游客总质量为m，则下列关系式正确的是（ ） A. B. C. D. 4. 从高为h处以速度竖直向上抛出一个质量为m的小球，如图所示。若取抛出点小球的重力能为0，不计空气阻力，则小球着地时的机械能为（重力加速度为g）（　　） 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，其主要过程如图。已知主舱室维持在半径为r的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，引力常量为G，则有（　　） A. 主舱室在半径为r的轨道上稳定运行的速度应大于7.9km/s B. 打开降落伞后，返回器机械能守恒 C. 由题给条件可求出地球密度为 D. 根据题给条件可求出地球质量 6. 北斗三号GEO-2为地球同步轨道卫星，离地约为36000km，海洋一号D星离地高度约800km。月球是地球唯一的天然卫星，环绕周期为27.3天。三颗卫星绕地球的运动均看作匀速圆周运动。关于这三颗卫星，下列说法正确的是（　　） A. 北斗三号GEO-2卫星的环绕周期小于海洋一号D星的环绕周期 B. 月球环绕地球的向心加速度最小 C. 北斗三号GEO-2卫星环绕地球的线速度大于海洋一号D星 D. 月球环绕地球的角速度大于北斗三号GEO-2环绕地球的角速度 7. 质量为m的物体从弹簧原长处由静止释放，当物体运动到最低点时，弹簧压缩量为h，重力加速度为g。从释放物体到物体运动至最低点的过程中（　　） A. 物体的动能增加了mgh B. 物体的重力势能增加了mgh C. 弹簧的弹性势能增加了mgh D. 物体的机械能增加了mgh 8. PQ是竖直平面内光滑的四分之一圆轨道，可视为质点的滑块从P处静止开始沿轨道下滑，从Q点离开做平抛运动，滑块刚到Q点时加速度大小为，滑块刚过Q点时加速度大小为，空气阻力不计。则等于（ ） A. 3:1 B. 2:1 C. 1:1 D. 1:3 9. 如图甲所示，质量为4kg的物体在水平推力作用下开始运动，推力大小F随位移大小x变化的情况如图乙所示，物体与水平地面间的动摩擦因数为，g取。则（　　） A. 0-4m内物体做匀加速运动 B. 运动过程中推力做的功为400J C. 运动到4m处，物体加速度大小为0 D. 运动到4m处，物体的动能为120J 10. 如图所示，细线上端固定，下端悬挂一小球，小球在水平拉力作用下在某一段时间内沿圆弧以恒定速率运动，不计空气阻力，下列说法中正确的是（　　） A. 在这段时间内，拉力F的功率一定 B. 在这段时间内，拉力F的功率变大 C. 在这段时间内，拉力F的功率变小 D. 在这段时间内，拉力F的功率先变大后变小 11. 如图所示，一物块以一定的速度冲上足够长的固定斜面，物块和斜面之间的动摩擦因数随高度增加逐渐减少。以斜面底端为重力势能零点，v、a、、E分别为物块的速度、加速度、动能、机械能。在物块上滑过程中，上述物理量与上滑的时间t或位移x的图像可能正确的是（　　） 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. 用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，可输出交流电和直流电。重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对图中纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。 （1）实验操作步骤如下： A．按照图示，安装好实验装置； B．将打点计时器接到电源的“交流输出”上； C．先接通电源，后释放重锤，纸带随着重锤运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点； D．测量纸带上某些点间的距离； E．根据测量的结果验证机械能是否守恒。 （2）为了验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的__________。 A.速度变化量和势能变化量 B.动能变化量和势能变化量 C.速度变化量和高度变化量 D.动能变化量和高度变化量 （3）在使用质量为m的重锤和打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，在选定的纸带上依次取计数点如图所示，纸带上所打的点记录了重锤在不同时刻的位置，那么纸带的_______（填“左”或“右”）端与重锤相连。设打点计时器的打点周期为T，且“0”为打下的第一个点，重力加速度为g，当打点计时器打点“3”时，重锤的动能表达式为__________。从开始下落到打点“3”过程中，重力势能减小量的表达式为__________。 （4）比较与的大小，若出现，出现这一结果的原因可能是__________。 A.工作电压偏高 B.存在空气阻力和摩擦力 C.接通电源前释放了纸带 D.数据处理时认为频率为50Hz，实际频率仅有48Hz 13. 如图所示，“好奇号”火星探测器于 2012 年成功登陆火星表面。在登陆火星前，“好奇号”在距火星表面高度为h的轨道上绕火星做匀速圆周运动，周期为T。已知火星的半径为R，引力常量为G，忽略其他天体对探测器的引力作用，已知重力加速度为g。求： （1）火星的质量； （2）火星表面的重力加速度。 14. 质量为的列车，以恒定功率由静止开始沿平直轨道加速行驶，当加速度为时，速度为；当加速度为时，速度为，设列车所受阻力保持不变，试求： （1）列车的牵引功率； （2）在该功率下列车的最大速度。 15. 如图所示，光滑的斜坡轨道与粗糙的水平轨道平滑连接，水平轨道与半径为的光滑半圆形轨道平滑连接，相切于点，所有轨道都在竖直平面内，、的距离为。可视为质点且质量为的小物块从半圆轨道上的点由静止滑下，运动到点速度恰好为0。，已知重力加速度为g。求： （1）小物块滑至半圆形轨道最低点时受到的支持力大小； （2）水平轨道与小物块间的动摩擦因数； （3）若小物块从斜坡轨道上点由静止滑下，刚好能通过半圆轨道的最高点，则点离水平轨道的高度。 16. 如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道（在最低点E分别与水平轨道EO和EA相连）、高度h可调的斜轨道AB组成。游戏时滑块从O点弹出，经过圆轨道并滑上斜轨道．全程不脱离轨道且恰好停在B端则视为游戏成功。已知圆轨道半径r=0.1m，OE长L1=0.2m，AC长L2=0.4m，圆轨道和AE段光滑，滑块与AB、OE之间的动摩擦因数。滑块质量m=2g且可视为质点，g=10m/s2，弹射时滑块从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能．忽略空气阻力，各部分平滑连接。求： （1）滑块恰好能过圆轨道最高点F时的速度大小； （2）当h=0.1m且游戏成功时，滑块经过E点时对圆轨道的压力FN大小； （3）要使游戏成功，弹簧的弹性势能EP与高度h之间满足的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $