精品解析：江苏徐州市第七中学2025-2026学年高一下学期3月学情调研物理试卷

徐州七中高一年级3月学情调研物理试卷 试卷总分：100分 时间：75分钟 一、选择题（共48分，12题，每题4分） 1. 关于万有引力定律，下列说法正确的是（　　） A. 万有引力定律只适用于天体之间，不适用于地面物体之间 B. 由公式（）可知，两物体间的距离趋近于零时，万有引力趋近于无穷大 C. 牛顿发现万有引力定律时，也同时测出了引力常量的数值 D. 两物体间的万有引力是一对作用力和反作用力 2. 下列说法正确的是（　　） A. 力对物体做功越多，说明力越大 B. 静摩擦力可以对物体做正功，滑动摩擦力只能对物体做负功 C. 汽车发动机的功率一定时，牵引力与速度成反比 D. 物体受力越大，该力的功率一定越大 3. 惯性系S中有一静止的边长为l的正方形（轮廓如虚线框所示），从相对S系沿如图中所示方向以接近光速飞行的飞行器上测得该正方形的图像（灰色区域）是（　　） A. B. C. D. 4. 一物体在竖直向上的拉力作用下，从地面由静止开始匀加速上升。已知物体质量为，上升高度为，加速度大小为。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物体重力做功为 B. 物体的重力势能增加了 C. 合外力对物体做的功为 D. 拉力对物体做的功为 5. 如图所示，轻杆顶端固定质量为的小球，轻杆带动小球绕点在竖直平面内做半径为的匀速圆周运动，重力加速度为。小球从圆周最低点运动到最高点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球重力做功为 B. 轻杆对小球的作用力不做功 C. 轻杆对小球做功为 D. 合力对小球做功为 6. 如图甲所示，静止于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力作用下，沿轴方向运动，拉力随物块所在位置坐标的变化关系如图乙所示，图线为半圆。则小物块运动到处时所做的总功为（ ） A. 0 B. C. D. 7. 大地卫星7是一种人造卫星，它能提供地球大陆表面的图像。其拍摄的照片已广泛应用于制作地图，研究土地利用，监视资源及地球的整体变迁等。假设卫星7绕地球做匀速圆周运动，质量大约为2200kg，轨道距地球表面的高度大约是705km，则下列说法正确的是（　　） A. 卫星7的运行速度可能大于7.9km/s B. 和静止在地面赤道上的物体相比，卫星7围绕地球转动得更快 C. 卫星7在太空中处于完全失重状态，所以不受重力 D. 相同时间内，卫星7与地心连线扫过的面积等于静止卫星与地心连线扫过的面积 8. 目前运行在地球周围空间的卫星、空间站、宇宙飞船等人造天体数量已达数万之多，其中做匀速圆周运动的人造天体的周期的三分之二次方与其距地面高度的关系如图所示。已知图线的斜率为、纵截距为，地球可视为理想匀质的球体，则地球的半径为（ ） A. B. C. D. 9. 天文学家通过观测双星轨道参数来推断宇宙。经长期观测发现，某双星系统中两颗星球A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，且A、B之间的距离保持不变。已知A的质量为，B的质量为，且（）。忽略其他天体对双星系统的影响。下列说法正确的是（　　） A. 星球A做圆周运动的半径小于星球B做圆周运动的半径 B. 星球A的向心力大于星球B的向心力 C. 星球A的角速度等于星球B的角速度 D. 若减小，增大，但两星质量之和不变，则两星运行周期不变 10. 如图所示，质量为的圆柱形匀质木块悬浮在水面上，浸入水中的深度为。用竖直向上的拉力将木块缓慢提升至水面（木块底部接触水面），忽略水面高度变化，重力加速度为。在木块上移的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 重力对木块做功为 B. 浮力对木块做功为 C. 拉力对木块做功为 D. 拉力与重力对木块做功之和为0 11. 中国自行研制的北斗导航系统目前在轨卫星总数已达数十颗，北斗系统的卫星包括地球静止轨道卫星和中圆地球轨道卫星等。如图Ⅰ是中圆地球卫星轨道，Ⅲ是地球静止卫星轨道，其轨道半径的关系为，Ⅱ是连接两个轨道的椭圆过渡轨道，、是过渡轨道与两个圆轨道的切点。以下说法正确的是（　　） A. 一飞船从轨道Ⅰ过渡到轨道Ⅲ，需要在、两点向与运动方向相同的方向喷气来获得加速 B. 飞船在轨道Ⅱ上运动到点时的速率要大于地球第一宇宙速度 C. 同一卫星在轨道Ⅰ与轨道Ⅲ上的动能之比为 D. 若已知地球的自转周期，则可算出飞船从运动到的时间 12. 2025年1月16日，火星、地球、太阳三个天体正好依次排成一条直线，如图所示，这一现象被称为火星冲日。已知火星、地球绕太阳公转的轨道半径分别为、，设火星、地球绕太阳均做匀速圆周运动，运动方向如图所示，忽略星球自转，只考虑太阳对行星的引力，则下列说法正确的是（　　） A. 地球公转线速度小于火星公转线速度 B. 火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度 C. 地球与火星绕太阳运动的周期之比为 D. 在一年内可能会发生两次火星冲日现象 二、解答题（共52分，13题6分，14题8分，15题12分，16题12分，17题16分） 13. 如图所示，质量为的物体从离地面高度为的位置A由静止释放沿固定的光滑曲面下滑，经过一段时间后，物体下落到高度为的另一位置B，以地面为参考平面。，求： （1）物体在A点时的重力势能； （2）物体从A点到B点的过程中重力做的功； （3）物体到达地面瞬间的速度大小。 14. 质量m=20kg的物体，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直线运动，3s后撤去外力F，物体的v—t图像如图所示。g取10m/s2，求： （1）全过程中外力F的最大功率； （2）6s内物体克服摩擦力做的功。 15. 2020年12月17日，嫦娥五号完成月球火山岩采样，采样后返回时先进入近月圆轨道I，再进入椭圆轨道II，在轨道II的N点与返回器对接，嫦娥五号在II轨道上从M点飞行到N点的时间是在轨道I上运行周期的倍，图中M、N分别为椭圆轨道的近月点和远月点。已知月球半径为R，万有引力常量为G。月球表面的重力加速度为g，忽略月球自转。求： （1）月球的质量M； （2）N点离月球表面的高度。 16. 某校在“太空遐想”第二课堂活动中，设计了一个探究性实践任务。提出问题：假如你是一名宇航员，登陆了一个未知星球，如何利用所学的知识测定其表面重力加速度，并计划发射卫星。制定方案：到达星球表面后，取一轻质细线，将细线的一端固定，另一端拴一质量为m0的小球（可视为质点），小球在水平面内做匀速圆周运动，如图丙所示。测得细线长度为L，细线与轴线之间的夹角为θ，小球做圆周运动的周期为T。已知该星球半径为R，忽略一切阻力，不计其他星球的影响。解决问题： （1）求该星球表面的重力加速度g0； （2）求该星球的第一宇宙速度v1； （3）若已知引力常量为G，该星球质量为M，质量为m的物体距星球球心距离r时具有的引力势能为 （取无穷远处引力势能为零）。求在该星球表面一飞船至少具有多大的速度v2才能最终脱离该星球的吸引（结果用G、M、R表示）。 17. 如图甲所示，一物体置于倾角θ=37°的足够长斜面上，电动机通过跨过定滑轮的轻绳牵引物体沿斜面上升，轻绳与斜面平行。启动电动机后，在0~6 s内物体运动的v-t图像如图乙所示，其中除1~5 s时间段图像为曲线外，其余时间段图像均为直线，1 s时电动机达到最大输出功率，此后保持该输出功率不变。已知物体的质量为2 kg，物体与斜面间动摩擦因数为0.25，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。求： （1）0~1 s内电动机牵引力大小及电动机的最大输出功率； （2）t=5 s时物体速度的大小； （3）物体的速度为5 m/s时的加速度大小； （4）0~5 s内物体位移的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 徐州七中高一年级3月学情调研物理试卷 试卷总分：100分 时间：75分钟 一、选择题（共48分，12题，每题4分） 1. 关于万有引力定律，下列说法正确的是（　　） A. 万有引力定律只适用于天体之间，不适用于地面物体之间 B. 由公式（）可知，两物体间的距离趋近于零时，万有引力趋近于无穷大 C. 牛顿发现万有引力定律时，也同时测出了引力常量的数值 D. 两物体间的万有引力是一对作用力和反作用力 【答案】D 【解析】 【详解】A．万有引力定律适用于所有可视为质点的物体之间，既适用于天体，也适用于地面物体，故A错误； B．公式的适用条件是质点（或均匀球体），当两物体间距趋近于零时，物体不能视为质点，该公式不再成立，无法得出万有引力趋近无穷大的结论，故B错误； C．牛顿发现了万有引力定律，引力常量是由卡文迪什通过扭秤实验测出的，故C错误； D．两物体间的万有引力大小相等、方向相反，分别作用在两个相互作用的物体上，符合作用力与反作用力的特点，故D正确。 故选D。 2. 下列说法正确的是（　　） A. 力对物体做功越多，说明力越大 B. 静摩擦力可以对物体做正功，滑动摩擦力只能对物体做负功 C. 汽车发动机的功率一定时，牵引力与速度成反比 D. 物体受力越大，该力的功率一定越大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据可知，功的大小由力的大小、位移大小、力与位移的夹角共同决定，做功多可能是位移大等其他原因，不一定力越大，故A错误； B．静摩擦力和滑动摩擦力都可以做正功、负功或不做功，例如将物体轻放在运动的传送带上时，滑动摩擦力对物体做正功，故B错误； C．汽车发动机功率为牵引力的功率，当功率一定时，牵引力 可知牵引力与速度成反比，故C正确； D．根据瞬时功率可知，功率由力的大小、速度大小、力与速度的夹角共同决定，受力大时若速度为零或力与速度垂直，功率为零，不一定越大，故D错误。 故选C。 3. 惯性系S中有一静止的边长为l的正方形（轮廓如虚线框所示），从相对S系沿如图中所示方向以接近光速飞行的飞行器上测得该正方形的图像（灰色区域）是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由相对论尺缩效应可知运动方向上的边长变短，垂直运动方向的边长不变。 故选C。 4. 一物体在竖直向上的拉力作用下，从地面由静止开始匀加速上升。已知物体质量为，上升高度为，加速度大小为。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物体重力做功为 B. 物体的重力势能增加了 C. 合外力对物体做的功为 D. 拉力对物体做的功为 【答案】C 【解析】 【详解】A．重力做功与路径无关，重力方向竖直向下，物体上升位移竖直向上，故重力做功为，故A错误； B．重力势能的增加量等于克服重力做的功，大小为，与加速度大小无关，故B错误； C．根据牛顿第二定律，物体所受合外力，合外力方向与位移方向相同，故合外力做功，故C正确； D．由牛顿第二定律，解得拉力，则拉力做功，故D错误。 5. 如图所示，轻杆顶端固定质量为的小球，轻杆带动小球绕点在竖直平面内做半径为的匀速圆周运动，重力加速度为。小球从圆周最低点运动到最高点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球重力做功为 B. 轻杆对小球的作用力不做功 C. 轻杆对小球做功为 D. 合力对小球做功为 【答案】C 【解析】 【详解】A． 小球从最低点到最高点，上升高度差，重力方向与位移方向相反，重力做功，故A错误； BCD．小球做匀速圆周运动，速度不变，动能变化量 对小球受力分析，小球受重力和轻杆的作用力，根据动能定理 解得，说明轻杆对小球做功为，合力做功为零，故BD错误，C正确。 故选 C。 6. 如图甲所示，静止于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力作用下，沿轴方向运动，拉力随物块所在位置坐标的变化关系如图乙所示，图线为半圆。则小物块运动到处时所做的总功为（ ） A. 0 B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据可知，图线坐标轴所围成的面积表示力做的功，故 故选C。 7. 大地卫星7是一种人造卫星，它能提供地球大陆表面的图像。其拍摄的照片已广泛应用于制作地图，研究土地利用，监视资源及地球的整体变迁等。假设卫星7绕地球做匀速圆周运动，质量大约为2200kg，轨道距地球表面的高度大约是705km，则下列说法正确的是（　　） A. 卫星7的运行速度可能大于7.9km/s B. 和静止在地面赤道上的物体相比，卫星7围绕地球转动得更快 C. 卫星7在太空中处于完全失重状态，所以不受重力 D. 相同时间内，卫星7与地心连线扫过的面积等于静止卫星与地心连线扫过的面积 【答案】B 【解析】 【详解】A．卫星7的运行速度小于第一宇宙速度7.9km/s，故A错误； B．由开普勒第三定律，可知卫星7的轨道距地球表面的高度比地球静止卫星的轨道距地球表面的高度低，所以卫星7的运转周期比地球静止卫星的小，所以和静止在地面赤道上的物体相比，卫星7围绕地球转动得更快，故B正确； C．卫星7在太空中处于完全失重状态，地球的万有引力提供向心力，所以受重力作用，故C错误； D．相同时间内，卫星7与地心连线扫过的面积相等，与静止卫星与地心连线扫过的面积不等，故D错误。 故选B。 8. 目前运行在地球周围空间的卫星、空间站、宇宙飞船等人造天体数量已达数万之多，其中做匀速圆周运动的人造天体的周期的三分之二次方与其距地面高度的关系如图所示。已知图线的斜率为、纵截距为，地球可视为理想匀质的球体，则地球的半径为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】绕地球做匀速圆周运动的天体，其向心力由地球对其的万有引力提供，即 解得 结合图像易知， 解得地球半径为 故选D。 9. 天文学家通过观测双星轨道参数来推断宇宙。经长期观测发现，某双星系统中两颗星球A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，且A、B之间的距离保持不变。已知A的质量为，B的质量为，且（）。忽略其他天体对双星系统的影响。下列说法正确的是（　　） A. 星球A做圆周运动的半径小于星球B做圆周运动的半径 B. 星球A的向心力大于星球B的向心力 C. 星球A的角速度等于星球B的角速度 D. 若减小，增大，但两星质量之和不变，则两星运行周期不变 【答案】C 【解析】 【详解】双星系统的核心规律为：两星角速度、周期相同，向心力由相互的万有引力提供（大小相等），轨道半径与质量成反比。 A．对两星分别列向心力公式 可得 即轨道半径与质量成反比，因，故，故A错误； B．两星的向心力是彼此间的万有引力，属于作用力与反作用力，大小相等，故B错误； C．双星绕共同圆心转动，运动中两星连线始终过圆心，因此角速度相等，故C正确； D．由题意有 又 解得双星周期公式为 周期与两星间距、总质量均有关，D仅说明总质量不变，未说明间距不变，因此周期会变化，故D错误。 故选C。 10. 如图所示，质量为的圆柱形匀质木块悬浮在水面上，浸入水中的深度为。用竖直向上的拉力将木块缓慢提升至水面（木块底部接触水面），忽略水面高度变化，重力加速度为。在木块上移的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 重力对木块做功为 B. 浮力对木块做功为 C. 拉力对木块做功为 D. 拉力与重力对木块做功之和为0 【答案】C 【解析】 【详解】A．重力对木块做功为，故A错误； B．初始时木块漂浮，浮力等于重力，木块离开水面时浮力为0。在木块上移过程中，浮力随位移线性减小，浮力对木块做功为，故B错误； C．木块缓慢移动，动能变化量为0，根据动能定理有 联立解得拉力对木块做功为，故C正确； D．拉力与重力对木块做功之和为，故D错误。 故选C。 11. 中国自行研制的北斗导航系统目前在轨卫星总数已达数十颗，北斗系统的卫星包括地球静止轨道卫星和中圆地球轨道卫星等。如图Ⅰ是中圆地球卫星轨道，Ⅲ是地球静止卫星轨道，其轨道半径的关系为，Ⅱ是连接两个轨道的椭圆过渡轨道，、是过渡轨道与两个圆轨道的切点。以下说法正确的是（　　） A. 一飞船从轨道Ⅰ过渡到轨道Ⅲ，需要在、两点向与运动方向相同的方向喷气来获得加速 B. 飞船在轨道Ⅱ上运动到点时的速率要大于地球第一宇宙速度 C. 同一卫星在轨道Ⅰ与轨道Ⅲ上的动能之比为 D. 若已知地球的自转周期，则可算出飞船从运动到的时间 【答案】D 【解析】 【详解】A．飞船从轨道Ⅰ过渡到轨道Ⅲ，需要在P、Q两点向与运动方向相反的方向喷气来获得加速，故A错误； B．地球第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速度。轨道Ⅲ是地球静止卫星轨道，因此卫星在轨道Ⅲ上Q点的速率小于地球第一宇宙速度。则飞船在轨道Ⅱ上运动到Q点时的速率要小于地球第一宇宙速度，故B错误； C．卫星在圆轨道上的动能 卫星在轨道上做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，有 联立可得 即同一卫星的动能与轨道半径成反比，已知，同一卫星在轨道Ⅰ与轨道Ⅲ上的动能之比为，故C错误； D．已知轨道Ⅲ的半径，椭圆轨道Ⅱ的半长轴为 轨道Ⅲ是地球静止轨道，其周期等于地球自转周期，根据开普勒第三定律，有 联立解得 则飞船从P运动到Q的时间 因此若已知地球的自转周期，则可算出飞船从P运动到Q的时间，故D正确。 故选D。 12. 2025年1月16日，火星、地球、太阳三个天体正好依次排成一条直线，如图所示，这一现象被称为火星冲日。已知火星、地球绕太阳公转的轨道半径分别为、，设火星、地球绕太阳均做匀速圆周运动，运动方向如图所示，忽略星球自转，只考虑太阳对行星的引力，则下列说法正确的是（　　） A. 地球公转线速度小于火星公转线速度 B. 火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度 C. 地球与火星绕太阳运动的周期之比为 D. 在一年内可能会发生两次火星冲日现象 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据万有引力定律 可得 故地球公转线速度大于火星公转线速度，A错误； B．星球表面的重力加速度 火星和地球的质量关系，火星和地球的半径关系未知，无法得出表面的重力加速度的大小关系，B错误； C．根据开普勒第三定律可得 可知地球与火星绕太阳运动的周期之比为，C正确； D．地球与火星相邻两次相距最近的时间间隔t满足 解得年>1年，D错误。 故选C。 二、解答题（共52分，13题6分，14题8分，15题12分，16题12分，17题16分） 13. 如图所示，质量为的物体从离地面高度为的位置A由静止释放沿固定的光滑曲面下滑，经过一段时间后，物体下落到高度为的另一位置B，以地面为参考平面。，求： （1）物体在A点时的重力势能； （2）物体从A点到B点的过程中重力做的功； （3）物体到达地面瞬间的速度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 以地面为参考平面，物体在A点时的重力势能 【小问2详解】 物体从A运动到B的过程中重力做的功为 【小问3详解】 物体从A运动到地面时的速度大小设为v，由机械能守恒定律 解得 14. 质量m=20kg的物体，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直线运动，3s后撤去外力F，物体的v—t图像如图所示。g取10m/s2，求： （1）全过程中外力F的最大功率； （2）6s内物体克服摩擦力做的功。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设前3s内物体的加速度为，后3s内物体的加速度为，前3s内，根据牛顿第二定律有 根据图像可得 后3s内，根据牛顿第二定律有 根据图像可得 联立解得 F=80N，f=40N 全过程中外力的最大功率 解得 【小问2详解】 根据图像和横轴所围面积表示位移可知 6s内物体克服摩擦力做的功 解得 15. 2020年12月17日，嫦娥五号完成月球火山岩采样，采样后返回时先进入近月圆轨道I，再进入椭圆轨道II，在轨道II的N点与返回器对接，嫦娥五号在II轨道上从M点飞行到N点的时间是在轨道I上运行周期的倍，图中M、N分别为椭圆轨道的近月点和远月点。已知月球半径为R，万有引力常量为G。月球表面的重力加速度为g，忽略月球自转。求： （1）月球的质量M； （2）N点离月球表面的高度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 在月球表面，质量为m的物体所受重力等于物体所受万有引力，即 解得。 【小问2详解】 由题意可知，近月轨道I的半径为R，设近月轨道I的周期为T，椭圆轨道II的半长轴为a，周期为,根据开普勒第三定律得 由题意可知 联立可得a=2R 因此N点离月球表面的高度。 16. 某校在“太空遐想”第二课堂活动中，设计了一个探究性实践任务。提出问题：假如你是一名宇航员，登陆了一个未知星球，如何利用所学的知识测定其表面重力加速度，并计划发射卫星。制定方案：到达星球表面后，取一轻质细线，将细线的一端固定，另一端拴一质量为m0的小球（可视为质点），小球在水平面内做匀速圆周运动，如图丙所示。测得细线长度为L，细线与轴线之间的夹角为θ，小球做圆周运动的周期为T。已知该星球半径为R，忽略一切阻力，不计其他星球的影响。解决问题： （1）求该星球表面的重力加速度g0； （2）求该星球的第一宇宙速度v1； （3）若已知引力常量为G，该星球质量为M，质量为m的物体距星球球心距离r时具有的引力势能为 （取无穷远处引力势能为零）。求在该星球表面一飞船至少具有多大的速度v2才能最终脱离该星球的吸引（结果用G、M、R表示）。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对小球分析可知 解得 【小问2详解】 根据 解得第一宇宙速度 【小问3详解】 由能量关系可知 解得 17. 如图甲所示，一物体置于倾角θ=37°的足够长斜面上，电动机通过跨过定滑轮的轻绳牵引物体沿斜面上升，轻绳与斜面平行。启动电动机后，在0~6 s内物体运动的v-t图像如图乙所示，其中除1~5 s时间段图像为曲线外，其余时间段图像均为直线，1 s时电动机达到最大输出功率，此后保持该输出功率不变。已知物体的质量为2 kg，物体与斜面间动摩擦因数为0.25，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。求： （1）0~1 s内电动机牵引力大小及电动机的最大输出功率； （2）t=5 s时物体速度的大小； （3）物体的速度为5 m/s时的加速度大小； （4）0~5 s内物体位移的大小。 【答案】（1）24N，W （2）v=6 m/s （3）m/s2 （4）x=24.75 m 【解析】 【小问1详解】 0~1 s内，由v-t图像得a=4 m/s2 对物体 解得F=24 N 1s时 所以W 【小问2详解】 5s时合力为0， 解得v=6 m/s 【小问3详解】 速度为5 m/s时，由得N 由牛顿第二定律得 解得m/s2 【小问4详解】 由v-t图像得0~1 s内物体的位移x1=2 m，变加速时间 0~5 s内由全过程动能定理得 解得x=24.75 m 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $