江苏南通中学2025-2026学年高一下学期4月阶段性检测物理试卷

**基本信息** 南通中学高一物理阶段练习，以机器狗爬山、北斗导航卫星等真实科技情境为载体，考查机械能、电场、天体运动等核心知识，注重运动和相互作用观念与科学推理的融合。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|10题|机械能守恒、卫星变轨、电场力做功、圆周运动|结合宇树机器狗、北斗卫星等科技情境，考查牛顿运动定律与能量观念| |解答题|5题|实验（验证机械能守恒）、电场平衡、功能关系、传送带问题、轨道综合|实验题含误差分析（如先释放纸带），综合题涉及多过程能量转化（如弹簧压缩与弹回），体现模型建构与科学论证|

南通中学高一阶段练习 物理 一、单选题 1．2025年3月，泰山盘道上迎来了宇树科技公司的机器狗独特的爬山身影。机器狗匀速爬山运送货物，下列说法正确的是（　　） A．机器狗对货物的作用力大于货物对机器狗的作用力。 B．机器狗匀速爬山过程中，货物的机械能不变。 C．货物受到的合力做功为零。 D．机器狗消耗的电能全部转化为货物的重力势能。 2．北斗导航系统共55颗卫星，GPS只有24颗，所有北斗卫星中只有5颗为同步卫星，如图所示是发射北斗同步卫星的示意图，卫星先发射到近地轨道I，再在近地点A点火沿过渡椭圆轨道II运行到远地点B。当卫星经过B点时再次点火，使卫星由椭圆轨道II转移到地球同步轨道III上运行，下列关于卫星说法正确的是（　　） A．沿椭圆轨道过程中，卫星速度减小，卫星的机械能不守恒 B．经过A点时，卫星需要减速才能从近地轨道I进入椭圆轨道II C．卫星在轨道II经过B点时的加速度等于在轨道III经过B点时的加速度 D．卫星经过两次点火加速后进入预定轨道III，卫星在近地轨道I上的运行速度小于地球同步轨道III上的运行速度 3．实线为三条未知方向的电场线，从电场中的点以相同的速度飞出、两个带电粒子，、的运动轨迹如图中的虚线所示（、只受静电力作用），则（　　） A．一定带正电，一定带负电 B．静电力对做正功，对做负功 C．的速度将减小，的速度将增大 D．的加速度将减小，的加速度将增大 4．某带电粒子转向器的横截面如图所示，转向器中有辐向电场。粒子从M点射入，沿着由半径分别为R1和R2的圆弧平滑连接成的虚线（等势线）运动，并从虚线上的N点射出，虚线处电场强度大小分别为E1和E2，则R1、R2和E1、E2应满足（　　）      A． B． C． D． 5．真空中固定有两个点电荷，负电荷Q1位于坐标原点处，正电荷Q2位于x轴上，Q2的电荷量大小为Q1的8倍。若这两点电荷在x轴正半轴的x=x0处产生的合电场强度为0，则Q1、Q2相距（　　） A． B． C． D． 6．如图，把一个小球从A点以初动能竖直向下抛出，小球下落到点时的动能是A点动能的2倍；若把同一个小球从点以初动能竖直向上抛出，小球上升到A点时的动能是点动能的，已知，空气对小球的阻力是一个大小恒定的力，则小球受到的空气阻力与小球的重力之比为（　　） A． B． C． D． 7．如图所示，在水平的PQ面上有一小物块（可视为质点），小物块以某速度从P点最远能滑到倾角为θ的斜面QA上的A点（水平面和斜面在Q点通过一极短的圆弧连接）。若减小斜面的倾角θ，变为斜面QB（如图中虚线所示），小物块仍以原来的速度从P点出发滑上斜面。已知小物块与水平面和小物块与斜面的动摩擦因数相同，AB为水平线，AC为竖直线。则（　　） A．小物块恰好能运动到B点 B．小物块最远能运动到B点上方的某点 C．小物块只能运动到C点 D．小物块最远能运动到B、C两点之间的某点 8．水平桌面上有一光滑小孔，两个质量均为m的小物块A、B用不可伸长的轻绳连接，A在桌面上做匀速圆周运动，B静止于空中。现由于桌面微小阻力的影响，使得A与小孔间距离缓慢地从2L减小为L，在此过程中，桌面对A所做的功为（　　） A． B． C． D． 9．如图，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q，c带负电．整个系统置于方向水平的匀强电场中．已知静电力常量为k．若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为　(　　) A． B． C． D． 10．将一电荷量为的点电荷固定在空中某一位置处，有两个电荷量相等的带负电小球、分别在点下方不同高度的水平面内做匀速圆周运动，且运动轨迹处在以点为球心的同一球面上，如图所示。小球、之间的作用力忽略不计，则下列说法正确的是（　　）      A．小球的质量大于小球的质量 B．小球、做圆周运动时受到的库仑力相同 C．小球的角速度大于小球的角速度 D．小球的线速度小于小球的线速度 二、解答题 11．如图1所示，是利用自由落体运动装置进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器连接50Hz的交流电。    （1）甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图2所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得、、，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物质量为1.0kg，，则OB段对应的重物重力势能的减少量=______J，重物的动能增加量=______J.（结果均保留三位小数） （2）乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如图3所示的图线。由于图线没有过原点，他又检查了几遍，发现测量和计算都没有出现问题，其错误操作可能是：_________________；乙同学测出该图线的斜率为k，考虑到有阻力，则当地的重力加速度g______k（选填“大于”“等于”或“小于”）。 （3）丙同学利用图1进行“验证机械能守恒定律”实验，正确操作后，得到一条纸带，经过测量计算后，画出了如图所示的E–h图线，则图中表示重物动能随重物高度变化的曲线为________（填“图线A”或“图线B”） 三、解答题 12．如图所示，在绝缘粗糙的水平地面上有水平方向的匀强电场，两个质量相同且均可看成点电荷的带电小球B、C分别位于竖直平面内的直角三角形的两个顶点上。球B、C在地面上，点电荷A（不计重力）在球B的正上方，AB间距为L，AC连线与水平方向夹角为30°，三球恰好都可以静止不动。已知A、B带正电，电荷量均为Q，C球带负电，带电量为-4Q，重力加速度为g，静电力常量为k。求： （1）匀强电场的电场强度E的大小； （2）地面对球C的摩擦力大小和方向。    13．如图所示，一物体质量为m=2 kg，在倾角为θ=37°的斜面上的A点以初速度v0=3 m/s下滑，A点距弹簧上端B的距离为AB=4 m．当物体到达B后将弹簧压缩到C点，最大压缩量BC=0.2 m，然后物体又被弹簧弹上去，弹到的最高位置为D点，D点距A点AD=3 m，挡板及弹簧质量不计，g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，求： (1)物体与斜面间的动摩擦因数μ (2)物体第一次到达B点时的速度大小 (3)弹簧的最大弹性势能 14．某传送装置如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，电动机用轻绳通过定滑轮与木板相连，木板上静置一物块。电动机以恒定功率拉动木板由静止开始沿斜面向上运动，经过一段时间，木板与物块的速度刚好相同，大小为。已知木板与物块质量均为，两者之间动摩擦因数，木板和斜面均足够长，轻绳与斜面始终平行，重力加速度为，忽略其他摩擦。求上述时间内 (1)物块刚开始运动时的加速度大小； (2)物块重力势能的增加量； (3)木板和物块间因摩擦产生的内能。 15．如图所示，ABC为固定在竖直平面内的光滑轨道，AB段为水平轨道，BC段为圆心角θ37°、半径为2d的圆弧轨道；CD段为粗糙平直倾斜轨道，CD的长度为d，与BC段圆弧相切于C点，与滑块间的动摩擦因数，各段轨道均平滑连接。AB段的右侧有一缓冲装置，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，缓冲装置锁定时，轻杆不可移动；缓冲装置解除锁定时，轻杆可在固定的槽内移动。轻杆与槽间的滑动摩擦力fmg，轻杆向右移动不超过d时，装置可安全工作。缓冲装置解除锁定时，将一质量为m的滑块从C点由静止释放，滑块撞击弹簧后将导致轻杆向右移动。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°0.6，重力加速度为g。 (1)现将缓冲装置锁定，滑块从C点由静止释放，经过圆弧轨道B点时，求轨道对滑块的支持力FN； (2)仍保持缓冲装置的锁定状态，将滑块由D点静止释放，求弹簧最大的弹性势能Ep； (3)现将缓冲装置解除锁定，在缓冲装置安全工作时，试讨论该滑块第一次被弹回后上升距B点的最大高度h与释放时距B点的高度H之间的关系。 南通中学高一阶段练习 物理 一、单选题 1．2025年3月，泰山盘道上迎来了宇树科技公司的机器狗独特的爬山身影。机器狗匀速爬山运送货物，下列说法正确的是（　　） A．机器狗对货物的作用力大于货物对机器狗的作用力。 B．机器狗匀速爬山过程中，货物的机械能不变。 C．货物受到的合力做功为零。 D．机器狗消耗的电能全部转化为货物的重力势能。 【答案】C 【详解】A．机器狗对货物的作用力与货物对机器狗的作用力是相互作用力，总是等大反向，选项A错误； B．机器狗匀速爬山过程中，货物的动能不变，重力势能增加，可知机械能增加，选项B错误； C．货物匀速运动，则受到的合外力为零，则受到的合力做功为零，选项C正确； D．机器狗消耗的电能一部分转化为货物的重力势能，另一部分转化为自身的内能，选项D错误。 故选C。 2．北斗导航系统共55颗卫星，GPS只有24颗，所有北斗卫星中只有5颗为同步卫星，如图所示是发射北斗同步卫星的示意图，卫星先发射到近地轨道I，再在近地点A点火沿过渡椭圆轨道II运行到远地点B。当卫星经过B点时再次点火，使卫星由椭圆轨道II转移到地球同步轨道III上运行，下列关于卫星说法正确的是（　　） A．沿椭圆轨道过程中，卫星速度减小，卫星的机械能不守恒 B．经过A点时，卫星需要减速才能从近地轨道I进入椭圆轨道II C．卫星在轨道II经过B点时的加速度等于在轨道III经过B点时的加速度 D．卫星经过两次点火加速后进入预定轨道III，卫星在近地轨道I上的运行速度小于地球同步轨道III上的运行速度 【答案】C 【详解】A．过程万有引力做负功速度减小，动能转化为势能，只有引力做功机械能守恒，故A错误； B．经过A点时，卫星做离心运动，在轨道I上A点经加速后才能在轨道II运行，故B错误； C．根据 沿II轨道和III轨经过B点时与地球距离相等，加速度相等，故C正确； D．根据 解得，轨道半径越大，线速度越小，故D错误。 故选C。 3．实线为三条未知方向的电场线，从电场中的点以相同的速度飞出、两个带电粒子，、的运动轨迹如图中的虚线所示（、只受静电力作用），则（　　） A．一定带正电，一定带负电 B．静电力对做正功，对做负功 C．的速度将减小，的速度将增大 D．的加速度将减小，的加速度将增大 【答案】D 【详解】A．由图，b粒子的轨迹向右弯曲，b粒子受到的电场力方向向右，a的轨迹向左弯曲，a粒子受到的电场力方向向左，由于电场线方向未知，因此无法确定两个粒子的电性，选项A错误； BC．由图知，电场力方向与粒子速度方向的夹角都是锐角，所以电场力对两个粒子都做正功，动能都增大，速度都增大，选项BC错误； D．向左电场线越来越疏，场强越来越小，则a所受电场力减小，加速度减小；b所受电场力增大，加速度增大，选项D正确。 故选D。 4．某带电粒子转向器的横截面如图所示，转向器中有辐向电场。粒子从M点射入，沿着由半径分别为R1和R2的圆弧平滑连接成的虚线（等势线）运动，并从虚线上的N点射出，虚线处电场强度大小分别为E1和E2，则R1、R2和E1、E2应满足（　　）      A． B． C． D． 【答案】A 【详解】带电粒子在电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，则有 联立可得 故选A。 【点睛】 5．真空中固定有两个点电荷，负电荷Q1位于坐标原点处，正电荷Q2位于x轴上，Q2的电荷量大小为Q1的8倍。若这两点电荷在x轴正半轴的x=x0处产生的合电场强度为0，则Q1、Q2相距（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】依题意，两点电荷电性相反，且Q2的电荷量较大，根据题意，正电荷Q2位于x轴负半轴，设两点电荷相距L，根据点电荷场强公式可得 又 解得 故选B。 6．如图，把一个小球从A点以初动能竖直向下抛出，小球下落到点时的动能是A点动能的2倍；若把同一个小球从点以初动能竖直向上抛出，小球上升到A点时的动能是点动能的，已知，空气对小球的阻力是一个大小恒定的力，则小球受到的空气阻力与小球的重力之比为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设空气对小球的阻力为，根据动能定理，下落过程 上升过程 因此 由题意知 解得 故选C。 7．如图所示，在水平的PQ面上有一小物块（可视为质点），小物块以某速度从P点最远能滑到倾角为θ的斜面QA上的A点（水平面和斜面在Q点通过一极短的圆弧连接）。若减小斜面的倾角θ，变为斜面QB（如图中虚线所示），小物块仍以原来的速度从P点出发滑上斜面。已知小物块与水平面和小物块与斜面的动摩擦因数相同，AB为水平线，AC为竖直线。则（　　） A．小物块恰好能运动到B点 B．小物块最远能运动到B点上方的某点 C．小物块只能运动到C点 D．小物块最远能运动到B、C两点之间的某点 【答案】D 【详解】AC．设物块能到达斜面上最高点与水平面的距离为h，与Q点的水平距离为x，根据动能定理得 即 若减小倾角θ时，h不变，则x不变，故AC错误； B．若h变大，则x变小，故B错误； D．若h变小，则x变大，故D正确。 故选D。 8．水平桌面上有一光滑小孔，两个质量均为m的小物块A、B用不可伸长的轻绳连接，A在桌面上做匀速圆周运动，B静止于空中。现由于桌面微小阻力的影响，使得A与小孔间距离缓慢地从2L减小为L，在此过程中，桌面对A所做的功为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】绳子拉力提供向心力，而绳子拉力的大小等于物块B的重力，则当半径为2L时 即 则当半径为L时 即 在此过程中，桌面对A所做的功等于A动能和B势能的减小量 故选A。 9．如图，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q，c带负电．整个系统置于方向水平的匀强电场中．已知静电力常量为k．若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为　(　　) A． B． C． D． 【答案】B 【分析】三个小球均处于静止状态，以整个系统为研究对象根据平衡条件得出c的电荷量，再以c电荷为研究对象受力分析求解； 【详解】设c电荷带电量为Q，以c电荷为研究对象受力分析，如图所示： 根据平衡条件得a、b对c的合力与匀强电场对c的力等值反向，即：， 所以匀强电场场强的大小为，故B正确，ACD错误． 【点睛】本题首先要灵活选择研究的对象，正确分析受力情况，再根据平衡条件和库仑定律及平行四边形定则解题． 10．将一电荷量为的点电荷固定在空中某一位置处，有两个电荷量相等的带负电小球、分别在点下方不同高度的水平面内做匀速圆周运动，且运动轨迹处在以点为球心的同一球面上，如图所示。小球、之间的作用力忽略不计，则下列说法正确的是（　　）      A．小球的质量大于小球的质量 B．小球、做圆周运动时受到的库仑力相同 C．小球的角速度大于小球的角速度 D．小球的线速度小于小球的线速度 【答案】C 【详解】A．对小球受力分析可知，库仑力在竖直方向的分力大小等于小球的重力，设库仑力与竖直方向的夹角为θ，则有 由图可知，圆周运动的轨迹所处的位置越低，θ角越小，两小球受的库仑力大小相等，θ角越小，值越大，质量m越大，因此小球的质量小于小球的质量，A错误；      B．小球、到O的距离相等，小球、两个电荷量相等，所处的位置不同，因此做圆周运动时受到的库仑力大小相等，方向不同，B错误； CD．竖直方向，根据平衡条件 可得 根据牛顿第二定律 联立可得 因为 可得 故C正确，D错误。 故选C。 二、解答题 11．如图1所示，是利用自由落体运动装置进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器连接50Hz的交流电。    （1）甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图2所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得、、，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物质量为1.0kg，，则OB段对应的重物重力势能的减少量=______J，重物的动能增加量=______J.（结果均保留三位小数） （2）乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如图3所示的图线。由于图线没有过原点，他又检查了几遍，发现测量和计算都没有出现问题，其错误操作可能是：_________________；乙同学测出该图线的斜率为k，考虑到有阻力，则当地的重力加速度g______k（选填“大于”“等于”或“小于”）。 （3）丙同学利用图1进行“验证机械能守恒定律”实验，正确操作后，得到一条纸带，经过测量计算后，画出了如图所示的E–h图线，则图中表示重物动能随重物高度变化的曲线为________（填“图线A”或“图线B”） 【答案】 1.823 1.711 先释放重物，再接通打点计时器电源 大于 B 【详解】（1）[1]势能减小量      [2]所用的打点计时器连接50Hz的交流电，因此打点周期为T=0.02s，由中间时刻的瞬时速度等于平均速度，可知动能变化量 （2）图像不过原点，当时，速度不为零，说明操作时先释放纸带，后接通电源，当打点计时器开始打点时，重物已经下落了一段距离。 若考虑阻力影响，则有 则 （3）根据机械能守恒，重物离地越高，重力势能越大，则动能越小，故动能随离地高度变化的曲线为图线B。 三、解答题 12．如图所示，在绝缘粗糙的水平地面上有水平方向的匀强电场，两个质量相同且均可看成点电荷的带电小球B、C分别位于竖直平面内的直角三角形的两个顶点上。球B、C在地面上，点电荷A（不计重力）在球B的正上方，AB间距为L，AC连线与水平方向夹角为30°，三球恰好都可以静止不动。已知A、B带正电，电荷量均为Q，C球带负电，带电量为-4Q，重力加速度为g，静电力常量为k。求： （1）匀强电场的电场强度E的大小； （2）地面对球C的摩擦力大小和方向。    【答案】（1）；（2），水平向右 【详解】（1）对A球分析受力，由于其处于平衡状态，故其受力示意图如下图所示    根据正电荷在匀强电场中所受电场力方向与电场方向相同，故电场方向水平向右。 由于A球处于静止状态，所以在水平方向上有 解得 （2）对C球分析受力，设地面对C的摩擦力方向向右，在水平方向上根据平衡条件可得 解得 方向水平向右。 【点睛】根据平衡状态，选择恰当的研究对象，进行分析受力即可。 13．如图所示，一物体质量为m=2 kg，在倾角为θ=37°的斜面上的A点以初速度v0=3 m/s下滑，A点距弹簧上端B的距离为AB=4 m．当物体到达B后将弹簧压缩到C点，最大压缩量BC=0.2 m，然后物体又被弹簧弹上去，弹到的最高位置为D点，D点距A点AD=3 m，挡板及弹簧质量不计，g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，求： (1)物体与斜面间的动摩擦因数μ (2)物体第一次到达B点时的速度大小 (3)弹簧的最大弹性势能 【答案】(1)0.52；(2)；(3)24.4J 【详解】(1)物体由A运动到D过程中运用动能定理得： 重力做功为： 摩擦力做功为： 其中 解得：； (2)物体由A运动到B过程中运用动能定理得： 代入数据解得：； (3)弹簧压缩到C点时，对应的弹性势能最大，由A到C的过程根据能量守恒定律得： 代入数据解得：Epm=24.4 J． 14．某传送装置如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，电动机用轻绳通过定滑轮与木板相连，木板上静置一物块。电动机以恒定功率拉动木板由静止开始沿斜面向上运动，经过一段时间，木板与物块的速度刚好相同，大小为。已知木板与物块质量均为，两者之间动摩擦因数，木板和斜面均足够长，轻绳与斜面始终平行，重力加速度为，忽略其他摩擦。求上述时间内 (1)物块刚开始运动时的加速度大小； (2)物块重力势能的增加量； (3)木板和物块间因摩擦产生的内能。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）对物块，牛顿第二定律 解得 （2）根据运动学公式 解得 物块重力势能的增加量 解得 （3）运动时间为 对木板，动能定理 解得 木板和物块间因摩擦产生的内能 解得 15．如图所示，ABC为固定在竖直平面内的光滑轨道，AB段为水平轨道，BC段为圆心角θ37°、半径为2d的圆弧轨道；CD段为粗糙平直倾斜轨道，CD的长度为d，与BC段圆弧相切于C点，与滑块间的动摩擦因数，各段轨道均平滑连接。AB段的右侧有一缓冲装置，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，缓冲装置锁定时，轻杆不可移动；缓冲装置解除锁定时，轻杆可在固定的槽内移动。轻杆与槽间的滑动摩擦力fmg，轻杆向右移动不超过d时，装置可安全工作。缓冲装置解除锁定时，将一质量为m的滑块从C点由静止释放，滑块撞击弹簧后将导致轻杆向右移动。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°0.6，重力加速度为g。 (1)现将缓冲装置锁定，滑块从C点由静止释放，经过圆弧轨道B点时，求轨道对滑块的支持力FN； (2)仍保持缓冲装置的锁定状态，将滑块由D点静止释放，求弹簧最大的弹性势能Ep； (3)现将缓冲装置解除锁定，在缓冲装置安全工作时，试讨论该滑块第一次被弹回后上升距B点的最大高度h与释放时距B点的高度H之间的关系。 【答案】(1)，方向竖直向上 (2)0.8mgd (3)见解析 【详解】（1）从C到B的过程中，机械能守恒 根据牛顿第二定律 解得 方向竖直向上。 （2）由能量守恒 得 （3）缓冲装置解除锁定时，滑块从C点释放至滑块向右速度为零，设弹簧最大的弹性势能为，则根据能量守恒 ⅰ）若杆未被推动，小球刚接触弹簧时动能的最大值为 则有 联立解得，小球释放时距B点的最大高度为 即当 时 ⅱ）若杆被推动，小球被弹簧弹回时的动能为 则有 得 即当 时 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $