精品解析：江苏省徐州市沛县2024-2025学年高一下学期3月月考物理试卷

2024-2025学年度第二学期高中第一次学情调研 高一年级物理学科试题 注意事项： 1.请在答题卡上填写自己的姓名、班级、考号等信息。 2.请将答案作答在答题卡上的指定区域，直接写在试卷上或答错区域不得分。 一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。每小题只有一个选项最符合题意。 1. 若沿空间站运动方向向前发出一束激光，设真空中的光速为c，空间站对地速度为v，则地面上观察者测得的光速为（ ） A. B. c C. D. 无法确定 【答案】B 【解析】 【详解】根据光速不变原理，真空中的光速对任何观察者来说都是相同的。光在真空中的传播速度都是一个常数，不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变。 故选B。 2. 对于开普勒行星运动定律的理解，下列说法中正确的是（　　） A. 开普勒三大定律仅适用于太阳系中行星的运动 B. 开普勒第二定律表明，行星离太阳越远，速度越大 C. 月亮绕地球运动的轨道是一个标准的圆，地球处在该圆的圆心上 D. 开普勒第三定律中，月亮绕地球运动的k值与地球绕太阳运动的k值不同 【答案】D 【解析】 【详解】A．开普勒三大定律不仅仅适用于太阳系中行星的运动，也适合于宇宙中其他天体的运动，故A错误； B．开普勒第二定律表明，行星绕太阳运动时，行星离太阳越远，速度越小，故B错误； C．月亮绕地球运动的轨道是一个椭圆，地球处在椭圆的其中一个焦点上，故C错误； D．k值与中心天体的质量有关，月亮绕地球运动的k值与地球绕太阳运动的k值不同，故D正确。 故选D。 3. 奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示，下列说法不正确的是（　　） A. 助跑过程中，运动员的动能逐渐增大 B. 起跳后上升过程中，杆的弹性势能先增大后减小 C. 起跳后上升过程中，运动员的重力势能逐渐增大 D. 在最高点杆的弹性势能最大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．加速助跑过程中，运动员的速度越来越大，故其动能增加，A正确； B．运动员上升过程中，杆的弹性形变先增大后减小，所以杆的弹性势能先增大后减小，B正确； C．起跳上升过程中，运动员的高度一直增加，故重力势能增加，C正确； D．在最高点杆恢复了原长，杆的弹性势能为零，D错误。 故选D。 4. 图是神舟十七号载人飞船与天和核心舱对接过程示意图，神舟十七号飞船先在轨道I上做周期为的圆周运动，在A点变轨后，沿椭圆轨道II运动，在B点再次变轨与天和核心舱对接，此后共同在圆轨道III上运行。下列说法正确的是（　　） A. 飞船沿轨道II的运行周期小于飞船沿轨道I的运行周期 B. 飞船在轨道II上经过A点时的加速度大于在轨道I上经过A点时的加速度 C. 飞船在轨道II上经过B点时的速度大于在轨道III上经过B点时的速度 D. 相等时间内，在轨道I上飞船与地心连线扫过的面积小于在轨道III上扫过的面积 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据开普勒第三定律 轨道II的半轴长大于轨道I的半径，可知飞船沿轨道II的运行周期大于飞船沿轨道I的运行周期，故A错误； B．根据牛顿第二定律 可知飞船在轨道II上经过A点时的加速度等于在轨道I上经过A点时的加速度，故B错误； C．根据变轨原理，飞船在轨道II上经过B点时需加速做离心运动进入轨道III，飞船在轨道II上经过B点时的速度小于在轨道III上经过B点时的速度，故C错误； D．根据万有引力提供向心力 可得 相等时间内，飞船与地心连线扫过的面积为 轨道III的半径大于轨道I的半径，故相等时间内，在轨道I上飞船与地心连线扫过的面积小于在轨道III上扫过的面积，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连一轻质弹簧，轻质弹簧的另一端固定在墙上，点为弹簧的原长处，现使物体从点开始运动（始终在弹簧的弹性限度内），第一次从点运动到点，弹力做功；第二次从点运动到点后再运动到点，弹力做功，则这两次弹力做功的关系为（　　） A. B. C. D. 无法判断 【答案】C 【解析】 【详解】弹力做功等于弹性势能的变化，由于两次都是从O点出发，最终到达A'点，则两次弹簧的形变量相同，弹性势能相同，即两次弹力做功相同，即。 故选C。 6. 一物体在竖直向上的恒力作用下，由静止开始向上运动，在某一高度时撤去该力，不计空气阻力，则在整个上升过程中，物体的重力势能随时间t或位移x变化的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】CD．设物体运动的起点为零势面，则有恒力作用时，物体的重力势能 重力势能与位移x变化关系的图象斜率表示重力，且不变，因此，图象是一条过原点的倾斜直线，故CD错误； AB．恒力撤前，由匀变速度直线运动的位移 则重力势能与时间的关系 因此重力势能与时间t变化关系的图象是开口向上的抛物线。 经一段时间t1后撤去恒力，物体的位移 则重力势能与时间的关系 因此重力势能与时间t变化关系的图象是开口向下的抛物线，故A正确，B错误； 故选A。 7. 在俄乌战争中，无人机发挥了重要作用。如图是某固定翼无人机在目标上空高度为h的水平面内盘旋，做匀速圆周运动，测得与目标的距离为s，无人机质量为m，巡航速度为v，所在地重力加速度为g。以下说法正确的是（　　） A. 无人机匀速圆周运动过程中，竖直面内受重力、升力和向心力作用 B. 无人机获得的升力大小等于 C. 无人机圆周运动的周期为 D. 机翼旋转所在斜面与水平面的夹角满足关系式： 【答案】D 【解析】 【详解】A．无人机做匀速圆周运动的过程中，竖直面内受重力、升力的作用，二者的合力提供无人机所需的向心力，故A错误； C．由几何知识可知，无人机做圆周运动的半径为 则周期为 故C错误； BD．升力垂直机翼旋转所在斜面，则升力与竖直方向的夹角为，对无人机受力分析，在竖直方向有 在水平方向有 解得 故B错误，D正确。 故选D。 8. 如图所示，竖直固定的半径为R的光滑圆形轨道内，一可视为质点的小球顺时针运动通过轨道最低点P时，对轨道的压力大小为5mg，已知重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法中正确的（　　） A. 小球通过P点时的速度大小为 B. 小球能运动到与圆心等高的Q点，且在Q点的加速度为2g C. 小球从P向Q运动的过程中对轨道的压力一直减小 D. 小球能沿轨道做完整的圆周运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．通过轨道最低点P时，根据 解得 A错误； D．小球恰能通过最高点的最小速度 解得 根据动能定理得 要使小球过最高点时小球在最低点的速度 而最低点的速度 可知小球不能沿轨道做完整的圆周运动，D错误； B．根据动能定理知 解得 小球恰能运动到与圆心等高的Q点，Q点处速度变为零，此时向心加速度为零，轨道对小球没有作用力，小球只受重力，加速度为g，B错误； C．因为小球在轨道的最低点时对轨道的压力最大，而到达Q点处速度变为零，此时向心加速度为零，轨道对小球没有作用力，所以小球从P向Q运动的过程中对轨道的压力一直减小，C正确。 故选C。 9. 如图所示，在竖直平面内有一半径为R的光滑圆弧轨道，半径OA水平、OB和OC竖直。质量为m，可视为质点的滑块从A的正上方P点由静止下落，在A点内侧进入轨道后，到达轨道的最高点B，若重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ） A. 物体运动到B点时速度大小一定等于 B. 物体从B点飞出后，一定落在圆弧轨道外侧 C. 物体在B、C两点对轨道的压力差∆F与h有关，h越大，∆F越大 D. h最小值为R 【答案】B 【解析】 【详解】A．物体运动到B点时，如果重力刚好提供向心力，则物体经过B点具有最小速度，根据牛顿第二定律可得 解得 即物体运动到B点时速度，故A错误； B．物体从B点飞出后做平抛运动，则有， 联立解得 可知物体从B点飞出后，一定落在圆弧轨道外侧，故B正确； C．设物体在B、C两点受到轨道的支持力大小为FB，FC，根据牛顿第二定律可得， 根据机械能守恒可得 由牛顿第三定律，可知物体在B、C两点对轨道的压力大小为， 联立可得 可知物体在B、C两点对轨道的压力差恒定与h无关，故C错误； D．物体从P点到B点的过程，根据动能定理可得 解得，故D错误。 故选B。 10. 如图所示，在离水平地面一定高处水平固定一内壁光滑的圆筒，筒内固定一轻质弹簧，弹簧处于自然长度。现将一小球从地面以某一初速度斜向上抛出，刚好能水平进入圆筒中，不计空气阻力。下列说法中正确的是（　　） A. 弹簧获得的最大弹性势能小于小球抛出时的动能 B. 弹簧获得的最大弹性势能等于小球抛出时的动能 C. 小球从抛出到将弹簧压缩到最短的过程中机械能守恒 D. 小球抛出的初速度大小仅与圆筒离地面的高度有关 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．小球从抛出到弹簧压缩到最短的过程中，只有重力和弹力做功，因此小球和弹簧组成的系统机械能守恒，即 由此得到 故BC错误，A正确； D．斜上抛运动可分解为竖直上抛运动和水平方向的匀速直线运动，设v0与水平方向的夹角为，在竖直方向上有 解得 可知，小球抛出的初速度大小仅与圆筒离地面的高度和与水平方向的夹角有关，故D错误。 故选A。 11. 在通往某景区的公路上一辆小汽车沿水平面由静止启动，在前20s内做匀加速直线运动，第20s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其图像如图所示。已知汽车的质量，汽车受到地面的阻力和空气阻力的合力大小恒为车重的0.2倍，重力加速度。则汽车的最大速度为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】汽车以恒定的加速度启动，对汽车受力分析有 且 根据图像可知，前20秒汽车的加速度为 联立解得 20秒末汽车达到额定功率，所以 此后汽车以额定功率做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为0时，有 此时汽车速度最大，则 故选C。 二、填空题：本题共15分。把答案填写在答题卡相应的位置上。 12. 在利用如图所示装置“验证机械能守恒定律”的实验中 （1）供选择的重物有以下四个，应选择________。 A. 质量为的木球 B. 质量为的砝码 C. 质量为的钩码 D. 质量为的塑料球 （2）实验中，质量为的重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器所打出一系列的点，如图所示，选取纸带打出的五个连续点、、、、，测出点距起始点的距离为，其余如图。 ①纸带的________（“左”或“右”）端与重物相连； ②使用电源的打点周期为，则打点时重锤的速度为________，打点计时器在打点和点的这段时间内重锤重力势能的减少量为________。 （3）实验中发现重锤减少的重力势能略大于重锤增加的动能，其原因主要是因为在重锤带着纸带下落的过程中存在着阻力作用，若已知当地重力加速度的值为，用（2）小题及题目中给出的已知量表示重锤在下落过程中受到的平均阻力大小为________。 【答案】（1）C （2） ①. 左 ②. ③. （3） 【解析】 【小问1详解】 为了减少空气阻力的影响，重物应选用质量大、密度大的。故选C。 【小问2详解】 [1]纸带随着重锤下落做加速运动，相同时间内的位移越来越大，则纸带的左端与重物相连； [2]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，可得打C点时重锤的速度为 [3]打点计时器在打O点和C点的这段时间内重锤重力势能的减少量为 【小问3详解】 打点计时器在打点和点过程，根据动能定理可得 解得重锤在下落过程中受到的平均阻力大小为 三、计算题：本题共4小题，共41分。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得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 我国发射的“天问一号”探测器成功进入环绕火星的轨道，开启了“天问一号”探测器探测之旅。假定探测器贴近火星表面绕火星做匀速圆周运动，经时间t，探测器运动的弧长为S，探测器与火星中心连线扫过的圆心角为θ，已知引力常量为G，t小于探测器绕火星运行的周期，不考虑火星自转的影响，求： （1）探测器的环绕周期； （2）火星的质量； 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）探测器绕火星运动的角速度为 环绕周期为 联立解得 （2）探测器贴近火星表面飞行，轨道半径为火星半径R，设火星质量为M火，探测器质量为m，由题意有 S=Rθ 由万有引力提供向心力得 联立解得火星的质量为 14. 如图甲所示，一台起重机将质量的重物由静止开始竖直向上匀加速提升，末达到额定功率，之后保持该功率继续提升重物。末重物达到最大速度。整个过程中重物的图像如图乙所示。取，不计额外功率。试计算： （1）起重机的额定功率P； （2）前起重机的平均功率。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由图可知重物匀加速的加速度为 由牛顿运动定律得 代入得 起重机的额定功率为 （2）重物由静止开始竖直向上匀加速提升，前内的位移为 代入得 由功能关系得 代入得 15. 跳水运动是我国体育运动的强项之一，其中高台跳水项目要求运动员从距离水面10m的高台上跳下，在完成空中动作后进入水中。如图所示，质量为50kg的运动员起跳瞬间重心离高台台面的高度为1m，斜向上跳离高台的瞬时速度大小为3m/s，跳至最高点时重心离台面的高度为1.3m，入水（手刚触及水面）时重心离水面的高度为1m，图中虚线为运动员重心的运动轨迹，不计空气阻力，。求： （1）以水面为零势能参考平面，运动员起跳瞬间具有的重力势能； （2）从跳离高台瞬间到跳至最高点的过程中，运动员克服重力做的功； （3）计算运动员入水时的速度大小。 【答案】（1）5500J；（2）150J；（3）14.5m/s 【解析】 【详解】（1）以水面为零势能参考平面，运动员在起跳瞬间重心相对于水面的高度为 运动员起跳瞬间具有的重力势能为 （2）从跳离高台瞬间到跳至最高点的过程中，运动员重心上升的高度为 运动员克服重力做的功为 （3）从起跳到入水过程中，以水面为零势能参考平面，设运动员入水时的速度大小为v,根据机械能守恒定律得 其中有 ， 代入数据得 16. 如图甲所示，一小物块放置在水平台面上，在水平推力的作用下，物块从坐标原点由静止开始沿轴运动，与物块的位置坐标的关系如图乙所示，物块在处从平台飞出，同时撤去，物块恰好由点沿其切线方向进入竖直圆轨道，随后刚好入轨道最高点飞出，已知物块质量为，物块与水平台面间的动摩擦因数为0.7，轨道圆心为，半径为为竖直直径，，重力加速度取：，不计空气阻力。求： （1）水平推力对物块做了多少功； （2）物块飞出平台时的速度大小； （3）物块在圆轨道上运动时克服摩擦力做的功。 【答案】（1）；（2）4m/s；（3）0.5J 【解析】 【详解】（1）由与物块的位置坐标的关系图像面积分析可知当物块运动到处时所做的功 （2）设物块运动到处时的速度为，由动能定理可得 得 （3）分析可知物块从平台飞出后做平抛运动，且从点沿切线方向进入竖直圆轨道，设物块运动到P点时的速度为，可得物块在P点的速度 设物块恰好由轨道最高点飞出时的速度为，由圆周运动知识 可得 设物块在圆轨道时，克服摩擦力做的功为，由动能定理 可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年度第二学期高中第一次学情调研 高一年级物理学科试题 注意事项： 1.请在答题卡上填写自己的姓名、班级、考号等信息。 2.请将答案作答在答题卡上的指定区域，直接写在试卷上或答错区域不得分。 一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。每小题只有一个选项最符合题意。 1. 若沿空间站运动方向向前发出一束激光，设真空中的光速为c，空间站对地速度为v，则地面上观察者测得的光速为（ ） A. B. c C. D. 无法确定 2. 对于开普勒行星运动定律的理解，下列说法中正确的是（　　） A. 开普勒三大定律仅适用于太阳系中行星的运动 B. 开普勒第二定律表明，行星离太阳越远，速度越大 C. 月亮绕地球运动的轨道是一个标准的圆，地球处在该圆的圆心上 D. 开普勒第三定律中，月亮绕地球运动的k值与地球绕太阳运动的k值不同 3. 奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示，下列说法不正确的是（　　） A. 助跑过程中，运动员的动能逐渐增大 B. 起跳后上升过程中，杆的弹性势能先增大后减小 C. 起跳后上升过程中，运动员的重力势能逐渐增大 D. 在最高点杆的弹性势能最大 4. 图是神舟十七号载人飞船与天和核心舱对接过程示意图，神舟十七号飞船先在轨道I上做周期为的圆周运动，在A点变轨后，沿椭圆轨道II运动，在B点再次变轨与天和核心舱对接，此后共同在圆轨道III上运行。下列说法正确的是（　　） A. 飞船沿轨道II的运行周期小于飞船沿轨道I的运行周期 B. 飞船在轨道II上经过A点时的加速度大于在轨道I上经过A点时的加速度 C. 飞船在轨道II上经过B点时的速度大于在轨道III上经过B点时的速度 D. 相等时间内，在轨道I上飞船与地心连线扫过的面积小于在轨道III上扫过的面积 5. 如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连一轻质弹簧，轻质弹簧的另一端固定在墙上，点为弹簧的原长处，现使物体从点开始运动（始终在弹簧的弹性限度内），第一次从点运动到点，弹力做功；第二次从点运动到点后再运动到点，弹力做功，则这两次弹力做功的关系为（　　） A. B. C. D. 无法判断 6. 一物体在竖直向上的恒力作用下，由静止开始向上运动，在某一高度时撤去该力，不计空气阻力，则在整个上升过程中，物体的重力势能随时间t或位移x变化的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 在俄乌战争中，无人机发挥了重要作用。如图是某固定翼无人机在目标上空高度为h的水平面内盘旋，做匀速圆周运动，测得与目标的距离为s，无人机质量为m，巡航速度为v，所在地重力加速度为g。以下说法正确的是（　　） A. 无人机匀速圆周运动过程中，竖直面内受重力、升力和向心力作用 B. 无人机获得的升力大小等于 C. 无人机圆周运动的周期为 D. 机翼旋转所在斜面与水平面的夹角满足关系式： 8. 如图所示，竖直固定的半径为R的光滑圆形轨道内，一可视为质点的小球顺时针运动通过轨道最低点P时，对轨道的压力大小为5mg，已知重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法中正确的（　　） A. 小球通过P点时的速度大小为 B. 小球能运动到与圆心等高的Q点，且在Q点的加速度为2g C. 小球从P向Q运动的过程中对轨道的压力一直减小 D. 小球能沿轨道做完整的圆周运动 9. 如图所示，在竖直平面内有一半径为R的光滑圆弧轨道，半径OA水平、OB和OC竖直。质量为m，可视为质点的滑块从A的正上方P点由静止下落，在A点内侧进入轨道后，到达轨道的最高点B，若重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ） A. 物体运动到B点时速度大小一定等于 B. 物体从B点飞出后，一定落在圆弧轨道外侧 C. 物体在B、C两点对轨道的压力差∆F与h有关，h越大，∆F越大 D. h最小值为R 10. 如图所示，在离水平地面一定高处水平固定一内壁光滑的圆筒，筒内固定一轻质弹簧，弹簧处于自然长度。现将一小球从地面以某一初速度斜向上抛出，刚好能水平进入圆筒中，不计空气阻力。下列说法中正确的是（　　） A. 弹簧获得的最大弹性势能小于小球抛出时的动能 B. 弹簧获得的最大弹性势能等于小球抛出时的动能 C. 小球从抛出到将弹簧压缩到最短的过程中机械能守恒 D. 小球抛出的初速度大小仅与圆筒离地面的高度有关 11. 在通往某景区的公路上一辆小汽车沿水平面由静止启动，在前20s内做匀加速直线运动，第20s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其图像如图所示。已知汽车的质量，汽车受到地面的阻力和空气阻力的合力大小恒为车重的0.2倍，重力加速度。则汽车的最大速度为（ ） A. B. C. D. 二、填空题：本题共15分。把答案填写在答题卡相应的位置上。 12. 在利用如图所示装置“验证机械能守恒定律”的实验中 （1）供选择的重物有以下四个，应选择________。 A. 质量为的木球 B. 质量为的砝码 C. 质量为的钩码 D. 质量为的塑料球 （2）实验中，质量为的重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器所打出一系列的点，如图所示，选取纸带打出的五个连续点、、、、，测出点距起始点的距离为，其余如图。 ①纸带的________（“左”或“右”）端与重物相连； ②使用电源的打点周期为，则打点时重锤的速度为________，打点计时器在打点和点的这段时间内重锤重力势能的减少量为________。 （3）实验中发现重锤减少的重力势能略大于重锤增加的动能，其原因主要是因为在重锤带着纸带下落的过程中存在着阻力作用，若已知当地重力加速度的值为，用（2）小题及题目中给出的已知量表示重锤在下落过程中受到的平均阻力大小为________。 三、计算题：本题共4小题，共41分。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得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 我国发射的“天问一号”探测器成功进入环绕火星的轨道，开启了“天问一号”探测器探测之旅。假定探测器贴近火星表面绕火星做匀速圆周运动，经时间t，探测器运动的弧长为S，探测器与火星中心连线扫过的圆心角为θ，已知引力常量为G，t小于探测器绕火星运行的周期，不考虑火星自转的影响，求： （1）探测器的环绕周期； （2）火星的质量； 14. 如图甲所示，一台起重机将质量的重物由静止开始竖直向上匀加速提升，末达到额定功率，之后保持该功率继续提升重物。末重物达到最大速度。整个过程中重物的图像如图乙所示。取，不计额外功率。试计算： （1）起重机的额定功率P； （2）前起重机的平均功率。 15. 跳水运动是我国体育运动的强项之一，其中高台跳水项目要求运动员从距离水面10m的高台上跳下，在完成空中动作后进入水中。如图所示，质量为50kg的运动员起跳瞬间重心离高台台面的高度为1m，斜向上跳离高台的瞬时速度大小为3m/s，跳至最高点时重心离台面的高度为1.3m，入水（手刚触及水面）时重心离水面的高度为1m，图中虚线为运动员重心的运动轨迹，不计空气阻力，。求： （1）以水面为零势能参考平面，运动员起跳瞬间具有的重力势能； （2）从跳离高台瞬间到跳至最高点的过程中，运动员克服重力做的功； （3）计算运动员入水时的速度大小。 16. 如图甲所示，一小物块放置在水平台面上，在水平推力的作用下，物块从坐标原点由静止开始沿轴运动，与物块的位置坐标的关系如图乙所示，物块在处从平台飞出，同时撤去，物块恰好由点沿其切线方向进入竖直圆轨道，随后刚好入轨道最高点飞出，已知物块质量为，物块与水平台面间的动摩擦因数为0.7，轨道圆心为，半径为为竖直直径，，重力加速度取：，不计空气阻力。求： （1）水平推力对物块做了多少功； （2）物块飞出平台时的速度大小； （3）物块在圆轨道上运动时克服摩擦力做的功。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $