精品解析：江苏省徐州市铜山区棠张中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试卷

棠张中学2024~2025学年度高一年级3月学情调研 物理试题 一、单项选择题：共12题，每题4分，共48分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 关于开普勒定律，下列说法正确的是（　　） A. 火星绕太阳公转的轨道是圆 B. 火星离太阳越远，运行的速度越快 C. 火星与木星公转周期之比的三次方等于它们轨道半长轴之比的平方 D. 相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积不等于木星与太阳连线扫过的面积 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据开普勒第一定律，行星绕太阳的公转轨道是椭圆，故A错误； B．开普勒第二定律指出，行星在近日点速度最快，远日点最慢，火星离太阳越远时速度越慢，故B错误； C．开普勒第三定律公式，即周期平方与半长轴三次方成正比，故C错误； D．根据开普勒第二定律，同一行星在相同时间内扫过的面积相等，但不同行星的面积速度不同，火星与木星的轨道半长轴不同，面积速度不同，因此扫过的面积不相等，故D正确。 故选D。 2. 质量为2吨的汽车，发动机的额定功率为30kW，在水平路面上能以72km/h的最大速度匀速行驶。则汽车在该路面行驶时所受阻力为（ ） A. 1.5 × 103N B. 2.5 × 103N C. 3 × 103N D. 5 × 103N 【答案】A 【解析】 【详解】当汽车以72km/h的最大速度匀速行驶时有 P = fvmax 代入数据有 f = 1.5 × 103N 故选A。 3. 如图所示，质量为m的飞机在水平甲板上，受到与竖直方向成角的斜向下的拉力F作用，沿水平方向加速移动了距离s，飞机与水平面之间的摩擦力大小为f，则在此过程中（　　） A. 摩擦力做的功为 B. 摩擦力做的功为 C. 合力做的功为0 D. 力F做的功为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．摩擦力做的功为，故A错误，B正确； C．合力做的功为，故C错误； D．力F做的功为，故D错误。 故选B。 4. 2022年11月29日23时零8分，神舟十五号载人飞船在我国西昌卫星发射中心成功发射，并与在轨的空间站完成自主交会对接，我国航天员首次实现“太空会师”。若对接前后空间站距地面的高度不变，运行轨道可视为圆轨道。下列说法正确的是（ ） A. 对接前后，空间站的运行周期变大 B. 对接前后，空间站的向心加速度变小 C. 对接前后，空间站的运行速率均小于 D. 神舟十五号的发射速度可以小于 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力有 解得 对接前后空间站距地面的高度不变，可知空间站的运行周期不变，故A错误； B．根据万有引力提供向心力有 解得 对接前后空间站距地面的高度不变，可知空间站的向心加速度不变，故B错误； C．根据万有引力提供向心力有 解得 是卫星绕地球表面运行的速度，空间站运行的轨道半径大于地球半径，所以空间站运行的速率均小于，故C正确； D．是绕地球表面运行的速度，是发射的最小速度，神舟十五号的运行轨道半径大于地球半径，故神舟十五号的发射速度大于，故D错误。 故选C。 5. 2020年11月24日我国发射的“嫦娥五号”卫星进入环月轨道，若卫星绕月做匀速圆周运动的轨道半径为r，周期为T。已知月球的半径为R，引力常量为G，则（　　） A. 月球的质量为 B. 月球的平均密度为 C. 月球表面的重力加速度为 D. 月球的第一宇宙速度为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力，则有 解得 故A错误； B．根据 解得 故B错误； C．在月球表面，有 解得 故C正确； D．根据公式 解得第一宇宙速度 故D错误。 故选C。 6. 如图所示，若用轻绳拴一物体，使物体以恒定加速度向下做减速运动，则下列说法正确的是（　　） A. 重力做正功，拉力做负功，合外力做负功 B. 重力做负功，拉力做正功，合外力做负功 C. 重力做正功，拉力做正功，合外力做正功 D. 重力做负功，拉力做负功，合外力做负功 【答案】A 【解析】 【详解】根据公式 可得，重力与位移方向夹角为0，故重力做正功；拉力方向向上，与位移方向夹角为180°，故拉力做负功；物体做减速运动，动能减小，根据动能定理 可知合外力做负功；故A正确，BCD错误。 故选A。 7. 发射地球静止卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法错误的是（　　） A. 卫星在圆轨道1上运行的角速度大于在圆轨道3上运行的角速度 B. 卫星在椭圆轨道2上运行的周期小于在圆轨道3上运行的周期 C. 卫星在轨道2上经过Q点时的速率小于它在轨道3上经过P点时的速率 D. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．卫星在运行过程中由万有引力提供向心力 得 圆轨道1上运行的半径小于在圆轨道3上运行的半径，故圆轨道1上运行的角速度大于在圆轨道3上运行的角速度，A正确，不符合题意； B．由开普勒第三定律可知，卫星在椭圆轨道2上运行的周期小于在圆轨道3上运行的周期，B正确，不符合题意； C．卫星在轨道2上经过Q点时的速率大于它在轨道3上经过P点时的速率，C错误，符合题意； D．卫星经过Q点时所受的万有引力相同，故卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度，D正确，不符合题意； 故选C。 8. 从地面上的某一点同时抛出两相同的小球A、B，运动轨迹如图所示，不计空气阻力，则下列选项一定正确的是（　　） A. A、B同时落地 B. 初速度vA>vB C. 初速度的水平分量vAx>vBx D. 落地时重力的瞬时功率PA>PB 【答案】D 【解析】 【详解】A．斜抛运动竖直方向上是竖直上抛运动，由，可知A球在空中运动时间长，B球先落地，故A错误； C．水平方向是匀速直线运动，由，A球运动时间长，水平位移小，故A球初速度的水平分量小，故C错误； B．由竖直方向，由于A球达到最高点的时间长，所以A球的竖直方向初速度大；小球的初速度，由于A球水平初速度小而竖直分速度大，故两球的初速度大小无法判断，故B错误； D．落地时重力的瞬时功率 由于两球的质量相等，A球的竖直方向落地速度大，所以落地时重力的瞬时功率A球的大，故D正确。 故选D。 9. 质量相同的小球A和B分别悬挂在长为L和2L的不伸长的绳的末端，将绳的另一端悬挂在等高的天花板上，如图将小球拉直至水平位置，从静止释放，则当两球达到最低点时（　　） A. 速度一样大 B. 动能一样大 C. 机械能一样大 D. 所受的拉力不一样大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据机械能守恒 可得两球达到最低点时的速度为，速度不一样大，故A错误； B．当两球达到最低点时动能分别为，动能不一样大，故B错误； C．根据机械能守恒，两球质量相同，释放时高度相同，故初始机械能相同，到最低点时机械能也一样大，故C正确； D．到最低点时有 解得，所受的拉力一样大，故D错误。 故选C。 10. 如图所示，有A、B两颗行星绕同一恒星O做圆周运动，运行方向相反。A行星的周期为，B行星的周期为，在某一时刻两行星相距最近，则（　　） A. 经过时间，两行星将再次相距最近 B. 经过时间，两行星将再次相距最近 C. 经过时间（n=1，2，3，4，5，…），两行星相距最远 D. 经过时间（n=1，3，5，…），两行星相距最远 【答案】A 【解析】 【详解】AB．有A、B两颗行星绕同一恒星O做圆周运动，运行方向相反，当A、B再次相距最近时，即A、B转过的角度之和为2π，即 解得 故A正确，B错误； CD．经过时间t，A、B相距最远，则有 （n=1，3，5，…） 解得 故CD错误。 故选A。 11. 一质量为2 kg的物体，在水平恒定拉力的作用下以某一速度在粗糙的水平面上做匀速直线运动，当运动一段时间后拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动。如图所示为拉力F随位移x变化的关系图像，取g=10 m/s2，则据此可以求得（　　） A. 物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.25 B. 拉力在减速过程中做的功为16 J C. 物体匀速运动时的速度大小为v=4 m/s D. 在整个过程中合外力对物体所做的功为W合=32 J 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．物体做匀速运动时，受力平衡，则Ff=8 N 故A错误； B．F-x图线与x轴围成的面积表示拉力做的功，则由题图可知，在减速过程中拉力做功 WF=×4×8 J=16 J 故选项B正确； C．在减速过程中 Wf=-8×4=-32 J 由动能定理得 WF＋Wf=0-mv02 解得 v0=4 m/s 选项C错误； D．在整个过程 W合=ΔEk=0-mv02=-16 J 选项D错误。 故选B。 12. 如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为m=0.2kg的小球，从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中（弹簧在弹性限度内），其速度v和弹簧压缩量△x之间的函数图象如图乙所示，其中A为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计，g 取10 m/s2，则下列说法正确的是 A. 小球刚接触弹簧时加速度最大 B. 该弹簧的劲度系数为20.0 N/m C. 从接触弹簧到压缩至最短的过程中，弹簧的弹性势能先增大后减小 D. 从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的机械能守恒 【答案】B 【解析】 【详解】A．小球刚接触弹簧时的加速度为g，不是最大，小球在速度减小到最小时加速度最大，A错误； B．由图像可知，弹簧压缩量为，此时弹簧对小球的力等于小球的重力，由胡克定律，解得该弹簧的劲度系数为20.0 N/m，B正确； CD．从小球接触弹簧到压缩至最短的过程中，刚开始弹簧对小球的力小于小球的重力，小球的速度继续增大，小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，当弹簧对小球的力大于小球的重力时，小球的速度减小，直到减为零，此时弹簧的弹性势能最大，所以整个过程，弹簧的弹性势能一直在增大，由于小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，所以小球的机械能不守恒，故CD错误． 二、非选择题：共4题，共52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能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 质量为m的跳伞运动员进行低空跳伞表演，在打开降落伞之前，他做自由落体运动，在自由下落高度h时，求： （1）下落过程中运动员重力势能减少量； （2）下落h时运动员的速度大小。 【答案】（1）mgh （2） 【解析】 【小问1详解】 下落过程中运动员重力势能减少量等于重力做功，为 【小问2详解】 根据自由落体运动规律可得 解得下落h时运动员的速度为 14. 万有引力定律清楚的向人们揭示复杂运动的背后隐藏着简洁的科学规律，天上和地上的万物遵循同样的科学法则。 （1）已知引力常数G、地面的重力加速度g和地球半径R，根据以上条件，求地球的密度； （2）随着我国“嫦娥三号”探测器降落月球，“玉兔”巡视器对月球进行探索，我国对月球的了解越来越深入。若已知月球半径为，月球表面的重力加速度为，嫦娥三号在降落月球前某阶段绕月球做匀速圆周运动的周期为T，试求嫦娥三号该阶段绕月球运动的轨道半径。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设地球质量为M。某物体质量为m，由 得地球质量 地球的体积 地球的密度为 （2）对月球上的某物体 对嫦娥三号绕月运行 得 15. 在天体运动中，将两颗彼此相距较近的星体称为双星．它们在相互的万有引力作用下间距保持不变，并沿半径不同的同心圆轨道做匀速圆周运动．如果双星间距为L，质量分别为M1和M2，引力常量为G，试计算： （1）双星的轨道半径R1、R2； （2）双星的运行周期T； （3）双星的线速度v1、v2． 【答案】(1) ； ； (2) ； (3) ；。 【解析】 【详解】设行星转动的角速度为ω，周期为T． （1）对星球M1，由向心力公式可得 G=M1ω2R1 同理对星M2有 G=M2ω2R2 两式相除得 ，（即轨道半径与质量成反比） 又因为 L=R1+R2 所以得 R1=L R2=L． （2）由上式得到 ω= 因为T= ，所以 （3）由v＝可得双星线速度为 v1＝＝ v2＝＝ 点睛：解决本题的关键掌握双星模型系统，知道它们靠相互间的万有引力提供向心力，向心力的大小相等，角速度的大小相等． 16. 如图所示，在竖直平面内，粗糙的斜面轨道的下端与光滑的圆弧轨道相切于B，C是最低点，圆心角，D与圆心O等高，圆弧轨道半径，现有一个质量为、可视为质点的小物体，从D点的正上方E点处自由下落，D、E两点间的距离，物体与斜面之间的动摩擦因数，取，，g取。不计空气阻力，求 （1）物体第一次通过C点时轨道对物体的支持力的大小； （2）要使物体不从斜面顶端飞出，斜面的长度至少要多长； （3）若斜面已经满足（2）的要求，物体从E点开始下落，求小物块在斜面上运动的总路程S。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由机械能守恒定律得 得 由 得 （2）由C到斜面最高点动能定理 得 （3）因为所以物体不能停在斜面上。最终物体以C点为中点来回往复运动，左侧运动的最高点为B点，由能量守恒定律得 得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 棠张中学2024~2025学年度高一年级3月学情调研 物理试题 一、单项选择题：共12题，每题4分，共48分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 关于开普勒定律，下列说法正确的是（　　） A. 火星绕太阳公转的轨道是圆 B. 火星离太阳越远，运行的速度越快 C. 火星与木星公转周期之比的三次方等于它们轨道半长轴之比的平方 D. 相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积不等于木星与太阳连线扫过的面积 2. 质量为2吨的汽车，发动机的额定功率为30kW，在水平路面上能以72km/h的最大速度匀速行驶。则汽车在该路面行驶时所受阻力为（ ） A. 1.5 × 103N B. 2.5 × 103N C. 3 × 103N D. 5 × 103N 3. 如图所示，质量为m的飞机在水平甲板上，受到与竖直方向成角的斜向下的拉力F作用，沿水平方向加速移动了距离s，飞机与水平面之间的摩擦力大小为f，则在此过程中（　　） A. 摩擦力做的功为 B. 摩擦力做的功为 C. 合力做的功为0 D. 力F做的功为 4. 2022年11月29日23时零8分，神舟十五号载人飞船在我国西昌卫星发射中心成功发射，并与在轨的空间站完成自主交会对接，我国航天员首次实现“太空会师”。若对接前后空间站距地面的高度不变，运行轨道可视为圆轨道。下列说法正确的是（ ） A. 对接前后，空间站的运行周期变大 B. 对接前后，空间站的向心加速度变小 C. 对接前后，空间站的运行速率均小于 D. 神舟十五号的发射速度可以小于 5. 2020年11月24日我国发射的“嫦娥五号”卫星进入环月轨道，若卫星绕月做匀速圆周运动的轨道半径为r，周期为T。已知月球的半径为R，引力常量为G，则（　　） A. 月球的质量为 B. 月球的平均密度为 C. 月球表面的重力加速度为 D. 月球的第一宇宙速度为 6. 如图所示，若用轻绳拴一物体，使物体以恒定加速度向下做减速运动，则下列说法正确的是（　　） A. 重力做正功，拉力做负功，合外力做负功 B. 重力做负功，拉力做正功，合外力做负功 C. 重力做正功，拉力做正功，合外力做正功 D. 重力做负功，拉力做负功，合外力做负功 7. 发射地球静止卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法错误的是（　　） A. 卫星在圆轨道1上运行的角速度大于在圆轨道3上运行的角速度 B. 卫星在椭圆轨道2上运行的周期小于在圆轨道3上运行的周期 C. 卫星在轨道2上经过Q点时的速率小于它在轨道3上经过P点时的速率 D. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度 8. 从地面上的某一点同时抛出两相同的小球A、B，运动轨迹如图所示，不计空气阻力，则下列选项一定正确的是（　　） A. A、B同时落地 B. 初速度vA>vB C. 初速度的水平分量vAx>vBx D. 落地时重力的瞬时功率PA>PB 9. 质量相同的小球A和B分别悬挂在长为L和2L的不伸长的绳的末端，将绳的另一端悬挂在等高的天花板上，如图将小球拉直至水平位置，从静止释放，则当两球达到最低点时（　　） A. 速度一样大 B. 动能一样大 C. 机械能一样大 D. 所受的拉力不一样大 10. 如图所示，有A、B两颗行星绕同一恒星O做圆周运动，运行方向相反。A行星的周期为，B行星的周期为，在某一时刻两行星相距最近，则（　　） A. 经过时间，两行星将再次相距最近 B. 经过时间，两行星将再次相距最近 C. 经过时间（n=1，2，3，4，5，…），两行星相距最远 D. 经过时间（n=1，3，5，…），两行星相距最远 11. 一质量为2 kg的物体，在水平恒定拉力的作用下以某一速度在粗糙的水平面上做匀速直线运动，当运动一段时间后拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动。如图所示为拉力F随位移x变化的关系图像，取g=10 m/s2，则据此可以求得（　　） A. 物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.25 B. 拉力在减速过程中做的功为16 J C. 物体匀速运动时的速度大小为v=4 m/s D. 在整个过程中合外力对物体所做的功为W合=32 J 12. 如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为m=0.2kg的小球，从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中（弹簧在弹性限度内），其速度v和弹簧压缩量△x之间的函数图象如图乙所示，其中A为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计，g 取10 m/s2，则下列说法正确的是 A. 小球刚接触弹簧时加速度最大 B. 该弹簧的劲度系数为20.0 N/m C. 从接触弹簧到压缩至最短的过程中，弹簧的弹性势能先增大后减小 D. 从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的机械能守恒 二、非选择题：共4题，共52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能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 质量为m的跳伞运动员进行低空跳伞表演，在打开降落伞之前，他做自由落体运动，在自由下落高度h时，求： （1）下落过程中运动员重力势能减少量； （2）下落h时运动员的速度大小。 14. 万有引力定律清楚的向人们揭示复杂运动的背后隐藏着简洁的科学规律，天上和地上的万物遵循同样的科学法则。 （1）已知引力常数G、地面的重力加速度g和地球半径R，根据以上条件，求地球的密度； （2）随着我国“嫦娥三号”探测器降落月球，“玉兔”巡视器对月球进行探索，我国对月球的了解越来越深入。若已知月球半径为，月球表面的重力加速度为，嫦娥三号在降落月球前某阶段绕月球做匀速圆周运动的周期为T，试求嫦娥三号该阶段绕月球运动的轨道半径。 15. 在天体运动中，将两颗彼此相距较近的星体称为双星．它们在相互的万有引力作用下间距保持不变，并沿半径不同的同心圆轨道做匀速圆周运动．如果双星间距为L，质量分别为M1和M2，引力常量为G，试计算： （1）双星的轨道半径R1、R2； （2）双星的运行周期T； （3）双星的线速度v1、v2． 16. 如图所示，在竖直平面内，粗糙的斜面轨道的下端与光滑的圆弧轨道相切于B，C是最低点，圆心角，D与圆心O等高，圆弧轨道半径，现有一个质量为、可视为质点的小物体，从D点的正上方E点处自由下落，D、E两点间的距离，物体与斜面之间的动摩擦因数，取，，g取。不计空气阻力，求 （1）物体第一次通过C点时轨道对物体的支持力的大小； （2）要使物体不从斜面顶端飞出，斜面的长度至少要多长； （3）若斜面已经满足（2）的要求，物体从E点开始下落，求小物块在斜面上运动的总路程S。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $