精品解析：贵州省毕节市实验高级中学2024-2025学年高一下学期第五次统练物理试卷

毕节市实验高级中学2025年春季学期高一物理第五次统练试卷 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 人类对太阳系中行星运动规律的探索过程中，曾有擅长观测的科学家通过长期观测记录了各行星环绕太阳运动（公转）的大量数据，在此基础上有位擅长数学推理的科学家，认为行星公转轨道应该是椭圆，然后通过数学推理，发现了行星运动三大定律，揭示了行星运动的规律。观测记录行星公转的大量数据以及发现行星运动三大定律的科学家分别是（ ） A. 托勒密、第谷 B. 第谷、开普勒 C. 哥白尼、托勒密 D. 哥白尼、开普勒 【答案】B 【解析】 【详解】第谷通过长期观测记录了各行星环绕太阳运动（公转）的大量数据，开普勒认为行星公转轨道应该是椭圆，然后通过数学推理，发现了行星运动三定律。 故选B。 2. “和谐号”动车组是在引进、消化和吸收国外动车组技术平台的基础上，由中国自主研发制造的世界上运营速度最高的动车组列车之一。如果列车受到的阻力与其运行速度的二次方成正比，当速度由原来的200 km/h提高到现在的300km/h后，机车发动机的功率要变为原来的（　　） A. 1.5倍 B. （1.5）2倍 C. （1.5）3倍 D. （1.5）4倍 【答案】C 【解析】 【详解】列车受到的阻力与其运行速度的二次方成正比，则有 牵引力等于阻力时速度最大则有机车发动机的功率 所以当速度由原来的200 km/h提高到现在的300km/h后，机车发动机的功率要变为原来的（1.5）3倍，则C正确；ABD错误； 故选C。 3. 如图所示，将质量为的小球以初速度大小由地面竖直向上抛出。小球落回地面时，其速度大小。设小球在运动过程中所受空气阻力的大小不变，则空气阻力的大小等于（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】小球向上运动的过程，由动能定理得 小球向下运动的过程，由动能定理得 联立解得 故D正确，ABC错误。 故选D。 4. 如图所示，质量为m的物体与水平转台间的动摩擦因数为μ，物体与转轴相距R，物体随转台由静止开始转动。当转速增至某一值时，物体即将在转台上滑动，此时转台开始匀速转动。（设物体的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度为g）。则在这一过程中摩擦力对物体做的功是（　　） A. B. C. D. 0 【答案】A 【解析】 【详解】ABCD．物体即将在转台上滑动时有 由动能定理可得 故A正确，BCD错误。 故选A。 5. 如图所示，质量为M的半圆柱体放在粗糙水平面上，一可视为质点、质量为m的光滑物块在大小可变、方向始终与圆柱面相切的拉力F作用下从A点沿着圆弧匀速运动到最高点B，整个过程中半圆柱体保持静止。重力加速度为g，则（　　） A. 物块克服重力做功的功率先增大后减小 B. 拉力F的功率逐渐减小 C. 当物块在A点时，半圆柱体对地面有水平向左的摩擦力 D. 当物块运动到B点时，半圆柱体对地面的压力为（M+m）g 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．设物块与圆心的连线与竖直方向的夹角为，物块克服重力做功的功率为 从A到B过程中，逐渐减小，则功率减小，故A错误； B．拉力大小为 此时拉力的功率为 故拉力F的功率还渐减小。故B正确； C．当物块在A点时，对整体受力分析，可知地面对整体的摩擦力水平向左，即半圆柱体对地面有水平向右的摩擦力。故C错误； D．当物块在B点时，对物块有 对半圆柱有 故D错误。 故选B。 6. 弹簧发生形变时，其弹性势能的表达式为，其中k是弹簧的劲度系数，x是形变量。如图所示，一质量为m的物体位于一直立的轻弹簧上方h高度处，该物体从静止开始落向弹簧。设弹簧的劲度系数为k，则物块的最大动能为（弹簧形变在弹性限度内）（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】当物体重力与弹簧弹力相等时，速度最大，动能最大。有 根据动能定理得 解得 故选D。 7. 2017年10月16日，南京紫金山天文台对外发布一项重大发现，我国南极巡天望远镜追踪探测到首例引力波事件光学信号，关于引力波，早在1916年爱因斯坦基于广义相对论预言了其存在，1974年拉塞尔豪尔斯和约瑟夫泰勒发现豪尔斯-泰勒脉冲双星，这双星系统在相互公转时，由于不断发射引力波而失去能量，因此逐渐相互靠近，这现象为引力波的存在提供了首个间接证据，上述叙述中，若不考虑豪尔斯-泰勒脉冲双星质量的变化，则关于豪尔斯-泰勒脉冲双星的下列说法正确的是（　　） A. 脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们相互公转的角速度逐渐变小 B. 脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们相互公转的周期不变 C. 脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们各自做圆周运动的半径逐渐减小，但其比值保持不变 D. 若测出脉冲双星相互公转的周期，就可以求出双星的总质量 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据万有引力提供向心力 距离关系为 周期 联立解得 因为双星间的距离减小，则双星相互公转的周期逐渐变小，因而角速度增大，故AB错误； C．根据万有引力提供向心力 可得 可知轨道半径之比等于质量之反比，因质量不变，所以脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们各自做圆周运动的半径逐渐减小，但其比值保持不变，故C正确； D．由上述分析可知，不知道双星间的距离，也就无法求出总质量，故D错误。 故选C。 二、多选题（每小题5分，选不全得3分，共15分） 8. 探月工程中，“嫦娥三号”探测器的发射过程可以简化如下：卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经过P点时变轨进入距离月球表面100公里的圆形轨道1，在轨道1上经过Q点时变轨进入椭圆轨道2，轨道2与月球表面相切于M点，月球车将在M点着陆月球。下列说法正确的是（　　） A. “嫦娥三号”在轨道1上的速度比月球的第一宇宙速度小 B. “嫦娥三号”在地月转移轨道上经过P点的速度比在轨道1上经过P点时大 C. “嫦娥三号”在轨道1上的运动周期比在轨道2上的小 D. “嫦娥三号”在轨道1上经过Q点时的加速度大于在轨道2上经过Q点时的加速度 【答案】AB 【解析】 【详解】A．月球的第一宇宙速度是环绕月球的最大速度，故“嫦娥三号”在轨道1上的速度比月球的第一宇宙速度小，故A正确； B．“嫦娥三号”在地月转移轨道P点减速降轨至轨道1，故“嫦娥三号”在地月转移轨道上经过P点的速度比在轨道1上经过P点时大，故B正确； C．根据开普勒第三定律 由于轨道1的半径大于轨道2的半轴长，故“嫦娥三号”在轨道1上的运动周期比在轨道2上的大，故C错误； D．根据牛顿第二定律可知 可知“嫦娥三号”在轨道1上经过Q点时的加速度等于在轨道2上经过Q点时的加速度，故D错误。 故选AB。 9. 为了实现人类登陆火星的梦想，我国宇航员王跃和俄罗斯宇航员一起进行了“模拟登火星”的实验活动，假设火星半径与地球半径之比为1：2，火星质量与地球质量之比为1：9，已知地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，万有引力常量为G，忽略自转的影响，则（　　） A. 火星表面与地球表面的重力加速度之比为2：9 B. 火星的密度为 C. 火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为 D. 若王跃以相同初速度在火星表面与地球表面能竖直跳起的最大高度之比为9：4 【答案】CD 【解析】 【详解】A．星球表面重力与万有引力相等有 可得重力加速度为 得火星与地球表面的重力加速度之比为 故A错误； B．在火星表面重力与万有引力相等有 得火星的质量为 火星的体积为所以火星的密度为 故B错误； C．根据 得 所以火星与地球的第一宇宙速度之比 故C正确； D．根据公式得 所以以相同初速度在火星表面与地球表面能竖直跳起的最大高度之等于火星表面与地球表面重力加速度的反比，即9：4，故D正确。 故选CD。 10. 一辆汽车在平直的公路上由静止开始启动，在启动过程中，汽车牵引力的功率及其瞬时速度随时间的变化情况分别如图甲、乙所示，已知汽车所受阻力恒为重力的，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 该汽车的质量为3×103kg B. v0=6m/s C. 在前5s内，汽车克服阻力做功为2.5×104J D. 在5～15s内，汽车的位移大小约为67.19m 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由图象可得，汽车匀加速阶段的加速度 a==1m/s2 汽车匀加速阶段的牵引力 F==3000N 匀加速阶段由牛顿第二定律得 F-mg=ma 解得m=1000kg，A错误； B．牵引力功率为15kW时，汽车行驶的最大速度 v0===7.5m/s B错误； C．前5s内汽车的位移 x=at2=12.5m 克服阻力做功 Wf=mgx=2.5×104J C正确； D．5～15s内，由动能定理得 Pt-mgs=-mv2 解得s≈67.19m，D正确。 故选CD。 三、实验题（每空2分，共14分） 11. 某同学利用图（a）所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（b）中标出。 完成下列填空：（结果均保留2位有效数字） （1）小球运动到图（b）中位置A时，其速度的水平分量大小为___________，竖直分量大小为___________； （2）根据图（b）中数据可得，当地重力加速度的大小为___________。 【答案】 ①. 1.0 ②. 2.0 ③. 9.7 【解析】 【详解】（1）[1]因小球水平方向做匀速直线运动，因此速度为 [2]竖直方向做自由落体运动，因此A点的竖直速度可由平均速度等于时间中点的瞬时速度求得 （2）[3]由竖直方向的自由落体运动可得 代入数据可得 12. 假设未来在某星球表面，宇航员利用图示装置测该星球表面的重力加速度，铁架台放在水平台面上，上端固定电磁铁M，接通电磁铁M的开关后能吸住小球，在电磁铁正下方安装一个位置可上下调节的光电门A。实验中测出小球的直径为d、小球球心与光电门中心的高度差为h，断开开关，小球自由下落，记录小球通过光电门的挡光时间t，调整光电门的位置，得出多组h，t数据。 （1）某次实验时，测得，，，则小球经过光电门时的瞬时速度大小__________，该星球表面的重力加速度大小__________。（计算结果均保留两位有效数字） （2）实验中，多次实验得到多组h、t数据后，绘制出图像（题中未画出），得出的图像斜率为k，则该星球的重力加速度大小__________（用d、k表示），若已知该星球的半径为R，引力常量为G，则该星球的质量__________（用d、k、G、R表示）。 【答案】（1） ①. 2.0 ②. 1.6 （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]根据极短时间的平均速度等于瞬时速度，小球经过光电门时的瞬时速度大小 [2]小球做自由落体运动，则 解得星球表面的重力加速度大小 【小问2详解】 [1]根据极短时间的平均速度等于瞬时速度，小球经过光电门时的瞬时速度大小 小球做自由落体运动，则 整理得 图像斜率为 解得星球的重力加速度大小为 [2]根据万有引力与重力的关系 星球的质量 四、解答题（共43分，其中第13题10分，第14题14分，第15题19分） 13. 物体放在水平地面上，如图1所示，已知物体所受水平拉力F随时间的变化情况如图2所示，物体相应的速度随时间的变化关系如图3所示．求： （1）物体与地面间的动摩擦因数； （2）0－10s时间内，物体克服摩擦力所做的功． 【答案】（1）0.15 （2）30J 【解析】 【详解】（1）在8-10s内在摩擦力作用下做减速运动加速度大小为， 根据牛顿第二定律可知，解得； （2）在0-2s物体不动，受到的静摩擦力不做功；在2-10s受到的滑动摩擦力做负功，f=2N； 0-10s内通过的位移为， 故克服摩擦力做功． 14. 某游乐场的滑梯可以视为由上、下两段高均为，与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成。质量为的小朋友从滑梯顶端由静止开始自由下滑，经过，上、下两段滑道后，恰好静止于滑道的底端。已知上、下两段滑道与小朋友之间的动摩擦因数相同。不计小朋友在两段滑道交接处的能量损失，，。求： （1）小朋友在滑梯上滑动时与滑梯之间的动摩擦因数； （2）小朋友在滑梯上下滑的最大速度。 【答案】（1） ；（2） 【解析】 【分析】 【详解】(1)对小朋友从滑梯顶端由静止开始自由下滑，到底端静止的全过程，由动能定理得 解得 （2）由题意分析知，对小朋友经过上段滑道过程，根据动能定理得 解得 15. 如图所示，从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1 kg的小物块（可视为质点），当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入∠BOC=37°的固定光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面上的长木板上，圆弧轨道C端的切线水平。已知长木板的质量M=4 kg，A、B两点距C点的高度分别为H=0.6 m、h=0.15 m，R=0.75 m，物块与长木板之间的动摩擦因数μ1=0.7，长木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.2，g=10 m/s2求：（sin 37°=0.6，cos 37°=0.8） （1）小物块的初速度v0及在B点时的速度大小； （2）小物块滑至C点时，对圆弧轨道的压力大小； （3）长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板。 【答案】（1）4 m/s，5 m/s；（2）47.3 N；（3）2.0 m 【解析】 【分析】 【详解】（1）从A点到B点的过程中，小物块做平抛运动，则有 设小物块到达B点时竖直分速度为，则有 代入数据，联立解得 又因为此时小物块的速度方向与水平方向的夹角为 则有 可得小物块的初速度 则小物块在B点时的速度大小 （2）小物块从A点至C点的过程中，由动能定理可得 设物块在C点受到的支持力为，则有 解得 ， 根据牛顿第三定律得，物块在C点时对圆弧轨道的压力大小为47.3 N （3）小物块与长木板间的滑动摩擦力 长木板与地面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力 因为，所以小物块在长木板上滑动时，长木板静止不动，小物块在长木板上做匀减速运动，则长木板的长度至少为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 毕节市实验高级中学2025年春季学期高一物理第五次统练试卷 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 人类对太阳系中行星运动规律的探索过程中，曾有擅长观测的科学家通过长期观测记录了各行星环绕太阳运动（公转）的大量数据，在此基础上有位擅长数学推理的科学家，认为行星公转轨道应该是椭圆，然后通过数学推理，发现了行星运动三大定律，揭示了行星运动的规律。观测记录行星公转的大量数据以及发现行星运动三大定律的科学家分别是（ ） A. 托勒密、第谷 B. 第谷、开普勒 C. 哥白尼、托勒密 D. 哥白尼、开普勒 2. “和谐号”动车组是在引进、消化和吸收国外动车组技术平台的基础上，由中国自主研发制造的世界上运营速度最高的动车组列车之一。如果列车受到的阻力与其运行速度的二次方成正比，当速度由原来的200 km/h提高到现在的300km/h后，机车发动机的功率要变为原来的（　　） A. 1.5倍 B. （1.5）2倍 C. （1.5）3倍 D. （1.5）4倍 3. 如图所示，将质量为的小球以初速度大小由地面竖直向上抛出。小球落回地面时，其速度大小。设小球在运动过程中所受空气阻力的大小不变，则空气阻力的大小等于（ ） A. B. C. D. 4. 如图所示，质量为m的物体与水平转台间的动摩擦因数为μ，物体与转轴相距R，物体随转台由静止开始转动。当转速增至某一值时，物体即将在转台上滑动，此时转台开始匀速转动。（设物体的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度为g）。则在这一过程中摩擦力对物体做的功是（　　） A. B. C. D. 0 5. 如图所示，质量为M的半圆柱体放在粗糙水平面上，一可视为质点、质量为m的光滑物块在大小可变、方向始终与圆柱面相切的拉力F作用下从A点沿着圆弧匀速运动到最高点B，整个过程中半圆柱体保持静止。重力加速度为g，则（　　） A. 物块克服重力做功的功率先增大后减小 B. 拉力F的功率逐渐减小 C. 当物块在A点时，半圆柱体对地面有水平向左的摩擦力 D. 当物块运动到B点时，半圆柱体对地面的压力为（M+m）g 6. 弹簧发生形变时，其弹性势能的表达式为，其中k是弹簧的劲度系数，x是形变量。如图所示，一质量为m的物体位于一直立的轻弹簧上方h高度处，该物体从静止开始落向弹簧。设弹簧的劲度系数为k，则物块的最大动能为（弹簧形变在弹性限度内）（　　） A. B. C. D. 7. 2017年10月16日，南京紫金山天文台对外发布一项重大发现，我国南极巡天望远镜追踪探测到首例引力波事件光学信号，关于引力波，早在1916年爱因斯坦基于广义相对论预言了其存在，1974年拉塞尔豪尔斯和约瑟夫泰勒发现豪尔斯-泰勒脉冲双星，这双星系统在相互公转时，由于不断发射引力波而失去能量，因此逐渐相互靠近，这现象为引力波的存在提供了首个间接证据，上述叙述中，若不考虑豪尔斯-泰勒脉冲双星质量的变化，则关于豪尔斯-泰勒脉冲双星的下列说法正确的是（　　） A. 脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们相互公转的角速度逐渐变小 B. 脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们相互公转的周期不变 C. 脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们各自做圆周运动的半径逐渐减小，但其比值保持不变 D. 若测出脉冲双星相互公转的周期，就可以求出双星的总质量 二、多选题（每小题5分，选不全得3分，共15分） 8. 探月工程中，“嫦娥三号”探测器的发射过程可以简化如下：卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经过P点时变轨进入距离月球表面100公里的圆形轨道1，在轨道1上经过Q点时变轨进入椭圆轨道2，轨道2与月球表面相切于M点，月球车将在M点着陆月球。下列说法正确的是（　　） A. “嫦娥三号”在轨道1上的速度比月球的第一宇宙速度小 B. “嫦娥三号”在地月转移轨道上经过P点的速度比在轨道1上经过P点时大 C. “嫦娥三号”在轨道1上的运动周期比在轨道2上的小 D. “嫦娥三号”在轨道1上经过Q点时的加速度大于在轨道2上经过Q点时的加速度 9. 为了实现人类登陆火星的梦想，我国宇航员王跃和俄罗斯宇航员一起进行了“模拟登火星”的实验活动，假设火星半径与地球半径之比为1：2，火星质量与地球质量之比为1：9，已知地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，万有引力常量为G，忽略自转的影响，则（　　） A. 火星表面与地球表面的重力加速度之比为2：9 B. 火星的密度为 C. 火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为 D. 若王跃以相同初速度在火星表面与地球表面能竖直跳起的最大高度之比为9：4 10. 一辆汽车在平直的公路上由静止开始启动，在启动过程中，汽车牵引力的功率及其瞬时速度随时间的变化情况分别如图甲、乙所示，已知汽车所受阻力恒为重力的，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 该汽车的质量为3×103kg B. v0=6m/s C. 在前5s内，汽车克服阻力做功为2.5×104J D. 在5～15s内，汽车的位移大小约为67.19m 三、实验题（每空2分，共14分） 11. 某同学利用图（a）所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（b）中标出。 完成下列填空：（结果均保留2位有效数字） （1）小球运动到图（b）中位置A时，其速度的水平分量大小为___________，竖直分量大小为___________； （2）根据图（b）中数据可得，当地重力加速度的大小为___________。 12. 假设未来在某星球表面，宇航员利用图示装置测该星球表面的重力加速度，铁架台放在水平台面上，上端固定电磁铁M，接通电磁铁M的开关后能吸住小球，在电磁铁正下方安装一个位置可上下调节的光电门A。实验中测出小球的直径为d、小球球心与光电门中心的高度差为h，断开开关，小球自由下落，记录小球通过光电门的挡光时间t，调整光电门的位置，得出多组h，t数据。 （1）某次实验时，测得，，，则小球经过光电门时的瞬时速度大小__________，该星球表面的重力加速度大小__________。（计算结果均保留两位有效数字） （2）实验中，多次实验得到多组h、t数据后，绘制出图像（题中未画出），得出的图像斜率为k，则该星球的重力加速度大小__________（用d、k表示），若已知该星球的半径为R，引力常量为G，则该星球的质量__________（用d、k、G、R表示）。 四、解答题（共43分，其中第13题10分，第14题14分，第15题19分） 13. 物体放在水平地面上，如图1所示，已知物体所受水平拉力F随时间的变化情况如图2所示，物体相应的速度随时间的变化关系如图3所示．求： （1）物体与地面间的动摩擦因数； （2）0－10s时间内，物体克服摩擦力所做的功． 14. 某游乐场的滑梯可以视为由上、下两段高均为，与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成。质量为的小朋友从滑梯顶端由静止开始自由下滑，经过，上、下两段滑道后，恰好静止于滑道的底端。已知上、下两段滑道与小朋友之间的动摩擦因数相同。不计小朋友在两段滑道交接处的能量损失，，。求： （1）小朋友在滑梯上滑动时与滑梯之间的动摩擦因数； （2）小朋友在滑梯上下滑的最大速度。 15. 如图所示，从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1 kg的小物块（可视为质点），当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入∠BOC=37°的固定光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面上的长木板上，圆弧轨道C端的切线水平。已知长木板的质量M=4 kg，A、B两点距C点的高度分别为H=0.6 m、h=0.15 m，R=0.75 m，物块与长木板之间的动摩擦因数μ1=0.7，长木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.2，g=10 m/s2求：（sin 37°=0.6，cos 37°=0.8） （1）小物块的初速度v0及在B点时的速度大小； （2）小物块滑至C点时，对圆弧轨道的压力大小； （3）长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $