内容正文:
2025-2026学年度第二学期阶段学情调研
高一物理
注意事项:
1.本试卷考试时间为75分钟,试卷满分100分,考试形式闭卷。
2.本试卷中所有试题必须作答在答题卡上规定的位置,否则不给分。
3.答题前,务必将自己的姓名、座号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在答题卡上。
一、单项选择题:共11题,每题4分,共44分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 1798年,第一次在实验室里比较准确地测出了引力常量的科学家是( )
A. 开普勒 B. 牛顿 C. 卡文迪许 D. 胡克
【答案】C
【解析】
【详解】A.开普勒总结了行星运动三大定律,没有测量引力常量,故A错误;
B.牛顿发现了万有引力定律,但没有在实验室较准确地测出引力常量,故B错误;
C.卡文迪许于1798年用扭秤实验较准确地测出引力常量,故C正确;
D.胡克提出了胡克定律,没有测量引力常量,故D错误。
故选C。
2. 地球质量大约是月球质量的81倍,一个飞行器在地球与月球之间。当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时,该飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为( )
A. 1:9 B. 9:1 C. 1:81 D. 81:1
【答案】B
【解析】
【详解】设月球质量为M,则地球质量为81M,飞行器距地心距离为r1,飞行器距月心距离为r2,由于地球对它的引力和月球对它的引力大小相等,根据万有引力得
解得
故ACD错误,B正确。
故选B。
3. 工地上,一台起重机将货物沿竖直方向匀加速地吊起一段距离,如图所示。不计空气阻力。在货物匀加速上升的过程中( )
A. 拉力F做负功 B. 重力G做正功
C. 拉力F与重力G的合力做功等于零 D. 拉力F与重力G的合力做功大于零
【答案】D
【解析】
【详解】AB.货物向上运动,位移方向向上,拉力与位移同向,拉力做正功;重力与位移反向,重力做负功,故AB错误。
CD.货物向上做匀加速运动,加速度方向向上,故合力方向向上,与位移同向,合力做功大于零,故C错误,D正确。
故选D。
4. 如图所示,甲、乙、丙三个固定的斜面,它们的高度相同,倾角不同,甲斜面光滑,乙和丙斜面粗糙。同一物体先后沿斜面从甲、乙、丙的顶端运动到底端,其重力势能的减少量分别为、和,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】重力势能的减少量等于重力做的功
同一物体沿三个不同斜面从顶端运动到底端,初末位置的竖直高度差完全相同,因此重力做功相等,重力势能的减少量也相等,故选B。
5. 在下面列举的各种实例中,机械能守恒的是( )
A. 抛出的实心球在空中的运动 B. 跳伞运动员带着张开的伞匀速下降
C. 游客沿着茂密的草地在斜坡上加速下滑 D. 在有风的情况下,羽毛球在空中的运动
【答案】A
【解析】
【详解】A.抛出的实心球在空中运动时,空气阻力可忽略,仅受重力作用、只有重力做功,动能和重力势能相互转化,机械能总量不变,故A正确;
B.跳伞运动员匀速下降,动能不变,重力势能减小,机械能总量减小,且空气阻力对运动员做负功,不满足守恒条件,故B错误;
C.游客沿草地斜坡加速下滑时,草地的滑动摩擦力对游客做负功,机械能转化为内能,机械能总量减少,故C错误;
D.有风时羽毛球在空中运动,空气的作用力对羽毛球做功,机械能总量发生变化,不满足守恒条件,故D错误。
故选A。
6. 如图所示,固定光滑圆弧槽的截面为圆弧,其底端切线水平。质量为m的小球沿着槽从顶端运动到底端,此过程中,小球的重力做功的功率( )
A. 一直增大 B. 始终不变 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小
【答案】D
【解析】
【详解】设圆弧半径为,小球在顶端的速度为,运动到任意位置时半径转过的角度为,此时速度为。由机械能守恒得
重力的瞬时功率
其中为速度沿竖直向下方向的分量。
小球沿竖直向下方向的加速度分量为
运动过程中,随着增大,从连续减小到
故其只变号一次,先增大后减小,重力做功的功率也先增大后减小。
故选D。
7. 已知航天器围绕火星表面做匀速圆周运动的角速度为ω,万有引力常量为G,假设火星是密度均匀的球体,根据题设条件,可以求出火星的( )
A. 质量 B. 密度 C. 半径 D. “第一宇宙速度”
【答案】B
【解析】
【详解】AC.航天器绕火星表面做匀速圆周运动时,轨道半径等于火星半径,万有引力提供向心力,有
可得火星质量
质量和半径均为未知量,无法解出,故AC错误;
B.火星密度
和均为已知量,可求出密度,故B正确;
D.火星第一宇宙速度等于表面圆周运动的线速度
未知,无法求出,故D错误。
故选B。
8. 如图所示,无人机在空中从P点运动到Q点时,发动机做功,克服重力做功,空气阻力做功,动能增加量为。下列关系式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由动能定理可得
故选B。
9. 一辆汽车在平直公路上加速行驶,所受阻力保持不变。某时刻发动机的实际功率恰好等于额定功率,从此时开始,发动机始终以额定功率工作。从发动机的实际功率等于额定功率开始( )
A. 发动机牵引力始终不变 B. 汽车的速度随时间均匀增大
C. 汽车的加速度与速度成反比 D. 发动机所做的功随时间均匀增加
【答案】D
【解析】
【详解】A.发动机以额定功率工作时,功率恒定,由,可知随着汽车速度的增大,发动机牵引力逐渐减小,故A错误;
BC.由牛顿第二定律可得
联立可得
可知随着汽车速度的增大,加速度逐渐减小,但加速度与速度不成反比关系;汽车做加速度减小的加速运动,速度非均匀增大,故BC错误;
D.发动机做功,为定值,与成正比,即发动机所做的功随时间均匀增加,故D正确。
故选D。
10. 在地球与月球连线上月球的外侧有一个特殊的点,卫星在该点绕地球做匀速圆周运动的周期与月球绕地球做匀速圆周运动的周期相同,不考虑地球与月球的自转。下列说法正确的是( )
A. 卫星的线速度大于月球的线速度 B. 卫星的加速度小于月球的加速度
C. 地球对卫星的吸引力是卫星的向心力 D. 地球对卫星的吸引力大于卫星的向心力
【答案】A
【解析】
【详解】AB.卫星与月球绕地球做匀速圆周运动的周期相同,由可知二者角速度相等。由,,由于,可知卫星的线速度大于月球的线速度,卫星的加速度大于月球的加速度,故A正确,B错误;
C.卫星同时受地球的引力和月球的引力,向心力为两个引力的合力,并非仅地球对卫星的吸引力,故C错误;
D.卫星在月球外侧,地球、月球对卫星的引力均指向地心(轨道圆心),因此合力满足
可得,故D错误。
故选A。
11. 如图所示,小物块甲下端与固定在地面上的轻弹簧相连,上端与绕过定滑轮的细线和小物块乙相连,甲、乙质量相等,整个装置处于静止状态。现将乙向下拉至地面由静止释放,运动过程中甲、乙速度大小始终相等,弹簧始终在弹性限度内,不计摩擦,则( )
A. 乙一定不能再次到达地面
B. 乙上升过程中,乙的机械能先减小后增大
C. 弹簧处于原长时,甲、乙组成的系统总动能最大
D. 甲在最高点和在最低点时,弹簧的弹性势能不相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.物块甲、乙与弹簧组成的系统机械能守恒,整个装置处于静止状态时,将乙向下拉至地面由静止释放,则由机械能守恒定律可知,乙能再次到达地面,故A错误;
B.由图可知,物块乙上升过程,受到细线拉力与重力作用,且乙上升过程,细线的拉力对乙一直做正功,则乙的机械能一直增加,故B错误;
C.物块甲、乙与弹簧组成的系统机械能守恒,弹簧处于原长时弹簧的弹性势能最小为零,因为甲、乙质量相等,运动过程中甲、乙速度大小始终相等,甲减小的重力势能与乙增加的重力势能相等,甲、乙系统的重力势能不变,则弹簧处于原长时,甲、乙组成系统的动能最大,故C正确;
D.因为运动过程中甲、乙速度大小始终相等,则甲在最低点与最高点时,甲、乙的速度都为零、动能都为零,又因为甲、乙系统的重力势能不变,则根据甲、乙与弹簧组成的系统机械能守恒可知,物块甲在最高点和最低点时,弹簧的弹性势能相等,故D错误。
故选C。
二、非选择题:共5题,共56分。其中第12题~第16题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。
12. 利用如图所示的气垫导轨装置验证物体沿光滑斜面下滑过程中机械能守恒。已知重力加速度为g。实验步骤如下:
①在导轨上选择适当的位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ;
②测量遮光条的宽度d;
③调整好气垫导轨的倾斜状态,用刻度尺分别测量A、B点到水平桌面的高度、;
④将滑块由静止开始释放,滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间分别为、;
⑤改变气垫导轨倾斜程度,进行多次测量。
完成下列问题:
(1)测量遮光条宽度时,刻度尺的示数如图所示,可知______m;
(2)本实验______(选填“需要”或“不需要”)测量滑块与遮光条的总质量m;
(3)滑块通过光电门Ⅰ的瞬时速度______。(用上述步骤中的物理量符号表示);
(4)在误差允许范围内,若关系式与______相等,则认为滑块下滑过程中机械能守恒。(用g、d、、表示)
(5)有同学认为若充气泵工作时,进气口的气流较小,则测出的滑块动能的增加量将大于滑块重力势能的减少量,你是否同意他的观点,简述理由。
【答案】(1)5.3×10-3
(2)不需要 (3)
(4)
(5)不同意;若进气量较小,则滑块与导轨间有摩擦力,则滑块的重力势能减小量大于动能增加量。
【解析】
【小问1详解】
刻度尺最小刻度为1mm,则遮光条宽度5.3mm=5.3×10-3m
【小问2详解】
实验要验证的关系式为
两边消掉m,则本实验不需要测量滑块与遮光条的总质量m;
【小问3详解】
滑块通过光电门Ⅰ的瞬时速度
【小问4详解】
滑块通过光电门Ⅱ的瞬时速度,因要验证的关系式为
则可知
在误差允许范围内,若关系式与相等,则认为滑块下滑过程中机械能守恒。
【小问5详解】
不同意;若进气量较小,则滑块与导轨间有摩擦力,则滑块的重力势能减小量大于动能增加量。
13. 质量为的物体做自由落体运动,已知重力加速度为。求物体:
(1)2s内重力做的功W;
(2)2s末重力做功的瞬时功率P。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
物体做自由落体运动,2s内下落的高度为
则2s内重力做的功
【小问2详解】
2s末的速度大小为
则2s末重力做功的瞬时功率为
14. 已知地球的半径为R,质量为M,万有引力常量为G,忽略地球自转影响,求:
(1)地球表面的重力加速度g;
(2)若地球自转的周期为T,地球同步卫星的轨道半径r。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设地球表面某物体质量为,忽略地球自转影响,由万有引力等于重力
解得地球表面重力加速度
【小问2详解】
地球同步卫星的公转周期与地球自转周期相同,其做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。 设同步卫星质量为,由万有引力提供向心力
解得
15. 如图所示,质量为m的小滑块以某一初速度滑上固定在地面上的水平轨道AB,AB的长为L。滑块与AB间的动摩擦因数为,其中,x为与A点的距离。滑块从B点进入竖直平面内半径为R的光滑圆轨道,圆轨道的直径BC恰好与AB垂直。已知滑块在B点时速度大小为,重力加速度为g。求滑块:
(1)受到圆轨道的最大弹力N;
(2)在圆轨道上的最小速度;
(3)从A点进入轨道时的动能。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设滑块在圆轨道上运动到与竖直向下方向的夹角为的位置,点对应,取指向圆心方向为径向正方向。由机械能守恒定律得
即
沿半径指向圆心方向,由牛顿第二定律得
所以
最大值在点取得,即
【小问2详解】
滑块沿轨道上升时高度增加、速度减小,因此最小速度出现在最高点。由机械能守恒定律得
即
所以圆轨道上的最小速度为
【小问3详解】
在上,滑块所受滑动摩擦力大小为
随线性增加,因此平均摩擦力为,摩擦力做功为
由到应用动能定理,设点动能为,则
又因,所以
代入动能定理得
16. 如图所示,质量为3m、倾角为的光滑斜面位于光滑水平面上,其顶端P固定一光滑的小滑轮。轻绳一端固定在竖直墙壁上O点,绕过小滑轮与斜面上质量为m的小滑块相连,OP间绳子水平且长为L。开始时斜面与滑块均静止。设斜面运动时,滑块始终不脱离斜面,重力加速度为g。
(1)若斜面锁定,求OP绳中的拉力大小F。
(2)若斜面不锁定,斜面与滑块的速度分别为和时,求滑块下降的高度h。
(3)若,斜面不固定,当斜面沿水平面向左运动L时,求斜面的速度大小v。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
斜面锁定,小滑块静止,绳中的拉力大小等于小滑块受到轻绳的拉力大小,分析滑块受力,如图所示
得
【小问2详解】
斜面不锁定,小滑块下滑过程中,系统机械能守恒,根据,有
得
【小问3详解】
小滑块相对斜面的沿斜面向下的速度大小等于绳子缩短的速度大小,即等于斜面速度大小,有,把分解为水平分速度和竖直分速度,大小分别为和,有,方向水平向右,,方向竖直向下
设水平方向,小滑块相对地面的速度为,以水平向左为正,根据相对运动速度关系,有
得
设竖直方向,小滑块相对地面的速度为,有
设小滑块相对地面的速度为,有
根据,有
综上,得
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注意事项:
1.本试卷考试时间为75分钟,试卷满分100分,考试形式闭卷。
2.本试卷中所有试题必须作答在答题卡上规定的位置,否则不给分。
3.答题前,务必将自己的姓名、座号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在答题卡上。
一、单项选择题:共11题,每题4分,共44分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 1798年,第一次在实验室里比较准确地测出了引力常量的科学家是( )
A. 开普勒 B. 牛顿 C. 卡文迪许 D. 胡克
2. 地球质量大约是月球质量的81倍,一个飞行器在地球与月球之间。当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时,该飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为( )
A. 1:9 B. 9:1 C. 1:81 D. 81:1
3. 工地上,一台起重机将货物沿竖直方向匀加速地吊起一段距离,如图所示。不计空气阻力。在货物匀加速上升的过程中( )
A. 拉力F做负功 B. 重力G做正功
C. 拉力F与重力G的合力做功等于零 D. 拉力F与重力G的合力做功大于零
4. 如图所示,甲、乙、丙三个固定的斜面,它们的高度相同,倾角不同,甲斜面光滑,乙和丙斜面粗糙。同一物体先后沿斜面从甲、乙、丙的顶端运动到底端,其重力势能的减少量分别为、和,则( )
A. B. C. D.
5. 在下面列举的各种实例中,机械能守恒的是( )
A. 抛出的实心球在空中的运动 B. 跳伞运动员带着张开的伞匀速下降
C. 游客沿着茂密的草地在斜坡上加速下滑 D. 在有风的情况下,羽毛球在空中的运动
6. 如图所示,固定光滑圆弧槽的截面为圆弧,其底端切线水平。质量为m的小球沿着槽从顶端运动到底端,此过程中,小球的重力做功的功率( )
A. 一直增大 B. 始终不变 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小
7. 已知航天器围绕火星表面做匀速圆周运动的角速度为ω,万有引力常量为G,假设火星是密度均匀的球体,根据题设条件,可以求出火星的( )
A. 质量 B. 密度 C. 半径 D. “第一宇宙速度”
8. 如图所示,无人机在空中从P点运动到Q点时,发动机做功,克服重力做功,空气阻力做功,动能增加量为。下列关系式正确的是( )
A. B.
C. D.
9. 一辆汽车在平直公路上加速行驶,所受阻力保持不变。某时刻发动机的实际功率恰好等于额定功率,从此时开始,发动机始终以额定功率工作。从发动机的实际功率等于额定功率开始( )
A. 发动机牵引力始终不变 B. 汽车的速度随时间均匀增大
C. 汽车的加速度与速度成反比 D. 发动机所做的功随时间均匀增加
10. 在地球与月球连线上月球的外侧有一个特殊的点,卫星在该点绕地球做匀速圆周运动的周期与月球绕地球做匀速圆周运动的周期相同,不考虑地球与月球的自转。下列说法正确的是( )
A. 卫星的线速度大于月球的线速度 B. 卫星的加速度小于月球的加速度
C. 地球对卫星的吸引力是卫星的向心力 D. 地球对卫星的吸引力大于卫星的向心力
11. 如图所示,小物块甲下端与固定在地面上的轻弹簧相连,上端与绕过定滑轮的细线和小物块乙相连,甲、乙质量相等,整个装置处于静止状态。现将乙向下拉至地面由静止释放,运动过程中甲、乙速度大小始终相等,弹簧始终在弹性限度内,不计摩擦,则( )
A. 乙一定不能再次到达地面
B. 乙上升过程中,乙的机械能先减小后增大
C. 弹簧处于原长时,甲、乙组成的系统总动能最大
D. 甲在最高点和在最低点时,弹簧的弹性势能不相等
二、非选择题:共5题,共56分。其中第12题~第16题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。
12. 利用如图所示的气垫导轨装置验证物体沿光滑斜面下滑过程中机械能守恒。已知重力加速度为g。实验步骤如下:
①在导轨上选择适当的位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ;
②测量遮光条的宽度d;
③调整好气垫导轨的倾斜状态,用刻度尺分别测量A、B点到水平桌面的高度、;
④将滑块由静止开始释放,滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间分别为、;
⑤改变气垫导轨倾斜程度,进行多次测量。
完成下列问题:
(1)测量遮光条宽度时,刻度尺的示数如图所示,可知______m;
(2)本实验______(选填“需要”或“不需要”)测量滑块与遮光条的总质量m;
(3)滑块通过光电门Ⅰ的瞬时速度______。(用上述步骤中的物理量符号表示);
(4)在误差允许范围内,若关系式与______相等,则认为滑块下滑过程中机械能守恒。(用g、d、、表示)
(5)有同学认为若充气泵工作时,进气口的气流较小,则测出的滑块动能的增加量将大于滑块重力势能的减少量,你是否同意他的观点,简述理由。
13. 质量为的物体做自由落体运动,已知重力加速度为。求物体:
(1)2s内重力做的功W;
(2)2s末重力做功的瞬时功率P。
14. 已知地球的半径为R,质量为M,万有引力常量为G,忽略地球自转影响,求:
(1)地球表面的重力加速度g;
(2)若地球自转的周期为T,地球同步卫星的轨道半径r。
15. 如图所示,质量为m的小滑块以某一初速度滑上固定在地面上的水平轨道AB,AB的长为L。滑块与AB间的动摩擦因数为,其中,x为与A点的距离。滑块从B点进入竖直平面内半径为R的光滑圆轨道,圆轨道的直径BC恰好与AB垂直。已知滑块在B点时速度大小为,重力加速度为g。求滑块:
(1)受到圆轨道的最大弹力N;
(2)在圆轨道上的最小速度;
(3)从A点进入轨道时的动能。
16. 如图所示,质量为3m、倾角为的光滑斜面位于光滑水平面上,其顶端P固定一光滑的小滑轮。轻绳一端固定在竖直墙壁上O点,绕过小滑轮与斜面上质量为m的小滑块相连,OP间绳子水平且长为L。开始时斜面与滑块均静止。设斜面运动时,滑块始终不脱离斜面,重力加速度为g。
(1)若斜面锁定,求OP绳中的拉力大小F。
(2)若斜面不锁定,斜面与滑块的速度分别为和时,求滑块下降的高度h。
(3)若,斜面不固定,当斜面沿水平面向左运动L时,求斜面的速度大小v。
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