湖北襄阳市第六中学2025~2026学年高一下学期3月学情调研物理试题 含解析

/3月学情调研物理试卷一、单选题（4分×7=28分）1.下列关于运动物体的合外力做功与动能、速度变化的关系，正确的是（）A.物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定变化B.若合外力对物体做功为零，则合外力一定为零C.物体所受的合外力做功，它的速度大小一定发生变化D.物体的动能不变，所受的合外力必定为零【正确答案】C【详解】AB．物体做变速运动时（如匀速圆周运动），合外力一定不为零，但合外力不为零时，做功可能为零，动能可能不变，AB错误；C．物体所受的合外力做功，它的动能一定变化，速度大小也一定变化，C正确；D．物体的动能不变，所受合外力做功一定为零，但合外力不一定为零，D错误。故选C。2.2022年5月，我国成功完成天舟四号货运飞船与空间站对接，形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，周期约90分钟。下列说法正确的是（）A.组合体的轨道半径一定比地球静止卫星的小B.组合体的速度大小略大于第一宇宙速度C.组合体的角速度大小比地球静止卫星的小D.组合体的加速度大小比地球静止卫星的小【正确答案】A【详解】A．地球静止卫星（同步卫星）的周期为，远大于组合体的周期。根据万有引力提供圆周运动向心力，有可得周期公式周期越小，轨道半径越小。组合体周期更小，因此轨道半径比地球静止卫星小，故A正确；B．第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，是所有绕地球做圆周运动卫星的最大环绕速度。卫星绕地球做圆周运动时万有引力提供向心力，有可得线速度公式组合体轨道半径大于地球半径（近地卫星的轨道半径），因此线速度小于第一宇宙速度，故B错误；C．角速度组合体周期更小，因此角速度比地球静止卫星更大，故C错误；D．根据牛顿第二定律，得向心加速度组合体轨道半径更小，因此加速度比地球静止卫星更大，故D错误。故选A。3.某工人使用双轮手推车运送短钢管，手推车装入钢管后的侧面示意图如图所示。推车侧面ON与底面OM垂直，当侧面ON与水平方向夹角θ=60°时，6号钢管对侧面ON的压力等于其重力G，忽略一切摩擦，则下列说法正确的是（）A.其他钢管对6号钢管的作用力大小等于GB.底面OM受到的压力小于侧面ON受到的压力C.若减小θ角，钢管仍保持静止，则钢管对推车的压力将增大D.若减小θ角，钢管仍保持静止，则钢管对推车的压力将减小【正确答案】A【详解】A．对6号钢管进行受力分析，由于钢管静止，即受力平衡，则其他钢管对6号钢管的作用力与6号钢管的重力及ON面给的支持力的合力等大反向，如图甲重力与支持力的合力大小为G，故其他钢管对6号钢管的作用力大小也为G，A正确；B．将所有钢管视为一个整体，进行受力分析，如图乙，可得故由牛顿第三定律知，OM面受到的压力大于ON面受到的压力，B错误；CD．仍将所有钢管视为整体，由于整体在重力和推车对其作用力的作用下保持平衡，故无论θ如何变化，钢管对推车的压力总是不变，CD错误。故选A。4.在粗糙的水平面上给滑块一定的初速度，使其沿粗糙的水平面滑动，经测量描绘出了滑块的动能与滑块的位移的变化规律图线，如图所示。用μ表示滑块与水平面之间的动摩擦因数，用t表示滑块在该水平面上滑动的时间，已知滑块的质量为m=19kg，g=10m/s2。则μ和t分别等于（）A.0.01、10s B.0.01、5sC.0.05、10s D.0.05、5s【正确答案】A【详解】由图像看出：滑块以9.5J的初动能滑行5m后停止。对滑块由动能定理得－μmgx=0－Ek0代入数据得μ=0.01假设滑块的初速度大小为v，则由mv2=9.5解得v=m/s=1m/s滑块的加速度大小为a==μg=0.1m/s2则滑块运动的时间为t==10s故选A。5.如图甲所示，一个小铁球在水平纸面上做直线运动，初速度为v0。为了研究小铁球的运动情况，利用一块条形磁铁从不同方向给它施加力的作用。某次操作中小铁球沿图乙中实线所示轨迹运动。关于条形磁铁位置的判断，下列说法正确的是（）A.可能放在A位置 B.可能放在B位置C.可能放在C位置 D.可能放在D位置【正确答案】B【详解】小铁球沿图乙中实线所示轨迹运动，因做曲线运动的物体，所受合力方向总指向轨迹的凹侧。则磁铁可能放在B位置。故选B。6.如图所示，将细线的上端固定于天花板的点，并在O点正下方A点钉一个钉子。将小球拉离竖直位置一定的角度后由静止释放，细线与钉子接触的瞬间，下列说法正确的是（）A.小球的线速度变小 B.小球的向心加速度变小C.细线的拉力突然变大 D.钉子的位置越靠上，细线越容易被拉断【正确答案】C【详解】AB．当细线与钉子相碰时，线速度不变，运动半径变小，根据，可知小球的向心加速度变大，故AB错误；CD．根据牛顿第二定律有由于运动半径变小，可知细线的拉力突然变大，则钉子越靠下方，运动半径越小，拉力越大，细线越容易被拉断，故，C正确，D错误。故选C。7.从地面竖直向上抛出一物体，在运动过程中除受到重力外，还受到一大小恒定、方向始终与运动方向相反的空气阻力F阻的作用。距地面高度h在0至3m以内时，物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示。重力加速度取10m/s2，该物体运动过程受到的空气阻力F阻为（）A.0.5N B.1N C.1.5N D.2N【正确答案】D【分析】【详解】由动能定理可得上升过程满足下降过程满足可知，图线的斜率表示物体受到的合外力，由图线分别可得联立解得，D正确。故选D。二、多选题（4分×3=12分）8.简易儿童蹦极装置如图所示。活动开始前，先给小朋友绑上安全带，然后将弹性绳拉长后固定在小朋友身上，并通过其它力作用使小朋友停留在蹦床上。当撤去其它力后，小朋友被“发射”出去冲向高空，小朋友到达最高点，然后下落到B点时，弹性绳恰好为原长，然后继续下落至最低点A。若小朋友可视为质点，并始终沿竖直方向运动，忽略弹性绳质量与空气阻力，则小朋友（）A.在C点时的加速度大小不为0 B.B到A过程加速度先减小后增大C.在B点时速度最大 D.在下落过程中机械能不断增大【正确答案】AB【详解】A．在C点时弹性绳弹力为零，竖直方向受到重力，加速度大小为g，故A正确；B．B到A过程受到重力和弹性绳的弹力，弹力逐渐增大，合力先减小后增大，根据牛顿第二定律，可知加速度先减小后增大，故B正确；C．速度最大的位置是加速度为0（弹力等于重力）的位置，该位置在B和A之间；B点弹力为0，加速度向下，小朋友仍在加速，速度不是最大，故C错误；D．在C到B过程中，弹力为零，只有重力做功，机械能不变，B到A过程弹力逐渐增大，做负功，机械能不断减小，故D错误。故选AB。9.轻质动滑轮下方悬挂重物A，轻线跨过轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动。已知A、B的质量相等，假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.A向下运动，B向上运动B.B物体速度大小是A物体速度大小的两倍C.悬挂A的细线与悬挂定滑轮的细线拉力大小均为D.A物体位移大小为h时，B物体的速度大小为【正确答案】BC【详解】AB．A连接动滑轮，释放前瞬间两侧绳子总拉力为B重力的两倍，速度为B的一半，A向上运动，故A错误，B正确；C．由解得悬挂B细线拉力为悬挂A和定滑轮的细线拉力为故C正确；D．A上升h高度时，B重物下落2h高度时，由机械能守恒定律得解得故D错误。故选BC。10.我国正在攻关的超高速风洞，是研制新一代飞行器的摇篮，它可以复现40到100公里高空、时速最高达10公里／秒，相当于约30倍声速的飞行条件。现有一小球从风洞中的点竖直向上抛出，小球受到大小恒定的水平风力，其运动轨迹大致如图所示，其中、两点在同一水平线上，点为轨迹的最高点，小球在点动能为，在点动能为，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.小球所受重力和风力大小之比为3：4B.小球在上升和下降过程中机械能变化量之比为1：3C.小球落到点时的动能为D.小球从点运动到点过程中的最小动能为【正确答案】BCD【详解】A．设风力大小为F，小球重力大小为mg，O、M两点间的水平距离为，竖直距离为h，根据竖直上抛运动规律有对小球从M运动到O的过程，根据动能定理有由题意可知根据牛顿第二定律可得小球在水平方向的加速度大小为小球从M运动到O所用时间为根据运动学公式有联立解得故A错误；B．小球上升和下降的时间相等，设O、N两点间的水平距离为，根据匀变速直线运动规律的推论可知根据功能关系可知，小球运动过程中，风力对小球做的功等于其机械能的变化量，则小球在上升和下降过程中机械能变化量之比为故B正确；C．M、N两点间的水平距离为设小球落到N点时的动能为，根据动能定理有联立解得故C正确；D．小球在重力和风力的合力场中做类斜抛运动，当小球速度方向与合力方向垂直时动能最小，根据前面分析可知合力与竖直方向的夹角θ的正切值为根据速度的合成与分解可得小球从M点运动到N点过程中的最小速度为解得最小动能为故D正确。故选BCD。三、实验题（2分×8=16分）11.在探究“质量一定时，物体的加速度a与所受合力F的关系”的实验时，所需实验器材及安装示意图如图所示：（1）为了近似地认为，砂和砂桶的重力等于小车受到的合外力F，首先要用木块将长木板的右侧垫高来平衡摩擦力。在左侧_________（选填“悬挂”或“不悬挂”）砂桶的情况下，给小车一初速度，通过观察小车经过两个光电门的时间来判断是否正确完成了该操作。若发现小车通过光电门1的遮光时间小于通过光电门2的时间，此时应进行的操作是_________；A．将垫块向右移动B．将垫块向左移动C．将遮光片宽度减小D．适当增大两光电门间的距离（2）在改变砂子质量时，需确保小车（含遮光片）的质量_________砂和砂桶的质量。A．略小于B．远大于C．略大于D．远小于（3）该同学在砂和砂桶的质量不变的情况下，多次改变小车静止释放点到光电门2的距离x，记录小车通过光电门2的时间t，利用所测数据作出图像，求得其斜率为k，已知遮光片宽度为d，则小车的加速度为_________A．2kdB．C．D．【正确答案】①.不悬挂②.B③.B④.D【详解】（1）[1]平衡摩擦力时，应不悬挂砂桶，用木块将长木板的右侧垫高来平衡摩擦力，使小车受到的摩擦力与重力的下滑分力平衡；[2]给小车一初速度，若发现小车通过光电门1的遮光时间小于通过光电门2的时间，说明小车做减速运动，平衡摩擦力不足，需将木板的倾角调大些，即应将垫块向左移动。故选B。（2）[3]本实验认为小车受到的合外力等于砂和砂桶的重力，设小车质量为M，砂和砂桶的质量为m，根据牛顿第二定律对小车整理得当小车的质量远大于砂和桶总质量时，可认为细绳对小车的作用力等于砂和桶的总重力。故选B。（3）[4]由于遮光片宽度较小，用通过光电门的平均速度代替瞬时速度，即为则根据速度与位移关系可知则则图像斜率即故选D。12.小明用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。将直径为，质量为的小球从点由静止下落，小球球心正下方（）处固定一个光电门，小球经过光电门的挡光时间可由计时器测出，重力加速度为（1）小球经过光电门时的速度________；（用题中字母表示）（2）小球从下落到的过程中，重力势能减少量为________；（用题中字母表示）（3）改变，重复实验得到多组数据，以为纵轴，以为横轴作图像，得到了一条过原点直线。若小球下落过程中机械能守恒，则该直线其斜率为________；（用题中字母表示）（4）若小球下落时，由于操作失误，使球心偏向光电门激光束的左侧，俯视图如图乙所示。则测量所得小球经过光电门时的动能与原操作相比________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。【正确答案】（1）（2）（3）（4）大【小问1详解】小球经过光电门时的速度【小问2详解】小球从A下落到B的过程中，重力势能减少量【小问3详解】本实验验证机械能守恒则有即则该直线其斜率为【小问4详解】小球下落时由于球心偏向光电门激光束的左侧，可知用小球的直径表示挡光的位移，计算时位移不变，挡光时间变短，根据知，速度测量值偏大，则测量小球经过光电门B时的动能比真实值大。四、解答题（12分+14分+18分=44分）13.中国神话故事“嫦娥奔月”源自古人对星辰的崇拜。假设你经过刻苦学习与训练，作为航天员登陆月球后，在半径为R的月球表面上以大小为v0的初速度竖直上抛一小球（视为质点），经时间t小球落回抛出点。不计月球的自转，引力常量为G。求：（1）月球表面的重力加速度大小g；（2）月球的质量M。【正确答案】（1）（2）【小问1详解】小球做竖直上抛运动，落回抛出点时总位移为，由匀变速直线运动位移与时间的关系，得整理得月球表面重力加速度【小问2详解】不计月球自转，月球表面的物体所受万有引力等于重力。设月球表面有一质量为的物体，由万有引力定律得约去，整理得代入，解得14.如图所示，质量不计的硬直杆的两端分别固定质量均为m的小球A和B，它们可以绕光滑轴O在竖直面内自由转动。已知OA=2OB=2l，将杆从水平位置由静止释放。（重力加速度为g）（1）在杆转动到竖直位置时，小球A、B的速度大小分别为多少？（2）在杆转动到竖直位置的过程中，杆对A球做了多少功？【正确答案】（1）；；（2）-mgl【分析】【详解】（1）小球A和B及杆组成的系统机械能守恒。设转到竖直位置的瞬间A、B的速率分别为vA、vB，杆旋转的角速度为ω，有mg·2l-mgl=mvA2+mvB2，vA=2lω，vB=lω联立解得vB=，vA=（2）对A球，由动能定理得mg·2l+W=mvA2联立解得W=-mgl15.如图所示，同一竖直平面内放置有半径为的四分之一圆弧内轨道AB，其轨道表面粗糙；半径为的四分之一圆弧外轨道CD，其轨道表面光滑；长度为的传送带水平放置，其两端