【物理】湖北省黄石市云学联盟2025-2026学年高一下学期3月阶段检测试题(解析版)

高一物理学科素养测评一、选择题：本题共10小题，每题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求，每小题全部选对的得4分，选对但不全对的得2分，有选错的得0分。1.最早通过实验结果推算出万有引力常量的物理学家是（）A.牛顿 B.开普勒 C.伽利略 D.卡文迪什【答案】D【解析】卡文迪什在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，比较准确地得出引力常量。故选D。2.火药是中国古代四大发明之一，而烟花则是利用火药的燃烧特性，通过添加不同化学物质，产生光、声、烟、色、热和气体等艺术效果的烟火装置。某烟花沿竖直方向做直线运动的图像如图所示，以竖直向上为正方向，则下列说法正确的是（）A.时刻烟花到达最高点B.时间内烟花做加速度增大的加速运动C.时间内烟花的位移为D.时间内烟花下落的高度为【答案】B【解析】A．时间内烟花的速度一直为正，即烟花一直竖直向上运动，时刻烟花到达最高点，故A错误；B．图像的斜率代表加速度，时间内斜率不断增大，即加速度不断增大，速度逐渐增大，故B正确；C．根据v-t图线与坐标轴所围的面积表示位移，可知时间内烟花的位移小于，故C错误；D．根据v-t图线与坐标轴所围的面积表示位移，可知时间内烟花上升的高度为，故D错误。故选B。3.“一带一路”年度汉字发布活动已经多年，“和”“融”“互”“惠”“永”等都曾当选。某力学兴趣小组制作了“互”字形木制模型。模型分上下两部分，质量均为。用细线连接两部分，当细线都竖直绷紧时，整个模型可以如图所示静止在水平地面上。其中连接a、b两点的细线为p，连接c、d两点的细线为q，已知重力加速度，则（）A.细线q的弹力大小为20N B.细线p的弹力大小一定为20NC.两细线弹力的差值一定等于20N D.整个模型对地面的压力一定小于40N【答案】C【解析】ABC．细线只能提供沿细线的拉力，所以细线p对a点的作用力向下。对模型上部分受力分析，有Fp+mg=Fq变形得Fq-Fp=20细线p与细线q的拉力大小不确定，但两细线弹力的差值一定等于20N，故AB错误，C正确；D．对整个模型受力分析，有F根据牛顿第三定律，可知整个模型对地面的压力大小为40N，故D错误。故选C。4.如图所示，跨过光滑轻质定滑轮的轻绳左侧悬挂质量为9kg的物块A，右侧悬挂质量为3kg的物块B，重力加速度。不计空气阻力，由静止释放物块A，两物块在空中做匀变速运动的过程中，连接A、B的绳子上的拉力大小为（）A.35N B.45N C.55N D.65N【答案】B【解析】对AB组成的整体由牛顿第二定律有设连接A、B的绳子上的拉力大小为，对B由牛顿第二定律有联立解得故选B。5.如图所示，九个相同的木块并排固定在水平面上，从左至右编号依次为1，2，…，8，9，一颗子弹（视为质点）从木块1左端以速度ν射入，恰好没有从木块9穿出，设子弹在木块中所受阻力不变，则下列说法正确的是（）A.子弹在木块8中点处的速度大小为B.子弹刚进入木块4和刚进入木块7时的速度大小之比为2:1C.子弹在整个运动过程中的平均速度大小与刚进入木块5时的速度大小相同D.子弹穿过2，3，4木块的时间和穿过6，7，8木块的时间之比为【答案】A【解析】A．根据逆向思维法可得，子弹恰好没有从木块9穿出，则，联立解得，故A正确；B．根据速度位移关系可得，所以，故B错误；C．子弹在整个运动过程中的平均速度大小为设子弹刚进入木块5时的速度大小为v5，则所以，故C错误；D．根据位移时间关系可得所以子弹穿过2，3，4木块的时间和穿过6，7，8木块的时间之比为，故D错误。6.2025年11月1日，神舟二十一号载人飞船成功对接空间站天和核心舱；将载人飞船的变轨过程简化为以下模型：飞船变轨前绕地稳定运行在圆形轨道Ⅰ上，椭圆轨道Ⅱ为飞船的转移轨道，核心舱绕地沿逆时针方向运行在圆形轨道Ⅲ上，轨道Ⅰ和Ⅲ、Ⅱ和Ⅲ分别相切于A、B两点，下列说法正确的是（）A.飞船在Ⅰ号轨道上运行时的速率可能为9.0km/sB.飞船在Ⅱ号轨道经过A点时的速率大于经过B点时的速率C.飞船分别在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上运行时经过A点的加速度不相等D.飞船在Ⅰ号和Ⅲ号轨道上运行时单位时间内与地球球心连线扫过的面积相等【答案】B【解析】A．绕地球做圆周运动的物体，其最大速度为第一宇宙速度（7.9km/s），飞船在1号轨道上运行时的速率一定小于7.9km/s，故A错误；B．根据开普勒第二定律可知，飞船在轨道II经过A点的速率大于经过B点的速率，故B正确；C．根据万有引力提供向心力，有解得可知，飞船在轨道II经过A点时的加速度等于在轨道I经过A点时的加速度，故C错误；D．该飞船在t时间内扫过面积，单位时间内扫过面积可知飞船在Ⅲ号轨道上运行时单位时间内与地球球心连线扫过的面积大于飞船在Ⅰ号轨道上运行时单位时间内与地球球心连线扫过的面积，故D错误。7.如图所示，坐标系的x轴水平向右，质量为的小球从坐标原点O处，以初速度斜向右上方抛出，同时受到斜向右上方恒定的风力的作用，风力与的夹角为30°，风力与x轴正方向的夹角也为30°，重力加速度g取。下列说法正确的是（）A.小球的速度先减小后增大 B.小球的加速度大小为C.小球再次回到x轴所需时间0.6s D.小球再次回到x轴的位置距坐标原点【答案】C【解析】A．由受力分析可知，重力为G=10N竖直向下，风力为，与重力夹角为120°，可知两个力的合力为，方向与x轴夹角为30°斜向下，即合力方向与初速度方向垂直，物体做类平抛运动，则物体的速度一直增加，A错误；B．物体的加速度为，B错误；CD．小球竖直方向的加速度向下，大小为则回到轴的时间是水平加速度距原点，C正确，D错误。故选C。8.下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（）A.如图甲所示，汽车通过凹形桥的最低点时，速度越大汽车对桥的压力会越大B.如图乙所示，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨和轮缘间不会有挤压作用C.如图丙所示，轻绳连接小球在竖直平面内做圆周运动，过最高点的速度可能为0D.如图丁所示，A、B两小球在同一水平面做圆锥摆运动，则A与B的角速度相等【答案】AD【解析】A．当汽车通过凹形桥的最低点时，根据牛顿第二定律可知则有由牛顿第三定律可知，汽车速度越大对桥的压力越大，故A正确；B．火车转弯恰好等于规定速度行驶时，支持力的水平分力提供火车做圆周运动的向心力，如果超速行驶，就需要更大的向心力，此时火车将挤压外轨，故B错误；C．小球在竖直平面内做圆周运动，过最高点，当绳子拉力刚好为0时，速度最小，则有解得最小速度为，故C错误；D．A、B两小球在同一水平面做圆锥摆运动，根据牛顿第二定律可得解得可知A与B的角速度相等，故D正确。故选AD。9.2024年央视春晚舞蹈节目《锦鲤》华丽登场，展现出别样的东方美，寓意鱼跃龙门好运连连，如图甲所示。图乙为简化示意图，工作人员A以的水平向左速度拉着绳子做匀速直线运动，表演者B在空中升起，绳与水平方向之间的夹角为θ，则（）A.B将匀速上升 B.B处于超重状态C.绳子对B的拉力保持不变 D.当时，B的速度大小为【答案】BD【解析】ABC．A向左匀速运动，的速度为；在变小，变大，加速向上运动，超重，绳子拉力大于重力，由于B不是匀加速运动，则绳子的拉力是变化的，AC错误，B正确。D．当时，B的速度大小为，D正确。故选BD。10.如图甲所示，轻杆一端与一小球相连，另一端连在光滑固定轴上，可在竖直平面内自由转动。现使小球在竖直平面内做圆周运动，到达某一位置开始计时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度vx随时间t的变化关系如图乙所示，不计空气阻力。下列说法正确的是（）A.t1时刻小球通过最高点B.图乙中S1和S2的面积相等C.小球在最低点时，向心力仅由轻杆对小球的作用力提供D.小球在最高点时，轻杆对小球的作用力不可能比小球在最低点时大【答案】ABD【解析】A．小球在竖直平面内做圆周运动，最高点和最低点的速度方向都水平且相反，且最高点速度小于最低点速度，结合图线可知，在最高点速度方向为正，在最低点速度方向为负，另外，最高点和最低点合外力都指向圆心，水平方向合外力为零，因此反应在图乙中的水平速度时间图像中，最高点和最低点所对应的图像在该位置的斜率为零，即水平方向加速度为零，而根据圆周运动的对称性可知，最低点和最高点两侧物体在水平方向的速度应具有对称性，因此，t1时刻小球通过最高点，故A正确；B．由题意可知，图中两块阴影面积分别表示从最低点经过四分之一圆周，然后再经过四分之一圆周到最高点的水平位移大小，可知S1和S2面积相等，故B正确；C．小球在最低点时，轻杆对小球的作用力与小球自身重力的合力恰好提供向心力，故C错误；D．小球在最高点时，杆可能提供沿杆的拉力或者沿杆的支持力，即或小球在最低点时，有由图像可知，在最高点的速度小于在最低点的速度，所以轻杆对小球的作用力不可能比小球在最低点时大，故D正确。故选ABD。二、非选择题：本题共5小题，共60分。11.向心力演示器可以探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度ω、轨道半径r之间的关系，装置如图所示，两个变速塔轮通过皮带连接。实验时，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随相应的变速塔轮匀速转动，槽内的金属小球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向心力，小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上黑白相间的等分格显示出两个金属球所受向心力的比值。（1）在研究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，我们主要用到的物理方法是__________。A.实验推理法 B.等效替代法 C.理想模型法 D.控制变量法（2）为了探究金属球的向心力F的大小与轨道半径r之间的关系，下列说法正确的是__________。A.应使用两个质量相等的小球B.应使两小球离转轴的距离相同C.应将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上（3）下图中甲、乙、丙是用（1）的物理方法探究小球所受向心力大小与小球质量、小球转动角速度和转动半径之间关系的实验情境图，所用钢球质量相同，钢球质量大于铝球质量。其中：探究小球所受向心力大小与角速度之间关系的是下图中的__________（选填“甲”“乙”“丙”）；【答案】（1）D（2）AC（3）甲【解析】【小问1解析】在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，主要用到的物理方法是控制变量法。故选D。【小问2解析】为了探究金属球的向心力F的大小与轨道半径r之间的关系，需要控制两球质量相等，做圆周运动的角速度相等，则应使用两个质量相等的小球，将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上，使两小球离转轴的距离不相同。故选AC。【小问3解析】探究小球所受向心力大小与角速度之间关系，需要控制两球质量相等，做圆周运动的半径相等，做圆周运动的角速度不相等。故探究小球所受向心力大小与角速度之间关系的是图中的甲。12.某实验小组用如图的装置“探究加速度与力、质量的关系”（1）实验中可采用如图所示的打点计时器，请回答下面的问题：上图所示是__________（选填“电磁打点”或“电火花”）计时器，电源采用的是__________（选填“交流8V”“交流220V”或“六节干电池”）。（2）实验以小车为研究对象，为平衡打点计时器对小车的阻力及其他阻力，应把木板一侧垫高，调节木板的倾斜度，使小车在__________（填“挂”或“不挂”）槽码时能拖动纸带沿木板做__________直线运动。（3）如果所用交变电流的频率为50Hz，实验中打出的纸带如图所示，任意相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，由该纸带可求得小车的加速度__________（计算结果保留3位有效数字）。（4）某同学在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变对小车的拉力F，由实验数据作出图像如图所示，图线不过原点的原因是__________。【答案】（1）电磁打点交流8V（2）不挂匀速（3）2.00（4）未平衡阻力或平衡阻力不足【解析】【小问1解析】上图示是电磁打点计时器，电源采用的是交流8V。【小问2解析】实验以小车为研究对象，为平衡打点计时器对小车的阻力及其他阻力，应把木板一侧垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不挂槽码时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动。【小问3解析】任意相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，可知T=0.1s，由该纸带可求得小车的加速度【小问4解析】由图像可知，当力F增加到一定值时小车才有加速度，可知图线不过原点的原因是未平衡阻力或平衡阻力不足。13.我国在西昌卫星发射中心用长征系列运载火箭，多次成功将卫星送入预定轨道，卫星绕地球做匀速圆周运动。已知地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响。求：（1）近地卫星甲的线速度v的大小；（2）卫星乙在距离地面高度为5R的圆轨道上运行，求其周期T。【答案】（1）（2）【解析】【小问1解析】不考虑地球自转的影响，在地面附近，引力等于重力卫星绕地球做圆周运动，轨道半径为，根据万有引力提供向心力联立可得【小问2解析】卫星在距离地面高度为5R的圆轨道上运行周期T，根据万有引力提供向心力联立可得14.如图所示，某鱼塘养殖区沿水平方向依次排列着4个方形网箱（编号1至4）。所有网箱宽度均为，养殖区左岸的自动投料机的投料口位于网箱1左边沿正上方，离网箱的高度。鱼饵（视为质点）从投料口以初速度水平射出，忽略空气阻力，g取，求：（1）要使鱼饵从2号网箱的正中央进入网箱中，求的大小；（2）若，为使鱼饵落入网箱4中，求所有网箱需同步下移的高度的范围；【答案】（1）（2）【解析】【小问1解析】由于平抛运动竖直方向做的是自由落体运动，则由解得鱼饵下落的时间为又因为平抛运动水平方向做的是匀速直线运动，则有解得要使鱼饵从2号网箱的正中央进入网箱中，初速度的大小为【小问2解析】当时，若鱼饵从4号网箱的最左侧进入网箱，则水平位移为解得由解得鱼饵下落的高度为则此时所有网箱需同步下移的高度为同理若鱼饵从4号网箱最右侧进入网箱时，其水平位移为解得由解得鱼饵下落的高度为则此时所有网箱需同步下移的高度为所以若，为使鱼饵落入网箱4中，所有网箱需同步下移的高度的范围为。15.如图所示，传送装置由同一竖直平面内的四分之一圆弧轨道AB、水平轨道BC及倾角θ=37°的倾斜传送带CD平滑连接而成。已知粗糙圆弧轨道AB的半径R=6m，水平轨道BC