湖北省武汉市2025-2026学年高一物理下学期3月阶段检测试题【含答案】

试卷满分：100分一、选择题：本题共10小题，每小题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。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.如图所示，粗糙水平面上的物块在恒力F作用下向右做匀加速直线运动，下列关于该过程的功和功率说法正确的是（）A.重力对物块做正功B.摩擦力对物块不做功C.恒力F对物块做功的功率不变D.物块所受的合力对物块做功的功率变大【答案】D【解析】【详解】A．重力与物块的位移垂直，故重力对物体不做功，A错误；B．物块受到水平向左的滑动摩擦力，物块的位移水平向右，故摩擦力对物块做负功，B错误；C．物块做匀加速直线运动，由功率的公式，可知恒力F对物块做功的功率增大，C错误；D．物块做匀加速直线运动，合外力不变，由功率的公式可知物块所受的合力对物块做功的功率变大，D正确。故选D2.关于功和能的概念，下列说法正确的是（）A.由于功是标量，所以+6J的功大于-8J的功B.地球上任何一个物体的重力势能都有一个确定的值C.物体以相同的速率向东和向西运动，动能的大小相等、方向相反D.物体做平抛运动时，其与地球所组成的系统机械能一定守恒【答案】D【解析】【详解】A．由于功是标量，所以+6J的功小于-8J的功，故A错误；B．物体的重力势能与参考平面的选取有关，选取不同的参考平面，物体的重力势能不同，所以地球上任何一个物体的重力势能没有一个确定的值，故B错误；C．动能是标量，只有大小，没有方向，所以物体以相同的速率向东和向西运动，动能的相等，故C错误；D．物体做平抛运动时，由于只受重力，只有重力做功，所以其与地球所组成的系统机械能一定守恒，故D正确。故选D。3.如图所示，足球在地面1的位置被踢出后，经过最高点2位置，落到地面3的位置。下列说法正确的是（）A.足球在2位置动能最小B.足球在2位置重力的瞬时功率为零C.足球在运动过程中机械能守恒D.足球在空中做匀变速曲线运动【答案】B【解析】【详解】ACD．由图可知足球受空气阻力作用，则足球受合力不断改变，并非匀变速曲线运动，且空气阻力做负功，则足球的机械能不守恒，由于空气阻力与重力做功大小情况无法判断，则足球在2位置动能不一定最小，故ACD错误；B．足球在2位置速度水平向右，与重力方向垂直，则足球在2位置重力的瞬时功率为零，故B正确；故选B4.有一质量的混合动力轿车，在平直公路上以的速度匀速行驶，蓄电池不工作，汽油发动机的输出功率为。当司机看到前方较长一段距离内无其他车辆时，使轿车汽油发动机和电动机开始同时工作（以该时刻作为计时起点），汽油发动机的输出功率保持不变仍为48kW，电动机输出功率恒定，轿车汽油发动机和电动机同时工作之后的v-t图像如图所示。若轿车运动过程中所受阻力始终不变，则电动机输出功率为（）A.68kW B.30kW C.20kW D.10kW【答案】C【解析】【详解】设阻力为，汽油发动机单独工作以v=24m/s的速度匀速行驶时，牵引力大小等于阻力，可知，由功率公式则有轿车汽油发动机和电动机同时工作之后，由图像可知，最大速度为，可知牵引力大小等于阻力，则有解得故选C5.一质量为的人造卫星绕地球做轨道半径为的匀速圆周运动。由于存在稀薄空气，经过一段时间后，卫星做圆周运动的轨道半径变为。已知地球的质量为，引力常量为，则在该段时间内人造卫星所受力的合力做的功为（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】根据动能定理，合外力做功等于物体动能的变化量，即卫星绕地球做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，由可得卫星动能初态轨道半径为，初动能末态轨道半径为，末动能代入动能定理计算得故选B。6.2024年10月30日，神舟十九号载人飞船将三名航天员送入太空，飞船入轨后与天和核心舱对接的过程简化为如图所示，载人飞船先后在环绕地球的圆形轨道Ⅰ、椭圆轨道Ⅱ和圆形轨道Ⅲ上运行并最终与“天和核心舱”成功对接。已知轨道Ⅰ、Ⅲ的半径分别为、，轨道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ分别相切于A、B两点，则飞船（）A.发射速度应大于第二宇宙速度B.在轨道Ⅰ上A点的加速度小于其在轨道Ⅱ上A点的加速度C.在轨道Ⅱ和轨道Ⅰ上运行的周期之比为D.在轨道Ⅲ和轨道Ⅰ上的线速度大小之比为【答案】C【解析】【详解】A．载人飞船没有脱离地球引力的束缚，故发射速度应大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故A错误；B．根据牛顿第二定律有得因此飞船在轨道Ⅰ上A点的加速度等于其在轨道Ⅱ上A点的加速度，故B错误；C．根据开普勒第三定律有解得故C正确；D．根据牛顿第二定律有得因此卫星在轨道Ⅲ和轨道Ⅰ上的线速度大小之比为故D错误。故选C。7.如图所示，假设在太空中有A、B双星系统绕点O做顺时针匀速圆周运动，运动周期为，它们的轨道半径分别为、，且，C为B的卫星，绕B做逆时针匀速圆周运动，周期为，忽略A与C之间的引力，且A与B之间的引力远大于C与B之间的引力。引力常量为G，下列说法正确的是（）A.若知道C的轨道半径，则可求出C的质量B.A、B、C三星由图示位置到再次共线的时间为C.若A也有一颗运动周期为的卫星，则其轨道半径一定大于C的轨道半径D.B的质量为【答案】C【解析】【详解】A．在知道C的轨道半径和周期的情况下，根据万有引力定律和牛顿第二定律列方程只能求解B的质量，无法求解C的质量，故A错误；B．如图所示A、B、C三星由图示位置到再次共线时，A、B转过圆心角与C转过的圆心角互补，则根据匀速圆周运动规律可得解得故B错误；C．若A也有一颗运动周期为T2的卫星，设卫星的质量为m，轨道半径为r，则根据牛顿第二定律有解得同理可得C的轨道半径为对A、B组成的双星系统有因为RA<RB，所以MA>MB，则r>RC，故C正确；D．在A、B组成的双星系统中，对A根据牛顿第二定律有解得故D错误；故选C。8.如图所示，质量为的小球（可视为质点）用长为的细线悬挂于点，自由静止在位置。现用水平力缓慢地将小球从位置拉到位置后静止，此时细线与竖直方向的夹角为，细线的拉力为，然后放手让小球从静止返回，到点时细线的拉力为，重力加速度为，则（）A.从到的过程中，小球重力的瞬时功率一直增大B.从到，拉力做功为C.从到的过程中，小球受到的合力大小不变D.【答案】BD【解析】【详解】A．在位置，重力的功率为零，在最低点，重力的方向与速度方向垂直，重力的功率为零，可知从到的过程中，重力的功率先增大后减小，故A错误；B．从到，小球缓慢移动，根据动能定理得，解得故B正确；C．从到的过程中，小球的速度大小在变化，沿径向的合力在变化，故C错误；D．在位置，根据平衡条件有解得，从到，根据动能定理得，根据牛顿第二定律得联立两式解得，故D正确。故选BD。9.如图甲所示，物块从固定斜面底端以一定初速度冲上斜面，斜面与水平面之间的夹角为37°。取斜面底端所在平面为零势能面，物块动能随位移x变化的关系如图乙所示。取，，重力加速度。下列说法正确的是（）A.物块与斜面之间的动摩擦因数为0.5B.物块沿斜面向上运动的时间为1sC.上滑过程中，物块动能等于重力势能时，物块的动能为D.下滑过程中，物块动能等于重力势能时，物块距斜面底端的距离为【答案】BD【解析】【详解】A．物块向上运动过程中，由动能定理得物块向下运动过程中，由动能定理得由题图乙知：，，解得，，故A错误；B．物块向上运动的过程中，由牛顿第二定律得由匀变速直线运动的规律得解得，故B正确；C．上滑过程中，设物块动能等于重力势能时，物块运动的位移大小为由动能定理得解得，故C错误；D．下滑过程中，物块动能等于重力势能时，设物块距斜面底端的距离为，由动能定理：。解得，故D正确。故选BD。10.2025年2月至3月间，天文爱好都在热议太阳系中的“七星连珠”，是指由于各行星绕太阳的周期不同，会每隔一段时间出现七颗行量在一直线上。如图所示，A、B、C三颗星体绕一中心天体O在同一平面内、半径不同的圆周轨道顺时针做匀速圆周运动，已知A、B、C运动的线速度之比为，A运动的周期为T，某时刻O、A、B、C四者共线且A、B、C在O点同侧，则从此时开始（）A.A、B间距离相邻两次最短时间小于B、C间距离相邻两次最短的时间B.A、B间距离相邻两次最短的时间大于B、C间距离相邻两次最短的时间C.再次出现O、A、B、C四者共线且A、B、C在O点同侧的最短时间为15TD.再次出现O、A、B、C四者共线且A、B、C在O点同侧的最短时间为7.5T【答案】AD【解析】【详解】AB．根据万有引力提供向心力解得可知根据开普勒第三定律可得则A、B、C运动的周期分别为，设A、B间距离相邻两次最短的时间，则有解得设B、C间距离相邻两次最短的时间，则有解得A、B间距离相邻两次最短的时间小于B、C间距离相邻两次最短的时间，故A正确，B错误；CD．由于即当B、C第一次距离相邻时，A、B第五次相邻，此时O、A、B、C四者共线，所以最短时间为7.5T，故C错误，D正确。故选AD。二、非选择题：本题共5小题，共60分。11.某同学在资料中查得弹簧弹性势能表达式为（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），他利用如图甲所示的装置进行实验，水平放置的弹射装置将质量为m的小球弹射出去，测出小球通过两个竖直放置的光电门的时间间隔为Δt，用刻度尺测出弹簧的压缩量为x，1、2光电门间距为L，则(1)小球射出时速度大小为v=________，弹簧弹性势能Ep=________。（用题中的字母表示）(2)该同学改变弹簧压缩量x，多次进行实验，利用测得数据，画出如图乙所示Ep与x2的关系图线，根据图线求得弹簧的劲度系数k=________。(3)由于重力作用，小球被弹射出去后运动轨迹会向下偏转，这对实验结果________（选填”有”或”无”）影响。【答案】①.②.③.④.无【解析】【详解】（1）[1][2]由图可知，弹簧在小球进入光电门之前就恢复形变，故其弹射速度为通过光电门的水平速度由能量守恒得（2）[3]由图中数据带入公式得解得（3）[4]由力作用的独立性可知，重力不影响弹力做功的结果，有没有重力做功，小球的水平速度无变化。12.某同学用如图所示的装置验证轻弹簧和小物块（带有遮光条）组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调。物块释放前，细线与弹簧和物块的栓接点（A、B）在同一水平线上，且弹簧处于原长。滑轮质量不计且滑轮凹槽中涂有润滑油。以保证细线与滑轮之间的摩擦可以忽略不计，细线始终伸直。小物块连同遮光条的总质量为，弹簧的劲度系数为，弹性势能（为弹簧形变量），重力加速度为，遮光条的宽度为，小物块释放点与光电门之间的距离为（远远小于）。现将小物块由静止释放，记录物块通过光电门的时间。（1）物块通过光电门时的速度为________；（2）改变光电门的位置，重复实验，每次滑块均从点静止释放，记录多组l和对应的时间，做出图像如图所示，若在误差允许的范围内，满足关系式________时，可验证轻弹簧和小物块组成的系统机械能守恒；（3）在（2）中条件下，和时，物块通过光电门时弹簧具有的两弹性势能分别为、，则________（用、、、表示）；（4）在（2）中条件下，取某个值时，可以使物块通过光电门时的速度最大，速度最大值为________（、、表示）。【答案】（1）（2）（3）（4）【解析】【小问1详解】遮光条的宽度为，通过光电门的时间，则物块通过光电门时的速度为【小问2详解】若系统机械能守恒，则有变式为所以图像若能在误差允许的范围内满足即可验证弹簧和小物块组成的系统机械能守恒。【小问3详解】由图像可知和时，时间相等，则物块的速度大小相等，动能相等，可得，联立可得【小问4详解】由图像可知时遮光条挡光时间最短，此时物块通过光电门时的速度最大，可得又联立可得13.“嫦娥一号”探月卫星在空中运动的简化示意图如图所示。卫星由地面发射后，经过发射轨道进入停泊轨道，在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入“工作轨道”。探月卫星在环绕月球的“工作轨道”上绕月飞行（视为匀速圆周运动），飞行周期为T，距月球表面的高度为h，月球半径为R，引力常量为G，忽略其他天体对探月卫星在“工作轨道”上环绕运动的影响。（1）求月球表面的重力加速度；（2）求月球的第一宇宙速度。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详解】设月球的质量为M，卫星的质量为m，根据万有引力提供向心力，有，解得月球表面有一小物体质量为m′，则有解得【小问2详解】设月球表面附近有一质量为m0的物体环绕月球表面做匀速圆周运动，月球的第一宇宙速度为v，根据万有引力提供向心力有解得带入月球质量M，可得14.如图所示，与水平地面成37°角的传送带长为10m，以恒定速率2m/s顺时针转动。现将一质量为5kg的货物（可视为质点）无初速度放在传送带的底端M处，货物最终从顶端N处掉落传送带，已知货物与传动带之间的摩擦因数为，，，，求：（1）货物从M运动到N所需要的时间；（2）货物与传送带之间因摩擦而产生的热量；（3）传送带因运送货物需要多消耗的电能。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小问1详解】货物放上传送带，受力分析得得加速到与传送带共速，由得由得剩余位移做匀速运动，由得故【小问2详解