2023-2024年江蘇省某中學(xué)高一年級下冊3月質(zhì)量檢測物理試卷（解析版）

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期3月質(zhì)量檢測

高一物理

一、單選題

1.下列說法正確的是（）

A.牛頓提出了萬有引力定律，并測出了萬有引力常量

B.丹麥天文學(xué)家第谷堅(jiān)持對天體進(jìn)行系統(tǒng)觀測20余年，發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動定律

C.英國物理學(xué)家卡文迪什應(yīng)用“放大法”的方法較精確的測出了萬有引力常量

w

D.由功率的定義式。=一可知，功率P與功W成正比，與做功時間/成反比

t

【答案】

C

【解析】

牛頓提出了萬有引力定律，卡文迪什測出了萬有引力常量，故A錯誤；丹麥天文學(xué)家第谷堅(jiān)持20余年對天

體的系統(tǒng)觀測，獲得了大量的精確資料；他的弟子德國天文學(xué)家開普勒提出了行星運(yùn)動定律，故B錯誤；

英國的物理學(xué)家卡文迪什通過扭秤實(shí)驗(yàn)，同時應(yīng)用微小量放大法的物理學(xué)方法測得了引力常量G的值，故

c正確；由功率的定義式尸=上是比值定義式，在相同時間內(nèi)做功越多，功率尸越大，做相等的功，所用

t

時間越少，功率尸越大，故D錯誤。故選C。

2.物體在兩個相互垂直的力耳、工作用下運(yùn)動，力耳對物體做功6J,力工對物體做功8J,則￡、8的

合力對物體做的功為（）

A.14JB.10JC.2JD.-2J

【答案】

A

【解析】

功是標(biāo)量，合力對物體做的功為卬=叱+嗎=6J+8J=14J,故選A。

3.如圖所示，一輕彈簧一端固定于。點(diǎn)，另一端系一重物，將重物從與懸點(diǎn)。在同一水平面且使彈簧保持

原長的A點(diǎn)無初速度釋放，讓它自由擺下，不計(jì)空氣阻力，在重物由A點(diǎn)擺至。點(diǎn)正下方8點(diǎn)的過程中

〃〃〃〃〃〃〃〃//〃〃〃〃〃/〃〃/

o

B

A.重力做正功，彈力不做功

B.彈力做負(fù)功，彈性勢能增加

C.在。點(diǎn)正下方8點(diǎn)時，重力的功率為零

D.若用與彈簧原長相等的不可伸長的細(xì)繩代替彈簧后，重力做功的功率一直增大

【答案】

B

【解析】

在重物由A點(diǎn)擺向最低點(diǎn)8的過程中，重物的高度下降，重物的重力勢能減小，重力對重物做正功；彈簧

伸長，彈簧的彈力對重物做負(fù)功，根據(jù)功能原理知，小球的機(jī)械能的減少量等于彈簧彈性勢能的增加量，

故A錯誤，B正確；在。點(diǎn)正下方8點(diǎn)時，彈簧伸長，重物向下運(yùn)動，重力的功率不為零，故C錯誤；若

用與彈簧原長相等的不可伸長的細(xì)繩代替彈簧后，重力做功的功率先增大后減小，故D錯誤。故選B。

4.如圖所示是游樂場里的過山車，過山車運(yùn)動過程中經(jīng)過A、B兩點(diǎn)（）

A.在A點(diǎn)時對軌道壓力較小

B.在A點(diǎn)時所受摩擦力較大

C.在8點(diǎn)時所受向心力較大

D.在B點(diǎn)時合外力方向豎直向下

【答案】

B

【解析】

22

由向心力公式練A一加g=機(jī)"一，然B+加g=冽"-，解得練在A點(diǎn)時對軌道壓力最大，

rr

A錯誤；摩擦力為耳=〃外，則及A〉"際〉/，在4點(diǎn)時所受摩擦力較大，B正確；向心力為F心=m—,

r

〉，

VA>VB,所以P?APDB在4點(diǎn)時所受向心力較大，c錯誤；在B點(diǎn)人受豎直向下的重力，豎直向下的

彈力，水平方向的摩擦力，合力的方向斜向下，D錯誤。故選B。

5.2024年1月，我國使用運(yùn)載火箭成功將“愛因斯坦探針衛(wèi)星”送入預(yù)定軌道，用于捕捉愛因斯坦預(yù)言的

黑洞及引力波電磁對應(yīng)體等天文現(xiàn)象。若衛(wèi)星在距地面600km的軌道上繞地球穩(wěn)定運(yùn)行，該衛(wèi)星的（）

A.運(yùn)行周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期

B.線速度大于地球的第一宇宙速度

C.角速度等于地球同步衛(wèi)星的角速度

D.加速度大于地球同步衛(wèi)星的加速度

【答案】

D

地球同步軌道的高度大約為36000km,可知地球同步衛(wèi)星軌道半徑大于此衛(wèi)星軌道半徑，根據(jù)萬有引力提

]\4rri4-7T2I/

供向心力G一二機(jī)廠二，則T=2?J」一，可知，此衛(wèi)星的周期小于地球同步衛(wèi)星的周期，即小于地

r2T-VGM

27r

球自轉(zhuǎn)的周期，由刃=—,可知，此衛(wèi)星的角速度大于地球自轉(zhuǎn)的角速度，故A、C錯誤；第一宇宙速度

T

是所有環(huán)繞地球做圓周運(yùn)動的衛(wèi)星的最大速度，則此衛(wèi)星的線速度小于第一宇宙速度，故B錯誤；因?yàn)榈?/p>

球同步衛(wèi)星軌道半徑大于此衛(wèi)星軌道半徑，由萬有引力提供向心M力m=則。=G號M，得該衛(wèi)星

rr

的加速度大于地球同步衛(wèi)星的加速度，故D正確。故選D。

6.豎直平面內(nèi)光滑圓軌道外側(cè)，一小球以某一水平速度V。從A點(diǎn)出發(fā)沿圓軌道運(yùn)動，至8點(diǎn)時脫離軌道,

最終落在水平面上的。點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力。下列說法中正確的是（）

A.在A點(diǎn)時，小球?qū)A軌道壓力等于其重力

B.水平速度％〉版

C.經(jīng)過8點(diǎn)時，小球的加速度方向指向圓心

D.4到B過程，小球水平加速度先增加后減小

【答案】

D

【解析】

22

小球在4點(diǎn)時，根據(jù)牛頓第二定律得mg-N=7九生，可得N=mg-〃z型〉0,可得%＜我，可知小

rr

球受到的支持力小于其重力，即小球?qū)A軌道壓力小于其重力，故AB錯誤；由題意可知小球在B點(diǎn)剛離開

軌道，則此時小球?qū)A軌道的壓力為零，只受重力作用，加速度方向豎直向下，故C錯誤；小球在A點(diǎn)時

合力沿豎直方向，則此時水平方向的加速度為0；在8點(diǎn)時合力也沿豎直方向，則此時水平方向的加速度

也為0；但在中間過程某點(diǎn)支持力卻有水平向右的分力，則小球具有水平向右的加速度；所以4到8過程,

小球水平加速度先增加后減小，故D正確。故選D。

7.如圖所示，L為地月拉格朗日點(diǎn)，該點(diǎn)位于地球和月球連線的延長線上，處于此處的某衛(wèi)星無需動力維

持即可與月球一起同步繞地球做圓周運(yùn)動。已知該衛(wèi)星與月球的中心、地球中心的距離分別為彳、弓，月

球公轉(zhuǎn)周期為T,萬有引力常量為G。則（）

jO"]

'、：'、、、地球

A.該衛(wèi)星的周期大于月球的公轉(zhuǎn)周期B.該衛(wèi)星的加速度小于月球公轉(zhuǎn)的加速度

C.根據(jù)題述條件，可以求出月球的質(zhì)量D.根據(jù)題述條件，不能求出地球的質(zhì)量

【答案】

C

【解析】

該衛(wèi)星的周期等于月球的公轉(zhuǎn)周期，所以A錯誤；該衛(wèi)星的周期等于月球公轉(zhuǎn)的周期，則它們有相同的角

速度，根據(jù)。=。2氏可知，該衛(wèi)星的加速度大于月球公轉(zhuǎn)的加速度，所以B錯誤；處于拉格朗日點(diǎn)的衛(wèi)星

有G駕竺+6”要=現(xiàn)也了々，對月球有G必世紀(jì)="月（主）2（弓一弓），由上兩式解得月球與地球

々不丁T

的質(zhì)量，所以C正確；D錯誤；故選C。

8.如圖所示，載人飛船先后在圓形軌道I、橢圓軌道n和圓形軌道ni上運(yùn)行，與天和核心艙剛好6點(diǎn)成功

對接，已知軌道i、ni的半徑分別為［、4，軌道I和n、n和ni分別相切于A、B兩點(diǎn)，則飛船（

A.在軌道n上運(yùn)行的周期小于在軌道I上運(yùn)行的周期

B.在軌道n上的A點(diǎn)和B點(diǎn)的速度的大小之比為馬：彳

c.在軌道n上從A點(diǎn)運(yùn)行到B點(diǎn)的過程中動能增大

D.先到ni軌道，然后再加速，才能與天和核心艙完成對接

【答案】

B

【解析】

廠3（f—）

根據(jù)開普勒第三定律，有」7=-V-,所以工＜《，即在軌道II上運(yùn)行的周期大于在軌道I上運(yùn)行的

T；2T；

周期，故A錯誤；根據(jù)開普勒第二定律，有工QVA=』與VB，則％=2，故B正確；在軌道H上從A點(diǎn)

22vBrx

運(yùn)行到3點(diǎn)的過程中，只受萬有引力引力作用，萬有引力做負(fù)功，引力勢能增大，動能減小，機(jī)械能守恒,

故c錯誤；飛船在n軌道上經(jīng)過8點(diǎn)時加速變軌進(jìn)入ni軌道時，才能與天和核心艙完成對接，若在ni軌

道加速，則飛船將做離心運(yùn)動離開ni軌道，不能與天和核心艙完成對接，故D錯誤。故選瓦

9.如圖1所示一個光滑的圓錐體固定在水平桌面上，其軸線豎直，母線與軸線之間夾角為9,一條長度為/的

輕繩，一端固定在圓錐體的頂點(diǎn)。處，另一端拴著一個質(zhì)量為m的小球（可看作質(zhì)點(diǎn)），小球以角速度。繞

圓錐體的軸線做勻速圓周運(yùn)動，細(xì)線拉力/隨ft?變化關(guān)系如圖2所示。重力加速度g取lOm/sz,由圖2可

知（）

A.繩長為I—2m

B.母線與軸線之間夾角0=30°

C.小球質(zhì)量為0.6kg

D.小球的角速度為3rad/s時，小球剛離開錐面

【答案】

A

【解析】

當(dāng)小球?qū)⒁x開錐面時，繩子拉力與小球重力的合力提供向心力，有尸sine=77io2/sin6>,即/=根。2/,

當(dāng)小球離開錐面后，設(shè)繩子與豎直方向的夾角為a,繩子拉力與小球重力的合力提供向心力，有

尸sina=2/sin。，即尸="6力，則根據(jù)圖乙，結(jié)合所得繩子拉力E與。？的函數(shù)關(guān)系可知，當(dāng)小球

離開錐面后7位=1kg-m,當(dāng)小球未離開錐面時，分析小球受力情況，水平方向，根據(jù)牛頓第二定律有

Fsin0-Ncos0=ma^lsin0,豎直方向根據(jù)平衡條件有77cose+NsinSuiAg,聯(lián)立可得

°,9

F-mlsin20-a)~+mgcos0,根據(jù)圖乙，結(jié)合所得函數(shù)關(guān)系可得加/sin?。=^kg-m,mgcos0=4N,

聯(lián)立解得6=37°,/=2m,m=0.5kg,故A正確，BC錯誤；根據(jù)圖乙可知，當(dāng)小球的角速度滿足

2555

ar=一(rad/s)2,小球恰好要離開錐面，此時角速度為口=-rad/s,可知小球的角速度為一rad/s時，

422

小球剛離開錐面，故D錯誤。故選A

10.一起重機(jī)的鋼繩由靜止開始勻加速提起質(zhì)量為機(jī)的重物，當(dāng)重物的速度為匕時，起重機(jī)的功率達(dá)到最大

值，之后起重機(jī)保持該功率不變，繼續(xù)提升重物，最后重物以最大速度丫2勻速上升，不計(jì)鋼繩重力，空氣

阻力不計(jì)。則整個過程中，下列說法正確的是(重力加速度為g)()

A.重物勻加速過程的加速度大小為」

匕+匕

B.鋼繩的最大拉力為鱉1

%

C.速度由V1增大至v2的過程中，重物的平均速度v<七歲

2

D.重物勻加速過程的時間為一—

(%W)g

【答案】

D

【解析】

重物達(dá)到最大速度丫2勻速上升時，有&=加8丫2，當(dāng)重物的速度為匕時，起重機(jī)的功率達(dá)到最大值，則其

牽引力為歹=&=邂"，重物勻加速過程的加速度大小為。=2^鱉=夙”二皿，所以A錯誤；重物

匕匕m,

在整個過程中先做勻加速運(yùn)動，再做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，最后做勻速運(yùn)動，則鋼繩的最大拉力為

勻加速過程，所以最大拉力為工,=暨也，則B錯誤；速度由匕增大至力的過程中，重物做加速度逐漸減

匕■

小的加速運(yùn)動，重物的平均速度萬〉92,所以C錯誤；重物勻加速過程的時間為/=乜=」一，所

2a（時匕應(yīng)

以D正確；故選D。

二、實(shí)驗(yàn)題

11.在探究向心力大小與哪些因素有關(guān)時，某興趣小組用向心力演示器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖甲所示。兩個變速塔

輪通過皮帶連接，轉(zhuǎn)動手柄使長槽和短槽分別隨變速塔輪勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的鋼球就做勻速圓周運(yùn)動。橫臂

的擋板對鋼球的壓力提供向心力，鋼球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒下降，從而露

出標(biāo)尺，標(biāo)尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個鋼球所受向心力的比值。

/標(biāo)尺、

（1）下列實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法與本實(shí)驗(yàn)相同的是（）

A.驗(yàn)證力的平行四邊形定則B.驗(yàn)證牛頓第二定律C.探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)

（2）第一組同學(xué)利用圖甲裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若長槽上的擋板8到轉(zhuǎn)軸的距離是擋板A到轉(zhuǎn)軸距離的2倍，長

槽上的擋板A和短槽上的擋板。到各自轉(zhuǎn)軸的距離相等。探究向心力和角速度的關(guān)系時，若將傳動皮帶套

在兩半徑之比等于3:1的輪盤上，將質(zhì)量相同的小球分別放在擋板處（選填“4、C”

或“8、C”），則標(biāo)尺露出紅白相間的等分格數(shù)的比值約為。

（3）第二組同學(xué)采用圖乙裝置進(jìn)行探究，裝置中水平直桿能隨豎直轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動，將滑塊套在水平直桿上,

用細(xì)線將滑塊與固定的力傳感器連接。當(dāng)滑塊隨水平直桿一起勻速轉(zhuǎn)動時，拉力的大小可以通過力傳感器

測得，滑塊轉(zhuǎn)動的角速度可以通過角速度傳感器測得。保持滑塊的質(zhì)量加和到豎直轉(zhuǎn)軸的距離「不變，僅

多次改變豎直轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的快慢，測得多組力傳感器的示數(shù)/及角速度傳感器的示數(shù)/，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到

如圖丙所示的一條直線，圖線的橫軸代表（用題中字母表示），圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因可能是

【答案】

(1)B；(2)A,C；1:9；(3)CD；滑塊與水平直桿之間有摩擦；

【解析】

(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄肯蛐牧Υ笮〉谋磉_(dá)式，由于每次只能研究兩個物理量之間的關(guān)系，需要確保其它的物

理量不變，即采用了控制變量法，驗(yàn)證牛頓第二定律采用了控制變量法，探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)采用的方法

是曲化直的物理方法法。故選B。

(2)若探究向心力和角速度的關(guān)系時，則要保持質(zhì)量和半徑不變，即要將質(zhì)量相同的小球分別放在擋板A

和擋板。上；若將傳動皮帶套在兩半徑之比等于3:1的輪盤上，因兩輪盤邊緣的線速度相同，則角速度之

比為1:3,則向心力之比為1:9,則標(biāo)尺露出紅白相間的等分格數(shù)的比值約為1:9。

(3)若水平桿不光滑，則滑塊轉(zhuǎn)動過程中當(dāng)角速度較小時只有靜摩擦力提供向心力，隨著角速度增大靜摩

擦力逐漸增大，當(dāng)摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力時，角速度繼續(xù)增大，此時繩子上開始出現(xiàn)拉力，則有

歹+及max=根蘇，解得F=m02r-4max，所以圖線的橫軸代表。？，圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因可能是滑

塊與水平直桿之間有摩擦。

三、解答題

12.已知中國空間站沿圓形軌道運(yùn)行，經(jīng)過時間其繞地球球心轉(zhuǎn)過的角度為9,地球半徑為R,地球表

面重力加速度為g,引力常量為G,不考慮地球自轉(zhuǎn)。求：

(1)地球質(zhì)量/；

(2)空間站所在圓軌道距地面的高度

【解析】

(1)地球表面的萬有引力等于重力—GM—m=mg,解得“=理一；

(2)空間站運(yùn)行的角速度,萬有引力提供向心力GM”1M^(R+H),解得H=』史二—R；

t(R+H*V伊

13.如圖甲所示，一小物塊放置在水平臺面上，在水平推力廠的作用下，物塊從坐標(biāo)原點(diǎn)。由靜止開始沿x

軸運(yùn)動，廠與物塊的位置坐標(biāo)x的關(guān)系如圖乙所示。物塊在x=2m處從平臺飛出，同時撤去E,物塊恰

好由尸點(diǎn)沿其切線方向進(jìn)入豎直圓軌道，隨后剛好從軌道最高點(diǎn)河飛出。已知物塊質(zhì)量為0.5kg,物塊與

水平臺面間的動摩擦因數(shù)為Q7,軌道圓心為O',半徑為0.5m,MN為豎直直徑，/PON=37。，重力

加速度g?。?0m/s2,sin37°=0.6,不計(jì)空氣阻力。求:

(1)物塊飛出平臺時的速度大??；

(2)物塊在圓軌道上運(yùn)動時克服摩擦力做的功。

【答案】

(1)4m/s；(2)0.5J；

【解析】

(1)由E與物塊的位置坐標(biāo)x的關(guān)系圖像面積分析可知當(dāng)物塊運(yùn)動到々=2m處時E所做的功

*=S，x2J=nj,設(shè)物塊運(yùn)動到々=2m處時的速度為n,由動能定理叱—〃機(jī)gX2=；mv2,可得

v=4m/s；

(2)分析可知物塊從平臺飛出后做平拋運(yùn)動，且從尸點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入堅(jiān)直圓軌道，設(shè)物塊運(yùn)動到尸點(diǎn)時

y

的速度為％,可得物塊在尸點(diǎn)的速度％=-------=5m/s,設(shè)物塊恰好由軌道最局點(diǎn)”飛出時的速度

PPcos37°

2____

為功，由圓周運(yùn)動知識m，可得VM=M=6m/s,設(shè)物塊在圓軌道時，克服摩擦力做的功

R

為明，由動能定理—zngK(l+cos37°)—嗎；機(jī)v；,可得%=0.5J；

14.如圖1所示為遙控爬墻小車，小車通過排出車身內(nèi)部空氣，和外界大氣形成壓差，使車吸附在墻壁等平

面上。如圖2所示，某次遙控小車從靜止出發(fā)沿著同一豎直面上的A、8、。運(yùn)動到天花板上的。點(diǎn)，運(yùn)

動到。點(diǎn)時速度為3m/s。然后保持速率不變從。點(diǎn)開始繞。點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動。A3沿豎直方向，BC與

豎直方向夾角。為37°,CD沿水平方向，三段長度均為1m。小車質(zhì)量為0.5kg,車身內(nèi)外由大氣壓形成

垂直墻面的壓力差恒為25N。運(yùn)動過程中小車受到墻壁的阻力f大小與車和墻壁間的彈力盤之間關(guān)系為

/=0.6金，方向總與速度方向相反。小車可視為質(zhì)點(diǎn)，忽略空氣阻力，不計(jì)轉(zhuǎn)折處的能量損失，重力加

速度為g=10m/s2,s譏37°=0.6,cos370=0.8。

(1)求小車在A3段向上運(yùn)動時，小車所受阻力大小;

(2)遙控小車到水平天花板上做勻速圓周運(yùn)動時，小車牽引力為15N,求此時小車的轉(zhuǎn)動半徑;

(3)求小車從A經(jīng)過8、。到。三段直線運(yùn)動過程中，小車牽引力所做的總功。

圖1

【答案】

(1)15N；(2)0.5m；(3)51.45J；

【解析】

(1)對小車在A3、BC、CD各段運(yùn)動過程進(jìn)行受力分析由運(yùn)動過程中小車受到墻壁的阻力/大小與車

和墻壁間的彈力盤之間關(guān)系為了=0.6弓，則小車在A3段向上運(yùn)動時，小車所受阻力大小/=0.6綜1，

FN1=F&,解得工=15N；

(2)遙控小車到水平天花板上運(yùn)動時％+mg=4，小車與天花板的阻力力=0.6綜3=12N,小車所

受阻力與牽引力的合力提供圓周運(yùn)動的向心力正—于；=與，解得〃=0.5m；

(3)小車沿5c運(yùn)動過程中42+7卷5也。=耳￡,小車與8。墻面的阻力力=0.6心2,聯(lián)立可得

力=13.2N,小車從A點(diǎn)開始運(yùn)動第一次到達(dá)O點(diǎn)的過程中，根據(jù)動能定理

1,,

理—工——力1BC—力%CD—?。?/38S。+%)=/加口,解得Wp=51.45J;