江苏省泰州市联盟校2023-2024学年高一下学期3月阶段调研物理试题（原卷版+解析版）

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本试卷共16大题 满分100分 考试时间75分钟
一、选择题（本题共11小题，每小题4分，共44分。每小题只有一个选项符合题意）。
1. 下列说法中不正确的是（ ）
A. 开普勒发现了行星运动的规律
B. 牛顿总结出了万有引力定律
C. 哥白尼经过对天体运动的观测，提出了“地心说”
D. 卡文迪什通过扭秤实验测出了万有引力常量
【答案】C
【解析】
【详解】A．开普勒通过对第谷长期记录的关于行星的天文学数据，发现了行星运动的三大规律，故A正确；
B．牛顿总结出了万有引力定律，故B正确；
C．哥白尼经过对天体运动的观测，提出了“日心说”，故C错误；
D．卡文迪什通过扭秤实验测出了万有引力常量，故D正确；
本题选择错误选项；
故选C。
2. 在一次课外实践活动中，从水平光滑桌面上的A点向B点发射一个钢球，甲、乙、丙、丁四位同学将磁铁放在不同的位置（如图所示），试图使钢球进入球门C。预测四位同学成功率最高的是（ ）
A. 甲B. 乙C. 丙D. 丁
【答案】C
【解析】
【详解】物体做曲线运动时，所受合力一定指向曲线的凹侧，合力与速度分居曲线两侧，根据钢球运动轨迹和磁铁位置可知丙同学成功率最高。
故选C。
3. 跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，如图所示，当运动员从直升机上由静止跳下后，在下落过程中将会受到水平风力的影响，下列说法中正确的是（ ）
A. 水平风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多的动作
B. 水平风力越大，运动员着地时的竖直速度越大，有可能对运动员造成伤害
C. 运动员下落时间与水平风力无关
D. 运动员着地速度与水平风力无关
【答案】C
【解析】
【详解】AC.运动员同时参与了两个分运动，竖直方向下落的运动和水平方向随风飘的运动，两个分运动同时发生，相互独立，水平方向的风力大小不影响竖直方向的运动，即落地时间不变，故A错误，C正确；
BD.不论风速大小，运动员竖直方向的分运动不变，则下落时间和竖直方向下落的速度不变，但水平风速越大，水平方向的速度越大，则落地的合速度越大，故BD错误。
故选C。
4. 2023年9月21日的“天宫课堂”第四课中，航天员演示了关于陀螺的实验。对于在空间站中处于“静止”状态的陀螺，下列说法正确的是（ ）
A. 陀螺没有惯性B. 陀螺不受任何力的作用
C. 陀螺所受地球引力充当向心力D. 陀螺所受合外力为零
【答案】C
【解析】
【详解】A．陀螺具有质量，则一定有惯性，故A错误；
BD．陀螺受地球的万有引力，故BD错误；
C．陀螺围绕地球做运动圆周运动，地球引力充当向心力，故C正确。
故选C。
5. 托球跑是校运动会趣味项目，如图所示，某段时间内乒乓球相对球拍静止一起水平向右匀速直线运动，此过程中（ ）
A. 重力对乒乓球做负功
B. 支持力对乒乓球做正功
C. 空气阻力对乒乓球不做功
D. 乒乓球所受合力做正功
【答案】B
【解析】
【详解】A．重力始终与乒乓球位移方向垂直，而根据功的计算公式
则可知重力在此过程中不做功，故A错误；
B．在此过程中，支持力与平抛球位移之间的夹角为锐角，则根据功的计算公式可知，支持力对乒乓球做正功，故B正确；
C．在此过程中，空气阻力的方向与乒乓球位移的方向相反，则根据功的计算公式可知，空气阻力对乒乓球做负功，故C错误；
D．乒乓球做匀速直线运动，则可知乒乓球所受合力为零，则可知乒乓球所受合力做功为零，故D错误。
故选B。
6. 2023年中国企业快速抢占全球电动汽车市场，某辆比亚迪电动汽车以30m/s的速度沿直线匀速行驶时，电动机输出功率为60kW，则该汽车所受阻力大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据功率与牵引力之间的关系有
而根据题意，汽车做匀速直线运动，则此时有牵引力等于阻力，即
代入数据解得
故选B。
7. 如图所示，摆球质量为m，悬线的长为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B点的过程中，空气阻力f的大小不变，则下列说法正确的是（ ）
A. 重力做功B. 悬线拉力做负功
C. 空气阻力做功为D. 空气阻力做功为
【答案】D
【解析】
【详解】A．重力做功与初末位置的高度差有关，则有
故A错误；
B．因为悬线的拉力始终与球的运动方向垂直，所以拉力不做功，故B错误；
CD．由于空气阻力大小不变，方向始终与运动方向相反，则空气阻力做功为
故C错误，D正确。
故选D。
8. 中国近年来发射了多颗北斗卫星，如图，选取三颗北斗卫星a、b、c。a为同步卫星，a和b的轨道半径相同，均大于c的半径，以下选项不正确的是（ ）
A. a、b、c三颗卫星的角速度大小关系是
B. a、b、c三颗卫星的运行速度大小关系是
C. 卫星b的向心加速度大小大于地面重力加速度大小
D. 相同时间，a和b卫星扫过地球面积相等
【答案】C
【解析】
【详解】ABD．根据
得
，
结合题意得
，
则相同时间，a和b卫星扫过地球的面积相等，ABD正确；
C．由于
即
卫星b的向心加速度大小小于地面重力加速度大小，C错误。
本题选择不正确的，故选C。
9. 如图所示，摩天轮在竖直平面内做匀速圆周运动。座舱从最高点到最低点的过程中，其重力功率随时间变化的图像是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】从最高点到最低点的运动过程中，最初的速度和最终的速度都是水平方向的，和重力垂直，所以由公式P=mgvy可知，最高点和最低点的重力的瞬时功率都为零，而在这过程中，速度和重力夹角为，故重力的瞬时功率
先减小到零后增大， 且根据三角函数图像可知，重力的瞬时功率先增加后减小。
故选B
10. 如图所示，一子弹以水平速度射入放置在光滑水平面上原来静止的木块，并留在木块当中，在此过程中子弹钻入木块的深度为d，木块的位移为l，木块与子弹间的摩擦力大小为f，则（ ）
A. f对木块做功为
B. f对木块做功为
C. f对子弹做功为
D. f对子弹做功为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．根据题意可知，木块在摩擦力作用下的位移为，则摩擦力对木块做正功
故AB错误；
CD．摩擦力对子弹做负功，而子弹在有摩擦力作用下的位移为，则可知摩擦力对子弹做功为
故C错误，D正确。
故选D。
11. 2023年10月26日，我国自主研发的神舟十七号载人飞船圆满的完成了发射，与天和核心舱成功对接。飞船变轨前稳定运行在半径为r1的圆形轨道I上，椭圆轨道II为飞船的转移轨道，空间站沿逆时针方向运行在半径为r2的圆形轨道III上，轨道I和II、II和III分别相切于A、B两点，飞船在A点变轨，与空间站刚好在B点进行对接，下列说法正确的是（ ）
A. 神舟十七号在轨道II上由A向B运动时，速度和加速度均变大
B. 神舟十七号在转移轨道上的A点和B点的速度的大小之比为
C. 神舟十七号在II轨道经过B点的速度大于在III轨道经过B点的速度
D 神舟十七号先到III轨道，然后再加速，才能与天和核心舱完成对接
【答案】B
【解析】
【详解】A．神舟十七号在轨道II上由A向B运动时，所受的引力减小，则加速度减小；引力做负功，则动能减小，速度减小，选项A错误；
B．根据开普勒第二定律可知，神舟十七号在转移轨道上的A点和B点时满足
即的速度的大小之比为
选项B正确；
C．神舟十七号从轨道II上的B点加速做离心运动才能进入轨道III，则在II轨道经过B点的速度小于在III轨道经过B点的速度，选项C错误；
D．神舟十七号先进入比III轨道稍低的轨道，然后再加速做离心运动才能与天和核心舱完成对接，选项D错误。
故选B。
二、非选择题（本题共5小题，共56分。请将解答填写在答题卡上相应的位置）。
12. 用图1装置做“探究平抛运动特点”的实验时，用小锤击打弹性金属片，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下。某次实验，频闪照相记录两小球在不同时刻的位置如图2所示。
（1）为了减小中空气阻力的影响，实验所用的小球应选小______（选填“钢”或“塑料”）球。
（2）实验时，有以下两个步骤：a、用小锤击打弹性金属片，b、打开频闪仪。正确的操作顺序是______（选填“先a后b”“先b后a”或“a和b同时”）。
（3）利用图2，根据任意时刻A、B两球______相同，可判断A球竖直方向做自由落体运动，根据______，可判断A球水平方向做匀速直线运动。
（4）若实验所用小球直径为D，用刻度尺测得图2中小球直径为d，B球三个相邻时刻的竖直高度差分别为、，A球两个相邻时刻水平距离x，重力加速度为g。利用这些数据计算A球平抛初速度为______。
【答案】 ①. 钢 ②. 先后 ③. 竖直高度 ④. 相邻两位置水平距离相等 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]为了减小空气阻力影响，小球应选用质量大、体积小的，即选用密度大的小球，可知，为了减小中空气阻力的影响，实验所用的小球应选小钢球。
（2）[2]为了避免频闪照片记录区域上方出现大量的空白，实验时，应先打开频闪仪，再用小锤击打弹性金属片，即先b后a。
（3）[3]B球做自由落体运动，利用图2，根据任意时刻A、B两球竖直高度相同，可判断A球竖直方向做自由落体运动；
[4]A球做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，根据相邻两位置水平距离相等，可判断A球水平方向做匀速直线运动。
（4）[5]若实验所用小球直径为D，用刻度尺测得图2中小球直径为d，则实际长度与频闪照片上长度的比例为
则B球三个相邻时刻的竖直高度差、，A球两个相邻时刻水平距离x，实际值分别为，，，令相邻小球之间的时间间隔为T，则有
，
解得
13. 如图所示为固定在竖直平面内的光滑轨道ABCD，其中ABC部分是半径为R的半圆形轨道（AC是圆的直径），CD部分是水平轨道。一个质量为m的小球沿水平方向进入轨道，通过最高点A时速度大小vA＝，之后离开A点做平抛运动，最终落在水平轨道上。小球运动过程中所受空气阻力忽略不计，重力加速度为g。求：
（1）在A点时轨道所受压力FN；
（2）小球落地时重力功率。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）在A点时根据牛顿第二定律
得
根据牛顿第三定律，压力等于支持力
（2）设落地时竖直速度为
重力功率
14. “天问一号”火星探测器于2020年7月23号升空，2021年2月成功被火星捕获开始环绕火星运转。若把其运转轨道近似成圆轨道，且已知火星的质量为M，火星的半径为R，万有引力常量为G，“天问一号”绕火星转n圈所用的时间为t，求
（1）“天问一号”的周期T？
（2）“天问一号”离火星的高度h？
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）“天问一号”绕火星转n圈所用的时间为t，则周期
（2）对于天问一号，万有引力提供向心力，有
解得
15. 2023年大年初一晚上，1000架无人机从秋水广场滩涂起飞，以一江两岸为背景，流光溢彩点亮云端之上，通过无人机编队的排列，呈现“天下英雄城”“南昌第一枪”等多个极具江西南昌特色的造型。图甲为某型号无人机，它的铭牌如表所示（已知空气阻力与速度的关系为，g=10m/s2）。
（1）求无人机上升时的最大的速度？
（2）某次飞行时，该无人机的飞行路线如图乙所示，无人机先从A点匀速上升到B点，后以水平速度匀速飞行到C点，从B到C的过程中，求空气阻力做功？
（3）在（2）运动情况下，求无人机电动机提供的牵引力大小和此时电动机的实际功率？
【答案】（1）5m/s；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）当无人机向上运动的合力为0时，无人机上升的速度最大，令此时的升力为，则有
无人机的额定功率为80W，此时有
解得
（2）从B到C的过程中，速度为5m/s，则空气阻力大小为上述的，且
（3）无人机做匀速直线运动，对无人机进行分析有
根据平衡条件有
，
根据功率的关系式有
解得
，
16. 如图所示，在足够大的空间直角坐标系O-xyz内的正方体OABC-O1A1B1C1区域，边长为L。粒子源在y轴上OO1区域内沿x轴正方向连续均匀辐射出粒子，已知粒子的质量为m，初速度为v0，重力加速度为g。
（1）若不计空气阻力，求从O1射出的粒子到达x轴的时间。
（2）若粒子运动过程中受到的空气阻力f与速度v大小满足关系：，k为已知量，请描述粒子最终的运动情况和最后的收尾速度。
（2）若重力和空气阻力都不计，仅在正方体区域内加沿z轴正方向大小恒定的风力，所有的粒子都从A1ABB1面射出立方体，求风力的最小值F0；
【答案】（1）；（2）沿y轴负方向做匀速直线运动，；（3）
【解析】
【详解】（1）由题意可知，粒子从O1射出做平抛运动，在y轴负方向则有
解得
（2）由于空气阻力f与速度v大小满足关系：，可知粒子在沿x轴正方向做减速运动，最终速度减到零；在沿y轴负方向做加速度逐渐减小的加速运动，当空气阻力增加到与粒子重力大小相等时，即
加速度是零，并以
的速度做匀速直线运动，因此粒子最终沿y轴负方向做匀速直线运动，收尾速度为。
（3）由题意，粒子在沿z轴正方向大小恒定的风力作用下，做类平抛运动，在沿x轴正方向则有
沿Z轴正方向由牛顿第二定律可得粒子的加速度
所有的粒子都从A1ABB1面射出立方体，风力有最小值，在沿Z轴正方向则有
联立解得
【型号】
YU—2
【动力】
电动
【质量】
1200g
【额定功率】
80W