湖北省武昌实验中学2025-2026学年高一下学期3月阶段检测物理试题（Word版附解析）

这是一份湖北省武昌实验中学2025-2026学年高一下学期3月阶段检测物理试题（Word版附解析）试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
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D
2. 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B
4. 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. 68kWB. 30kWC. 20kWD. 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C
5. 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0.5
B. 物块沿斜面向上运动的时间为1s
C. 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15T
D. 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】
时间内传送带运动
传送带相对货物的位移大小为
【小问3详解】
货物增加的动能
增加的重力势能
故传送带因运送货物需要多消耗的电能
15. 如图甲所示，轻质长绳水平跨在小定滑轮A、B上，质量为m的小物块悬挂在绳上的O点，O点与两滑轮的距离均为L，在轻绳两端分别拴有质量也为m的小球。先托住物块，使绳处于水平拉直状态，并从O点静止释放物块。重力加速度为g。
（1）当物块下落至两边绳的夹角为120°时，求物块的速度大小v1与左端小球速度大小v2的关系；
（2）求物块下落的最大距离H；
（3）若将轻绳两端的小球替换为竖直向下的恒力F = mg，如图乙所示，仍从O点静止释放物块，求物块下落过程中重力的最大瞬时功率Pm。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
当物块下落至两边绳的夹角为120°时，物块的速度大小v1与两小球速度大小v2的关系如图所示，由几何关系得
解得
【小问2详解】
如图，当物块速度减小为零时，物块下落距离达到最大值H，轻绳两端的小球上升的距离为H′，由动能定理得
由几何关系得
解得
【小问3详解】
当物块所受的合外力为零时，加速度为零，此时物块速度最大，设为vm，物块下降距离为h，两边绳的夹角为θ，轻绳两端上升的距离为h′，由平衡条件得
由几何关系得
对物块，由动能定理得
物块下落过程中重力的最大瞬时功率为
解得