湖北省襄阳市第四中学2025-2026学年高一下学期3月阶段检测物理试题（含解析）

襄阳四中 2025 级高一下学期三月学情质量检测
物理试题
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 ．下列说法正确的是( )
A ．计算合力做的功时，各个力做的功的加法遵循平行四边形定则
B ．力对物体所做的功等于力的大小与位移大小的乘积
C ．重力势能的变化量与选定的参考平面无关
D ．重力对物体做的功与物体的运动路径有关
2．如图所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图，且质点运动到 D 点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直。在质点从 A 点运动到 E 点的过程中，下列说法中正确的是( )
A ．质点经过 B 点时的加速度方向与速度方向的夹角小于 90°
B ．质点经过 C 点的速度和经过 E 点的速度相同
C ．质点经过 D 点时速度达到最大
D ．质点从 B 到 E 的过程中速度先减小后增大
3 ．四冲程汽油机中有一个复式活塞压缩机，其简图如图所示，圆盘与活塞通过铰链连接轻杆 AB，左侧活塞被轨道固定，只能沿平行 AO 的方向运动，圆盘绕圆心 O 做角速度为 ⑴ 的匀速圆周运动。已知 O、B 间的距离为 r，AB 杆的长度大于 2r，当 OB 垂直于 AB 时，AB与 AO 的夹角为 θ,则此时活塞的速度大小为( )
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A ． B ．wr tan θ C ． wr sin θ D ．
4 ．把 A 、B 两相同小球在离地面同一高度处以相同大小的初速度v0 分别沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气阻力，如图所示，则下列说法正确的是( )
A ．两小球落地时速度大小不同
B ．两小球落地时，重力的瞬时功率相同
C ．从开始运动至落地，重力对 B 球做的功大于对 A 球做的功
D ．从开始运动至落地，重力对 B 球做功的平均功率小于对 A 球做功的平均功率
5 ．如图所示，质量为 M、长度为 L 的小车静止在光滑水平面上，质量为 m 的小物块（可视为质点）放在小车的最左端。现用一水平恒力 F 作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力为Ff ，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为 x。此过程中，以下结论正确的是( )
A ．小物块到达小车最右端时具有的动能为(F - Ff ) ( L - x)
B ．小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为Ff x
C ．小物块克服摩擦力所做的功为Ff L
D ．小物块克服摩擦力所做的功为Ff x
6 ．如图所示，轻质弹簧上端固定，下端系一物体。物体在 A 处时，弹簧处于原长状态。现用手托住物体使它从 A 处缓慢下降，到达 B 处时，手和物体自然分开，物体停在 B 处。此过程中( )
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A ．手的支持力一直做正功
B ．弹簧的弹性势能先增加后减少
C ．物体与弹簧组成的系统机械能不守恒
D ．物体与弹簧组成的系统机械能守恒
7 ．伽利略的理想斜面实验彰显了理想实验的魅力，现实中由于阻力的存在，小球不可能滑到另一侧斜面的等高处。三块材料和表面粗糙度相同的板子构成了如图所示的斜面和水平面，小球从左侧斜面上A 点由静止滑下，抵达右侧斜面的B 点时速度为零，测得A 、B 两点连线与水平面的夹角为θ。设小球在转角处的撞击不影响速度大小。则下列说法正确的是( )
A ．增大左侧斜面的倾角， θ 会增大
B ．减小右侧斜面的倾角， θ 会增大
C ．增加小球在左侧斜面上的释放高度， θ 会减小
D ．增加小球在左侧斜面上的释放高度， θ 不会改变
8 ．下列各组的三个物理量都属于矢量的是( )
A ．位移、时间、速度 B ．动能、势能、向心加速度
C ．位移、速度、加速度 D ．线速度、角速度、向心力
9 ．如图所示，两颗人造卫星 M 、N 绕地球做椭圆运动，若两轨道在近地点相切，且长轴分别为a1 、a2 ，周期分别为T1 、T2 ，忽略卫星之间的相互作用，则下列说法正确的是( )
A ．地球对 M 的引力大于对 N 的引力
B ．两卫星在近地点的加速度相等
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C ．两卫星的周期和长轴关系满足
D ．两卫星与地心的连线在同一段时间内扫过的面积相等
10 ．“风洞实验”常用于研究飞行器的空气动力学特性，在某风洞中，将一小球从 M 点竖直 向上抛出，小球在大小恒定的水平风力作用下，运动轨迹如图所示。其中 M、N 两点在同一水平线上，O 点为轨迹的最高点，小球经过 M 点时的动能为 9J，经过 O 点时的动能为 4J。下列说法正确的是( )
A ．小球所受的重力和风力大小之比为3 : 2
B ．上升和下降过程，小球的机械能变化量之比为2 : 3
C ．从 M 点运动到 O 点的过程，小球的动能一直减小
D ．小球经过 N 点时的动能为 25J
二、非选择题：本题共 5 小题，共 60 分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
11 ．某兴趣小组采用如图所示的实验装置“探究平抛运动的特点”：
（1）根据实验过程，以下说法正确的是 ； A ．斜槽 M 轨道必须光滑
B ．记录的点应适当多一些
C ．用平滑曲线把所有的点连接起来
D ．图中挡条 N 每次必须等间距下移
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（2）图是利用装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是
。
A ．释放小球时初速度不为 0 B ．释放小球的初始位置不同 C ．斜槽末端切线不水平
（3）改用频闪照相来研究平抛运动，将频闪得到的连续三张照片叠放在方格纸上，如图所示，已知小球的直径为 2cm，方格纸的边分别为水平和竖直方向，则该频闪相机频率为
Hz。（重力加速度 g 取 10m/s2）
12．某同学用如图甲所示装置探究钢质小球自由摆动至最低点时的速度大小与此时细线拉力大小的关系。力传感器显示的是小球自由摆动过程中各个时刻细线拉力 FT 的大小，光电门测量小球通过光电门的挡光时间 Δt。
（1）调节细线的长度和光电门位置，使小球静止时，小球球心恰好位于光电门中心。
（2）用螺旋测微器测得小球直径为 d，小球通过光电门的速度 v= 。
（3）小球经过光电门时，细线拉力 FT 应为力传感器示数在小球摆动中各个时刻的 （选填“最大值”“最小值”或“平均值”）。
（4）改变小球通过光电门的速度重复实验，测出多组速度 v 和对应拉力 FT 的数据，作出
FT-v2 图像如图乙所示。已知当地重力加速度g = 9.8m/s2 ，则由图像可求小球的质量为m= kg，光电门中心到悬点的距离为 L= m。
13．“双星系统”是指两个星球 A、B 在相互间引力作用下，绕连线上某点 O 做匀速圆周运动的系统，如图所示。在地月系统中， 若忽略其他星球影响，可将月球和地球看成“双星系统”已知月球公转周期为 T，月球与地球球心间距离为 L。已知地球表面重力加速度为 g，地球半径为 R，引力常量为 G，求
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(1)双星系统总质量；
(2)月球的质量。
14．有一个在水平直轨道上行驶的高速列车，功率P 随时间变化规律如图，列车以恒定的加速度a = 1m/s2 启动，t1 后达到额定功率，并保持额定功率行驶。已知列车总质量
m = 4 × 105 kg ，Pm = 1.8 × 107 W ，轨道对列车的阻力 f 恒为2× 105 N 。
(1)求t1 时刻的列车速度v1 及列车匀加速的时间t1 ；
(2)若t2 = 330s 时列车恰好达到最大速度，求启动至t2 内列车的路程。
15．如图所示，同一竖直平面内放置有半径为R1 = 5m 的四分之一圆弧内轨道 AB，其轨道表面粗糙；半径为R2 = 4m 的四分之一圆弧外轨道 CD，其轨道表面光滑；长度为L = 6m 的传送带水平放置，其两端分别与两圆弧轨道的 B 点和 C 点平滑连接；D 点右侧放置一竖直挡板 P，与 D 点间的水平距离也为R2 = 4m 。质量为 m = 1kg 的小滑块（可视为质点）从 A 点由静止释放，经过 B 点时对圆弧轨道的压力大小为F = 15N 。已知滑块与传送带表面之间的动摩擦因数为μ = 0.2 ，重力加速度大小 g = 10m/s2 。初始时，传送带不转动，求
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(1)小滑块在轨道 AB 上运动的过程中，克服摩擦力做的功；
(2)小滑块到达 C 点时的速度大小；
(3)若传送带顺时针匀速转动，转动速度大小为v = 4m/s ，小滑块仍从 A 点由静止释放，经过一段时间后与竖直挡板 P 发生碰撞，求小滑块在竖直板上的撞击点与 C 点的竖直距离。
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1 ．C
A．功是标量，合力做功等于各分力功的代数和，无需平行四边形定则，故 A 错误；
B ．功的计算需考虑力与位移的夹角，公式为W = Fx cosθ ,故 B 错误；
C ．重力势能的变化量由高度差决定，与参考平面无关，故 C 正确；
D ．重力做功仅与初末位置的高度差有关，与路径无关，故 D 错误。
故选 C。
2 ．D
A ．曲线运动合外力方向指向曲线的凹侧，加速度方向与合力方向一致，所以质点经过 B 点时的加速度方向与速度方向的夹角大于 90°,故 A 错误；
B ．质点经过 C 点的速度和经过 E 点的速度方向不相同，故 B 错误；
C ．B 到 D 过程中，合力与速度夹角大于 90°, 速度减小，质点经过 D 点时速度不是最大，故 C 错误；
D．质点从 B 到 E 的过程中合力与速度夹角先大于 90°后小于 90°, 速度先减小后增大，故 D正确。
故选 D。
3 ．D
圆盘上 B 点的线速度大小vB = wr ，如图所示
当 OB 垂直于 AB 时，由速度的合成与分解有vB = vA cos θ ,解得vA 故选 D。
4 ．D
A ．根据动能定理，合外力对物体做功等于物体动能的变化量，表达式为
两球质量 m 相同，初始高度 h 相同，初速度v0 大小相同，且运动过程中只有重力做功，重力做功WG = mgh
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对于 A 球和 B 球，由动能定理mgh mv mv ，可得v 则两球落地时速度大小 v 相同，故 A 错误；
B ．根据机械能守恒定律可知，两小球落地时速度大小相等，设两小球落地时速度大小为 v，
A 球落地时速度方向与水平方向成θ 角，则 A 球落地时重力的瞬时功率为PA = mgvsinθ B 球落地时与水平方向垂直，则落地时重力的瞬时功率为PB = mgv
则两小球落地时，A 球重力的瞬时功率小于 B 球重力的瞬时功率，故 B 错误；
C ．由重力做功的特点可知，重力的功为W = mgh ，由于两球下落的高度相同，两球的质量相同，则重力对两球做的功相同，故 C 错误；
D．从开始运动至落地，由于 A 球在竖直方向上做自由落体运动，B 球做竖直上抛运动，所以 A 球运动时间小于 B 球运动时间，重力的做的功相同，根据平均功率公式可知，重力对 A 小球做功的平均功率大于重力对 B 小球做功的平均功率，故 D 正确。
故选 D。
5 ．B
A ．小物块水平方向受到拉力 F 和摩擦力Ff 的作用，根据动能定理
故 A 错误；
B ．小车相对地面的位移为 x，水平方向仅受小物块对小车的摩擦力，根据动能定理
故 B 正确；
CD ．小物块相对地面的位移为L + x ，则克服摩擦力做的功为
Wf = Ff (L + x)
故 CD 错误。
故选 B。
6 ．C
A．手的支持力方向向上，物体位移方向向下，可知，手的支持力一直做负功，故A 错误；
B ．根据题意可知，弹簧拉伸形变量逐渐变大，则弹簧的弹性势能一直增加，故 B 错误；
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CD ．结合上述可知，手的支持力对物体做负功，则物体与弹簧组成系统的机械能减小，故C 正确，D 错误。
故选 C。
7 ．D
设小球在斜面和水平面上的动摩擦因数为μ , 左侧斜面倾角为a ，右侧斜面倾角为β ,左侧斜面下滑的长度为 x1，水平面长度为 x0，右侧斜面上升的长度为 x2。小球从 A 到B 的过程中，根据动能定理，有mg(hA - hB) - μmgx1 . cosa - μmgx0 - μmgx2 . cos β = 0
其中x1 . cos a = s1 （s1 为左侧斜面底端到转角的水平距离）， x2 . cos β = s2 （s2 为右侧斜面底端到转角的水平距离）
则有mg(hA - hB) - μmg(s1 + x0 + s2) = 0即hA - hB = μs水平
设 AB 连线的水平总位移为 s，竖直高度差为H = hA - hB
则有tan 联立可得μ = tan θ
即增加小球在左侧斜面上的释放高度， θ 不会改变。
故选 D。
8 ．CD
A ．位移和速度都是矢量，而时间为标量，故 A 错误；
B ．向心加速度是矢量，而动能、势能都是标量，故 B 错误；
C ．位移、速度、加速度均为矢量，故 C 正确；
D ．线速度、角速度、向心力均为矢量，故 D 正确。
故选 CD。
9 ．BC
A ．地球对卫星的引力大小与卫星的质量、卫星与地球球心间的距离有关， 故地球对 M 的引力不一定大于对 N 的引力，故 A 错误；
B ．根据牛顿第二定律有G ma得a
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即不同卫星经过同一点时的加速度大小相等，故两卫星在近地点的加速度相等，故 B 正确；
C ．根据开普勒第三定律有 化简得 ，故 C 正确；
D ．根据开普勒第二定律可知，同一卫星与地心的连线在相等的时间内扫过的面积相等，卫星在一段极短的时间 Δt 内与地球的连线扫过的面积SvΔt·r
假设两卫星都位于近地点，两卫星的速度大小不同，卫星与地心的连线在 Δt 内扫过的面积不相等，故 D 错误。
故选 BC。
10 ．AD
A ．根据题意，设风力大小为 F，小球的质量为 m，小球的初速度为 v0 ，MO 的水平距离为x1 ，竖直距离为 h，竖直方向上有h
则有mgh mv EkM = 9J
从 M 到 O 过程中，由动能定理有Fx1 - mgh = EkO - EkM可得Fx1 = EkO = 4 J
又有h gt2
水平方向上，由牛顿第二定律有F = ma由运动学公式有x at2
由于运动时间相等，则 则有
解得 ，故 A 正确；
BD ．根据题意可知，小球在水平方向做初速度为 0 的匀加速直线运动，由对称性可知，小球从M → O 和从O → N 的运动时间相等，设 ON 的水平距离为x2 ，根据匀变速运动推论可知x2 = 3x1
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小球由M → N 过程中，由动能定理有F(x1 + x2) = EkN - EkM
解得EkN = 25 J
由功能关系可知，小球机械能的变化量等于风力做功，则小球在上升和下降过程中机械能变化量之比为 ，故 B 错误，D 正确；
C ．根据前面分析可知从 M 点运动到 O 点的过程，小球受到的重力和风力的合力方向开始与速度方向夹角为钝角，后与速度方向夹角为锐角，故合力先做负功后做正功，故动能先减小后增大，故 C 错误。
故选 AD。
11 ． B C 10
（1）[ 1]A．要保证小球的初速度相同，小球每次从斜槽上开始运动的位置必须相同，斜槽轨道不一定要光滑，故 A 错误；
B ．记录的点适当多一些可以减小误差，故 B 正确；
C ．为比较准确地描出小球运动的轨迹，根据记录点的分布规律，用平滑曲线拟合成运动轨迹，个别偏差较大的点，应当舍去，故 C 错误；
D ．描绘轨迹不需要等间距描点，所以图中挡条 N 每次不必等间距下移，故 D 错误。故选 B。
（2）[2]AB ．由图可知，该小球的初速度方向偏上，与小球的初速度的大小无关，与释放小球的位置也无关，故 AB 错误；
C ．由图可知，该小球的初速度方向偏上，即小球的初速度的方向不是沿水平方向，则可知是斜槽末端切线不水平，故 C 正确。
故选 C。
（3）[3]设该相机的频闪周期为 T，相邻两小球位置之间的竖直间距分别为
y1 = 7 × 2cm=14cm=0.14m
y2 = 12 × 2cm=24cm=0.24m
竖直方向小球做自由落体运动，由
Δy = gT2
得
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y2 - y1 = gT2
代入数据解得
T = 0. 1s
则该频闪相机频率为
d
12 ． 最大值 0.05 0.1
Δt
（2）[ 1]小球通过光电门的速度v 。
（3）[2]小球摆动过程中受力如图所示，细线与竖直方向成 θ 角时，根据牛顿第二定律得
解得 mg cosθ + m
小球向最低点运动过程中速度和 cosθ 都增大，所以到达最低点时速度和 cosθ 都最大，故在最低点 FT 最大。
（4）[3][4]小球摆至最低点时，根据牛顿第二定律得 mg = m 整理得 v2 + mg
根据图像得0.49 = mg 解得m = 0.05kg ，L = 0. 1m 。
（1）设地球到 O 点的距离为r1 ，月球质量为M月 ，月球到 O 点的距离为r2 ，由万有
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引力提供向心力有G M地 M月 又因为r1 + r2 = L
联立解得M地 + M月
（2）对地球表面物体有 mg可得地球质量M地
故月球的质量M月
14 ．(1)t1 = 30s ，v1 = 30m/s
(2) x = 20250m
（1）前 t1 做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得F - f = ma t1 末的瞬时速度v1 = at1
此列车的额定功率Pm = Fv1
代入数据解得t1 = 30s ，v1 = 30m/s
（2）列车速度最大时，受力平衡，则Pm = fvm在 0 到t1 时间内的位移xat
t1 至t2 这段时间内位移为x2 ，由动能定理得Pm - fx mv mv 总位移为x = x1 + x2 = 20250m
15 ．(1) 37.5J
(2)1m/s
（1）在 B 点，由牛顿第三定律可知轨道对滑块的支持力FN = 15N根据牛顿第二定律，有FN - mg = m
代入数据解得vB = 5m/s
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滑块从A 到B ，由动能定理，得 mgR1 -Wf mv 代入数据解得Wf = 37.5J
（2）滑块从 B 到C ，传送带不转动，受滑动摩擦力为Ff = μmg = 0.2 1 10N = 2N由牛顿第二定律得，加速度a m/s2 = 2m/s2
由运动学公式有v - v = 2aL
代入数据解得vC = 1m/s
（3）当传送带顺时针匀速转动速度v < vB = 5m/s 时，小滑块滑上传送带做匀减速直线运动，由（2）可知，若滑块一直做匀减速直线运动到C ，末速度为1m/ s ，但是传送带匀速转动速度最小速度为v = 4m/s ，所以小滑块在传送带上先做匀减速直线运动，再做匀速直线运动，到C 点的速度为传送带的转动速度，若小滑块做平抛运动速度v m/s ，故此时小滑块先沿圆弧下滑，然后斜抛。设抛出点速度与水平方向的夹角为θ ,抛出时的速度为
v1 ，运动过程中的机械能守恒，则有 mg cosθ = m mg mv mvin
联立解得小滑块抛出时的速度为vm/s ， θ = 37°小滑块在竖直方向下滑的距离y1 = R2 - R2 cos m水平位移为x1 = R2 sin m
此时小滑块抛出，则有x1' = v1 cos θ·t1' ，y v1 sin θ·tgt 又有x1' = 2R2 - R2 sin θ
小滑块与竖直挡板 P 之间撞击点到C 点的竖直距离h1 = y1 + y1'联立代入数据解得h m
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